Lợi khuẩn Bacillus - Cẩm nang những điều cần biết từ A-Z

Các lợi khuẩn Bacillus từ lâu được biết đến là các vi sinh vật có nhiều trong đất và giúp ích rất nhiều cho ngành nông nghiệp. Những năm gần đây, chúng được sử dụng trong các chế phẩm sinh học cho người (men vi sinh). Cùng tìm hiểu đặc tính và tính an toàn của loại lợi khuẩn này khi sử dụng trên người.

1. Lợi khuẩn Bacillus là gì?

Bacillus (trực khuẩn) là các vi sinh vật gram dương có hình que. Chúng phát triển tốt nhất trong môi trường hiếu khí (có oxy). Khi điều kiện môi trường trở nên khắc nghiệt, chúng có thể chuyển thành dạng bào tử gần như hình cầu. 

Cả hai dạng bào tử và sinh dưỡng của loài Bacillus đều được sử dụng làm chế phẩm sinh học và chúng có tính ổn định cao với các điều kiện khí quyển xung quanh như nhiệt độ, điều kiện dạ dày và độ ẩm. Bacillus cũng là loại lợi khuẩn thường xuyên được nghiên cứu với khả năng kháng kháng sinh.

Các chủng probiotic thương mại Bacillus được sử dụng là B. cereus , B. clausii , B. coagulans , B. licheniformis , B. polyfermenticus , B. pumilus và B. subtilis. 

2. Đặc điểm các chủng Bacilllus thường xuyên được sử dụng

Điểm chung lớn nhất của các vi sinh vật Bacillus là khả năng hình thành bào từ. Từ đó, cúng nảy mầm và tồn tại lâu dài trong ruột non, giúp điều chỉnh các tình trạng của đường ruột. Những đặc tính sinh học cụ thể hơn thường đặc trưng cho từng chủng và khác nhau giữa các chủng. 

2.1. Các chủng Bacillus cereus

Bacillus cereus là loại men quan trọng, được sử dụng làm chế phẩm sinh học ở người và vật nuôi. Hiện có sẵn các chủng B. cereus thương mại dùng cho người; chúng bao gồm Biosubtyl DL ( B. cereus ), Bactisubtil ( B. cereus IP 5832), và Subtyl ( B. cereus var. vietnami ). 

Các chủng B. cereus có thể tồn tại lâu hơn trong đường tiêu hóa so với B. clausii và B. subtilis vì các bào tử B. cereus có thể bám dính hiệu quả vào các tế bào biểu mô của con người nhờ tính kỵ nước của chúng. 

Hiện các nhà khoa học đang tiếp tục nghiên cứu tính an toàn của chúng về sản xuất độc tố và khả năng kháng kháng sinh

2.2. Các chủng Bacillus clausii

Các chủng B. clausii thương mại không kê đơn (OTC) có sẵn dưới dạng men vi sinh cho người sử dụng bao gồm Tufpro, Ecogro, Enterogermina, Entromax và Ospor. 

Trực khuẩn Bacillus clausii được sử dụng làm chế phẩm sinh học chủ yếu do đặc tính điều hòa miễn dịch và kháng khuẩn của chúng. 

Tác dụng của chủng B. clausii đối với phản ứng miễn dịch bao gồm:

- Làm giảm các triệu chứng viêm mũi dị ứng

- Tác dụng chống viêm chống lại tác dụng phụ của liệu pháp điều trị Helicobacter pylori dựa trên kháng sinh

- Điều trị chống nhiễm trùng đường tiết niệu

Các chủng B. clausii chứng tỏ sự gia tăng sản xuất interferon, tăng sinh tế bào T phân bào và sản xuất lymphokine trên các mô hình ex vivo và in vivo.

Các chủng cụ thể như. B. clausii ATCC 9799 đã được sử dụng kết hợp với kháng sinh Ngoài ra, các chủng B. clausii (DSM 8716, ATCC 21536 và ATCC 21537) đã được chứng minh là an toàn vì chúng không thể chuyển gen kháng macrolid do sự hiện diện vốn có của gen erm.

2.3. Lợi khuẩn Bacillus coagulans

Bacillus coagulans thường bị nhầm lẫn với Lactobacillus sporogenes vì ​​chúng là vi khuẩn hình thành bào tử sản xuất axit lactic. 

Các chủng B.coagulans có thể tạo ra coagulin, một loại bacteriocin, có tác dụng kháng khuẩn chống lại nhiều loại vi khuẩn đường ruột. Ngoài ra, chúng được FDA công nhận là an toàn (GRAS). 

Coagulin do B. coagulans I4 tạo ra có liên kết với plasmid, ổn định nhiệt và nhạy cảm với protease, đồng thời thể hiện cả hoạt tính kháng khuẩn và tiêu diệt vi khuẩn. 

Ở người, B. coagulans làm giảm nồng độ lipid trong máu. Đã có báo cáo về việc giảm cholesterol toàn phần (330–226 mg%) và LDL (267–173 mg%) nhưng không tiến hành kiểm soát chế độ ăn uống.

2.4. Các chủng Bacillus licheniformis

Bacillus licheniformis được tìm thấy chủ yếu trong đất. Mới đây, các nhà khoa học tìm thấy chúng trong quá trình lên men truyền thống. 

Các chủng Bacillus licheniformis chủ yếu được sử dụng làm chế phẩm sinh học dạng kết hợp với các chủng lợi khuẩn khác.

Bột đậu nành lên men B. licheniformis đã được chứng minh là có đặc tính chống béo phì và chống tiểu đường, đồng thời cũng làm giảm sự tích tụ β-amyloid ở vùng đồi thị não (Yang và cộng sự, 2015 ).

2.5. Lợi khuẩn Bacillus polyfermenticus

Bacillus polyfermenticus SCD, còn được gọi là chủng Bispan ® (Binex Co., Ltd.), lần đầu tiên được Tiến sĩ Terakado phân lập từ mẫu không khí vào năm 1933. 

Chúng tạo ra nhiều loại enzyme hỗ trợ tiêu hóa ở người. B. polyfermenticus SCD có hoạt tính giảm cholesterol và chống oxy hóa ở chuột và người. Gần đây, các chủng B. polyfermenticus đã được phân lập từ meju, kim chi và ứng dụng chế phẩm sinh học của chúng đang được quan tâm.

Tác dụng giảm cholesterol và chuyển hóa chống oxy hóa của B. polyfermenticus SCD đã được xác minh trên chuột

Bacillus polyfermenticus sản xuất polyfermenticin SCD, một loại bacteriocin, có tác dụng kháng khuẩn chống lại S.aureus KCCM 32359, Clostridium perfringens ATCC 3624 và H. pylori. 

Ngoài ra, lợi khuẩn này còn được lưu tâm đến khả năng chống ung thư. Hiệu quả được nghiên cứu trên các tế bào ung thư ruột kết ở người bao gồm tế bào HT-29, DLD-1 và Caco-2. Cơ chế hoạt động của nó được phát hiện dựa trên việc giảm biểu hiện protein ErbB2 và ErbB3 cũng như mức độ mRNA.

2.6. Bào tử Bacillus subtilis

Bacillus subtilis là một loại vi sinh vật phổ biến trong tự nhiên và được công nhận an toàn. Một số chủng B. subtilis đã được phân lập trong đường tiêu hóa. Các chủng B. subtilis thương mại bao gồm Bio-Kult ® (Protexin Health Care), Biosporin ® (Biofarma, Ukraine); Garars (Nga), Lactipan Plus (Instituto Biochimico Italiano SpA, Italy), Bibactyl (Tendiphar Corporation, Việt Nam), Biosubtyl DL (IVAC, Việt Nam), Bidisubtilis (Công ty Dược và Thiết bị Y tế Bidiphar Bình Định, Việt Nam) và Biobaby ® ( Công ty TNHH Dược phẩm Ildong, Hàn Quốc) (Bảng 1) (Hoa và cộng sự, 2000 ; Pinchuk và cộng sự, 2001 ).

Các chủng Probiotic B. subtilis đã được nghiên cứu về tác dụng kháng khuẩn, kháng virus và chống ung thư. Chúng cũng giúp ức chế sự bám dính của Salmonella enteritidis , Listeria monocytogenes và E. coli với tế bào HT-29 (Jeon và cộng sự, 2017 ).

Chủng tái tổ hợp B. subtilis thể hiện hoạt tính kháng virus, chống lại virus cúm, virus herpes và virus viêm não tủy ngựa lần lượt trên các mô hình động vật thí nghiệm và in vitro.

Bacillus subtilis 3 có khả năng sinh kháng sinh bao gồm amicoumacin A và nonamicoumacin 

Probiotic B. subtilis ATCC 6051 được báo cáo là có khả năng sản xuất axit γ-aminobutyric (GABA). GABA có nhiều chức năng nổi tiếng bao gồm ức chế lo âu, thúc đẩy giấc ngủ, giảm huyết áp và tăng cường phản ứng miễn dịch.

3. Tính an toàn của Probiotic Bacillus

Trong đa số các trường hợp, lợi khuẩn bacillus được coi là an toàn. Chúng đã được tiêu thụ vô tình thông qua thực phẩm lên men. Tuy nhiên, khi sử dụng làm chế phẩm sinh học với liều cao hơn, cần có các nghiên cứu cụ thể hơn để tránh các yếu tố như độc tố ruột, chuyển gen kháng kháng sinh…

3.1. Khả năng sinh độc tố của loài Bacillus

B.coagulans , B. subtilis PY79 và BS3, B. licheniformis BL31, và B. indicus không biểu hiện độc tính tại ruột.

Nguy cơ sản sinh độc tố ruột, bệnh tiêu chảy hoặc bệnh nôn mửa được báo cáo trên các chủng B.cereus, B. licheniformis, B. subtilis. Chúng liên quan đến các gen độc tố ruột như hemolysin ( hblD/A ), độc tố ruột không tan máu ( nheB ), enterotoxin FM ( entFM ), và độc tố gây nôn ( ces )

3.2. Tình trạng kháng kháng sinh của loài Bacillus

Tình trạng kháng kháng sinh có thể được truyền liên hợp sang các chủng khác. 

Phương pháp nghiên cứu:

Tình trạng kháng kháng sinh đã được nghiên cứu bằng cách sử dụng các giá trị ngưỡng vi sinh, phương pháp định lượng của MIC (nồng độ ức chế tối thiểu) hoặc thông qua cơ sở di truyền về tính kháng thuốc theo phương pháp theo hướng dẫn của Viện Tiêu chuẩn Lâm sàng và Phòng thí nghiệm (CLSI) và Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu (EFSA) (Zhu và cộng sự, 2016 ).

Các kháng sinh của các chủng LAB đã được sử dụng là ampicillin, vancomycin, gentamicin, kanamycin, streptomycin, clindamycin, tetracycline và chloramphenicol. 

Kết quả

Các chủng Bacillus đã được liệt kê là kháng/nhạy cảm với tất cả các loại kháng sinh ngoại trừ ampicillin (EFSA, 2012). 

Ngoài ra, bốn chủng probiotic của B. clausii được bán trên thị trường dưới dạng thực phẩm bổ sung và đã được nghiên cứu về khả năng kháng kháng sinh bằng xét nghiệm độ nhạy cảm với kháng sinh, khuếch đại PCR và giải trình tự DNA. Tuy nhiên, khả năng kháng kháng sinh của chúng được coi là một đặc điểm hữu ích khi so sánh với chủng dại.

Với các bằng chứng về lợi ích, đặc tính và tính an toàn của lợi khuẩn Bacillus, các chủng trong nhóm đã và đang ngày càng phổ biến trong các loại men vi sinh. Tuy nhiên, nguy cơ gây độc và khả năng kháng thuốc của các chủng lợi khuẩn này cần được xem xét kỹ lưỡng hơn. Lựa chọn men vi sinh chứa Bacillus, mẹ cũng cần cẩn trọng hơn và tham khảo ý kiến của chuyên gia y tế.

Mọi thắc mắc xin vui lòng liên hệ 1900 636 985 hoặc để lại thông tin tư vấn tại BioAmicus.vn