Kết quả kiểm nghiệm cho thấy sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lƣợng dƣợc điển Anh (BP 2010) [22]. Trong quá trình lên men và sau tinh chế hầu nhƣ không có các tạp hữu cơ khác nhƣ acid lactic, acid acetic, acid formic, ethanol - những sản phẩm phụ của quá trình lên men, điều này chứng tỏ chủng Lactobacillus acidophilus ATCC 4356 lên men trong điều kiện thí nghiệm và phƣơng pháp tinh chế áp dụng cho sản phẩm chủ yếu là acid lactic, đã kết hợp với Magnesi carbonat có trong môi trƣờng nuôi cấy để tạo thành Magnesi lactat.
Phù hợp với nghiên cứu của Gerrit Leendert Nanninga (2005), Magie lactat thu đƣợc rất tinh khiết. Do đó bất kỳ nguồn carbohydrat có thể đƣợc sử dụng, thậm chí nguồn carbohydrat tƣơng đối thô, ví dụ sucrose, tinh bột (lỏng), rỉ đƣờng [37], hay nghiên cứu của Bode Harold Eli và các cộng sự
72
(1969) đã đƣa ra quy trình tinh chế Magie lactat từ một hỗn hợp chiết acid lactic thô với rỉ đƣờng, sữa và các loại rƣợu, thu tinh thể Magie lactat có độ tinh khiết cao [19]. Nghiên cứu có thể áp dụng để tận dụng nguồn phế phẩm để sản xuất một nguyên liệu giá rẻ dùng trong công nghiệp và Y tế.
73
ẾT LUẬN VÀ IẾN NG Ị
Kết luận
Sau thời gian thực hiện đề tài, nghiên cứu đã đạt đƣợc một số kết quả sau:
1. Đã lựa chọn một số điều kiện của quá trình nuôi cấy Lactobacillus acidophilus sinh tổng hợp Magnesi lactat quy mô phòng thí nghiệm để nâng cao hiệu suất đạt 72%.
Đã xây dựng phƣơng trình tƣơng quan tuyến tính giữa độ OD600 và mật độ tế bào với hệ số tƣơng quan R2
= 0,98.
Đã khảo sát ảnh hƣởng của ion Mg2+ đối với quá trình nuôi cấy L. acidophilus: nồng độ ionMg2+ từ 0,5% đến 2,0% không có ảnh hƣởng đến sự sinh trƣởng, phát triển của vi sinh vật và còn làm tăng khả năng sinh acid lactic của vi sinh vật nghiên cứu.
Đã lựa chọn đƣợc phƣơng thức bổ sung dần Magnesi cacbonat sau mỗi 24 giờ để môi trƣờng nuôi cấy duy trì pH = 6,0.
Đã lựa chọn nguồn hydrat carbon thích hợp là glucose với nồng độ 9%, và thời điểm thu sản phẩm là 72 giờ.
2. Đã lựa chọn phƣơng pháp và điều kiện của quá trình kết tinh: cô dịch kết tinh còn 30ml và gãi kết tinh 2 – 5 phút đến khi tạo hỗn dịch đặc, nhiệt độ kết tinh thƣờng 25 – 30oC và thời gian kết tinh là 6 giờ.
3. Đã xác định cấu trúc và kiểm nghiệm Magnesi lactat theo tiêu chuẩn Dƣợc Điển Anh 2010.
Bằng phổ hồng ngoại (IR), phổ khối lƣợng phân tử (MS), cộng hƣởng từ proton (1H-NMR) và xác định công thức muối ngậm nƣớc đã chứng minh hợp chất nghiên cứu có cấu tạo phù hợp công thức muối Magnesi lactat dihydrat.
74
Kiểm nghiệm sản phảm Magnesi lactat đạt các chỉ tiêu theo tiêu chuẩn Dƣợc Điển Anh 2010 về: định tính ion Mg2+, định tính ion lactat, định lƣợng sản phẩm Magnesi lactat đạt 98,25%.
Kiến nghị
Để đề tài có tính ứng dụng trong thực tế, chúng tôi xin đƣa ra một số đề xuất nhƣ sau:
- Tiếp tục nghiên cứu quá trình lên men sinh tổng hợp Magnesi lactat bằng các chủng vi khuẩn hay sử dụng trong công nghiệp khác để nâng cao hiệu suất nhƣ Lactobacillus delbrueckii.
- Mở rộng nghiên cứu về việc sử dụng các nguồn nguyên liệu rẻ tiền hơn (phụ phẩm của các ngành công nghiệp khác, nhƣ rỉ đƣờng, cám gạo…) để phục vụ nâng cấp quy trình sinh tổng hợp Magie lactate lên quy mô lớn, ứng dụng vào sản xuất công nghiệp.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1.Kiều Hữu Ảnh (1999), Giáo trình vi sinh vật học công nghiệp, tr.40 – 50, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.
2.Ngô Lâm Tuấn Anh (2010), Công nghệ sản xuất acid lactic, tr.41 –
54, Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh.
3.Bộ Y Tế (2012), Dược điển Việt Nam IV, tr.375.
4.Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng một số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, tr.27-99, 296-346, Nhà xuất bản Giáo Dục.
5.Nguyễn Lân Dũng, Phạm Văn Tý, Dƣơng Văn Hợp, Nguyễn Liên Hoa, Định Thúy Hằng, Đào Thị Lƣơng, Nguyễn Thị Hoài Hà, Lê Hoàng Yến, Nguyễn Kim Nữ Thảo, Nguyễn Văn Bắc, Hoàng Văn Vinh (2012), Vi sinh vật học phần I, tr. 134 – 137, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.
6.Kiều Thị Hồng (1999), Tối ưu hóa quá trình lên men sinh tổng hợp Calci lactat, Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ dƣợc học, Trƣờng Đại học Dƣợc Hà Nội, tr. 1 - 15.
7.Nguyễn Văn Thanh (2010), Công Nghệ sinh học Dược, tr. 100 – 110, Nhà xuất bản Giáo dục.
8.Từ Minh Koóng, Đàm Thanh Xuân (2013), Cơ sở công nghệ sinh học và sản xuất dược phẩm, tr. 42-54, Nhà xuất bản Y Học.
9.Nguyễn Đức Lƣợng, (1996), Công nghệ vi sinh vật tập 3, Thực phẩm lên men truyền thống, Trƣờng đại học kỹ thuật TP HCM, tr. 67 - 69.
10. Nguyễn Đình Triệu (2005), Các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý, tập II, tr. 145 – 170, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.
Tiếng Anh
11. Abrams S. A., Chen Z., and Hawthorne K. M. (2014), “Magnesium metabolism in 4-year-old to 8-year-old children”, J Bone Miner Res. 29(1), p. 118-122.
12. Afsar B. and Elsurer R. (2014), “The relationship between magnesium and ambulatory blood pressure, augmentation index, pulse wave velocity, total peripheral resistance, and cardiac output in essential hypertensive patients”, J Am Soc Hypertens. 8(1), p. 28-35.
13. Agustin, Van Breugel, Willem Jacob, Peter Paul (2013), “Patent Purac biochem", Patent WO2013/117687, p. 1,2.
14. Aharon Meir Eyal, Rod Fisher (1998), “A process for the recovery of lactic acid”, Patent WO 1998037050, p. 1-10.
15. Atlan D., Regis H. and Gastaut H. (1967), “Treatment of spasmophilia in the adult by magnesium lactate”, Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 23(4), p. 388.
16. Baker W. L., et al. (2009), “Effect of magnesium L-lactate on blood pressure in patients with an implantable cardioverter defibrillator”, Ann Pharmacother. 43(4), p. 569-576.
17. Bautista Gallego, Arroyo-López, Durán-Quintana, Garrido- Fernandez, (2008), “Individual effects of sodium, potassium, Calcium, and magnesium chloride salts on Lactobacillus pentosus and Saccharomyces cerevisiae growth”, Food Prot, 71(7), p.1412-21.
18. Ben-Yoseph Eliahu, Kogan Leni, Wajc Samuel, (1999), “Process for preparing lactic acid”, Patent WO 2000017378 A3, p.1-7.
19. Bode Harold Eli (1969), “High purity magnesium lactate from steepwater”, Patent US3429777, p.2.
20. Bøhmer T., Røseth A., Holm H., Weberg-Teigen L., Wahl L., (1990), “Bioavailability of oral magnesium supplementation in female
students evaluated from elimination of magnesium in 24-hour urine”,
Magnesium Trace Element p. 9, 272-278.
21. Breed RS, Dotterrer WD (1916), “The Number of Colonies Allowable on Satisfactory Agar Plates”, Journal of Bacteriology 1(3), p. 321–331.
22. British Pharmacopoeia Commission (BPC) (2010), Bristish Pharmacopedia, p. 1325.
23. Cheng Zhen, Gong Weitao, Lin Yuan, Ning Guiling, Pang Hongchang, (2013), “Materials Research Bulletin” 48(3), p. 1333 - 1337.
24. Coudray C, Rayssiguier Y. (2001), “Impact of vegetable products on intake, intestinal absorption and status of magnesium”, Advances in magnesium research: nutrition and health. London, p. 115-123.
25. Council of Europe European (COE) - European Directorate for the Quality of Medicines (EDQM) (2005), Sodium (S)-lactat solution, European pharmacopoeia 5.0, 2438-2439.
26. Dumont (1965), “Treatment of uterine pain in pregnancy with magnesium lactate”, Lyon Med. 213(21), p. 1571-1582.
27. Fagerbakke, K. M., Norland, S., and Heldal, M. (1999), “The inorganic ion content of native aquatic bacteria”, Can J Microbiol. 45(4), p. 304-311.
28. FAO/ WHO (1989), Report of the 15th session of the codex committee on food additives, the United Nations.
29. Firoz M, Graber M. (2001), “Bioavailability of US commercial magnesium preparations”, Magnes Res, p. 14:257-262.
30. Friedrich Widdel (2010), “Theory and Measurement of Bacterial Growth”, Grundpraktikum Mikrobiologie, 4. Sem. (B.Sc.), Universität Bremen, p. 4-11.
31. Garvie Ellen (1967), “Production of L(+) lactic acid and D(-) lactic acid in cultrures of some lactic acid and bacteria with a special study of
Lactobacillus acidophilus NCDO2”, J.Dairy Res, p. 34, 31.
32. Gomes A.M.P., Malcata F.X. (1999), “Bifidobacterium spp. and
Lactobacillus acidophilus: biological, biochemical, technological and therapeutical properties relevant for use as probiotics”, Trends Food Sci. Technol. 10, p. 139-157.
33. Hatice yavuzdurmaz (2007), Isolation, characterization, determination of probiotic properties of lactic acid bacteria from human milk, Master of science in Food Engineering, p.1 - 40.
34. Heldal M., et al. (2012), “Mg2+ as an indicator of nutritional status in marine bacteria”, ISME J. 6(3), p. 524-530.
35. Index Merck (2001), 13th Edition, , Merck & Co, Whitehouse Station, New Jersey, USA, p.1654.
36. J.H. Litchefield (1996), “Microbiological production of acid lactic”,
Advances in applied microbiology, vol.12, p.532.
37. Jan Van Krieken, el al (2005), “Process for the preparation of lactic acid or lactate from a magnesium lactate comprising medium”, Patent US 7705180 B2, p.1-15.
38. Jan Van Krieken, el al (2007), “Method for preparing an organic amine-lactic acid complex”, Patent CN 101426755 B, p. 1-10.
39. Johnson S. (2001), “The multifaceted and widespread pathology of magnesium deficiency”, Med Hypotheses, p. 56, 163-170.
40. Kairesalo T., et al. (1995), “The role of bacteria in the nutrient exchange between sediment and water in a flow-through system”, Microb Ecol. 29(2), p. 129-144.
41. Kamila Goderska, Jacek Nowak, Zbigniew Czarnecki (2008), “Comparison of the growth of lactobacillus acidophilus and
bifidobacterium bifidum species in media supplemented with selected saccharides including prebiotics”, Acta Sci. Pol., Technol. Aliment. 7(2)/
42. Kolomaznik, A. Blaha, . S. Saha, L. Saha, (1995), “Manufacture of magnesium lactate”, Czech Rep, Patent CZ 279449, p.1-8.
43. Kozaki M., Uchimura T. & Okada S (1992), “Experimental manual of lactic acid bacteria”, Asakurasyoten, Tokyo, Japan, p. 1-10.
44. L.A. Schelef (1994), “Antimicrobial effects of lactates”, A review, J. of food protection. vol.57, p. 445 – 450.
45. Lambert P. A., Hancock I. C., and Baddiley J. (1975), “Influence of alanyl ester residues on the binding of magnesium ions to teichoic acids”,
Biochem J. 151(3), p. 671-676.
46. Levrat Verny, Coudray C., Bellanger J., Lopez H., Demigne C., Rayssiguier Y., Remesy C. (1999), “Wholewheat flour ensures higher mineral absorption and bioavailability than white wheat flour in rats”, Br J Nutr ; 82, p. 17-21.
47. Lindberg J.S., Zobitz M.M., Poindexter J.R., Pak C.Y.C., (1990), “Magnesium bioavailability from magnesium citrate and magnesium oxide”, J Am Coll Nutr p. 9, 48-55.
48. Marcus J.A.W., Vorage (2009), “Metal lactate powder and method for preparation”, Patent US 8337867 B2, p.1-20.
49. McBride B. F., et al. (2006), “An evaluation of the impact of oral magnesium lactate on the corrected QT interval of patients receiving sotalol or dofetilide to prevent atrial or ventricular tachyarrhythmia recurrence”, Ann Noninvasive Electrocardiol. 11(2), p. 163-169.
50. Moncrief M. B. and Maguire M. E. (1999), “Magnesium transport in prokaryotes”, J Biol Inorg Chem. 4(5), p. 523-527.
51. Moon S.H, Tsai S.P (1998), “An intergrated bioconversion process for production of L – Lactic acid from starchy potato feed stocks”, Applied biochemistry and biotechnology, vol. 70 – 72.
52. Morris M.E. (1987), “Absorption of magnesium from orally administered magnesium sulfate in man”, Clin Toxicol, p. 25, 371-382.
53. Mühlbauer B., Schwenk M., Coram W.M., Antonin K.H., Etienne P., Bieck P.R., Douglas F.L. , (1991), “Magnesium-L-aspartate-HCl and magnesium-oxide: bioavailability in healthy volunteers”, Eur J Clin Pharmacol p. 40, 437-438.
54. Peter Johannes Marie Baets, el al (2013), “Process for the fermentative production of lactic acid from a plant extract the presence of a caustic magnesium salt”, Patent WO 2013/087901 A1, p.1-16.
55. R. James Kirkpatrick (1975), “Crystal Growth from the Melt: A Review”, American Mineralogist, p.798-814.
56. R.M. Dominguw (1998), “Optimization of the L – lactic acid production as feedstock for the polymers formation”, Polymer preprints, American Chemical society, Division of polymer chemistry No.1, Vol 39, p. 282 – 283.
57. Rayssiguier Y, Mazur A, Durlach J. , (2001), “Advances in Magnesium Research, Nutrition and health London”, John Libbey & Company Limited. England, p. 455.
58. Roanoke (2002), “Package insert. Mag-Tab SR (magnesium L lactate)”, Niche Pharmaceuticals, p.1-40.
59. Roman,J., Gniewosz M., Mantorska J. (2009), “Comparison of magnesium binding, growth, and acidifying activities of Lactobacillus brevis and Lactobacillus plantarum in an environment containing higher concentration of magnesium”, Acta Scientiarum Polonorum - Biotechnologia. Vol. 8 No. 1 ISSN 1644-065X, p. 27-36.
60. Sabatier M., Arnaud M.J., Kastenmayer P., Rytz A., Barclay D.V., ( 2002), “Meal effect on magnesium bioavailability from mineral water in healthy women”, Am J Clin Nutr, p. 75, 65-71.
61. Saris N. E., et al. (2000), “Magnesium. An update on physiological, clinical and analytical aspects”, Clin Chim Acta. 294(1-2), p. 1-26.
62. Schimatschek HF, Rempis R. (2001), “Prevalence of hypomagnesemia in an unselected German population of 16,000 individuals”, Magnes Res p. 283-290.
63. Sreepriva Vedantam (2012), “Crystallization: Key thermodynamic, kinetic and hydrodynamic aspects”, Sadhana. 38, p. 1287–1337.
64. Steidl L. and Ditmar R. (1991), “Osteoporosis treated with magnesium lactat”, Acta Univ Palacki Olomuc Fac Med. 129, p. 99-106.
65. Steidl L., Tolde I. and Svomova V. (1987), “Metabolism of magnesium and zinc in patients treated with antiepileptic drugs and with magnesium lactat”, Magnesium. 6(6), p. 284-295.
66. Steidl L., Tolde I. and Svomova V. (1988), “Innovation of the antiepileptic therapy with magnesium lactate”, Acta Univ Palacki Olomuc Fac Med. 120, p. 271-282.
67. Stendig-Lindberg G. (2001), “The Israel Society for Research on Magnesium in Biology and Medicine: proceedings of the first meeting”, Isr Med Assoc J. 3(10), p. 783-786.
68. Wolf F. I. and Cittadini A. (2003), “Chemistry and biochemistry of magnesium”, Mol Aspects Med. 24(1-3), p. 3-9.
69. Womersley R. A. (1958), “Metabolic effects of prolonged intravenous administration of magnesium lactate to the normal human”, J Physiol. 143(2), p. 300-306.
70. Emanuel V., Adrian V., Ovidiu P., Gheorghe, (2005), “Isolation of a
preservation of fodders”, African Journal of Biotechnology 4(5), p. 403- 408.
71. Feillet-Coudray C, Rayssiguier Y. (2005), “Magnesium: physiology, dietary sources and requirements”, Encycl. Nutr., 2nd Edition. Oxford, UK: Elsevier, p. 191–195.
72. Vormann J. (2003), “Magnesium: nutrition and metabolism”, Mol Aspects Med (24), p. 27-37.
73. Guerrier Y. (1967), “Magnesium lactate in the treatment of pharyngo-laryngeal paresthesia”, J Fr Otorhinolaryngol Audiophonol Chir Maxillofac. 16(4), p. 289-290.
74. Novinyuk Ludmila (RU), Способ получения пищевой добавки - лактата and магния (RU 2402241), accessed from
PHỤC LỤC
Phụ lục 5. Cơ chế của các cách chuyển hóa các loại Carbohydrat khác nhau của L. acidophilus.
(A) Pathway reconstruction as predicted by transcriptional profiles. PTS, red; GPH, yellow; ABC, green.
(B) Genetic loci of interest: man, glucose–mannose; Fru, fructose; Suc, sucrose; raff, raffinose; Lac, lactose–galactose