Các gốc tự do làm thúc đẩy quá trình oxi hóa, gây tổn hại các đại phân tử (ADN, lipid, protein), làm thay đổi chức năng bình thường của tế bào. Đây chính là nguyên nhân dẫn đến các bệnh ung thư, suy yếu hệ thống miễn dịch và hiện tượng lão hóa. Các chất chống oxi hóa đã được chứng minh có vai trò trong việc ngăn ngừa và làm giảm nguy cơ mắc bệnh ung thư, tim mạch, tiểu đường. Trước đây, nguồn cung cấp các chất chống oxi hóa chủ yếu là từ thực vật như: các carotenoid thực vật, flavonoid, các hợp chất phenol,… Nhưng nguồn chất chống oxi hóa này lại có nhược điểm là phụ thuộc vào môi trường sống của thực vật, quỹ đất của quốc gia,… Hiện nay, các nhà khoa học đã hướng đến việc nghiên cứu sử dụng vi sinh vật có khả năng sinh chất chống oxi hóa để phòng bệnh trên người.
Nhóm nghiên cứu tiến hành đánh giá tính an toàn của các chủng vi khuẩn Bacillus sinh chất chống oxi hóa trên mô hình chuột; khảo sát độc tính và hoạt tính sinh học của dịch ly giải bào tử và các phân đoạn dịch chiết tế bào của vi khuẩn Bacillus sinh chất chống oxi hóa trên mô hình tế bào; khảo sát sinh khả dụng của hoạt chất chống oxi hóa và hoạt tính sinh học của huyền dịch bào tử vi khuẩn Bacillus khi sử dụng đường uống trên mô hình chuột.
Từ kết quả đã phân lập và sàng lọc các chủng vi khuẩn (B. subtilis BT2.4, B. subtilis GL2.1, B. subtilis GL4.5, B. licheniformis DQ11, B. pumilus DQ40, B. amyloliquefaciens HR04, B. subtillis KP3) có hoạt tính chống oxi hóa, đồng thời có các đặc điểm của có lợi probiotic đã được chứng minh trên in-vitro, nhóm tác giả nghiên cứu để tìm ra chủng vi khuẩn an toàn và có khả năng chống oxi hóa hiệu quả trên in-vivo.
Trong nghiên cứu, độc tính cấp và bán cấp đường miệng của 7 chủng Bacillus được thử nghiệm trên mô hình chuột. Ngoại trừ chủng B. subtilis GL2.1, 6 chủng BT2.4, DQ11, DQ40, GL4.5, HR04, KP3 là an toàn để sử dụng như probiotic. Trong đó, bốn chủng BT2.4, DQ40, GL4.5 và KP3 có khả năng cải thiện chỉ số thực bào in-vivo. Đối với thử nghiệm khả năng cung cấp chất chống oxi hóa, bào tử của 4 chủng Bacillus có khả năng bảo vệ gan khi gây cảm ứng stress oxi hóa với carbon tetrachlorid trên chuột nhắt trắng, trong đó chủng KP3 và GL4.5 là chủng có khả năng cung cấp chất chống oxi hóa tốt nhất. Bên cạnh đó, kết quả xác định lượng chất chống oxi hóa bằng HPLC cũng cho thấy các chất chống oxi hóa của 4 chủng vi khuẩn đã được hấp thu vào máu và tích lũy trong gan chuột sau 60 ngày thử nghiệm. Tóm lại, nghiên cứu cho thấy 4 chủng vi khuẩn BT2.4, DQ40, GL4.5 và KP3 có thể sử dụng như là nguồn cung cấp mới và tiềm năng các chất chống oxi hóa tự nhiên.
Với kết quả này, nhóm tác giả đề xuất nghiên cứu quy trình lên men quy mô lớn để sản xuất bào tử các chủng Bacillus subtilis KP3 và GL4.5 làm nguyên liệu cho các chế phẩm probiotic và thực phẩm chức năng.