Nghiên cứu ảnh hưởng của dịch chiết cám gạo đến hoạt tính của vi khuẩn Probiotics

TẠP CHÍ SINH HỌC 2013, 35(3se): 195­199<br /> <br /> <br /> <br /> NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA DỊCH CHIẾT CÁM GẠO <br /> ĐẾN HOẠT TÍNH CỦA VI KHUẨN PROBIOTICS<br /> <br /> Hoàng Văn Tuấn, Phạm Hương Sơn*, Nguyễn Thị Hiền, Nguyễn Thị Lài<br /> Trung tâm Sinh học thực nghiệm, Viện Ứng dụng Công nghệ, *sonph@most.gov.vn<br /> <br /> TÓM TẮT: Dịch chiết  cám gạo có chứa nhiều thành phần dinh dưỡng đặc biệt là giàu chất xơ  hòa <br /> tan cần thiết cho sự  phát triển của vi sinh vật. Mục đích của nghiên cứu này nhằm xác định sự   ảnh <br /> hưởng của dịch chiết cám gạo đến hoạt tính của vi khuẩn probiotics. Kết quả thu được cho thấy, dịch <br /> chiết cám gạo có ảnh hưởng tốt đến sự phát triển của vi khuẩn probiotics, cụ thể hàm lượng sinh khối  <br /> thu   được   của   chủng  Lactobacillus   acidophilus  A1  và  Bifidobacterium   bifidum  A2   tăng   cao,   riêng <br /> Lactobacillus bulgaricus A3 thấp hơn, lần lượt là 2.5.108, 3.4.108, 5.9.107 (CFU/ml). Hoạt tính sinh axit <br /> lactic, sinh enzyme ngoại bào và kháng khuẩn đều ở mức cao: hàm lượng axit lactic đạt 40,5; 37,8; 26,2 <br /> (g/l); hoạt tính amylaza thể hiện qua đường kính vòng phân giải đạt 23, 22, 7 (mm) và proteaza đạt 26, <br /> 24, 10 (mm). Chủng A1 khi phát triển trong môi trường chứa dịch chiết cám gạo có khả  năng kháng <br /> được 6 chủng kiểm định, chủng A2 kháng được 3 chủng, chủng A3 kháng được 1 chủng.<br /> Từ khóa: Cám gạo, chất xơ hòa tan, enzyme ngoại bào, kháng khuẩn, probiotics.  <br /> <br /> MỞ ĐẦU có   trong   dịch   chiết   cám   gạo   như   axit   béo <br /> không no, phytosterol, tocotrienols có khả năng <br /> Cám gạo được hình thành từ  lớp vỏ  nội <br /> làm giảm nguy cơ gây bệnh tim mạch.<br /> nhũ, mầm phôi của hạt, cũng như một phần từ <br /> VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU<br /> tấm.  Cám gạo chiếm  8­10% trọng lượng và <br /> chứa   khoảng  90%   các  chất   dinh   dưỡng   của  Vật liệu<br /> hạt.  Trước   đây,   cám   gạo   thường   được   sử  Chủng   Probiotics:  Lactobacillus  <br /> dụng trong chăn nuôi và ít được sử dụng trong  acidophilus  A1,  Bifidobacterium   bifidum  A2, <br /> thực   phẩm   vì   trong  thành   phần  chứa   một  Lactobacillus bulgaricus A3 lấy từ bộ sưu tập <br /> lượng lớn xơ  không tan và dầu (15­20%) làm  giống của Trung  tâm  Sinh học Thực nghiệm, <br /> cho cám dễ bị oxy hóa gây mùi hôi [5].  Viện ứng dụng Công nghệ.<br /> Ngày nay, cám gạo đã được  ổn định bằng   Chủng kiểm định:  Escherichia coli  ATCC <br /> cách xử lý nhiệt để làm giảm sự thủy phân và  25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 25923, <br /> oxy hóa của dầu. Cám gạo chứa nhiều thành  Bacillus subtillis  ATCC 27212,  Staphylococus <br /> phần dinh dưỡng cơ bản như protein, tinh bột,   aureus  ATCC   12222,  Aspergillus   niger  439, <br /> axit béo, các hợp chất phenolic, vitamin nhóm  Fusarium   oxysporum  M42,  Candida   albicans <br /> B, khoáng vi lượng, xơ  hòa tan.  Cám gạo rất  ATCC 7754, Saccharomyces cerevisiae SH20.<br /> giàu chất xơ hòa tan, mặc dù không được tiêu <br /> hóa trong ruột nhưng nó có nhiều chức năng  Hóa chất: cao thịt, pepton, cao nấm men,  <br /> sinh   học   khác,   một   trong   những   chức   năng  glucoza,   CH3COONa,   MgSO4.7H2O, <br /> quan trọng là sự  kích thích sự  phát triển của  Phenolphtalein (Trung Quốc, Đức).<br /> nhiều loại vi khuẩn có lợi [7].  Môi   trường   MRS   (g/l):   Glucoza­20,2; <br /> Các vi sinh vật có lợi  ở  ruột già có thể  sử  K2HPO4­2,0;   CH3COONa­5,0,   Cao   thịt­10,0; <br /> dụng tốt chất xơ  hòa tan, sản sinh ra nhiều  Pepton­10,0,   MgSO4.7H2O­0,58;   Cao   nấm <br /> hoạt chất chống lại các vi khuẩn lên men thối   men­5,0,   MnSO4.4H2O­0,28;   Tween   80­1ml, <br /> và vi khuẩn gây bệnh [3]. Cicero et al. (2005)  Thạch­15,   Nước   cất   vừa   đủ­1lit,   pH  6,   khử <br /> [1] đã chứng minh được rằng các thành phần  trùng 121oC/20 phút.<br /> <br /> <br /> <br /> 195<br />  Hoang Van Tuan, Pham Huong Son, Nguyen Thi Hien, Nguyen Thi Lai<br /> <br /> <br /> Phương pháp D: đường kính vòng phân giải (mm); d: đường <br /> kính lỗ thạch (mm).<br /> Phương pháp ổn định cám gạo<br /> Phương   pháp   xác   định   khả   năng   kháng  <br /> Cám   gạo   được   ổn   định   bằng   cách   làm  khuẩn<br /> nóng đến 125­135°C trong 1­3 giây, với độ  ẩm <br /> từ 11­15% sau đó giữ  ở  nhiệt độ  cao 97­99°C  Hoạt   tính   kháng   vi   sinh   vật   kiểm   định <br /> trong 3 phút trước khi làm nguội [6]. được xác định bằng phương pháp đục lỗ. Nhỏ <br /> Phương pháp xác định khả năng sinh axit phần dịch đã nuôi cấy vi khuẩn lactic (sau 24  <br /> giờ) vào các lỗ  thạch trên đĩa petri đã cấy vi <br /> Hàm lượng axit lactic được sinh ra trong  sinh vật kiểm định, giữ 4oC trong 8 giờ, sau đó <br /> quá   trình   lên   men   của   các   chủng   probiotics  đặt   các   đĩa   thạch   ở   37oC   đối   với   vi   khuẩn <br /> được xác định bằng phương  pháp chuẩn  độ  kiểm   định   và   30ºC  đối   với   nấm   kiểm   định. <br /> theo mô tả của Emanuel et al. (2005) [2]. Sau   24   giờ   quan   sát   vòng   kháng   khuẩn   tạo <br /> Phương pháp xác định số lượng vi sinh vật thành. Hoạt tính kháng khuẩn của các chủng <br /> Số   lượng   vi   khuẩn   được   xác   định   theo  được xác định tương tự như xác định khả năng <br /> phương   pháp   đếm   số   khuẩn   lạc  (CFU)   trên  sinh enzyme.<br /> môi trường thạch trong hộp petri [3].<br /> KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN<br /> Phương   pháp   xác   định   khả   năng   sinh  <br /> enzyme ngoại bào Ảnh hưởng của dịch chiết cám gạo đến sự <br /> sinh trưởng của các chủng probiotics<br /> Xác   định   khả   năng   sinh   enzyme   bằng <br /> phương   pháp   đục   lỗ   thạch   sử   dụng   các   cơ  Các  chủng probiotics   được  nuôi  trên  môi <br /> chất là tinh bột, casein. Nhỏ  phần dịch nuôi   trường có bổ  sung 10­60% (ml/ml) dịch chiết  <br /> cấy vào các lỗ đã đục ở đĩa petri chứa cơ chất,  cám gạo, số  lượng các vi sinh vật được xác <br /> sau đó đặt các đĩa thạch  ở  37oC. Sau 48 giờ  định  ở  các nồng độ  cám gạo khác nhau so với <br /> tráng dung dịch Lugol. Quan sát vòng phân giải  môi trường MRS (ĐC)  sau 24 giờ  nuôi  cấy. <br /> tạo thành. Hoạt tính enzyme của các chủng vi  Kết quả   ảnh hưởng của tỷ  lệ dịch chiết cám  <br /> khuẩn tuyển chọn được tính bằng đường kính  gạo   bổ   sung   đến   sự   sinh   trưởng   của   các <br /> vòng  phân giải (ΔD). chủng probiotics được chỉ ra trong bảng 1.<br /> ΔD = D ­ d (mm)<br /> <br /> Bảng 1. Sinh trưởng của các chủng probiotics (CFU/ml)<br /> Chủng vi sinh  Tỉ lệ cám gạo bổ sung<br /> vật ĐC 10% 20% 30% 40% 50% 60%<br /> A1 8,7×106 1,2×107 5,7×107 2,5×108 3×107 1,2×107 1,1×106<br /> A2 9,2×106 2×107 2,6×107 3,4×108 1,7×108 1,2×107 7,8×106<br /> A3 7,7×105 1,3×106 2,1×106 1,3×107 5,9×107 2,3×107 8,1×106<br /> <br /> Bảng 1 cho thấy, dịch chiết cám gạo có  nghiên cứu với việc bổ  sung 30% dịch chiết <br /> ảnh   hưởng   tốt   đến   sự   sinh   trưởng   của   các  cám gạo cho chủng A1, A2; 40% cho chủng  <br /> chủng nghiên cứu, cụ thể số lượng các vi sinh   A3.<br /> vật tăng dần  ở  các nồng độ  dịch chiết khác <br /> Khả năng sinh axit lactic <br /> nhau, đạt cực đại  ở  30% (chủng A1, A2) và <br /> 40% (chủng A3). Từ các giá trị  xác lập được,   Các  chủng probiotics được tiên hanh nuôi<br /> ́ ̀  <br /> khả năng sinh axit lactic, sinh enzyme, kháng vi  cây trên môi tr<br /> ́ ương MRS b<br /> ̀ ổ  sung dịch chiết <br /> sinh   vật   kiểm   định   của   các   chủng   đã   được  cám gạo ở các tỷ lệ đã được xác định, tại 37ºC <br /> <br /> <br /> 196<br />  TẠP CHÍ SINH HỌC 2013, 35(3se): 195­199<br /> <br /> từ  24­96 giơ, sau đo xac đinh l<br /> ̀ ́ ́ ̣ ượng axit lactic   năng   sinh   enzyme   của   chủng   A3   không <br /> được sinh ra. Kết quả  cho thây kh ́ ả  năng sinh   lớn. Theo nghiên cứu của Đào Thị  Lương và <br /> axit lactic của cả  3 chủng đã tăng lên đáng kể  nnk.   (2010)   [4],   phân   lập   và   tuyển   chọn   vi  <br /> khi  bổ  sung dịch chiết  cám  gạo, hàm lượng  khuẩn lactic để  thử  hoạt tính sinh enzyme thì <br /> axit lactic cao nhất được xác định sau 72 giờ  đường   kính  vòng   phân  giải   amylaza   từ   7­13 <br /> lên   men,   lần   lượt   đạt   40,5;   37,8;   26,2   (g/l)   mm, proteaza từ 5­12 mm.<br /> (hình 1), lượng axit sinh ra khi so sánh trên môi <br /> trường MRS trung bình đạt 23,1 g/l. Bảng 2. Khả  năng sinh enzyme của các chủng <br /> Khả năng sinh enzyme  probiotics<br /> Đường kính vòng phân giải <br /> Tiến   hành   nuôi   cấy   các   chủng   vi   khuẩn <br /> Ký hiệu  (D­d, mm)<br /> trên môi trường MRS và môi trường bổ  sung <br /> dịch chiết cám gạo để  so sánh khả  năng sinh  chủng Amylaza Proteaza<br /> enzyme   của   các   chủng   probiotics   và   ảnh  MRS M ­ C MRS M ­ C<br /> hưởng của dịch chiết cám gạo đến khả  năng  A1 21 23 25 26<br /> sinh enzyme, kết quả được trình bày ở bảng 2. A2 20 22 23 24<br /> A3 6 7 12 10<br /> M­C:  Môi trường MRS có bổ  sung dịch chiết <br /> cám gạo 30% đối với chủng A1, A2; 40% với  <br /> chủng A3<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1. Khả năng sinh axit latic của các chủng <br /> probiotics<br /> <br /> Bảng 2 cho thấy, chủng A1 và A2 có khả <br /> năng sinh enzyme cao, chủng A1 khả năng sinh <br /> enzyme amylaza và proteaza cao nhất, đặc biệt <br /> khi bổ  sung dịch chiết cám gạo giàu chất xơ <br /> hòa tan thì hoạt tính enzyme cũng tăng hơn so <br /> với   môi   trường   MRS,   chủng   A3   hoạt   tính <br /> enzyme thấp,  ảnh hưởng của dịch chiết cám <br /> gạo đến khả <br /> <br /> A1 A2 A3<br /> <br /> <br /> <br /> <br />    <br /> Hình 2. Hoạt tính sinh enzym amylaza của các chủng probiotics<br /> <br /> A1 A2 A3<br /> 197<br />  Hoang Van Tuan, Pham Huong Son, Nguyen Thi Hien, Nguyen Thi Lai<br /> <br /> <br /> <br /> <br />    <br /> Hình 3. Hoạt tính sinh enzyme proteaza của các chủng probiotics<br /> <br /> Khả năng kháng khuẩn cao hơn so với chủng A2 chỉ có khả năng kháng  <br /> Khả   năng   kháng   khuẩn   của   các   chủng   3   chủng   kiểm   định,   chủng   A3   có   khả   năng <br /> probiotics   thể   hiện   qua   đường   kính   vòng  kháng B. subtillis nhưng mức độ kháng thấp. Các <br /> kháng khuẩn, kết quả thu được như ở bảng 3. chủng có tiềm năng probiotics trong nghiên cứu <br /> của Hoàng Quốc Khánh và nnk. (2011) [3] có <br /> Chủng   A1   có   khả   năng   kháng   6   chủng   khả năng kháng E. coli ATCC 25922 với đường <br /> kiểm định và đường kính vòng kháng khuẩn   kính vòng kháng khuẩn từ 2­4 mm.<br /> Bảng 3. Khả năng kháng vi sinh vật của các chủng probiotics<br /> Đường kính vòng kháng khuẩn (D­d, mm)<br /> Chủng vi sinh vật kiểm định A1 A2 A3<br /> MRS M ­ C MRS M ­ C MRS M ­ C<br /> Escherichia coli 3 5 5 8 ­ ­<br /> Bacillus subtillis 6 7 ­ 18 ­ 3<br /> Staphylococus aureus 18 20 4 5 ­ ­<br /> Pseudomonas aeruginosa ­ 8 ­ ­ ­ ­<br /> Aspergillus niger 11 12 ­ ­ ­ ­<br /> Fusarium oxyporum ­ ­ ­ ­ ­ ­<br /> Candida albicans 13 16 ­ ­ ­ ­<br /> Saccharomyces cerevisiae ­ ­ ­ ­ ­ ­<br /> (­). Không biểu hiện kháng.<br /> <br /> <br /> <br /> <br />    <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 198<br />  TẠP CHÍ SINH HỌC 2013, 35(3se): 195­199<br /> <br /> <br /> <br /> <br />    <br /> Hình 4. Khả năng kháng khuẩn của chủng A1<br /> <br /> <br /> <br /> <br />    <br /> Hình 5. Khả năng kháng khuẩn của chủng A2<br /> <br /> KẾT LUẬN Lactobacillus   plantarum  strain   used   for <br /> obtaining a product for the preservation of <br /> Kết   quả   nghiên   cứu   đã   cho   thấy,   dịch <br /> fodders. African Journal of Biotechnology, <br /> chiết cám gạo giàu chất xơ hòa tan đều có ảnh <br /> 4(5): 403­408.<br /> hưởng  tốt  tới  khả  năng  sinh trưởng  và  phát <br /> triển của các chủng probiotics. Hoạt tính của  3. Hoàng Quốc Khánh, Phạm Thị Lan Thanh, <br /> các chủng khi phát triển trên môi trường bổ  2011. Phân lập, định danh và xác định các <br /> sung dịch chiết cám gạo 30% đều  ở  mức cao  chủng  Lactobacillus  có   tiềm   năng <br /> đối với 2 chủng A1 và A2, chủng A3  ở  mức   probiotics từ phân trẻ sơ sinh. Tạp chí phát <br /> thấp hơn, cụ  thể:   Hàm lượng sinh khối đạt   triển Khoa học và Công nghệ, 14(6): 62­<br /> lần   lượt   2,5×108,   3,4.108,   5,9.107  (CFU/ml);  76.<br /> hàm lượng axit lactic đạt 40,5; 37,8; 26,2 (g/l);   4. Đào Thị Lương, Nguyễn Thị Anh Đào, <br /> hoạt   tính   amylaza   thể   hiện   qua   đường   kính <br /> vòng phân giải đạt 23, 22, 7 (mm) và proteaza <br /> đạt 26, 24, 10 (mm);   Chủng A1 có khả  năng <br /> kháng   được   6   chủng   kiểm   định,   chủng   A2 <br /> kháng được 3 chủng và chủng A3 kháng được <br /> 1 chủng.<br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> <br /> 1. Cicero A. F. G., Deroso G., 2005. Rice bran <br /> and its main components: Potential role in <br /> the   management   of   coronary   risk   factors. <br /> Current   Topics   in   Nutraceutical   Reseach, <br /> 3(1): 29­46.<br /> 2. Emanue   V.,   Adrian   V.,   Ovidiu   P., <br /> Gheorghe,  2005.   Isolation   of   a <br /> <br /> <br /> 199<br />  Hoang Van Tuan, Pham Huong Son, Nguyen Thi Hien, Nguyen Thi Lai<br /> <br /> <br /> 5. Nguyễn Thị Kim Quy, Trần Thị Lệ Quyên,  7. Randall   J.,   Sayre   R.   N.,   Schultz   W.   G., <br /> Dương  Văn Hợp,   Trần Quốc  Việt,  Ninh   Fong R. Y., Mossman A. P., Tubelhorn R. <br /> Thị  Len, Bùi Thị  Thu Huyền, 2010. Phân  E.,   Saunders   R.   M.,   1985.   Rice   bran <br /> lập   và   tuyển   chọn   vi   khuẩn   lactic   dùng  stabilization   by   extrusion   cooking   for <br /> trong chế   biến  và  bảo quản thức   ăn thô  extraction   of   edible   oil.   I.  Food   Sci.,  50: <br /> xanh và phụ phẩm nông nghiệp cho gia súc  361­364.<br /> nhai lại. Di truyền học ­ Chuyên san Công <br /> 8. Vogt T. M., Zieqler R. G., Graubard B. I., <br /> nghệ sinh học, 6: 11­16.<br /> Swanson   R.   S.,   Greenberq   R.   S., <br /> 6. Melissa M. K., Michael J. M., Gregort G.  Schoenberq J. B., Swanson G. M., Hayes R. <br /> F.,   2012.  The   health   benefits   of   dietary  B., Mayne S. T., 2003. Serum selen and risk <br /> fiber: Beyond the usual suspects of type 2  of prostate cancer in US blacks and whites. <br /> diabetes   mellitus,   cardiovascular   disease  Int. J. Cancer, 103(5): 664­670.<br /> and colon cancer. Metabolism­Clinical and <br /> Experimental, 62: 1058­1066.<br /> <br /> EFFECTIVE INVESTIGATION OF RICE BRAN EXTRACTS <br /> TO ACTIVITIES OF PROBIOTICS BACTERIA<br /> <br /> Hoang Van Tuan, Pham Huong Son, Nguyen Thi Hien, Nguyen Thi Lai<br /> Center for Experimental Biology, National Center for Technological Progress<br /> <br /> SUMMARY<br /> <br /> Rice bran extracts is not only rich in soluble fiber, but also contains many nutritional ingredients which <br /> support for growth of microorganisms. The purpose of this research is determined effect of rice bran extracts  <br /> to   activities   of   probiotics   bacteria.   The   results   shown   that   the   rice   bran   extracts   has   good   effected   on <br /> increasing   biomass   of  Lactobacillus   acidophilus  A1,  Bifidobacterium   bifidum  A2   and  Lactobacillus <br /> bulgaricus  A3 was lower. The level of biomass reached  2.5×108, 3.4×108, 5.9×107  (CFU/ml), respectively. <br /> The produced activities of lactic acid, extracellular enzyme and antibacteria have increased. The level of <br /> lactic acid reached 40.5, 37.8, 26.2 (g/l), respectively; amylase and protease activities reached 23, 22, 7 and <br /> 26, 24, 10 (mm), respectively; Antibacterial activity reached 6, 3, 1 (Tested Strains), respectively.<br /> Keywords: antibacterial, extracellular enzyme, probiotics, rice bran, soluble fiber.<br /> <br /> Ngày nhận bài: 23­4­2013<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 200<br />