Dịch chiết  cám gạo có chứa nhiều thành phần dinh dưỡng đặc biệt là giàu chất xơ hòa tan cần thiết cho sự phát triển của vi sinh vật. Mục đích của nghiên cứu này nhằm xác định sự ảnh hưởng của dịch chiết cám gạo đến hoạt tính của vi khuẩn probiotics. Kết quả thu được cho thấy, dịch chiết cám gạo có ảnh hưởng tốt đến sự phát triển của vi khuẩn probiotics, cụ thể hàm lượng sinh khối thu được của chủng Lactobacillus acidophilus A1và Bifidobacterium bifidum A2 tăng cao, riêng Lactobacillus bulgaricus A3 thấp hơn, lần lượt là 2.5.10⁸, 3.4.10⁸, 5.9.10⁷ (CFU/ml). Hoạt tính sinh axit lactic, sinh enzyme ngoại bào và kháng khuẩn đều ở mức cao: hàm lượng axit lactic đạt 40,5; 37,8; 26,2 (g/l); hoạt tính amylaza thể hiện qua đường kính vòng phân giải đạt 23, 22, 7 (mm) và proteaza đạt 26, 24, 10 (mm). Chủng A1 khi phát triển trong môi trường chứa dịch chiết cám gạo có khả năng kháng được 6 chủng kiểm định, chủng A2 kháng được 3 chủng, chủng A3 kháng được 1 chủng.

MỞ ĐẦU

Cám gạo được hình thành từ lớp vỏ nội nhũ, mầm phôi của hạt, cũng như một phần từ tấm. Cám gạo chiếm 8-10% trọng lượng và chứa khoảng 90% các chất dinh dưỡng của hạt. Trước đây, cám gạo thường được sử dụng trong chăn nuôi và ít được sử dụng trong thực phẩm vì trong thành phần chứa một lượng lớn xơ không tan và dầu (15-20%) làm cho cám dễ bị oxy hóa gây mùi hôi [5].

Ngày nay, cám gạo đã được ổn định bằng cách xử lý nhiệt để làm giảm sự thủy phân và oxy hóa của dầu. Cám gạo chứa nhiều thành phần dinh dưỡng cơ bản như protein, tinh bột, axit béo, các hợp chất phenolic, vitamin nhóm B, khoáng vi lượng, xơ hòa tan. Cám gạo rất giàu chất xơ hòa tan, mặc dù không được tiêu hóa trong ruột nhưng nó có nhiều chức năng sinh học khác, một trong những chức năng quan trọng là sự kích thích sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn có lợi [7].

Các vi sinh vật có lợi ở ruột già có thể sử dụng tốt chất xơ hòa tan, sản sinh ra nhiều hoạt chất chống lại các vi khuẩn lên men thối và vi khuẩn gây bệnh [3]. Cicero et al. (2005) [1] đã chứng minh được rằng các thành phần có trong dịch chiết cám gạo như axit béo không no, phytosterol, tocotrienols có khả năng làm giảm nguy cơ gây bệnh tim mạch.

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Vật liệu

Chủng Probiotics: Lactobacillus acidophilus A1, Bifidobacterium bifidum A2, Lactobacillus bulgaricus A3 lấy từ bộ sưu tập giống của Trung tâm Sinh học Thực nghiệm, Viện ứng dụng Công nghệ.

Chủng kiểm định: Escherichia coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 25923, Bacillus subtillis ATCC 27212, Staphylococus aureus ATCC 12222, Aspergillus niger 439, Fusarium oxysporum M42, Candida albicans ATCC 7754, Saccharomyces cerevisiae SH20.

Hóa chất: cao thịt, pepton, cao nấm men, glucoza, CH3COONa, MgSO₄.7H2O, Phenolphtalein (Trung Quốc, Đức).

Môi trường MRS (g/l): Glucoza-20,2; K₂HPO₄-2,0; CH₃COONa-5,0, Cao thịt-10,0; Pepton-10,0, MgSO₄.7H₂O-0,58; Cao nấm men-5,0, MnSO₄.4H₂O-0,28; Tween 80-1ml, Thạch-15, Nước cất vừa đủ-1lit, pH 6, khử trùng 121^oC/20 phút.

Phương pháp

Phương pháp ổn định cám gạo Cám gạo được ổn định bằng cách làm nóng đến 125-135°C trong 1-3 giây, với độ ẩm từ 11-15% sau đó giữ ở nhiệt độ cao 97-99°C trong 3 phút trước khi làm nguội [6].

Phương pháp xác định khả năng sinh axit

Hàm lượng axit lactic được sinh ra trong quá trình lên men của các chủng probiotics được xác định bằng phương pháp chuẩn độ theo mô tả củaEmanuel et al. (2005) [2].

Phương pháp xác định số lượng vi sinh vật

Số lượng vi khuẩn được xác định theo phương pháp đếm số khuẩn lạc (CFU) trên môi trường thạch trong hộp petri [3].

Phương pháp xác định khả năng sinh enzyme ngoại bào

Xác định khả năng sinh enzyme bằng phương pháp đục lỗ thạch sử dụng các cơ chất là tinh bột, casein. Nhỏ phần dịch nuôi cấy vào các lỗ đã đục ở đĩa petri chứa cơ chất, sau đó đặt các đĩa thạch ở 37^oC. Sau 48 giờ tráng dung dịch Lugol. Quan sát vòng phân giải tạo thành. Hoạt tính enzyme của các chủng vi khuẩn tuyển chọn được tính bằng đường kính vòng  phân giải (ΔD).

ΔD = D – d (mm)

D: đường kính vòng phân giải (mm); d: đường kính lỗ thạch (mm).

Phương pháp xác định khả năng kháng khuẩn

Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định được xác định bằng phương pháp đục lỗ. Nhỏ phần dịch đã nuôi cấy vi khuẩn lactic (sau 24 giờ) vào các lỗ thạch trên đĩa petri đã cấy vi sinh vật kiểm định, giữ 4^oC trong 8 giờ, sau đó đặt các đĩa thạch ở 37_­^oC đối với vi khuẩn kiểm định và 30ºC đối với nấm kiểm định. Sau 24 giờ quan sát vòng kháng khuẩn tạo thành. Hoạt tính kháng khuẩn của các chủng được xác định tương tự như xác định khả năng sinh enzyme.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Ảnh hưởng của dịch chiết cám gạo đến sự sinh trưởng của các chủng probiotics

Các chủng probiotics được nuôi trên môi trường có bổ sung 10-60% (ml/ml) dịch chiết cám gạo, số lượng các vi sinh vật được xác định ở các nồng độ cám gạo khác nhau so với môi trường MRS (ĐC) sau 24 giờ nuôi cấy. Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ dịch chiết cám gạo bổ sung đến sự sinh trưởng của các chủng probiotics được chỉ ra trong bảng 1.

Bảng 1 cho thấy, dịch chiết cám gạo có ảnh hưởng tốt đến sự sinh trưởng của các chủng nghiên cứu, cụ thể số lượng các vi sinh vật tăng dần ở các nồng độ dịch chiết khác nhau, đạt cực đại ở 30% (chủng A1, A2) và 40% (chủng A3). Từ các giá trị xác lập được, khả năng sinh axit lactic, sinh enzyme, kháng vi sinh vật kiểm định của các chủng đã được nghiên cứu với việc bổ sung 30% dịch chiết cám gạo cho chủng A1, A2; 40% cho chủng A3.

Khả năng sinh axit lactic

Các chủng probiotics được tiến hành nuôi cấy trên môi trường MRS bổ sung dịch chiết cám gạo ở các tỷ lệ đã được xác định, tại 37ºC từ  24-96 giờ, sau đó xác định lượng axit lactic được sinh ra. Kết quả cho thấy khả năng sinh axit lactic của cả 3 chủng đã tăng lên đáng kể khi bổ sung dịch chiết cám gạo, hàm lượng axit lactic cao nhất được xác định sau 72 giờ lên men, lần lượt đạt 40,5; 37,8; 26,2 (g/l) (hình 1), lượng axit sinh ra khi so sánh trên môi trường MRS trung bình đạt 23,1 g/l.

Khả năng sinh enzyme

Tiến hành nuôi cấy các chủng vi khuẩn trên môi trường MRS và môi trường bổ sung dịch chiết cám gạo để so sánh khả năng sinh enzyme của các chủng probiotics và ảnh hưởng của dịch chiết cám gạo đến khả năng sinh enzyme, kết quả được trình bày ở bảng 2.

Khả năng kháng khuẩn

Khả năng kháng khuẩn của các chủng  probiotics thể hiện qua đường kính vòng kháng khuẩn, kết quả thu được như ở bảng 3.

Chủng A1 có khả năng kháng 6 chủng kiểm định và đường kính vòng kháng khuẩn cao hơn so với chủng A2 chỉ có khả năng kháng 3 chủng kiểm định, chủng A3 có khả năng kháng B. subtillis nhưng mức độ kháng thấp. Các chủng có tiềm năng probiotics trong nghiên cứu của Hoàng Quốc Khánh và nnk. (2011) [3] có khả năng kháng E. coli ATCC 25922 với đường kính vòng kháng khuẩn từ 2-4 mm.

KẾT LUẬN

Kết quả nghiên cứu đã cho thấy, dịch chiết cám gạo giàu chất xơ hòa tan đều có ảnh hưởng tốt tới khả năng sinh trưởng và phát triển của các chủng probiotics. Hoạt tính của các chủng khi phát triển trên môi trường bổ sung dịch chiết cám gạo 30% đều ở mức cao đối với 2 chủng A1 và A2, chủng A3 ở mức thấp hơn, cụ thể:  Hàm lượng sinh khối đạt lần lượt 2,5×10⁸, 3,4.10⁸, 5,9.10⁷ (CFU/ml); hàm lượng axit lactic đạt 40,5; 37,8; 26,2 (g/l); hoạt tính amylaza thể hiện qua đường kính vòng phân giải đạt 23, 22, 7 (mm) và proteaza đạt 26, 24, 10 (mm);  Chủng A1 có khả năng kháng được 6 chủng kiểm định, chủng A2 kháng được 3 chủng và chủng A3 kháng được 1 chủng.

Hoàng Văn Tuấn, Phạm Hương Sơn*,

Nguyễn Thị Hiền, Nguyễn Thị Lài

Trung tâm Sinh học thực nghiệm,

Viện Ứng dụng Công nghệ