Qua các nghiên cứu cho thấy rằng việc cố định các vi khuẩn probiotic bằng phƣơng pháp vi gói có thể cải thiện khả năng sống sót của những vi sinh vật này trong quá trình lƣu trữ sản phẩm và trong quá trình di chuyển qua hệ tiêu hóa [27]; [57]. Việc chọn lựa các loại vật liệu vi bao tùy thuộc vào các tính chất thuộc về chức năng của các chế phẩm sinh học và phƣơng pháp vi gói đƣợc sử dụng (Hegenbart, 1993) [25].
Nghiên cứu của Lee và c.s., (2000) cho rằng tỷ lệ sống sót của Bifidobacterium
longum KCTC 3128 và HLC 3742 trong dịch dạ dày và muối mật đƣợc cải thiện một
cách đáng kể khi cố định chúng trong các hạt Calcium alginate có chứa 2, 3 và 4% Natri alginate. Họ kết luận rằng, tỷ lệ chết của bifidobacteriagiảm tỉ lệ thuận với việc
Đào Thị Minh Châu Luận văn Thạc Sĩ Sinh Học
27
tăng cả nồng độ gel alginate và kích thƣớc hạt [57].
Kết hợp alginate và chitosan đóng vai trò nhƣ phản ứng succinyl (tăng cƣờng chuyển đổi các anion để có thể giữ lại các proton) hay là acylation (tăng cƣờng chất nền kỵ nƣớc) đƣợc nhóm tác giả Canh Le-Tien và c.s., (2004) sử dụng cho việc nhốt các tế bào vi sinh vật. Kết quả nghiên cứu của họ cho thấy, các hạt (với đƣờng kính 3mm) đƣợc hình thành bởi quá trình đông tụ với dung dịch CaCl2 cho thấy đặc tính rất tốt về mặt cơ học. Kết quả thí nghiệm cho thấy với tế bào tự do, không còn tế bào nào của L. rhamnosus sống sót khi bổ sung chúng vào trong dịch dạ dày (pH=1.5). Tuy nhiên, đối với nghiệm thức vi khuẩn đƣợc vi bao trong các hạt alginate có tỷ lệ sống sót là 22-26% và tỷ lệ sống sót đƣợc cải thiện lên đến 60-66% trong các hạt đƣợc vi bao bằng hỗn hợp alginate và chitosan. Tỷ lệ sống sót đƣợc ghi nhận cao nhất đối với nghiệm thức vi khuẩn đƣợc vi bao bằng N- palmitoylaminoethyl alginate bởi vì vật liệu này có thể giới hạn sự mất nƣớc cho vi khuẩn trong môi trƣờng acid [20].
Krasaekoopt và c.s., (2004) cũng có kết luận tƣơng tự rằng hạt vi gói bằng alginate bao bọc bên ngoài là chitosan có khả năng bảo vệ hữu hiệu đối với L. acidophilus và L. casei trong dịch dạ dày nhân tạo pH=1.55 và dịch muối mật 0.6% [54].
Với nồng độ alginate 3%, Ding và c.s., (2007) tiến hành vi gói 8 loại vi khuẩn khác nhau: L. rhamnosus, Bifidobacterium longum, L. salivarius, L. plantarum, L. acidophilus, L. paracasei, B. lactis type Bl-O4 và B. lactis type Bi-07. Kết quả thí nghiệm của họ cho thấy alginate có khả năng bảo vệ tế bào vi sinh vật trong các điều kiện môi trƣờng cực đoan nhƣ acid của dạ dày (pH=2), muối mật (3%) và nhiệt độ cao (650C trong 30 phút). Báo cáo chỉ ra rằng, vi khuẩn probiotic đƣợc vi gói sống sót tốt hơn vi khuẩn tự do. Trong môi trƣờng 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 đƣợc vi gói trong thời gian là 8 giờ. Sau 30 phút xử lý nhiệt độ 650C, tế bào vi khuẩn không đƣợc vi gói giảm 6.74 log (CFU/mL) trong khi tế bào đƣợc vi gói chỉ giảm 4.17 log
Đào Thị Minh Châu Luận văn Thạc Sĩ Sinh Học
28
(CFU/mL) [28].
Tiếp theo các nghiên cứu trên về hỗn hợp vi gói alginate và chitosan, nhóm tác giả Li và c.s., (2011) đã kết hợp phối trộn nguyên liệu vi gói alginate-chitosan- carboxymethyl chitosan dùng để vi bao vi khuẩn Lactobacillus casei ATCC 393. Tác dụng bảo vệ của vi bao thể hiện rõ rệt khi ủ các hạt vi gói trong dịch dạ dày pH=2 trong 2 giờ và muối mật 1% trong 6 giờ, L. casei vẫn còn sống sót với mật độ là 7.91 và 7.42 log (CFU/g) [58].
Từ những kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc cho thấy kỹ thuật bao vi gói vi sinh vật bằng vật liệu alginate có thể bảo vệ tốt tế bào vi sinh vật ở môi trƣờng cực đoan nhƣ trong môi trƣờng cực đoan của hệ tiêu hóa (môi trƣờng acid của dạ dày, muối mật ở ruột non). Tuy nhiên, khi sấy phun ở nhiệt độ cao, bao vi gói bằng alginate có thể bảo vệ hữu hiệu tế bào vi khuẩn hay không? Đó là vấn đề đang đƣợc quan tâm trong đề tài này.