Isolation and selection of probiotic bacteria capable of forming biofilm for fermenting soybean meal

Abstract

Soybean meal (SBM) is residua product after oil extraction, the SBM with 48% protein is used for poultry, cattle. The SBM contains significant amount of anti-nutritional factors. Degradation of most antigenic proteins and protease inhibitors in SBM fermented by fungal, yeast and bacterial strains. Soybean fermented products are used as feed for livestock or aquaculture. Recently, biofilm forming microorganisms were broadly applied for fermentation process using substrates such as rice bran, corn, soybean meal ... to produce probiotics. In this study, we isolated and selected beneficial microbial strains that are capable of well biofilm forming, produce digestive enzymes and resist pathogenic microorganisms to ferment of soybean meal. The result showed that, four microorganism strains including NA5.3; TB2.1; TB4.3 TB4.4 had ability of forming higher biofilm, producing digestive enzymes such as amylase, protease and cellulose. Among them, NA5.3 and TB 4.4 strains had anti-pathogenic bacteria capacity such as Vibrio parahaemolyticus; Enterococcus faecalis; Bacillus cereus and Escherichia coli. Four selected strains were checked effection of pH, temperature, NaCl and bile salt concentration to their biofilm formation. The result indicated suitable conditions for forming biofilm at pH 6-8 range; temperature range 30-37°C; NaCl concentration of 0-3%, bile salt concentrtion of 0.5-2%. The selected strains grew well during solid fermentation process, achieved 1011 CFU/gram. Khô đậu nành là sản phẩm còn lại từ quá trình ép dầu chứa tới 48% protein thô và thường được sử dụng làm thức ăn cho gia cầm, gia súc. Nhưng trong khô đậu nành còn chứa một lượng đáng kể một số chất ức chế dinh dưỡng, các chất ức chế này lại được phân hủy bởi quá trình lên men nhờ một số loài vi khuẩn, nấm mốc hay nấm men. Sản phẩm lên men khô đậu tương được sử dụng làm thức ăn cho gia cầm, gia súc hay nuôi trồng thủy sản. Trong những năm gần đây, các vi sinh vật tạo màng sinh học đã được ứng dụng để lên men các cơ chất như cám gạo, ngô, khô đậu nành… tạo sản phẩm probiotics. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã phân lập và tuyển chọn một số vi sinh vật có lợi tạo màng sinh học cao, sinh các enzyme tiêu hóa và kháng lại một số vi khuẩn gây bệnh cho mục đích lên men khô đậu nành. Kết quả đã lựa chọn được 4 chủng vi khuẩn NA5.3; TB2.1; TB4.3 TB4.4 có khả năng tạo màng sinh học cao, sinh các enzyme như amylase, protease và cellulose. Trong đó,hai chủng NA5.3 và TB4.4 có khả năng kháng lại một số vi khuẩn gây bệnh như Vibrio parahaemolyticus; Enterococcus faecalis; Bacillus cereus và Escherichia coli. Bốn chủng vi khuẩn lựa chọn được nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện lên khả năng tạo màng sinh học của chúng, chúng thích hợp ở pH 6-8; nhiệt độ 30-37°C; NaCl 0-3%, muối mật 0,5-2%. Sử dụng các chủng vi khuẩn này cho quá trình lên men rắn khô đậu tương, mật độ vi khuẩn sau khi lên men đạt 1011 CFU/gram.