- Các hợp chất kháng khuẩn phân tử lượng thấp
1.6. Lactobacillus vi khuẩn probiotic điển hình
Lactobacillus là vi khuẩn Gram dương, kích thước lớn, đại bộ phận các loài không di động, không sinh bào tử, có dạng hình que hay hình cầu. Chúng có
những nhu cầu về dinh dưỡng phức tạp, hô hấp tùy tiện, ưa acid (De Man và cộng sự, 1960). Nhiệt độ phát triển tối thích thường là 30 – 350C. Khuẩn lạc của
Lactobacillus thường có hình tròn, màu trắng hay đục sữa. Lactobacillus được đặc trưng bởi khả năng sản xuất acid lactic là một sản phẩm chính của quá trình chuyển hóa glucose.
- Lactobacillus được tìm thấy trong các môi trường sống có chứa nhiều
cacbohydrat và phân bố rộng khắp trong thức ăn, thức ăn ủ chua, phân bón, sữa
- Nhiều loài Lactobacillusđược sử dụng thương mại trong việc sản xuất các
loại sữa chua, pho mát và sữa chua, và có một vai trò quan trọng trong sản xuất
rau quả lên men (dưa chua và dưa cải bắp), đồ uống (rượu vang và nước trái cây),
bánh mì bột chua, và một số xúc xích. Ngày nay Lactobacillus được sử dụng
trong chế phẩm probiotic cho cả con người và vật nuôi. Đặc biệt, trong lĩnh vực
nuôi trồng thủy sản chế phẩm probiotic đang được phát triển và ứng dụng ngày càng rộng rãi.
Các đặc tính probiotic của Lactobacillus spp.
-Khả năng sinh ra các chất kháng khuẩn và đối kháng với các vi khuẩn gây bệnh
Lactobacillus có khả năng sinh ra các chất kháng khuẩn và đối kháng với
nhiều vi khuẩn Gram (+), Gram (-) và kể cả một số loài nấm. Lactobacillus có khả năng sinh ra các chất kháng khuẩn bao gồm: các acid hữu cơ (chủ yếu là acid lactic và axetic acid), hydroperoxit, cacbondioxit, diacetyl, bacteriocin và các hợp chất giống bacteriocin. Cả acid lactic và acid axetic đều có khả năng hạn chế
sự phát triển của các vi sinh vật khác bởi chúng làm giảm pH của môi trường và
chính điều này đã ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của các vi sinh vật khác.
Hydroperoxit ức chế được sự phát triển của cả vi khuẩn Gram (+) và Gram (-).
Diacetyl tác động ức chế lên sự tăng trưởng bằng cách can thiệp việc sử dụng
arginine [16].
Ngoài ra Lactobacillus còn có khả năng sinh ra bacteriocin, là những peptid
có khả năng tiêu diệt các vi khuẩn khác do sự tạo thành các kênh làm thay đổi
tính thấm của màng tế bào, nhiều loại bacteriocin còn có khả năng phân giải
ADN, ARN và tấn công vào peptidoglycan để làm suy yếu thành tế bào. Bacteriocin sẽ tấn công các vi khuẩn gây bệnh và ức chế sự phát triển của chúng, trong đó có các vi khuẩn gây bệnh như: Vibrio, E.coli, Samonella, Campylobacter, Shigella, Vibrio, Clostridium, Candida albicans, và một số virus
khác nữa.
-Khả năng tăng cường hệ miễn dịch
Lactobacillus tác động trực tiếp hoặc gián tiếp giúp tăng cường hệ miễn
dịch cho vật chủ. Một số nghiên cứu cho thấy, Lactobacillus có tác dụng làm
tăng quá trình sản xuất cytokine kích thích miễn dịch đặc hiệu. Ngoài ra, các chất
được các vi khuẩn gây hại, tăng cường khả năng phòng thủ cho hệ thống miễn
dịch [50].
Một ví dụ điển hình là vi khuẩn Lactobacillus acidophilus LA-5, vi khuẩn
này có khả năng liên kết với các hiệu ứng tích cực trên các hệ thống miễn dịch như tăng cytokine, hoạt động thực bào và sản xuất kháng thể. Ngoài ra L. acidophilus LA-5 đã cho thấy ức chế sự phát triển của các tế bào ung thư vú, và tác động tích cực trên các bệnh nhân hóa trị liệu. Nghiên cứu khác cũng cho thấy
L. acidophilus NCFM có thể giảm tỷ lệ mắc các triệu chứng sốt, ho và chảy nước
mũi, có tác dụng chống viêm [53]. -Khả năng sinh enzym ngoại bào
Mặc dù những nghiên cứu hiện nay đối với Lactobacillus chủ yếu tập trung
vào việc tăng cường hệ miễn dịch của cơ thể, tăng khả năng kháng bệnh, việc đánh giá khả năng sinh enzym tiêu hóa chưa được tiến hành đối với tất cả các
loài. Tuy nhiên cũng có một số ít nghiên cứu đã được công bố cho thấy
Lactobacillus có khă năng sinh tổng hợp một số enzym như lactase, peptidase,
proteinase. Điều này có ý nghĩa rất lớn vì nó góp phần làm tăng khả năng tiêu hóa thức ăn qua đó làm tăng tốc độ tăng trường và giảm hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR) [57].
-Khả năng phát triển trong đường tiêu hóa
Trong các điều kiện in vitro, nhiều chủng Lactobacillusđã được tuyển chọn
với khả năng tồn tại và phát triển ở trong điều kiện bất lợi của đường ruột động
vật như môi trường acid ở dạ dày, môi trường kiềm của ruột, lyzozym, dịch tụy,
muối mật. Khả năng tồn tại trong các điều kiện khắc nghiệt của đường tiêu hóa giúp cho các vi sinh vật probiotic có thể cạnh tranh được vị trí bám dính và các nguồn dinh dưỡng với các vi khuẩn gây bệnh [71].
Một số chủng Lactobacillus có khả năng tồn tại tốt trong đường tiêu hóa đã
được phân lập như: L. curvatus, L. reuteri, L. plantarum, L. parapentarum, L. pentosus, L. keferi, L. fermentum, L. animalis, L.mucosae, L. aviaries ssp. aviaries, L. hilgardii, L. Panis.
-Khả năng chịu mặn
Khả năng chịu mặn của Lactobacillus có vai trò quan trọng vì đây là yếu tố đầu tiên quyết định sự tồn tại của probiotic trong môi trường nước biển. Khả
năng chịu mặn là đặc tính quý khi sử dụng các chủng này làm chế phẩm cho nuôi trồng thủy sản ở các vùng khác nhau.
Một số chủng Lactobacillus đã được biết với khả năng chịu độ mặn cao, cao hơn rất nhiều so với độ mặn trung bình từ 3÷3,8% của nước biển như:
- L. amylovorus DCE 471có thể tồn tại và sinh ra bacteriocin trong môi
trường 3 % (w/v) NaCl.
- Lactobacillus sakei có thể sống trong môi trường có độ mặn rất cao 9%
NaCl.