Khảo sát tác dụng bảo vệ vi khuẩn của alginat trong quá trình tạo nguyên liệu probiotic chứa lactobacilus acidophilus

BỘ Y TẾ TRƯNG ĐI HC DƯC H NỘI NGUYỄN THỊ HOA KHẢO SÁT TÁC DỤNG BẢO VỆ VI KHUẨN CỦA ALGINAT TRONG QUÁ TRÌNH TO NGUYÊN LIỆU PROBIOTIC CHỨA Lactobacilus acidophilus KHÓA LUN TT NGHIỆP DƯC S H NỘI – 2013 BỘ Y TẾ TRƯNG ĐI HC DƯC H NỘI NGUYỄN THỊ HOA KHẢO SÁT TÁC DỤNG BẢO VỆ VI KHUẨN CỦA ALGINAT TRONG QUÁ TRÌNH TO NGUYÊN LIỆU PROBIOTIC CHỨA L. acidophilus KHA LUN TT NGHIỆP DƯC S Ngưi hưng dn: 1. TS. Đàm Thanh Xuân 2. DS. Ninh Thị Kim Thu Nơi thực hiện: 1. Bộ môn Công nghiệp dược H NỘI - 2013 LI CẢM ƠN Với sự kính trọng và long biết ơn sâu sắc tôi xin gi li cm ơn đến TS. Đàm Thanh Xuân và DS. Ninh Thị Kim Thu, DS. Lê Ngọc Khánh những ngưi thầy đ tn tnh hướng dn và ch ỉ bo cho tôi t những bước đầu tiên cho đến khi tôi hoàn thin kha lun này. Đồng thi, tôi xin gi li cm ơn tới các thầy cô giáo, các anh chị kỹ thut viên trong bộ môn Công Nghiệp Dược đ tạo mọi điều kin giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hin đề tài, chỉ bo tôi trong thi gian làm thực nghim . Nhân dịp này tôi cng xin gi li cm ơn đến Ban gim hiu cng toàn th cc thầy cô gio trưng Đại học Dưc Hà Nội đ dạy d và tạo mọi điều kin thun li cho tôi trong thi gian tôi học tp tại trưng. Và cuối cng là li cm ơn tôi gi tới gia đnh , ngưi thân và bạn b đ động viên, giúp đỡ tôi trong suốt qu trnh h ọc tp và hoàn thành khóa lun tốt nghip. Do thi gian làm thực nghim cng như kiến thc ca bn thân c hạn, khóa lun này cn c nhiều thiếu st . Tôi rt mong nhn đưc sự gp  ca cc thầy cô , bạn b đ kha lun đưc hoàn thin hơn. Tôi xin chân thành cm ơn! Hà Nội, ngày , tháng 5, năm 2013. Sinh viên NGUYỄN THỊ HOA MỤC LỤC Trang ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Chương 1: TỔNG QUAN 2 1.1. Đại cương về probiotic 2 1.1.1. Khái niệm 2 1.1.2. Vai trò 2 1.1.3. Cơ chế tác dụng 4 1.1.4. Một số dạng chế phẩm trên thị trường 5 1.2. Phương pháp đông khô 7 1.2.1. Khái niệm 7 1.2.2. Các giai đoạn của phương pháp đông khô 7 1.2.3. Ưu điểm của phương pháp đông khô 8 1.2.4. Ứng dụng 8 1.2.5. Các tá dược bảo vệ thường dùng trong đông khô vi sinh vật. 8 1.3. Alginat 10 1.3.1. Sơ lược về alginat 10 1.3.2. Một số tính chất của natri alginat 10 1.3.3. Ứng dụng 11 1.3.4. Một số hướng nghiên cứu sử dụng alginat trong sản xuất chế phẩm probiotic thời gian gần đây. 12 Chương 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 2.1. Nguyên vật liệu và thiết bị. 13 2.1.1. Nguyên vật liệu sử dụng 13 2.1.2. Môi trường sử dụng trong nghiên cứu 13 2.1.3. Các dung dịch sử dụng trong nghiên cứu 13 2.1.4. Thiết bị 14 2.2. Nội dung nghiên cứu 14 2.2.1. Khảo sát khả năng sử dụng alginat làm tá dược bảo vệ trong quá trình đông khô tạo nguyên liệu probiotic chứa Lactobacillus acidophilus. 14 2.2.2. Khảo sát khả năng bảo vệ vi sinh vật của alginat khi sử dụng làm tá dược độn 15 2.3. Phương pháp nghiên cứu 15 2.3.1. Phương pháp nhân giống. 15 2.3.2. Phương pháp nuôi cấy thu sinh khối. 15 2.3.3. Phương pháp đông khô. 15 2.3.4. Phương pháp xác định hàm ẩm. 16 2.3.5. Phương pháp xác định số lượng VSV bằng phương pháp pha loãng liên tục. 16 2.3.6. Phương pháp tiệt khuẩn Tyndall 18 Chương 3: Kết quả và bàn luận 19 3.1. Khảo sát khả năng sử dụng alginat làm tá dược bảo vệ trong quá trình đông khô tạo nguyên liệu probiotic chứa L. acidophilus ATCC 4653 19 3.1.1. Đánh giá thể chất của các nguyên liệu chứa vi sinh vật tạo thành sau khi đông khô 19 3.1.2. Đánh giá hàm ẩm và tốc độ hút ẩm của các mẫu đông khô vi sinh vật với tá dược bảo vệ là sữa gầy và alginat. 22 3.1.3. Khảo sát số lượng vi khuẩn Lactobacillus acidophilus sống sót sau 24 đông khô 3.1.4. So sánh khả năng sống sót của vi sinh vật trong nguyên liệu đông khô có và không có kết hợp alginat và sữa gầy 28 3.2. Khảo sát khả năng bảo vệ vi sinh vật của alginat khi sử dụng làm tá dược độn 31 3.2.1. Khảo sát khả năng bảo vệ vi sinh vật của bột nguyên liệu probiotic có alginat trong môi trường acid dạ dày 31 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 35 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT B. subtilis : Bacillus subtilis Cfu (Colony- Forming Units) : Số đơn vị khuẩn lạc FAO (Food and Agriculture Organization) : Tổ chức nông lương thế giới Glass : một trạng thái nhiệt động quá bão hòa không bền với độ nhớt cao HDL (High density lipoprotein) : Lipoprotein tỉ trọng cao HDSK : Hỗn dịch sinh khối IDF (Internation Dairy Federation) : Liên đoàn bơ sữa thế giới Kl/kl : Khối lượng/khối lượng Kl/tt : Khối lượng/thể tích L. acidophilus : Lactobacillus acidophilus LAB (Lactic acid bacteria) : Nhóm vi khuẩn lactic LDL (Low density lipoprotein) : Lipoprotein tỉ trọng thấp MRS (de Man, Rogosa, Sharpe) : Môi trường nuôi cấy vi khuẩn MT : Môi trường PPI (Proton Pump Inhibitor) : Ức chế bơm proton S. boulardii : Saccharomyces boulardii Tt/kl : Thể tích/khối lượng VSV : Vi sinh vật WHO (World Health Organization) : Tổ chức Y tế thế giới DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang Bảng 2.1 Bảng các hóa chất dùng trong nghiên cứu. 13 Bảng 2.2 Các thiết bị dùng trong nghiên cứu 14 Bảng 3.1 Thể chất của các mẫu đông khô L. acidophilus vớ i các tá dược bảo vệ tại thời điểm ngay sau khi đông khô 20 Bảng 3.2 Kết quả đo hàm ẩm (%) của một số mẫu đông khô L. acidophilus với tá dược bảo vệ khác nhau theo thời gian 23 Bảng 3.3 Số lượng vi khuẩn sống sót trong 4 mẫu sau đông khô 26 Bảng 3.4 Kết quả đo hàm ẩm của các mẫu đông khô với tá dược bảo vệ là hỗn hợp sữa gầy với alginat các nồng độ 29 Bảng 3.5 Số lượng vi sinh vật sống sót tính trên 1g bột sau đông khô trong các mẫu đông khô sử dụng kêt hợp alginat và sữa gầy. 30 Bảng 3.6 Số lượng vi sinh vật sống sót tính trên 1g bột đông khô sau thời gian được ngâm trong môi trường acid HCl pH 1,2. 33 DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ Hình 1.1 Chế phẩm probiotic cốm 6 Hình 1.2 Chế phẩm probiotic dạng viên nang 6 Hình 1.3 Chế phẩm dạng lỏng 6 Hình 1.4 Công thức cấu tạo của acid α- L- guluronic và acid β- D- mannuronic 10 Hình 3.1 Hình ảnh mẫu đông khô với nước cất. 21 Hình 3.2 Đồ thị biểu thị hàm ẩm của 3 mẫu ngay sau đông khô và sau thời gian bảo quản. 23 Hình 3.3 Hình ảnh mẫu đông khô với alginat ngay sau khi tháo khỏi máy và sau 3 phút trong điều kiện không được bảo quản. 24 Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn tỉ lệ vi khuẩnL. acidophilus sống sót trong các mẫu sau đông khô 27 Hình 3.5 Biểu đồ thể hiện số lượng vi sinh vật sống sót sau khi thử trong môi trường acid HCl pH 1,2 33 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Vi khuẩn probiotic được biết đến như một nhóm vi sinh vật manglại rất nhiều lợi ích cho con người như: chống nhiễm trùng đường tiêu hóa, cải thiện khả năng dung nạp lactose, tăng cường miễn dịch…[20]. Tuy nhiên hầu hết cácvi sinh vật này có một nhược điểm lớn là độ ổn định. Chúng dễ bị ảnh hưởng bởi các điều kiện của môi trường như: pH, nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm [35]. Khi sử dụng theo đường uống pH acid, enzym tiêu hóa, acid mật là các yếu tố làm suy giảm số lượng sống sót ngăn cản việc thiết lập hệ vi sinh vật ở niêm mạc ruột. Ngoài ra các thông số liên quan trong quá trình sản xuất cũng làm ảnh hưởng đến khả năng sống sót của vi khuẩn probiotic [29]. Do đó muốn đem lại tác dụng cho vật chủ cần phải tìm những phương pháp gia tăng tỉ lệ sống sót và khả năng chống chịu của vi khuẩn probiotic trước các điều kiện bất lợi trong sản xuất, bảo quản và sử dụng. Chính vì vậy mà đã có nhiều nghiên cứu nhằm tìm các chất có tác dụng bảo vệ vi sinh vật probiotic và một trong các hướng nghiên cứu đáng chú ý trong thời gian gần đây là sử dụng alginat như một tác nhân bảo vệ nhằm gia tăng tỉ lệ sống sót của các vi khuẩn probiotic. Từ các lí do trên chúng tôi thực hiện đề tài “Khảo sát tác dụng bảo vệ vi khuẩn của alginat trong quá trình tạo nguyên liệu probiotic chứa L. acidophilus” nhằm 2 mục tiêu sau: 1. Khảo sát khả năng sử dụng alginat làm tá dược bảo vệ trong quá trình đông khô Lactobacillus acidophilus. 2. Khảo sát khả năng bảo vệ vi sinh vật của alginat khi sử dụng làm tá dược độn cho dạng thuốc rắn. [...]... thể là nguyên nhân gây 9 phá vỡ màng tế bào Các tá dược bảo vệ được thêm vào trong thành phần nguyên liệu đem đông khô nhằm: bảo vệ tế bào trong quá trình đông khô và đảm bảo sức chịu đựng của vi sinh vật trong quá trình làm khô [24] Một trong những phương pháp được sử dụng để gia tăng sự sống sót của vi sinh vật trong quá trình này là bổ sung vào nguyên liệu đông khô các tác nhân bảo vệ Các tác nhân... 3.1 Khảo sát khả năng sử dụng alginat làm tá dược bảo vệ trong quá trình đông khô Lactobacillus acidophilus Trong những năm gần đây alginat được nghiên cứu sử dụng khá nhiều trong các chế phẩm probiotic và đã cho thấy khả năng bảo vệ vi sinh vật khỏi nhiều điều kiện bất lợi Các nghiên cứu dưới đây được tiến hành đểđánh giá tác dụng của alginat trong quá trình đông khô vi sinh vật và so sánh tác dụng của. .. năng sống sót của vi sinh vật trong nguyên liệu đông khô có và không có kết hợp alginat và sữa gầy 2.2.2 Khảo sát khả năng bảo vệ vi sinh vật của alginat khi sử dụng làm tá dược độn trong dạng thuốc rắn  Khảo sát khả năng bảo vệ vi sinh vật của bột nguyên liệu probiotic có alginat trong môi trường pH dạ dày 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Phương pháp nhân giống Cân, đong các thành phần trong công thức... Nội dung nghiên cứu 2.2.1 .Khảo sát khả năng sử dụng alginat làm tá dược bảo vệ trong quá trình đông khô Lactobacillus acidophilus  Đánh giá thể chất của các nguyên liệu chứa Lactobacillus acidophilus tạo thành sau khi đông khô  Đánh giá độ ẩm và tốc độ hút ẩm của các mẫu đông khô vi sinh vật với tá dược bảo vệ là sữa gầy và alginat  Khảo sát số lượng vi khuẩn Lactobacillus acidophilus sống sót sau... để sử dụng trong đông khô là tạo ra được nguyên liệu có thể chất tơi xốp Thí nghiệm dưới đây được tiến hành nhằm đánh giá thể chất của mẫu đông khô sử dụng tá dược bảo vệ là alginat với các mẫu đông khô sử dụng các tá dược bảo vệ khác trong đó theo các nghiên cứu đã công bố thì sữa gầy 10% có tác dụng bảo vệ tốt vi sinh vật [25]  Mục tiêu: Khảo sát thể chất của bột đông khô chứa VSV với tá dược alginat. .. albumin, vi sinh vật Ngoài ra đông khô cũng được sử dụng như một phương pháp bảo quản trong ngành công nghiệp thực phẩm để bảo quản 1 số sản phẩm khác 1.2.5 Các tá dược bảo vệ thường dùng trong đông khô vi sinh vật Quá trình đông khô vi sinh vật tuy có nhiều ưu điểm nhưng nó cũng là 1 trong những nguyên nhân làm giảm số lượng vi sinh vật sống sót trong quá trình tạo nguyên liệu và chế phẩm probiotic. .. là sữa gầy Tuy vậy, số liệu cũng cho thấy alginat có tác dụng bảo vệ khi sử dụng làm tá dược đông khô với tỉ lệ sống sót của mẫu này cao gấp 27,14 lần so với mẫu đông khô không có tá dược bảo vệ (mẫu 2) Tác dụng bảo vệ vi sinh vật trong quá trình đông khô có thể được giải thích như sau: Dung dịch natri alginat trong nước có cấu trúc một polymer nên tạo ra được xung quanh và bên trong tế bào một môi trường... thi của vi c sử dụng alginat làm tá dược bảo vệ trong đông khô Lactobacillus acidophilus thì điều quan trọng nhất là đánh giá số lượng và tỉ lệ vi sinh vật sống sót sau khi đông khô Để được coi là có tác dụng bảo vệ trong đông khô thì trước tiên alginat phải cho thấy khả năng cải thiện được tỉ lệ vi sinh vật sống sót trong quá trình đông khô ít nhất là so với các mẫu đông khô không sử dụng tá dược bảo. .. là những vi sinh vật sống mà khi đưa vào cơ thể với một lượng đủ lớn sẽ đem lại tác dụng có lợi cho sức khỏe của vật chủ” Theo FAO để có được hiệu quả thực sự, thì vi sinh vật trong các chế phẩm probiotic cần phải đến được vị trí tác dụng của nó trong đường tiêu hóa Do trong quá trình sử dụng vi khuẩn probiotic phải đối mặt với nhiều điều kiện bất lợi của đường tiêu hóa nên để đem lại tác dụngbất cứ... các sản phẩm sữa mà trong thành phần có chứa không quá 0,5 % chất béo (trong khi sữa nguyên chất chứa hàm lượng chất béo khoảng 3,5%, sữa tách bơ- butter milk chứa khoảng 1% chất béo) Sữa gầy có trong các chế phẩm đông khô probiotic vì nó có tác dụng bảo vệ tốt probiotic trong quá trình đông khô Theo nhiều tổng kết nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước từ trước tới nay thì sữa gầy sử dụng ở nồng độ khoảng . sót của các vi khuẩn probiotic. Từ các lí do trên chúng tôi thực hiện đề tài Khảo sát tác dụng bảo vệ vi khuẩn của alginat trong quá trình tạo nguyên liệu probiotic chứa L. acidophilus nhằm. gầy 28 3.2. Khảo sát khả năng bảo vệ vi sinh vật của alginat khi sử dụng làm tá dược độn 31 3.2.1. Khảo sát khả năng bảo vệ vi sinh vật của bột nguyên liệu probiotic có alginat trong môi trường. ĐI HC DƯC H NỘI NGUYỄN THỊ HOA KHẢO SÁT TÁC DỤNG BẢO VỆ VI KHUẨN CỦA ALGINAT TRONG QUÁ TRÌNH TO NGUYÊN LIỆU PROBIOTIC CHỨA Lactobacilus acidophilus KHÓA LUN TT NGHIỆP DƯC