Những chiến lược hứa hẹn trong sử dụng bacteriocin, bacteriophage, endolysin
Trường đại học Mở Tp.HCM Khoa công nghệ sinh học Môn: Seminar chuyên ngành Tổng quan: BẢO QUẢN THỰC PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC: NHỮNG CHIẾN LƯỢC HỨA HẸN TRONG SỬ DỤNG BACTERIOCIN, BACTERIOPHAGE, ENDOLYSIN GVHD: Th.S Nguyễn Văn Minh • Sự quan tâm đến chất bảo quản sinh học thúc đẩy tìm kiếm hợp chất chống khuẩn tự nhiên từ nhiều sinh vật khác Bacteriocin biết đến rộng rãi chất bảo quản thực phẩm tự nhiên, gần tiến nghiên cứu bacteriocin mở hướng nghiên cứu Trái lại, việc sử dụng bacteriophage endolysin xem xét năm gần cho thấy viễn cảnh hứa hẹn Bài điểm báo cung cấp nhìn tổng quát ứng dụng tại, tương lai bacteriocin, bacteriophage, endolysin dọc theo chuỗi thực phẩm nhấn mạnh đề tài nghiên cứu cần trọng tương lai INTRODUCTION Ngộ độc thực phẩm vấn đề nghiêm trọng gây tốn cho y tế cộng đồng, mối quan tâm toàn giới, trở thành nguyên nhân bệnh tật Mặc dù với công nghệ kỹ thuật đại, thực tiễn sản xuất tốt, quản lí chất lượng vệ sinh khái niệm an toàn đánh giá rủi ro hệ thống quản lí an toàn thực phẩm (HACCP), số lượng ca ngộ độc thực phẩm gia tăng thập kỉ qua Ở nước liên minh Châu Âu (EU), nguyên nhân ngộ độc thực phẩm phổ biến vi khuẩn, cụ thể Campylobacter, Salmonella, Listeria virus Chúng ảnh hưởng đến 380,000 người dân Châu Âu năm (EFSA, 2009) Toàn cầu hóa thị trường thực phẩm, giới thiệu thực phẩm lạ, quy trình sản xuất mới, nhu cầu phải chế biến ngày gia tăng, thực phẩm sống sản phẩm thức ăn sẵn đòi hỏi dây chuyền thực phẩm dài hơn, phức tạp hơn, điều làm tăng nguy nhiễm vi sinh Theo đó, công nghệ bảo quản thực phẩm lạ bổ sung tuân theo yêu cầu từ “farm to fork” (“từ trang trại đến sản phẩm”) tìm kiếm Một công nghệ bảo quản thực phẩm, đặc biệt ý đến bảo quản phương pháp sinh học để nâng cao chất lượng sản phẩm thời hạn sử dụng, giảm thiểu tác động đến giá trị dinh dưỡng tính chất cảm quan sản phẩm dễ bị hư hỏng Bảo quản phương pháp sinh học hợp lí khai thác tiềm kháng khuẩn vi sinh vật tự nhiên thực phẩm và/hoặc chất chuyển hóa chúng giúp cho việc sử dụng an toàn thời gian dài (nâng cao thời gian sử dụng) Bacteriocin, bacteriophage enzyme bacteriophage mã hóa xếp vào nhóm chất bảo quản Bài điểm báo tóm tắt kiến thức ứng dụng kháng sinh tự nhiên theo dây chuyền thực phẩm Dựa state-of-theart, xu hướng tương lai lĩnh vực nghiên cứu cần quan tâm đề cập nhiều A BACTERIOCIN Cấu tạo phương pháp hoạt động Bacteriocin Cấu tạo: Bacteriocins có chất peptide protein có hoạt tính kháng khuẩn tổng hợp từ vi khuẩn Chúng mô tả Escherichia coli (colicins) Hầu hết colicins protein tương đối lớn (lên đến 80 kDa), chúng giết chết vi khuẩn liên quan kết hợp với màng tế bào bên bào tương mục tiêu khác (Cascales ctv., 2007) Ngày nay, thuật ngữ bacteriocin chủ yếu sử dụng để mô tả cation peptide nhỏ, bền nhiệt tổng hợp vi khuẩn Gram dương, cụ thể vi khuẩn lactic (LAB), vi khuẩn có ức chế rộng (phổ ức chế rộng) (Cotter, Hill, & Ross, 2005) Từ sản phẩm lên men truyền thống sử dụng vi khuẩn LAB để lên men người ta trọng đến công dụng bảo quản thực phẩm phương pháp sinh học bacteriocin vi khuẩn LAB sinh Bacteriocin nhóm không đồng cấu trúc tiền thân, thành phần tính chất hóa lý Việc phân loại bao quát bacteriocin vấn đề cần bàn luận Một hệ thống đề xuất gần Heng Tagg (2006) suy từ hệ thống phân loại trước đưa vào mô tả chất colicins Theo đó, bacteriocin chia thành bốn lớp : • Lớp Lanbiotic peptide nhỏ ([...]... nghiệm với phage endolysin LysH5 của tụ cầu Endolysin tinh khiết diệt S.aureus trong sữa thanh trùng, mặc dù tổng số cao hơn so với kết quả in vitro cần thiết LAB tái tổ hợp có thể tiết ra endolysin Listeria nhưng hoạt tính trong sữa của chúng hoặc trong các thực phẩm khác thì chưa được đánh giá Một vai trò của endolysin trong bảo quản thực phẩm là nhờ CBDs (vùng nối vách tế bào) Những vùng nhận biết... situ) của endolysin trong chuỗi thực phẩm Ở những bước sản xuất đầu tiên, sự bảo vệ để chống lại tác nhân gây bệnh trên thực vật Erwinia amylovora đã được chứng minh trong việc chuyển gene T4 lysozyme ở khoai tây hoặc bằng ứng dụng bề mặt của endolysin phiEa1h tái tổ hợp trên trái lê 11 Việc chuyển gen biểu hiện hoạt tính endolysin ở bò cũng có thể hạn chế bệnh viêm vú và giảm nhiễm S aureus trong sữa... lysin có hoạt tính rộng nhất được biết cho đến nay Những ứng dụng trong công nghệ thực phẩm của endolysin: Hầu hết các công trình chứng minh vai trò của endolysin như là một chất diệt khuẩn mạnh mẽ đều tập trung vào phòng ngừa và điều trị mẫu động vật nhiễm khuẩn Nghiên cứu trong lĩnh vực bảo quản thực phẩm vẫn còn ở những bước khởi đầu Tuy nhiên, số lượng endolysin hoạt động chống lại mầm bệnh xâm nhập... Trái lại, sử dụng bacteriophage và endolysin trong công nghệ tấm rào ( hurdle technology) hầu như không được tìm hiểu nhưng nó rất có triển vọng Bacteriophage và endolysin đã được kết hợp thành công với nisin và áp suất thủy tĩnh cao cải tiến hoạt tính endolysin bằng làm peptidoglycan của Gram âm dễ tiếp cận (Briers et al., 2008) Bacteriophage và endolysin đã được đề nghị như là thuốc khử trùng trong môi... measurement), endolysin PlyC bay hơi góp phần tiêu diệt hoặc giảm Streptococcus equi của nhiều vật liệu khác nhau thậm chí nó có mặt trong chất tẩy không ion hóa (non ionic detergent), nước cứng, hoặc vật liệu hữu cơ Tương tự, một endolysin của tụ cầu khuẩn có thể loại bỏ lớp màng sinh học S.aureus Trong chế biến thực phẩm, kiểm soát các mối nguy sinh học bằng endolysin gần như là bước cơ bản trong sản...Phần lớn Endolysin thiếu tín hiệu kích thích bài tiết và sự xâm nhập vào lớp peptidoglycan của chúng vào tế bào thì phụ thuộc vào những protein kỵ nước, holins giới hạn (term holins), chất cho phép phân tử endolysin vượt qua màng tế bào chất và vào được màng tế bào Một số endolysin khác thì có những tín hiệu peptide có khả năng xâm nhập vào tế bào chủ Tùy thuộc vào enzyme đặc trưng, endolysin được... được cố định trong các hạt Magnetic và có thể được thu hồi hơn 90% của L.monocytogenes trong mẫu thực phẩm D CHỦ ĐỀ CHO TƯƠNG LAI: Mặc dù với những kiến thức về chất kháng khuẩn (bacteriocin), thể thực khuẩn (bacteriophage) và sự quan tâm ngày càng tăng dành cho nội tiêu tố (endolysin) , vẫn còn nhiều điều cơ bản và vấn đề ứng dụng liên quan đến khai thác đầy đủ tiềm lực kháng khuẩn của chúng trong an toàn... không rõ phage với hoạt tính kháng siêu vi /vùng dao động Ảnh hưởng trong phức hợp sinh thái Vai trò của phage trong DNA trao đổi và (GT, thực phẩmvật chủ độc lực ; độc tính lên men) ; độc tính 12 Nghiên cứu ứng dụng Bacteriocin/bacteriophage /endolysin Chế biến thực phẩm Ảnh hưởng của khung thức ăn và chế biến thực phẩm ( tạo mô hình ); Sử dụng công nghệ rào chắn; Diệt màng sinh học và hệ thống vệ sinh... sản xuất hữu cơ thác GT, đường dạ dày - ruột Nhu cầu đặc biệt trong nghiên cứu cơ bản có thể là tập hợp lại trong ba lĩnh vực chính : i) ii) iii) Cơ chế đề kháng Mới hoặc cải tiến tính kháng khuẩn Mối quan tâm về vấn đề an toàn khi sử dụng chất bảo quản sinh học này Sự đề kháng là mối quan tâm chính trong ngiên cứu chất bảo quản sinh học mới Trong điều kiện thí nghiệm, sự mô phỏng bacteriocin có thể thực... sự thoái biến của polysaccarit bề mặt Tất cả chúng có thể là được xem như kháng khuẩn tương lai Nếu xét về việc sử dụng bacteriocin, bacteriophage, endolysin như là chất phụ gia thực phẩm, điều quan trọng là phải chú ý đến hiệu quả hấp thu qua đường miệng Thể vùi của dòng tạo 13 bacteriocin trong probiotic có vai trò như sinh thái học, hoạt động phức hợp ở đường dạ dày ruột Công cụ phân tử mới để nghiên