Nghiên Cứu Tính Chất và Thành Phần Monosaccharide của Exopolysaccharide từ Lactobacillus plantarum

Exopolysaccharide (EPS) là các polysaccharide ngoại bào được vi khuẩn tiết ra môi trường. Chúng có thể bám chặt vào màng tế bào (PS dạng màng bao) hoặc hòa tan hoàn toàn trong môi trường. EPS thường là các polysaccharide chuỗi dài, phân nhánh, cấu tạo từ các đơn vị đường hoặc dẫn xuất đường. Các loại đường phổ biến trong EPS bao gồm glucose (Glc), galactose (Gal) và rhamnose (Rha). Các liên kết glycoside như 1,4-β, 1,3-β, 1,2-α và 1,6-α tạo nên bộ khung của EPS. EPS có khối lượng phân tử cao, không hòa tan hoàn toàn trong nước, do đó có khả năng tạo đặc hoặc tạo gel.

EPS đóng vai trò quan trọng trong hoạt động sống của tế bào vi khuẩn, đồng thời có nhiều tính chất chức năng công nghệ hữu ích. Trong thực phẩm, EPS được sử dụng để cải thiện chất lượng sản phẩm, tăng khả năng hấp dẫn, ổn định cấu trúc và hoàn thiện tính lưu biến. Ngoài ra, EPS còn có tác dụng tốt cho sức khỏe, bao gồm tăng cường miễn dịch, kháng virus, chống oxy hóa, chống ung thư và chống cao huyết áp. Nghiên cứu về EPS từ vi khuẩn lactic đang mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm.

Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) là một kỹ thuật phân tích mạnh mẽ để xác định và định lượng các monosaccharide trong mẫu exopolysaccharide (EPS). Mẫu EPS thường được thủy phân để giải phóng các monosaccharide thành phần. Sau đó, các monosaccharide được tách ra dựa trên ái lực của chúng với pha tĩnh trong cột sắc ký. Detector sẽ đo lượng monosaccharide khi chúng đi qua, cho phép xác định và định lượng từng loại đường. HPLC là phương pháp nhanh chóng, chính xác và phù hợp với nhiều loại monosaccharide khác nhau.

Sắc ký khí khối phổ (GC-MS) là một kỹ thuật phân tích mạnh mẽ để xác định thành phần monosaccharide và cấu trúc của exopolysaccharide (EPS). Mẫu EPS được thủy phân, sau đó các monosaccharide được chuyển đổi thành các dẫn xuất dễ bay hơi. Các dẫn xuất này được tách ra bằng sắc ký khí và được phát hiện bởi khối phổ kế. Khối phổ kế cung cấp thông tin về khối lượng phân tử của từng monosaccharide, cho phép xác định chính xác loại đường và các liên kết glycoside. GC-MS cung cấp thông tin chi tiết hơn về cấu trúc đường so với HPLC.

Phổ khối lượng (Mass Spectrometry) là một kỹ thuật phân tích mạnh mẽ được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu exopolysaccharide (EPS). Kỹ thuật này cho phép xác định khối lượng phân tử của EPS và các monosaccharide thành phần. Ngoài ra, phổ khối lượng còn có thể cung cấp thông tin về cấu trúc của EPS, bao gồm các liên kết glycoside và các nhóm thế. Các kỹ thuật phổ khối lượng tiên tiến như MALDI-TOF MS và ESI-MS cho phép phân tích EPS có khối lượng phân tử lớn và độ phức tạp cao.

Nguồn carbon là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng sinh tổng hợp exopolysaccharide (EPS) của Lactobacillus plantarum. Các loại đường khác nhau như glucose, fructose, sucrose và lactose có thể được sử dụng làm nguồn carbon. Hiệu quả của từng loại đường phụ thuộc vào khả năng chuyển hóa của chủng vi khuẩn và ảnh hưởng đến thành phần monosaccharide của EPS. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng hỗn hợp các loại đường có thể tăng hiệu suất sản xuất EPS so với việc sử dụng một loại đường duy nhất.

pH và nhiệt độ là hai yếu tố môi trường quan trọng ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme và quá trình sinh tổng hợp exopolysaccharide (EPS). Mỗi chủng Lactobacillus plantarum có một khoảng pH và nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển và sản xuất EPS. pH quá cao hoặc quá thấp có thể ức chế hoạt động của enzyme và làm giảm hiệu suất sản xuất EPS. Tương tự, nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp có thể ảnh hưởng đến tính ổn định của enzyme và quá trình trao đổi chất của vi khuẩn.

Nguồn nitrogen đóng vai trò quan trọng trong quá trình lên men của Lactobacillus plantarum, ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng và khả năng sản xuất exopolysaccharide (EPS). Các nguồn nitrogen hữu cơ như peptone, yeast extract và casein thường được sử dụng trong môi trường nuôi cấy. Việc lựa chọn nguồn nitrogen phù hợp và tối ưu hóa nồng độ có thể cải thiện đáng kể hiệu suất sản xuất EPS và các sản phẩm lên men khác.

Exopolysaccharide (EPS) có khả năng tạo gel và ổn định hệ keo, nhũ tương, là những tính chất quan trọng trong ứng dụng thực phẩm. Khả năng tạo gel của EPS phụ thuộc vào cấu trúc phân tử, khối lượng phân tử và nồng độ. EPS có thể tạo gel ở các điều kiện khác nhau, như pH, nhiệt độ và sự hiện diện của ion kim loại. Tính ổn định của EPS giúp duy trì cấu trúc và tính chất của sản phẩm trong quá trình bảo quản và sử dụng.

Exopolysaccharide (EPS) từ Lactobacillus plantarum có nhiều hoạt tính sinh học có lợi cho sức khỏe, bao gồm khả năng tăng cường miễn dịch, kháng virus, chống oxy hóa và chống ung thư. EPS có thể kích thích hệ miễn dịch bằng cách tăng cường hoạt động của tế bào miễn dịch và sản xuất cytokine. EPS cũng có thể ức chế sự phát triển của virus bằng cách ngăn chặn sự xâm nhập của virus vào tế bào. Hoạt tính chống oxy hóa của EPS giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do gốc tự do.

Exopolysaccharide (EPS) đóng vai trò quan trọng trong sản xuất thực phẩm lên men, đặc biệt là các sản phẩm từ sữa và rau quả. EPS có thể cải thiện cấu trúc, độ nhớt và khả năng giữ nước của sản phẩm, đồng thời mang lại hương vị và cảm quan tốt hơn. Trong sữa chua, EPS giúp tạo độ đặc và mịn, ngăn ngừa sự tách lớp whey. Trong rau quả lên men, EPS giúp bảo quản và cải thiện cấu trúc sản phẩm.

Sắc ký khí khối phổ (GC-MS) và sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) là hai phương pháp chính để xác định thành phần monosaccharide của exopolysaccharide (EPS). GC-MS cung cấp thông tin chi tiết về loại đường và liên kết glycoside, trong khi HPLC cho phép định lượng các loại đường khác nhau. Kết hợp cả hai phương pháp giúp xác định chính xác thành phần monosaccharide và tỷ lệ của chúng trong EPS.

Cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) là một kỹ thuật mạnh mẽ để phân tích cấu trúc phân tử của exopolysaccharide (EPS), đặc biệt là các liên kết glycoside. NMR cung cấp thông tin chi tiết về vị trí và cấu hình của các liên kết glycoside, giúp xác định cấu trúc ba chiều của EPS. Các thí nghiệm NMR khác nhau, như HSQC, HMBC và NOESY, được sử dụng để xác định các liên kết giữa các nguyên tử carbon và hydro trong phân tử EPS.

Khối lượng phân tử của exopolysaccharide (EPS) là một thông số quan trọng ảnh hưởng đến tính chất và ứng dụng của chúng. Phương pháp sắc ký thẩm thấu gel (GPC) thường được sử dụng để xác định khối lượng phân tử trung bình của EPS. GPC tách các phân tử EPS dựa trên kích thước của chúng, cho phép xác định phân bố khối lượng phân tử và khối lượng phân tử trung bình.

Lên men sữa đậu nành với Lactobacillus plantarum là một phương pháp hiệu quả để cải thiện giá trị dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm. L. plantarum có thể chuyển hóa các hợp chất trong đậu nành, tạo ra các sản phẩm có hương vị thơm ngon và dễ tiêu hóa hơn. Ngoài ra, EPS từ L. plantarum có thể cải thiện cấu trúc và độ nhớt của sữa đậu nành lên men.

Exopolysaccharide (EPS) từ Lactobacillus plantarum có thể được sử dụng để cải thiện cấu trúc và độ ổn định của nhiều loại thực phẩm khác nhau. EPS có thể tạo gel, tăng độ nhớt và ổn định nhũ tương, giúp cải thiện cảm quan và kéo dài thời gian bảo quản của sản phẩm. Việc sử dụng EPS như một chất phụ gia tự nhiên là một xu hướng ngày càng phổ biến trong ngành công nghiệp thực phẩm.

Lactobacillus plantarum được biết đến với nhiều lợi ích sức khỏe, bao gồm khả năng cải thiện hệ vi sinh vật đường ruột, tăng cường miễn dịch và giảm cholesterol. Do đó, L. plantarum được coi là một probiotic tiềm năng và được sử dụng trong nhiều sản phẩm thực phẩm chức năng. Nghiên cứu về tác dụng probiotic của L. plantarum đang được tiến hành để chứng minh và mở rộng các ứng dụng của chúng.