Vi khuẩn Bifidobacterium Animalis Subsp Lactis 420 và kết quả tối ưu hóa sự phát triển của chúng trong môi trường nấm men, pepton đậu nành, glucose và sắt sunfat (pyg)

Posted By on 26/04/2019

ThS. Đặng Thị Duyên, 

Bộ Môn Chăn nuôi và Đồng cỏ

     Bifidobacterium animalis subsp. lactis, một loài vi khuẩn yếm khí được phân lập từ phân trẻ sơ sinh (Tissier, 1899). Với nhiều đặc tính probiotic nổi trội hơn các loài vi khuẩn khác như khả năng bám dính tốt trên tế bào niêm mạc ruột, có khả năng tồn tại trong môi trường axit dạ dày và môi trường muối mật của dịch mật trong ruột non, kích thích hệ thống miễn dịch cơ thể, tiêu diệt vi khuẩn có hại trong đường ruột, cân bằng hệ vi sinh đường ruột (Ventura và cộng sự, 2004; Sánchez và cộng sự, 2007; Barrangou và cộng sự, 2009; Taipale và cộng sự, 2011). Bifidobacterium animalis subsp. lactis được biết đến như loài sử dụng rộng rãi nhất trong sản xuất thực phẩm bổ sung chon gười và động vật (Masco và cộng sự, 2005).

     Trong chăn nuôi, đặc biệt là chăn nuôi lợn, gia cầm, thủy cầm và thủy sản, người ta sử dụng các sản phẩm chứa vi khuẩn probiotic. Trong đó có Bifidobacteria nhằm kích thích sự thèm ăn cho vật nuôi, tăng tỉ lệ và hiệu quả tiêu hóa thức ăn, vật nuôi tăng trọng nhanh mà không cần sử dụng chất tăng trọng gây hại, giảm tỷ lệ nhiễm các bệnh gây ra bởi E.coli, Salmonella và Clostridium, tránh phụ thuộc, lạm dụng kháng sinh chữa bệnh và giảm mùi hôi chuồng trại. Hiện nay, ngoài việc sử dụng bổ sung dinh dưỡng, nâng cao sức khỏe cho con người, các sản phẩm chứa Bifidobacteria dành cho động vật cũng ngày càng được chú trọng. Trên thế giới có rất nhiều sản phẩm dành cho vật nuôi được chế biến dưới dạng thức ăn bổ sung dinh dưỡng, thực phẩm chức năng, chế phẩm probiotic chứa Bifidobacteria đã được sản xuất và đưa ra thị trường (https://www.alibaba).

     Vì thế, rất nhiều công trình nghiên cứu đã được tiến hành nhằm tìm ra môi trường thích hợp cho sự phát triển của chủng vi khuẩn này. Tuy nhiên các môi trường được công bố đều chưa đáp ứng yêu cầu dùng trong công nghiệp như giá thành còn cao, cho sinh khối thấp, khó thu sinh khối tế bào hay nguồn nguyên liệu môi trường không có sẵn (Đặng Thị Duyên, 2008). Góp phần giải quyết yêu cầu trên, năm 2018 tại Khoa Khoa học Động vật, Trường đại học Quốc gia Chonam- Hàn Quốc, các tác giả Đặng Thị Duyên và Oh Sejong đã thực hiện đề tài: “Phát triển môi trường nuôi cấy Bifidobacterium animalis subsp theo hướng tiết kiệm chi phí”, nhằm tìm ra môi trường tối ưu cho sự phát triển của Bifidobacterium animalis subsp. Kết quả đề tài cho thấy, chủng này có thể sinh trưởng tốt trên môi trường mới gọi tắt là PYG gồm: 2,879% nấm men, 2,803% pepton đậu nành, 0,62% glucose và 0,006% sắt sunfat.

     Đây là môi trường đáp ứng các yêu cầu sử dụng trong công nghiệp lên men, bởi giá thành thấp, chỉ bằng 79% môi trường thông dụng tại thời điểm thí nghiệm (môi trường BL do Ochi và Mitsuoka công bố năm 1958). Môi trường PYG chỉ sử dụng 4 loại nguyên liệu có sẵn, trong khi  môi trường BL dùng tới 20 loại nguyên liệu, cho năng suất sinh khối cao (8,67 log10 CFU/mL tương đương với đối chứng BL). Qua kiểm tra đặc tính probiotic, kết quả cho thấy môi trường mới này gần như không làm thay đổi các đặc tính probiotic của Bifidobacterium animalis subsp. Một số chỉ tiêu điển hình như: trên 60% tế bào vi khuẩn có thể sống sót trong môi trường axit pH = 2,5 sau 1 giờ (tương đương đối chứng), mật độ tế bào duy trì ở mức hơn 8,00 log10 CFU/mL sau 48 giờ nuôi cấy trong môi trường muối mật 1% (tương đương đối chứng), Bifidobacterium animalis subsp khi nuôi cấy trong cả 2 môi trường YPG và BL đều không tiết chất ức chế vi khuẩn bacteriocin và hơn 78% tế bào vi khuẩn có khả năng bám dính với tế bào niêm mạc ruột mucin (hơi thấp so với đối chứng 85%).

     Như vậy, việc tìm ra môi trường mới chứa ít nguyên liệu, giá thành thấp, cho năng suất sinh khối cao, dễ dàng thu nhận tế bào và không ảnh hưởng đến đặc tính probiotic của vi khuẩn là hoàn toàn phù hợp trong công nghiệp lên men. Điều này mở ra hướng nghiên cứu mới trong ứng dụng lên men Bifidobacteria để sản xuất chế phẩm sinh học sử dụng trong y học và chăn nuôi, đặc biệt là ở Việt Nam, nơi mà việc sử dụng các chủng Bifidobacteria còn nhiều hạn chế.

Tài liệu tham khảo

  1. Barrangou, R., Elizabeth, P., Lindsay, B., Traeger, L., Loquasto, J. R., Richards, M., Horvath, P., Coûté-Monvoisin, A., Leyer, G., Rendulic, S., Steele, J. L., Broadbent, J. R., Oberg, T., Dudley, E. G., Schuster, S., Romero, D. A. and Roberts, R. F. (2009). Comparison of the complete genome sequences of Bifidobacterium animalis subsp. lactis DSM 10140 and Bl-04. J. Bacteriol. 191(13): 4144- 4151.
  2. Masco, L., Huys, G.,Brandt, E., Temmerman, R. and Swings, J. (2005). Culture-dependent and culture-independent qualitative analysis of probiotic products claimed to contain bifidobacteria. Int. J. Food Microbiol. 102(2): 221- 230.
  3. Ochi, Y. and Mitsuoka, T. (1958). Studies on Lactobacilli.Jpn. J. Vet. Sci 20: 71-81.
  4. Sánchez, B., Champomier-Vergès, M., Stuer-Lauridsen, B., Ruas-Madiedo, P., Anglade, P., Baraige, F., Reyes-Gavilán. C., Johansen. E., Zagorec, M. and Margolles, M. (2007). Adaptation and response of Bifidobacterium animalis subsp. lactis to bile: a proteomic and physiological approach. App. Environ. Microbiol. 73(21): 6757-6767.
  5. Taipale, T., Pienihäkkinen, K., Isolauri, E., Larsen, C.,Brockmann, E., Alanen, P., Jokela, J. and Söderling, E. (2011). Bifidobacterium animalis lactis BB-12 in reducing the risk of infections in infancy. Br. J. Nutr. 105 (3): 409-416.
  6. Thi Duyen Dang (2018). Development of cost-effective medium of Bifidobacterium animalis Culture Master’s thesis. Chonnam national University, Korea.
  7. Tissier, H. (1900). Recherchers sur la flora intestinale normale et pathologique du nourisson. University of Paris, Paris, France.
  8. Ventura, M.,Canchaya, C., Sinderen, D. V., Fitzgerald, G. F. and Zink. R. (2004). Bifidobacterium lactis DSM 10140: identification of the atp operon and analysis of its genetic structure, characteristics, and phylogeny. Appl. Environ. Microbiol. 70 (5): 3110-3121.
  9. https://www.alibaba.com/showroom/probiotics-for-farm-animals.html

Một số hình ảnh minh họa

Hình 1. Tế bào vi khuẩn Bifidobacterium animalis subsp soi dưới kính hiển vi có độ phóng đại 100 lần

Hình 2. Chuẩn bị môi trường thi nghiệm PYG

Hình 3 và 4. Một số chế phẩm probiotic cho thú cưng của Mỹ chứa Bifidobacteria (Nguồn https://www.amazon.com)