Probiotic, Prebiotic, Sybiotic thực phẩm chức năng cho sức khỏe đường ruột doc

Định nghĩa Probiotics• Theo tổ chức Y tế TG WHO World Health Organization: – Probiotic là “những vi sinh vật sống hữu ích khi cung cấp với số lượng đầy đủ thì nó có hiệu quả sức khỏe tố

Probiotic, Prebiotic, Sybiotic thực phẩm chức năng cho

sức khỏe đường ruột

PGS.TS Dương Thanh Liêm

Bộ môn Dinh dưỡng Khoa Chăn nuôi Trường Đại học Nông Lâm

Probiotic là gì?

• “…là chế phẩm ảnh hưởng có lợi cho vật

chủ theo hướng cải thiện cân bằng đường

ruột, và loại trừ các yếu tố bất lợi đến sự tiêu hóa hấp thu các chất dinh dinh dưỡng truyền thống.” – (Fuller, 1992).

• “…là những vi sinh vật sống có lợi cho sức khỏe được ăn vào qua đường miệng cùng

với các chất dinh dưỡng truyền thống trong thức ăn” – (Zayed & Roos, 2003)

Định nghĩa Probiotics

• Theo tổ chức Y tế TG WHO (World Health Organization):

– Probiotic là “những vi sinh vật sống hữu ích khi cung cấp với số lượng đầy đủ thì nó có hiệu quả sức khỏe tốt cho vật chủ”

• Những dòng vi khuẩn trong probiotic yêu cầu phải:

– Có khả năng sống sót trong môi trường acid dạ dày

Một số vi sinh vật hữu ích trong đường ruột được

sử dụng với cương vị

Probiotic

Lactobacillus acidophilus Streptococcus thermophilus Bifidobacterium bifidum

Vi khuẩn Lactobacillus acidophilus

Khuẩn Bifidobacterium sống chủ

yếu ở ruột kết tràng Colon

Vi khuẩn hình chữ Y

Một số loài vi khuẩn sản sinh lactic (LAB) trong đường ruột, trong sản xuất probiotic

Những loài vi khuẩn sản sinh acid lactic

• Lactobacillus sporogenes (sinh bào tử)

Các loài vi sinh vật có ích được xem như là vi khuẩn probiotic

Enterococcus faecalis Enterococcus faecium Lactococcus lactis

Leuconstoc mesenteroides Pediococcus acidilactici Sporolactobacillus

Các chủng khuẩn probiotic đã được thương mại hóa trên thị trường TG

Yakult (Tokyo, Japan) Rhodia, Inc (Madison, Wis.) Nebraska Cultures, Inc (Lincoln, Neb.) Snow Brand Milk Products Co., Ltd (Tokyo, Japan) Chr Hansen, Inc (Milwaukee, Wis.)

Danone (Paris, France).

Urex Biotech (London, Ontario, Canada) Nestlé (Lausanne, Switzerland)

Chr Hansen, Inc (Milwaukee, Wis.) Probi AB (Lund, Sweden)

Biogaia (Raleigh, N.C.) Valio Dairy (Helsinki, Finland) Urex Biotech (London, Ontario, Canada) Probi AB (Lund, Sweden)

Essum AB (Umeå, Sweden) University College (Cork, Ireland) Essum AB (Umeå , Sweden)

Chr Hansen, Inc (Milwaukee, Wis.) Morinaga Milk Industry Co., Ltd (Zama-City, Japan) Snow Brand Milk Products Co., Ltd (Tokyo, Japan) Yakult (Tokyo, Japan)

Lactobacillus casei Shirota

Lactobacillus salivarius UCC118

Lactobacillus lactis L1A

Những dòng vk Probiotic trong sản phẩm sữa bò (Scheinbach, 1998)

L acidophilus Gilliland

Netherlands Fysiq

L acidophilus

Đức Actimel Orange

B longum BB536

Đức ProCult3

L.acidophilus; L Bifidus; LA7

Đức Probiotic + Oligofructose

L.reuteri; L casei; L acidophilus

Thụy sĩ Symbalance

L.acidophilus La1

Châu Âu LC1

E faecium; S thermophilus

Đan mạch Gaio

B bifidum/B longum; L acidophilus; S lactis; S cremoris

Pháp Ofilus

B bifidum; L.acidophilus; Pedicococcus acidilactici

Slovakia Biokys

B bifidum; yogurt culture

Nhật bản Mil Mil E

L acidophilus; L casei

Nhật bản Miru Miru

L Casei Shirota Nhật bản

Yakult

L casei GG (rhammosus)

Phần lan Gefilac

B longum; S thermophilus

Đức Bifighurt

L acidophilus; B bifidum; S thermophilus

Đức Biogarde

L Acidophilus; B bifidum; yogurt culture

Đan mạch AB-yogurt

L Acidophilus; B bifidum

Đan mạch Cultura-AB

S tirmophilus; L bulgaricus; L acidophilus

Thụy sĩ ACO-yogurt

Các loài vi khuẩn sử dụng trong sản xuất Nước sản xuất

Tên sản phẩm

* Có chứa FOS

Lactobacillus casei Shirota

L.casei Shirota được phân lập thành công và nuôi cấy ổn

định vào năm 1930 bởi Giáo sư Minoru Shirota tại phòng thí nghiệm vi sinh của trường Đại học Kyoto-Nhật Bản

L.casei Shirota là chủng probiotic đầu tiên trên thế giới được

dùng để sản xuất “Thực phẩm chức năng”, đầu tiên ở

Nhật, sau đó là các nước khác

L.casei Shirota cũng là chủng đầu tiên được chứng minh là

kháng được dịch vị dạ dày và dịch vị mật, tiến thẳng đến ruột non mà vẫn tồn tại

Vào năm 1966, Tiến sĩ Minoru Shirota đã nghiên cứu đánh

giá hiệu quả của chủng khuẩn L.casei Shirota đối với hệ vi

sinh vật đường ruột của trẻ ở độ tuổi 2-6 tuổi rất tốt trong suốt thời gian uống sữa lên men chủng khuẩn này

Các chủng Lactobacillus khác được sử

dụng như là một probiotic

1 Lactobacillus gasseri OLL2716 (LG21) được nuôi cấy thành công năm 1982 do Warren & Marshall phân lập từ người khỏe mạnh Bằng nhiều thử nghiệm Warren và Marshall đã chọn lọc được chủng khuẩn

L gasseri OLL2716 (LG21) là chủng probiotic sử dụng như là một

probiotic chống lại bệnh viêm loét dạ dày do Helicobacter pylori

probiotic chống lại bệnh viêm loét dạ dày do Helicobacter pylori.

2 Lactobacillus acidophilus NCFM được phân lập từ mẫu phân người năm 1970 Chủng này được thương mại hóa với tên thương hiệu là

HOWARU Dophilus của tập đoàn Danisco L acidophilus NCFM là

chủng duy nhất mà bộ gene của chúng được giải trình tự, chú thích và công bố, bao gồm các gene liên quan đến việc duy trì hoặc hồi phục

hệ dạ dày ruột khỏe mạnh.

3 Lactobacillus rhamnosus GG (ATCC 53103; LGG) lần đầu tiên được xác định vào năm 1985, là một trong những chủng khuẩn được chứng minh là sống sót và phát triển trong hệ dạ dày ruột của người, chống lại sự gây nhiễm và duy trì cân bằng của cơ thể

Các chủng khuẩn Bifidobacterium được

sử dụng như là một Probiotic

1 Bifidobacterium longum BB536 được phân lập từ trẻ khỏe

mạnh vào năm 1969 Chủng BB536 lần đầu tiên được thương mại ở Nhật vào năm 1977, với tên thương hiệu là Morinaga Bifidus Milk của công ty Morinaga Milk Industry Co Ltd Hiện tại, chủng BB536 đã có mặt rộng khắp trên thị trường Châu Âu, Mỹ và các nước Châu Á

Chủng BB536 được xác định có khả năng sống sót cao trong thực phẩm ứng dụng và khả năng chịu đựng cao đối với hệ dạ dày ruột

2 Bifidobacterium breve Yakult: được phân lập thành công từ

người vào năm 1978, chủng khuẩn B breve Yakult được sản xuất

dưới dạng sản phẩm sữa lên men với tên thương hiệu là Mil-Mil của công ty Yakult Honsha Những năm sau đó, các sản phẩm khác

chứa chủng khuẩn B.breve Yakult như Bifiel và Bifia lần lượt được bán ra thị trường vào năm 1989 và năm 2007 Chủng khuẩn B.breve

Yakult đã được chứng minh một cách khoa học là kháng được dịch

vị dạ dày và dịch vị mật để tiến đến ruột non mà vẫn tồn tại

Cơ chế hoạt động tìm năng

của Probiotics

1 Ức chế sự bám dính của vi khuẩn gây bệnh

2 Kích thích sự sản xuất kháng thể

3 Sản xuất ra những hợp chất chống khuẩn

4 Biến đổi các độc tố hoặc các receptor độc tố

5 Cạnh tranh môi trường với vi khuẩn gây bệnh

6 Giảm thấp sự di chuyển của vi khuẩn gây bệnh

7 Chống viêm nhiểm (Anti-inflammatory) đặc biệt với tổ

chức tế bào niêm mạc ruột (epithelium)

8 Ức chế tế bào ung thư, nhất là ung thư kết tràng

9 Tùy theo loài vi sinh trong probiotic, có thể làm giảm thấp lượng cholesterol máu

10.Có thể phòng trừ bệnh viêm dị ứng do đường ruột

Trình tự tác động của Probiotic

trong đường ruột vật chủ

1 Trước tiên vi khuẩn probiotic bám trên niêm mạc ruột, tiếp sau đó kích thích hệ thống kháng thể của đường ruột

– Điều chỉnh tăng lên hoạt động của “gen mucin”

– Tăng sự thải tiết kháng thể IgA

– Duy trì chức năng đại thực bào bình thường

2 Cạnh tranh chất dinh dưỡng và vị trí với vi khuẩn gây bệnh, làm cho vi khuẩn gây bệnh bị tống ra ngoài

3 Sản xuất ra các yếu tố kháng khuẩn, là những sản phẩm chuyển hóa của probiotic

4 Tạo môi trường thuận lợi cho sự sinh trưởng phát triển của các vi khuẩn có lợi khác trong đường ruột

5 Sản xuất các acid béo bay hơi mạch ngắn, là những acid được coi là yếu tố chống viêm (anti-inflammatory)

Khả năng tiết enzyme tăng cường tiêu hóa TĂ

của nhóm vi khuẩn lactic

Những tác dụng của hệ enzyme mà vi khuẩn LAB đem lại:

1 Proteolysis: Thủy phân protein thành acid amin dễ hấp thu

2 Lipolysis: Thủy phân lipid thành acid béo và glycerin dễ hấp thu.

3 Lên men chuyển hóa lactose: Đường lactose nếu không hấp thu hết

dễ gây lên men dây hơi, tiêu chảy Nhờ có vi khuẩn lactic trong chế phẩm biến đổi thành acid lactic, làm giảm pH đường ruột, ức chế các loài vi khuẩn gây bệnh, vi khuẩn lên men thối Nhờ thế bảo vệ đường ruột tốt hơn

4 Quá trình lên men sinh acid lactic giúp cơ thể:

a) Cải thiện tiêu hóa hấp thu protein.

b) Cải thiện hấp thu calcium, phosphorus và các nguyên tố vi lượng c) Kích thích tuyến tụy tiết ra nhiều dịch tụy để tiêu hóa thức ăn

d) Hạ pH dạ dày, ngăn chặn sự xâm nhập của vi khuẩn gây bệnh.

e) Cung cấp năng lượng dễ hấp thu và chuyển hóa.

Khả năng sản xuất chất kháng khuẩn, phân lập từ các

loài vi khuẩn sinh acid lactic (LAB) khác nhau

-Ức chê chế sự phát triển của vi khuẩn độc hại trong đường ruột -Acid lactic và những sản phẩm trao đổi chất khác của vi khuẩn lactic (xem bảng bên), vừa ức chế vi khuẩn gây bệnh,

vi khuẩn lên men thối, vừa tăng cường tiêu hóa thức ăn.

Tổng hợp Vitamin nhóm B và acid folic

Tổng hợp Vitamin nhóm B và acid folic

Ổn định hệ vi sinh vật đường ruột, sản xuất kháng sinh

Ổn định hệ vi sinh vật đường ruột, sản xuất kháng sinh

Ức chế sự phát triển của vi khuẩn

gây bệnh

Ức chế sự phát triển của vi khuẩn

gây bệnh

Kích thích hệ

thống kháng thể Kích thích hệ

thống kháng thể

Bifidobacterium và vai trò

của nó đối với sức khỏe

2007-03-21 NRC/N&H - ICT

20

Ứng dụng Probiotics trong y khoa

Điều trị tiêu chảy

Điều trị dị ứng thức ăn và viêm da dị ứng

3 Cải thiện tình trạng không dung nạp lactose

4 Cải thiện chức năng miễn dịch và ngăn ngừa sự nhiễm trùng

5 Điều hòa mức cholesterol trong máu và giảm các nguy cơ về bệnh tim mạch

6 Cải thiện tình trạng bệnh và rối loạn ở ruột như hội chứng ruột dễ bị kích thích (IBS – Irritable bowel syndrome) và phòng ngừa tái phát tình trạng viêm loét ruột kết (UC-Ulcerative colitis)

7 Giảm dị ứng Chủng khuẩn L casei Shirota có tác dụng điều hòa bệnh

viêm mũi dị ứng theo mùa

8 Ngăn ngừa ung thư đường dạ dày ruột, nhất là ung thư ruột kết

9 Tổng hợp vitamin: Các chủng probiotic có khả năng tổng hợp vitamin thuộc nhóm B

10 Cải thiện sự hấp thu khoáng: giúp hấp thu canxi và mangie tốt hơn, phòng ngừa bệnh loãng xương

Những yêu cầu về an toàn

thực phẩm của probiotic

• An toàn cho cơ thể vật chủ

– Không gây bệnh trong đường ruột của người khỏe mạnh

• Vi sinh probiotic có thể sống và hoạt động

trao đổi chất trong đường tiêu hóa vật chủ.

– Vi sinh vật probiotic phải còn sống và ổn định trên mỗi

vị trí của đường tiêu hóa

• Không có ảnh hưởng ngược lại trên thuộc

tính cảm thụ của cơ thể (receptor).

Vi sinh vật probiotic không gây dị ứng cho cơ thể

Dạng bào tử chịu được Nhiệt độ cao khi ép viên Dạng bào tử

Dạng sinh dưỡng dễ chết trong quá trình chế biến gia nhiệt

D ng sinh d ạ ưỡ ng

Vi khuẩn probiotic có hai dạng

dạng bào tử và dạng sinh dưỡng

Những dòng vi khuẩn phổ biến

• Vi khuẩn sinh acid Lactic (LAB)

• Những giống vi khuẩn này có nguồn gốc

trong ruột của con người:

Những vi sinh vật hữu đã được thương mại hóa trong chế biến thực phẩm ở Đan mạch

Những vi khuẩn hữu dụng probiotic được dùng trong

chế biến thực phẩm chế biến ở Đan-mạch:

• BB-12® (Bifidobacterium),

• LA-5® (Lactobacillus acidophilus),

• LBY-27 (Lactobacillus bulgaricus),

• STY-31 (Streptococcus thermophilus)

• LR-35 (Lactobacillus rhamnosus)

Những vi sinh vật được xử dụng trong chế biến thực

phẩm yêu cầu phải có sự an toàn thực phẩm cao, vì

vậy nó phải được cơ quan quản lý an toàn thực

phẩm Quốc gia cấp giấy phép mới được sử dụng

Công tác chọn dòng

vi khuẩn probiotic

• Điều tra, khảo sát hệ vi sinh đường ruột,

chọn giống vi khuẩn hữu ích probiotic

• Thí nghiệm khả năng sống sót trong quá

trình chế biến và trong ruột người.

• Giữ giống, nhân giống đưa sản xuất thử

• Thử nghiệm trên động vật và người tình

nguyện những ảnh hưởng của probiotic.

Công tác điều tra khảo sát

• Tìm hiểu khả năng sống sót của vi khuẩn

probiotic trong quá trình chế biến, dự trử, và tiêu thụ thực phẩm.

• Tìm hiểu khả năng đề kháng của vi khuẩn

probiotic với: acid, mật, và một số kháng sinh

• Tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến probiotic:

Độ ẩm tương đối, hàm lượng oxygen, các

chất ổn định, và nhiệt độ môi trường.

Khả năng phát triển

• Khả năng phát triển của vi khuẩn probiotic bao gồm khả năng sống và hoạt động của chứng.

• Một yêu cầu thực tế là nó có thể ăn được,

mà không ảnh hưởng gì xấu đến khẩu vị người tiêu dùng.

• Giai đoạn sinh trưởng yêu cầu số lượng phải đạt 106 – 109 tế bào sống cho 1 người (qua miệng) trong 1 ngày.

Probiotics hoạt động như thế nào?

• Sản xuất ra những hợp chất acid hữu cơ ức

chế vi khuẩn lên men thối, cơ thể hấp thu

các acid hữu cơ dễ dàng và sử dụng tốt.

• Cạnh tranh với vi khuẩn gây bệnh ở các vị trí

gắn kết trên tế bào niêm mạc ruột.

• Cạnh tranh trên các cơ chất dinh dưỡng,

Probiotic khỏe hơn vi sinh vật gây bệnh.

• Kích thích hệ thống kháng thể, miễn dịch ở

đường ruột.

DNA

Anion- H Anion- + H +

Màng tế bào vi khuẩn Cell membrane

Ảnh hưởng của các acid hữu cơ do vi khuẩn probiotic

sản xuất ra và tế bào vi sinh khuẩn gây bệnh

Những acid hữu cơ do vi khuẩn probiotic sản sinh:

Acid lactic, acid probionic, acid buyric do lên men

yếm khí các chất xơ tan oligosaccharid, pectin tạo ra

Sự bám dính của vi khuẩn

probiotic

• Vi khuẩn probiotic phải có năng

lực kết lại với nhau trên vị trí xác

định của đường ruột phân bố nó.

• Những tế bào biểu mô – Vi khuẩn

probiotic tạo lớp màng mỏng

trên niêm mạc ruột, nơi mà vi

khuẩn cư ngụ, ngăn cản vi khuẩn

gây bệnh tấn công vào lớp tế

bào biểu mô

http://www.bbc.co.uk/scotland/education/bitesize/standard/img/biology/villus.jpg

Thành ruột Tế bào niêm mạc ruột

VK có lợi (Probiotics)

Hàng rào phòng ngự tự nhiên

của vi khuẩn probiotic

 Nảy chồi trong đường ruột

hiệu quả hàng rào sinh học

 Tăng cường tái hấp thu Nitơ

Những ích lợi khác của probiotic có thể

chấp nhận được qua thực tế sử dụng

• Probiotic có thể làm giảm một cách đáng kể

tính “không chịu được đường lactose” trên một

số người do thiếu men lactase.

• Probiotic làm giảm Cholesterol trong máu vì vậy

có tác dụng tốt với người bệnh tim mạch khi sử dụng thường xuyên.

• Probiotic còn làm giảm bệnh tiêu chảy, nhất là

ở trẻ em.

• Probiotic có thể góp phần ngăn ngừa ung thư

đường ruột.

Khả năng không chịu được Lactose (Lactose Intolerance)

• Cơ thể người trưởng thành, nếu không

uống sữa thường xuyên thì sẽ không có

men thủy phân đường lactose

• Đường lactose xuống ruột già rất dễ lên

men sinh nhiều CO2, khí methane, và

hydrogen, gây sôi ruột, tiêu chảy.

• Triệu chứng: thường gây đầy hơi, tiêu

chảy, phình bụng, co cứng cơ bụng

http://www.wiley.com/legacy/college/boy er/0470003790/cutting_edge/lactose_into lerance/lactase.gif

Tính không chịu được Lactose trong cộng đồng dân cư ở một số vùng trên Thế giới

http://web.lemoyne.edu/~hevern/psy340/graphics/lactose.intolerance.jpg

Tính không chịu được Lactose được khắc phục bởi probiotic

• Làm nhẹ bớt triệu chứng, có khả năng ổn định tốt nhất hệ vi sinh vật đường ruột khi tiêu thụ sản phẩm probiotics.

• Những sản phẩm sữa lên men:

– Đường lactose còn

rất ít (do lên men sinh A.lactic)

– Cơ thể người bản địa

thiếu men lactase nên

lactose lên men đầy hơi.

Những nghiên cứu về probiotic khắc phục tính không chịu đựng lactose của vật chủ

• Vi khuẩn S thermophilus sản xuất ra nhiều

enzyme lactase hơn Lactobacilli hoặc

Bifidobacteria – (Sanders et al., 1996) Các loài

vi khuẩn này sẽ lên men phân hủy lactose thành acid lactic, hấp thu vào cơ thể vật chủ.

• Vi khuẩn probiotic phát triển phụ thuộc vào khả

năng chịu đựng acid trong dạ dày và mật ở ruột vật chủ, điều này có ý nghĩa sống còn với chúng hơn là mức enzyme lactase mà chúng tiết ra, vì vậy chúng cũng có khả năng phân giải acid mật – (Mustapha et al., 1997)

Những thí nghiệm khả năng làm giảm cholesterol của probiotic

• Sự dị hóa và thải tiết acid mật tăng lên có thể là

nguyên nhân làm giảm cholesterol huyết thanh.

– Cholesterol được sử dụng cho sản xuất acid mật, vì

vậy mật tiết ra nhiều cũng có nghĩa làm giảm hàm

lượng cholesterol huyết thanh.

• Gan sản xuất acid chenodeoxycholic và acid

cholic từ cholesterol, điều này cũng làm giảm cholesterol trong máu vật chủ.

• Hai acid này kết hợp với glycine hoặc taurine

trong dịch mật và thải ra ruột.