Đồ án Phân lập, tuyển chọn và đánh giá một số đặc tính của một số chủng Lactobacillus trên cá chim vây vàng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHÂN LẬP, TUYỂN CHỌN VÀ ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA MỘT SỐ CHỦNG LACTOBACILLUS TRÊN CÁ CHIM VÂY VÀNG Giảng viên hướng dẫn : Th.s LÊ ĐÌNH ĐỨC Sinh viên thực hiện: LÊ THANH HUÂN Lớp : 49 CNSH Khoá : 49 Nha Trang, tháng 7 năm 2011  BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHÂN LẬP, TUYỂN CHỌN VÀ ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA MỘT SỐ CHỦNG LACTOBACILLUS TRÊN CÁ CHIM VÂY VÀNG Giảng viên hướng dẫn : Th.s LÊ ĐÌNH ĐỨC Sinh viên thực hiện: LÊ THANH HUÂN Lớp : 49 CNSH Khoá : 49 Nha Trang, tháng 7 năm 2011 LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Viện Công nghệ sinh học và Môi trường, trường Đại học Nha Trang đã luôn quan tâm, chỉ bảo và giảng dạy nhiệt tình, giúp cho tôi có được những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường. Tôi xin dành lời cảm ơn sâu sắc nhất đến Thầy Lê Đình Đức, Bộ môn Công nghệ sinh học, Viện Nghiên cứu Công nghệ sinh học và môi trường, trường Đại học Nha Trang đã định hướng, dìu dắt và tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện đồ án tốt nghiệp này. Tôi xin chân thành cảm ơn đến chị Nguyễn Minh Nhật, cán bộ quản lý phòng thí nghiệm Công nghệ sinh học, đã tạo mọi điều kiện về thời gian để tôi hoàn thành đề tài. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các bạn sinh viên lớp 49SH, cùng toàn thể các bạn sinh viên thực tập tại phòng thí nghiệm đã nhiệt tình giúp đỡ tôi. Cuối cùng, tôi bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến gia đình, bạn bè, những người luôn quan tâm giúp đỡ, động viên, đồng thời là chỗ dựa tinh thần rất lớn giúp tôi hoàn thành tốt mọi công việc được giao trong suốt thời gian học tập và thực hiện đồ án vừa qua. Nha Trang, tháng 6 năm 2011 Sinh viên Lê Thanh Huân MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ viii KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT ix LỜI MỞ ĐẦU 1 1.1.1. Giới thiệu vê Probiotics 3 1.1.2. Cơ chế tác động của probiotic 5 1.1.2.1. Sản sinh ra các chất ức chế 5 1.1.2.2. Cạnh tranh cơ chất, năng lượng với những vi khuẩn khác 5 1.1.2.3. Cạnh tranh vị trí bám dính với vi khuẩn gây bệnh 6 1.1.2.4. Tăng cường đáp ứng miễn dịch 6 1.1.2.5. Cải thiện chất lượng nước 7 1.1.3. Ứng dụng của probiotic 7 1.1.3.1. Ứng dụng của chế phẩm Probiotic trong y học, trong trồng trọt, trong bảo vệ môi trường. 7 1.1.3.2. Ứng dụng của chế phẩm Probiotic trong nuôi trồng thủy sản 8 1.1.4. Công nghệ sản xuất chế phẩm probiotics. 11 1.1.4.1. Nguyên liệu 12 1.1.4.2. Nhân giống 12 1.1.4.3. Thu sinh khối 12 1.1.4.4. Tạo chế phẩm 12 1.1 . Tổng quan về cá chim vây vàng 14 1.2.1. Giới thiệu chung về cá chim vây vàng 14 1.2.2. Tình hình nghiên cứu cá chim vây vàng trên thế giới và trong nước 15 1.2.2.1. Tình hình nghiên cứu cá chim vây vàng trên thế giới 15 1.2.2.2. Tình hình nghiên cứu cá chim vây vàng ở Việt Nam 16 1.2.3. Tình hình bệnh dịch trên cá nuôi nước mặn nói chung và cá chim vây vàng nói riêng 17 1.2.3.1. Bệnh do nấm, ký sinh trùng 17 1.2.3.2. Bệnh do virus 18 1.2.3.3. Bệnh do vi khuẩn 18 1.2 . Tổng quan về vi khuẩn lactic 20 1.3.1. Giới thiệu về vi khuẩn lactic 20 1.3.1.1. Giới thiệu chung 20 1.3.1.2. Phân loại vi khuẩn lactic 22 1.3.1.2.1. Lên men đồng hình 22 1.3.1.2.1. Lên men dị hình 23 1.3.2. Giới thiệu về giống Lactobacillus 23 1.3.2.1 Giống Lactobacillus – các đặc tính của vi khuẩn probiotic 24 1.3.2.2.1 Khả năng sinh ra các chất kháng khuẩn và đối kháng với các vi khuẩn gây bệnh 24 1.3.2.2.3 Khả năng chịu mặn 25 1.3.2.2.4 Khả năng tồn tại trong đường tiêu hóa 25 1.3.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới sự phát triển của vi khuẩn lactic nói chung và Lactobacillus nói riêng. 26 1.3.2.1.1. Ảnh hưởng của các chất dinh dưỡng 26 13.2.2.2. Ảnh hưởng của các điều kiện nuôi cấy 29 1.3.3. Tình hình nghiên cứu sử dụng Lactobacillus bổ sung vào chế phẩm probiotic trong nuôi trồng thủy sản 30 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.1. Đối tượng nghiên cứu 33 2.1.1. Mẫu cá 33 2.1.2. Môi trường nghiên cứu 33 2. 2. Nội dung nghiên cứu 35 Hình 2.1:Sơ đồ cách tiếp cận các nội dung nghiên cứu của đề tài 35 2. 3. Phương pháp nghiên cứu 36 2.3.1. Phương pháp phân lập, tuyển chọn 36 2.3.1.1. Phân lập Lactobacillus 36 2.3.1.2. Nuôi cấy và bảo quản các chủng Lactobacillus 36 2.3.1.3. Tuyển chọn các chủng Lactobacillus kháng Vibrio 37 2.3.2. Quan sát đặc điểm hình thái và đặc tính sinh hóa 38 2.3.2.1. Quan sát đặc điểm hình thái 38 2.3.2.1.1. Quan sát tế bào vi khuẩn bằng kính hiển vi 38 2.3.2.1.2. Nhuộm Gram 38 2.3.2.2. Quan sát đặc tính sinh hóa 39 2.3.2.2.1. Khả năng sinh acid lactic 39 2.3.2.2.2. Phản ứng catalase 40 2.3.2.2.3. Khả năng di động 40 2.3.2.2.4. Khả năng sử dụng các loại đường: 41 2.3.3. Xác định các điều kiện nuôi cấy 41 2.3.3.1. Xác định khả năng sinh trưởng 41 2.3.3.2. Xác định nhiệt độ thích hợp 42 2.3.3.3. Xác định thời gian nuôi cấy 42 2.3.3.4. Xác định pH thích hợp 42 2.3.4. Xác định các đặc tính probiotic 42 2.3.4.1. Xác định khả năng sinh enzyme tiêu hóa 42 2.3.4.2. Xác định khả năng chịu mặn 43 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 44 3.1. Kết quả phân lập tuyển chọn 44 3.1.1. Phân lập Lactobacillus từ nội tạng cá chim vây vàng 44 3.1.2. Kết quả tuyển chọn các chủng Lactobacillus có hoạt tính kháng Vibrio 44 3.2. Đặc điểm hình thái và đặc điểm sinh hóa 46 3.2.1. Đặc điểm hình thái 46 3.2.1.1. Đặc điểm hình thái của chủng L1.2 46 3.2.1.2. Đặc điểm hình thái của chủng L1.3 48 3.2.2. Đặc điểm sinh hóa 51 3.3. Đặc tính nuôi cấy và đặc tính probiotic 52 3.3.1. Đường cong sinh trưởng của chủng L1.2 và L1.3 52 3.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của 2 chủng L1.2 và L1.3 54 3.3.3. Thời gian nuôi cấy 55 3.3.4. pH nuôi cấy 56 3.3.5. Khả năng chịu mặn của hai chủng L1.2 và L1.3 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 Kết luận 59 Kiến nghị 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Hoạt tính kháng 7 chủng Vibrio của 5 chủng Lactobacillus trên môi trường MRS, ở nhiệt độ 37oC 45 Bảng 3.2: Kết quả thử các đặc tính của hai chủng L1.2 và L1.3 52 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 : Cá chim vây vàng 14 Hình 3.1: Khả năng đối kháng 7 chủng Vibrio (V 2.1, V 2.2, V 2.3, V 2.4, C1, C7 và C23) của 6 chủng Lactobacillus trên môi trường MRS, được xác định bằng đường kính vòng kháng khuẩn (D-d) sau 1-2 ngày nuôi ở 37oC 45 Hình 3.2: Vòng kháng Vibrio của 2 chủng Lactobacillus lựa chọn sau 24h nuôi cấy trên môi trường MRS, lắc 180 vòng/phút, ở nhiệt độ 28 - 30oC 46 Hình 3.3: Hình thái khuẩn lạc chủng L1.2 trên sau 24h trên môi trường MRS nuôi ở 340C 47 Hình 3.4: Hình thái tế bào của chủng L1.2 khi soi tươi ở vật kính 100X 47 Hình 3.5: Hình ảnh nhuộm gram của chủng L1.2 48 Hình 3.6: Hình thái khuẩn lạc chủng L1.3 trên sau 24h trên môi trường MRS nuôi ở 340C 49 Hình 3.7: Hình thái tế bào của chủng L1.3 khi soi tươi ở vật kính 100X 49 Hình 3.8: Hình ảnh nhuộm gram chủng L1.3 50 Hình 3.9: Khả năng di động của chủng L1.2 và L1.3 51 Hình 3.10: Khả năng lên men các loại đường của chủng L1.2 và L1.3 51 Hình 3.11: Mối tương quan giữa thời gian và OD600 nm của chủng L1.2 53 Hình 3.12: Mối tương quan giữa thời gian và OD600 của chủng L1.3 53 Hình 3.13 : Ảnh hưởng của nhiệt độ nuôi cấy lên sự sinh trưởng và phát triển của chủng L1.2 và L1.3 55 Hình 3.14: Mối tương quan giữa thời gian nuôi cấy và mật độ tế bào sống của hai chủng L1.2 và L1.3 ở OD600 nm. 56 Hình 3.15: Ảnh hưởng của pH lên sự sinh trưởng và phát triển của chủng L1.2 và L1.3 57 Hình 3.16: Ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl đến sự phát triển của chủng L1.2 và L1.3 58 KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT LỜI MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, nghành nuôi trồng thủy sản ở nước ta đang phát triển nhanh chóng. Theo công bố của FAO năm 2006, tổng sản lượng nuôi trồng thủy sản của Việt Nam là 1,67 triệu tấn, xếp vị trí thứ 6 Châu Á. Hiện nay đối tượng nuôi trồng chủ yếu là các loài thủy hải sản nước mặn như: cá mú (Epinephelus spp), cá giò (Rachycentron canadum), cá chẽm (Lates calcariper), cá cam (Seriola spp), cá hồng (Lutijanus erythropterus), cá chim (Trachinotus blochii), ốc hương (Babylonia areolata), vẹm xanh (Perna viridis), tôm sú (Penaeus monodon),... trong đó đối tượng nuôi mới là cá chim vây vàng đang được chú ý phát triển nuôi bởi vì thịt cá thơm ngon hấp dẫn, hàm lượng dinh dưỡng cao, rất được ưa chuộng. Cá chim vây vàng (Trachinotus blochii Lacepede, 1801) là loài phân bố tương đối rộng ở vùng biển nhiệt đới, Tây Thái Bình Dương, Nhật Bản, Đài Loan, Indonesia, miền Nam Trung Quốc. Nước ta cá phân bố chủ yếu ở vịnh Bắc Bộ, miền Trung và Nam Bộ. Cá có kích cỡ thương mại 0,8 -1 kg/con, giá trị kinh tế cao với giá bán 100.000 VNĐ/kg, thị trường xuất khẩu: Nhật Bản, Đài Loan, Trung Quốc, Hồng Kông, Mỹ, Singapore. Đây là một đối tượng nuôi mới ở Việt Nam, chưa được nghiên cứu nhiều nên người nuôi vẫn gặp khó khăn do tỷ lệ cá chết cao, sức chống chọi trước các điều kiện bất lợi của môi trường và các vi khuẩn gây bệnh còn thấp đặc biệt là các bệnh do Vibrio gây ra. Để khắc phục tình trạng này, người nuôi đã dùng các loại hóa chất khử trùng, các chất kháng sinh phòng bệnh. Tuy nhiên hiệu quả của các phương pháp này không cao, ngược lại còn gây ảnh hưởng đến môi trường, nguy hiểm hơn nếu lạm dụng chất kháng sinh sẽ gây ra tồn dư kháng sinh và hiện tượng kháng kháng sinh của các vi khuẩn gây bệnh trên thủy sản. Vì vậy, việc tìm ra một giải pháp thích hợp để giải quyết vấn đề này là rất quan trọng. Phương pháp sử dụng chế phẩm sinh học có chứa những vi sinh vật mang những đặc tính: đối kháng với vi khuẩn gây bệnh, sinh các enzyme tiêu hóa, phân hủy các chất hữu cơ thừa …đã được áp dụng. Các chế phẩm sinh học không những tăng khả năng sinh trưởng, khả năng kháng bệnh cho vật nuôi mà còn hạn chế được tối đa khả năng sử dụng kháng sinh trong việc phòng và trị bệnh thủy sản. Nhiều nhóm vi sinh vật mang các đặc tính probioic đã được áp dụng, trong đó có nhóm vi khuẩn Lactobacillus. Với lí do như vậy nên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Phân lập, tuyển chọn và đánh giá tiềm năng probiotic của các chủng Lactobacillus phân lập trên Cá Chim vây vàng” Mục tiêu của đề tài là phân lập, tuyển chọn một số chủng Lactobacillus có hoạt tính kháng Vibrio để bổ sung vào chế phẩm probiotic nuôi cá chim vây vàng nhằm mục đích tăng tốc độ tăng trưởng, khả năng kháng bệnh, đảm bảo sự phát triển bền vững của nghề nuôi cá chim vây vàng. Các nội dung nghiên cứu của đề tài: Phân lập các chủng Lactobacillus và Vibrio trong ruột cá chim vây vàng. Tuyển chọn các chủng Lactobacillus có hoạt tính khảng Vibrio. Nghiên cứu đặc điểm sinh học của các chủng Lactobacillus. Nghiên cứu điều kiện nuôi cấy thích hơp cho các chủng Lactobacillus.Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU Tổng quan về probiotic 1.1.1. Giới thiệu vê Probiotics Theo Tổ chức nông nghiệp và lương thực của Liên hợp quốc (FAO) “Probiotic là những vi sinh vật sống, nếu được bổ sung với liều lượng hợp lý sẽ mang lại lợi ích cho vật chủ”. Nghiên cứu ứng dụng probiotic mới được chú ý trong 20 năm trở lại đây, nhưng tác dụng của nó đã được nhận thấy từ lâu. Elie Metnhicoff là người đầu tiên đặt nền móng cho việc sử dụng probiotic (Metnhicoff, 1908). Năm 1908, ông đề nghị sử dụng vi khuẩn lactic (Lactobacterium delbruekii spp bulgaricus) để kéo dài tuổi thọ con người. Ngày nay chế phẩm probiotic được sử dụng khá hiệu quả để phòng bệnh cho người và vật nuôi. Chế phẩm probiotic đang được sử dụng như một loại thuốc để phòng và điều trị bệnh cho người và vật nuôi. Các nghiên cứu cho thấy chế phẩm này mang lại nhiều lợi ích cho đường ruột như: cân bằng hệ vi sinh vật khu trú trong đường ruột, kích thích tiêu hóa, tăng khả năng miễn dịch và phòng ngừa nhiễm trùng cho cơ thể. Ngoài ra, chế phẩm probiotic sử dụng trong y học còn có khả năng giảm viêm, giảm cholesteron, tăng quá trình hấp thu khoáng, ngăn ngừa sự phát triển vi khuẩn gây bệnh viêm ruột, điều hoà trường hợp không dung nạp lactose và đề phòng được ung thư kết tràng…. Một số chủng vi sinh vật đã được sử dụng trong chế phẩm probiotic cho người như: Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus casei, Lactobacillus johnsonii, Bacillus subtilis… Nhiều chủng vi khuẩn cũng được sử dụng để sản xuất ra các chế phẩm ứng dụng rất hiệu quả nhằm kiểm soát côn trùng gây hại cho cây trồng như vi khuẩn Bacillus thuringiensis, nấm Beauveria bassiana, Metarrhizium anisopliae, virus NPV.v.v. Ngoài ra các chế phẩm vi sinh còn được sử dụng để làm phân bón vi sinh nhằm phân giải các chất hữu cơ làm giàu cho đất, phân giải lân khó tiêu thành lân dễ tiêu để cây trồng hấp thu được. Các chế phẩm vi sinh sử dụng trong các hệ thống xử lý rác thải và nước thải, làm sạch dầu mỏ trong các vụ tràn dầu. Mặc dù vậy, việc sử dụng các chế phẩm vi sinh trong nuôi thủy sản (tôm, cua, cá, nhuyễn thể…) vẫn còn khá mới mẻ, mới bắt đầu trong hơn thập kỷ gần đây. Đối với mỗi loài thủy sản khác nhau cần có chế phẩm probiotic với những chủng vi sinh vật thích hợp riêng. Phương thức sử dụng chủ yếu là bổ sung trực tiếp vào thức ăn hoặc thêm vào môi trường nước nuôi. Nhiều nhà nghiên cứu trong lĩnh vực này đều nhận thấy chế phẩm Probiotic đã tạo ra những thay đổi đáng kể về khu hệ vi sinh trong đường ruột theo hướng cân bằng có lợi trong đó các vi khuẩn có ích tăng đáng kể, số lượng các vi sinh vật có khả năng gây bệnh như E.coli, Samomella, Listeria…giảm mạnh. Những phát hiện mới về khả năng tăng cường miễn dịch, điều chỉnh những sai lệch bất lợi ở hệ vi sinh vật đường ruột do bênh nhiễm khuẩn, virus, dị ứng thức ăn đang mở ra triển vọng áp dụng chế phẩm này trong nuôi trồng thủy sản, cân bằng sinh thái và bảo vệ môi trường. * Thành phần chế phẩm probiotic Vi sinh vật trong chế phẩm Probiotic thường gồm 4 nhóm sau: - Nhóm vi khuẩn lactic: Thường chọn các chủng vi khuẩn lactic điển hình thuộc giống Lactobacillus (Lactobacillus acidophillus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei …). Trong hoạt động sống vi khuẩn lactic chuyển đường thành axit lactic, ngoài ra nó có thể sinh ra Baterioxin – một loại hợp chất có hoạt tính kháng khuẩn và có phổ ức chế vi sinh vật khá rộng. Loại chất kháng sinh này không gây ra tính kháng kháng sinh ở các vi khuẩn gây bệnh. Axit lactic và Bacterioxin có khả năng ức chế vi khuẩn gây bệnh, giải độc cho đường ruột. - Nhóm vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh: Chọn các chủng vi khuẩn có hoạt tính α amylase và protease. Các chủng này không gây độc, gây bệnh cho người và vật nuôi. Nhóm vi khuẩn này có tác dụng phân giải các hợp chất hữu cơ bị ô nhiễm trong môi trường. Thường chọn các chủng vi khuẩn thuộc giống Bacillus (Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Bacillus lichenifomis,… ). Ngoài khả năng sinh α amylase và protease chúng còn sinh ra Bacterioxin. Các vi khuẩn này chủ yếu tham gia vào quá trình làm sạch môi trường và tham gia vào quá trình đấu tranh sinh học, ức chế vi khuẩn gây bệnh, hạn chế dịch bệnh cho vật nuôi. - Nhóm vi khuẩn quang tự dưỡng ( Photoautotrop): Gồm các vi khuẩn tía và vi khuẩn không tía có khả năng đồng hóa H2S và CO2 để xây dựng tế bào và không sinh ra O2. Trong khi phân hủy H2S hoặc muối sulfua kim loại gây ra, làm giảm tính độc cho môi trường. Khi cho thêm vi khuẩn quang tự dưỡng vào thức ăn hoặc môi trường nước nuôi có thể loại bỏ nhanh chóng NH3, H2S, axit hữu cơ, những chất có hại, cân bằng pH, cải thiện chất lượng nước. - Nhóm nấm men: Gồm một số loài thuộc giống Sacaromyces, sử dụng nấm men sẽ có tác dụng tận dụng lượng đường được tạo thành trong môi trường nước để lên men rượu nhẹ, hạn chế dinh dưỡng của các loại vi sinh vật gây bệnh khác, cải thiện mùi và màu của nước. 1.1.2. Cơ chế tác động của probiotic 1.1.2.1. Sản sinh ra các chất ức chế Các vi khuẩn probiotic sinh các chất ức chế: bacteriocin, siderophores, lysozym, protease, H2O2, các axit hữu cơ, amoni, diaxetyl…các chất này được sinh ra bên trong đường ruột và bên ngoài môi trường nuôi sẽ có tác dụng ức chế sự phát triển của các vi khuẩn gây hại khác. (Saurabh S, Choudhary AK và Sushma GS, 2005).Ví dụ: Lactobacillus sp sản sinh ra bacteriocin là chất ức chế sinh trưởng của các vi khuẩn gây bệnh. Alteromonas sp dòng B-10-31 sản sinh monostatin làm ức chế hoạt tính protease của Aermonas hydrophyla và Vibrio anguillarum. 1.1.2.2. Cạnh tranh cơ chất, năng lượng với những vi khuẩn khác Cạnh tranh dinh dưỡng của các vi sinh vật probiotic có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự ổn định của hệ vi sinh vật bên trong đường ruột và bên ngoài môi trường nuôi. Probiotic có khả năng cạnh tranh về mặt dinh dưỡng đối với các vi khuẩn lây bệnh và sẽ hạn chế được sự phát triển, lây lan của các chủng vi sinh vật đó. Vi khuẩn có hại bị loại bỏ có nghĩa là loại bỏ được đối thủ cạnh tranh chất dinh dưỡng và năng lượng dùng cho vi khuẩn probiotic và cho vật chủ. Ví dụ: sự hấp thụ các monosaccarit của các vi sinh vật probiotic có thể làm giảm sự phát triển của Clostridium difficile gây ra bệnh tiêu chảy trên vật nuôi bởi vì sự phát triển của Clostridium difficile phụ thuộc vào các monosaccarit (Kenneth, H.Wilson và Fulvio Periniz, 1998). Ngoài ra các vi khuẩn sinh siderophore được sử dụng làm probiotic để cạnh tranh Fe với các vi khuẩn gây hại. Vì siderophore là chất có khối lượng phân tử thấp, nó có khả năng gắn với các ion Fe. Siderophore có thể hoà tan Fe kết tủa thành dạng dễ sử dụng cho vi sinh vật, do đó nó là công cụ thu lượm Fe trong môi trường. 1.1.2.3. Cạnh tranh vị trí bám dính với vi khuẩn gây bệnh Cạnh tranh vị trí bám dính trên đường ruột là một tiêu chí quan trọng để dánh giá hiệu quả của vi sinh vật probiotic (Ringo E và Gatesoupe FJ, 1998). Vi khuẩn probiotic cạnh tranh vị trí bám dính trên thành ruột hay trên các biểu mô khác có vai trò ngăn cản sự khu trú và phát triển của các vi khuẩn gây bệnh .Người ta đã chứng minh khả năng bám dính và phát triển trên bề mặt ruột của Lactobacillus GG và Lactobacillus plantarum 299V để ngăn cản sự phát triển và lây lan của vi khuẩn Escherichia coli 0157H7 gây bệnh tiêu chảy ở người và động vật nuôi (Mack DR, Michail S, Wei S, Macdougal L, Hollingsworth MA, 1999). Ngoài ra một số vi khuẩn thuộc giống Lactobacillus cũng được biết có thể khóa chặt các thụ thể bề mặt trong đường ruột để hạn chế được sự bám dính của các vi sinh vật gây bệnh khác. (Bernet MF, Brassart D, Neeser JR, Servin AL, 1994 ). 1.1.2.4. Tăng cường đáp ứng miễn dịch Chế phẩm probiotic có tác động tích cực lên hệ thống miễn dịch của cơ thể. Nhiều nghiên cứu cho thấy các vi khuẩn trong chế phẩm probiotic có khả năng tăng cường quá trình sản xuất các kháng thể và giải phóng cytokin gây ra đáp ứng miễn dịch cho cơ thể. (Jon A. Vanderhoof, M.D., Series Editor, 2005). Probiotic còn tác động lên các tế bào tua, từ đó cảm ứng tế bào limpho T  để dung nạp/điều hòa và kích thích các đáp ứng miễn dịch. Ngoài ra, kháng nguyên của vi khuẩn probiotic kích thích tế bào niêm mạc ruột sản sinh kháng thể chống lại tác nhân gây bệnh, các chhất ức chế của probiotic tiếp tục nâng cao hiệu quả kháng thể của vật chủ. Người ta thấy rằng bổ sung vi khuẩn lactic làm tăng khả năng chống lại bệnh truyền nhiễm đường ruột. Một số nghiên cứu khác cũng cho thấy probiotic có ảnh hưởng quan trọng đối với các đáp ứng miễn dịch thích ứng ở những bệnh như dị ứng sữa bò ở trẻ em, viêm khớp tự miễn ở người lớn. 1.1.2.5. Cải thiện chất lượng nước Chế phẩm probiotic giúp giảm nồng độ các chất hữu cơ trong nước, giảm hàm lượng BOD, giảm độc do amoni, nitrat và khí hydrosunfua, khống chế được vi khuẩn gây bệnh. Các vi sinh vật trong chế phẩm probiotic có thể cải thiện chất lượng nước bởi chúng có thể sử dụng các chất hữu cơ dư thừa hoặc các chất khí như H2S để làm chất dinh dưỡng thông qua các enzyme ngoại bào. (Prieur và cộng sự,1990). 1.1.3. Ứng dụng của probiotic 1.1.3.1. Ứng dụng của chế phẩm Probiotic trong y học, trong trồng trọt, trong bảo vệ môi trường. - Tron