TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC LỚP CAO HỌC 2021 2023 (ĐỢT 2) Bài làm môn Probiotic và Prebiotic Học viên Vũ Thu Hằng Ngày sinh 11091992 Câu 1 Trình bày những hiểu biết của em vể Probiotic và qui trình sản xuất một sản phẩm probiotic 1 1 Tổng quan về Probiotic 1 1 1 Khái niệm Probiotic là vi sinh vật sống trong đó khi được quản lý phù hợp về mật độ đem lại lợi ích cho sức khỏe trên vật chủ (FAOWHO 2001) Cụ thể hơn, probiotic là các vi khuẩn sống có lợi đường ruột, khi bổ sung.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC LỚP CAO HỌC 2021-2023 (ĐỢT 2) Bài làm môn Probiotic Prebiotic Học viên: Vũ Thu Hằng Ngày sinh: 11/09/1992 Câu 1: Trình bày hiểu biết em vể Probiotic qui trình sản xuất sản phẩm probiotic 1.1 Tổng quan Probiotic 1.1.1 Khái niệm Probiotic vi sinh vật sống quản lý phù hợp mật độ đem lại lợi ích cho sức khỏe vật chủ (FAO/WHO 2001) Cụ thể hơn, probiotic vi khuẩn sống có lợi đường ruột, bổ sung vào thể đem lại lợi ích sức khoẻ cho người nhờ cải thiện hệ vi sinh đường ruột chức ruột 1.1.2 Các hệ probiotic Sản phẩm lên men tự nhiên: sữa chua, dưa chua, phô mai, kim chi,…được dùng có lợi mặt dinh dưỡng, chưa có tính hỗ trợ trị liệu cách rõ ràng Thế hệ thứ 1, probiotic khơng bao (non-coated): có sản phẩm như: Antibio, Abio Gran, Biolac, Bio - Acimin, Bio - Baby,…; vi khuẩn phân lập tăng số lượng để sử dụng, vi khuẩn không bao Nhược điểm: dễ bị hao hụt bảo quản sử dụng Thế hệ thứ 2, dạng bao tan ruột (enteric- coated): vi khuẩn chứa nang có lớp bảo vệ tan ruột Thế hệ thứ 3, dạng bao vi nang (micro-encapsulated): Lactomin, giúp vi khuẩn qua dày tốt Nhược điểm: tan chậm ruột Thế hệ thứ 4, bao kép (DuolacTM): Kidlac, Lacclean Gold, Chewable 7.1, Yamyam, probiotic bao lớp, hiệu cao nhờ khả sống cao đến ruột đồng thời khắc phục nhược điểm phóng thích chậm ruột cách bao hệ cũ, nhờ lớp bao thứ (lớp bao peptide) có tính thúc đẩy phóng thích đích 1.1.3 Lợi ích probiotic Probiotic có lợi ích sau: tăng cường khả tiêu hóa lactose hoạt động enzyme khác; trị tiêu chảy kháng sinh; trị viêm đường tiêu hóa; ức chế tiêu diệt vi khuẩn có hại; giảm nguy ung thư ruột kết; điều hòa miễn dịch, giảm phản ứng miễn dịch gây viêm; tăng cường sức khỏe sinh sản phụ nữ 1.1.4 Hoạt động vi sinh vật probiotic Vũ Thu Hằng Cạnh tranh vị trí dính bám nguồn dinh dưỡng với vi sinh vật gây bệnh Sản sinh chất kháng khuẩn Sản sinh enzyme tiêu hóa Kích thích hệ miễn dịch vật chủ Cân hệ vi sinh vật đường ruột Ức chế chế kiểm soát mật độ tới hạn hệ vi sinh vật Chuyển hóa chất nhiễm mơi trường RNA, protein Tăng kháng thể Sản xuất sản phẩm thứ cấp Sản xuất chất kháng khuẩn, enzyme tiêu hóa… 1.1.5 Ứng dụng chế phẩm probiotic 1.1.5.1 Trong y học thực phẩm Sử dụng vi khuẩn để muối chua rau quả, ủ chua thức ăn gia súc (làm chín sinh học loại quả): Tạo sinh khối vi khuẩn có ích, át sinh vật gây thối Gây chua, tạo hương vị thơm ngon cho sản phẩm Chuyển rau dạng “chín sinh học” mà hiệu suất tiêu hóa tăng Một số chủng dùng để sản xuất sữa chua đặc: Lactobacillus bulgaricus, Strepticoccus faecalist… Một số chủng thêm vào sữa bột: Lactobacillus, Bifidobacterium… Tại nước phát triển, nhà sản xuất, chế biến ứng dụng bổ sung Probiotics vào nhiều loại thực phẩm sữa chua ăn, phomát, kem Chữa bệnh đường ruột: Pháp sản xuất đưa thị trường từ hàng chục năm sản phẩm mang tên Biolactyl chuyên trị tiêu chảy nhiều khuẩn Lactic Vật liệu sinh học 1.1.5.2 Trong nơng nghiệp Probiotic có ứng dụng rộng rãi nơng nghiệp: súc sản, thủy sản, trịng trọt… Probiotic giúp cải thiện sức khỏe động vật, giúp tăng trọng, giảm tỉ lệ chết non ngăn chặn tác nhân gây bệnh Sự lạm dụng kháng sinh ngành chăn nuôi khả đề kháng kháng sinh làm tăng mối quan tâm đến probiotics 1.1.6 Các dạng chế phẩm probiotic Probiotic cô lạnh (yophilisé): hạ nhiệt độ xuống thật thấp vi khuẩn trở nên khô bột không bị tiêu diệt Chúng sống trở lại đưa vào thể Viên nang (capsule): thường có hai bốn loại phối hợp với L.casei, L.acidophilus, L.bulgaricus, L.rhamnosus, Streptococcus thermophi- lus, B.lactis, B longum Bột (poudre): dạng bột pha nước Nhờ lưu lại bao tử thời gian ngắn nên đến ruột, số lượng lớn vi khuẩn sống Sữa chua trị liệu: Nên uống trước bữa ăn, chứa tỉ lệ probiotic cao (50 tỉ Vũ Thu Hằng CFU/ liều) 1.2 Qui trình sản xuất sản phẩm probiotic Dưới quy trình sản xuất tổng quát chế phẩm probiotic dạng khô dạng lỏng Giống Nhân giống Lên men Cố định vi sinh vật Dịch men Đóng gói Sản phẩm dạng khơ Chuyển hóa Đóng chai Ổn định Sản phẩm dạng lỏng Sơ đồ 1: Quy trình sản xuất chế phẩm probiotic Quy trình sản xuất Chuẩn bị giống Chủng vi sinh vật sau tuyển chọn, hóa giúp vi sinh vật tăng khả thích nghi với điều kiện thực tế lĩnh vực phục vụ Tiếp theo, chủng vi sinh vật đem nhân giống đê tạo thành giống sử dụng cho sản xuất Hệ thống lưu giữ giống vi sinh chủng phải bảo quản theo tiêu chuẩn kỹ thuật đặc biệt Cần kiểm tra mật độ trạng thái hoạt động vi sinh vật Các thông số phải ghi nhận báo cáo hàng Nhân giống Môi trường dịch thể chuẩn bị cho trình nhân giống đảm bảo đầy đủ chất dinh dưỡng, nguyên tố đa lượng vi lượng Trong môi trường này, vi sinh vật sinh trưởng, phát triển nhanh chóng dần ổn định thích nghi trước đưa vào quy trình lên men Nhân giống cần đảm bảo tạo trì nguồn giống chủng mang đầy đủ ưu giống gốc Lên men Tùy vào mục đích sản xuất chủng vi sinh vật sử dụng để chuẩn bị thông số nhử nhiệt độ, pH, môi trường lên men phù hợp Vũ Thu Hằng Xử lý ổn định hoạt tính men cố định vi sinh vật Vi sinh vật đưa vào môi trường đặc biệt Môi trường bổ sung thay đổi tố chất điều kiện cần thiết cho trình hình thành bào tử Giai đoạn hình thành nên bào tử, tế bao tiềm sinh Sản xuất men khô Dịch men chuẩn bị đem đông khô tạo khối vi sinh vật Khối vi sinh vật nghiền thành dạng bột, có nồng độ vi khuẩn cao Sau bột trộn, nén Cuối men vi sinh đóng gói nito, nhằm mục đích bảo quản, ta thành phẩm Câu 2: Trình bày hiểu biết em vể Prebiotic qui trình sản xuất chế phẩm prebiotic 2.1 Tổng quan Probiotic 2.1.1 Khái niệm Prebiotic định nghĩa thành phần thực phẩm khơng tiêu hóa tác động có ích đến vật chủ cách kích thích có chọn lọc phát triển hoạt động hay số lượng giới hạn loại vi khuẩn ruột kết giúp cải thiện sức khỏe vật chủ (Gibson Roberfroid, 1995) Prebiotic loại chất xơ hịa tan có mạch ngắn, chủ yếu hợp chất oligosaccharide 2.1.2 Lợi ích tác hại prebiotic sức khỏe Prebiotic nguồn thức ăn cho probiotic, tạo điều kiện cho lợi khuẩn phát triển mạnh mẽ cải thiện hệ tiêu hóa thể Prebiotic khơng bị tiêu hóa dày, ruột non nên cịn ngun xuống ruột già, prebiotics ni dưỡng vi khuẩn ruột già làm tăng hoạt động chúng Prebiotic tăng cường hấp thu canxi, magie chất khoáng khác; nâng cao tăng cường hệ miễn dịch thể; giảm nguy ung thư trực tràng ngăn ngừa ung thư ruột kết giai đoạn đầu; trì mức đường huyết, hỗ trợ người bệnh tiểu đường, giảm cholesterol xấu, hỗ trợ ổn định huyết áp, trì thoải mái cho đường ruột, ngăn chặn xâm nhiễm số vi khuẩn gây bệnh, chống sâu răng, giảm nguy dị ứng trẻ em, hỗ trợ tiêu hóa dễ dàng hạn chế trường hợp khó tiêu đầy hơi, táo bón Tuy nhiên, prebiotic có tác động tích cực tới thể có sẵn vi sinh vật hữu ích, thân prebiotics không sinh vi sinh vật Sử dụng nhiều prebiotics gây tình trạng đầy hơi, tiêu nhiều lần/ngày Các loại đường có nguồn gốc từ FOS kích thích tăng trưởng vi khuẩn Klebsiella vi khuẩn gây bệnh đường ruột Tiêu thụ prebiotic làm tăng vi khuẩn tạo khí gas hệ tiêu hóa, sản phẩm phát triển gần thường hướng tới việc đẩy mạnh phát triển vi khuẩn khơng tạo khí Prebiotic có tác dụng khác lên đối tượng khác Ví dụ FOS khơng ảnh hưởng đến hấp thu canxi niên lại kích thích hấp thu thiếu niên Vì cần ý sử dụng prebiotics 2.2 Qui trình sản xuất chế phẩm Prebiotic Vũ Thu Hằng Prebiotic sản xuất chủ yếu bốn cách: - Chiết tách trực tiếp từ nguyên liệu thô thực vật như: inulin từ rau diếp xoăn, oligosaccharide soybean từ đậu tương… - Thủy phân có kiểm sốt: thủy phân có kiểm sốt polysaccharide enzyme, sử dụng phương pháp sắc ký để tinh prebiotic fructooligosaccharide từ inulin - Glycosyl hóa: q trình tổng hợp cách sử dụng enzyme thuỷ phân tạo oligosaccharide từ disaccharide tinh trình sắc ký GOS từ lactose, FOS từ sucrose… - Các q trình hóa học: chuyển đổi xúc tác từ cacbohydrate Lactulose từ đồng phân hóa lactose mơi trường kiềm Hình 1: Quy trình sản xuất oligosaccharide khơng tiêu hóa (phỏng theo Sako cộng sự, 1999) 2.2.1 Sản xuất FOS 2.2.1.1 Giới thiệu FOS FOS (fructooligosaccharide) chất xơ hòa tan, chất tạo lượng thấp FOS kích thích tiêu hóa, giảm cholesterol, phospholipid, triglyceride, chống béo phì, an tồn cho người bệnh tiểu đường, ngừa sâu răng, tăng khả hấp thụ ion Ca2+, Mg2+ FOS oligosaccharide có phân tử sucrose liên kết với 1, hay gốc fructosyl liên kết – 2,1 – glucoside Trong tự nhiên, FOS có nhiều loại củ hành tây, tỏi, táo, măng tây, hoa atiso, chuối Mật ong nguồn chưa FOS Tuy nhiên, FOS tự nhiên có nồng độ thấp, enzyme chuyển hóa gốc fructose bị giới hạn điều kiện thời tiết Vì FOS sản xuất cơng nghiệp trình thủy phân polysaccharide tổng hợp từ nguồn nguyên liệu sucrose enzyme chuyển hóa tạo FOS từ vi sinh vật, chủ yếu nấm mốc Syrup FOS thương mại gồm 25 – 30 % – kestore (GF 2), 10 – 15 % nystose (GF3) – 10 % Vũ Thu Hằng 1F- fructofuranosylnystose (GF4) 25 – 30 % glucose sản phẩm phụ (Kim cộng sự, 2000) 2.2.1.2 Quy trình sản xuất FOS công nghiệp Nuôi cấy tế bào Phản ứng enzyme Dung dịch saccharose Chiết tách enzyme Tinh Cô đặc Tiệt trùng Sản phẩm Sơ đồ 2: Quy trình sản xuất FOS gián đoạn cơng nghiệp (phỏng theo Yun, 1996) Vũ Thu Hằng Nuôi cấy tế bào Cố định tế bào Phản ứng theo cột Dung dịch saccharose Tinh Cô đặc Tiệt trùng Sản phẩm Sơ đồ 3: Quy trình sản xuất FOS liên tục công nghiệp (phỏng theo Yun, 1996) Trong hai phương pháp trên, phương pháp liên tục có nhiều ưu điểm trội khả cơng nghiệp hóa cao Vũ Thu Hằng ... quản, ta thành phẩm Câu 2: Trình bày hiểu biết em vể Prebiotic qui trình sản xuất chế phẩm prebiotic 2.1 Tổng quan Probiotic 2.1.1 Khái niệm Prebiotic định nghĩa thành phần thực phẩm không tiêu... Nên uống trước bữa ăn, chứa tỉ lệ probiotic cao (50 tỉ Vũ Thu Hằng CFU/ liều) 1.2 Qui trình sản xuất sản phẩm probiotic Dưới quy trình sản xuất tổng qt chế phẩm probiotic dạng khơ dạng lỏng Giống... định vi sinh vật Dịch men Đóng gói Sản phẩm dạng khơ Chuyển hóa Đóng chai Ổn định Sản phẩm dạng lỏng Sơ đồ 1: Quy trình sản xuất chế phẩm probiotic Quy trình sản xuất Chuẩn bị giống Chủng vi sinh