KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA VI KHUẨN Lactobacillus sporogenes

Ngành chăn nuôi Việt Nam hiện nay đang có những chuyển biến mới. Số lƣợng bầy đàn ngày càng tăng và tình hình bệnh trong chăn nuôi ngày càng có nhiều diễn biến phức tạp. Vì thế yêu cầu kiểm soát mầm bệnh đảm bảo sức khỏe cho thú nuôi là yêu cầu cấp thiết. Bên cạnh đó, nhà chăn nuôi còn nhắm tới hiệu quả kinh tế tối đa trong sản xuất với những chi phí tối thiểu. Đó cũng là mục tiêu của các nhà khoa học nhằm ứng dụng thành quả nghiên cứu khoa học trong chăn nuôi.

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ************ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH TRƢỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA VI KHUẨN Lactobacillus sporogenes Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Niên khóa: 2001 – 2005 Sinh viên thực hiện: Trần Hạnh Triết Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 9/2005 2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ************ NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH TRƢỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA VI KHUẨN Lactobacillus sporogenes Giáo viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS. Nguyễn Ngọc Hải Trần Hạnh Triết Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 9/2005 3 LỜI CẢM TẠ Tôi xin chân thành cảm tạ:  Ban giám hiệu trƣờng Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm Bộ Môn công nghệ sinh học, cùng tất cả quý thầy cô đã truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt quá trình học tại trƣờng  TS Nguyễn Ngọc Hải đã hết lòng hƣớng dẫn, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực tập tốt nghiệp  Phòng vi sinh khoa Chăn nuôi – Thú y, Trƣờng đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh  Phòng phân tích hóa lý – Trung tâm phân tích thí nghiệm, Trƣờng đại học Nông Lâm  Những anh chị lớp Thú y K26; các bạn lớp Chăn nuôi K27 đã thực hiện khóa luận tốt nghiệp cùng thời gian với tôi tại phòng vi sinh khoa Chăn nuôi – Thú y, Trƣờng đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh  Các bạn bè thân yêu của lớp CNSH K27 đã chia xẻ cùng tôi những vui buồn trong thời gian học cũng nhƣ hết lòng hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong thời gian thực tập  Ba mẹ đã luôn động viên, chăm lo cho con trong suốt thời gian thực hiện đề tài 4 TÓM TẮT TRẦN HẠNH TRIẾT, Đại học Nông Lâm, TP. Hồ Chí Minh. Tháng 9/2005. “NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH TRƢỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA VI KHUẨN Lactobacillus sporogenes”. Hội đồng hƣớng dẫn: TS. NGUYỄN NGỌC HẢI Đề tài đƣợc thực hiện trên đối tƣợng là các chủng vi khuẩn L. sporogenes phân lập từ chế phẩm (Thorne Research, USA). Bƣớc đầu, chúng tôi tìm hiểu về đặc điểm hình thái vi/đại thể và sinh hóa của vi khuẩn. Sau đó, tiếp tục khảo sát những đặc tính khác: khả năng sinh acid lactic trong môi trƣờng 10% sữa đặc có đƣờng; khả năng hình thành bào tử trong hai loại môi trƣờng nuôi cấy MRSA và GYE, hai điều kiện nhiệt độ - thời gian 37 0 C/6 ngày và 37 0 C/2 ngày chuyển sang 50 0 C/2 giờ và 70 0 C/2 giờ. Những khảo sát về mặt sinh trƣởng và phát triển tạo cơ sở cho nghiên cứu ứng dụng sản xuất chế phẩm từ bào tử vi khuẩn L. sporogenes sau này. Những kết quả đạt đƣợc: 1. Đã phân lập đƣợc vi khuẩn L. sporogenes 2. Vi khuẩn L. sporogenes có khả năng sản sinh acid lactic nhƣng hàm lƣợng không cao (0,144 – 0,342 g/100 ml môi trƣờng sữa) 3. Môi trƣờng nuôi cấy (MRSA và GYE) và điều kiện nhiệt độ - thời gian hóa bào tử (37 0 C/6 ngày và 37 0 C/2 ngày → 50 0 C/2 giờ → 70 0 C/2 giờ) ảnh hƣởng không có ý nghĩa lên sự hình thành bào tử của các chủng L. sporogenes khảo sát 5 MỤC LỤC CHƢƠNG TRANG Trang tựa Lời cảm tạ iii Tóm tắt iv Mục lục . v Danh sách các chữ viết tắt viii Danh sách các bảng . ix Danh sách các hình ix Danh sách các sơ đồ . x 1. MỞ ĐẦU 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục đích 1 1.3. Yêu cầu 1 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2 2.1. Tổng quan về probiotic . 2 2.1.1. Định nghĩa về probiotic . 2 2.1.2. Các chức năng sinh học của probiotic . 2 2.1.2.1. Tăng khả năng tiêu hóa nhờ hệ thống enzyme . 2 2.1.2.2. Tổng hợp vitamin K và nhóm B . 2 2.1.2.3. Giúp ổn định hệ vi sinh vật đƣờng ruột 3 2.1.2.4. Trung hòa độc tố và phân hủy một số độc chất 3 2.1.2.5. Kích thích hệ thống miễn dịch 4 2.1.3. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng probiotic trong chăn nuôi 4 2.1.3.1. Trong nƣớc 4 2.1.3.2. Thế giới . 5 2.2. Tổng quan về Lactobacillus sporogenes . 5 2.2.1. Lịch sử phát hiện 5 6 2.2.2. Đặc điểm phân loại 5 2.2.3. Đặc điểm phân bố 6 2.2.4. Đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa . 6 2.2.4.1. Tế bào sinh dƣỡng . 6 2.2.4.2. Bào tử 8 2.2.5. Những đặc điểm, chức năng sinh học tƣơng đồng giữa L. sporogenes và các vi khuẩn Lactobacillus khác 9 2.2.5.1. Những đặc điểm trao đổi chất 10 2.2.5.2. Lợi ích trong dinh dƣỡng và trị liệu . 13 2.2.6. Các đặc tính giúp L. sporogenes vƣợt trội hơn các vi khuẩn Lactobacillus khác trong ứng dụng làm probiotic . 15 2.2.7. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng L. sporogenes 18 3: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 19 3.1. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN ĐỀ TÀI . 19 3.1.1. Thời gian . 19 3.1.2. Địa điểm 19 3.2. Vật liệu nghiên cứu . 19 3.2.1. Mẫu khảo sát . 19 3.2.2 Môi trƣờng . 19 3.2.3. Hóa chất . 19 3.2.4. Thiết bị – dụng cụ . 19 3.3. Nội dung đề tài . 19 3.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 3.4.1. Tổng quan các bƣớc thực hiện đề tài 20 3.4.2. Phân lập vi khuẩn 20 3.4.2.1 Quan sát hình thái khuẩn lạc và tế bào 21 3.4.2.2. Khảo sát các phản ứng sinh hóa . 22 3.4.3.Khả năng sinh acid lactic 22 3.4.3.1. Định tính 22 3.4.3.2. Định lƣợng . 23 7 3.4.4 Khảo sát khả năng hình thành bào tử 24 3.4.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu . 27 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 4.1. Phân lập vi khuẩn Lactobacillus sporogenes . 28 4.1.1. Bố trí thí nghiệm . 28 4.1.2. Đặc điểm hình thái của L. sporogenes . 28 4.1.2.1. Quan sát khuẩn lạc . 28 4.1.2.2. Quan sát hình thái tế bào 29 4.1.2.3. Quan sát hình thái bào tử 29 4.1.3. Đặc điểm sinh hóa của L. sporogenes 29 4.2. Khả năng sinh acid lactic . 31 4.2.1. Định tính . 31 4.2.2. Định lƣợng . 32 4.3. Khảo sát khả năng hình thành bào tử . 34 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ . 36 5.1. Kết luận . 36 5.2. Đề nghị . 36 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 PHỤ LỤC 8 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ctv Cộng tác viên CV Coefficient of variation, hệ số biến thiên FDA Food & Drug Administration, cơ quan quản lý thực phẩm và dƣợc phẩm của Mỹ GRAS Generally Recognise As Safe, chứng nhận an toàn cho sức khỏe MRSA De Man-Rogosa-Sharpe agar GYE Glucose Yeast Extract SD standard deviation, độ lệch chuẩn 9 DANH MỤC CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.1 Những tƣơng đồng về mặt hình thái của L. sporogenes và Lactobacillus 6 Bảng 2.2 Những khác biệt về hình thái của L. sporogenes so với Bacillus 6 Bảng 2.3 Những tƣơng đồng về đặc điểm sinh trƣởng và sinh hóa của L. sporogenes và Lactobacillus . 7 Bảng 2.4 Những khác biệt về đặc điểm sinh trƣởng và sinh hóa của L. sporogenes so với Bacillus 8 Bảng 2.5 Một vài loại bacteriocin từ vi khuẩn Lactobacillus 11 Bảng 2.6 Tác dụng của một vài sản phẩm trao đổi chất của Lactobacillus 12 Bảng 2.7 Bảng liệt kê những ƣu điểm của L. sporogenes so với L. acidophillus . 17 Bảng 3.1 Bố trí thí nghiệm khảo sát khả năng hình thành bào tử của vi khuẩn L. sporogenes . 24 Bảng 4.1 Kết quả phân lập vi khuẩn L. sporogenes 28 Bảng 4.2: Đặc điểm sinh hóa của các chủng L. sporogenes phân lập đƣợc từ chế phẩm . 30 Bảng 4.3 Khả năng sinh acid lactic của các chủng L. sporogenes đã thử sinh hóa 31 Bảng 4.4: Giá trị độ Therner và lƣợng acid lactic do vi khuẩn L. sporogenes sản xuất . 33 Bảng 4.5 Số lƣợng bào tử L. sporogenes thu đƣợc trong 12 nghiệm thức đƣợc khảo sát . 34 DANH MỤC CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1 Giản đồ cấu tạo bào tử 8 Hình 2.2 Hai loại đồng phân acid lactic 11 Hình 2.3 Cơ chế ngăn chặn sự hình thành và hấp thụ cholesterol 14 Hình 4.1: Khuẩn lạc vi khuẩn L. sporogenes trên môi trƣờng GYE . 38 Hình 4.2: Tế bào vi khuẩn L. sporogenes đƣợc phóng đại 1000 lần dƣới kính hiển vi 29 Hình 4.3: Phản ứng lên men một số loại đƣờng của vi khuẩn L. sporogenes . 31 Hình 4.4: Thí nghiệm tạo acid lactic của vi khuẩn L. sporogenes 32 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ 10 SƠ ĐỒ TRANG Sơ đồ 2.1 Ích lợi của Lactobacillus về mặt dinh dƣỡng và trị liệu . 13 Sơ đồ 3.1: Sơ đồ nghiên cứu đặc điểm sinh trƣởng, phát triển của L. sporogenes . 20 Sơ đồ 3.2: Quy trình phân lập và định danh L. sporogenes 20 Sơ đồ 3.3: Quy trình phân lập và quan sát hình thái khuẩn lạc trên đĩa 21 Sơ đồ 3.4: Quy trình tiến hành thủ nghiệm sinh hóa . 22 Sơ đồ 3.5: Quy trình xác định độ chua Therner 23 Sơ đồ 3.6: Quy trình khảo sát sự hình thành vào nảy chồi của bào tử L. sporogenes . 25 [...]... chất của vi sinh vật Nhiều nghiên cứu chứng minh probiotic ức chế sự bám dính của vi sinh vật gây bệnh nhƣ E coli, Salmonella typhimurium [7, 19, 29] Vi c ức chế khả năng bám dính của vi sinh vật gây bệnh giúp ngăn ngừa sự phát triển và gây bệnh của chúng Nhóm vi khuẩn lactic là những vi sinh vật tiêu biểu cho hoạt động đối kháng của của probiotic Chúng chống lại các vi sinh vật gây bệnh nhờ vào các... trƣờng bất lợi cho vi khuẩn có hại trong đƣờng ruột [13] 2.4.5 Những đặc điểm, chức năng sinh học tƣơng đồng giữa L sporogenes và các vi khuẩn Lactobacillus khác Vi khuẩn L sporogenes là một loài thuộc giống Lactobacillus nên mang nhiều đặc tính và chức năng sinh học của Lactobacillus Những đặc tính và chức năng này đều có ý nghĩa trong ứng dụng sản xuất probiotic 2.4.5.1 Những đặc điểm trao đổi chất... Chi tiết -Khuẩn lạc Bacillus có bề mặt nhăn -Bacillus luôn có dạng hình que thẳng, trong khi Lactobacillus còn có dạng hình que uốn cong -Bào tử của Bacillus ở giữa thân còn bào tử của L sporogenes có ở một đầu tế bào Các đặc điểm sinh trƣởng phát triển và sinh hóa Tƣơng tự nhƣ hình thái, những điểm tƣơng đồng Lactobacillus và khác biệt Bacillus về mặt sinh trƣởng phát triển và sinh hóa của L sporogenes. .. lactic của các chủng L sporogenes phân lập đƣợc Khảo sát các điều kiện hình thành bào tử ở vi khuẩn L sporogenes 30 3.4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.4.1 Tổng quan các bƣớc thực hiện đề tài Lấy mẫu Phân lập Khảo sát Khảo sát hình thái khuẩn lạc Đặc điểm hình thái tế bào vi khuẩn Đặc điểm sinh hóa Xác định khả năng tạo acid lactic Khả năng tạo bào tử Sơ đồ 3.1: Sơ đồ nghiên cứu đặc điểm sinh trƣởng, phát triển. .. vi sinh vật đƣờng ruột và giúp hình thành hệ vi sinh vật dạ cỏ Nhờ vào sự giảm nồng độ NH3 và hạn chế vi sinh vật gây thối nhiễm vào đƣờng ruột, Lactobacillus có hiệu quả kích thích tăng trƣởng ở thú nuôi [11] 2.4.6 Các đặc tính giúp L sporogenes vƣợt trội hơn các vi khuẩn Lactobacillus khác trong ứng dụng làm probiotic Ngoài những chức năng sinh học kể trên, L sporogenes còn vƣợt trội hơn các vi khuẩn. .. Bacteriology, 1974) Vi khuẩn còn có tên là Bacillus coagulans [8] Tuy nhiên, những nghiên cứu gần đây, đặc biệt là nghiên cứu dựa trên sự tƣơng đồng về DNA đã khẳng định L sporogenes gần gũi với Lactobacillus hơn Bacillus Năm 1967, L sporogenes đƣợc xếp lại vào giống Lactobacillus 2.4.2 Đặc điểm phân loại Vi khuẩn L sporogenes có đặc điểm phân loại nhƣ sau: Họ: Lactobacillaceae Giống: Lactobacillus Tộc:... Loài: Lactobacillus sporogenes 2.4.3 Đặc điểm phân bố Vi khuẩn L sporogenes có mặt trong các sản phẩm đồ hộp Chúng phân bố tƣơng đối rộng rãi trong tự nhiên 2.4.4 Đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa 16 2.4.4.1 Tế bào sinh dƣỡng Hình thái Vì có quan hệ với hai giống Bacillus và Lactobacillus nên hình thái của L sporogenes có những nét tƣơng đồng Lactobacillus và khác biệt với Bacillus (xem Bảng 2.1 và. .. Reuterin L reuteri Lactobrevin L brevis Lactobacillin L brevis Vi khuẩn Lactobacillus còn có thể ức chế sự phát triển của các vi sinh vật gây thối nhờ vào những sản phẩm trao đổi chất khác nhƣ: H2O2, CO2 và diacetyl Bảng 2.6 Tác dụng của một vài sản phẩm trao đổi chất của Lactobacillus [33] Sản phẩm trao đổi chất 1.Carbon dioxide Tác dụng Ức chế sự khử nhóm carboxyl? Làm giảm tính thấm của màng tế bào? 2 Diacetyl... chúng Chúng có tác dụng ức chế các vi sinh vật gây bệnh, làm cân bằng lại hệ vi sinh vật đƣờng ruột, tổng hợp vitamin B, thúc đẩy sự tăng trƣởng của thú nuôi Trong hỗn hợp probiotic, mỗi vi khuẩn có một đặc tính có lợi riêng Trong đó, nhóm vi khuẩn Lactobacillus mà đặc biệt là Lactobacillus sporogenes với khả năng tạo bào tử sẽ cho phép kéo dài thời gian bảo quản và tế bào sinh dƣỡng sau khi phục hồi vẫn... thỏa mãn yêu cầu này là Lactobacillus sporogenes Ngoài ra, acid lactic còn làm hạ pH đƣờng ruột còn 4 – 5 Do đó, sự phát triển của vi sinh vật gây thối và E coli (thích nghi ở pH 6 – 7) bị ức chế Sản xuất bacteriocin và các cơ chất kháng khuẩn Bacteriocin là protein hay hợp chất protein do vi khuẩn sản xuất có hoạt tính diệt khuẩn trực tiếp [23, 31] Cơ chất này giúp vi khuẩn Lactobacillus thể hiện hoạt . Nông Lâm, TP. Hồ Chí Minh. Tháng 9/2005. “NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH TRƢỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA VI KHUẨN Lactobacillus sporogenes . Hội đồng hƣớng dẫn: TS.. SINH TRƢỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA VI KHUẨN Lactobacillus sporogenes Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Niên khóa: 2001 – 2005 Sinh vi n thực hiện: