Khi vào đƣờng tiêu hóa, vi sinh vật sẽ phải tiếp xúc với các điều kiện khắc nghiệt: dịch dạ dày, muối mật…. Có thể bảo vệ VSV bằng cách vi nang hoá chúng trong hạt vi nang bởi màng bao có tác dụng nhƣ rào chắn bảo vệ vi sinh vật và kỹ thuật vi nang hóa phải giúp giảm diện tích tiếp xúc của vi sinh vật với môi trƣờng... đồng thời khi đến môi trƣờng có điều kiện thuận lợi – ruột non, hạt vi nang phải giải phóng đƣợc vi sinh vật.
Mục tiêu
Sơ bộ xác định khả năng bảo vệ vi sinh vật trong dịch dạ dày giả và khả năng giải phóng vi sinh vật ở ruột non của hạt vi nang.
3.2.1.1. Khảo sát khả năng bao gói vi sinh vật của hạt vi nang trong môi trường acid mô phỏng dịch dạ dày
Tiến hành
2.3.4.Tiến hành đông khô hạt thu đƣợc (phƣơng pháp nêu ở mục 2.3.5).Ngâm 1 g hạt vi nang sau đông khô trong 100 ml dung dịch HCl có pH 2,0 và pH 3,0, ủ trong
tủ ấm 370C, lắc 100 vòng/phút. Xác định độ trƣơng nở của hạt vi nang(phƣơng pháp
nêu ở mục 2.3.7).Lặp lại thí nghiệm 3 lần.
Kết quả thể hiện qua bảng
Bảng 3.3.Độ trƣơng nở của các loại hạt vi nang sau khi tiếp xúc với dịch dạ dày mô
phỏng
Tá dƣợc sử dụng
Độ trƣơng nở của hạt vi nang (mm3 ) pH 2,0 – 1h pH 2,0 – 2h pH 3,0 – 1h pH 3,0 - 2h Tinh bột 10% 3,345 ± 0,316 3,818 ± 0,179 5,456 ± 0,220 7,072 ± 0,176 TB + SG 2,527 ± 0,337 3,183 ± 0,303 4,304 ± 0,298 6,033 ± 0,340 Sữa gầy 10% 3,362 ± 0,297 3,671 ± 0,278 4,534 ± 0,142 6,889 ± 0,129 Nhận xét và bàn luận
Khi lấy dịch ngâm hạt vi nang làm tiêu bản không thấy có VSV, nuôi cấy trên thạch MRS không thấy có khuẩn lạc chứng tỏ hạt vi nang trong nghiên cứu hầu nhƣ không giải phóng VSV.
Khi pH môi trƣờng tăng từ pH 2,0 đến pH 3,0, độ trƣơng nở của hạt vi nang cũng tăng theo. Điều này đƣợc giải thích do alginat là polymer mạch thẳng của acid β-D–manuronic và aicd α-L-guluronic. Các monomer này có 1 nhóm carboxylic với giá trị pKa tƣơng ứng là 3,38 và 3,65 [20], và pKa của alginat gần với các giá trị này. Do đó, khi pH môi trƣờng tăng làm tăng ion hóa các nhóm carboxy của alginat tạo ra nhiều nhóm ion carboxy dọc theo mạch của phân tử alginat. Các trung tâm anion này sẽ đẩy nhau làm giãn các chuỗi trong mạng, tạo điều kiện cho các phân tử nƣớc thâm nhập vào hạt[14]. Đồng thời theo nghiên cứu của Cristian Tapia, khi nồng độ ion trong mạng lƣới gel cao sẽ tăng lƣu lƣợng nƣớc vào gel do thẩm thấu, dựa theo thế cân bằng Donnan, kéo theo mức độ trƣơng nở tăng [18]. Kết quả thực nghiệm thu đƣợc hoàn toàn đồng nhất với các thực nghiệm trƣớc đây của
CristianTapia và của Anamika Roy cùng cộng sự [14], [18].
Khi tiếp xúc với các môi trƣờng có pH khác nhau, sau các khoảng thời gian 1h và 2h, các loại hạt vi nang phối hợp alginat với tinh bột và sữa gầy có độ trƣơng nở tƣơng đƣơng nhau. Điều đó chứng tỏ tinh bột và sữa gầy không có ảnh hƣởng đến độ trƣơng nở của hạt vi nang.
Nhƣ vậy, hạt vi nang không giải phóng VSV khi tiếp xúc với môi trƣờng acid mô phỏng dịch dạ dày.Các loại hạt vi nang phối hợp alginat với tinh bột và sữa gầy có độ trƣơng nở tƣơng đƣơng nhau. Về mặt cảm quan, trong điều kiện khắc nghiệt của đƣờng tiêu hóa, các loại hạt vi nang có tác dụng bảo vệ vi sinh vật tƣơng đƣơng nhau.
3.2.1.2. Khảo sát khả năng giải phóng vi sinh vật của hạt vi nang trong dung dịch mô phỏng dịch ruột
Tiến hành
Hạt sau khi ngâm trong dịch dạ dày giả đƣợc tiếp tục đƣa vào các môi trƣờng sau: môi trƣờng đệm phosphat pH 6,8; môi trƣờng đệm borat pH 6,8; môi trƣờng NaOH pH 6,8, lắc 100 vòng/phút. Quan sát và xác định thời gian hạt vi nang rã hoàn toàn.
Kết quả
Bảng 3.4.Thời gian rã của hạt vi nang phối hợp alginat với tinh bột và sữa gầy
trong dịch ruột mô phỏng
Tá dƣợc sử dụng
Thời gian rã hoàn toàn của hạt vi nang (phút) MT đệm phosphat pH
6,8
MT đệm borat pH 6,8
Tinh bột 10% 20 21
Tinh bột+sữa gầy 22 21
Sữa gầy 10% 20 20
Nhận xét và bàn luận
toàn trong vòng từ 20 - 22 phút, giải phóng toàn bộ lƣợng vi sinh vật. Hạt bị rã theo cơ chế hoà tan do alginat có khả năng tạo phức hoà tan với các gốc acid đa chức. Kết quả này tƣơng đồng với kết quả thu đƣợc của tác giả Thu Trang, tác giả Cristian Tapia và cộng sự đã tiến hành trƣớc đó [9], [10].
Trong môi trƣờng NaOH pH 6,8: sau 35 phút, các hạt vi nang trƣơng nở mạnh, trở nên mềm vụn.Điều này đƣợc giải thích do sự giãn chuỗi trong mạng gel và sự kéo nƣớc vào hạt do thẩm thấu dẫn đến hạt bị trƣơng nở (tƣơng tự mục 3.2.1.1).
Hạt vi nang phối hợp alginat với tinh bột và sữa gầy khi tiếp xúc với dịch ruột mô phỏng sẽ rã hoàn toàn và giải phóng vi sinh vật. Nhƣ vậy, khi đến nơi thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật thì các hạt vi nang này có thể giải phóng chúng.
3.2.2. So sánh tác dụng bảo vệ L. acidophilus của hạt vi nang phối hợp alginat với tinh bột và sữa gầy trong dịch dạ dày mô phỏng