ỨNG DỤNG CỦA ACETOBACTERIUM VỀ VIỆC TẠO MÀNG BACTERIAL CENLLULOSE TRONG Y HỌC

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG - - TIỂU LUẬN VI SINH VẬT ỨNG DỤNG CỦA ACETOBACTERIUM VỀVIỆC TẠO MÀNG BACTERIAL CENLLULOSE TRONG Y HỌC GVHD: NGUYỄN THỊ QUỲNH MAI SV thực hiện:Nhóm 10 Lê Thị Ngọc Hạnh 2008100025 Nguyễn Đức Huy 2008100011 Đoàn Thành Duy 2008100058 Lớp: 01DHSH1 TP.HCM, ngày 13 tháng 12 năm 2011 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG TIỂU LUẬN VI SINH VẬT ỨNG DỤNG CỦA ACETOBACTERIUM VỀVIỆC TẠO MÀNGBACTERIAL CENLLULOSE TRONG Y HỌC GVHD: NGUYỄN THỊ QUỲNH MAI SV thực hiện:Nhóm 10 Lê Thị Ngọc Hạnh 2008100025 Nguyễn Đức Huy 2008100011 Đoàn Thành Duy 2008100058 Lớp: 01DHSH1 TP.HCM, ngày 13 tháng 12 năm 2011 LỜI MỞ ĐẦU Màng sinh học (Bacterial cellulose; Biocellulose; BC) có cấu trúc đặc tính giống với cellulose thực vật (gồm phân tử glucose liên kết với liên kết β-1,4 glucozit) cellulose vi khuẩn khác với cellulose thực vật chỗ: không chứa hợp chất cao phân tử như: ligin, hemicellulose, peptin sáp nến…Do vậy, chúng có đặc tính vượt trội với độ dẻo dai, bền Trên giới, màng Bacterial cellulose đã ứng dụng nhiều lĩnh vực công nghệ khác Đặc biệt lĩnh vực y học, màng BC đã ứng dụng làm da tạm thời thay da trình điều trị bỏng, loét da, làm mạch máu nhân tạo điếu trị bệnh tim mạch; làm mặt nạ dưỡng da cho người Chủng A xylinum có khả tạo màng BC nghiên cứu bước đầu cho thấy màng BC từ chủng A xylinumcó khả ứng dụng để tạo màng trị bỏng cho thỏ là sở để trị bỏng cho người Hình 1.Cellulose biosynthesis in Acetobacter xylium MỤC LỤC Đại cương vi khuẩn Acetobacter xylinum 1.1 Phân loại đặc điểm hình thái A Xylinum -5 1.2 Đặc điểm sinh lý, sinh hoá A Xylinum Màng Bacterial Cenllulose (BC) 2.1 Ứng dụng màng BC điều trị bỏng 2.1.1 Bỏng -8 2.1.2 bỏng với các nghiên cứu thỏ 2.2 Màng BC vi khuẩn Acetobacter xylinum -9 2.2.1 Quá trình hình thành màng cenllulose từ Acetobacter xylinum -8 2.2.2 Đặc điểm màng BC vi khuẩn Acetobacter xylinum 12 Các nghiên cứu liên quan đến màng BC -12 3.1 Trong lĩnh vực thực phẩm 12 3.2 Dùng màng BC làm màng lọc vi sinh 13 3.3 Các ứng dụng khác 13 Kết luận chung 17 Tài liệu tham khảo 18 NỘI DUNG Đại cương vi khuẩn Acetobacterxylinum: 1.1 Phân loại đặc điểm hình thái A Xylinum Acetobacterxylinumtên khác Gluconoacetobacter xylium A.xylinum mesophile không gây bệnh xác định A.J.Brown vào năm 1886 Lĩnh giới: Bacteria - Haeckel, 1894) C.r Woese Et Al., 1990 nh 2.Acetobacterxylinum Giới: Bacteria - (Cohn, 1870) Cavalier-Smith, 1983 Ex Hì Cavalier-Smith, 2002 Ngành: Proteobacteria - Garrity Et Al., 2005 Lớp: Alphaproteobacteria - Garrity Et Al., 2006 Bộ: Rhodospirillales - Pfennig & Triiper, 1971 Họ: Acetobacteraceae - Pribram, 1929 Ex Gillis & De Ley, 1980, Nom Rev Chi: Acetobacter Loài: xylinum Tên khoa học - Acetobacter xylinum Tên gọi khác Acetobacter aceti xylinum (Brown 1886) De Ley and Frateur 1974 Acetobacter aceti xylinus (Brown 1886) De Ley and Frateur, 1974 Acetobacter aceti xylinus corrig (Brown 1886) De Ley and Frateur, 1974 Acetobacter Xylinum Acetobacter xylinus (Brown 1886) Yamada 1984 Acetobacterium xylinum (Brown 1886) Ludwig 1898 Bacillus Xylinus Bacillus xylinus (Brown 1886) Trevisan 1889 Gluconacetobacter xylinus xylinus (Brown 1886) Yamada Et Al 1998 A.xyliumcó dạ n g hình que dài khoảng 2µm,thẳng hay cong, đứng riêng lẻ xếp thành chuỗi có khả di chuyển di chuyển nhờ tiên mao hay không di độ n g, không sinh bà o tử Chúng vi khuẩn Gram âm, đặc điểm nhuộm Gram thay đổi tế bào già hay điều kiện môi trường Hình 3.Kết nhuộm Gram A Xylinum Khuẩ n lạc A.xylinum có kích thước lớn (đường kính khuẩ n lạc đạt 2-5mm), trò n , bề mặt nhầy trơn bóng, phần khuẩ n lạc lồi lên, dày sẫm màu phần xung quanh, rì a mép khuẩ n lạc nhẵn A.xylinum vi khuẩn hiếu khí bắt buộc, chủ yếu chuyển hóa glucose mà sử dụng tổng hợp cellulose 1.2 Đặc điểm sinh lý, sinh hoá A Xylinum: A.xylium có khả tạo ván hemicellulose dày, bắt màu với thuốc nhuộm Iod và H SO A.xylium sinh trưởng môi trường có pH < 5, t o khoảng 28-32 o C Nhiệt độ pH tối ưu tùy thuộc vào giống Ở 37 0C, tế bào suy thoái hoàn toàn môi trường tối ưu A xylinum có khả chịu pH thấp, vì thường bổ sung thêm acid acetic vào môi trường nuôi cấy để hạn chế nhiễm khuẩn lạ Acid acetic sản phẩm sinh trình hoạt động A.xylium Chúng có thề tích lũy 4.5% acid acetic Nhưng lượng acid acetic vượt mức cho phép quay ngược lại làm ức chế hoạt động A.xylium Acetobacter xylium hấp thụ đường glucose từ môi trường nuôi cấy Trong tế bào vi khuẩn, glucose kết hợp với acid béo tạo thành tiền chất nằm màng tế bào Khi thoát tế bào với enzyme Enzyme có cellulose thề polymer chuyển hóa glucose thành Acetobacter xylium tạo nên lớp cellulose dày môi trường nuôi cấy nước dừa có bổ sung chất dinh dưỡng cần thiết Các đặc điểm sinh hoá dùng định danh A xylinum: Vi khuẩn Acetobacter xylinum cho phản ứng tacalase(chỗ này cô khoanh tròn nói sai rùi nè)dương tính, có khả oxi hóa tiếp tục ethanol thành acid acetic, CO2 và H2O Ngoài ra, vi khuẩn Acetobacter xylinum còn có thể chuyển hóa glucose thành acid, glyxerol thành dihydroxyaceton và tổng hợp cenllulose (cellulose tinh khiết sản phẩm ngoại bào) CÁC PHẢN ỨNG ĐỊNH DANH TRONG SÁCH THỰC HÀNH VI SINH ẤY BI, CỦA GLUCONOBACTER… 4.5- Chi Acetobacter DD-Không oxy hoá acid DL-lactic tới CO 2và H2O Lên men xenlullose Màng Bacterial Cenllulose (BC): Màng Bacterial Cenllulose (BC): là lớp màng đặc vi khuẩn Acetobacter xylinum tạo nên bề mặt môi trường có bản chất là hemicenllulose Hemicenllulose là những polysaccharide không hòa tan vào nước hòa tan dung dịch kiềmtính Về mặt cấu trúc, BC có cấu trúc dạng bó sợi đan xen lẫn Mỗi sợi rộng khoảng 100nm và dày 3-8 nm Đường kính của BC là nhỏ so với tự nhiên và sợi nhân tạo Đặc tính cấu trúc của BC phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện nuôi cấy đặc trưng Tùy thuộc vào yêu cầu ứng dụng mà ta chọn điều kiện nuôi cấy tĩnh hay động Bacterial Cenllulose (BC) sản xuất bởi Acetobacter xylinumcó đặc tính cấu trúc và học rất giống với cenllulose thực vật, kết hợp với khả tạo màng có độ bền, chắc và dai nên được ứng dụng rất nhiều lĩnh vực 2.1 Ứng dụng màng BC điều trị bỏng: Màng BC có nhiều lợi điểm vượt trội như: độ tinh sạch, độ kết tinh, độ bền sức căng, độ đàn hồi, độ co giãn, khả giữ hình dạng ban đầu, khả giữ nước hút nước cao, bề mặt tiếp xúc lớn bột gỗ thường, bề dày vi sợi 100nm, bị phân huỷ sinh học, có tính tương thích sinh học, tính trơ chuyển hoá, không độc không gây dị ứng Màng BC có ứng dụng đa dạng nhiều lĩnh vực y học, thực phẩm, mỹ phẩm, bảo vệ môi trường, công nghiệp 2.1.1 Bỏng: Bỏng tai nạn thường gặp lao động sinh hoạt ngày Ngoài tổn thương da, trường hợp bỏng nặng còn gây rối loạn nội tạng, để lại di chứng nặng đến khả vận động, thẩm mỹ sức khỏe người bệnh Ở Việt Nam, riêng Viện Bỏng Quốc gia (Hà Nội) năm tiếp nhận khoảng 400 ca bỏng Các tác nhân gây bỏng chủ yếu bỏng nước sôi Ngoài tác nhân khác xăng, dầu, nước canh nóng, acid, vôi nóng Việc điều trị chỗ vết thương bỏng công tác có ý nghĩa đặc biệt quan trọng Tình hình điều trị bỏng nước ngày cải tiến.Công tác điều trị bỏng bao gồm việc cấy ghép, phẫu thuật, tạo số màng trị bỏng màng ối, trung bì da lợn, da ếch, màng chitosan, sử dụng chất có nguồn gốc từ tự nhiên có tác dụng điều trị bỏng… Từ năm 2000,nhóm nghiên cứu tác giả Nguyễn Văn Thanh cộng đã có sốcông trình nghiên cứu màng BC từ A xylinum bước đầu nghiên cứu vềcác đặc tính màng BC thu sở để chế tạo màng sinh học dùng trị bỏng Việt Nam Đối với vết bỏng nông điều trị chỗ vết bỏng có tác dụng làm giảm đau ngăn chặn biến chứng nhiễm khuẩn, tạo điều kiện tốt cho trình tái tạo phục hồi Đối với trường hợp bỏng sâu, điều trị chỗ có tác dụng lớn việc điều trị dự phòng biến chứng nhiễm khuẩn chỗ, không để nhiễm khuẩn toàn thân, ngăn ngừa nước dịch thể (là nguy dẫn đến tử vong cao), loại bỏ nhanh tổ chức hoại tử, tạo điều kiện tốt cho trình hình thành mô hạt biểu mô hóa hình thành sẹo, chuẩn bị tốt ghép da phẫu thuật Bỏng là một chấn thương đòi hỏi công tác điều trị dài ngày, nhiều mặt và chi phí điều trị rất tốn kém Hiện nay, người ta có nhiều dược phẩm để điều trị bỏng Madecassol, Polyvinyl, Polymethan… Trong đó, những công trình nghiên cứu điều trị bỏng tạo các chế phẩm màng sinh học màng ối, da lợn, màng da ếch… đã được chứng minh có hiệu lực tốt Màng sinh học từ sản phẩm của A.xylinum có mang chất tái sinh mô chứa dầu mù u ở qui mô pilot Màng được đem thử nghiệm invitro thỏ thực nghiệm, từ đó đưa thị trường sản phẩm màng sinh học điều trị bỏng và các tổn thương về da có hiệu quả điều trị cao và có giá trị kinh tế từ A.xylinum 2.1.2.Bỏng với các nghiên cứu thỏ: Ứng dụng sản phẩm lên men của Acetobacter xylinum làm màng cenllulose vi khuẩn tẩm dầu mù u có tác dụng sinh học điều trọ thỏ gây bỏng thực nghiệm Vết bỏng của thỏ gây bỏng nông thực nghiệm lành sau 22 ngày điều trị bằng màng sinh học tẩm dầu mù u so với lô thỏ dùng gạc tẩm dùm mù u và so với lo chứng dương đều là sau 29 ngày Tiến trình làm lành vết bỏng của màng sinh học tẩm dầu mù u tốt so với gạc tẩm dầu mù u Các vết bỏng dần dần thu hẹp diện tích, sạch, khô và không bị nhiễm trùng Màng sinh học tẩm dầu mù u có nguồn gốc vi khuẩn ngăn không cho vết thương nhiễm trùng và giúp vết thương mau lành Kết quả nghiên cứu này cho phép tiến hành những nghiên cứu sâu về màng cenllulose vi khuẩn tẩm dầu mù u thu được nhờ quá trình nuôi cấy vi khuẩn Acetobacter xylinum để hoàn thành hồ sơ nghiên cứu và đưa thị trường sản phẩm màng sinh học tẩm dầu mù u Như vậy, dùng màng BC tẩm dầu mù u cho kết quả tốt nhất điều trị bỏng độ II nông Acetobacter xylinum có tác dụng điều trị bỏng Màng có kích thước 10x10 cm, màu sắc trắng trong, không mùi, đạt về mặt cảm quan Kết quả thử nghiệm tác dụng sinh học in vitro của màng thỏ gây phỏng thực nghiệm: Màng sinh học tẩm glycerol có tác dụng điều trị bỏng, làm lành vết thương sau 29 ngày • Màng sinh học tẩm dầu mù u cho kết quả tốt hơn, làm lành vết thương sau 22 ngày • So sánh với lô dùng gạc tẩm dầu mù u và Madecassol: lô dùng gạc tẩm dầu mù u tiến triển tốt chậm so với dùng màng BC tẩm dầu mù u • Lô Madecassol làm vết thương khô hơn, hoại tử khó bong, chậm hơn, đến 29 ngày mới thấy diện tích co bằng ngày 22 của màng BC tẩm dầu mù u • 2.2 Màng BC vi khuẩn Acetobacter xylinum: Màng BC có nhiều ưu điểm để trở thành chất mang hợp chất cónguồn gốc từ thiên nhiên sử dụng điều trị bỏng 2.2.1.Quá trình hình thành màng cenllulose từ Acetobacter xylinum Sơ đồ quá trình tổng hợp Cellulose của Acetobacter xylinum Glu: glucose G1P: glucose -1-phosphat G6P: glucose-6-phosphat PGM: phosphoglucoemutase UGP: UDP glucose pyro-gluco - phosphat PGA: phosphogluconic acid PGI: phosphoglucose isomerase FHK: fructose hexokinas Frc: fructose F6P: fructose -6-phosphat 1PFK: fructose-1-phosphate kinas F1P: fructose -1-phosphat PTS: phosphotranfer system FDP: fructose -1,6-phosphat G6PD: dehydrogenase GHK: glucose hexokinas 10 glucose-6-phosphate Hình Quá trình tổng hợp Cellulose của Acetobacter xylinum Trong môi trường nuôi cấy Acetobacter xylinum thì các sợi nhỏ phát triển càng dài Các tế bào Acetobacter xylinum sống môi trường lỏng sẽ thực hiện quá trình trao đổi chất của mình bằng cách hấp thụ màng đường glucose, kết hợp đường với một acid béo để tạo thành tiền chất nằm ở màng tế ào Tiền chất này tiết ngoài nhờ hệ thống lỗ nằm ở màng tế bào cùng với một enzyme có thế pholyme hóa glucose thành cenllulose Lượng giống thời gian nuôi cấy yếu tố quan trọng ảnh hưởng trình lên men cellulose vi khuẩn Độ dai màng phụ thuộc nhiều vào kết tinh màng BC, độ kết tinh màng lại chịu ảnh hưởng lớn thời gian lên men thu nhận màng Vì thu sớm, độ polymer hoá kết tinh chưa cao ảnh hưởng đến tính chất học màng BC Ngược lại, để lâu môi trường nghèo dinh dưỡng, màng chìm xuống, vi khuẩn tiến hành phân huỷ thu lượng cung cấp cho hoạt động sống tế bào Đối với loài Actobacte xylinum, trình lên men, phần lớn tế bào liên kết với phân tử glucose để hình thành lớp màng BC bề mặt nuôi cấy Lớp màng ngăn cản tiếp xúc oxy với môi trường dịch thể Vì vậy, việc nghiên cứu xác định lượng giống bổ sung ban đầu cho phù hợp có ý nghĩa quan trọng để thu màng BC với suất cao Trong quá trình lên men, các vi khuẩn Acetobacterium xylinumđã chuyển động hỗn loạn không theo quy luật nên cấu trúc mạng polysaccharide đan xen vào nhaunhau rất chằng chịt theo mọi phía, sắp xếp không theo trật tự Vì vậy, nó tạo nên tính dai, bền, chắc về mọi phía của màng 2.2.2.Đặc điểm màng BC vi khuẩn Acetobacter xylinum: Trên môi trường dịch thể, điều kiện nuôi cấy tĩnh, vi khuẩn A Xylinumhình thành nên lớp màng có chất cellulose, tập hợp nhữngbó sợi cellulose liên kết với gọi màng Bacterial cellulose haymàng BC Cấu trúc màng Bacterial cellulose: Cellulose cấu tạo chuỗi polyme β -1,4 glucopyranose mạchthẳng Có thành phần hoá học đồng với cellulose thực vật, cấutrúc đặc tính lại khác xa Chuỗi polyme β -1,4 glucopynanose hình thành liên kết với tạothành sợi nhỏ (subfibril) có kích thước 1,5nm Những sợi nhỏ kết tinh tạo sợilớn hơn- sợi vĩ mô (microfibril), sợi kếthợp với tạo thành bó cuối tạo dải ribbon Dải ribbon có chiều dài khoảng từ 1-9nm Những dải ribbonđược kéo từ tế bào liên kết với dải ribbon tế bào khácbằng liên kết hiđro lực vandecvan tạo thành cấu trúc mạng lưới hay mộtlớp màng mỏng bề mặt môi trường nuôi cấy Do dải ribbon màng BC có đường kính nhỏ PC, số kếttinh cao (khoảng 60%), độ polyme hoá lớn nên màng BC có độ bền họccao, khả hấp thụ nước lớn Bacterial cellulose sản xuất vi khuẩn A xylinum nghiên cứu đầutiên Brown năm 1886 Nó được thu hút ý từ nửa sau kỷ XX,những nghiên cứu tập trung sâu vào chế tổng hợp, cấu trúc vàđặc tính cellulose Các nghiên cứu liên quan đến màng BC: 3.1 Trong lĩnh vực thực phẩm: Vi khuẩn Acetobacterium xylinumcó bao nhầy cấu tạo bởi cenlullose, người ta dùng vi khuẩn này để nuôi cấy nước dừa để tạo thạch dừa, nên gọi là cenllulose vi khuẩn (Bacterial Cenllulose – BC) Ở Việt Nam, thạch dừa (Nata-deCoco) là một loại thực phẩm phổ biến Hình 5.Vi khuẩn Acetobacterium xylinum có bao nhầy cấu tạo bởi cenlullose ứng dụng sản xuất thạch dừa Bản chất của thạch dừa là một màng nhày có cấu trúc hemicenlullose có bản chất là polysaccharide ngoại bào Acetobacterium xylinum tạo nên lớp cenlullose dày là môi trường nuôi cấy nước dừa có bổ sung các chất dinh dưỡng cần thiết Cenlullose là những polysaccharide không tan nước mà tan môi trường kiềm Đó cũng là thành phẩn chính của màng tế bào thực vật Theo kết quả nghiên cứu khảo sát cấu trúc thạch dừa của các thầy cô Phan Tiến Mỹ Quang, Đống Thị Anh Đào, Nguyễn Ánh Tuyết bộ môn công nghệ hóa học và dầu khí (ĐH Bách khoa TP.HCM), thạch dừa là một mạng polymer sinh học, có khả giữ nước rất lớn Miếng thạch dừa sau sấy ở 90 oC thì mỏng tờ giấy, bề mặt láng bóng và rất dai chắc Kết quả xác định hàm ẩm của thạch dừa là 99% thể hiện rõ bản chất háo nước của thạch dừa (do chứa các nhóm –OH rất dễ tạo lien kết với nước) Tác giả Nguyễn Thúy Hương (ĐH Bách Khoa TP.HCM) thực hiện thử nghiệm cố định tế bào vi khuẩn A.xylinum giá thể cenlullose vi khuẩn chính nó sản sinh để tạo chế phẩm phục vụ nhân giống nhanh và hiệu quả Từ giá thể BC, tác giả tiến hành tạo chế phẩm theo nguyên tắc cố định vi khuẩn A.xylinumtrên giá thể BC bằng phương pháp bẫy và xác định mật độ tế bào giá thể bằng phương pháp quét mẫu và đếm gián tiếp Với việc tạo màng thực phẩm, tác giả lên men bề mặt, thu hoạch màng sau ngày nuôi cấy Qua thực nghiệm cho thấy, nồng độ phẩm giống là 2% có thể tái sử dụng lên men thu nhận cenlullose vi khuẩn lần mà vẫn đảm bảo về mặt thời gian, sản lượng, chất lượng BC và hoàn toàn không có sự khác biết so với chế phẩm dịch giống truyền thống Dùng BC làm màng bao dừa tươi giữ được nguyên chất lượng sau tuần bảo quản ở nhiệt độ phòng và tuần bảo quản ở nhiệt độ mát Ngoài ra, BC còn dùng để làm màng bao xúc xích, chất ổn định sữa chua, màng bảo quản dừa tươi, và còn dùng để cố định tế bàovi khuẩn A.xylinum giá thể BC cho nhân giống Màng BC được thu nhận bằng phương pháp lên men bề mặt, chế phẩm có khả tái sử dụng nhiều lần (trong sản xuất thạch dừa có thể tái sử dụng đến lần) Saukhi xử lý màng BC đạt giá trị cảm quan, có độ chịu lực cao và không bị biến tính xử lý nhiệt Sử dụng màng BC bao xúc xích được đánh giá tốt Dùng BC bảo quản thạch dừa tươi giữ nguyên chất lượng sau tuần bảo quản ở nhiệt độ phòng và tuần bảo quản ở nhiệt độ mát Theo nghiên cứu Nguyễn Thúy Hương, Trần Thị Tưởng An (Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM) về việc cố định tế bào vi khuẩnLactococcus lactis chất mang cellulose vi khuẩn (Bacterial Cellulose- BC) để ứng dụnglên men thu nhận bacteriocin bảo quản thịt tươi sơ chế tối thiểu Tế bào cố định có nhiều ưu điểm so với việc sử dụng tế bào tự như: tế bào sau cố định sử dụng nhiều lần, không lẫn vào sản phẩm chủ động ngừng phản ứng theo ý muốn • Bacteriocin sản sinh vi khuẩn lactic tác nhân sinh học an toàn bảo quản thực phẩm thu hút ý nhiều nhà khoa học Bacteriocin phân tử peptid vi khuẩn sinh tổng hợp có hoạt tính kìm hãm đặc hiệu hay ức chế mạnh mẽ sinh trưởng phát triển số vi khuẩn gây hại thực phẩm • Tế bào cố định chất mang cellulose vi khuẩn (BC) phương pháp bẫy- hấp phụ (gồm giai đoạn: hấp phụ vi khuẩn bề mặt BC bẫy tăng sinh chất mang BC) Hoạt hoá chủng vi khuẩn phân lập môi trường MT1 30 oC, kỵ khí, Bổ sung chất mang BC vô trùng vào dịch tế bào hoạt hoá Quá trình cố định chất mang BC trải qua giai đoạn liên tiếp: Giai đoạn hấp phụ: khoảng 30 phút sau ngâm BC dịch tế bào, BC trương nở trạng thái ban đầu, đồng thời hấp phụ tế bào vào hệ thống sợi bên bề mặt bên • Giai đoạn bẫy tăng sinh: giai đoạn hấp phụ Các tế bào hấp phụ giaiđoạn tiếp tục phát triển tăng sinh giá đỡ BC, tiếp tục ủ điều kiện tối ưu vi sinh vật cố định • - Định lượng vi khuẩn cố định bề mặt màng BC: Quét mẫu đại diện giấy thấm - Dập mẫu vô trùng - Xử lý cellulose - định lượng phương pháp đếm gián tiếp - Lên men chế phẩm tế bào cố định quy mô phòng thí nghiệm fermenter (8 lít) để thu nhận bacteriocin - Xác định hoạt tính bacteriocin (AU/ml) theo phương pháp pha loãng hai lần liên tiếp (Schilliner Rest) Xác định độ pha loãng cao cho thấy vòng vô khuẩn xác định hoạt tính bacteriocin (AU/ml) dịch lên men: AU/ml = DFi x (1/Vbactericin) AU: đơn vị hoạt tính Dfi: độ pha loãng cao có vòng ức chế - Xác định khả kháng khuẩn dịch bacteriocin: phương pháp khuếch tán thạch Phương pháp dựa khả đối kháng vi sinh vật kiểm định vi sinh vật thị Kết thu sau: - Hiệu sử dụng chế phẩm tế bào vi khuẩn cố định BC để lên men thu nhận bacteriocin cao: tái sử dụng 9-10 lần mà đảm bảo mặt thời gian lên men, số lượng chất lượng bacteriocin so với đối chứng - Bước đầu sử dụng màng mỏng cellulose vi khuẩn (BC) hấp phụ bacteriocin để bảo quản thịt tươi sơ chế tối thiểu: bảo quản thịt tươi đến ngày màng BC hấp phụ dịch bacteriocin 200 AU/m đảm bảo chất lượng thịt, theo TCVN 7046:2002 - Kết thu góp phần thăm dò ứng dụng cellulose vi khuẩn (BC): sử dụng BC làm chất mang kỹ thuật cố định tế bào vi sinh vật sử dụng màng mỏng BC làm màng bao thực phẩm Ngoài giá trị thực phẩm, BC có nhiều ứng dụng độc đáo khác 3.2 Dùng màng BC làm màng lọc vi sinh: Phương pháp vô trùng bằng màng lọc vi sinh có nhiều điểm nổi trội so với các phương pháo vô trùng khác Tuy nhiên, màng lọc vi sinh thường là lựa chọn cuối cùng phòng thí nghiệm vì giá thành cao và hiệu suất thấp Bacterial Cenllulose có những ưu điểm có thể ứng dụng làm màng lọc vi sinh: độ chịu lực cao, kích thước lỗ màng 0,4mm – 0,8mm, chịu nhiệt, phương pháp lên men đơn giản và nguyên liệu rẻ tiền… Có thể điều chỉnh độ dày của màng BC, tạo được màng BC với số lượng lớn và chất lượng ổn định… Công nghệmàng lọcđược cho “công nghệxanh ” vàđangđược áp dụng rộngrãi công nghệlọc nước Quá trình lọc nước màng lọc đem lại hiệu quảvề lượng nhưít gây ô nhiễm cho môi trường Hiện nay,Việt Namđang sửdụng nhiều công nghệlọc nước có sửdụng màng lọc: vi lọc, siêulọc, lọc thẩm thấungược Màng BC được tạo bởi vi khuẩn A.xylinum theo phương pháp lên men tĩnh truyền thống trải mỏng Màng BC thu được sau lên men với bề dày 0,5 nm; 1,5 nm; nm; 2,5 nm được khảo sát các tính chất học và khả lọc nước 3.3 Các ứng dụng khác: BC còn được dùng làm màng phân tách cho trình xử lí nước, chất mang đặc biệt cho pin lượng cho tế bào, dùng làm chất biến đổi độ nhớt sản xuất sợi truyền quang, làm môi trường chất sinh học, thực phẩm hay thay thực phẩm, dùng màng BC để sản xuất giấy chất lượng cao,làm vải đặc biệt, làm chất để cố địnhprotein hay cho sắc kí Sử dụng màng BC đắp lên vết thương hở, vết bỏng, làm da nhân tạo, làm mặt nạ dưỡng dacho phụ nữ Nghiên cứu các ứng dụng mới chưa thấy nêu thế giới: • • • • • Sử dụng BC làm giá thể thay thế agar môi trường nuôi cấy mô thực vật Sử dụng BC thay thế agar môi trường nuôi cấy vi sinh vật Nhân sinh khối tế bào Acetobacter và nấm men bề mặt BC Sử dụng BC làm chất nền (matrix) cố định tế bào Sử dụng BC làm tác nhân kết dính: tạo vật liệu mới dạng ván ép từ phế phụ phẩm nông lâm ngư nghiệp ván ép sơ dừa, rơm,… SỬ DỤNG CELLULOSE VI KHUẨN LÀM TÁC NHÂN KẾT DÍNH TẠO CÁC CHẾ PHẨM DẠNG ÉP TỪ PHẾ PHỤ PHẨM NÔNG LÂM NGHIỆP *Nguyễn Thúy Hương, Phạm thành Hổ Khoa Sinh, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên * Trường Đại học Bách khoa - ĐH Quốc gia TPHCM Tóm tắt Do quan sát thấy sinh khối tế bào vi khuẩn Acetobacter xylinum gắn kết tạo thành màng, sử dụng tính kết dính tế bào A xylinum để làm phần tử rời rạc phế liệu gắn với mà không cần keo hóa học Các khảo sát ban đầu với bụi xơ dừa, bã mía cách lên men, tạo điều kiện cho tế bào vi khuẩn mọc sâu nguyên liệu cho thấy khả kết dính phần tử rời rạc nguyên liệu với ép chặt sấy khô Với hai phương pháp ngâm trộn, sau ngày lên men thu sản phẩm kết dính, để khô tự nhiên, ép sản phẩm máy ép thủy lực với lực ép cố định 167 kg/cm2 sấy khô đến trọng lượng không đổi Tỷ lệ bột BC cao tính chất lý vật liệu cao Tỷ lệ phối trộn tối thiểu bột BC so với phế liệu 25% cho sản phẩm kết dính có tiêu độ chịu lực tương đối cao so sánh với số sản phẩm tương tự ván ép Với hai thăm dò khả kết dính bụi xơ dừa bụi bã mía phương pháp lên men phương pháp trộn bột BC khẳng định : sử dụng tế bào vi khuẩn A xylinum làm tác nhân kết dính KẾT LUẬN CHUNG Trong bài lên men cô có đề cập đến màng BC, tình cờ có bạn nhóm sử dụng sản phẩm có chứa màng BC trị bỏng Nhóm quyết định tìm hiểu đề tài này Tìm hiểu giống khuẩn Acetobacter xylinum, nhóm chúng em có thêm nhiều hiểu biết: Biết thêm thông tin sinh lý đối tượng vi sinh vật không gây bệnh A.xylium • Biết thêm thông tin vai trò, ứng dụng màng BC có ứng dụng đa dạng nhiều lĩnh vựcnhư y học, thực phẩm, vậ t liệ u mớ i… • Việc nghiên cứu đối tượng cụ thể giúp nắm rõ lý thuyết chung vi sinh vật Màng BC có nhiều ưu điểm để trở thành chất mang hợp chất có nguồn gốc từ thiên nhiên sử dụng điều trị bỏng Từ đó có thể đưa thị trường sản phẩm màng sinh học điều trị bỏng và các tổn thương về da có hiệu quả điều trị cao và có giá trị kinh tế từ A.xylinum Đây là một đề tài tương đối lý tưởng TÀI LIỆU THAM KHẢO http://zipcodezoo.com/Bacteria/A/Acetobacter_xylinum/ http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=vi&prev=/search%3Fq %3DAcetobacterium%2Bxylinum%26hl%3Dvi%26prmd %3Dimvnsb&rurl=translate.google.com.vn&sl=en&twu=1&u=http://scholar.google com/scholar%3Fq%3DAcetobacter %2520xylinum&usg=ALkJrhgVkvT55eCu77Pg7aDrgzZAvdG_aw http://scholar.google.com/scholar?hl=en&q=Acetobacter+xylinum+BC&btnG=T %C3%ACm+ki%E1%BA%BFm&as_sdt=0%2C5&as_ylo=&as_vis=0 http://d.violet.vn/uploads/resources/204/667048/preview.swf http://www.cesti.gov.vn/kh-cn-trong-n-c/m-t-s-ng-d-ng-c-a-cellulose-vi-khu-n-bacterial-cellulosebc-trong-l-nh-v-c-th-c-ph-m.html(Theo Tạp chí Sinh học, số 1/08) Brown E Bacterial cellulose/ Themoplastic polymer nanocomposites Master of sience in chemical engineering, Washington state university, 2007 Nguyễn Thị Nguyệt Nghiên cứu vi khuẩn Acetobacter xylinum cho màng Bacterial Cellulose làm mặt nạ dưỡng da Luận án thạc sĩ sinh học ĐHSP Hà Nội, 2008 Luận văn tốt nghiệp cử nhân cnshNguyễn ThịThu Hiền Khảo sát khả ứng dụng màng BC làm màng lọc vi sinh lọc nước 2009 Nguyễn Thúy Hương, Trần Thị Tưởng An (Trường Đại học Bách khoa, ĐHQGHCM) Thu nhận bacteriocin phương pháp lên men tế bào Lactococcus lactic cố định chất mang cellulose vi khuẩn (BC) ứng dụng bảo quản thịt tươi sơ chế tối thiểu Science & Technology Development, Vol 11, No.09 - 2008 ABSTRACT In vivo synthesis of cellulose by Acetobacterxylinum was monitored by darkfield light microscopy Celluloseis synthesized in the form of a ribbon projecting from the poleof the bacterial rod The ribbon elongates at a rate of Am min- The ribbon consists of approximately 46 microfibrilswhich average 1.6 X 5.8 nm in cross section The observed microfibrillarelongation rate correspnds to 470 amol of glucose/cell per hr assimilated into cellulose Electron microscopyof the process using negative staining, sectioning, and freezeetchingindicated the presence of approximately 50 individualsynthetic sites organized in a row a on the longitudinal axisof the bacterial rod and in close association with the outer envelope.The process of cellulose synthesis in Acetobarter iscompared with that in eukaryotic plant cells… [...]... cấu tạo bởi cenlullose ứng dụng trong sản xuất thạch dừa Bản chất của thạch dừa là một màng nha y có cấu trúc hemicenlullose có bản chất là polysaccharide ngoại bào Acetobacterium xylinum tạo nên lớp cenlullose da y là do môi trường nuôi câ y nước dừa có bổ sung các chất dinh dưỡng cần thiết Cenlullose là những polysaccharide không tan trong nước mà tan trong. .. đến màng BC: 3.1 Trong lĩnh vực thực phẩm: Vi khuẩn Acetobacterium xylinumcó bao nhâ y cấu tạo bởi cenlullose, người ta dùng vi khuẩn na y để nuôi câ y trên nước dừa để tạo ra thạch dừa, nên gọi là cenllulose vi khuẩn (Bacterial Cenllulose – BC) Ở Việt Nam, thạch dừa (Nata-deCoco) là một loại thực phẩm phổ biến Hình 5.Vi khuẩn Acetobacterium xylinum có bao nhâ y cấu... hành tạo chế phẩm theo nguyên tắc cố định vi khuẩn A.xylinumtrên giá thể BC bằng phương pháp bâ y và xác định mật độ tế bào trong giá thể bằng phương pháp quét mẫu và đếm gián tiếp Với việc tạo màng trong thực phẩm, tác giả lên men bề mặt, thu hoạch màng sau 1 nga y nuôi câ y Qua thực nghiệm cho thâ y, nồng độ phẩm giống là 2% có thể tái sử dụng. .. đầu cho phù hợp có y nghĩa quan trọng để thu được màng BC với năng suất cao nhất Trong quá trình lên men, các vi khuẩn Acetobacterium xylinumđã chuyển động hỗn loạn không theo quy luật nên cấu trúc mạng polysaccharide đan xen vào nhaunhau rất chằng chịt theo mọi phía, sắp xếp không theo trật tự Vì vâ y, nó tạo nên tính dai, bền, chắc về mọi phía của màng 2.2.2.Đặc... chính của màng tế bào thực vật Theo kết quả nghiên cứu khi khảo sát cấu trúc thạch dừa của các thâ y cô Phan Tiến Mỹ Quang, Đống Thị Anh Đào, Nguyễn Ánh Tuyết bộ môn công nghệ hóa học và dầu khí (ĐH Bách khoa TP.HCM), thạch dừa là một mạng polymer sinh học, có khả năng giữ nước rất lớn Miếng thạch dừa sau khi sâ y ở 90 oC thì mỏng như tờ giâ y, bề... Cellulose của Acetobacter xylinum Trong môi trường nuôi câ y Acetobacter xylinum thì các sợi nhỏ phát triển càng dài Các tế bào Acetobacter xylinum khi sống trong môi trường lỏng sẽ thực hiện quá trình trao đổi chất của mình bằng cách hấp thụ màng đường glucose, kết hợp đường với một acid béo để tạo thành tiền chất nằm ở màng tế ào Tiền chất na y tiết... khuẩn A xylinum làm tác nhân kết dính KẾT LUẬN CHUNG Trong bài lên men cô có đề cập đến màng BC, tình cờ có bạn trong nhóm sử dụng sản phẩm có chứa màng BC trong trị bỏng Nhóm quyết định tìm hiểu đề tài na y Tìm hiểu về giống khuẩn Acetobacter xylinum, nhóm chúng em có thêm nhiều hiểu biết: Biết thêm thông tin sinh lý về một đối tượng vi sinh vật không g y bệnh là A.xylium... nhớt trong sản xuất các sợi truyền quang, làm môi trường cơ chất trong sinh học, thực phẩm hay thay thế thực phẩm, dùng màng BC để sản xuất gi y chất lượng cao,làm vải đặc biệt, làm cơ chất để cố địnhprotein hay cho sắc kí Sử dụng màng BC đắp lên các vết thương hở, vết bỏng, làm da nhân tạo, làm mặt nạ dưỡng dacho phụ nữ Nghiên cứu các ứng dụng mới chưa thâ y nêu trên thế giới: • • • • • Sử dụng. .. Phương pháp vô trùng bằng màng lọc vi sinh tuy có nhiều điểm nổi trội so với các phương pháo vô trùng khác Tuy nhiên, màng lọc vi sinh thường là lựa chọn cuối cùng trong phòng thí nghiệm vì giá thành cao và hiệu suất thấp Bacterial Cenllulose có những ưu điểm có thể ứng dụng làm màng lọc vi sinh: độ chịu lực cao, kích thước lỗ màng 0,4mm – 0,8mm, chịu... trên thế giới: • • • • • Sử dụng BC làm giá thể thay thế agar trong môi trường nuôi câ y mô thực vật Sử dụng BC thay thế agar trong môi trường nuôi câ y vi sinh vật Nhân sinh khối tế bào Acetobacter và nấm men trên bề mặt BC Sử dụng BC làm chất nền (matrix) cố định tế bào Sử dụng BC làm tác nhân kết dính: tạo vật liệu mới dạng ván ép từ phế phụ phẩm nông ... VẬT ỨNG DỤNG CỦA ACETOBACTERIUM VỀVIỆC TẠO MÀNGBACTERIAL CENLLULOSE TRONG Y HỌC GVHD: NGUYỄN THỊ QUỲNH MAI SV thực hiện:Nhóm 10 Lê Thị Ngọc Hạnh 2008100025 Nguyễn Đức Huy 2008100011... trắng trong, không mùi, đạt về mặt cảm quan Kết quả thử nghiệm tác dụng sinh học in vitro của màng thỏ g y phỏng thực nghiệm: Màng sinh học tẩm glycerol có tác dụng điều... cứu điều trị bỏng tạo các chế phẩm màng sinh học màng ối, da lợn, màng da ếch… đã được chứng minh có hiệu lực tốt Màng sinh học từ sản phẩm của A.xylinum có mang chất