Bài Báo Cáo: Vi Sinh Thực Phẩm Bacteriocin Và Ứng Dụng

ĐH NƠNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM  Bài Báo Cáo: Vi Sinh Thực Phẩm Bacteriocin Và Ứng Dụng GVHD: TS Vũ Thị Lâm An Nhóm báo cáo: Nguyễn Hồng Y: 10156091 Đỗ Ngun Nhất: 10156051 Nguyễn Thế Bình: 10156004 Nguyến Thị Phương Trang: 10156081 Mục lục I)Bacteriocin 1,Định nghĩa 2,Cấu trúc 3,Đặc điểm, tính chất 4,Cơ chế hoạt động 5,Ứng dụng II)Nisin 1,Cấu trúc 2,Tính kháng khuẩn nisin 3,Cơ chế hoạt động 4,Nisin chế biến bảo quản thực phẩm a) Là chất bảo quản an tàn với người sử dụng b) Ứng dụng nisin công nghiệp thực phẩm c) Hàm lượng sử dụng hạn chế d) Chế phẩm nisin I)Bacteriocin Bacteriocin A.Gratia tìm thấy năm 1925 trình nghiên cứu tìm cách tiêu diệt vi khuẩn, kết cơng trình thúc đẩy phát triển nghiên cứu chất kháng sinh chất kháng khuẩn sinh từ vi khuẩn Ông gọi chất phát Colicin có khả tiêu diệt E.Coli 1, Định nghĩa Bacteriocin chất kháng khuẩn có chất peptide tổng hợp riboxom vi khuẩn Gram âm vi khuẩn Gram dương để ức chế vi khuẩn cạnh tranh khác Bacteriocin có hoạt tính kháng vi sinh vật cạnh tranh ổ sinh thái thường kháng loài (phổ hẹp) qua chi (phổ rộng) 2,Đặc điểm, tính chất Bacteriocin tổng hợp vi khuẩn gặp điều kiện ức chế - tác động môi trường sống, cạnh tranh nguồn dinh dưỡng, không gian sống Bacteriocin có chất peptid kháng khuẩn sinh vi khuẩn để chống lại vi khuẩn khác Như vậy, loại vi khuẩn tạo loại bacteriocin có khả kháng lại bacteriocin đó( Các tế bào sản xuất miễn dịch với hoạt tính bacteriocin) Hiện có nhiều cơng trình nghiên cứu bacteriocin báo cáo tài liệu tham khảo, song trình tự amino acide hầu hết bacteriocin chưa xác định Người ta xác định trình tự aide amine 45 loại bacteriocin Các bacteriocin có hoạt tính kháng khuẩn cao chí nồng độ thấp Hiệu kháng khuẩn bacteriocin với tế bào vi khuẩn mẫn cảm không phụ thuộc vào số lượng acide amine có phân tử Đặc tính diệt khuẩn cao pH thấp, tương đối bền nhiệt độ cao không bị ảnh hưởng dung môi hữu Các anion nồng độ cao làm giảm hiệu diệt khuẩn số bacteriocin tích điện dương nhờ loại bỏ cạnh tranh Các enzyme thủy phân protein tích điện âm thủy phân peptide này, từ dẫn đến hoạt tính Do có chất protein (thử nghiệm với enzyme phân giải protein trypsin, pepsin) nên bacteriocin không gây tác dụng phụ, không gây phản ứng dị ứng thể người vấn đề sức khỏe bị phân cắt nhanh chóng protease, lipase đường tiêu hóa Bacteriocin có phổ kháng khuẩn tương đối hẹp, tiết vào môi trường để ức chế sinh trưởng vi khuẩn hay bào tử, tiêu diệt vi khuẩn quan hệ gần gũi với chủng sản xuất Vì có hoạt tính kháng khuẩn nên trước đây, bacteriocin bị nhầm lẫn “các chất kháng sinh” Năm 1965, Reeves cộng tìm khác biệt bacteriocin với chất kháng sinh đặc điểm đặc trưng: Bacteriocin có chất protein Chính khác biệt tạo nên đặc tính ưu việt bacteriocin ứng dụng bảo quản thực phẩm Các bacteriocin có dạng hoạt động kháng khuẩn khác với kháng sinh Các đặc điểm Bacteriocins Các kháng sinh Ứng dụng Thực phẩm Tổng hợp Riboxom (sản phẩm chuyển hóa bậc Sản phẩm chuyển hóa 1) bậc Hoạt tính Phổ hẹp Phổ rộng Miễn dịch tế bào chủ Có Khơng Sự có mặt tế bào Có mặt miễn dịch tế bào chủ Dạng hoạt động Y học Vắng mặt Hầu hết qua hình thành lỗ Màng tế bào hay tác động lên tổng đích nội bào hợp sinh học thành tế bào Ảnh hưởng độc lên tế Không bào nhân chuẩn Có Sự khác biệt bacteriocin kháng sinh 3, Phân loại Cho tới có khoảng 200 loại bacteriocin xác định, nhiên việc phân loại chúng chưa xác định rõ ràng vấn đề tranh cãi Bacteriocin phân loại với nhiều tiêu chí khác như: họ vi khuẩn sản xuất, trọng lượng phân tử chúng trình tự chuỗi amino acide Bacteriocin chia làm ba lớp Lớp I: Lantibiotics peptide nhỏ có trọng lượng phân tử (< kDa) ổn định nhiệt hoạt động theo cấu trúc màng tế bào Lantibiotic bacteriocin lớp I chia thành hai lớp phụ Lớp Ia: bao gồm cách tương đối hình thon dài, nói chung hoạt động việc tạo lỗ màng tế bào chất loài nhạy cảm Nisin thuộc vào nhóm Lớp phụ Ib: peptit đặc trưng hình cầu,khơng linh động, tích điện âm khơng tích điện chúng thể hoạt động cách gây nhiễu phân tử enzyme thiết yếu vi khuẩn nhạy cảm Đại diện: Mersacidin… Bacteriocin lớp I (a):Nisin; (b): Mersacidin Lớp II: Non-Lantibiotics peptide có trọng lượng phân tử biến thiên, thơng thường nhỏ (< 10 kDa), ổn định nhiệt, chứa aminoaxít thơng thường Nhóm chia cắt vào ba nhóm nhỏ: Lớp IIa: lớp lớn gồm peptide hoạt động chống Listeria, đại diện đặc trưng cho nhóm pediocin PA-1 Leucocin A Sakacin P Các bacteriocin nhóm hứa hẹn có ứng dụng nhiều công nghiệp nhờ vào hoạt động kháng Listeria mạnh chúng Thậm chí chúng cịn ý nhiều so với bacteriocin lớp I (nisin) chúng khơng có phổ ức chế rộng chúng khơng tiêu diệt giống khởi động Leucocin A Lớp IIb:được hình thành phức hợp hai peptide riêng biệt, peptide khơng hoạt động Bacteriocin đặc trưng cho nhóm là: Lactococcin G, Plantaricin EF Plantaricin JK Plantaricin Lớp IIc: peptide nhỏ, bền nhiệt, gồm bacteriocin không đồng nên phương thức hoạt động chúng khác nhau.Trong phân lớp tìm thấy bacteriocin Divergicin A Acidocin B Lớp III: lớp bao gồm peptide lớn có trọng lượng phân tử lớn > 30 kDa, khơng tan, khơng bền nhiệt Nhóm bao gồm enzyme ngoại bào kháng lại vi khuẩn bắt chước hoạt động sinh lí bacteriocin Các bacteriocin lớp III phân lập từ thành viên giống Lactobacillus Đại diện: Acidofilicin A Lactacins A,B 4, Cơ chế hoạt động Các bacteriocin thường có hiệu chống lại vi khuẩn Gram dương như: Bactobaccilus, Listeria monocytogenes, salmonella tiphymurium Các bacteriocin LAB khơng hiệu kiềm chế ức chế hoạt động vi khuẩn Gram âm màng chúng gây cản trở cho hoạt động bacteriocin Những màng ngăn cản chất kháng sinh, chất tẩy rửa thuốc nhuộm xâm nhập tế bào chất Tuy nhiên có vài nghiên cứu cơng bố hoạt động bacteriocin chống lại vi khuẩn nhóm VD: Plantaricin 35d sản xuất Lactobacillus plantarium chống lại Aeromas hydrophita sản xuất Streptococcus thermophilus hoạt động chống lại E.Coli Yersinia entercolittica Các chế hoạt động enzyme: ức chế nảy mầm bào tử ngừng hoạt động chất mang anion thơng qua hình thành lỗ Các bacteriocin có tính diệt khuẩn định khuẩn, tác động chịu ảnh hưởng nhiều số yếu tố như: lượng bacteriocin độ tinh khiết nó, tình trạng sinh lí tế bào thị điều kiện thí nghiệm Có khả lớp I lớp II sử dụng chế hoạt động giống Các peptide liên kết màng huyết tương thông qua tương tác tĩnh điện với phospholipide tích điện âm Vì vậy, việc xâm nhập bacteriocin ngang qua màng tế bào phụ thuộc vào điện màng điều khiển pH phospholipide Các đơn phân tử bacteriocin hình thành khối protic dẫn đến việc hình thành lỗ Kết dẫn đến thất thoát ion chủ yếu (K Mg).Tổn thất lượng proton tế bào chất, thất thoát ATP acide amine Lượng proton tế bào chất có vai trị tổng hợp ATP dy chuyển vi khuẩn Phương thức hoạt động bacteriocin nhóm III khơng biết đến Do đó, địi hỏi phải nghiên cứu nhiêu để làm sáng tỏ 5.Kiểu hoạt động Trong giả thiết rộng kiểu hoạt động bacteriocins, giả thiết tương tác bacteriocins với tế bào nhạy cảm bao gồm giai đoạn Giai đoạn thứ tương ứng với hút bám vật lý phân tử bacteriocin để tiếp cận thụ quan bên ngồi tế bào pha thuận nghịch Sự tổn thương sinh lý học không thường xuyên tạo loại bỏ bacteriocin giai đoạn Trong thời gian vừa phải sau , giai đoạn phát triển mà thay đổi bệnh lý không thuận nghịch bị ảnh hưởng qua tổn thương sinh hóa đặc trưng Nghiên cứu colicins thấy hút thụ quan đặc trưng vỏ bên sinh vật Giaiđoạn1 : Sự hút bám vật lý để tiếp cận với thụ quan tế bào