NUÔI CẤY NẤM MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE VÀ THU NHẬN SINH PHẨM BÊTAGLUCAN TỪ NẤM MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE

HỒ CHÍ MINH KHOA CHĂN NUÔI – THÚ Y **************** o HỒ THANH TÚ NUÔI CẤY NẤM MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE VÀ THU NHẬN SINH PHẨM BÊTA-GLUCAN TỪ NẤM MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAENUÔI

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC và ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CHĂN NUÔI – THÚ Y

****************

o

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NUÔI CẤY NẤM MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE

VÀ THU NHẬN SINH PHẨM BÊTA-GLUCAN TỪ NẤM

MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE

Giáo viên hướng dẫn: PGS TS NGUYỄN NGỌC HẢI Sinh viên thực hiện : HỒ THANH TÚ

Lớp : DH07TY

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC và ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CHĂN NUÔI – THÚ Y

****************

o

HỒ THANH TÚ

NUÔI CẤY NẤM MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE

VÀ THU NHẬN SINH PHẨM BÊTA-GLUCAN TỪ NẤM

MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAENUÔI CẤY NẤM

MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE VÀ THU NHẬN

SINH PHẨM TỪ NẤM MEN

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Bác sỹ thú y

Giáo viên hướng dẫn

Formatted: Centered, Space After: 0 pt, Line

Formatted: Centered, Indent: Left: 0", Space

After: 0 pt, Line spacing: 1.5 lines

Formatted: Centered, Space After: 0 pt, Line

spacing: 1.5 lines

Formatted: Space After: 0 pt, Line spacing:

1.5 lines

Trang 3

XÁC NHẬN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Giáo viên hướng dẫn: PGS TS NGUYỄN NGỌC HẢI

Họ và tên sinh viên thực tập: HỒ THANH TÚ

Tên luận văn: “Nuôi cấy nấm men Saccharomyces cerevisiae và thu nhận

sinh phẩm bêta-glucan từ nấm men Saccharomyces cerevisiae”

Đã hoàn tất luận văn theo yêu cầu của giáo viên hướng dẫn và ý kiến nhận

xét, đóng góp của hội đồng chấm thi tốt nghiệp khoa Chăn Nuôi – Thú Y,

1.5 lines

Formatted: Indent: First line: 0"

1.5 lines

Formatted: Indent: First line: 0", Space After:

0 pt, Line spacing: 1.5 lines

1.5 lines

Formatted: Indent: Left: 0", First line: 0",

Space After: 0 pt, Line spacing: 1.5 lines

Formatted: Space After: 0 pt Formatted: Indent: Left: 0", First line: 0",

Space After: 0 pt, Tab stops: 3.35", Left

Formatted: Space After: 0 pt

Trang 4

Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, Ban Chủ

Nhiệm Khoa Chăn Nuôi – Thú Y, bộ môn Vi Sinh Truyền Nhiễm cùng quý thầy cô

Trường Đại Học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh đã truyền đạt kiến thức và kinh

nghiệm quý báu cho tôi trong suốt quá trình học tập tại trường

Phòng Vi Sinh cô Nguyễn Thị Kim Loan, thầy Trương Đình Bảo và cô

Nguyễn Ngọc Thanh Xuân đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá

trình thực tập tại Phòng Vi Sinh

Cám ơn và chia sẻ những thành quả đã đạt được với cha mẹ, anh chị và các

bạn đã tạo nguồn động viên to lớn cho tôi

Formatted: Space After: 0 pt

Formatted: Indent: First line: 4.33", Space

After: 0 pt

1.5 lines

Trang 5

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu:” Nuôi cấy nấm men Saccharomyces cerevisiae và thu

nhận sinh phẩm bêta-glucan từ nấm men Saccharomyces cerevisiaeSản xuất chế

phẩm sinh học từ nấm men Saccharomyces cerevisiae ” được tiến hành tại phòng vi

sinh khoa Chăn Nuôi - Thú Y Trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM, thời gian thực

hiện từ tháng 3 năm 2011 đến tháng 3 năm 2012 Đề tài thực hiện với mục đích tìm

hiểu điều kiện nuôi cấy thích hợp và quá trình tách chiết bêta-glucan từ thành tế bào

nấm men S cerevisiae nhằm phục vụ cho việc nghiên cứu sản xuất chế phẩm sinh

học bổ sung trong thức ăn vật nuôi

Kết quả thu được:

Môi trường nước mía là môi trường thích hợp cho sự phát triển của gốc phân

lập S cerevisiae hơn môi trường rỉ mật đường, nước chiết cám gạo và nước chiết

giá đậu Thời điểm thu hoạch sinh khối cao nhất là sau 30 giờ nuôi cấy

Nuôi cấy 30 giờ chủng S cerevisiae phân lập từ chế phẩm 1, trung bình 1 lít

môi trường nước mía thu được 15 g vật chất khô của tế bào nấm men S cerevisiae

với tỷ lệ nạp giống 10%, sục khí, ở nhiệt độ phòng

Thành tế bào S cerevisiae phân lập từ chế phẩm 1 nuôi cấy trên môi trường

nước mía, sục khí ở nhiệt độ phòng, sau 30 giờ, ở nồng độ NaOH 4%, ở nhiệt độ

110 oC, chiếm khoảng 28 % vật chất khô tế bào nấm men S cerevisiae

Bêta-glucan từ thành tế bào S cerevisiae phân lập từ chế phẩm 1 nuôi cấy

trên môi trường nước mía sục khí ở nhiệt độ phòng sau 30 giờ ở nồng độ NaOH 3,9

%, ở nhiệt độ 80 oC, chiếm khoảng 30 % vật chất khô thành tế bào, 11 % vật chất

khô tế bào nấm men S cerevisiae

Nuôi cấy sau 30 giờ chủng S cerevisiae phân lập từ chế phẩm 1, trong môi

trường nước mía, thu bêta-glucan cao nhất so với các thời điểm 30 giờ

Formatted: Indent: First line: 0.5" Formatted: Font: Not Bold

Trang 7

MỤC LỤC

TRANG

Trang tựa i

Phiếu xác nhận của giáo viên hướng dẫn ii

Lời cảm tạ iii

Tóm tắt iv

Mục lục v

Danh sách các chữ viết tắt ix

Danh sách các bảng x

Danh sách các hình xi

Danh sách các biểu đồ xii

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích 1

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2

Chương 2 TỔNG QUAN 3

2.1 Saccharomyces cerevisiae 3

2.1.1 Cấu tạo vỏ tế bào 4

2.1.2 Sự sinh trưởng của nấm men 5

2.1.2.1 Giai đoạn thích nghi 6

2.1.2.2 Giai đoạn logarit 6

2.1.2.3 Giai đoạn ổn định 7

2.1.2.4 Giai đoạn thoái hóa 7

2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đấn sự sinh trưởng của nấm men trong điều kiện nuôi cấy thu sinh khối tế bào 7

2.1.3.1 Môi trường nuôi cấy 7

2.1.3.1.1 Dinh dưỡng cacbon 8

Formatted: Font: Not Bold

Formatted: Indent: Left: 0", Space After: 0

pt, Line spacing: 1.5 lines

Trang 8

2.1.3.1.3 Dinh dưỡng các nguyên tố vô cơ 9

2.1.3.2.4 Dinh dưỡng các chất sinh trưởng 10

2.1.3.3 Nhiệt độ 10

2.1.3.4 pH của môi trường 11

2.1.3.5 Tốc độ sục khí và khuấy trộn 11

2.1.4 Ứng dụng nấm men 11

2.2 Bêta-glucan 12

2.2.1 Cấu tạo 12

2.2.2 Thu nhận 14

2.2.2.1 Phương pháp hóa học 15

2.2.2.2 Phương pháp sinh học 15

2.2.3 Ứng dụng bêta-glucan 16

2.2.3.1 Ứng dụng bêta-glucan trong thực phẩm 16

2.2.3.2 Ứng dụng bêta-glucan trong y dược, mỹ phẩm 17

2.2.3.3 Ứng dụng bêta-glucan trong nuôi trồng thủy sản 18

2.2.3.4 Ứng dụng bêta-glucan trong chăn nuôi 19

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

3.1 Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài 22

3.1.1Thời gian 22

3.1.2 Địa điểm 22

3.2 Vật liệu thí nghiệm 22

3.2.2 Mẫu khảo sát 22

3.2.3 Thiết bị và dụng cụ 22

3.2.4 Hóa chất 23

3.2.5 Môi trường nuôi cấy 23

3.3 Nội dung 23

4 Lên men thu nhận sinh khối S cerevisiae 23

3.4 Phương pháp nghiên cứu 23

3.4.1 Phân lập nấm men S cerevisiae 23

Trang 9

3.4.2 Tìm chủng nấm men S cerevisiae cho sinh khối cao 24

3.4.2.1 Mục đích 24

3.4.2.2 Thông số cố định 25

3.4.2.3 Bố trí thí nghiệm 25

3.4.2.4 Chỉ tiêu theo dõi 25

3.4.3 Xác định môi trường nhân giống, chủng nấm men và thời gian thu sinh khối nấm men Saccharomyces cerevisiae cao nhất 25

3.4.3.1 Mục đích 25

3.4.4 Qui trình lên men thu sinh khối Sacharomyces cerevisiae 26

3.4.4.1 Bố trí 26

3.4.5 Tách và thu nhận thành tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae 27

3.4.5.1 Mục đích 27

3.4.5.2 Các thông số cố định 27

3.4.5.3 Bố trí 27

3.4.6 Tách chitin, manoprotein ra khỏi thành tế bào và thu nhận bêta -glucan 28

3.4.6.1 Mục đích 28

3.4.6.3 Bố trí 28

3.4.7 Xác định thời gian thu hoạch sinh khối tế bào nấm men S cerevisiae để thu bêta-glucan cao nhất 29

3.4.7.1 Mục đích 29

Trang 10

3.5 Phương pháp xử lý số liệu 29

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

4.1 Phân lập nấm men Saccharomyces cerevisiae từ 5 nguồn mẫu khảo sát 30

4.1.1 Quan sát đại thể 30

4.1.2 Quan sát vi thể 31

4.2 Xác định chủng nấm men S cerevisiae cho sinh khối cao 31

4.3 Xác định môi trường nhân giống và chủng nấm men S cerevisiae cho sinh khối cao 33

4.4 Lên men thu nhận sinh khối Saccharomyces cerevisiae 37

4.5 Tách và thu nhận thành tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae 38

4.6 Tách chitin, manoprotein ra khỏi thành tế bào và thu nhận bêta-glucan 41

4.7 Xác định thời gian thu hoạch sinh khối tế bào nấm men S cerevisiae để thu bêta-glucan cao nhất 44

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 45

5.1 Kết luận 45

5.2 Đề nghị 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

PHỤ LỤC 48

Trang bìa i

Phiếu xác nhận của giáo viên hướng dẫn ii

Lời cám ơn iii

Tóm tắt iv

Mục lục viv

Danh sách các chữ viết tắt xivix

Danh sách các bảng xvix

Danh sách các hình xviixi

Danh sách các biểu đồ xviiixii

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

Trang 11

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích 1

1.3 Yêu cầu 2

Chương 2 TỔNG QUAN 43

2.1 Saccharomyces cerevisiae 43

2.1.1 Cấu tạo vỏ tế bào 4

2.1.2 Sự sinh trưởng của nấm men 5

2.1.2.1 Giai đoạn thích nghi 6

2.1.2.2 Giai đoạn logarit 6

2.1.2.3 Giai đoạn ổn định 6

2.1.2.4 Giai đoạn thoái hóa 6

2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đấn sự sinh trưởng của nấm men trong điều kiện nuôi cấy thu sinh khối tế bào 7

2.1.3.1 Môi trường nuôi cấy 7

2.1.3.1.1 Dinh dưỡng cacbon 8

2.1.3.1.3 Dinh dưỡng các nguyên tố vô cơ 9

2.1.3.2.4 Dinh dưỡng các chất sinh trưởng 10

2.1.3.3 Nhiệt độ 10

2.1.3.4 pH của môi trường 10

2.1.3.5 Tốc độ sục khí và khuấy trộn 10

2.1.4 Ứng dụng nấm men 11

2.2 Bêta-glucan 12

2.2.1 Cấu tạo 12

2.2.2 Thu nhận 13

2.2.2.1 Phương pháp hóa học 14

2.2.2.2 Phương pháp sinh học 14

2.2.3 Ứng dụng bêta-glucan 15

2.2.3.1 Ứng dụng bêta-glucan trong thực phẩm 15

Trang 12

2.2.3.3 Ứng dụng bêta-glucan trong nuôi trồng thủy sản 1817

2.2.3.4 Ứng dụng bêta-glucan trong chăn nuôi 1918

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 222121

3.1 Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài 2221

3.1.1Thời gian 2221

3.1.2 Địa điểm 2221

3.2 Vật liệu thí nghiệm 2221

3.2.2 Mẫu khảo sát 2221

3.2.3 Thiết bị và dụng cụ 2221

3.2.4 Hóa chất 2221

3.2.5 Môi trường nuôi cấy 2321

3.3 Nội dung 2422

4 Lên men thu nhận sinh khối S cerevisiae 2422

3.4 Phương pháp nghiên cứu 2422

3.4.1 Phân lập nấm men S cerevisiae 2422

3.4.2 Tìm chủng nấm men S cerevisiae cho sinh khối cao 2523

3.4.2.1 Mục đích 2523

3.4.3 Xác định môi trường nhân giống, chủng nấm men và thời gian thu sinh khối nấm men Saccharomyces cerevisiae cao nhất 262324

3.4.3.1 Mục đích 2624

3.4.4 Qui trình lên men thu sinh khối Sacharomyces cerevisiae 2724

3.4.4.1 Bố trí 2724

Trang 13

3.4.5 Tách và thu nhận thành tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae 2725

3.4.5.1 Mục đích 2725

3.4.5.3 Bố trí 282526

3.4.6 Tách chitin, manoprotein ra khỏi thành tế bào và thu nhận bêta - glucan 2826

3.4.6.1 Mục đích 2826

3.4.6.3 Bố trí 292627

3.4.7 Xác định thời gian thu hoạch sinh khối tế bào nấm men S cerevisiae để thu bêta-glucan cao nhất 3027

3.4.7.1 Mục đích 3027

3.5 Phương pháp xử lý số liệu 3028

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3129

4.1 Phân lập nấm men Saccharomyces cerevisiae từ 5 nguồn mẫu khảo sát 3129

4.1.1 Quan sát đại thể 3129

4.1.2 Quan sát vi thể 3229

4.2 Xác định chủng nấm men S cerevisiae cho sinh khối cao 3330

4.3 Xác định môi trường nhân giống và chủng nấm men S cerevisiae cho sinh khối cao 3532

4.4 Lên men thu nhận sinh khối Saccharomyces cerevisiae 3835

4.5 Tách và thu nhận thành tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae 403736

4.6 Tách chitin, manoprotein ra khỏi thành tế bào và thu nhận bêta-glucan 4239

4.7 Xác định thời gian thu hoạch sinh khối tế bào nấm men S cerevisiae để thu

Trang 14

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4743

5.1 Kết luận 4743

5.2 Đề nghị 4743

TÀI LIỆU THAM KHẢO 4844

PHỤ LỤC 46

Trang 15

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

FAO Food and Agriculture Organization

AND Acid Deoxyribo Nucleic

ATP Adenosin Triposphat.

HIV Human immunodeficiency virus

Trang 16

LDL Low-Density Lipoprotein

HDL High-Denisty Lipoprotein

PRRSV Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus MMA Mastitis Metritis Agalactia

CFU Colony Forming Unit

S cerevisiae Saccharomyces cerevisiae

S boulardii Saccharomyces boulardii

TLR Toll-Like Receptor

NFkB Nuclear Factor kB

Trang 17

DANH SÁCH CÁC BẢNG

TRANG

Bảng 2.1 Các thành phần chính của thành tế bào S cerevisiae 131313

Bảng 3.1 Phản ứng lên men đường S cerevisiae với S boulardii 252223

Bảng 3.2 Xác định dương tính của lên men đường 252323

Bảng 4.1 Tỉ lệ tế bào nấm men S cerevisae nảy chồi trên tế bào S cerevisae phân

lập từ các nguồn sống nuôi cấy trên môi trường Sabouraud 24 giờ 343131

Bảng 4.2 Số tế bào nấm men S cerevisiae log10/ml dịch nuôi cấy ứng với từng

nguồn phân lập 353232

Bảng 4.3 Số tế bào nấm men S cerevisiae log10/ml dịch nuôi cấy ứng với từng môi

trường nhân giống 353232

Bảng 4.4 Số tế bào nấm men S cerevisiae log10/ml dịch nuôi cấy ứng với thời điểm

Bảng 4.7 Khối lượng bêta-glucan ứng với các nồng độ NaOH 423939

Bảng 4.8 Khối lượng bêta-glucan ứng với các nhiệt độ 434040

Bảng 4.9 Bêta-glucan của S cerevisiae phân lập nuôi trên môi trường nước mía

thu hoạch sinh khối 454242

Formatted: Right Formatted: Justified Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Field Code Changed

Trang 18

DANH SÁCH CÁC HÌNH

TRANG

Hình 2.1 Tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae 444

Hình 2.2 Chu kỳ sống của nấm men S cerevisiae 555

Hình 2.3 Cấu tạo thành ngoài của tế bào nấm men S cerevisiae 12121213

Hình 2.4 Cấu trúc bêta-glucan 131313

Hình 4.1 Khuẩn lạc của nấm men S cerevisiae phân lập từ chủng bánh mì nồng độ pha loãng 10-3 322929

Hình 4.2 Tế bào nấm men S cerevisiae phân lập từ chủng bánh mì nuôi trên môi trường canh Sabouraud sau 24 giờ, phóng đại 400 lần 333030

Hình 4.3 Tế bào nấm men S cerevisiae chế phẩm 1 trên buồng đếm hồng cầu nuôi cấy trên môi trường nước mía sau 24 giờ với nồng độ pha loãng 10-1 độ phóng đại 400 lần 343131

Hình 4.4 Sinh khối tươi nấm men S cerevisiae môi trường nước mía 393636

Hình 4.5 Sinh khối khô khô tế bào nấm men S cerevisiae 403636

Hình 4.6 Thành tế bào nấm men S cerevisiae 423939

Hình 4.7 Bêta-glucan tươi của chủng nấm men S cerevisiae phân lập nuôi cấy trên môi trường nước mía 444141

Hình 4.8 Bêta-glucan khô của chủng nấm men S cerevisiae phân lập nuôi cấy trong môi trường nước mía 444141

Formatted: Right Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Formatted: Justified Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Field Code Changed Formatted: Font: Not Bold Field Code Changed Formatted: Justified, Line spacing: 1.5 lines Formatted: Space After: 0 pt, Line spacing:

1.5 lines

Trang 19

TRANG Biểu đồ 4.1: Đường cong phát triển của từng nấm men S cerevisiae trên môi

trường nước mía 3734

Biểu đồ 4.2: Đỉnh phát triển (30 giờ) của 5 chủng S cerevisiae nuôi cấy trên 4 môi

Trang 21

Formatted: Font: Times New Roman, 13 pt Formatted

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt

Trang 22

Formatted: Font: Times New Roman, 13 pt Formatted: Centered

Formatted: Font: Times New Roman, 13 pt

Sau nhiều năm nghiên cứu, Trung Tâm Khuyến Nông Thành Phố Hồ Chí

Minh khuyến cáo, việc sử dụng chế phẩm sinh học trong chăn nuôi heo sẽ giúp

tăng tỉ lệ nạc hóa đàn heo vượt ngưỡng 50 %, giải quyết tốt môi trường chăn nuôi

vốn là một khó khăn cho ngành chăn nuôi

Nhóm chế phẩm sinh học chứa tế bào nấm men S cerevisiae dưới dạng đậm

đặc sẽ kích thích tăng trưởng và hoạt động các vi sinh vật có lợi cho đường ruột,

chuyển hóa thức ăn nhanh, nâng cao khả năng sinh sản

Nhóm chế phẩm chiết từ thành tế bào nấm men S cerevisiae có khả năng thu

hút và làm giảm phần lớn các vi khuẩn đường ruột có hại như E coli, Samonella,

các độc tố nấm như aflatoxin, ngăn chặn định vị của mầm bệnh, kích thích miễn

dịch tiềm ẩn, tăng cường hệ thống phòng thủ của cơ thể, có tác dụng tích cực đến hệ

thống bảo vệ vật chủ đối với phần lớn các bệnh nhiễm khuẩn, nấm, virus cùng với

nhiều vi sinh vật kí sinh khác và giúp vật nuôi tăng trọng nhanh

Những lợi ích từ những sản phẩm lấy từ nấm men S cerevisiae đã thúc đẩy

chúng tôi tiến hành đề tài:“ Nuôi cấy nấm men Saccharomyces cerevisiae và thu

nhận sinh phẩm bêta-glucan từ nấm men Saccharomyces cerevisiaeNuôi cấy nấm

men S cerevisiae và thu nhận sinh phẩm từ nấm men”

1.2 Mục đích

Formatted: Indent: Left: 0", First line: 0"

Formatted: Indent: First line: 0.5" Formatted: Indent: First line: 0"

Trang 23

Chiết bêta-glucan từ thành tế bào nấm men S cerevisiae sử dụng trong sản

xuất chế phẩm sinh học bổ sung trong thức ăn vật nuôi

Chọn chủng nấm men S cerevisiae thu sinh khối cao

Xác định qui trình tách chiết để thu bêta-glucan từ thành tế bào nấm men S

cerevisiae

1.3 Yêu cầuÝ nghĩa khoa học và thực tiễn

Chọn chủng nấm men S cerevisiae thu sinh khối cao

Xác định qui trình tách chiết để thu bêta-glucan từ thành tế bào nấm men S

cerevisiae

Chiết bêta-glucan từ thành tế bào nấm men S cerevisiae sử dụng trong sản

xuất chế phẩm sinh học bổ sung trong thức ăn vật nuôi

Trang 24

Formatted: Font: Times New Roman, 13 pt Formatted: Font: 13 pt

Trang 25

Chương 2 TỔNG QUAN

Meyen mô tả vào năm 1938, tế bào S cerevisiae có dạng hình trứng, bầu

dục…, kích thước trung bình 3-6 * 5-12 µm, sinh sản bằng hình thức nảy chồi

không theo qui luật, có thể xuất hiện từng cái một, từng đôi hoặc một chuỗi

Khuẩn lạc nấm men S cerevisiae có màu trắng nhạt, rìa tròn, lồi lên, bề mặt

sáng lấp lánh, đường kính 1-2 mm vào ngày nuôi cấy thứ ba

Nấm men S cerevisiae phát triển tối ưu ở 33 - 35oC trong môi trường chứa

10 – 30 % glucose Nhiệt độ tối thiểu là 4 oC trong 10 % glucose và 13 ooC trong 50

% glucose, nhiệt độ tối đa là 38 – 39 oC (Jermini and Schmidt- Lorenz, 1987, trích

từ Lê Nguyễn Bảo Trân, 2005)

Nấm men S cerevisiae có khả năng phát triển môi trường có pH=1,6 trong

HCl; pH=1,7 trong H3PO4 và pH =1,8-2 trong acid hữu cơ, có sức chịu đựng lớn

nhất đối với acid benzoic 100mg/kg ở pH=2,5-4 và acid sorbic 200 mg/kg ở pH=4

(Juven et al, 1978, trích từ Lê Nguyễn Bảo Trân, 2005)

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt Formatted

Formatted: Font: Not Italic Formatted: Font: Not Italic Formatted: Font: Not Italic Formatted: Font: Italic Formatted: Font: Not Italic Formatted: Font: Not Italic Formatted: Font: Not Italic Formatted: Right

Trang 26

Nấm men S cerevisiae có khả năng lên men đường glucose, galactose,

maltose, saccharose, rafinose và dextrin đơn giản, không lên men lactose, manitol,

không đồng hóa nitrate, không phân giải tinh bột

Trang 27

Nấm men S cerevisiae là loại nấm men hay được sử dụng làm men bánh mì,

lên men rượu, bia và hiện còn được sử dụng làm probiotic phục vụ cho chăn nuôi

gia súc và nuôi trồng thủy sản nhờ có khả năng chịu được acid dạ dày và muối mật

tốt, đề kháng tự nhiên với kháng sinh

Hình 2.1 Tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae

2.1.1 Cấu tạo vỏ tế bào

Vỏ tế bào: bao quanh tế bào nấm men là một lớp màng mỏng dày đặc, mềm

mại có thể đàn hồi để định hình cũng như bảo vệ tế bào chống lại các tác động bên

ngoài và chất độc Vỏ tế bào nấm men mang điện Nó còn có tác dụng giữ áp suất

thẩm thấu nội bào, điều chỉnh các chất dinh dưỡng là các hợp chất có phân tử lượng

thấp và các muối khoáng đi qua các lỗ nhỏ vào trong tế bào

Thành phần hóa học của tế bào gồm có các phức chất protein - polysaccharit,

phosphat và lipit Vỏ tế bào dày khoảng 25 nm và chiếm khoảng 25 % khối lượng tế

bào Trong thành phần polysaccharit thấy có glucan (chủ yếu) và mannan Tổng hợp

hai chất này chiếm tới 90 % chất khô của vỏ tế bào Glucan là một polyme phức tạp

từ các tiểu phần là glucoza Mặc dù có cấu trúc không gian, nhưng phần lớn glucan

nằm tại lớp phía trong của vỏ và tiếp giáp với màng tế bào chất

Glucan là phần chính cấu tạo nên vỏ tế bào Nếu thành phần này bị phá hỏng

thì tế bào bị phá vỡ hoàn toàn Tất cả quy trình thu nhận bêta-glucan từ vỏ tế bào

nấm men phải được phối hợp hài hòa, vì chúng phải đủ mạnh để phá vỡ vách tế bào

Formatted

Trang 28

nấm men nhưng phải đủ nhẹ để đảm bảo bêta-glucan không bị biến tính (Lương

Đức Phẩm, 2009)

Mannan là polyme của đường mannanoza, chủ yếu nằm ở phần ngoài vỏ,

nhưng không phải là thành phần quyết định của vỏ tế bào Nếu bỏ thành phần

mannan hình dáng tế bào không thay đổi Vỏ tế bào nấm men còn có kitin (chitin)

Kitin là loại hydratcacbon, là polyme của N-acetyl-glucozamin Thành phần thường

nằm sát vùng nấm men nảy chồi

Hàm lượng protein ở vỏ tế bào với các phức hợp protein-polysaccharit,

phosphat và lipit Trong đó một số phức protein-polysaccharit là thành phần của hai

enzym gluconaza và mannanaza Hai enzym này thường tập trung ở chỗ nảy chồi

của nấm men Chúng làm mềm vỏ tạo điều kiện cho chồi sẹo nảy thành chồi

Enzym invectaza ở đây có bản chất là mannoprotein Phần protein còn lại không

phải là enzym kết hợp thành phức với mannan và polysaccharit khác đóng vai trò

cấu trúc của vỏ Tính tạo bông của tế bào cũng chịu ảnh hưởng của cấu trúc

mannoprotein của vỏ tế bào (Lương Đức Phẩm, 2009)

2.1.2 Sự sinh trưởng của nấm men

Sự sinh trưởng nấm men diễn biến qua 4 giai đoạn

Hình 2.2 Chu kỳ sống của nấm men S.cerevisiae

[trích từ (http://mpf.biol.vt.edu/)]

S là giai đoạn tổng hợp DNA

M là giai đoạn nguyên phân

G1 v à G2 là những giai đoạn phân chia nguyên phân và tổng hợp DNA

Trang 29

(Nguyễn Lân Dũng và cs, 2010)

2.1.2.1 Giai đoạn thích nghi

Là giai đoạn từ lúc cấy nấm men vào môi trường đến lúc chúng bắt đầu sinh

sản Giai đoạn này, chúng còn phải thích nghi với điều kiện môi trường mới

Trong giai đoạn này, tế bào nấm men trải qua những biến đổi lớn về hình

thái và sinh lý, kích thước tăng lên đáng kể và chúng trở nên nhạy cảm với những

tác động bên ngoài Số lượng tế bào nấm men ở giai đoạn này là không tăng hoặc

tăng không đáng kể

2.1.2.2 Giai đoạn logarit

Số lượng và sinh khối tế bào trong giai đoạn này tăng theo cấp số nhân Khả

năng thích ứng với những điều kiện không thuận lợi của môi trường ngoài tăng lên

rõ rệt, đồng thời xuất hiện chức năng lên men rượu

Giai đoạn này thuận tiện để xác định năng lượng sinh sản, thời gian nảy chồi,

nhưng không nên đánh giá kích thước của tế bào cũng như những dấu hiệu khác của

khuẩn lạc Do trong thời kỳ đầu của giai đoạn này, tốc độ sinh sản của tế bào

thường nhanh hơn tốc độ tạo thành tế bào chất nên kích thước của tế bào có phần

nhỏ đi

2.1.2.3 Giai đoạn ổn định

Số lượng tế bào trong giai đoạn này không tăng nữa, có thể do sự cân bằng

giữa số sinh ra và chết đi Song kích thước tế bào tăng lên rõ rệt Quá trình lên men

rượu cũng bắt đầu

2.1.2.4 Giai đoạn thoái hóa

Số lượng tế bào giảm xuống do có hiện tượng tiêu hủy Lượng protein và

acid nucleic giảm xuống, glycogen và treganose hoàn toàn tiêu biến

Như vậy có thể thấy số lượng tế bào nấm men đạt cao nhất ở giai đoạn

logarit, song sinh khối tế bào lại đạt cao nhất ở giai đoạn ổn định vì khối lượng tế

bào ở giai đoạn này lớn (Vương Thị HồngVi, 2007)

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt,

Line spacing: 1.5 lines

Trang 30

2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đấn sự sinh trưởng của nấm men trong điều kiện

nuôi cấy thu sinh khối tế bào

2.1.3.1 Môi trường nuôi cấy

Môi trường nuôi cấy thích hợp nhất cho nấm men cần có nguồn

hydratcarbon, nguồn nitơ, phospho, một số nguyên tố vi lượng như K, Na, Mg, Ca

và vitamin

Sau 48 giờ nuôi cấy trên môi trường cám, số lượng nấm men có thể đạt hàng

chục triệu tế bào/ml dịch nuôi cấy (“Nấm men dùng trong chăn nuôi lợn”,1970)

Môi trường rỉ đường hoặc dung dịch đường được acid hóa với pH = 4, bổ

sung thành phần dinh dưỡng và duy trì nhiệt 25 -30 oC , lượng sinh khối thu được

khoảng 25 - 50 g/l (Trần Minh Tâm, 2002, trích từ Nguyễn Thị Hồng Phương,

2006)

Theo phòng vi sinh thuộc Viện Công Nghiệp Thực Phẩm, từ 1 m3 nước bã

rượu nuôi nấm men có thể thu được 10 - 15 kg men khô

Môi trường nước chiết giá đậu cũng được sử dụng để nuôi cấy nấm men do

trong đậu chứa hàm lượng protein cao, là nguồn thức ăn tốt cho nấm men Ngoài ra,

còn có các vitamin A1, B1, B2, C, E, K và các chất kích thích tố tăng trưởng khác

Tuy nhiên, vitamin C trong nước chiết giá đậu có thể làm hạn chế sự phát triển của

nấm men

Ngoài ra, parafin từ dầu mỏ cũng có thể sử dụng để nuôi cấy nấm men

Đặc biệt, nấm men có khả năng sử dụng được môi trường dịch kiềm sulfit

(chất thải của nhà máy giấy) thành phần chủ yếu là đường pentose Người ta tính

được rằng, khoảng 5 tấn bột cellulose dùng sản xuất giấy sẽ thải một lượng dịch

kiềm sulfit chứa khoảng 180 kg đường Dịch này hấp thụ nhiều oxi nên khi nuôi

cấy nấm men có thể giảm mức cung cấp oxi tới 60 % so với bình thường (Lương

Đức Phẩm, 2006)

Trang 31

2.1.3.1.1 Dinh dưỡng cacbon

Trong nuôi cấy liên tục nấm men có tốc độ sinh trưởng cùng với tốc độ pha

loãng của môi trường thì những hợp chất có nhiều C trong phân tử sẽ được sử dụng

sau cùng

Những disaccarit (maltoza và saccaroza) trước khi được nấm men sử dụng

phải qua thủy phân sơ bộ thành đường đơn nhờ enzym tương ứng của nấm men

Nấm men chuyển từ sống kị khí sang hiếu khí sẽ bị yếu khả năng sử dụng glucoza

và maltoza, nhưng với saccaroza hoạt tính sử dụng lại được tăng gấp 2,5 lần Nấm

men sử dụng maltoza chỉ khi trong môi trường không có mặt glucoza và fructoza

Maltoza được lên men hoàn toàn trong pha sinh trưởng ổn định của nấm men

(Lương Đức Phẩm, 2009)

2.1.3.1.2 Dinh dưỡng nitơ

Nấm men có khả năng tổng hợp được tất cả các axit amin, thành phần

protein trực tiếp từ các hợp chất vô cơ trong khi sử dụng nguồn cacbon là các chất

hữu cơ - sản phẩm trung gian của quá trình dị hóa hydratcacbon trong hô hấp và lên

men

Nguồn nitơ vô cơ được nấm men sử dụng tốt là muối amoni của axit vô cơ

cũng như hữu cơ Đó là amoni sulfat, phosphat rồi đến các muối axetat, lactat,

malat, sucxinat

Trong môi trường có muối amoni, đặc biệt là sulfat thì nấm men sẽ sử dụng

gốc amoni trước, gốc axit còn lại sẽ sử dụng sau hoặc ít sử dụng sẽ làm cho môi

trường axit hóa, giảm pH

Trong môi trường lỏng, amoniac (NH3) ở dạng NH4+ gần với tiền chất nitơ

hữu cơ và là nguồn nitơ rất dễ cho nấm men sử dụng, chỉ xếp sau các axit amin

Nấm men còn sử dụng được urê và pepton

Nấm men tiêu hóa rất tốt các axit amin, còn pepton kém hơn và hoàn toàn

không sử dụng được protein Trong quá trình nuôi cấy nấm men các axit amin vừa

là nguồn nitơ vừa là nguồn cacbon dinh dưỡng Chúng đồng thời tham gia vào phản

Trang 32

Trường hợp xảy ra đồng hóa trực tiếp các axit amin có trong môi trường dinh dưỡng

có thể làm giảm nguồn đường và tăng hiệu suất lên men

Tạo thành 10 tỷ tế bào nấm men tiêu tốn nitơ trong điều kiện kị khí là 66 ÷

67 mg, trong điều kiện hiếu khí là 37 ÷ 53 mg

Nitơ của tế bào nấm men thường vào khoảng 7 ÷ 10 %, đôi khi lên tới 12 %

vật chất khô

2.1.3.1.3 Dinh dưỡng các nguyên tố vô cơ

Các nguyên tố vô cơ trong nuôi cấy vi sinh vật nói chung, trong đó có nấm

men, phospho được quan tâm trước hết, sau đó là kali và magie, lưu huỳnh…

Như chúng ta đã biết phospho tham gia vào các thành phần quan trọng của tế

bào, như các nucleoproteit, acid nucleic, polyphosphat, phospholipit… Các hợp chất

phospho đóng vai trò xác định trong các biến đổi hóa sinh khác nhau, đặc biệt là

trong trao đổi chất hydrocacbon và trong vận chuyển năng lượng Nấm men sử dụng

rất tốt nguồn phospho vô cơ là orthophosphat

Khi không đủ P trong môi trường sự trao đổi chất ở nấm men bị thay đổi

đáng kể liên quan tới sự phá vỡ nhu cầu và sử dụng hydratcacbon và nitơ Nhu cầu

sinh lý về phospho đối với 10 tỷ tế bào nấm men vào khoảng 10  13 mg P

Lưu huỳnh là thành phần của một số acid amin trong phân tử protein và là

nhóm phụ (-SH) của một số enzym CoA Bởi vậy, khi không có mặt lưu huỳnh

trong môi trường sự trao đổi chất của tế bào bị vi phạm và có thể không tổng hợp

được protein

Nhưng ở nồng độ 1 mg/l S đã kìm hãm quá trình này

Khi có mặt ion kim loại (sắt, đồng) lưu huỳnh trong tế bào nấm men dễ tạo

thành kim loại – sulfua, làm cho cặn men có màu đỏ nâu hoặc đen xám Trầm tích S

trong tế bào nấm men dẫn đến các dạng thoái triển (regression)

Các ion kali, canxi, magie cũng cần có trong môi trường nuôi cấy hoặc lên

men

Trang 33

2.1.3.2.4 Dinh dưỡng các chất sinh trưởng

Những chất kích thích sinh trưởng là các vitamin, các bazo purin và

pyrimidin Những nhân tố sinh trưởng cơ bản đối với nấm men không có sắc tố là 6

vitamin nhóm B: inozit (vitamin B8), biotin (vitamin B7 hay H), acid pantotenic

(B3), tiamin (B1), pyridoxin (B6), acid nicotinic (B5 hay PP)

Inozit – 5; biotin – 0,0001; acid pantotenic – 0,25; tiamin – 1,0; pyridoxin –

0,25; acid nicotinic – 0,5 (l/ml) (Lương Đức Phẩm, 2009)

2.1.3.3 Nhiệt độ

Mỗi vi sinh vật đều có khoảng nhiệt độ tối ưu cho sự sinh trưởng và phát

triển của chúng Với S cerevisiae, nhiệt độ tối ưu là 28 – 30 oC, trên 43 oC và dưới

28 oC thì sự sinh sản của nấm men chậm và ngừng lại hẳn

Tại 30 oC, nấm men hoang dại phát triển nhanh hơn S cerevisiae 2 - 3 lần, ở

35 – 38 oC chúng phát triển mạnh hơn 6 - 8 lần

Nhiệt độ cao, hoạt tính của nấm men giảm nhanh; còn ở nhiệt độ thấp

khoảng 20 - 23oC, hạn chế được mức độ tạp nhiễm và khả năng lên men cao, kéo

dài hơn

(Vương Thị Hồng Vi , 2007)

2.1.3.4 pH của môi trường

pH tối ưu cho nấm men khoảng 4,5 - 5,6 Tại pH = 4, tốc độ tích lũy sinh

khối giảm, pH = 3 - 3,5 thì sự sinh sản của nấm men ngừng lại Mức độ hấp thụ chất

dinh dưỡng vào tế bào, hoạt động của hệ thống enzyme, sự sinh tổng hợp protein

đều bị ảnh hưởng bởi pH nên chất lượng của nấm men sẽ giảm đi nếu pH môi

trường nằm ngoài khoảng 4,5 - 5,6 (Vương Thị Hồng Vi , 2007)

2.1.3.5 Tốc độ sục khí và khuấy trộn

Trong quá trình nuôi cấy, cần giữ cho dịch men liên tục bão hòa oxy hòa tan

Ngừng cung cấp oxy trong 15 giây sẽ gây tác động âm trên hoạt động sống của tế

bào nấm men Oxy không khí di chuyển vào tế bào nấm men qua 2 giai đoạn: đầu

tiên oxy được hòa tan vào môi trường nuôi cấy sau đó nấm men mới hấp thụ oxy

Trang 34

Về lý thuyết, cần 1,066 kg (0,764 m3) oxy để oxy hóa 1 kg đường, nhưng

thực tế chỉ một phần nhỏ oxy bơm vào là được nấm men sử dụng, phần còn lại bị

mất đi do các quá trình tiếp xúc, nhiệt độ, nồng độ, độ nhớt của môi trường (Lao

Thị Nga, 1987)

Khi nuôi cấy nấm men ở qui mô công nghiệp, kích thước của thiết bị nuôi

cấy nấm men là tiền đề cần thiết, ảnh hưởng gián tiếp đến sự tăng trưởng của nấm

men

(Vương Thị Hồng Vi , 2007)

2.1.4 Ứng dụng nấm men

Một số protein được sản xuất từ S cerevisiae hiện đang được sử dụng trong

thương mại như:

Các tác nhân chữa bệnh ở người

Tác nhân tăng sinh biểu bì

Insulin

Nhân tố tăng trưởng giống insulin

Nhân tố tăng trưởng có nguồn gốc từ tiểu cầu

Proinsulin

Nhân tố tăng trưởng nguyên bào sợi

Nhân tố kích thích dòng đại thực bào-bạch cầu hạt

α1 antitrypsin

Yếu tố đông máu XIIIa

Hirudin

Trang 35

Nhân tố sinh trưởng người

Albumin huyết thanh người

(R.Glick – Jack J.Pasternak, 2007)

2.2 Bêta-glucan

2.2.1 Cấu tạo

Bêta-glucan là một trong những polysaccharit phong phú nhất trong thành tế

bào nấm men và tồn tại như chất trùng hợp của đường glucoza liên kết qua

bêta-1,3-D-glucosidic hoặc bêta-1,6-bêta-1,3-D-glucosidic Trong nấm men S cerevisiae, thành tế

bào chủ yếu chứa bêta-1,3-D-glucan, bêta-1,6-D-glucan, chitin và mannoprotein,

chúng liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị Mannoprotein, với khối lượng

protein khoảng 100KD liên kết với bêta-1,6-D-glucan qua gốc

glycosyl-phosphotidyl-inositol chứa 5 gốc manosyl liên kết  Đầu khử của

bêta-1,6-D-glucan liên kết với đầu không khử của bêta-1,3-D-bêta-1,6-D-glucan Chitin gắn thẳng vào

nhánh bêta-1,6-D-glucan Mối liên kết này có vai trò trung tâm trong cấu trúc thành

tế bào nấm men Phần lớn bêta-1,3-glucan có cấu trúc xoắn, những sợi xoắn này

gồm chuỗi polysaccharid đơn hoặc ba chuỗi liên kết với nhau bằng liên kết hydro

Dưới kính hiển vi điện tử, các sợi có đường kính từ 10 - 30nm, luôn gắn với các

chuỗi bên, mỗi chuỗi có đường kính 0,5-1 nm Cho đến nay vẫn chưa có số liệu trực

tiếp về chiều dài của các chuỗi bên Các chuỗi bên dài tạo ra các “polysaccharid”

với các đầu khử cuối (Trần Thị Thanh Huyền, 2005)

Trang 36

Tỉ lệ mol tương đối

Tất cả các qui trình này được phối hợp hài hòa, phải đủ mạnh để phá vỡ vách

tế bào của vi sinh vật nhưng cũng phải đủ nhẹ để đảm bảo sản phẩm protein không

bị biến tính Không có một tập hợp chung các điều kiện để phá vỡ vách tế bào của

các loại vi sinh vật rất đa dạng, được cấu tạo từ các polymer khác nhau Ví dụ vách

tế bào nấm men có một lớp dày mannan và bêta-glucan bị phosphoryl hóa một phần

(Bernard R.Glick – Jack J.Pasternak, 2007)

Thành phần và độ chắc của vách tế bào phụ thuộc vào điều kiện nuôi, tốc độ

sinh trưởng tế bào, pha sinh trưởng mà tế bào được thu hoạch, tế bào đậm đặc được

Trang 37

bảo quản như thế nào,… Tất cả các yếu tố đó ảnh hưởng đến tính nhạy cảm của việc

phá vỡ tế bào (Nguyễn Lân Dũng và cs, 2010)

2.2.2.1 Phương pháp hóa học

Có thể xử lý thành tế bào nấm men bằng kiềm để hòa tan protein, lớp

mannan, chitin của thành tế bào và các cấu tử khác Kiềm phân hủy các thành phần

trong tế bào và tạo thành các cấu tử nhỏ hơn đi qua thành tế bào, và như vậy thành

tế bào chỉ còn chứa bêta-glucan không bị hòa tan trong kiềm Việc xử lý kiềm ở

điều kiện thích hợp (nhiệt độ, khuấy đều,…) có thể thu được phần lớn cấu trúc ba

chiều của thành tế bào không bị phá hủy và tốt hơn nữa nếu bêta-glucan thành tế

bào ở trạng thái nguyên vẹn và không bị biến đổi, như vậy các đặc tính sinh học của

chúng sẽ không bị thay đổi (Phạm Việt Cường và cs, 2005)

Xử lý kiềm dung môi hữu cơ hoặc chất tẩy rửa Nếu sản phẩm protein bền ở

pH từ khoảng 10,5 – 12,5 thì sự phá vỡ tế bào vi sinh vật dễ dàng thực hiện trên qui

mô lớn với chi phí thấp Xử lý dung môi hữu cơ là cách đơn giản, ít tốn kém để phá

vỡ Nhưng các chất tẩy rửa thường đắt, làm biến tính protein và thường sót lại

nhựng tạp chất trong suốt quá trình tinh sạch (Bernard R.Glick – Jack J.Pasternak,

2007)

2.2.2.2 Phương pháp sinh học

Chất nhầy tiết ra từ ốc sên Helix pomatia có thể phá vỡ tế bào thành nấm

men và làm sinh ra tế bào trần Còn có thể dùng dung dịch này để phá vỡ thành bào

tử của nấm men (Nguyễn Lân Dũng và cs, 2010)

Phá vỡ tế bào bằng enzyme Vách tế bào nấm men được thủy phân bằng sự

phối hợp của một hay nhiều enzyme: bêta-1,3-glucanaze, bêta-1,6-glucanaza,

mannanza và chitinaza Sự xử lý bằng enzyme thường có tính đặc hiệu cao và các

điều kiện ly giải nhẹ nhàng Hiện nay việc cân nhắc chi phí đã hạn chế việc sử dụng

enzyme làm tác nhân li giải tế bào Tuy nhiên việc sử dụng các vi sinh vật cải biến

gen để sản xuất enzyme qui mô lớn tác động vào vách tế bào sẽ làm cho chúng bớt

đắt tiền hơn

Formatted: Justified

Trang 38

2.2.2.3 Phương pháp vật lí

Phương pháp vật lí gồm sốc thẩm thấu, đông đá và rã đông lập đi lập lại hoặc

siêu âm, nghiền ướt, đồng thể hóa bằng áp suất cao và gây va đập Nhìn chung, sau

xử lý bằng một phương pháp cơ học, nhiều tế bào vẫn còn nguyên

(Bernard R.Glick – Jack J.Pasternak, 2007)

2.2.3 Ứng dụng bêta-glucan

2.2.3.1 Ứng dụng bêta-glucan trong thực phẩm

Glucan được sử dụng làm phụ gia cho thực phẩm để tăng sự tiêu hóa và chữa

rối loạn tiêu hóa Hỗn hợp có rất nhiều tác dụng:

- Cung cấp nguồn xơ thực phẩm

- Cung cấp chất đóng cục phân

- Cung cấp nguồn axit béo chuỗi ngắn qua lên men vi khuẩn trong ruột già,

cải thiện sự tiêu hóa, giúp ích cho các tế bào màng trong ruột kết và ruột nói chung

Để khẳng định hiệu quả của glucan như một phụ gia có lợi trong thực phẩm,

các nhà khoa học đã sử dụng chuột đồng vì lipoprotein profile máu của chúng giống

của người Chuột được nuôi bằng thức ăn có hàm lượng cholesterol cao (0,2 %

cholesterol và 10 % dầu dừa), sau 7 tuần lượng cholesterol trong máu của chúng

dao động từ 267-279 mg/dl Sáu tuần tiếp theo, chuột thí nghiệm được nuôi với thức

ăn có bổ sung 5 % cám yến mạch, cám lúa mỳ hoặc glucan từ thành tế bào nấm

men Kết quả nhận được cho thấy glucan giảm lượng cholesterol tổng (42 %), LDL

cholesterol (69 %) và tăng đáng kể lượng HDL cholesterol (16 %) Glucan cũng có

hiệu quả giảm lượng cholesterol trong huyết thanh Khi chuột được nuôi ở chế độ

dinh dưỡng giàu cholesterol đồng thời với 5 % glucan hoặc cám yến mạch, sau 4

tuần, glucan giảm lượng cholesterol tổng xuống 13 % so với 6% của cám yến mạch

LDL đã giảm 15 % trong nhóm ăn thêm glucan và 4 % trong nhóm ăn thêm cám

(Phạm Việt Cường và cs, 2005)

Formatted: Justified

Trang 39

Những kết quả trên cho thấy bêta-glucan là nguồn phụ gia có giá trị trong

công nghiệp thực phẩm

2.2.3.2 Ứng dụng bêta-glucan trong y dược, mỹ phẩm

Những năm 40, tiến sĩ Pillemer Louis công nhận hiệu ứng kháng khối u của

thành tế bào nấm men S cerevisiae, được gọi là zymosan và được bán rất lâu ở Mỹ

như thuốc chống khối u của hãng Sigma Chemicals Zymosan là chất thô vì nó liên

kết với protein, lipit và các hợp chất khác có trong thành tế bào

Từ những nghiên cứu cơ sở tác dụng của bêta-glucan lên hệ thống miễn dịch

của chuột, các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu trên rất nhiều loài động vật

khác nhau như tôm, cá, gà, thỏ… Bêta-glucan đều có hoạt tính gây kích thích miễn

dịch Bốn cơ chế miễn dịch chính của bêta-glucan là:

- Tạo ra các bạch cầu (hematopoiesis) để phá hủy nguồn bệnh

- Huy động tế bào (các bạch cầu di chuyển đến chỗ bị thương)

- Năng lực thực bào hay khả năng tiêu diệt tế bào lạ

- Tạo ra các chất trung gian hoạt hóa oxy và các nhân tố khác giết chết vật thể

lạ

Cơ chế để bêta-glucan thể hiện hiệu quả và có lợi là kết hợp với thụ quan

glucan đặc hiệu nằm trên tế bào đại thực bào, như vậy, nó sẽ hoạt hóa tế bào này

Một khi đại thực bào đã được hoạt hóa, chúng sinh ra một loại protein tế bào gọi là

cytokine có nhiệm vụ chuyển thông tin cần thiết đến các tế bào miễn dịch khác và

cuối cùng hoạt hóa hoặc hiệu chỉnh chức năng của hệ thống miễn dịch

Bêta-1,3-glucan còn có khả năng cảm ứng hoạt tính của tế bào Langerhans

khi bôi lên da Tế bào Langerhans là một loại tế bào đại thực bào chuyên hóa nằm

trên da hoạt động tương tự như đại thực bào Bêta-1,3-glucan làm se lỗ chân lông,

giảm số lượng, độ sâu, độ dài của nếp nhăn, cảm ứng tổng hợp collagen và elastin,

giảm màu đỏ, giảm sự kích thích và sự khô của da, giảm số lượng và kích cỡ tổn

thương trên da Bêta-1,3-glucan có thể thêm vào kem bôi da, mỹ phẩm, thuốc mỡ,

Trang 40

nước thơm, kem cạo râu và nói chung là tất cả các sản phẩm tiếp xúc trực tiếp với

da

Trên cơ sở những kết quả này, người ta đã kết luận rằng bêta-glucan đại diện

cho một loạt kích thích miễn dịch mà loại kích thích này hoạt động thông qua sự

phát triển từng bước một giống như sự tiến triển có tính bảo tồn của hệ thống đáp

ứng miễn dịch bẩm sinh chống lại tác nhân gây bệnh Tuy nhiên, các nghiên cứu

cũng cho rằng, tác dụng của bêta-glucan còn tùy thuộc vào nguồn gốc, cách tách

chiết, nồng độ và cách thức đưa vào (bao gồm vào màng bụng, tĩnh mạch, vào dưới

da, vào theo đường miệng) sẽ cho kết quả khác nhau ngay cả trên cùng một đối

tượng thí nghiệm

Bêta-glucan uống có hiệu ứng cao chống nhiễm bệnh than được Vetvicka V

và cs, chứng minh trên đối tượng chuột Những nghiên cứu về liều lượng sử dụng

bêta-glucan chứng minh rằng liều phòng ngừa hàng ngày từ 2-20mg/kg đảm bảo

hiệu quả tốt nhất chống bệnh than đối với chuột Bên cạnh đó, bêta-glucan còn có

hiệu quả kháng khối u, làm giảm kích cỡ khối u và sự phân bố mạch Những kết quả

này cho thấy bêta-1,3-glucan hoạt động bằng cách kích thích các cơ chế bảo vệ của

hệ miễn dịch của cơ thể chủ, trước tiên là đại thực bào, bạch cầu trung tính và các tế

bào tự nhiên Bêta-1,3-glucan cũng làm giảm nguy cơ ung thư, làm chậm quá trình

phát triển của di căn trong mô hình ung thư ruột kết Tất cả những nghiên cứu đã

được công bố chứng minh rằng liệu pháp miễn dịch bêta-1,3-glucan là hoạt hóa các

tế bào miễn dịch bẩm sinh, kích thích hoạt tính diệt khối u, sản sinh ra cytokines và

phát sinh những đáp ứng trung gian tế bào

Việc sử dụng bêta-1,3-glucan cũng là mối quan tâm đặc biệt đối với bệnh

nhân ung thư phải điều trị bằng hóa chất hoặc chiếu xạ vì bêta-1,3-glucan có khả

năng tăng nhanh sự phục hồi máu khi bị chiếu xạ ở liều gây chết và dưới mức gây

chết Bêta-1,3-glucan cũng có thể kích thích sự phục hồi của tủy xương sau hóa trị

liệu và ngăn cản biến chứng nhiễm bệnh trong quá trình điều trị (Trần Thị Thanh

Huyền, 2005)

Định dạng
Số trang	92
Dung lượng	1 MB