Thử nghiệm tạo chế phẩm bacteriocin sinh tổng hợp từ lactobacillus acidophilus và ứng dụng ức chế một số vi sinh vật gây bệnh trên nhóm rau ăn sống

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN ĐĂNG KHOA THỬ NGHIỆM TẠO CHẾ PHẨM BACTERIOCIN SINH TỔNG HỢP TỪ LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS VÀ ỨNG DỤNG ỨC CHẾ MỘT SỐ VI SINH VẬT GÂY BỆNH TRÊN NHÓM RAU ĂN SỐNG Chuyên ngành : Công Nghệ Sinh Học Mã số : 60 42 02 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2018 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: PGS.TS Nguyễn Tiến Thắng (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: PGS.TS Phan Ngọc Hòa (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM Ngày 21 tháng 07 năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) PGS.TS Lê Thị Thủy Tiên – Chủ tịch Hội đồng TS Hoàng Anh Hoàng – Thư ký Hội đồng PGS.TS Nguyễn Tiến Thắng - Ủy viên Phản biện PGS.TS Phan Ngọc Hòa - Ủy viên Phản biện TS Võ Đình Lệ Tâm - Ủy viên Hội đồng Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA……… PGS.TS Lê Thị Thủy Tiên GS.TS Phan Thanh Sơn Nam ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Đăng Khoa MSHV: 7140071 Ngày, tháng, năm sinh: 30/05/1990 Nơi sinh: Kiên Giang Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học Mã số: 60 42 02 01 I TÊN ĐỀ TÀI: Thử nghiệm tạo chế phẩm bacteriocin sinh tổng hợp từ Lactobacillus acidophilus ứng dụng ức chế số vi sinh vật gây bệnh nhóm rau ăn sống II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Khảo sát trình sinh tổng hợp đặc tính bacteriocin từ chủng Lactobacillus acidophilus - Tạo chế phẩm, đánh giá chế phẩm bacteriocin dạng bột từ dịch nuôi cấy Lactobacillus acidophilus phương pháp sấy thăng hoa - Ứng dụng chế phẩm ức chế vi sinh vật gây bệnh mơ hình trung gian giá đỗ gây nhiễm phịng thí nghiệm - Ứng dụng chế phẩm ức chế vi sinh vật gây bệnh rau xà lách III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 15/01/2018 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 22/06/2018 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương Tp HCM, ngày… tháng… năm … CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (họ tên chữ ký) (họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA (họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn này, em xin gởi lời cám ơn chân thành đến thầy cô môn Công Nghệ Sinh Học Đại học Bách Khoa TP-HCM giúp em chuẩn bị hành trang kiến thức từ ngày đại học Xin cám ơn Hương, quan tâm, giúp đỡ trình học tập, làm việc, nghiên cứu, đồng thời xin lỗi làm lo lắng suốt thời gian dài Xin cám ơn hỗ trợ thầy cô, anh/chị cán phịng thí nghiệm, cộng sự, em khóa giúp đỡ nhiều thời gian nghiên cứu môn Xin cám ơn bạn bè gia đình quan tâm, động viên tin tưởng Trân trọng Nguyễn Đăng Khoa i TÓM TẮT Đề tài thử nghiệm tạo chế phẩm bacteriocin từ chủng Lactobacillus acidophilus DSM 20079 ứng dụng chế phẩm ức chế vi sinh vật gây bệnh nhóm rau ăn sống, đại diện rau xà lách Kết cho thấy: sấy thăng hoa tạo chế phẩm với hoạt tính cao,1280 AU/mL, từ dịch nuôi cấy Lb acidophilus sau ngày lên men Chế phẩm ức chế chủng gây bệnh khảo sát với nồng độ ức chế tối thiểu là: 20 AU/mL chủng Bacillus cereus ATCC 11778, Staphylococcus aureus ATCC 25923; 40 AU/mL Salmonella typhimurium ATCC 14028, 80 AU/mL Escherichia coli ATCC 25922 Chế phẩm có hoạt tính ổn định bảo quản 4oC, thời gian khảo sát tháng Nồng độ bacteriocin 80 AU/mL thời gian xử lý 15 phút ứng dụng mẫu rau xà lách, giúp giảm mật độ vi sinh vật mẫu rau sau xử lý: 91,67 % ÷ 92,98 % E coli Salmonella; 96,15 % ÷ 100 % B cereus S aureus, mà không gây khác biệt cảm quan mẫu ABSTRACT Development of bacteriocin powder produced by Lactobacillus aciodphilus and application of this powder for the inhibition of some foodborn pathogens associated with fresh vegetables In this paper, bacteriocin powder was produced from Lactobacillus acidophilus DSM 20079 culture and applied to control some foodborn pathogens on fresh vegetables, which lettuce was representative sample The results showed that: freeze dried bacteriocin powder from 3-day cultivation of Lb acidophilus has 1280 AU/mL of inhibitory activity, and ability to inhibit the growth of vegetables indicator pathogens The minimum inhibitory concentrations were 20 AU/mL against strains: Bacillus cereus ATCC 11778 and Staphylococcus aureus ATCC 25923; 40 AU/mL against Salmonella typhimurium ATCC 14028, and 80 AU/mL against Escherichia coli ATCC 25922 Inhibitory activity was stable during months of storage at 4oC 15 minutes and 80 AU/mL of bacteriocin powder concentration were effective to process vegetable samples, reducing the level of foodborn pathogens on processed ii lettuce samples: 91,67 % ÷ 92,98 % against E coli and Salmonella; 96,15 % ÷ 100 % against B cereus and S aureus without changing sensory attributes of samples ❖ Một phần kết nghiên cứu liên quan trình bày báo: Nguyễn Đăng Khoa, Nguyễn Thị Ái Hồng, Nguyễn Thúy Hương, 2018 “Ứng dụng chế phẩm bacteriocin để kiểm soát vi sinh vật gây bệnh rau xà lách ăn sống”, Tạp chí Khoa học Đại học Sư Phạm TP.HCM ISSN: 1859-3100, tập 15(6) trang 170 -178 Nguyễn Đăng Khoa, Nguyễn Võ Anh Khoa, Quách Đức Tính, Nguyễn Thúy Hương, 2013 “Khảo sát độ bền hoạt tính bacteriocin Lactobaillus acidophilus tổng hợp” Hội nghị khoa học Cơng nghệ sinh học tồn quốc, Nhà xuất khoa học tự nhiên công nghệ, Trung tâm hội nghị quốc gia, Hà Nội, trang 275 - 279 Nguyễn Võ Anh Khoa, Nguyễn Đăng Khoa, Quách Đức Tính, Nguyễn Thúy Hương, 2013 “Khảo sát số nguồn carbon nitơ hữu để nâng cao khả sinh tổng hợp bacteriocin chủng Lactobacilus acidophilus”, Hội nghị khoa học Cơng nghệ sinh học tồn quốc, Nhà xuất khoa học tự nhiên công nghệ, Trung tâm hội nghị quốc gia, Hà Nội, trang 280-283 iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực Tơi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu TP.HCM, ngày… tháng… năm… Nguyễn Đăng Khoa iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii LỜI CAM ĐOAN iv DANH MỤC VIẾT TẮT vii DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC HÌNH ix MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Bacteriocin chủng LAB 1.1.1 Định nghĩa lược sử nghiên cứu 1.1.2 Phân loại, đặc điểm trình sinh tổng hợp chế tác động .4 1.1.3 Phổ kháng khuẩn đặc điểm lý hóa bacteriocin 18 1.1.4 Ứng dụng bacteriocin tình hình nghiên cứu ngồi nước 19 1.2 Rau sống mối nguy vi sinh .24 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 28 2.1 Địa điểm thời gian thực 28 2.2 Vật liệu 28 2.2.1 Các chủng giống vi sinh 28 2.2.2 Hóa chất dụng cụ mơi trường ni cấy .28 2.3 Phương pháp nội dung thực 28 2.3.1 Sơ đồ tổng quát nội dung thực 28 2.3.2 Thuyết minh sơ đồ nội dung nghiên cứu 30 2.3.3 Phương pháp thực 38 v CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .43 3.1 Giống Lactobacillus acidophilus 43 3.2 Quá trình sinh tổng hợp đặc tính bacteriocin 44 3.2.1 Quá trình sinh tổng hợp bacteriocin 44 3.2.2 Ảnh hưởng nhiệt độ, pH, enzyme đến hoạt tính bacteriocin .46 3.3 Chế phẩm bacteriocin 49 3.4 Đánh giá chế phẩm bacteriocin .52 3.4.1 Khả ức chế chủng vi khuẩn gây bệnh .52 3.4.2 Nồng độ ức chế tối thiểu 53 3.4.3 Độ ổn định hoạt tính chế phẩm theo thời gian .54 3.5 Ứng dụng chế phẩm kiểm soát vi sinh vật gây bệnh mơ hình trung gian giá đỗ .56 3.5.1 Gây nhiễm đơn chủng gây bệnh 56 3.5.2 Gây nhiễm hỗn hợp chủng gây bệnh .60 3.6 Ứng dụng chế phẩm mẫu rau xà lách thực tế 62 3.6.1 Đánh giá vi sinh mẫu rau sau xử lý 62 3.6.2 Đánh giá cảm quan mẫu rau sau xử lý 65 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67 4.1 Kết luận 67 4.2 Kiến nghị .67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 vi DANH MỤC VIẾT TẮT AP Active Packaging GRAS Generally Recognized as Safe LAB Lactic Acid Bacteria MAP Modified Atmosphere Pakaging MIC Minimum Inhibitory Concentration vii LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: NGUYỄN ĐĂNG KHOA Ngày, tháng, năm sinh: 30/05/1990 Nơi sinh: Kiên Giang Địa liên lạc: 2/66/1 Đường Thiên Phước, Phường 9, Quận Tân Bình, TP.HCM Q TRÌNH ĐÀO TẠO - 09/2008 - 04/2014: Đại học trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh - 09/2014 đến nay: Học cao học ngành công nghệ sinh học, trường Đại học Bách Khoa – Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh Q TRÌNH CƠNG TÁC - 2015 - 2017: Nhân viên QA nhà máy Kido Củ Chi ... Sinh Học Mã số: 60 42 02 01 I TÊN ĐỀ TÀI: Thử nghiệm tạo chế phẩm bacteriocin sinh tổng hợp từ Lactobacillus acidophilus ứng dụng ức chế số vi sinh vật gây bệnh nhóm rau ăn sống II NHIỆM VỤ VÀ... Lactobacillus acidophilus ứng dụng ức chế số vi sinh vật gây bệnh nhóm rau ăn sống? ?? Mục tiêu nghiên cứu Đề tài thực nhằm: - Thử nghiệm tạo chế phẩm bacteriocin sinh tổng hợp từ Lactobacillus acidophilus. .. chế phẩm với số vi sinh vật gây bệnh thị nhóm rau ăn sống (định hướng ứng dụng phần 2) Khảo sát độ ổn định chất lượng chế phẩm theo thời gian bảo quản Ứng dụng chế phẩm nhóm rau ăn sống 2.1 Ứng