NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
Nghiên cứu đã phân lập được chủng vi khuẩnL. plantarum VAL6 mới có khả năng sản xuất EPS cao. Áp dụng nuôi cấy có bổ sung các stress môi trường, nghiên cứu đã thành công nâng cao năng suất EPS được sản xuất bởi L. plantarum VAL6. Ngoài ra, nghiên cứu cũng đã xác định mối tương quan giữa năng suất EPS và khả năng sống sót sau sấy đông khô của vi khuẩn. Những kết quả này cung cấp các dẫn liệu khoa học mới có giá trị về khả năng tích lũy EPS từ nuôi cấy LAB có bổ sung các điều kiện stress môi trường.
Nghiên cứu đã chứng minh stress môi trường có thể làm thay đổi phản ứng của tế bào đối với con đường sinh tổng hợp EPS ở L. plantarum VAL6, dẫn đến những thay đổi về thành phần và đặc điểm sinh học của EPS do sự tích tụ với tỷ lệ nhiều hơn của một số loại đường phổ biến và đường hiếm. Đồng thời, sự điều hoà biểu hiện của các gen liên quan trong quá trình sinh tổng hợp EPS chịu trách nhiệm cho những thay đổi này. Do đó, nghiên cứu này mở đường cho phương pháp tiếp cận mới để điều khiển quá trình sinh tổng hợp EPS giàu đường hiếm với các đặc tính sinh học nâng cao cho các mục đích cụ thể.
Kết quả của luận án đã công bố được 01 bài báo trong nước và 05 bài báo quốc tế có ISI. Đây là nguồn tài liệu tham khảo hữu ích cho nghiên cứu và giảng dạy về lĩnh vực sản xuất các hoạt chất sinh học bằng con đường nuôi cấy dưới điều kiện stress môi trường.
Về thực tiễn, các kết quả thu được mở ra hướng nghiên cứu tiềm năng trong nâng cao năng suất giúp giảm giá thành sản xuất EPS, tạo tiền đề cho việc ứng dụng rộng rãi sản phẩm này trong nuôi trồng thủy sản, chăn nuôi, công nghệ thực phẩm và dược phẩm.
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ
1. Nguyễn Phú Thọ, Trịnh Hoài Vũ, Hoàng Quốc Khánh, Nguyễn Hữu Thanh, Tiềm năng áp dụng exopolysaccharide được sản xuất từ vi khuẩn lactic trong ngành công nghiệp thực phẩm, Kỷ yếu Hội thảo Khoa học: Đào tạo nguồn nhân lực và Nghiên cứu khoa học phục vụ phát triển nông nghiệp công nghệ cao và Công nghệ thực phẩm, Nxb Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2020, 351-365.
2. Nguyễn Phú Thọ, Nguyễn Thị Tố Uyên, Nguyễn Thị Thanh Xuân, Hoàng Quốc Khánh, Nguyễn Hữu Thanh, Phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn lactic có khả năng sản xuất exopolysaccharide từ thực phẩm lên lên men, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 2020, 11, 109-115.
3. Phu-Tho Nguyen, Tho-Thi Nguyen, Duc-Cuong Bui, Phuoc-Toan Hong, Quoc- Khanh Hoang, Huu-Thanh Nguyen, Exopolysaccharide production by lactic acid bacteria: the manipulation of environmental stresses for industrial applications, AIMS Microbiology, 2020, 6 (4), 451–469.
4. Phu-Tho Nguyen, Thi-Tho Nguyen, Thi-Ngoc-Tuyen Vo, Thi-Thanh-Xuan Nguyen, Quoc-Khanh Hoang, Huu-Thanh Nguyen, Response of Lactobacillus plantarum VAL6 to challenges of pH and sodium chloride stresses, Scientific Reports, 2021, 11, 1301.
Có thể bạn quan tâm!
-
Tỷ Lệ Các Monosaccharide: (A) Mannose; (B) Glucose; (C) Galactose; (D) Arabinose; (E) Rhamnose Và (F) Xylose Trong Eps Được Sản Xuất Bởi L. Plantarum Val6 Dưới Điều -
Điện Di Trên Gel Agarose Sản Phẩm Pcr Mrna Của Các Gen Liên Quan Tổng Hợp Eps Dưới Điều Kiện Stress Ph -
Thay Đổi Biểu Hiện Mrna Của Các Gen Liên Quan Tổng Hợp Eps Dưới Tác Động Của Các Thách Thức Môi Trường So Với Điều Kiện Không Gây Stress -
Nghiên cứu các điều kiện stress môi trường đến khả năng tổng hợp exopolysaccharides của vi khuẩn Lactobacillus plantarum - 16 -
Nghiên cứu các điều kiện stress môi trường đến khả năng tổng hợp exopolysaccharides của vi khuẩn Lactobacillus plantarum - 17 -
Phân Tích Duncan Khả Năng Sản Xuất Eps Của Các Chủng Lab Phân Lập Được
Xem toàn bộ 169 trang tài liệu này.
5. Phu-Tho Nguyen, Tho-Thi Nguyen, Thi-To-Uyen Nguyen, Quoc-Khanh Hoang, Huu-Thanh Nguyen, Improve the viability and extracellular polymeric substances bioactivity of Lactiplantibacillus plantarum VAL6 using the environmental adaptation, Food and Bioproducts Processing, 2022, 131, 149–155.
6. N. P. Tho, L. T. Son, N. T. Tho, B. D. Cuong, H. P. Toan, H. Q. Khanh, N. H. Thanh, Enhancing the Production and Monosaccharide Composition of Exopolysaccharides of Lactobacillus plantarum VAL6 by Applying Thermal Stress and Increased Carbon Dioxide Concentration, Microbiology, 2021, 90 (4), 527- 537.
7. Trung-Son Le, Phu-Tho Nguyen, Song-Hao Nguyen-Ho, Tang-Phu Nguyen, Thi-Tho Nguyen, My-Ngan Thai, To-Uyen Nguyen-Thi, Minh-Chon Nguyen, Quoc-Khanh Hoang, Huu-Thanh Nguyen, Expression of genes involved in exopolysaccharide synthesis in Lactiplantibacillus plantarum VAL6 under environmental stresses, Archives of Microbiology, 2021, 203, 4941–4950.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. J. Broadbent, D. McMahon, D. Welker, C. Oberg, S. Moineau, Biochemistry, Genetics, and Applications of Exopolysaccharide Production in Streptococcus thermophilus: A Review, Journal of Dairy Science, 2003, 86, 407-423.
2. R. Baruah, D. Das, A. Goyal, Heteropolysaccharides from Lactic Acid Bacteria: Current Trends and Applications, Journal of Probiotics and Health, 2016, 4, 2.
3. P. Paul, S.K. Ramraj, Y. Neelakandan, K.A. Paari, V. Pattukumar, V. Arul, Production and purification of a novel exopolysaccharide from lactic acid bacterium Streptococcus phocae PI80 and its functional characteristics activity in vitro, Bioresource Technology, 2011, 102, 4827-4833.
4. H. Nakajima, Y. Suzuki, T. Hirota, Cholesterol Lowering Activity of Ropy Fermented Milk, Journal of Food Science, 2006, 57, 1327-1329.
5. G. Caggianiello, M. Kleerebezem, G. Spano, Exopolysaccharides produced by lactic acid bacteria: from health-promoting benefits to stress tolerance mechanisms, Applied Microbiology and Biotechnology, 2016, 100 (9), 3877- 3886.
6. I.C. Lee, G. Caggianiello, I. Swam, N. Taverne, M. Meijerink, P. Bron, G. Spano, M. Kleerebezem, Strain-specific features of extracellular polysaccharides and their impact on host interactions of Lactobacillus plantarum, Applied and Environmental Microbiology, 2016, 82, 00306-00316.
7. Y.C. Chen, Y.J. Wu, C.Y. Hu, Monosaccharide composition influence and immunomodulatory effects of probiotic exopolysaccharides, International Journal of Biological Macromolecules, 2019, 133, 575-582.
8. X. Wang, C. Shao, L. Liu, X. Guo, Y. Xu, X. Lu, Optimization, partial characterization and antioxidant activity of an exopolysaccharide from Lactobacillus plantarum KX041, International Journal of Biological Macromolecules, 2017, 103, 1173-1184.
9. A. Kumar, K. Mody, B. Jha, Bacterial exopolysaccharides—A perception, Journal of Basic Microbiology, 2007, 47, 103-117.
10. S. Balzaretti, V. Taverniti, S. Guglielmetti, W. Fiore, M. Minuzzo, H. Ngo, J. Ngere, S. Sadiq, P. Humphreys, A. Laws, A Novel Rhamnose-Rich Hetero- exopolysaccharide Isolated from Lactobacillus paracasei DG Activates THP-1
Human Monocytic Cells, Applied and Environmental Microbiology, 2016, 83, 02702-02716.
11. L. London, N.P.J. Price, P. Ryan, L. Wang, M. Auty, G.F. Fitzgerald, C. Stanton,
R.P. Ross, Characterization of a bovine isolate Lactobacillus mucosae DPC 6426 which produces an exopolysaccharide composed predominantly of mannose residues, Journal of Applied Microbiology, 2014, 117, 217-228.
12. S. Petry, S. Furlan, M.J. Crepeau, J. Cerning, M. Desmazeaud, Factors affecting exocellular polysaccharide production by Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus grown in a chemically defined medium, Applied and Environmental Microbiology, 2000, 66 (8), 3427-3431.
13. D. Patten, A. Laws, Lactobacillus-produced exopolysaccharides and their potential health benefits: A review, Beneficial Microbes, 2015, 6, 1-15.
14. J. Zheng, S. Wittouck, E. Salvetti, C. Franz, H.M.B. Harris, P. Mattarelli, P.W. O'Toole, B. Pot, P. Vandamme, J. Walter, et al., A taxonomic note on the genus Lactobacillus: Description of 23 novel genera, emended description of the genus Lactobacillus Beijerinck 1901, and union of Lactobacillaceae and Leuconostocaceae, International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2020, 70 (4), 2782-2858.
15. L.A. Silva, J.H.P. Lopes Neto, H.R. Cardarelli, Exopolysaccharides produced by Lactobacillus plantarum: technological properties, biological activity, and potential application in the food industry, Annals of Microbiology, 2019, 69 (4), 321-328.
16. Huỳnh Ngọc Thanh Tâm, Phan Thị Thu Sương, Nguyễn Lê Hồng Diệp, Phân lập và tuyển chọn dòng vi khuẩn Lactobacillus có tiềm năng probiotic từ cây môn ngọt (Colocasia esculenta (L.) Schott), Can Tho University Journal of Science, 2019, 55 (1), 15-23.
17. A. Guidone, T. Zotta, R. Ross, C. Stanton, M. Rea, E. Parente, A. Ricciardi, Functional properties of Lactobacillus plantarum strains: A multivariate screening study, Food Science and Technology, 2013, 56, 67-76.
18. A. Ricci, A. Allende, D. Bolton, M. Chemaly, R. Davies, R. Girones, K. Koutsoumanis, L. Herman, R. Lindqvist, B. Nørrung, et al., Update of the list of QPS‐recommended biological agents intentionally added to food or feed as
notified to EFSA 5: suitability of taxonomic units notified to EFSA until September 2016, EFSA Journal, 2017, 15 (3), 4663-4678.
19. J.M. Landete, H. Rodríguez, J.A. Curiel, B. de las Rivas, F.L. de Felipe, R. Muđoz. Chapter 43 - Degradation of Phenolic Compounds Found in Olive Products by Lactobacillus plantarum Strains. In Olives and Olive Oil in Health and Disease Prevention, Preedy, V.R., Watson, R.R., Eds.; Academic Press: San Diego, 2010, 387-396.
20. B.E. Teleky, G.A. Martau, D.C. Vodnar, Physicochemical Effects of Lactobacillus plantarum and Lactobacillus casei Cocultures on Soy-Wheat Flour Dough Fermentation, Foods, 2020, 9 (12), 1894-1913.
21. S. Tanasupawat, T. Ezaki, K.-I. Suzuki, S. Okada, K. Komagata, M. Kozaki, Characterization and identification of Lactobacillus pentosus and Lactobacillus plantarum strains from fermented foods in Thailand, The Journal of General and Applied Microbiology, 1992, 38 (2), 121-134.
22. S. Todorov, B. Franco, Lactobacillus Plantarum: Characterization of the Species and Application in Food Production, Food Reviews International, 2010, 26, 205- 229.
23. M. Kleerebezem, P. Hols, E. Bernard, T. Rolain, M. Zhou, R. Siezen, P. Bron, The extracellular biology of the Lactobacilli, FEMS Microbiology Reviews, 2010, 34, 199-230.
24. S. Lebeer, J. Vanderleyden, S.C.J. De Keersmaecker, Genes and Molecules of Lactobacilli Supporting Probiotic Action, Microbiology and Molecular Biology Reviews, 2008, 72 (4), 728.
25. M.-P. Chapot-Chartier, S. Kulakauskas, Cell wall structure and function in lactic acid bacteria, Microbial Cell Factories, 2014, 13 (1), 9-27.
26. J. Delcour, T. Ferain, M. Deghorain, E. Palumbo, P. Hols, The biosynthesis and functionality of the cell-wall of lactic acid bacteria, Antonie van Leeuwenhoek, 1999, 76 (1), 159-184.
27. F. Neuhaus, J. Baddiley, A Continuum of Anionic Charge: Structures and Functions of D-Alanyl-Teichoic Acids in Gram-Positive Bacteria, Microbiology and Molecular Biology Reviews, 2004, 67, 686-723.
28. Nguyễn Thanh Huyền, Lê Thị Mai Anh, Nguyễn Thị Bích Thùy, Ngô Xuân Nghiễn, Trần Thị Đào, Phạm Thị Thu Trang, Vũ Thị Ly, Nguyễn Hoàng Anh, Hoàng Hải Hà, Đỗ Thị Hạnh, Nguyễn Xuân Cảnh, Phân lập, tuyển chọn vi khuẩn lactic và ứng dụng trong thử nghiệm chế biến tạo sản phẩm nấm sò lên men, Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, 2021, 19 (3), 379-388.
29. X. Xu, Q. Peng, Y. Zhang, D. Tian, P. Zhang, Y. Huang, L. Ma, Y. Qiao, B. Shi, A novel exopolysaccharide produced by Lactobacillus coryniformis NA-3 exhibits antioxidant and biofilm-inhibiting properties in vitro, Food & Nutrition Research, 2020, 64, 3744-3759.
30. S. Badel-Berchoux, T. Bernardi, P. Michaud, New perspective for Lactobacilli exopolysaccharides, Biotechnology Advances, 2011, 29, 54-66.
31. M. Torino, G. Font de Valdez, F. Mozzi, Biopolymers from lactic acid bacteria. Novel applications in foods and beverages, Frontiers in Microbiology, 2015, 6, 834-852.
32. B. Du, Y. Yang, Z.-X. Bian, B. Xu, Molecular weight and helix conformation determine intestinal anti-inflammatory effects of exopolysaccharide from Schizophyllum commune, Carbohydrate Polymers, 2017, 172, 67-77.
33. E. Zannini, D. Waters, A. Coffey, E. Arendt, Production, properties, and industrial food application of lactic acid bacteria-derived exopolysaccharides, Applied Microbiology and Biotechnology, 2015, 100, 1121-1135.
34. E. Säwén, E. Huttunen, X. Zhang, Z. Yang, G. Widmalm, Structural analysis of the exopolysaccharide produced by Streptococcus thermophilus ST1 solely by NMR spectroscopy, Journal of Biomolecular NMR, 2010, 47, 125-134.
35. W. Li, J. Ji, X. Chen, M. Jiang, X. Rui, M. Dong, Structural elucidation and antioxidant activities of exopolysaccharides from Lactobacillus helveticus MB2- 1, Carbohydrate Polymers, 2014, 102, 351-359.
36. W. Li, W. Tang, J. Ji, X. Xia, X. Rui, X. Chen, M. Jiang, J. Zhou, M. Dong, Characterization of a novel polysaccharide with anti-colon cancer activity from Lactobacillus helveticus MB2-1, Carbohydrate Research, 2015, 411, 6-14.
37. D.A. Patten, S. Leivers, M.J. Chadha, M. Maqsood, P.N. Humphreys, A.P. Laws,
A. Collett, The structure and immunomodulatory activity on intestinal epithelial
cells of the EPSs isolated from Lactobacillus helveticus sp. Rosyjski and Lactobacillus acidophilus sp. 5e2, Carbohydrate Research, 2014, 384, 119-127.
38. B. Ismail, K.M. Nampoothiri, Production, purification and structural characterization of an exopolysaccharide produced by a probiotic Lactobacillus plantarum MTCC 9510, Archives of Microbiology, 2010, 192, 1049-1057.
39. K. Zhou, Y. Zeng, M. Yang, S. Chen, L. He, X. Ao, L. Zou, S. Liu, Production, purification and structural study of an exopolysaccharide from Lactobacillus plantarum BC-25, Carbohydrate Polymers, 2016, 144, 205-214.
40. C. Fontana, S. Li, Z. Yang, G. Widmalm, Structural studies of the exopolysaccharide from Lactobacillus plantarum C88 using NMR spectroscopy and the program CASPER, Carbohydrate Research, 2015, 402, 87-94.
41. S. Górska, C. Sandström, L. Kenne, J. Rybka, M. Strus, P. Heczko, A. Gamian, Structural studies of the exopolysaccharide consisting of a nonasaccharide repeating unit isolated from Lactobacillus rhamnosus KL37B, Carbohydrate Research, 2011, 346, 2926-2932.
42. S. Górska, M. Schwarzer, W. Jachymek, D. Srutkova, E. Brzozowska, H. Kozakova, A. Gamian, Distinct Immunomodulation of Bone Marrow-Derived Dendritic Cell Responses to Lactobacillus plantarum WCFS1 by Two Different Polysaccharides Isolated from Lactobacillus rhamnosus LOCK 0900, Applied and Environmental Microbiology, 2014, 80, 6506-6516.
43. S. Górska, W. Jachymek, J. Rybka, M. Strus, P.B. Heczko, A. Gamian, Structural and immunochemical studies of neutral exopolysaccharide produced by Lactobacillus johnsonii 142, Carbohydrate Research, 2010, 345 (1), 108-114.
44. E. Dertli, I. Colquhoun, A. Gunning, R. Bongaerts, G. Le Gall, B. Bonev, M. Mayer, A. Narbad, Structure and Biosynthesis of Two Exopolysaccharides Produced by Lactobacillus johnsonii FI9785, The Journal of Biological Chemistry, 2013, 288, 389-395.
45. G.J. Gerwig, J.M. Dobruchowska, T. Shi, T. Urashima, K. Fukuda, J.P. Kamerling, Structure determination of the exopolysaccharide of Lactobacillus fermentum TDS030603—A revision, Carbohydrate Research, 2013, 378, 84-90.
46. G. Donnarumma, A. Molinaro, D. Cimini, C. Castro, V. Valli, V. De Gregorio,
M. Rosa, C. Schiraldi, Lactobacillus crispatus L1: High cell density cultivation
and exopolysaccharide structure characterization to highlight potentially beneficial effects against vaginal pathogens, BMC Microbiology, 2014, 14, 137.
47. N. El-Deeb, A. Yassin, L. Al-Madboly, A. El-Hawiet, A novel purified Lactobacillus acidophilus 20079 exopolysaccharide, LA-EPS-20079, molecularly regulates both apoptotic and NF-ΚB inflammatory pathways in human colon cancer, Microbial Cell Factories, 2018, 17, 29-52.
48. S. Balzaretti, V. Taverniti, S. Guglielmetti, W. Fiore, M. Minuzzo, H. Ngo, J. Ngere, S. Sadiq, P. Humphreys, A. Laws, A Novel Rhamnose-Rich Hetero- exopolysaccharide Isolated from Lactobacillus paracasei DG Activates THP-1 Human Monocytic Cells, Applied and Environmental Microbiology, 2017, 83, 02702-02716.
49. R. Inturri, A. Molinaro, F. Di Lorenzo, G. Blandino, B. Tomasello, C. Hidalgo- Cantabrana, C. De Castro, P. Ruas-Madiedo, Chemical and biological properties of the novel exopolysaccharide produced by a probiotic strain of Bifidobacterium longum, Carbohydrate Polymers, 2017, 174, 1172-1180.
50. A. Zeidan, V. Kuzina, T. Janzen, P. Buldo, P. Derkx, G. Oregaard, A. Neves, Polysaccharide production by lactic acid bacteria: from genes to industrial applications, FEMS Microbiology Reviews, 2017, 41, 168-200.
51. B. Rehm, Title: Microbial Production of Biopolymers and Polymer Precursors: Applications and Perspectives, Caister Academic Press, 2009.
52. S. Lebeer, T.L.A. Verhoeven, G. Francius, G. Schoofs, I. Lambrichts, Y. Dufrêne, J. Vanderleyden, S.C.J. De Keersmaecker, Identification of a Gene Cluster for the Biosynthesis of a Long, Galactose-Rich Exopolysaccharide in Lactobacillus rhamnosus GG and Functional Analysis of the Priming Glycosyltransferase, Applied and Environmental Microbiology, 2009, 75 (11), 3554-3563.
53. L. Zhang, C. Liu, D. Li, Y. Zhao, X. Zhang, X. Zeng, Z. Yang, S. Li, Antioxidant activity of an exopolysaccharide isolated from Lactobacillus plantarum C88, International Journal of Biological Macromolecules, 2013, 54, 270-275.
54. T. Hongpattarakere, N. Cherntong, S. Wichienchot, S. Kolida, R. Rastall, In vitro prebiotic evaluation of exopolysaccharides produced by marine isolated lactic acid bacteria, Carbohydrate Polymers, 2010, 87, 846-852.