QUATEST 3 triển khai phương pháp định lượng Bacillus subtilis trong chế phẩm sinh học

Bacillus subtilis là lợi khuẩn chịu được điều kiện môi trường khắc nghiệt, có khả năng sinh ra enzym tốt nhất và được sản xuất thành chế phẩm sinh học (probiotic) trên quy mô công nghiệp, ứng dụng rộng rãi trong y học, nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm. Bacillus subtilis đã trở thành cái tên quen thuộc để tăng cường hệ tiêu hóa cho cả người và động vật, điều trị các chứng viêm ruột, đại tràng, chống tiêu chảy do lạm dụng kháng sinh hoặc loạn khuẩn đường ruột. Bacillus subtilis cũng được sử dụng rộng rãi trong nuôi trồng thủy sản, để xử lý môi trường nước.

Bacillus Subtilis là một loại trực khuẩn, vi khuẩn gram dương

Mặc dù có nhiều ứng dụng như vậy, nhưng hiện nay chưa có phương pháp thử tiêu chuẩn được công bố để định lượng Bacillus subtillis tồn tại trong các chế phẩm trên, nhằm đảm bảo chất lượng các sản phẩm đang lưu hành. Do đó, việc nghiên cứu để xây dựng phương pháp định lượng Bacillus subtilis có ý nghĩa rất quan trọng để đánh giá chất lượng sản phẩm.

Vị trí, phân loại và vai trò của Bacillus subtilis

Bacillus subtilis (B.subtilis) là vi khuẩn Gram dương, trực khuẩn hình que, hiếu khí và kị khí tùy nghi, có khả năng tạo bào tử trong điều kiện môi trường bất lợi như hạn hán, độ mặn, bức xạ cực cao, pH và dung môi, môi trường nghèo dinh dưỡng.

B. subtilis có hệ thống men tương đối hoàn chỉnh, có khả năng sản sinh nhiều enzyme, đặc biệt là amylase và protease - 2 loại enzyme quan trọng thuộc hệ thống men tiêu hóa, sản sinh các enzyme có khả năng thủy phân glucid, lipid, protid, enzyme cellulase biến đổi chất xơ thành các loại đường dễ tiêu, lecitinase thủy phân các chất béo phức hợp, enzyme phân giải gelatin, enzyme phân giải fibrin và một loại enzyme giống lysozyme gây tác dụng trực tiếp dung giải một số tuýp vi khuẩn Proteus gây bệnh trong đường ruột… Ngoài ra, B. subtilis còn có khả năng tổng hợp một số chất kháng sinh tự nhiên như Bacitracin, Bacilysin, Baxilomicin (A,B,C,R), Bacillopectin, Mycobacillin, Subtilin (A,B,C), Prolimicin… có tác dụng ức chế sinh trưởng hoặc tiêu diệt một số vi sinh vật khác, tác dụng lên cả vi khuẩn gram âm lẫn gram dương, nấm gây bệnh. Nhờ các kháng sinh này mà B. subtilis có khả năng cạnh tranh tốt với các vi khuẩn khác.

Nhờ những đặc điểm vô cùng hữu ích này, B. subtilis đã và đang được sử dụng rộng rãi làm chế phẩm sinh học dưới dạng men tiêu hóa sử dụng cho người như sản phẩm hỗ trợ tiêu hoá, sản phẩm hỗn hợp men vi sinh vật …, cho vật nuôi, cho nuôi trồng thuỷ sản. Bên cạnh đó, còn được sử dụng để chất lọc sạch nước sinh học, sử dụng trong sản xuất một số loại thực phẩm lên men như natto, chè đỗ đen và shoyu. Vi khuẩn này giúp tạo ra hương vị đặc trưng và cải thiện giá trị dinh dưỡng của các sản phẩm. Đặc biệt, Bacillus subtilis được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp để cải tạo đất, kích thích sinh trưởng của cây trồng bởi cơ chế: phân giải chất hữu cơ, phân giải lân khó tan, sản sinh các hoocmon sinh trưởng thực vật…

Phương pháp phân tích định lượng Bacillus subtilis

Việc kiểm tra sự hiện diện và số lượng của lợi khuẩn tồn tại trong các chế phẩm sinh học là cần thiết, vì mỗi sản phẩm cần duy trì mật độ lợi khuẩn tối thiểu mới có thể phát huy tác dụng. Đa số các khuyến cáo về lượng vi khuẩn có lợi còn sống cho mỗi liều sử dụng cần đạt mức 106 CFU/g (mL). Tuy nhiên, đối với các sản phẩm chế phẩm sinh học chứa B.subtilis, việc công bố và đánh giá chất lượng hiện nay còn rất nhiều hạn chế. do chưa phương pháp có thể định lượng đến loài B.subtilis. Điển hình như TCVN 13043:2020, BS EN 15784:2021 hoặc TCVN 8736:2011, cũng chỉ hướng dẫn phân lập và định lượng đến chi Bacillus (Bacillus spp.), trong sản phẩm cụ thể, chứ không đề cập đến việc xác định tới loài.

Để tháo gỡ khó khăn cho doanh nghiệp, cơ quan quản lý trong quá trình công bố, đánh giá chất lượng sản phẩm chứa lợi khuẩn B.subtilis, PTN Vi sinh – GMO- QUATEST 3 đã nghiên cứu và phát triển thành công Quy trình phân tích để “Định lượng Bacillus subtilis trong chế phẩm sinh học”, trong đó bước khẳng định tới loài Bacillus subtilis sử dụng kỹ thuật hiện đại dựa vào khối phổ protein ribosome, sử dụng kỹ thuật ion hoá laser kết hợp khối khổ thời gian bay (MALDI-TOF MS - matrix assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry). Nhờ vào kỹ thuật này, phương pháp trên được thực hiện trong thời gian rất ngắn, tổng thời gian từ khi phân tích mẫu đến khi đọc kết quả trong khoảng ba ngày với số lượng mẫu không hạn chế.

Nguyên lý cơ bản của phương pháp định danh/ khẳng định vi sinh vật bằng kỹ thuật MALDI-TOF MS. Ảnh: QT3

Phương pháp “Định lượng Bacillus subtilis trong chế phẩm sinh học” đã xây dựng đáp ứng yêu cầu kỹ thuật đề ra trong quá trình xác nhận giá trí sử dụng theo ISO 16140 – 3 và ISO 16140-4 bao gồm các thông số cơ bản: độ chọn lọc mục tiêu, độ chọn lọc loại trừ, độ đúng tương đối, độ chính xác, độ chụm nội bộ trên các nền mẫu khác nhau trong điều kiện phân tích khác nhau.

Các nền mẫu được sử dụng trong nghiên cứu gồm chế phẩm sinh học đơn dòng chứa Bacillus subtilis và chế phẩm sinh học đa dòng chứa B.subtilis và các loài khác thuộc chi Bacillus gồm Bacillus licheniformis, Bacillus. pumilus, Bacillus megaterium cũng như các loài khác thường được sử dụng kết hợp trong các chế phẩm như Streptococcus thermophilus, Bifido bifidum, Saccharomyces cerevisiae, Lactobacillus rhamnosus.

Phương pháp trên đã đăng ký lĩnh vực hoạt động thử nghiệm theo Nghị định số 107/2016/NĐ-CP theo GCN số 1843/TĐC-HCHQ ngày 24/05/2024 và sẵn sàng cho việc thử nghiệm theo yêu cầu của khách hàng. Quý khách hàng có nhu cầu định tư vấn về dịch vụ định lượng Bacillus subtilis trong chế phẩm sinh học, vui lòng liên hệ:

Phòng Dịch vụ khách hàng thí nghiệm

Thứ Hai đến Thứ Sáu: 7h30 - 16h00

ĐT: 0251 3836 212 Ext: 3100

Email: [email protected]