Đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các cặn chiết từ chủng vi khuẩn lam Spirulina platensis BM

Vi tảo là thực vật bậc thấp, có kích thước hiển vi, là thành phần chủ yếu tạo nên năng suất sơ cấp của thuỷ vực và giữ vai trò quan trọng trong việc duy trì sự phát triển của hệ sinh thái nước. Bài viết trình bày đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các cặn chiết từ chủng vi khuẩn lam Spirulina platensis BM.

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020 ISBN: 978-604-82-3869-8 ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH KHÁNG VI SINH VẬT KIỂM ĐỊNH CỦA CÁC CẶN CHIẾT TỪ CHỦNG VI KHUẨN LAM SPIRULINA PLATENSIS BM Cao Thị Huệ1, Lê Thị Ngọc Quỳnh1, Nguyễn Thị Lan Hương1, Nguyễn Thị Kim Cúc1, Đặng Diễm Hồng1,2 Trường Đại học Thủy lợi, email: caohue@tlu.edu.vn Viện Công nghệ Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam GIỚI THIỆU CHUNG Vi tảo thực vật bậc thấp, có kích thước hiển vi, thành phần chủ yếu tạo nên suất sơ cấp thuỷ vực giữ vai trò quan trọng việc trì phát triển hệ sinh thái nước Hiện nay, giới sản xuất khoảng 6000 vi tảo khô/năm cho doanh thu 1,25 tỷ USD [1] Trên trái đất có khoảng 20.000 lồi vi tảo có hàng trăm loài nghiên cứu thành phần dinh dưỡng Vi khuẩn lam Spirulina platensis vi tảo đa bào, dạng sợi, có vai trị quan trọng đời sống người động vật làm thức ăn, xử lý mơi trường, nguồn cung cấp chất có hoạt tính sinh học, có khả tăng cường miễn dịch, phòng chống ung thư, giảm chlolesterol…Từ năm 1970, vi khuẩn lam nuôi nhiều nước giới, nước sản xuất vi tảo chủ yếu tập trung châu Á vành đai Thái Bình Dương Ở nước ta, S platensis nhập nội từ Pháp năm 1972 trở thành đối tượng nghiên cứu sinh lý, sinh hóa Viện Sinh vật học (nay Viện Công nghệ sinh học - Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam) [2] Trong điều kiện Phịng thí nghiệm Cơng nghệ Sinh học thuộc Trường Đại học Thủy lợi, tiến hành nuôi chủng S platensis BM môi trường SOT Trong báo này, chúng tơi trình bày kết nghiên cứu đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định cặn chiết thô thu từ sinh khối chủng S platensis BM nhân ni Phịng thí nghiệm Cơng nghệ Sinh học, Trường Đại học Thủy lợi PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Vật liệu nghiên cứu Chủng vi khuẩn lam S platensis BM cung cấp Phịng Cơng nghệ Tảo - Viện Công nghệ sinh học - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Các dung môi sử dụng để tạo cặn chiết: n-hexan, etyl axetat metanol đạt tiêu chuẩn kỹ thuật Điều kiện nuôi vi khuẩn lam Vi khuẩn lam S platensis BM ni mơi trường SOT, ni tĩnh bình tam giác 250 ml lắc tay lần/ngày điều kiện chiếu sáng/tối 12/12 (giờ), cường độ ánh sáng 44 µmol/m2/s lux, nhiệt độ 25oC [2] Xác định sinh trưởng vi khuẩn lam Sinh trưởng chủng S platesis BM xác định cách gián tiếp nhờ phương pháp đo mật độ quang hấp thụ bước sóng 556 nm Phép đo thực máy quang phổ UV-VIS (Biospectrometer Basic, Eppendorf, Đức) Theo phương pháp này, số lượng photon ánh sáng bị hấp thụ tỉ lệ thuận với lượng sinh khối tế bào mẫu đem đo (trừ mẫu có nồng độ tế bào đậm đặc) [2] Thu sinh khối khô vi khuẩn lam Sinh khối chủng S platensis BM thu đầu pha cân đường cong sinh 274 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020 ISBN: 978-604-82-3869-8 trưởng phương pháp lọc qua lưới lọc có đường kính lỗ < 25 µm, sấy chân không bảo quản túi hút chân không sử dụng [2] ngày nuôi cấy, giá trị mật độ quang tăng đạt cực đại ngày thứ 38 với giá trị OD556 đạt 12,37 ± 1,12 Tạo cặn chiết từ sinh khối khô vi khuẩn lam Mẫu sinh khối khô chủng S platensis BM nghiền nhỏ, sau chiết với dung mơi có độ phân cực tăng dần nhexan, etyl axetat metanol Đối với dung môi tiến hành chiết lần nhiệt độ 50oC, thời gian 45 phút/lần tác dụng sóng siêu âm (S300H, Elma, Germany), tỉ lệ dung mơi/mẫu khơ 3/1 (v/w) Sau đó, dịch chiết gom lại cô quay áp suất giảm, nhiệt độ 50oC thu cặn chiết thô tương ứng: cặn chiết n-hexan (SPH), cặn chiết etyl axetat (SPE) cặn chiết metanol (SPM) Đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định cặn chiết Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định thực dựa phương pháp pha loãng đa nồng độ Hadacek (2000) [3] Đây phương pháp thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định nấm nhằm đánh giá mức độ kháng khuẩn mạnh yếu mẫu thử thông qua giá trị nồng độ ức chế tối thiểu (minimum inhibitory concentration) (MIC) Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định đánh giá chủng vi khuẩn Gram (+), chủng Gram (-) chủng nấm Các chủng vi sinh vật kiểm định: Escherichia coli ATCC25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC27853, Salmonella enterica ATCC12228, Enterococcuc faecalis ATCC13124, Stapphylococus aureus ATCC25923, Bacillus cereus ATCC 13245 chủng nấm Candida albicans ATCC10231 cung cấp viện Kiểm nghiệm vệ sinh an toàn thực phẩm quốc gia KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Sinh trưởng vi khuẩn lam S platensis Kết theo dõi sinh trưởng chủng S platensis BM cho thấy chủng sinh trưởng tốt ổn định môi trường SOT Sau 40 Hình Sinh trưởng chủng S platensis BM môi trường SOT Kết tạo cặn chiết từ sinh khối khô chủng S platensis BM Từ 70 g sinh khối khô chủng BM, phương pháp chiết với dung mơi có độ phân cực tăng dần, thu cặn chiết (bảng 1) Bảng Khối lượng cặn chiết từ sinh khối khô chủng S platensis BM Cặn chiết SPH SPE SPM Khối 0,770 ± 0,04 0,7566 ± 0,04 9,24 ± 0,55 lượng Kết trình bày bảng cho thấy, chất chứa sinh khối chủng BM chủ yếu tập trung cặn chiết phân cực metanol, tổng hàm lượng cặn chiết chiếm 13,2% Cặn chiết n-hexan etyl axetat tập trung chất phân cực có tỉ lệ tương ứng 1,1 1,08% Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định chủng S platensis BM Kết đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định trình bày bảng cho thấy, cặn chiết thể hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định tốt chủng Gram (+) gồm E faecalis ATCC299212, S aureus ATCC259233, B cereus ATCC13245 chủng nấm men C albicans Đối với chủng E faecalis ATCC299212, cặn chiết SPH thể hoạt tính tốt với giá trị MIC đạt 16 µg/ml Hai cặn SPE SPM thể hoạt tính thấp với giá trị MIC 32 µg/ml (đối với cặn chiết) 275 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020 ISBN: 978-604-82-3869-8 Bảng Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định cặn chiết từ chủng S platensis BM Cặn chiết SPE SPH SPM Steptomycin Cyclohexamide E faecalis ATCC 299212 32 16 32 256 Gram + S aureus ATCC 25923 64 64 64 256 E coli ATCC 25922 32 B cereus ATCC 13245 16 32 64 128 Đối với chủng B cereus ATCC13245, cặn chiết SPE thể hoạt tính tốt với giá trị MIC 16 µg/ml, cặn chiết SPH SPM có giá trị MIC 32 64 µg/ml Cả cặn chiết có khả kháng chủng S aureus ATCC25923 với giá trị MIC đạt 64 µg/ml Đối với chủng vi sinh vật gram (+), cặn chiết từ chủng S platensis BM có giá trị MIC cao mẫu đối chứng Steptomycin Từ Bảng nhận thấy, cặn chiết SPE, SPH SPM hoạt tính chủng gram (-) kiểm định E Coli ATCC25922, P aeruginosa ATCC27853, S enterica ATCC13076 Điều giải thích khác cấu trúc tế vào vi khuẩn gram (+) vi khuẩn gram (-) Đối với vi khuẩn gram (-), vách tế bào có cấu trúc phức tạp gồm lớp màng peptidoglycan mỏng Lớp thành ngồi giúp cho vi khuẩn gram (-) khó bị tiêu diệt Đối với chủng nấm kiểm định Candida albicans ATCC10231, cặn chiết có khả kháng tốt với giá trị MIC SPH, SPE, SPM 8, 16 32 µg/ml Kết thu phù hợp với công bố Mostafa cộng (2014) hợp chất từ S platensis có hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định kháng nấm [4] KẾT LUẬN Chúng bước đầu nuôi thành công chủng vi khuẩn lam S platensis BM Gram P aeruginosa ATCC 27853 256 S enterica ATCC 13076 128 Nấm men C albicans ATCC 10231 16 32 32 điều kiện Phịng thí nghiệm Cơng nghệ Sinh học, Bộ môn Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Thủy lợi Ba cặn chiết n-hexan, etyl axetat metanol chủng S platensis BM thể hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định tốt chủng vi khuẩn gram (+) khả kháng nấm Candida albicans ATCC10231, nhiên khơng thể hoạt tính kháng khuẩn chủng gram (-) Kết nghiên cứu bước đầu cho thấy chủng S platensis BM có hoạt tính sinh học quan trọng, sử dụng làm nguyên liệu bào chế thực phẩm bổ sung có lợi cho sức khỏe cho người động vật nuôi Trong thời gian tới, nghiên cứu đánh giá sâu thành phần hóa học tác dụng sinh học chủng vi khuẩn lam TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Pulz O., Gross W (2004) Valuable products from biotechnology of microalgae Appl Microbiol Biotechnol., 65, 635-648 [2] Đặng Diễm Hồng (chủ biên) (2019) Nuôi trồng vi tảo giàu dinh dưỡng làm thực phẩm chức cho người động vật nuôi Việt Nam NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ, 749 tr [3] Hadacek F & Greger H (2000) Test of antifungal natural products methodolagies, comparability of result and assay choise Phytochem Anal., 90, 137-147 [4] Mostafa M El-Sheekh et al (2014) Production and characterization of antimicrobial active substance from S platensis Iran J Microbiol., 6(2):112-119 276 ... tính kháng vi sinh vật kiểm định chủng S platensis BM Kết đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định trình bày bảng cho thấy, cặn chiết thể hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định tốt chủng. .. thu cặn chiết thô tương ứng: cặn chiết n-hexan (SPH), cặn chiết etyl axetat (SPE) cặn chiết metanol (SPM) Đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định cặn chiết Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm. .. (minimum inhibitory concentration) (MIC) Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định đánh giá chủng vi khuẩn Gram (+), chủng Gram (-) chủng nấm Các chủng vi sinh vật kiểm định: Escherichia coli ATCC25922,