BÁO CÁO VI SINH THỰC PHẨMBACTERIOCIN – CHẤT KHÁNG KHUẨN TỪ VI KHUẨNLACTIC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM ************** BÁO CÁO VI SINH THỰC PHẨM BACTERIOCIN – CHẤT KHÁNG KHUẨN TỪ VI KHUẨN LACTIC GVHD: Vũ Thị Lâm An Thành viên nhóm: Nguyễn Thị Hồng Nhung Trần Hà Sơn Nguyễn Thị Ngọc Tô Nhật Khôi Võ Thị Linh Kha Lê Thanh Tùng Huỳnh Duy Sơn NỘI DUNG: I BATERIOCIN Giới thiệu bacteriocin Các chủng vi sinh vật có khả sản sinh bacteriocin 2.1 Chủng latococus lactic 2.2 Các vi sinh vật khác sản sinh bateriocin Phân loại Cơ chế II NISIN Khái niệm Cấu trúc Đặc điểm Cơ chế III ỨNG DỤNG BACTERIOCIN MỞ ĐẦU Ngày nay,nhu cầu ăn uống xã hội ngày nâng cao Cũng từ đó, việc an tồn vệ sinh thực phẩm trọng đẩy mạn Bảo quản thực phẩm nói chung phụ gia thực phẩm hay bao bì thực phẩm nói riêng vấn đề nóng bỏng xã hội Nếu chất phụ gia thực phẩm có nguồn gốc hóa học tác dụng phổ rộng với nhiều loại vi sinh vật gây ảnh hưởng đến sức khỏe người hướng nghiên cứu chất chống vi sinh vật có nguồn gốc tự nhiên, an tồn đặc hiệu với loài vi sinh vật gây hại quan tâm Và việc tìm bacteriocin bước ngoặc lớn bảo quản thực phẩm.đây chất có nguồn gốc sinh học cho phép sử dụng bảo quản thực phẩm nhiều nước phát triển Lồi có khả sinh tổng hợp khơng có xa lạ với chúng ta, vi khuẩn lactic, vi khuẩn mà người sử dụng thực phẩm ngàn năm Các chủng vi khuẩn lactic khác có khả sinh tổng hợp loại bacteriocin khác nhau.với số lượng khác Vì mà việc tìm nguồn tự nhiên phân lập chủng vi khuẩn có khả sinh tổng hợp hàm lượng chất chống vi sinh vật cao cần thiết Từ thự tiễn đó,việc tìm chủng lactic có khả sinh tổng hợp bacteriocin sản xuất loại bacteyiocin sử dụng việc bảo quản thực phẩm an tồn cần thiết có ý nghĩa quan trọng I BACTERIOCIN Sơ lược bacteriocin Bacteriocin tên chung peptide vi khuẩn tổng hợp có hoạt tính kìm hãm đặc hiệu hay ức chế mạnh mẽ sinh trưởng phát triển số vi khuẩn khác Điểm đặc biệt bacteriocin chúng khơng có hoạt tính kháng sinh điển hình, nghĩa chúng kìm hãm khơng trực tiếp làm chế vi sinh vật Chính lý nên thời kỳ đầu người tập trung vào phát triển chất kháng sinh, cịn chế phẩm bacteriocin bị xem nhẹ khơng quan tâm mức Theo thời gian sử dụng chất kháng sinh tượng kháng thuốc xuất ngày trở nên trầm trọng gián tiếp xác nhận đặc tính quý giá bacteriocin nguy gây hiệu ứng chúng thấp Nhờ mà việc nghiên cứu, sản xuất sử dụng bacteriocin hồi phục phát triển Các chế phẩm bacteriocin điền hình nisin, diplococin, subtilin, lactostrepcin, bacteriocin 850, monocin (từ Lactococus), pediocin A, pediocin PA – 1, pediocin ACH (từ Pediocucus), lactocidin, acidolin, acidophilin, reuterin, lactocin F, lactocin 27, helveticin J (từ Lactobaccillus), leuconocin S, carnocin UI49, micrigrad (từ Leuconostoc), propiocin PLG – 1, jenserin G (từ Propionicbacterium) Bacteriocin tìm thấy lần Gratia vào năm 1925, sản xuất chủng E.coli để chống lại chủng khác dịch nuôi cấy Thuật ngữ “colocine” đặt tên Gratia Fredericq (1946), bacteriocin sử dụng Jacob et al (1953) thuật ngữ chung cho protein có đặc tính kháng khuẩn cao Thuật ngữ colocine ngày để protein có tính kháng khuẩn sản xuất nhiều loài E.coli loài thuộc họ Enterobacteriaceae Bacteriocin từ LAB Hầu hết nghiên cứu bacteriocin tập trung chủ yếu nhóm vi khuẩn lactic từ xa xưa người ta biết sử dụng vi khuẩn lactic bảo quản thực phẩm ngăn ngừa nhiễm vi khuẩn gây bệnh Bởi LAB chất chuyển hóa chúng tiêu thụ với số lượng cao qua nhiều hệ người tiêu thụ thực phẩm truyền thống mà khơng có ảnh hưởng có hại LAB tiếp tục nguồn sản xuất bacteriocin sử dụng thực phẩm, kể dạng hợp chất tinh khiết hay dịch chiết từ mơi trường phát triển Có thể thu bacteriocin thô cách nuôi chủng LAB sản xuất bacteriocin phức hợp chất Dịch lên men thơ có chứa chất khác bên cạnh bacteriocin LAB vi khuẩn nuôi cấy sử dụng nghành sản xuất thực phẩm lên men, chúng hiển nhiên sử dụng nhiều cho biến đổi gen để tạo chủng công nghiệp bị thiếu gen điều hòa sinh tổng hợp nên bacteriocin mong muốn Vì có hoạt tính kháng khuẩn nên trước đây, bacteriocin bị nhằm 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 Bacteriocin khác biệt với kháng sinh: + Được tổng hợp ribosom + Phương thức hoạt động khác biệt với kháng sinh + Tế bào chủ miễn dịch với chúng + Phổ kháng khuẩn hẹp kháng sinh + Có thể sử dụng bảo quản thực phẩm Các chủng vi sinh vật có khả sản sinh bacteriocin Đặc điểm chung vi khuẩn lactis Vi khuẩn lactis vi khuẩn gram dương , chịu acid, khơng hình thành bào tử, hình que hình cầu, phát triển tối ưu pH từ 5,5- 5,8 Những vi khuẩn sản xuất acid lactis sản phẩm cuối trình lên men cacbohydrate Đặc điểm gắn liền vi khuẩn lactis với thực phẩm lên men để acid hóa ngăn chặn phát triển tác nhân gây hư hỏng Protein bacteriocin sản xuất nhiều chủng vi khuẩn lactis, có vai trò ngăn cản vi sinh vật gây hư hỏng gây bệnh Các giống vi khuẩn lactis chủ yếu là: Lactobacillus, lactococcus, Streptococcus, Pediococcus, Enterococcus… Trong giống vi khuẩn lactis chủng lactococcus có vai trị quan trọng, có khả sinh tổng hợp bacteriocin 2.1 Chủng latococus lactic a Giới thiệu Chủng lactococcus lactic (lc.lactic) vi sinh vật quan trọng sản xuất thực phẩm lên men ngày bơ, sữa chua, kem, fomat Chúng sản xuất nhiều hợp chất có hoạt tính kháng khuẩn, bao gồm bacteriocin Các hợp chất xuất sản phẩm cuối trình biến dưỡng Dựa vào đặc tính sinh hóa, lc Lactic phân thành : Lc, lactic subsp Lactic; Lc Lactic subsp.cremoris lc Lactic subsp.cremoris.lactic có khả phát triển nhiệt độ 400C, sống nồng độ muối ăn lên đến 4.0% sản xuất ammoniac từ arginine Lc Lactic subsp.cremoris khơng có tính chất Một đặc điểm quan trọng nghành công nghiệp chủng Lc.lactic plasmid mã hóa, có nghĩa plasmid mang gen có đặc tính biến dưỡng lactose sản xuất proteinase tính kháng bactriophage Các plasmid biến dưỡng quan trọng khác chức chúng Lactococcus mơ tả Do đó, có hiểu biết gen plasmid, kiểm soát biến dưỡng đường sucrose, galactose, mannose, xylose, glucose, sử dụng xitrat, … Thêm vào đó, lactococcus chứa nhiều plasmid, kích thước từ 1- 100kbp Plasmid mã hóa cho bacteriocin thường lớn kích thước chúng thường từ 81-133kbp Chủng Lc.lactic thường có từ 2-11plasmid DNA, số lượng phổ biến thường từ 4-7 b Tính chất - Biến dưỡng protein Giống tất vi khuẩn Lactis khác, Lactococus có nhu cầu dinh dưỡng phức tạp Chúng địi hỏi protein, peptide, amino acid, nucleic acid, vitamine, … Trong sữa, nồng độ isoleucine, leucine, valine, … cần thiết cho Lactococus thấp 1mg/l Nó bao gồm amino acid tự do, cung cấp nguồn nitơ cho khoảng 2% mật độ tế bào Trong sữa chiếm khoảng 80% casein, trở thành nguồn nitơ sơ cấp dùng hết nitơ từ nguồn protein - Biến dưỡng lactose Biến dưỡng lactose chủng Lc.lactis khác với vi khuẩn lactis khác dị hóa lúc glucose galactose Vai trị việc dị hóa lúc để sinh lượng acid lactic (sản phẩm phụ) - Biến dưỡng citrate Trong nhóm Lactococus Lc.lactis subsp.lactis biovar diacerylactis có khả biến dưỡng citrate sữa Sản phẩm cuối trình biến dưỡng diacetyl, acetoin, acid acetic, carbondioxide, … Chúng tạo nên hương vị cho loại thực phẩm Citrate vận chuyển vào tế bào mà khơng cần có biến đổi Phản ứng xúc tác enzyme citrate permease - Sinh tổng hợp bacteriocin Các chủng thuộc lồi Lc.lactis có khả sinh tổng hợp hoạt chất có hoạt tính kháng khuẩn bao gồm bacteriocin Các hợp chất xuất sản phẩm cuối trình biến dưỡng Bacteriocin từ Lactococus protein nhỏ, bền nhiệt, chống lại vi khuẩn lân cận Nisin bacteriocin biết đến nhiều nhất, có 34 amino acid, thuộc nhóm lantibiotic Nisin bacteriocin từ vi khuẩn lactis cho phép làm chất phụ gia thực phẩm 2.2 Một số vi sinh vật khác sản sinh bacteriocin Bacteriocin Laticin 3714 Plantaricin C Vi sinh vật Lc Lactis Lactobacillus Plantarum MW Đặc tính 2847 Bền nhiệt 1000C 10 phút pH hay 900C pH 10 phút Nhạy cảm với trypsin, chymotrypsin, proteinase K pronase E, kháng pepsin 35004000 Ổn định nhiệt độ phòng nhiệt độ thấp, bền nhiệt 100 0C 60 phút hay 1210C 10 phút Hầu hết ổn định pH acid trung tính Nhạy cảm với pronase, trypsin alphachymotrypsin, kháng lại pepsin, proteinase K, alpha-amylase lipase Bavaricin A Piscicolin 126 Variacin Lactobacillus Bavaricus Carnobacterium piscicola JG126 Micrpcoccus varians 35004000 Bền nhiệt 1000C 60 phút Ổn định pH 2.0 đến 9.7, nhạy cảm với pepsin, trypsin, pronase E, proteinase K chymotrypsin A, kháng lại với catalase 4416 Ổn định pH 2.0 sau lưu trữ tháng 40C bền nhiệt 1000C 120 phút pH 2-3, trở nên ổn định pH tăng Nhạy cảm với alphachymotrypsin, protease type I, XIV, XXIII 2658 Ổn định pH từ đến 10, bền nhiệt 1150C 20 phút, nhạy cảm với pronase E, proteinase K, ficin, kháng catalase Phân loại bacteriocin Hầu hết bacteriocin từ LAB có tính cation, kị nước hay phân tử lưỡng cực, hình thành từ khoảng 20 đến 60 gốc amino acid Bacteriocin phân loại với nhiều tiêu chí khác như: họ vi khuẩn sản xuất, trọng lượng phân tử chúng trình tự chuỗi amino acid Các bacteriocin thường chia thành nhóm Nhóm I: gồm lantibiotic peptide nhỏ có trọng lượng phân tử