Nghiên cứu phân lập vi khuẩn lactic có hoạt tính probiotic từ thực phẩm và dược phẩm

Chuyên đề nghiên cứu Phân lập vi khuẩn lactic probiotic từ thực phẩm và dược phẩm, cập nhật xu hướng mới, giá trị tham khảo cao cho chuyên gia chuyên

• Tác giả: Nguyễn Thị Bích Thùy
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoài Hương
• Trường học: Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM
• Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
• Đề tài: Phân Lập Vi Khuẩn Lactic Có Nguồn Gốc Từ Thực Phẩm Và Dược Phẩm Mang Hoạt Tính Probiotic
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2009
• Địa điểm: Tp.Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Mục tiêu đề tài
• 1.2. Ứng dụng của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Tổng Quan Về Probiotics
• 2.1.1. Lịch sử nghiên cứu Probiotics
• 2.1.2. Định nghĩa về Probiotic
• 2.1.3. Thành phần vi sinh của chế phẩm probiotics
• 2.1.4. Cơ chế hoạt động của probiotics
• 2.1.5. Tác động kháng khuẩn của probiotics
• 2.1.6. Tác động của probiotic trên biểu mô ruột
• 2.1.7. Tác động miễn dịch của probiotics
• 2.1.8. Tác động của probiotics đến vi khuẩn đường ruột
• 2.1.9. Chức năng của probiotics
• 2.1.10. Tổng quan về vi khuẩn lactic
• 2.1.10.1. Đặc tính chung
• 2.1.10.2. Đặc điểm hình thái
• 2.1.10.3. Đặc điểm sinh lý- sinh hóa
• 2.2. Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn lactic
• 2.2.1. Nhu cầu dinh dưỡng cacbon
• 2.2.2. Nhu cầu dinh dưỡng nitơ
• 2.2.3. Nhu cầu về vitamin
• 2.2.4. Nhu cầu các hợp chất hữu cơ khác
• 2.2.5. Nhu cầu các muối vô cơ khác
• 2.2.6. Nhu cầu dinh dưỡng oxi
• 2.2.7. Quá trình trao đổi chất
• 2.2.7.1. Lên men lactic đồng hình
• 2.2.7.2. Lên men lactic dị hình
• 2.2.8. Sản phẩm của quá trình lên men ở vi khuẩn lactic
• 2.2.9. Các vitamin và các chất trao đổi có lợi cho sự tăng trưởng
• 2.2.10. Các chất khác có khả năng kháng bệnh
• 2.3. Đối tượng cạnh tranh của vi khuẩn probiotic
• 2.3.1. Vi khuẩn Edwardsiella ictaluri
• 2.4. Tổng Quan Về Phương Pháp Phân Lập Và Tuyển Chọn Vi khuẩn Lactic
• 2.4.1. Nhu cầu tìm kiếm các nguồn Probiotic mới. Các tiêu chuẩn để chọn các chủng probiotics
• 2.4.2. Các phương pháp tìm kiếm các nguồn probiotic mới. Các phương pháp xác định, phân loại vi sinh vật vừa phân lập
• 2.4.2.1. Các phương pháp định danh cổ điển đối với vi sinh vật
• 2.4.3. Các phương pháp định danh vi sinh vật dựa theo kỹ thuật sinh học phân tử
• 2.5. Ứng Dụng Của Probiotic
• 2.5.1. Các dạng chế phẩm probiotic trong thương mại. Những chủng vi khuẩn probiotic đã được thương mại hóa
• 2.5.2. Các thành tựu nghiên cứu probiotic trong và ngoài nước. Các lĩnh vực ứng dụng của Probiotics
• 2.5.2.1. Trong dược phẩm
• 2.5.2.2. Trong thực phẩm
• 2.5.2.3. Trong mỹ phẩm
• 2.5.2.4. Trong chăn nuôi
• 2.5.2.4.1. Probiotic trong chăn nuôi heo
• 2.5.2.4.2. Điều trị bệnh cho trâu bò
• 2.5.2.4.3. Lợi ích của probiotic trong nuôi trồng thủy sản
• 2.5.2.4.4. Lợi ích của probiotic trên các loài khác
• 3. CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU & PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Địa điểm nghiên cứu
• 3.2. Thời gian thực hiện
• 3.3. Thiết bị và dụng cụ
• 3.4. Phương pháp nghiên cứu
• 3.4.1. Phương pháp luận
• 3.4.2. Phương pháp thí nghiệm
• 3.4.2.1. Thu thập mẫu
• 3.4.2.2. Phương pháp phân lập vi khuẩn lactic
• 3.4.2.3. Các thí nghiệm dùng để định danh vi khuẩn lactic
• 3.4.2.3.1. Nhuộm bào tử
• 3.4.2.3.2. Nhuộm kháng acid
• 3.4.2.3.3. Thử nghiệm catalaza
• 3.4.2.3.4. Thử nghiệm khả năng di động
• 3.4.2.3.5. Thử nghiệm khả năng sinh acid
• 3.4.2.3.6. Thử nghiệm oxidase
• 3.4.2.3.7. Thử nghiệm khả năng lên men đường
• 3.4.2.3.8. Thử nghiệm khả năng kháng vi sinh vật bằng phương pháp đo độ đục
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
• 4.1. Kết quả phân lập
• 4.2. Thử nghiệm Catalaza
• 4.3. Thử nghiệm tính sinh acid lactic bằng thuốc thử Ufelmann
• 4.4. Kết quả nhuộm Gram
• 4.5. Thử nghiệm khả năng di động bằng phương pháp thạch mềm
• 4.6. Kết quả nhuộm bào tử
• 4.7. Nhuộm kháng acid
• 4.8. Thử nghiệm kiểm tra khả năng lên men đường và khả năng sinh khí
• 4.9. Kết quả khả năng kháng vi sinh vật bằng phương pháp đo độ đục
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• Tài liệu tham khảo
• Phụ lục

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Trong bối cảnh sức khỏe ngày càng được chú trọng, vi khuẩn lactic và probiotic đã trở thành đề tài nghiên cứu quan trọng. Phân lập vi khuẩn lactic từ thực phẩm và dược phẩm không chỉ giúp mở rộng nguồn vi sinh vật có lợi mà còn cung cấp những sản phẩm có tiềm năng ứng dụng cao trong ngành thực phẩm và y tế. Vi khuẩn lactic được biết đến với khả năng cải thiện sức khỏe đường ruột, hỗ trợ tiêu hóa, và tăng cường hệ miễn dịch. Theo FAO (2001), probiotics được định nghĩa là "vi sinh vật sống khi được quản lý đúng cách có thể mang lại lợi ích cho sức khỏe của vật chủ". Việc phân lập và xác định các chủng vi khuẩn lactic có khả năng kháng vi sinh vật sẽ tạo điều kiện cho việc phát triển các sản phẩm probiotic mới, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng.

1.1 Mục tiêu đề tài

Mục tiêu chính của đề tài này là phân lập vi khuẩn lactic từ thực phẩm và dược phẩm nhằm xác định các chủng có tiềm năng probiotic. Các nghiên cứu sẽ tập trung vào việc định danh các chủng này và kiểm tra khả năng kháng vi sinh vật để xác định những chủng có lợi ích sức khỏe rõ ràng. Vi khuẩn lactic được phân lập sẽ được kiểm tra khả năng sinh acid, khả năng di động, và khả năng kháng vi sinh vật, từ đó tìm ra các ứng dụng tiềm năng trong sản xuất thực phẩm chức năng và dược phẩm.

II. Tổng quan tài liệu

Lịch sử nghiên cứu về probiotics bắt nguồn từ việc sử dụng vi khuẩn lactic trong chế biến thực phẩm từ hàng nghìn năm trước. Các sản phẩm như sữa chua đã được tiêu thụ để cải thiện sức khỏe. Eli Metchnikoff, nhà sinh lý học người Nga, đã đưa ra giả thuyết rằng tiêu thụ vi khuẩn lactic có thể giúp kéo dài tuổi thọ. Ông cho rằng việc tiêu thụ các sản phẩm lên men có thể ngăn chặn sự thối rữa trong ruột, từ đó giúp cải thiện sức khỏe. Các nghiên cứu hiện đại đã chứng minh rằng probiotics có thể cải thiện cân bằng hệ vi sinh vật trong ruột, từ đó tăng cường sức khỏe tổng thể. Vi khuẩn lactic như Lactobacillus và Bifidobacterium hiện đang được nghiên cứu rộng rãi vì những lợi ích sức khỏe của chúng.

2.1 Đặc điểm của vi khuẩn lactic

Vi khuẩn lactic có nhiều đặc điểm sinh lý và sinh hóa quan trọng. Chúng thường sống trong môi trường kỵ khí và có khả năng lên men đường thành acid lactic, giúp cải thiện hương vị và bảo quản thực phẩm. Các chủng vi khuẩn lactic như Lactobacillus và Streptococcus được biết đến với khả năng sinh acid mạnh, từ đó có tác dụng kháng vi sinh vật. Nghiên cứu về nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn lactic cho thấy chúng cần carbon, nitơ, vitamin và các hợp chất hữu cơ khác để phát triển. Sự hiểu biết về các yếu tố này sẽ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và ứng dụng các sản phẩm probiotic.

III. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong đề tài này bao gồm thu thập mẫu từ các nguồn thực phẩm và dược phẩm, sau đó tiến hành phân lập vi khuẩn lactic bằng các kỹ thuật sinh học phân tử và phương pháp cổ điển. Các chủng vi khuẩn sẽ được xác định thông qua các thử nghiệm như nhuộm Gram, thử nghiệm catalase, và khả năng sinh acid. Việc xác định khả năng kháng vi sinh vật sẽ được thực hiện để chọn lọc các chủng có tiềm năng probiotic. Các phương pháp này không chỉ giúp phân lập mà còn định danh chính xác các chủng vi khuẩn, tạo cơ sở cho các nghiên cứu và ứng dụng tiếp theo.

3.1 Kỹ thuật phân lập vi khuẩn

Kỹ thuật phân lập vi khuẩn lactic bao gồm việc sử dụng môi trường chọn lọc để khuyến khích sự phát triển của các chủng vi khuẩn mong muốn. Các mẫu thực phẩm và dược phẩm sẽ được xử lý và nuôi cấy trong điều kiện thích hợp để tách biệt các vi khuẩn lactic. Sau đó, các chủng vi khuẩn sẽ được kiểm tra khả năng sinh acid và khả năng kháng vi sinh vật, từ đó đánh giá tiềm năng ứng dụng trong sản xuất probiotic. Việc áp dụng các phương pháp hiện đại như kỹ thuật sinh học phân tử sẽ giúp nâng cao độ chính xác trong việc xác định và phân loại các chủng vi khuẩn.

IV. Kết quả và thảo luận

Kết quả phân lập cho thấy nhiều chủng vi khuẩn lactic có khả năng kháng vi sinh vật mạnh mẽ, mở ra khả năng ứng dụng trong sản xuất thực phẩm và dược phẩm. Các thử nghiệm cho thấy các chủng này không chỉ có khả năng sinh acid mà còn có thể ức chế sự phát triển của các vi khuẩn có hại như E. coli. Điều này chứng tỏ rằng probiotic không chỉ cải thiện sức khỏe đường ruột mà còn có thể góp phần vào việc ngăn ngừa các bệnh nhiễm khuẩn. Việc phát triển các sản phẩm từ vi khuẩn lactic sẽ mang lại lợi ích lớn cho sức khỏe cộng đồng và thúc đẩy ngành công nghiệp thực phẩm chức năng.

4.1 Ứng dụng thực tiễn

Các chủng vi khuẩn lactic đã phân lập có thể được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất thực phẩm lên men, dược phẩm và các sản phẩm chức năng. Việc sử dụng các chủng probiotic này không chỉ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn nâng cao giá trị dinh dưỡng, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về sức khỏe. Các nghiên cứu tiếp theo cần được thực hiện để đánh giá sâu hơn về hiệu quả và tính an toàn của các sản phẩm này trong thực tế.

V. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu về phân lập vi khuẩn lactic từ thực phẩm và dược phẩm mang lại nhiều kết quả khả quan, mở ra hướng đi mới cho ngành công nghiệp probiotic. Các chủng vi khuẩn lactic có khả năng kháng vi sinh vật mạnh mẽ, có thể được ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng và dược phẩm. Để phát triển bền vững, cần có thêm nhiều nghiên cứu về tính an toàn và hiệu quả của các sản phẩm từ vi khuẩn lactic trong thực tế. Đồng thời, việc mở rộng nghiên cứu sang các nguồn vi khuẩn khác cũng cần được xem xét để đa dạng hóa nguồn nguyên liệu cho ngành công nghiệp này.

5.1 Kiến nghị

Để nâng cao hiệu quả nghiên cứu và ứng dụng probiotic, cần thiết lập các chương trình hợp tác giữa các trường đại học, viện nghiên cứu và doanh nghiệp. Việc chia sẻ thông tin và công nghệ sẽ giúp thúc đẩy phát triển sản phẩm mới và cải thiện chất lượng sản phẩm hiện có. Bên cạnh đó, cần có các chính sách hỗ trợ nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sự phát triển của khoa học công nghệ và đời sống xã hội thúc đẩy nhu cầu ngày càng cao về các sản phẩm chăm sóc, bảo vệ sức khỏe có nguồn gốc tự nhiên và an toàn sinh học. Trong bối cảnh việc lạm dụng thuốc kháng sinh hóa học trong y tế, chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản dẫn đến tình trạng kháng kháng sinh cũng như tồn dư hóa chất độc hại, các chế phẩm sinh học probiotic nổi lên như một giải pháp thay thế tiềm năng. Probiotic là các vi sinh vật sống mang lại lợi ích sức khỏe cho vật chủ khi được sử dụng với liều lượng thích hợp thông qua cơ chế cạnh tranh sinh học, điều hòa miễn dịch và ức chế các tác nhân gây bệnh đường ruột mà không gây hiện tượng kháng thuốc hay tồn dư có hại.

Trong số các vi sinh vật có tiềm năng probiotic, nhóm vi khuẩn lactic (Lactic Acid Bacteria - LAB) giữ vai trò chủ đạo nhờ lịch sử sử dụng an toàn lâu đời trong thực phẩm lên men, khả năng thích nghi tốt trong đường tiêu hóa và khả năng sinh tổng hợp các hợp chất kháng khuẩn tự nhiên như acid hữu cơ, hydrogen peroxide, diacetyl và đặc biệt là bacteriocin. Nhằm khai thác và làm phong phú thêm nguồn vi khuẩn lactic bản địa phục vụ công nghệ sinh học và chế biến thực phẩm, đề tài "Phân lập vi khuẩn lactic có nguồn gốc từ thực phẩm và dược phẩm mang hoạt tính probiotic" được thực hiện.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được xác định cụ thể như sau:

1. Phân lập các chủng vi khuẩn lên men lactic từ các nguồn thực phẩm lên men truyền thống và chế phẩm dược phẩm thương mại.
2. Định danh các chủng vi khuẩn lactic phân lập được đến cấp giống và định hướng đến cấp loài bằng các phương pháp vi sinh học cổ điển (hình thái, sinh lý và sinh hóa).
3. Chọn lọc các chủng có tiềm năng probiotic thông qua thử nghiệm xác định khả năng kháng vi sinh vật chỉ thị gây bệnh (Escherichia coli) bằng phương pháp đo độ đục.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Các chủng vi khuẩn lactic hiện diện trong các nguồn mẫu thực phẩm (sữa chua, nem chua, dưa cà muối chua) và các chế phẩm men vi sinh dược phẩm lưu hành trên thị trường; vi sinh vật chỉ thị đối kháng là chủng Escherichia coli.
• Phạm vi không gian: Các thí nghiệm phân lập, nuôi cấy, kiểm tra sinh hóa và thử nghiệm đối kháng được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Sinh học, Khoa Môi trường và Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP.HCM (HUTECH).
• Phạm vi thời gian: Đồ án được triển khai và hoàn thành trong thời gian từ ngày 01/04/2009 đến ngày 24/06/2009.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và khái niệm khoa học

Đề tài tiếp cận dựa trên hệ thống cơ sở lý thuyết về vi khuẩn lactic và probiotic:

• Khái niệm Probiotic: Đồ án viện dẫn định nghĩa chuẩn hóa của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc cùng Tổ chức Y tế Thế giới (FAO/WHO, 2001): Probiotics là những vi thể sống mà khi được quản lý phù hợp về số lượng sẽ đem lại lợi ích cho sức khỏe vật chủ. Lịch sử nghiên cứu probiotic bắt đầu từ các công trình của Eli Metchnikoff (1907) về mối liên hệ giữa sữa chua lên men và tuổi thọ của nông dân Bulgaria, cùng phát hiện của Henry Tissier về Bifidobacterium trong hệ tiêu hóa trẻ bú mẹ.
• Hệ thống phân loại vi khuẩn lactic: Dựa trên khóa phân loại Bergey (1986), nhóm vi khuẩn lactic thuộc họ Lactobacteriaceae (hoặc Lactobacillaceae), gồm 5 giống chính: Lactobacillus, Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus và Aerococcus. Đây là các vi khuẩn Gram dương, không tạo nội bào tử, không di động, vi hiếu khí hoặc kỵ khí tùy nghi, có quá trình trao đổi chất tạo sản phẩm chính là acid lactic thông qua hai con đường: lên men lactic đồng hình (chu trình Embden-Meyerhof, tạo hơn 90% acid lactic) và lên men lactic dị hình (tạo acid lactic kèm acid acetic, ethanol, CO2, succinate).
• Cơ chế ức chế vi sinh vật gây bệnh: Vi khuẩn lactic ức chế các tác nhân gây bệnh (Escherichia coli, Salmonella, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Edwardsiella ictaluri) thông qua việc hạ thấp pH môi trường bằng acid hữu cơ, tiết hydrogen peroxide (H2O2), CO2, diacetyl và sinh tổng hợp bacteriocin (các peptide kháng khuẩn được phân loại thành 4 lớp: Lớp I - Lantibiotic như Nisin, Lacticin 3147; Lớp II - peptide nhỏ bền nhiệt; Lớp III - protein lớn không bền nhiệt như Lysostaphin; Lớp IV - bacteriocin phức hợp).

Mẫu nguồn (Dược phẩm, Sữa chua, Nem chua, Dưa cà muối)
Nuôi cấy, phân lập trên môi trường chọn lọc MRS Agar
Định danh cổ điển:
Sàng lọc tiềm năng Probiotic:

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Quá trình nghiên cứu sử dụng hệ thống các phương pháp thực nghiệm vi sinh học tiêu chuẩn:

• Phương pháp thu thập và xử lý mẫu: Mẫu thực phẩm (sữa chua, nem chua, dưa cà muối) và dược phẩm được đồng nhất hóa, pha loãng theo nồng độ thập phân liên tiếp trong nước muối sinh lý vô trùng.
• Phương pháp phân lập: Cấy trải và cấy ria phân đoạn trên môi trường chọn lọc chuyên biệt MRS (De Man, Rogosa and Sharpe) agar, ủ ở điều kiện nhiệt độ thích hợp để thu nhận các khuẩn lạc đơn lẻ mang đặc tính hình thái đặc trưng của vi khuẩn lactic (khuẩn lạc nhỏ, tròn, lồi, màu trắng đục hoặc vàng kem, có mùi chua nhẹ).
• Phương pháp định danh vi sinh vật cổ điển:
  • Quan sát hình thái tế bào: Nhuộm Gram (phương pháp Hucker cải tiến) xác định vi khuẩn Gram dương hình que, hình cầu hoặc hình oval.
  • Kiểm tra đặc tính tế bào: Nhuộm bào tử bằng lục Malachite (phương pháp Schaeffer-Fulton) và Carbolic Fuchsin; nhuộm kháng acid (phương pháp Ziehl-Neelsen).
  • Thử nghiệm sinh hóa và enzyme: Thử nghiệm enzyme Catalase với dung dịch H2O2 3% (xác định phản ứng âm tính không sủi bọt); thử nghiệm Oxidase; thử nghiệm khả năng di động bằng phương pháp cấy đâm sâu trên thạch mềm bán lỏng; thử nghiệm xác định sự hiện diện của acid lactic bằng thuốc thử Uffelmann (dung dịch phenol kết hợp FeCl3 tạo màu tím, chuyển sang màu vàng lục khi có acid lactic); thử nghiệm khả năng lên men các nguồn carbon (glucose, lactose, saccharose...) và khả năng sinh khí qua ống Durham.
• Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng khuẩn: Sử dụng dịch nuôi cấy ly tâm loại bỏ tế bào của các chủng vi khuẩn lactic phân lập để ức chế chủng vi sinh vật chỉ thị Escherichia coli, theo dõi và định lượng mức độ ức chế thông qua phương pháp đo độ đục (mật độ quang học OD) trên máy so màu quang phổ.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu

Chương này đặt nền móng cho đề tài thông qua việc phân tích tầm quan trọng của probiotic đối với sức khỏe con người và vật nuôi trong kỷ nguyên hiện đại. Tác giả trình bày ba mục tiêu nghiên cứu trọng tâm bao gồm: phân lập vi khuẩn lactic từ nguồn thực phẩm và dược phẩm, định danh hình thái - sinh hóa cổ điển, và kiểm tra hoạt tính kháng khuẩn đối kháng E. coli. Đồng thời, chương 1 vạch rõ hướng ứng dụng thực tiễn của đề tài trong việc cung cấp các chủng vi sinh vật khởi động (starter culture) cho công nghệ chế biến thực phẩm lên men quy mô công nghiệp, ứng dụng sản xuất chế phẩm sinh học probiotic và khai thác thu nhận bacteriocin làm chất bảo quản sinh học.

Chương 2: Tổng quan tài liệu

Chương 2 cung cấp hệ thống cơ sở lý luận chuyên sâu và cập nhật về vi khuẩn probiotic và vi khuẩn lactic:

• Khái quát về Probiotic: Phân tích lịch sử nghiên cứu từ thời kỳ cổ đại đến các mốc khoa học của Metchnikoff (1907) và Tissier; tổng hợp các cơ chế tác động sinh học gồm tăng cường liên kết biểu mô ruột, kích thích sản sinh chất nhầy, điều hòa đáp ứng miễn dịch (tăng tiết IgA, interferon gamma), hỗ trợ tiêu hóa lactose, hạ cholesterol máu, phòng ngừa tiêu chảy do kháng sinh và rotavirus, cùng khả năng ức chế vi khuẩn gây hại.
• Đặc tính sinh học của vi khuẩn lactic: Trình bày chi tiết đặc điểm hình thái, phân loại học theo Bergey (1986) của 4 giống chủ đạo (Lactobacillus, Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus), nhu cầu dinh dưỡng phức tạp (carbon, nitơ từ cao nấm men/peptone, vitamin nhóm B, muối vô cơ, ion mangan), các con đường chuyển hóa năng lượng (lên men lactic đồng hình và dị hình), cùng các sản phẩm biến dưỡng đối kháng (acid hữu cơ, H2O2, CO2, diacetyl và 4 lớp bacteriocin).
• Đối tượng vi sinh vật cạnh tranh: Khái quát đặc điểm sinh học và dịch tễ của các vi khuẩn gây bệnh đường ruột thường gặp gồm Escherichia coli (EPEC, EIEC, ETEC, O157:H7), Salmonella, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus và Edwardsiella ictaluri (tác nhân gây bệnh gan thận mủ trên cá tra).
• Phương pháp phân lập, tuyển chọn và ứng dụng: Trình bày các tiêu chuẩn chọn lọc chủng probiotic, kỹ thuật định danh vi sinh vật cổ điển (hình thái, nhuộm, thử nghiệm sinh hóa, kít API 20E) và phương hướng sinh học phân tử; tổng quan các lĩnh vực ứng dụng thương mại của probiotic trong dược phẩm, thực phẩm chức năng, mỹ phẩm, chăn nuôi gia súc và nuôi trồng thủy sản.

Chương 3: Vật liệu & Phương pháp nghiên cứu

Chương 3 mô tả chi tiết quy trình thực nghiệm được thiết kế và triển khai tại phòng thí nghiệm:

• Địa điểm, thời gian và trang thiết bị: Liệt kê đầy đủ danh mục thiết bị (nồi hấp tiệt trùng, tủ ấm, tủ cấy vô trùng, máy ly tâm, kính hiển vi quang học, máy quang phổ đo OD), dụng cụ thủy tinh và các hóa chất, thuốc nhuộm, môi trường chuyên dụng (MRS agar, MRS broth, môi trường thạch mềm, các loại đường thử nghiệm).
• Quy trình thu thập và ký hiệu mẫu: Quy định hệ thống mã hóa mẫu thu thập từ 4 nguồn: chế phẩm dược phẩm, sữa chua ăn, nem chua truyền thống và dưa cà muối chua.
• Quy trình phân lập và làm thuần: Chi tiết các bước pha loãng nồng độ mẫu, cấy gạt trên đĩa thạch MRS, ủ ấm, quan sát đặc điểm khuẩn lạc và cấy ria làm thuần nhiều lần để thu nhận dòng thuần khiết.
• Quy trình định danh cổ điển: Chi tiết quy trình thực hiện các phản ứng sinh hóa và nhuộm vi sinh học:
  • Nhuộm Gram (Hucker cải tiến), nhuộm bào tử (Schaeffer-Fulton), nhuộm kháng acid (Ziehl-Neelsen).
  • Thử nghiệm enzyme Catalase với dung dịch H2O2 3%.
  • Thử nghiệm tính di động bằng phương pháp cấy đâm sâu trên ống thạch mềm.
  • Thử nghiệm phát hiện acid lactic bằng thuốc thử Uffelmann.
  • Thử nghiệm lên men sinh acid và sinh khí trên môi trường chứa các nguồn đường đơn, đường đôi kèm chỉ thị thị màu và ống Durham.
  • Thử nghiệm xác định khả năng ức chế vi khuẩn chỉ thị E. coli bằng phương pháp đo độ đục của dịch nuôi cấy ly tâm theo thời gian.

Chương 4: Kết quả và biện luận

Chương 4 trình bày và phân tích các số liệu thu được từ thực nghiệm:

• Kết quả phân lập: Phân lập thành công tổng cộng 22 chủng vi khuẩn nghi ngờ là vi khuẩn lactic từ 4 nhóm nguồn mẫu (8 chủng từ dược phẩm, 7 chủng từ sữa chua, 4 chủng từ nem chua, 3 chủng từ dưa cà muối chua).
• Kết quả kiểm tra đặc tính hình thái và cấu trúc: 100% các chủng phân lập đều có kết quả nhuộm Gram dương (bắt màu tím), tế bào tồn tại ở dạng hình que (Lactobacillus), hình cầu hoặc oval kết chuỗi/đôi (Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus); thử nghiệm nhuộm bào tử cho kết quả âm tính (không sinh nội bào tử); thử nghiệm nhuộm kháng acid cho kết quả âm tính (không có tính kháng acid).
• Kết quả thử nghiệm sinh lý - sinh hóa:
  • Toàn bộ 22 chủng đều cho phản ứng Catalase âm tính (không tạo bọt khí oxy khi tiếp xúc với H2O2 3%), phù hợp với đặc trưng sinh lý của vi khuẩn lactic không mang enzyme catalase.
  • Phản ứng với thuốc thử Uffelmann cho màu vàng lục đặc trưng, chứng minh các chủng đều có khả năng sinh tổng hợp acid lactic trong quá trình biến dưỡng.
  • Thử nghiệm di động trên thạch mềm xác nhận tất cả các chủng đều không di động (chỉ mọc dọc theo đường cấy đâm sâu).
  • Thử nghiệm lên men đường cho thấy các chủng có khả năng đồng hóa và sinh acid từ nhiều loại đường khác nhau, phân định rõ các chủng lên men đồng hình (không sinh khí trong ống Durham) và lên men dị hình (có sinh khí CO2).
• Kết quả đánh giá hoạt tính kháng khuẩn đối kháng E. coli: Phương pháp đo độ đục mật độ quang học OD cho thấy dịch nuôi cấy ly tâm của các chủng phân lập từ cả 4 nguồn mẫu đều thể hiện khả năng ức chế rõ rệt sự sinh trưởng của vi khuẩn chỉ thị E. coli so với mẫu đối chứng, trong đó nhiều chủng phân lập từ dược phẩm và sữa chua thể hiện hoạt tính kháng khuẩn vượt trội.

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Chương cuối tóm tắt toàn bộ các kết quả cốt lõi đạt được của đồ án: hoàn thành việc phân lập 22 chủng vi khuẩn lactic thuần khiết từ thực phẩm và dược phẩm, xác định đầy đủ các đặc tính hình thái, sinh hóa cơ bản theo khóa phân loại cổ điển và chứng minh được tiềm năng probiotic qua khả năng kháng E. coli. Đồng thời, tác giả đưa ra các kiến nghị khoa học về việc ứng dụng sinh học phân tử (PCR, giải trình tự 16S rRNA) để định danh chính xác cấp loài, tiến hành khảo sát khả năng sống sót trong điều kiện dịch vị dạ dày/muối mật và nghiên cứu chiết tách bacteriocin phục vụ ứng dụng công nghiệp.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả nghiên cứu chính

Đồ án đã thu nhận và hệ thống hóa các kết quả thực nghiệm định lượng và định tính cụ thể:

Nguồn mẫu phân lập	Số lượng chủng phân lập	Đặc điểm hình thái tế bào	Phản ứng Catalase	Phản ứng Uffelmann (Sinh acid lactic)	Nhuộm Gram	Tính di động	Hoạt tính kháng E. coli (Đo độ đục)
Dược phẩm	8 chủng	Trực khuẩn / Cầu khuẩn	Âm tính (-)	Dương tính (+)	Gram dương (+)	Không di động	Ức chế mạnh sinh trưởng E. coli
Sữa chua	7 chủng	Trực khuẩn que dài / Cầu khuẩn chuỗi	Âm tính (-)	Dương tính (+)	Gram dương (+)	Không di động	Ức chế rõ rệt sinh trưởng E. coli
Nem chua	4 chủng	Trực khuẩn ngắn / Cầu khuẩn	Âm tính (-)	Dương tính (+)	Gram dương (+)	Không di động	Thể hiện hoạt tính đối kháng E. coli
Dưa cà muối	3 chủng	Trực khuẩn / Cầu oval	Âm tính (-)	Dương tính (+)	Gram dương (+)	Không di động	Thể hiện hoạt tính đối kháng E. coli
Tổng cộng	22 chủng	Đặc trưng vi khuẩn lactic	**100% (-) **	**100% (+) **	**100% (+) **	100% không di động	Đều có tiềm năng Probiotic

Giải pháp và kiến nghị đề xuất từ tác giả

• Tuyển chọn các chủng vi khuẩn lactic có hoạt tính kháng khuẩn cao nhất từ nguồn dược phẩm và sữa chua để làm chủng giống phục vụ sản xuất thử nghiệm các chế phẩm probiotic quy mô pilot.
• Đề xuất ứng dụng các chủng vi khuẩn lactic phân lập từ nem chua và dưa muối làm vi sinh vật khởi động (starter culture) trong công nghiệp lên men thực phẩm truyền thống nhằm chuẩn hóa chất lượng, rút ngắn thời gian lên men và tăng cường tính an toàn thực phẩm.
• Khai thác tiềm năng của các chủng sinh chất kháng khuẩn mạnh để định hướng nuôi cấy thu nhận bacteriocin tự nhiên, ứng dụng làm chất bảo quản sinh học trong công nghệ bảo quản thịt, cá và nông sản.

Đóng góp học thuật và thực tiễn

• Bổ sung dữ liệu vi sinh vật học thực nghiệm về sự đa dạng của các chủng vi khuẩn lactic hiện diện trong các sản phẩm thực phẩm lên men truyền thống của Việt Nam (nem chua, dưa cà muối chua) và các chế phẩm dược phẩm thương mại.
• Xây dựng quy trình sàng lọc và đánh giá hoạt tính probiotic bước đầu ở quy mô phòng thí nghiệm kết hợp giữa các phương pháp định danh vi sinh vật cổ điển và thử nghiệm đối kháng vi sinh vật chỉ thị bằng đo quang phổ mật độ quang OD.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

• Phạm vi định danh vi sinh vật mới chỉ dừng lại ở các phương pháp cổ điển (hình thái, nhuộm màu, các phản ứng sinh hóa cơ bản), chưa định danh chính xác đến mức độ loài và chủng dưới loài bằng các kỹ thuật sinh học phân tử hiện đại.
• Thử nghiệm hoạt tính probiotic mới chỉ thực hiện trên một đối tượng vi sinh vật chỉ thị duy nhất là Escherichia coli, chưa mở rộng khảo sát trên các mầm bệnh nguy hiểm khác như Salmonella, Listeria monocytogenes hay Staphylococcus aureus.
• Chưa tiến hành thử nghiệm các đặc tính probiotic nâng cao như độ bền trong môi trường acid dạ dày (pH 2.0 - 3.0), khả năng chịu muối mật (bile salt tolerance) và khả năng bám dính vào tế bào biểu mô ruột in vitro.

Hướng phát triển tiếp theo

• Ứng dụng kỹ thuật sinh học phân tử (tách chiết DNA, phản ứng PCR khuếch đại và giải trình tự đoạn gen 16S rRNA) để định danh chính xác tên khoa học cấp loài của các chủng vi khuẩn tiềm năng đã phân lập.
• Khảo sát khả năng sống sót của các chủng vi khuẩn lactic tuyển chọn trong điều kiện mô phỏng dịch dạ dày và dịch ruột người/động vật.
• Tinh sạch, xác định cấu trúc phân tử và đánh giá phổ kháng khuẩn chi tiết của bacteriocin thu nhận từ các chủng có hoạt tính đối kháng mạnh.
• Thử nghiệm sản xuất chế phẩm probiotic dạng bột đông khô và đánh giá hiệu quả trên mô hình động vật thí nghiệm.

---

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án tốt nghiệp này mang lại giá trị tham khảo hữu ích cho:

• Đối tượng sử dụng: Sinh viên, học viên cao học, cán bộ nghiên cứu thuộc các chuyên ngành Công nghệ Sinh học, Vi sinh học, Công nghệ Thực phẩm, Dược học, Chăn nuôi - Thú y và Bệnh học Thủy sản.
• Nội dung tham khảo trọng tâm:
  • Hệ thống tổng quan lý thuyết toàn diện về cơ chế tác động, phân loại vi khuẩn probiotic và vi khuẩn lactic.
  • Quy trình thực nghiệm chi tiết về phân lập vi khuẩn lactic trên môi trường chọn lọc MRS.
  • Bảng hướng dẫn và phương pháp tiến hành các thử nghiệm định danh vi sinh vật cổ điển (kỹ thuật nhuộm Gram, nhuộm bào tử, nhuộm kháng acid, phản ứng Catalase, phản ứng Uffelmann phát hiện acid lactic, thử nghiệm lên men đường).
  • Phương pháp thiết kế thí nghiệm kiểm tra hoạt tính kháng khuẩn đối kháng bằng kỹ thuật đo độ đục quang phổ (OD).

---

Câu hỏi thường gặp

1. Mục tiêu cốt lõi của đồ án tốt nghiệp này là gì?

Đồ án tập trung thực hiện 3 nhiệm vụ chính: phân lập các chủng vi khuẩn lactic từ 4 nguồn mẫu thực phẩm và dược phẩm; định danh các chủng thu được bằng các phương pháp vi sinh vật học cổ điển (hình thái, sinh lý, sinh hóa); và sàng lọc các chủng có tiềm năng probiotic thông qua đánh giá khả năng ức chế vi khuẩn chỉ thị Escherichia coli bằng phương pháp đo độ đục.

2. Tác giả đã phân lập được bao nhiêu chủng vi khuẩn và từ những nguồn mẫu nào?

Tác giả đã phân lập thành công tổng cộng 22 chủng vi khuẩn lactic thuần khiết từ 4 nhóm nguồn mẫu khác nhau: 8 chủng từ các chế phẩm dược phẩm, 7 chủng từ sữa chua ăn, 4 chủng từ nem chua truyền thống, và 3 chủng từ dưa cà muối chua.

3. Phản ứng sinh hóa nào được sử dụng để chứng minh khả năng tạo acid lactic của các chủng phân lập?

Đồ án sử dụng phản ứng với thuốc thử Uffelmann (phức hợp giữa dung dịch phenol và sắt(III) clorua FeCl3). Khi có sự hiện diện của acid lactic do vi khuẩn sinh ra trong quá trình lên men, dung dịch thuốc thử từ màu tím chuyển sang màu vàng lục đặc trưng.

4. Vì sao thử nghiệm Catalase lại mang tính quyết định trong việc định danh sơ bộ vi khuẩn lactic?

Vi khuẩn lactic là nhóm vi sinh vật không có enzyme catalase (hoặc catalase âm tính). Khi nhỏ dung dịch oxy già (H2O2 3%) lên sinh khối vi khuẩn lactic, phản ứng không tạo ra bọt khí oxy tự do. Toàn bộ 22 chủng phân lập trong đồ án đều cho kết quả Catalase âm tính, khẳng định chúng thuộc nhóm vi khuẩn lên men lactic.

5. Phương pháp đo độ đục được ứng dụng như thế nào để kiểm tra hoạt tính kháng khuẩn?

Tác giả thu nhận dịch nuôi cấy của các chủng vi khuẩn lactic sau khi ly tâm loại bỏ tế bào, sau đó bổ sung vào môi trường nuôi cấy có cấy vi khuẩn chỉ thị Escherichia coli. Mức độ sinh trưởng của E. coli được theo dõi bằng cách đo mật độ quang học (OD) trên máy so màu quang phổ; độ đục giảm so với mẫu đối chứng thể hiện hoạt tính ức chế kháng khuẩn của các chất biến dưỡng (acid, bacteriocin...) do vi khuẩn lactic tiết ra.

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Phân lập vi khuẩn lactic có nguồn gốc từ thực phẩm và dược phẩm mang hoạt tính probiotic" của sinh viên Nguyễn Thị Bích Thùy đã hoàn thành đầy đủ các mục tiêu đề ra khi phân lập và làm thuần thành công 22 chủng vi khuẩn lactic từ các nguồn thực phẩm lên men và dược phẩm. Thông qua hệ thống thử nghiệm vi sinh học cổ điển chặt chẽ, các chủng phân lập đều được chứng minh mang đầy đủ các đặc tính điển hình của vi khuẩn lactic (Gram dương, catalase âm tính, không di động, không tạo bào tử, sinh acid lactic) và thể hiện hoạt tính ức chế sinh trưởng rõ rệt đối với vi khuẩn chỉ thị Escherichia coli. Công trình là tài liệu tham khảo thực nghiệm có giá trị đối với sinh viên và nghiên cứu viên ngành Công nghệ sinh học trong các nghiên cứu phân lập, tuyển chọn và ứng dụng vi khuẩn probiotic phục vụ đời sống.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: GIỚI THIỆU 1. Khoa học công nghệ luôn phát triển nhằm để đáp ứng lại nhu cầu ngày càng cao của con nguời. Trên phương trình thăng tiến này, con người đòi hỏi khắt khe hơn về chất lượng của mọi loại sản phẩm đặc biệt là sự an toàn về sức khoẻ của chính bản thân họ. Mà chính những nhu cầu này là kích thích tố trực tiếp thúc đẩy khoa học học phát triển.

“ Probiotics” là một phần của sự phát triển ấy. Từ “probiotic” được bắt nguồn từ Hy Lạp, có nghĩa tiếng Anh là “for life” nghĩa là “dành cho cuộc sống”.Probiotics là “vi sinh sống trong đó khi được quản lý phù hợp về mật độ đem lại lợi ích cho sức khỏe trên vật chủ (FAO 2001).” Cơ chế tác động của probiotics gần như giống với kháng sinh nhưng so với các nhược điểm tính hóa học và xâm hại ruột của thuốc kháng sinh, ưu điểm của probiotics là an toàn, tự nhiên, và phần lớn không có bất cứ ảnh hưởng có hại nào. Các nhà khoa học mỗi ngày hiểu biết nhiều hơn về vai trò của vi khuẩn trong việc giữ cho sức khỏe con người và nhiều lợi ích về sức khỏe liên quan đến sử dụng đúng loại hình và mức độ của vi sinh sống. là những vi khuẩn sống trong đường tiêu hoá.

Chúng được mệnh danh là “vi khuẩn tốt bụng” bởi vì giúp cơ thể bảo vệ chống lại một số các vi khuẩn có hại, nấm và siêu vi [72], [73]. Vi khuẩn dùng rộng rải trong sản xuất probiotics và được thử nghiệm lâm sàng nhiều nhất, là các loại Lactobacillus (như L. casei); nhiều chủng Bifidobacterium và Saccharomyces boulardii là những vi nấm không gây bệnh. Như vậy vi khuẩn lactic là một trong những nguồn vi khuẩn probiotic quan trọng nhất, chiếm ưu thế cao.

Vì có nhiều cơ chế tác dụng, nhiều probiotics khác nhau có những ứng dụng cho nhiều bệnh khác nhau. Vì vậy nguồn vi khuẩn probiotic càng phong phú sẽ góp thêm khả năng phòng và trị bệnh nhằm bảo vệ sức khỏe cho con người. 3 SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy Trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hương 1.2 Mục tiêu đề tài - Phân lập vi khuẩn lactic có nguồn gốc từ thực phẩm và dược phẩm.

- Định danh các chủng vi khuẩn lactic đến cấp giống và hướng đến định danh cấp loài. - Kiểm tra tính kháng khuẩn của những chủng vi khuẩn lactic phân lập được nhằm xác định những chủng có tiềm năng probiotic.3 Ứng dụng của đề tài Sử dụng những chủng vi khuẩn lactic đã phân lập có hoạt tính kháng khuẩn cao đưa vào sản xuất probiotics ở quy mô công nghiệp. Nhóm vi khuẩn lactic có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực chế biến thực phẩm. Các chủng vi khuẩn lactic đã phân lập, ngoài mục đích phục vụ cho đề tài này.

Chúng tôi có thể sử dụng chúng làm vi khuẩn khởi động cho các thưc phẩm lên men ở quy mô công nghiệp hoặc nuôi cấy để tách chiết bacteriocin đối với những chủng có khả năng sinh bacteriocin cao. 4 SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy Trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hương Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Tổng Quan Về Probiotics 2.

Lịch sử nghiên cứu Probiotics Việc sử dụng vi sinh vật sống nhằm tăng cường sức khỏe con người không phải là mới. Trên hàng nghìn năm về trước, rất lâu trước khi có sự tìm ra thuốc kháng sinh, con người đã biết tiêu thụ các thực phẩm chứa vi sinh vật sống có lợi chẳng hạn như các sản phẩm sữa lên men. Các bằng chứng cho thấy quá trình sản xuất sữa lên men được ghi trong “Book of Genesis”. Theo Ayurveda, một trong số ngành y học lâu đời nhất là vào khoảng 2500 năm trước công nguyên, sự tiêu thụ sữa chua (một sản phẩm sữa lên men) đã được ủng hộ để duy trì sức khỏe tốt [16].

Các nhà khoa học đầu tiên, như Hippocrates và những người khác cũng chỉ định sữa lên men với tính chất dinh dưỡng và thuốc của nó, để chữa trị rối loạn ruột và dạ dày [26]. Khoa học giải thích cho ảnh hưởng có lợi của các vi khuẩn lactic có trong sữa lên men được cung cấp lần đầu tiên vào năm 1907 bởi người đoạt giải Nobel, nhà sinh lý học người Nga, Eli Metchnikoff. Trong bài thảo luận xuất sắc của ông " Việc kéo dài cuộc sống " (‘The prolongation of life’), Metchnikoff đã tuyên bố "Sự phụ thuộc của hệ vi sinh vật trong ruột đối với thực phẩm làm cho nó có khả năng chấp nhận biện pháp thay đổi hệ vi sinh vật trong người của chúng ta, tức là thay thế vi sinh vật có hại bởi vi sinh vật hữu ích [38]. Người ta đề xuất rằng sự tiêu hóa một vài vi khuẩn được chọn lựa có thể có ích lợi ảnh hưởng đến vùng dạ dày ruột người.

Metchnikoff tin vào lý do chính gây ra quá trình lão hóa của con người là do chất độc tạo thành bởi sự thối rữa và sự lên men trong ruột [42]. Và khi nhận thấy quá trình lên men acid lactic của sản phẩm sữa ngăn chặn sự thối rữa, ông ta đã tin rằng sự tiêu thụ sản phẩm sữa lên men như thế sẽ tương tự với việc ngăn chặn lại quá trình thối rữa ruột. Metchnikoff đưa ra giả thuyết rằng cuộc sống khoẻ mạnh và lâu dài của nông dân Bungari là do sự tiêu thụ các sản phẩm sữa lên men. Ông tin khi được tiêu thụ, các vi khuẩn lên men trong sản phẩm ảnh hưởng tốt đến hệ vi sinh vật của ruột 5 SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy Trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts.

Nguyễn Hoài Hương kết, giảm hoạt động của vi khuẩn độc, bằng cách ấy dẫn đến cuộc sống thọ. Điều này khiến cho Metchnikoff đã khuyên trong sách của ông rằng uống đồ uống chẳng hạn như sữa chua chứa vi khuẩn lactic sẽ ngăn cản lão hóa. Một điều thú vị là một vài năm trước bài thảo luận cuả Metchnikoff [45], trong khi quan sát sự đối kháng giữa các chủng vi khuẩn, đã nhận thấy sự tiêu thụ vi khuẩn không gây bệnh để kiểm soát các vi khuẩn gây bệnh. Ngoài ra, cùng một thời gian, Henry Tissier đã phân lập Bifidobacteria, trước ki được xếp vào thành viên của nhóm vi khuẩn lactic, từ phân của trẻ được nuôi bằng sữa mẹ và nhận thấy chúng là một thành phần nổi bật của hệ vi sinh vật ruột [29].

Tissier tin rằng sự thống trị của Bifidobacteria trong cơ thể trẻ sẽ chiếm chỗ của các vi khuẩn thối rữa liên quan đến sự xáo trộn dạ dày và sự tự thành lập của chúng để chiếm chỗ của các vi khuẩn có ích trong ruột [60]. Như vậy tương tự như Metchnikoff, Tissier tin vào giả thuyết ảnh hưởng lớn của Bifidobacteria tới số trẻ em này [42]. Lý thuyết của ông được khẳng định bởi quan sát lâm sàng trẻ nuôi bằng sữa mẹ so với trẻ được nuôi bằng sữa hộp [47]. Mặc cho sự diễn ra Thế chiến I và cái chết của Metchnikoff làm giảm sự quan tâm tới liệu pháp diệt khuẩn của ông ấy, nền tảng cho khái niệm hiện đại về probiotics rõ ràng đã được thành lập.

Nghiên cứu về việc sử dụng vi khuẩn lactic trong chế độ ăn uống đã được tiếp tục suốt cả thế kỷ vừa qua. Trong khi công việc ở giai đoạn trước của thế kỷ là đề cập đến việc sử dụng sữa lên men để điều trị bệnh lây nhiễm đường ruột, các nghiên cứu gần đây đã tập trung vào lợi ích sức khỏe khác của các vi sinh vật này cũng như về bảo đảm sự sống sót của các vi khuẩn này khi ở trong vùng dạ dày ruột và các loại thực phẩm để vận chuyện chúng vào trong cơ thể con người[36]. Các kiến thức có được về probiotics thông qua những nghiên cứu này đã thúc đẩy mạnh mẽ ngành công nghiệp các sản phẩm sữa. Từ các quan sát từ sớm của Eli Metchnikoff và các nhà nghiên cứu khác, lịch sử của probiotics với sản phẩm sữa lên men đã tiếp tục cho đến tận hiện đại.

Điều này hiển nhiên được thấy rõ qua thực tế ngày hôm nay của thị trường thực phẩm sữa-probiotic khổng lồ đang tồn tại. 6 SVTH: Nguyễn Thị Bích Thùy Trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM GVHD: Ts. Nguyễn Hoài Hương 2. Định nghĩa về Probiotics Từ “probiotics” có nguồn gốc từ Hy Lạp có nghĩa là “cho cuộc sống”.

Tuy nhiên, định nghĩa về probiotics đã phát triển nhiều theo thời gian. Lilly và Stillwell (1965) đã mô tả trước tiên probiotics như hỗn hợp được tạo thành bởi một động vật nguyên sinh mà thúc đẩy sự phát triển của đối tượng khác. Phạm vi của định nghĩa này được mở rộng hơn bởi Sperti vào đầu những năm bảy mươi bao gồm dịch chiết tế bào thúc đẩy phát triển của vi sinh vật [23]. Sau đó, Parker (1974) [44] đã áp dụng khái niệm này đối với phần thức ăn gia súc có một ảnh hưởng tốt đối với cơ thể vật chủ bằng việc góp phần vào cân bằng hệ vi sinh vật trong ruột của nó.

Vì vậy, khái niệm “probiotics” được ứng dụng để mô tả “cơ quan và chất mà góp phần vào cân bằng hệ vi sinh vật ruột”. Định nghĩa chung này sau đó được làm cho chính xác hơn bởi Fuller (1989) [21], ông định nghĩa probiotics như “một chất bổ trợ thức ăn chứa vi sinh vật sống mà có ảnh hưởng có lợi đến vật chủ bằng việc cải thiện cân bằng hệ vi sinh vật ruột của nó”. Khái niệm này sau đó được phát triển xa hơn : “vi sinh vật sống (vi khuẩn lactic và vi khuẩn khác, hoặc nấm men ở trạng thái khô hay bổ sung trong thực phẩm lên men) mà thể hiện một ảnh hưởng có lợi đối với sức khỏe của vật chủ sau khi được tiêu hóa nhờ cải thiện tính chất hệ vi sinh vật vốn có của vật chủ” [24]. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây đã chứng minh vùng ruột thật sự là một hệ sinh thái vi sinh vật ở người trưởng thành [59]; mặc dù phương pháp trị liệu kháng sinh, bệnh tật hoặc thay đổi chế độ ăn có thể dẫn đến thay đổi hệ sinh thái này, nhưng trạng thái mất cân bằng này dường như có khả năng tự hiệu chỉnh ( Tannock, 2005) [59].

Vi khuẩn probiotic được tiêu thụ với số lượng lớn cũng không đủ để trở thành chủng chiếm ưu thế trong ruột và có thể hiếm khi được phát hiện trong mẫu ruột hoặc phân sau một hay hai tuần sau sự tiêu hóa. Do đó, quan trọng là chúng ta phải hiểu trên thực tế ảnh hưởng của probiotic có thể được đem lại bởi các sự kết hợp và cơ cấu hoạt động ít gắn bó hơn và tạm thời hơn so với hệ vi sinh vật đường ruôt ở người.