Sử dụng kỹ thuật vi gel để vi bao nấm men saccharomyces boulardii

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA VÀ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM SỬ DỤNG KỸ THUẬT VI GEL ĐỂ VI BAO NẤM MEN SACCHAROMYCES BOULARDII GVHD: ThS LÊ HOÀNG DU SVTH: LÊ THỊ HỒNG LỤA MSSV: 11116035 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2015 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MÃ SỐ: 2015-11116035 SỬ DỤNG KỸ THUẬT VI GEL ĐỂ VI BAO NẤM MEN SACCHAROMYCES BOULARDII GVHD: TH.S LÊ HOÀNG DU SVTH: LÊ THỊ HỒNG LỤA MSSV: 11116035 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 07/2015 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Hoàng Du TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Lê Thị Hồng Lụa MSSV: 11116035 Ngành: Công nghệ Thực phẩm Tên đồ án: Sử dụng kỹ thuật vi gel để vi bao nấm men Saccharomyces boulardii Mã số đồ án: 2015-11116035 Nhiệm vụ đồ án:  Khảo sát khả vi bao màng bao alginate kết hợp với gelatin, soy protein  Khảo sát ảnh hưởng nồng độ gelatin/ soy protein đến khả sống sót tế bào nấm men Saccharomyces loulardii vi bao môi trường giả lập dày, giả lập dịch ruột Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 20/01/2015 Ngày hoàn thành đồ án: 15/07/2015 Họ tên ngƣời hƣớng dẫn: ThS Lê Hoàng Du Nội dung yêu cầu đồ án tốt nghiệp đƣợc thông qua Trƣởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm Tp.HCM, ngày 15 tháng 07 năm 2015 Trƣởng Bộ môn SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Ngƣời hƣớng dẫn Trang ii Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Hoàng Du LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình nghiên cứu đồ án tốt nghiệp môn Công nghệ thực phẩm, Khoa Công nghệ hóa học thực phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh Em nhận nhiều quan tâm giúp đỡ từ gia đình, thầy cô, bạn bè nhà trường Qua em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: Gia đình động viên ủng hộ, làm chỗ dựa tinh thần cho em Ban giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh Quý thầy cô Khoa công nghệ Hóa học Thực phẩm - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh tạo điều kiện học tập nghiên cứu hoàn thành đồ án tốt nghiệp Đặc biệt em chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Lê Hoàng Du trược tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu, tạo điều kiện tốt để em hoàn thành đề tài Tập thể lớp 111160 giúp đỡ đồng hành suốt quãng đời sinh viên Cuối em xin chúc quý Thầy, Cô sức khỏe thành công Một lần em xin chân thành cảm ơn TP Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 07 năm 2015 Sinh viên thực SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang iii Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Hoàng Du LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn nội dung trình bày khóa luận tốt nghiệp riêng Tôi xin cam đoan nội dung tham khảo khóa luận tốt nghiệp trích dẫn xác đầy đủ theo qui định Ngày 15 tháng 07 năm 2015 Ký tên SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang iv Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Hoàng Du TÓM TẮT KHÓA LUẬN Gelatin soy protein kết hợp với sodium alginate, sử dụng hệ chất bao để vi bao tế bào nấm men Saccharomyces boulardii với mục tiêu tăng khả sống sót tế bào nấm men tiếp xúc với điều kiện bất lợi dày đường ruột Phân bố kích thước hạt đo cách sử dụng kỹ thuật nhiễu xạ laser, kích thước hạt vi bao có gelatin trung bình 270.4 µm kích thước hạt vi bao có soy protein 360.2 µm Mẫu hạt vi bao sử dụng màng bao có 0.75% gelatin mẫu 15% soy protein cho hiệu suất vi bao cao nhất, tương ứng 85.72% 82.46% Mật độ tế bào hạt vi bao đạt 8.47 – 8.83 log cfu/g gel mẫu gelatin, 8.72 – 8.95 log cfu/g gel ứng với mẫu soy protein Khi vi bao gelatin (0.5, 0.75 1%) soy protein (5, 10 15%) với alginate cải thiện đáng kể khả sống sót tế bào nấm men môi trường giả lập dày (pH = 1.55), kết số tế bào sống nồng độ gelatin 0.75 % soy protein 15% cao nhất, cao đáng kể (p < 0.05) so với tế bào tự tế bào bao lớp alginate Sau ủ môi trường giả lập dày 120 phút, số lượng tế bào sống sót 6.78 log cfu/g gel cho màng bao có gelatin 0.75% 7.12 log cfu/g gel cho màng bao có soy protein 15%, tế bào tự 4.06 log cfu/g Khi ủ hạt vi bao môi trường giả lập dịch ruột, màng bao có chứa 0.75% gelatin 15% soy protein cho kết vi bao tốt tương ứng 7.65 log cfu/g gel 7.89 log CFU/ g gel so với tế bào tự 5.74 log cfu/g Như vậy, vi bao gelatin soy protein với alginate, số lượng tế bào sống sót phù hợp với yêu cầu tối thiểu sử dụng probiotics (6 – log cfu/g ml) Từ khóa:S boulardii, gelatin, soy protein, alginate, vi bao, khả sống sót SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang v Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Hoàng Du MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP .ii LỜI CẢM ƠN iii LỜI CAM ĐOAN iv TÓM TẮT KHÓA LUẬN v MỤC LỤC vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT x CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu 1.2 Probiotics 1.2.1 Định nghĩa probiotics 1.2.2 Các chủng vi khuẩn thường dùng làm probiotics 1.2.3 Cơ chế hoạt động probiotics 1.2.4 Tính chất chức & lợi ích thể 1.3 Nấm men S boulardii 1.3.1 Giới thiệu 1.3.2 Đặc điểm S boulardii 1.3.3 Cơ chế hoạt động S boulardii 1.4 Kỹ thuật vi bao 10 1.4.1 Định nghĩa, phân loại 10 1.4.2 Một số kỹ thuật vi bao thường sử dụng 10 CHƢƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Vật liệu 20 2.2 Phương pháp 20 2.2.1 Chuẩn bị giống vi sinh vật S boulardii 20 2.2.2 Chuẩn bị dung dịch màng bao 20 SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang vi Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Hoàng Du 2.2.3 Phương pháp vi bao 21 2.2.4 Bố trí thí nghiệm 22 2.2.5 Phân tích mật độ tế bào vi bao 24 2.2.6 Xác định hiệu suất bao 24 2.2.7 Xác định phân bố thước hạt bao 25 2.2.9 Khảo sát khả sống sót tế bào vi bao môi trường giả lập dịch dày 25 2.2.11 Phân tích xử lý số liệu 26 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 3.1 Mật độ tế bào vi sinh vật bao gói 27 3.3 Kích thước hạt vi bao S Boulardii với chất bao gelatin-alginate soy protein- alginate 32 3.4 Bề mặt hạt vi bao chụp kính hiển vi điện tử quét 33 3.5 Khả sống sót tế bào nấm men vi bao môi trường giả lập dày 34 3.6 Khả sống sót tế bào nấm men S boulardii vi bao môi trường giả lập dịch ruột 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang vii Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Hoàng Du DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Những vi sinh vật sử dụng làm probiotics Bảng 1.2: Một số loại màng bao kích thước hạt bao tương ứng 17 Bảng 2.1 Công thức phối trộn màng bao tế bào S boulardii 21 Bảng 3.1: Mật độ tế bào nấm men S boulardii vi bao màng bao gelatin – alginate (log cfu/g) 27 Bảng 3.2: Mật độ tế bào nấm men S boulardii vi bao màng bao gelatin – soy protein (log cfu/g) 27 Bảng 3.3: Hiệu suất vi bao nấm men S boulardii màng bao gelatin – alginate 29 Bảng 3.4: Hiệu suất vi bao nấm men S boulardii màng bao gelatin – alginate 30 Bảng 3.5 Khả sống tế bào nấm men theo thời gian (log cfu/g) môi trường giả lập dày 35 Bảng 3.6: Khả sống tế bào nấm men S boulardii theo thời gian (log cfu/g) môi trường giả lập dịch ruột 40 SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang viii Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Hoàng Du DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Tế bào S boulardiiquan sát kính hiển vi Hình 1.2: Cấu trúc alginate trình hình thành gel có mặt ion Ca2+ 16 Hình 1.3 Quy trình vi bao nấm men 22 Hình 3.1: A Mật độ tế bào nấm men S boulardii vi bao 28 Hình 3.2: Hiệu suất vi bao S boulardii 30 Hình 3.3: Biểu đồ phân bố kích thước hạt vi bao 33 Hình 3.4: Cấu trúc bề mặt hạt vi bao A hạt vi bao alginate, B hạt vi bao soy protein – alginate, C hạt vi bao gelatin-alginate 34 Hình 3.5: Khả sống tế bào nấm men S boulardii môi trường giả lập dày (pH = 1.55) 36 Hình 3.6: Khả sống tế bào nấm men S boulardii môi trường giả lập dịch ruột Error! Bookmark not defined SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang ix Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Hoàng Du DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT S: Saccharomyces L: Lactobacillus WHO/FAO: tổ chức Y tế giới tổ chức nông lương giới SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang x Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Hoàng Du CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu Trong đường ruột chúng ta, có khoảng 100 ngàn tỉ khuẩn, chúng bao gồm vi sinh vật có lợi vi sinh vật có hại Sự cân hệ vi sinh vật đường ruột quan trọng để trì lượng vi sinh vật có lợi, hỗ trợ chức tiêu hóa miễn dịch Tuy nhiên, sống ngày hệ tiêu hóa dễ bị tác động yếu tố bên ngoài, gây rối loạn hệ vi sinh vật đường ruột Chẳng hạn lão hóa, dùng kháng sinh, chế độ ăn uống không hợp lý,…Các nhân tố làm giảm hệ vi sinh vật có lợi, tạo điều kiện cho vi sinh vật gây hại gia tăng, ảnh hưởng đến sức khỏe Qua cho thấy tầm quan trọng hệ vi sinh đường ruột trì sức khỏe phòng bệnh Việc bổ sung probiotics xem biện pháp hữu hiệu để tăng cường hệ tiêu hóa giúp nâng cao lượng vi sinh vật có lợi Trong Saccharomyces boulardii (S boulardii) loại nấm men không gây bệnh sử dụng rộng rãi loại thuốc để tăng cường hệ vi sinh vật có lợi cho đường ruột (Duong thi ngoc Diep, 2013.) Tuy nhiên, số probiotics nấm men S boulardii vào thể bị bất hoạt, phá hủy pH thấp dày tác động môi trường dịch ruột (Klein cộng sự, 1993), số khác sống sót qua khỏi dày vi khuẩn sữa chua, Lactobacillus delbruecklii, Streptococcus thermophilus chúng có khả chịu acid thấp (Marteau cộng sự, 2003) Do lượng lớn probiotics tồn ruột già nên cần phải thực biện pháp để đảm bảo lượng probiotics tồn đến ruột già Hiện nay, phương pháp hữu hiệu bao gói vi bao chúng, nghĩa tạo lớp màng bao quanh chúng tránh tác động pH dày, muối mật đảm bảo vi sinh vật có khả phóng thích lúc (Duong thi ngoc Diep, 2013) Vì để giải vấn đề này, thực đề tài ―Sử dụng kỹ thuật vi gel để vi bao S boulardii ‖ với mục tiêu bảo vệ S boulardii chất bao gelatin, soy protein, kết hợp với gel alginate tránh tác động tiêu cực hệ tiêu hóa lên khả sống sót tế bào Nội dung nghiên cứu đề tài bao gồm:  Khảo sát ảnh hưởng nồng độ gelatin, soy protein lên hiệu suất vi bao S boulardii SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Hoàng Du  Khảo sát ảnh hưởng nồng độ gelatin, soy protein lên khả sống sót S boulardii sau vi bao môi trường giả lập dày môi trường giả lập dịch ruột 1.2 Probiotics 1.2.1 Định nghĩa probiotics Định nghĩa probitics lần Lilly Stillwell sử dụng vào năm 1965 để ―chất bí mật tạo loài vi sinh vật có tác động kích thích phát triển loài vi sinh vật khác‖ (Lilly cộng sự, 1965) Probiotics định nghĩa vi sinh vật dùng với số lượng đủ để tồn hệ đường ruột có tác động tích cực đến hệ vi sinh đường ruột, chúng tạo thành từ nhiều chủng loài đơn lẻ hỗn hợp số loài, có thành phần chung hệ thực vật đường ruột bình thường phân lập từ phân người khỏe mạnh (Gismondo cộng sự, 1999) nhiều định nghĩa khác đưa nhà khoa học tiếng Charteris cộng sự, 1997; Fioramonti cộng sự, 2003; Marteau cộng sự, 2011 Mặc dù có nhiều định nghĩa, thuật ngữ đề cập, song phổ biến có giá trị khoa học định nghĩa tổ chức Y tế giới tổ chức nông lương giới (WHO/FAO,2001), kiểm chứng Hiệp hội nhà khoa học quốc tế probiotic prebiotic định nghĩa xác nhất: ―probiotic vi sinh vật sống đưa trực tiếp vào thể, với lượng đầy đủ có lợi mặt sức khỏe cho người sử dụng (Araya cộng sự, 2002) Như vậy, theo định nghĩa vi sinh vật sống không bao gồm vi khuẩn mà có nấm men nấm men S boulardii Hầu hết chủng probiotics thường sử dụng để sản xuất thực phẩm thuộc nhóm vi khuẩn acid lactic Lactobacillus Bifidobacteria (Lê Văn Việt Mẫn cộng sự, 2008) 1.2.2 Các chủng vi khuẩn thường dùng làm probiotics Vi sinh vật probiotics tìm thấy nhiều nơi chất chứa carbohydrat, môi trường khác niêm mạc người gia súc (khoang bụng, ruột âm đạo), thực vật vật liệu có nguồn gốc thực vật, phân thực phẩm lên men Hiện nay, chủng vi khuẩn sử dụng với vai trò probiotics chủ yếu thuộc Lactobacillus Bifidobacterium, có Enterococcus Streptococis Những vi khuẩn thường cư trú ruột Một số chủng tiêu biểu gồm Lactobacillus SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Hoàng Du acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus gasseri, Lactobacillus rhamnous, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium bifidum, bên cạnh có nấm men Saccharomyces Boulardi (Berni Canani cộng sự, 2011; Hong cộng sự, 2005) Bảng 1.1: Những vi sinh vật sử dụng làm probiotics Chủng Chủng Các chủng vi khuẩn lactic Các loại vi sinh vật khác Lactobacillus Bifidobacterium khác L acidophilus B adolescentis Enterococcus faecalis Bacillus cereus L amylovocus B alimalis Enterococcus faecium Eschiarichia coli L casei B bifidum Lactococcus lactis Propionibacterium L crispatus B breve Leuconostoc mesenteroides freudenreichii L gallinarium B infantis Pediococus acidilactici Saccharomyces cerevisiae L gasseri B lactis Sporolactobacillus inulinus Saccharomyces boulardii L iohnsonii B longum Streptococus thermophilus L paracasei L plantarum L reuteri L rhamnosus L salivarius (Taylor & Francis, 2004) 1.2.3 Cơ chế hoạt động probiotics Cơ chế tác động probiotics chủ yếu thể ba phương thức: cạnh tranh loại trừ, tổng hợp chất đối kháng vi sinh vật gây bệnh, điều chỉnh miễn dịch (Steiner cộng sự, 2006) 1.2.3.1 Cạnh tranh loại trừ Đặc điểm cạnh tranh điển hình cạnh tranh chỗ bám dính Các vi sinh vật probitics cư ngụ nhân lên bề mặt biểu mô ruột, khóa chặt vị trí thụ cảm ngăn cản bám dính vi sinh vật khác E coli, Salmonella,… Nấm men probiotics (S boulardii) tranh vị trí bám dính với vi khuẩn khác mà gắn kết với vi khuẩn có roi (đa số vi khuẩn có hại) thông qua quan thụ cảm mannose đẩy SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Hoàng Du chúng khỏi vị trí bám dính niêm mạc ruột (Czeruckap cộng sự, 2002.) Bên cạnh việc cạnh tranh loại trừ probiotics cạnh tranh nguồn dinh dưỡng với vi sinh vật gây bệnh, sinh trưởng phát triển số lượng lớn vi sinh vật gây bệnh ảnh hưởng đến sinh trưởng phát tiển vi khuẩn có lợi 1.2.3.2 Tổng hợp chất đối kháng vi sinh vật gây hại Bên cạnh cạnh tranh lọai trừ, vi sinh vật probiotics sản sinh chất kìm hãm phát triển vi khuẩn khác lactoferrun, lysozym, hydrogen peroxide số acid hữu khác Các chất gây tác động bất lợi vi khuẩn khác đặc biệt vi khuẩn gây hại (Conway cộng sự, 1996) Hoạt động có do:  Làm giảm pH môi trường khoang ruột thông qua tổng hợp acid hữu acid lactic, acid acetic, acid propionic  Làm giảm khả oxi hóa khử môi trường ruột  Sản xuất H2O2 điều kiện kị khí  Đặc biệt tạo hợp chất ức chế vi sinh vật có hại Bacteriocin a Ảnh hƣởng acid lactic acid acetic Sư tích tụ acid lactic acid acetic làm giảm pH môi trường hạn chế phát triển vi khuẩn Gram (+) Gram (-) với phổ rộng Ở pH ruột có chứa 8.4% acid acetic 1.1% acid lactic dạng không phân ly Đây yếu tố quan trọng dạng không phân ly chúng xem chất đối kháng chống lại tăng trưởng nhiều vi khuẩn gây bệnh vi khuẩn gây thối (Đỗ Thị Liễu, 2011) Những acid acetic acid lactic dạng không phân ly thấm vào màng tế bào vi khuẩn, môi trường nội bào với pH cao chúng phân ly tạo ion hydrogene, ảnh hưởng đến chức trao đổi chất tế bào (Đỗ Thị Liễu, 2011) b Khả kháng khuẩn dehydrogene peroxide (H2O2) H2O2 hình thành vi khuẩn acid lactic (LAB) ảnh hưởng đến nhiều vi sinh vật khác nhiều tác giả nghiên cứu Các chủng LAB tạo H2O2 môi trường chứa glucose với điều kiện kỵ khí SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Hoàng Du Sự tích lũy H2O2 trình trao đổi chất làm tăng hoạt động enzyme NADH oxidase, pyruvate oxidase, NADH peroxidase Đồng thời hình thành dạng gốc hydroxyl phóng xạ Quá trình dẫn đến oxi hóa màng lipid làm tăng tính thẩm thấu màng Các ảnh hưởng góp phần oxi hóa tế bào vi khuẩn phá hủy acid nucleic protein tế bào c Tổng hợp Bacteriocin Vi khuẩn lactic tạo nhiều tạo nhiều chất đối kháng tương tự sản phẩm trao đổi chất, chất giống chất kháng sinh protein kháng khuẩn gọi chung Bacteriocin (là nhóm peptide protein tổng hợp nhờ ribosome có hoạt tính kháng vi sinh vật) Chất đối kháng làm thay đổi trình trao đổi chất, đặc điểm sinh học hình dạng tế bào 1.2.3.3 Điều chỉnh hệ miễn dịch Thông qua tương tác với hệ thống miễn dịch dịch ruột, pobiotics điều chỉnh miễn dịch thụ động chủ động hai Tác động điều chỉnh đặc hiệu probiotics phụ thuộc vào chủng giống loài vi khuẩn probiotics (Dugan cộng sự, 1999) Tuy nhiên, chế tác động probiotics việc nâng cao chức miễn dịch chưa nghiên cứu sâu sắc Probiotics có điều chỉnh hệ miễn dịch sau:  Probiotics phương tiện phân phát kháng nguyên cho đường ruột  Đẩy mạnh báo hiệu cho tế bào chủ  Các kháng nguyên probiotics kích thích tế bào niêm mạc ruột sản sinh kháng thể Như vậy, chế hoạt động chủng probiotics định, phụ thuộc vào hoạt động chuyển hóa, có mặt chất mà chúng tạo trình sống Những thành phần bên tế bào probioitcs DNA peptidoglycan đóng vai trò quan trọng chế hoạt động probiotics Sự kết hợp chặt chẽ thuộc tính riêng lẻ chủng probiotics định, quy định chế hoạt động chủ yếu ý nghĩa ứng dụng chủng probiotics việc ngăn chặn điều trị bệnh (Oelschlaeger cộng sự, 2010.) 1.2.4 Tính chất chức & lợi ích thể SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Hoàng Du Probiotics nhóm vi khuẩn có khả chuyển hóa carbohydrate thành acid lactic (Lactobacillus); acid lactic acid acetic (Bifidobacterium) làm tăng độ acid đường ruột, chủng vi khuẩn gọi vi khuẩn lactic Chúng thường gọi nhóm vi khuẩn có lợi hay lợi khuẩn Các chủng vi khuẩn probiotics ức chế chọn lọc nhóm vi khuẩn đường ruột xấu (ví dụ nhóm vi khuẩn Clostridia thủy phân protein thành hợp chất độc cho thể), nhóm vi khuẩn có lợi có ưu nhóm vi khuẩn xấu môi trường acid, tạo môi trường lành mạnh cho hệ đường ruột thể Ngoài lợi ích trực tiếp này, probiotic có vai trò sau: • Ngăn chặn xâm nhập vào thể vi sinh vật gây hại • Ngăn chặn, ức chế, phân hủy tiền chất độc có khả gây ung thư cho thể • Làm giảm hoạt lực enzyme xúc tác trình trao đổi chất gây hại Sản sinh số tác nhân sinh học hỗ trợ cho hệ miễn dịch • Giúp phân giải chất hữu phức tạp có thức ăn thành hợp chất đơn giản dễ tiêu hóa Giúp chuyển hóa lactose sữa cho người sử dụng sữa dung nạp lactose (được gọi ―Hội chứng không dung nạp đường lactose‖) • Giảm nguy ung thư ruột kết, ung thư đương ruột • Giảm cholesterol xấu LDL (low density lipoprotein) • Tăng cường hệ thống miễn dịch ngăn ngừa viêm, nhiễm trùng • Kìm hãm phát triển vi khuẩn, virus, nấm có hại, có khả chịu đựng acid dày, muối mật, có khả xâm chiếm đường ruột, bám vào màng nhầy ruột hạn chế có mặt vi sinh vật Cân hệ vi sinh đường ruột cho bệnh nhân điều trị kháng sinh • Phòng chữa số bệnh đường tiêu hóa: hỗ trợ điều trị tiêu chảy, táo bón, ung loét dày,… SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Hoàng Du • Tăng cường hấp thu số khoáng chất vi lượng • Tăng cường hấp thu & tổng hợp số vitamin nhóm B 1.3 Nấm men S boulardii 1.3.1 Giới thiệu S boulardii chủng nấm men vùng nhiệt đới phân lập từ vải thiều măng cụt vào năm 1923 nhà khoa học người Pháp Henri Boulard Khi bệnh tiêu chảy Vibrio Cholera bùng nổ, người uống loại trà đặt biệt nấu từ vỏ loại nhiệt đới (vải măng cụt) không bị mắc bệnh S boulardii có đặc điểm tương tự S cerevisiae có dạng hình cầu, dài hay elip,…nảy chồi nhiều phía, khuẩn ty, khuẩn lạc có dạng bột nhão bóng (Vương Thị Hồng Vi, 2007) Tuy nhiên, S boulardii khác với S cerevisiae số đặc điểm phân loại, trao đổi chất, đặc tính di truyền (Malgoire cộng sự, 2005) Sau phân lập thành công, tên ông đặt tên cho loại nấm men “S boulardii” (McFarland cộng sự, 2010) Hình 1.1: Tế bào S boulardii quan sát kính hiển vi Nguồn: http://www.indiamart.com S boulardii thường bán thị trường probiotic dạng đông khô thường gọi S boulardii Lyo 1.3.2 Đặc điểm S boulardii SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Hoàng Du S boulardii, chế phẩm men cấp sáng chế, nấm men có hoạt tính probiotics (Sazawal cộng sự, 2006.) Loại nấm men sử dụng nhiều quốc gia giới chắn bên hệ miễn dịch có khả điều trị cho bệnh tiêu chảy rối loạn tiêu hóa vi sinh vật có hại gây nên S boulardii có nhiều tính thể chúng probiotic, tức tồn đường tiêu hóa, chịu acid dày muối mật Nhiệt độ tối ưu chúng 370C, in vitro in vivo, ức chế tăng trưởng số tác nhân gây bệnh vi sinh vật Tuy nhiên, S boulardii thuộc nhóm tế bào nhân chuẩn đơn giản (như nấm tảo), khác với chế phẩm sinh học vi khuẩn sinh vật nhân sơ (Czerucka cộng sự, 2007) 1.3.3 Cơ chế hoạt động S boulardii Cơ chế hoạt động S Boulardii hệ thống tiêu hóa người khảo sát nhiều nghiên cứu trước Chúng ta phân thành tác động chính: hoạt động chống vi khuẩn, hoạt động dinh dưỡng, điều hòa miễn dịch (Berni Canani cộng sự, 2011.)  Hoạt động kháng khuẩn: ruột hoạt động kháng khuẩn chia làm hai nhóm chính: Hoạt động chống độc tố trực tiếp: hoạt động chủ yếu chuỗi peptide ngắn tạo nấm men S boulardii tiết enzyme protease 54kDa, in vivo Protease chứng minh làm giảm độc tố A B*(souche virulente toxinogenique) tiết từ vi khuẩn Clostridium difficile, ức chế hoạt động vi khuẩn Điều dẫn đến việc giảm nhiễm độc tế bào Clostridium difficile (Castagliuolo cộng sự, 1999) *Độc tố A: có tác dụng gây tiết dịch từ niêm mạc ruột Độc tố B mạnh độc tố A nhiều lần, tác dụng thẳng vào tế bào niêm mạc ruột hủy hoại chúng gây bệnh lý viêm ruột nặng tiêu chảy gọi pseudo – membraneuse Kìm hãm phát triển chống nhiễm vi khuẩn: Escherichia coli Salmonella typhimurium, hai vi khuẩn gây bệnh thường liên quan đến tiêu chảy nhiễm trùng cấp tính Nấm men tác dụng trực tiếp kìm hãm phát triển vi khuẩn gây bệnh (Dahan cộng sự, 2003) Nấm men có vai trò làm tăng bề dày tế bào hấp thụ thành ruột Nhờ đó, loại bỏ khỏi thể sau lần cầu (Gedek cộng sự, 1999) Các hypersecretion* nước chất điện giải (bao gồm chloride ion), độc tố dịch tả SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Hoàng Du nhiễm trùng Vibrio cholerae, đáng kể với xuất S boulardii Các protease 120kDa tiết S boulardii khả phân giải protein có hoạt tính cạnh tranh đặc biệt với độc tố tiết Vibrio cholerae, dẫn đến việc giảm enterocytic adenosine monophosphate vòng (cAMP) clorua (Czerucka cộng sự, 1999) * Hypersecretion sản xuất nhiều, so với nhu cầu  Hoạt động dinh dưỡng: Khi S boulardii đưa vào thể bệnh nhân động vật, chúng chống lại kháng sinh để điều trị tiêu chảy, hệ vi khuẩn đường ruột thông thường tái thiết lập cách nhanh chóng (Barc cộng sự, 2008) S boulardii kích thích sản sinh glycoprotein lớp nhung mao vách thành ruột enzyme hydrolase, chất vận chuyển, nội tiết tố IgA chất đáp ứng miễn dịch globulins (Ozkan cộng sự, 2007) S boulardii kích hoạt hoạt động thụ thể peroxisome proliferator-activated receptor-γ (PPAR-γ) giúp bảo vệ đường ruột chống bệnh viêm đường ruột (Therapeutic cộng sự, 2009)  Điều hòa miễn dịch Interleukin (IL-8) tiền cytokine tiết trình nhiễm trùng E coli ruột S boulardii chứng minh làm giảm tiết IL-8 nhiễm E coli; S boulardii có tác dụng bảo vệ bệnh viêm ruột (Dahan cộng sự, 2003) S boulardii thể biểu khả chống viêm phần thông qua dạng tế bào có kiểu hình đuôi gai, chức di chuyển Hoạt động ức chế phản ứng miễn dịch với kháng nguyên vi sinh vật thay vi khuẩn lipopolysaccharide ( LPS) S boulardii ức chế tăng sinh tế bào T* phản ứng lympho (Thomas cộng sự, 2009) Những nghiên cứu gần cho thấy tắc ruột động vật gặm nhấm thông qua điều trị với S boulardii (sống chết nhiệt) có tác dụng bảo vệ chống viêm đường ruột, ngăn chặn di chuyển vi khuẩn đến vị trí bị tổn thương đường ruột (Generoso cộng sự, 2010) Cuối cùng, S boulardii điều chỉnh đường nitơ – oxi thông qua kìm hãm iNOS (Inducible nitric oxide synthase), góp phần điều trị, làm giảm viêm thành ruột, kích thích tiết chất chống viêm vùng vận chuyển ion biểu mô (Girard cộng sự, 2003) SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Hoàng Du * Tế bào T tên gọi tắt tế bào lympho T Gọi tế bào T trình biệt hoá để trưởng thành hoàn toàn phụ thuộc tuyến ức (Thymus) Bất đầu từ tế bào gốc, trình biệt hoá phân dòng lympho từ tách dòng nhỏ Lympho T lympho B Đối với lympho T qua tuyến ức bị giữ lại phần lớn vùng vỏ tuyến ức (90-95%) Tại nhờ hormon tuyến ức chúng biệt hoá trưởng thành vào vùng tuỷ ức để tiếp tục chín 1.4 Kỹ thuật vi bao 1.4.1 Định nghĩa, phân loại a Định nghĩa Bao gói (encapsulation) hiểu trình nhốt chất vào màng bao, tạo thành hạt kích thước nano mét (nanoencapsulation – nano gói), micro mét (microencapsulation – vi bao– vi gói) mili mét (Burgain cộng sự, 2011) Vi bao (microencapsulation): kỹ thuật mà chất rắn, chất lỏng hay chất khí đóng gói vật liệu thứ hai với mục đích tránh khỏi tác động hoạt chất từ môi trường xung quanh Điều hiểu trình tạo thành lớp màng mỏng, lớp vỏ bọc vi bao (shell) hoàn toàn phần vật chất có hoạt tính bên (core material) Vì vậy, thành phần hoạt chất xác định vật liệu cốt lõi, vật liệu xung quanh tạo thành lớp vỏ Kỹ thuật sử dụng nhiều lĩnh vực khác từ thực phẩm, hóa chất dược phẩm mỹ phẩm in ấn (Rama Dubey cộng sự, 2009) b Phân loại Sản phẩm thu từ kỹ thuật vi bao khác phân loại dựa theo kích thước sản phẩm cuối cùng, chúng gọi bao/gói (capsules) hay bao lớn (macrocapsules) kích thước lớn 5.000 μm, vi bao (microcapsules) kích thước phạm vi từ 0.1 – 5.000 μm bao nano (nanocapsules) kích thước nhỏ 0.1 μm (Murugesan cộng sự, 2012) Ngoài ra, chúng phân loại dựa theo hình dạng gồm hạt nhân (monocore), nhiều nhân (polycore) kiểu mạng lưới (matrix) Tuy nhiên, hình thái cấu trúc bên microparticle phụ thuộc phần lớn vào vật liệu bao lựa chọn phương pháp microencapsulation sử dụng (Rama Dubey cộng sự, 2009) 1.4.2 Một số kỹ thuật vi bao thường sử dụng SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang 10 S K L 0 [...]... 2002) Như vậy, theo định nghĩa này thì những vi sinh vật sống không chỉ bao gồm vi khuẩn mà còn có nấm men như nấm men S boulardii Hầu hết các chủng probiotics thường được sử dụng để sản xuất thực phẩm thuộc nhóm vi khuẩn acid lactic như là Lactobacillus và Bifidobacteria (Lê Văn Vi t Mẫn và cộng sự, 2008) 1.2.2 Các chủng vi khuẩn thường dùng làm probiotics Vi sinh vật probiotics có thể tìm thấy ở nhiều... đó để đảm bảo lượng probiotics còn tồn tại khi đến ruột già Hiện nay, một trong những phương pháp hữu hiệu nhất là bao gói và vi bao chúng, nghĩa là tạo ra một lớp màng bao quanh chúng tránh các tác động của pH dạ dày, muối mật nhưng vẫn đảm bảo vi sinh vật có khả năng phóng thích đúng lúc (Duong thi ngoc Diep, 2013) Vì vậy để giải quyết vấn đề này, chúng tôi thực hiện đề tài Sử dụng kỹ thuật vi gel. .. thực hiện đề tài Sử dụng kỹ thuật vi gel để vi bao S boulardii ‖ với mục tiêu bảo vệ S boulardii trong chất bao gelatin, soy protein, kết hợp với gel alginate tránh các tác động tiêu cực của hệ tiêu hóa lên khả năng sống sót của tế bào Nội dung nghiên cứu chính của đề tài bao gồm:  Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ gelatin, soy protein lên hiệu suất vi bao S boulardii SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang 1 Đồ... đó cho thấy tầm quan trọng của hệ vi sinh đường ruột trong duy trì sức khỏe và phòng bệnh Vi c bổ sung probiotics được xem như là một biện pháp hữu hiệu để tăng cường hệ tiêu hóa giúp nâng cao lượng vi sinh vật có lợi Trong đó Saccharomyces boulardii (S boulardii) một loại nấm men không gây bệnh hiện đang được sử dụng rộng rãi như là một loại thuốc để tăng cường hệ vi sinh vật có lợi cho đường ruột... loại nấm men này “S boulardii (McFarland và cộng sự, 2010) Hình 1.1: Tế bào S boulardii quan sát dưới kính hiển vi Nguồn: http://www.indiamart.com S boulardii thường được bán trên thị trường như là một probiotic ở dạng đông khô và do đó thường được gọi là S boulardii Lyo 1.3.2 Đặc điểm S boulardii SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang 7 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Hoàng Du S boulardii, một chế phẩm men đã... vỏ bọc vi bao (shell) hoàn toàn phần vật chất có hoạt tính bên trong (core material) Vì vậy, các thành phần hoạt chất được xác định là vật liệu cốt lõi, trong khi các vật liệu xung quanh tạo thành lớp vỏ Kỹ thuật này đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau từ thực phẩm, hóa chất dược phẩm mỹ phẩm và in ấn (Rama Dubey và cộng sự, 2009) b Phân loại Sản phẩm thu được từ những kỹ thuật vi bao khác... hưởng của nồng độ gelatin, soy protein lên khả năng sống sót của S boulardii sau vi bao trong môi trường giả lập dạ dày và môi trường giả lập dịch ruột 1.2 Probiotics 1.2.1 Định nghĩa về probiotics Định nghĩa về probitics lần đầu tiên được Lilly và Stillwell sử dụng vào năm 1965 để chỉ những ―chất bí mật được tạo ra bởi một loài vi sinh vật có tác động kích thích sự phát triển của một loài vi sinh vật khác‖... 1.4 Kỹ thuật vi bao 1.4.1 Định nghĩa, phân loại a Định nghĩa Bao gói (encapsulation) được hiểu là quá trình nhốt một chất vào trong một màng bao, tạo thành hạt ở kích thước nano mét (nanoencapsulation – nano gói), micro mét (microencapsulation – vi bao vi gói) hoặc mili mét (Burgain và cộng sự, 2011) Vi bao (microencapsulation): một kỹ thuật mà chất rắn, chất lỏng hay chất khí được đóng gói trong... GVHD: Th.S Lê Hoàng Du • Tăng cường hấp thu một số khoáng chất vi lượng • Tăng cường hấp thu & tổng hợp một số vitamin nhóm B 1.3 Nấm men S boulardii 1.3.1 Giới thiệu S boulardii là một chủng nấm men ở vùng nhiệt đới được phân lập từ vải thiều và quả măng cụt vào năm 1923 bởi nhà khoa học người Pháp Henri Boulard Khi bệnh tiêu chảy do Vibrio Cholera bùng nổ, nhưng những người uống một loại trà đặt... và kiểu mạng lưới (matrix) Tuy nhiên, hình thái của các cấu trúc bên trong của một microparticle phụ thuộc phần lớn vào các vật liệu bao được lựa chọn và phương pháp microencapsulation được sử dụng (Rama Dubey và cộng sự, 2009) 1.4.2 Một số kỹ thuật vi bao thường sử dụng SVTH: Lê Thị Hồng Lụa Trang 10 S K L 0 0 2 1 5 4