1. Đặc điểm chung:
Bacillus là những vi khuẩn gram dương, nhóm vi khuẩn này được tìm thấy trong môi trường pH có độ biến động cao, sinh trưởng dưới điều kiện hiếu khí hoặc kị khí không bắt buộc. Thuộc chi Bacillus, đứng riêng rẽ hoặc kết thành chuỗi hay thành sợi. Chúng có khả năng tạo bào tử khi xẩy ra các điều kiện khắc nghiệt như thiếu chất dinh dưỡng, nhiệt độ cao…phần lớn tế bào có bào tử trong, hình oval có khuynh hướng phình ra ở 1 đầu. Bào tử có tính kháng nhiệt cao, kháng bức xạ, kháng hóa chất, kháng áp suất thẩm thấu. Khi gặp điều kiện thuận lợi thì nảy mầm phát triển thành tế bào sinh dưỡng
Qua kính hiển vi Bacillus đơn lẻ có hình que, que có bào tử hình oval có khuynh hướng phình ra một đầu
Một đặc điểm nữa của vi khuẩn Bacillus là có bao nhầy, bao nhầy cấu tạo bởi các polypeptit. Việc hình thành bao nhầy giúp cho vi khuẩn có thể chịu được các điều kiện khắc nghiệt là do bao nhầy có khả năng dự trữ thức ăn và bảo vệ vi khuẩn tránh bị tổn thương khi gặp khô hạn [2]
Bacillus tồn tại khắp nơi trong tự nhiên. Tính dễ sống, dễ tồn tại là một lợi thế để sử dụng Bacillus làm chế phẩm sinh học. Trong quá trình hình thành bào tử Bacillus
thường sản sinh những chất có hoạt tính sinh học như sản sinh ra các enzyme phân hủy các chất hữu cơ là: enzyme amylase, protease, cellulose. Bacillus là các cơ thể
hiếu khí thường phải kể đến là Bacillus subtilis, B. mensentericus, B. mycoides, B. megaterium…
+Bacillus subtilis là vi khuẩn hiếu khí có bào tử có thể sống sót ở nhiệt độ cao. B. subtilis có khả năng sinh tổng hợp riboflavin, tạo cho nó có khả năng cạnh tranh thức ăn với một số loài khác.
+B. mensentericus: chúng có hoạt tính amylase, protease cao hơn B. subtilis nhưng khả năng lên men đường kém hơn. Trong tự nhiên có thể sinh ra chất đối kháng với các sinh vật khác ức chế sinh vật gây bệnh và hoại sinh
+B. megaterium : khuẩn lạc tròn đều, giống giọt nến, lồi, nhẵn, thường có vòng viền quanh, màu trắng sữa. Trong tế bào có nhiều giọt mỡ glycogel, bào tử hình oval hay hình trụ
2. Các đặc tính của Bacillus subtilisvà Bacillus licheniformis 2.1. Đặc tính cơ bản của Bacillus subtilis
+ Tế bao :hình que, xếp thành chuỗi, kích thước (2.0-2.5)µm x 0.6µm.
+ Khuẩn lạc: khô, màu trắng hoặc màu xám nhạt, hơi nhăn hoặc tạo ra lớp màng mịn lan trên bề mặt thạch, có mép nhăn bám chặt vào môi trường thạch
+ Bào tử: hình bầu dục, kích thước 1.2µm x 0.6µm, phân bố lệch tâm, gần tâm nhưng không chính tâm.
+ Tính chất nhuộm màu: gram dương. + Điều kiện sống: hiếu khí.
Hình 1. Hình thái vi khuẩn B. subtilis Hình 2. Bào tử của B. subtilis 2.2. Đặc tính cơ bản của Bacillus licheniformis
+ Tế bào hình que ( sau 2 ngày cấy)
+ Khuẩn lạc: hình tròn, dẹt, mép có răng cưa, giữa khuẩn lạc có màu trắng đục, xung quanh trắng trong, kích thước 1.2-2.5cm ( sau 2 ngày cấy)
+ Tính chất nhuộm: gram dương + Điều kiện sống hiếu khí
Hình 3.Hình thái tế bào B. licheniformis
2.3. Các ưu điểm nổi bật của Bacillus subtilisvà Bacillus licheniformis
Ngoài những ưu điểm chung của Bacillus như: tính phổ biến, dễ sống, sinh trưởng trong vùng pH biến động, tồn tại trong những điều kiện khắc nghiệt… thì các chủng thuộc loài Bacillus subtilis và Bacilluslicheniformis có những ưu điểm riêng so với các chủng khác cùng loài và khác loài tiêu biểu như:
1, Sản sinh ra các hợp chất ức chế và điều chỉnh sự cân bằng hệ vi sinh đường ruột. + Trong quá trình sinh trưởng, phát triển và sự trao đổi chất Bacillus subtilis và
Bacillus licheniformis có thể kìm hãm sự phát triển của các vi khuẩn gây bệnh thông qua cơ chế cạnh tranh oxy, dinh dưỡng, vị trí bám dính và sản sinh một loạt các chất kháng khuẩn, tiêu diệt các loài như Staphylococcus aureus, Candida albicans. Các chất kháng khuẩn này bào gồm riboflavin, Bacitracin, Iturins, polymyxin, nystatin, gramicidin (Bacillus subtilis) và Bacitracin (Bacillus licheniformis) nhanh chóng đi vào bộ phận tiêu hóa, sau khi vi khuẩn thích ứng và sinh sản, Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis nhanh chóng phát triển làm cạn kiệt oxy tự do của môi trường, dẫn đến tình trạng thiếu oxy trong ruột thúc đẩy các vi khuẩn kỵ khí sinh lý đường ruột như Bifidobacterium, Lactobacillus, Peptostreptococcus, Bacteroides, tăng trưởng và sinh sản các chất như acid lactic và các axit hữu cơ khác, làm giảm giá trị
PH đường ruột, và gián tiếp ức chế sự phát triển của các vi khuẩn gây bệnh khác do đó điều chỉnh để khôi phục lại chức năng tiêu hóa [17]
2, Sản sinh ra nhiều loại enzyme tiêu hóa động vật và làm tăng hoạt động của chúng. + Các vi khuẩn Bacillus subtilis và Bacilluslicheniformis có thể sản xinh ra nhiều loại enzym hoạt động, như protease, amylase, lipase, enzyme cellulase pectinase, glucanase, mà còn tạo ra một loạt các yếu tố enzyme và thúc đẩy các hoạt động của các enzym tiêu hóa ở động vật, và thúc đẩy sự tăng trưởng của vật nuôi để cải thiện việc sử dụng thức ăn. Mặt khác khi các vi khuẩn này tồn tại trong ao nuôi chúng sẽ phân hủy các thức ăn thừa của tôm, giúp cải thiện chất lượng ao nuôi tôm [15]
3, Kích thích tăng trưởng ở vật nuôi và phát triển các cơ quan miễn dịch để kích hoạt các lymphoT, B. Nâng cao mức globulin miễn dịch và kháng thể, tăng cường miễn dịch trung gian tế bào và chức năng miễn dịch dịch thể, nâng cao khả năng miễn dịch của vật nuôi [20]
3. Ứng dụng của vi khuẩn Bacillus
Dựa vào những đặc điểm đã được nghiên cứu về các chủng vi khuẩn Bacillus người ta thấy rằng các vi khuẩn Bacillus này đều không độc hại, dễ nuôi cấy, dễ tồn tại trong môi trường đất và nước nghèo dinh dưỡng. Đặc biệt chúng có khả năng phân hủy thức ăn thừa của tôm, phế thải hữu cơ, làm sạch môi trường nhờ enzyme do chúng tổng hợp được. Ngoài ra chúng có khả năng chúng có khả năng sinh ra các chất kháng khuẩn như , Bacitracin, Iturins, polymyxin, nystatin, gramicidin (Bacillus subtilis) và Bacitracin (Bacillus licheniformis) là các chất kháng sinh được dùng trong chăn nuôi để nâng cao hiệu suất tăng trưởng, hiệu suất sử dụng thức ăn cho gia súc, làm giảm sự phát triển của vi sinh vật có hại. Lợi dụng những đặc điểm này người ta đã sản xuất một số chế phẩm vi sinh cải thiện cải thiện môi trường nước nuôi tôm. Các chủng Bacillus có hoạt tính protease cao được dùng trong công nghiệp chế biến sữa, làm mềm thịt, tăng hương vị thịt sau khi chế biến. Các chủng thuộc loài B. subtilis và B. Licheniformis có hoạt tính enzyme proteaza cao nên được bổ sung vào các loại nước tẩy rửa và bột giặt nhằm loại bỏ các chất bẩn có nguồn gốc protein. [22]
B. subtilis được ứng dụng làm thuốc chống rối loạn tiêu hóa cho người và động vật (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn
+ Nguồn dinh dưỡng: C, N, muối khoáng. Nito được cung cấp vào môi trường nuôi cấy
như cao thịt, peptone, cao men. Các nguyên tố đa lượng và vi lượng cho vi sinh vật cung cấp dưới dạng muối khoáng
+ Sự sinh trưởng và phát triển của VSV không những phụ thuộc vào thành phần dinh dưỡng trong môi trường nuôi cấy mà còn chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố: nhiệt độ, pH, oxy hòa tan…Một trong những đặc điểm quan trọng của Bacillus là khả năng chịu nhiệt, chịu axit, chịu kiềm. Bacillus có thể phát triển ở nhiệt độ cao, nhưng phát triển tốt ở nhiệt độ 28- 370C.
pH cũng ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn, thay đổi pH làm diện tích màng tế bào thay đổi vì thế ảnh hưởng đến sự hấp thụ thức ăn và cũng làm thay đổi nhiều phản ứng sinh hóa trong tế bào. pH thích hợp cho Bacillus là 7, lactic thì thấp hơn (6-6,5) [2]