Nghiên cứu của Lee và cộng sự (2000) cho rằng tỷ lệ sống sót của Bifidobacteria longum KCTC 3128 và HLC 3742 trong dịch dạ dày và muối mật được cải thiện một cách đáng kể khi cố định chúng trong các hạt calcium alginate có chứa 2, 3, 4% natri alginate. Họ kết luận rằng, tỷ lệ chết của Bifidobacteria longum giảm tỷ lệ với việc tăng cả nồng độ gel alginate và kích thước hạt.
Nhóm nghiên cứu Nitin W. Fadnavis và cộng sự (2003) đã chứng minh rằng hỗn hợp polysaccharide sodium alginate 5% và gelatin 3% liên kết ngang với glutaraldehyde (kết hợp với canxi clorua) tạo hạt vi bao bền vững dưới cường độ nén 8x104 Pa. Các enzyme như lipase từ tuyến tụy của lợn, Pseudomonas cepacia và Candida rugosa được cố định trong hỗn hợp này có hiệu quả cao vì việc cố định này duy trì hoạt động enzyme rất tốt. Kết quả cho thấy trên bề mặt hạt vi bao có đường rãnh dài 17-20 µm và độ sâu của rãnh là 3-8 µm (Hình 2.1 C, D) [54]. Yoav Bashan và cộng sự (2002) đã tiến hành cấy những hạt vi bao
Azospirillum brasilense ướt và khô lên môi trường thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn (PGPB). Các hạt vi bao được tạo ra từ vòi phun có kích thước nhỏ phun dung dịch alginate trộn với huyền phù vi khuẩn dưới áp suất thấp tạo thành giọt. Những giọt này cho tiếp xúc với dung dịch CaCl2 đông cứng lại và có đường kính từ 100-200 mm. So với mẫu chỉ dùng alginate không bổ sung lecithin trên bề mặt hạt sấy có nhiều đường nứt khá sâu (Hình 2.1 A, B). Mặc dù quá trình này làm chết một số vi khuẩn bị nhốt nhưng số vi khuẩn còn lại là 2×1011 cfu/g. Nhóm nghiên cứu này không chỉ khảo sát hạt ướt mà còn tiến hành làm khô hạt bằng cách cho sử dụng không khí khô ở 380C. Sau khi làm khô số tế bào sống sót còn lớn hơn 3×109 cfu/g[77].
V. Chandramouli và cộng sự đã vi bao Lactobacillus acidophilus CSCC 2400 trong canxi alginate và kiểm tra khả năng sống sót của nó trong điều kiện dạ dày. Điều này phụ thuộc vào kích thước hạt (200, 450, 1000 µm), nồng độ natri alginate (0.75%, 1%, 1.5%, 1.8%, 2% %w/v) và nồng độ canxi clorua khác nhau (0.1, 0.2 và 1.0 M). Nghiên cứu chứng minh rằng khả năng sống sót của Lactobacillus acidophilus CSCC 2400 tăng khi tăng kích thước hạt vi bao và tăng nồng độ natri alginate. Tuy nhiên nồng độ canxi clorua ít gây ảnh hưởng. Không có sự khác biệt đáng kể (p < 0.05) trong sự tồn tại các tế bào được vi bao khi nồng độ canxi clorua được tăng lên. Khi cho L.acidophilus CSCC 2400 và L.acidophilus
CSCC 2409 (được vi bao trong điều kiện tối ưu 1.8% (%w/v) alginate, 109 cfu/ml, 0.1 M CaCl2 và kích thước viên nang 450 mm) trong điều kiện pH = 2, nồng độ muối mật là 1%,
18
có sự khác biệt đáng kể (p < 0.05) so với tế bào tự do. Do đó, kết quả nghiên cứu có thể áp dụng để bảo vệ vi khuẩn có lợi trong điều kiện bất lợi của dịch dạ dày [73].
Ding và cộng sự (2007) tiến hành vi gói với nồng độ alginate 3% trên 8 loại vi khuẩn khác nhau: L. rhamnosus, B. longum, L. salivarius, L. plantarum, L. acidophilus, L. paracasei, B. lactis Bl-O4 và B. lactis Bi-07. Kết quả thí nghiệm cho thấy alginate có khả năng bảo vệ tế bào vi sinh vật trong các điều kiện môi trường cực đoan như axit của dạ dày (pH=2), muối mật (3%) và nhiệt độ cao (650C trong 30 phút). Báo cáo chỉ ra rằng, vi khuẩn probiotic được vi gói sống sót tốt hơn vi khuẩn tự do. Trong môi trường có bổ sung muối mật 3%, tế bào vi khuẩn tự do giảm 6.51 log (CFU/ml), trong khi chỉ giảm 3.36 log (CFU/ml) ở vi khuẩn được vi gói trong thời gian là 8 giờ. Sau 30 phút xử lý nhiệt độ 650C, tế bào vi khuẩn không được vi gói giảm 6.74 log (CFU/ml) trong khi tế bào được vi gói chỉ giảm 4.17 log (CFU/ml) [23].
19
Hình 1.9. A,B - Cấu trúc mặt ngoài của vi gói Azospirillum trong nghiên cứu của Yoav Bashan; C,D - Cấu trúc mặt ngoài hạt vi gói trong nghiên cứu Nitin W.
Fadnavis
A B
20