1.2 Tổng quan về vi khuẩn lactic
1.2.3 Khả năng kháng nấm và ứng dụng sản phẩm của vi khuẩn lactic
1.2.3.1 Khả năng kháng nấm của chủng vi khuẩn lactic:
Khả năng đối kháng của các vi khuẩn lactic liên quan đến sự ức chế của các vi sinh vật khác, được gây ra bởi sự cạnh tranh các chất dinh dưỡng và sự sản xuất
18
ra các chất kháng sinh (Holzapfel, 1995). Khả năng kháng nấm và các thành phần ức chế đã được tìm thấy và công nhận trong nhiều nghiên cứu. Hoạt động kháng nấm của L. coryniformis ổn định khi bị ở nhiệt độ cao và độ pH 3-4,5 (Magnusson và Schnurer, 2001).
Hầu hết các nghiên cứu khả năng kháng nấm của LAB là do việc sản xuất một loại protein kháng nấm hoặc hợp chất proteinaceous và một số các LAB như L. plantarum và L. sanfrancisco đặc biệt sản xuất acid hữu cơ với các đặc tính kháng nấm (Corsetti và cộng sự năm 1998). Hiện nay, hợp chất bảo quản sinh học (biopreservative) duy nhất - Nisin có thể được thêm vào thực phẩm sản phẩm của vi khuẩn acid lactic.
Bảng 1.4 Một số hợp chất được xác định có tiềm năng kháng nấm mốc và nấm men (Corsetti và cộng sự, 1998)
Hợp chất đƣợc xác định Nguồn sản xuất
4-hydroxy-phenyllacticacid 3-phenyllacticacid Lactobacillus plantarum 21B
3 -hydroxydecanoicacid 3 - hydroxydodecanoicacid 3-
hydroxytetradecanoicacid 3-hydroxy-5-cis – dodecenoicacid
Lactobacillus plantarum MILAB14
Cyclo(Gly-Leu) methylhydantoin mevalonolactone
Lactobacillus plantarum VTTE-78076
Caproic-, propionic-, buturic-, acetic-, formic- and n- valeric acid.
Lactibacillus
sanfranciscensis CB1
Roy và cộng sự báo cáo đã phân lập được 2100 khuẩn lạc lactic từ phô mai cũ và sữa trâu sống, đã cho thấy hoạt tính kháng nấm chống lại Aspergillus flavus IARI và phân lập nhiều nhất vi khuẩn Lactococcus subsp CHD-28.3 có hoạt tính kháng nấm chống lại Aspergillus flavus IARI, A.flavus NCIM 555, A.parasiticus
19
NCIM 898 và Fusarium sp.. Nấm Aspergillus IARI được xem là chất cảm ứng cho chủng lactic này (Roy và cộng sự, 1996)
Chi Lactobacillus thường được phân lập và nghiên cứu nhiều nhất. Các chủng kháng nấm được phân lập từ các sản phẩm khác nhau như bột nhào chua (Corsetti và cộng sự, 1996), thức ăn ủ chua (Magnusson và Schnurer, 2001), phô mai và sữa (Roy và cộng sự, 1996).
Vi khuẩn lactic có khả năng sản xuất một lượng lớn các sản phẩm có tính axit và các hợp tố khác với hoạt tính kháng nấm mạnh. Đa số các chất kháng nấm được xác định đều có trọng lượng phân tử thấp bao gồm acid hữu cơ, H2O2, hợp chất proteinaceous, acid béo hydroxyl,…
1.2.3.2 Ứng dụng của vi khuẩn lactic:
Nhờ khả năng tạo ra acid lactic từ các nguồn carbohydrate khác nhau, hoạt tính kháng nhiều loại vi sinh vật có hại mà các chủng vi khuẩn lactic được ứng dụng nhiều trong công nghệ lên men truyền thống và ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như:
Thực phẩm: Chúng giúp giảm việc sử dụng các chất hóa học cũng như cường độ xử lý nhiệt, có thể thay thế các chất bảo quản thực phẩm, làm cho thực phẩm sau bảo quản vẫn giữ được trạng thái tự nhiên và đảm bảo tính chất cảm quan và dinh dưỡng, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng ngày càng tăng về tính an toàn, độ tươi ngon, thực phẩm ăn liền, thực phẩm chế biến tối thiểu và gia tăng sản phẩm có tính cảm quan mới lạ như giảm tính acid hoặc giảm nồng độ muối.
Công nghiệp: Vi khuẩn lactic là nguồn để lên men sản xuất acid lactic, đem lại nguồn thu hàng tỷ đô vì đây là chất được sử dụng rất rộng rãi ở nhiều lĩnh vực khác nhau.
Y học: Chữa các bệnh đường ruột, cải thiện hệ tiêu hoá…
Nông nghiệp và môi trường: Vi khuẩn lactic hạn chế sự phát triển của nấm Fusarium, chế phẩm EM có vai trò cải tạo đất và không gây ô nhiễm.
Trong bảo quản thực phẩm, có rất nhiều phương pháp được sử dụng, chẳng
20
hạn như gia nhiệt, thay đổi pH, sử dụng các chất hoá học… Các phương pháp này đều được ghi nhận là có hiệu quả cao, tuy nhiên lại gây ảnh hưởng đến môi trường, sức khoẻ con người. Các bacteriocins của vi khuẩn lactic có thể ức chế vi khuẩn, được sử dụng trong bảo quản sinh học, đặc biệt là trong bảo quản thực phẩm do chúng có độ an toàn và có hoạt tính cao (José Luis Parada, 2007). Chẳng hạn như Lacticin 3147 ức chế vi khuẩm gram dương và ngăn cản sự phát triển các vi khuẩn không mong muốn trong phô mai, Pediocin PA-1 có khả năng ức chế Listeria spp., Nisin có khả năng kháng lại các vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm và đây cũng là bacteriocin thương mại duy nhất được FDA cho phép sử dụng, Nisaplin – một dạng sản phẩm chứa 2,5% Nisin được sử dụng ở hơn 50 quốc gia trong bảo quản thực phẩm. Một dạng chế phẩm từ bacteriocins của vi khuẩn lactic là BioProfit gồm Lactobacillus rhamnosus LC 705 và Propionibacterium freudenreichii JS dùng để bảo quản các loại thực phẩm từ sữa (Khurana và cộng sự, 2007).
Tuy nhiên, các bacteriocins lại không có tác dụng cao khi được sử dụng riêng lẻ, chính vì thế mà cần có các kỹ thuật hay kết hợp với các chất khác để làm tăng hoạt tính của chúng. Chẳng hạn như Sodium acetate hay Sodium lactate sẽ làm tăng hoạt tính của bacteriocin Lactocin 705 (José Luis Parada, 2007).
Một trong những ứng dụng hiện đang được chú ý của bacteriocins từ vi khuẩn lactic đó chính là tạo bao bì sinh học, bảo vệ thực phẩm khỏi các nguy cơ gây hư hỏng (José Luis Parada, 2007). Các bacteriocins sẽ dần được giải phóng trên bề mặt màng bao và thực hiện chức năng sinh học của mình. Có rất nhiều cách để tổng hợp bao bì sinh học từ bacteriocins, chẳng hạn như phun, ngâm hay đóng gói trong các bao bảo quản. Một trong những cách là kết hợp trực tiếp bacteriocin với polymer, chẳng hạn như cho Nisin kết hợp với polymer sinh học.
Một cách khác đó chính là tạo lớp màng bao từ bacteriocin hay hấp thụ bacteriocin lên bề mặt màng bao bằng polymer sinh học (Deegan L.H, 2006).
21