Luận văn nghiên cứu tạo chế phẩm Lactobacillus acidophilus - Chương 1

Luận văn nghiên cứu tạo chế phẩm Lactobacillus acidophilus - Chương 1.

Chương 1: Tổng quan tài liệu Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU ‐ 1 ‐    Chương 1: Tổng quan tài liệu 1.1 Luận văn tốt nghiệp Giới thiệu vi khuẩn Lactic [18, 21] Theo hệ thống phân loại Bergey năm 1979 vi khuẩn lactic phân loại sau: Họ: Lactobacteriaceae Họ phụ: Giống: Streptoccaceae Streptococcus Leuconostoc Họ phụ: Giống: Lactobacteriaceae Lactobacterium 1.1.1 Giới thiệu vi khuẩn Lactobacillus acidophilus 1.1.1.1 Lịch sử Lactobacillus acidophilus lần phân lập Moro (1900) từ phân trẻ sơ sinh qua phẫu thuật Ông mô tả đặc điểm trao đổi chất, phân loại chức vi khuẩn Năm 1906 Metchnikoff xuất “The problongation of life optimistic studies” Ông chứng minh vi khuẩn lactic yaourt bulgarian nhân tố chống lại thối rữa ruột lão hoá Tuy nhiên sau người ta khám phá chủng vi khuẩn sống sót qua dày ruột Do người ta nhanh chóng thay chủng vi khuẩn chủng Lactobacillus acidophilus probiotic ruột Họ thấy có nhiều vi khuẩn Lactobacillus lên men đồng hình dị hình sống ruột, miệng âm đạo chiếm ưu số loài Lactobacillus lên men đồng hình tạo thành nhóm gọi phức hợp Lactobacillus acidophilus 1.1.1.2 Đặc điểm Lactobacillus acidophilus thuộc họ vi khuẩn lactic Chúng có dạng trực khuẩn dài chịu nhiệt Tế bào hình que, đầu tròn, kích thước 0,6 – 0,9 1,5 - , đứng riêng lẻ, xếp thành đôi hay thành chuỗi ngắn, không di động, không sinh bào tử, tế bào non bắt màu gram dương nhuộm, tế bào già trở thành gram âm Vi hiếu khí, nhiệt độ thích hợp 37oC, không phát triển 20 – 22oC 43 – 48oC Trên môi trường nước chiết cà chua hay nước chiết nấm men khuẩn lạc có dạng tròn, nhỏ dày đục mép Trong môi trường thạch sâu khuẩn lạc nhỏ có hình dạng không ổn định Trên môi trường thạch nghiêng khuẩn lạc khô, phát triển giới hạn theo vết cấy ‐ 2 ‐    Chương 1: Tổng quan tài liệu Luận văn tốt nghiệp Lên men lactic đồng hình, tích tụ 2,2% acid lactic môi trường, không phát triển môi trường hydratcarbon, môi trường khoai tây, phát triển tốt môi trường dịch thể cao nấm men Lactobacillus acidophilus dạng probiotic sử dụng thường xuyên Là vi khuẩn có lợi cư trú ruột, âm đạo, phân người động vật Chúng có khả sinh Bacteriocin chất ức chế vi khuẩn gây bệnh đường ruột Lactobacillus acidophilus có khả lên men loại đường: glucose, fructose, galactose, mannose, maltose, lactose không lên men xylose, arabinose, ramnose, glycerol, mannitol, sorbitol, inositol Cho phản öùng: methyl red (+), indol (–), VP (–), citrate (–), catalase (–), khả đông vón sữa (+) 1.1.1.3 Các trình trao đổi chất Hiện thành viên phức hợp Lactobacillus acidophilus phân vào nhóm lên men đồng hình bắt buộc Hexose lên men để tạo thành acid lactic theo đường EMP Chúng có enzyme aldolase thiếu phosphoketolase, không lên men gluconat peptone Tất loài tạo đồng phân dạng D L acid lactic 1.1.1.4 Sự thay đổi thành phần sữa trình lên men Trong trình lên men sữa tạo thành sản phẩm sữa chua có thay đổi màu sắc loại đường, casein thành phần khác - Sự thay đổi đường sữa: vi khuẩn lactic sử dụng đường lactose nhờ hệ thống enzyme lactase để chuyển hoá lactose thành glucose galactose Lactase endoenzyme nên lactose muốn chuyển hoá phải qua màng vi khuẩn Lactose chuyển hoá theo hai đường: ƒ Vi khuẩn sử dụng enzyme lactase để bẻ gãy Hydro chuyển lactose thành glucose galactose ƒ Lactose oxi hoá thông qua enzyme lactosehydrogenase thành lactosebionate sau phân giải tiếp thành gluconate galactose qua giai đoạn diễn biến phức tạp, giai đoạn enzyme chuyên biệt phụ trách - Sự thay đổi protein sữa: trình lên men, lượng acid hữu loại tích luỹ làm tăng trình phân tách calci khỏi casein, calci tác dụng với acid lactic tạo lactat calci, giúp thể dễ dàng hấp thu calci tạo pH đẳng điện Do đó, casein bị ‐ 3 ‐    Chương 1: Tổng quan tài liệu Luận văn tốt nghiệp vón lại làm tăng trình lên men tạo peptone sản phẩm khác 1.1.2 Ứng dụng vi khuẩn lactic Vi khuẩn lactic ứng dụng rộng rãi nhiều lónh vực khác công nghiệp, nông nghiệp, môi trường, y dược nhiều chế biến bảo quản thực phẩm 1.1.2.1 Trong công nghiệp Vi khuẩn lactic sử dụng để lên men thu acid lactic Có vị chua dễ chịu có đặc tính bảo quản nên làm gia vị loại nước uống nhẹ, tinh dầu, dịch quả, mứt Chúng dùng để acid hoá rượu vang hoa nghèo acid, sử dụng công nghiệp thuộc da, dệt, nhuộm, sơn chết dẻo 1.1.2.2 Trong nông nghiệp môi trường Vi khuẩn lactic có khả hạn chế phát triển Fusarium, loại nấm gây bệnh quan trọng nông nghiệp Nấm Fusarium phát triển làm yếu hội gây bệnh cho trồng Chế phẩm EM (Effective Microorganism) hay chế phẩm vi sinh hữu hiệu bao gồm 80 chủng vi sinh có góp phần vi khuẩn lactic Hiệu chế phẩm cải tạo đất, tăng suất trồng giải vấn đề ô nhiễm môi trường 1.1.2.3 Trong y dược Vi khuẩn lactic sử dụng y học để chữa bệnh đường ruột, dùng phẫu thuật chỉnh hình, nha khoa, bệnh phụ khoa… 1.1.2.4 Trong bảo quản chế biến thực phẩm Trong bảo quản chế biến thực phẩm vi khuẩn lactic sử dụng để làm dưa chua, làm chua mà không làm màu tự nhiên Dùng sản xuất tương, đậu phụ hay lên men sữa 1.2 Giới thiệu probiotic [19] 1.2.1 Lịch sử định nghóa probiotic 1.2.1.1 Lịch sử probiotic Probiotic có nghóa “for life”, ngày dùng để vi sinh vật có lợi cho người động vật Dr.Eli Metchinikoff, nhà khoa học người Nga đạt giải Nobel năm 1908, đưa ông nghiên cứu vai trò vi khuẩn có lợi đường ruột Ông người đưa giả thiết sống khỏe mạnh tuổi thọ cao người nông dân Bulgari, họ sử dụng sản ‐ 4 ‐    Chương 1: Tổng quan tài liệu Luận văn tốt nghiệp phẩm sữa lên men ngày, đặc biệt yaourt giúp bảo vệ hệ thống đường ruột khỏi viêm nhiễm Những thập niên sau đó, ông tiếp tục nghiên cứu để chứng minh chủng thuộc Lactobacillus có khả chống lại vi sinh vật gây bệnh giảm độc tố chúng sinh Cũng vào thời điểm đó, Henry Tissier, bác só khoa nhi người Pháp, quan sát phân đứa trẻ bị tiêu chảy có số lượng vi khuẩn lạ, hình Y, vi khuẩn “bifid” ngược lại chiếm số lượng lớn đứa trẻ khỏe mạnh Và ông cho vi khuẩn có khả chống lại bệnh tiêu chảy giúp khôi phục hệ thống vi sinh vật đường ruột khỏe mạnh 1.2.1.2 Định nghóa probiotic Metchnikoff Tissier người đưa giả thiết probiotic Nhưng đến năm 1960, probiotic sử dụng để vi sinh vật có khả kích thích phát triển vi sinh vật khác Năm 1989, Fuller định nghóa lại, ”Probiotic vi sinh vật sống mà sử dụng chúng mang lại lợi ích cho vật chủ cách củng cố cân hệ thống vi sinh vật đường ruột” Một định nghóa tương tự Havenaar Huis in’t Veld (1992) đưa “Probiotic hay hỗn hợp nhiều vi khuẩn mà cung cấp cho người hay động vật mang lại hiệu có lợi cho vật chủ cách tăng cường đặc tính vi sinh vật hệ tiêu hóa” Một định nghóa chưa phải cuối “Probiotic vi sinh vật sống mang lại hiệu sức khỏe cho vật chủ” (Guarner Schaafsma, 1998) Tuy nhiên tất định nghóa có chung điểm sau: - Probiotic vi sinh vật sống Khi Probiotic cung cấp với liều lượng thích hợp mang lại hiệu mong muốn 1.2.2 Vai trò probiotic - Tăng “ thành bảo vệ” miễn dịch, số có khả kích thích miễn dịch - đặc hiệu không đặc hiệu, với việc sinh sIgA màng nhầy Kìm hãm phát triển vi khuẩn, virus, nấm có hại - Có khả xâm chiếm đường ruột, bám vào màng nhầy ruột - Có khả chịu acid dày, chịu muối mật ‐ 5 ‐    Chương 1: Tổng quan tài liệu - Luận văn tốt nghiệp Sinh chất chống vi sinh vật gây bệnh Samonella, E coli, Clostridium… Phòng chữa số bệnh đường tiêu hóa: tiêu chảy, táo bón, ung loét dày … - Giảm triệu chứng dị ứng, triệu chứng không dung nạp lactose - Ngăn chặn ung thư đường ruột, ung thư ruột kết Hiện nay, chủng vi khuẩn sử dụng với vai trò probiotic chủ yếu thuộc Lactobacillus Bifidobacterum, Enterococcus Streptococus sử dụng Những vi khuẩn thường cư trú ruột Một số chủng tiêu biểu bao gồm Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus gasseri, Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium bifidum Bên cạnh vi khuẩn có nấm men Saccharomyces boulardii xem probiotic Bảng 1.1: Những vi sinh vật sử dụng làm probiotic [17] Chủng Lactobacillus Chủng Bifidobacterium Các chủng khác L acidophilus B bifidum Bacillus subtilis L casei B longum E coli L rhamnosus B breve Saccharomyces cerevisiae L reuteri B infantis Saccharomyces boulardii L bulgaricus B.lactis Streptococus thermophilus L plantarum B adolescentis Streptococus faecalis L johnsonii L.lactis L.gasseri 1.2.3 Tác dụng probiotic đến sức khoẻ người 1.2.3.1 Thuỷ phân lactose, tăng hấp thu lactose Sự có mặt lactose disacharide với việc thiếu hụt enzyme ßgalactosidase(lactase) đường ruột gây nên triệu chứng khó chịu đầy hơi, đau bụng, hay giới hạn việc hấp thu canxi… số người ‐ 6 ‐    Chương 1: Tổng quan tài liệu Luận văn tốt nghiệp Các probiotic đóng vai trò quan trọng việc chữa trị việc hấp thu lactose thiếu hụt enzyme lactase Suốt trình lên men, vi khuẩn lactic sinh enzyme lactase thuỷ phân lactose thành glucose galactose Việc bổ sung Lactobacillus làm tăng khả lên men lactose cải thiện triệu chứng không dung nạp lactose Các vi khuẩn đường ruột giúp chuyển hoá hầu hết lượng lactose không hấp thu ruột non Ngoài vi khuẩn Lactobacillus làm tăng thời gian vận chuyển lactose từ miệng đến lúc tiết theo phân, hội cho việc tiêu hoá lactose nhiều 1.2.3.2 Giảm số bệnh đường tiêu hoá ¾ Ung loét Bệnh loét hệ thống tiêu hoá có liên quan đến chế độ ăn uống hàng ngày, sử dụng sản phẩm sữa lên men rau quả, sử dụng nhiều sữa, thịt, tinh bột Việc sử dụng nhiều sản phẩm sữa lên men làm giảm nguy bị ung loét hệ tiêu hoá Các nghiên cứu cho thấy L.acidophilus B.bifidum hoạt động liệu pháp sinh học cho viêm dày tá tràng S boulardii chứng minh có hiệu việc điều trị bệnh viêm loét dày Ngăn chặn Helicobacter Pylori: Ngày người ta sử dụng probiotic việc chống lại Helicobacter Pylori, vi sinh vật Gram âm gây bệnh viêm dày loại B, loét hệ tiêu hoá ung thư dày In vitro động vật, người ta vi khuẩn Lactic ngăn chặn phát triển vi sinh vật gây bệnh làm giảm hoạt tính enzyme urease, mà enzyme cần thiết cho vi sinh vật gây bệnh lưu trú môi trường acid dày Cùng với việc nhiễm H.pylori, lượng L.actobacillus dày thiếu hụt, việc giảm số lượng Bifidobacteria đồng thời với việc tăng lượng Enterobacteria, thay đổi hệ thống miễn dịch đường ruột Do việc củng cố lại hệ vi sinh vật đường ruột rối loạn miễn dịch Bifidobacteria Lactobacilli mang lại kết tốt Ngoài H.pylori cần khoảng thời gian để tiến đến biểu mô dày, thành phần vi sinh vật đường ruột quan trọng việc nhiễm H.pylori Ngoài nghiên cứu in vitro chứng minh L.salivarius có khả sinh lượng lớn acid lactic có khả ngăn chặn hoàn ‐ 7 ‐    Chương 1: Tổng quan tài liệu Luận văn tốt nghiệp toàn phát triển H.pylori Một số nghiên cứu cho thấy phát triển H.pylori bị ngăn chặn hệ thống miễn dịch Lactobacilli trước chúng xâm chiếm dày Ở số nghiên cứu khác, Midilo et al cho thấy chủng thuộc L.acidophilus chủng thuộc L.casei, L.rhamnosus ngăn chặn phát triển H.pylori Ngoài chất kháng sinh tự nhiên lactoferrin có khả kiềm hãm H.pylori với hàm lượng 0,5 mg/ml ¾ Tác dụng ngăn chặn vi sinh vật gây bệnh – bệnh tiêu chảy Tác dụng ngăn chặn vi sinh vật gây bệnh Các probiotic có tác dụng ngăn chặn vi sinh vật có hại chế: Sinh acid acetic, acid lactic, acid hữu khác, làm giảm pH môi trường ảnh hưởng bất lợi số vi sinh vật nhạy cảm với tính acid Lactobacilus acidophilus Bifidobacteria giúp cân đường ruột mạnh khoẻ Chúng có khả sinh acid hữu làm giảm pH đường ruột ngăn chặn vi sinh vật nhạy cảm với acid bao gồm nhiều vi sinh vật gây bệnh Lactobacilli loài có khả chịu acid tốt so với loài khác, chúng sinh acid lactic hydrogen peroxide có acid acetic acid benzoic Bifidobacteria có khả sinh chuỗi acid béo ngắn (short-chain fatty acids – SCFAs) acid acetic, propionic, butyric, formic acid lactic Tại giá trị pH tối ưu chúng có khả hạn chế việc phát triển tế bào vi khuẩn SCFAs dồi Bifidobacteria sinh acid acetic, acid có phổ hoạt động chống vi khuẩn chống nấm rộng Sinh chất kháng sinh tự nhiên (Bacteriocin) Bacteriocin chất ức chế đặc biệt vi sinh vật tiết ức chế, tiêu diệt vi sinh vật khác, chủ yếu vi khuẩn Bacteriocin peptide, polypeptide, protein chất mang cấu trúc gen protein cấu tạo từ amino acid, bao gồm amino acid lanthionine hay beta-methyllanthionine Các vi sinh vật sinh bacteriocin thường xuất tự nhiên sữa sản phẩm từ sữa Việc sử dụng vi sinh vật có khả sinh bacteriocin ‐ 8 ‐    Chương 1: Tổng quan tài liệu Luận văn tốt nghiệp có từ nhiều kỷ trước việc bảo quản thực phẩm Mỗi bacteriocin có tác dụng với số nhóm vi sinh vật xác định Bacteriocin vi khuẩn lactic chia làm nhóm sau: - Nhóm chứa lanthibiotic: peptic nhỏ có khả chịu nhiệt, chứa amino acid lanthionine - Nhóm chia thành nhóm nhỏ nhóm 2a thường gặp bao gồm bacteriocin pediocin có khả chống Listeria - Nhóm nhóm protein không bền nhiệt - Nhóm phức hợp protein, lipid, glucid Bảng 1.2: Một số bacteriocin probiotic [19] Vi sinh vaät Bacteriocin Lactobacillus acidophilus Lactocicin Lactobacillus acidophilus 11088 Lactacin F, lacidin, acidophilin Lactobacillus acidophillus NCFM Lactacin B Lactobacillus casei B80 ,LHS Caseicin 80, caseicin LHS Lactobacillus brevis Lactobacillin, brevicin Lactobacillus bulgaricus Bulgarican Bacillus subtilis 168, JH642 Subtilin, thermophilin, subtilosin Enterococcus faecalis 226, INIA4 Enterocin 226NWC, AS-48 Enterococcus faecalis S-48 Bacteriocin Bc-48 Enterococcus spp Enteroccins Lactobacillus plantarum A2, BN,C- BN, plantaricin A and D, 11,LPCO-10, MI406, NCDO 1193, lactolin, plantaricin BN,A,S SIK-83, CTC 305 Lactoccocus lactis subsp.lactis Nisin ‐ 9 ‐    Chương 1: Tổng quan tài liệu Luận văn tốt nghiệp Bảng 1.3: Một số bacteriocin từ loài Lactobacilli [19] Bactericin Vi sinh vaät Acidolin L.acidophilus Acidophilin L.acidophilus Bulgarin L.bulgaricus Lactacin B L.acidophilus Lactacin F L.acidophilus Lactibrevin L.brevis Lactobacillin L.brevis Lactolin L.plantarum Lactolin 27 L.helveticus Plantaricin A L.plantarum Plantaricin B L.plantarum Plantaricin SIK-83 L.plantarum Reuteri L.reuteri Bacteriocin chủng thuộc Lactobacillus tiết thường có khả ngăn chặn vi khuẩn có mối liên hệ thân cận Bacteriocin chủng Lactobacillus acidophillus NCFM gọi Lactacin B có khả ngăn chặn số chủng thuộc Lactobacillus (L.bulgaricus L.helveticus), thuận lợi cho việc sinh trưởng NCFM hệ thống ruột Do việc trộn chung loài khác tác động qua lại loài, làm cho số loài bị hạn chế khả chúng, ảnh hưởng đến hiệu điều trị Một số Enterococci có sản phẩm sữa có khả sinh bacteriocin ngăn chặn hư hỏng thức ăn số vi sinh vật gây bệnh ‐ 10 ‐    Chương 1: Tổng quan tài liệu Luận văn tốt nghiệp Listeria monocytogenes, Staphylococcus eureus, Vibrio cholerae, Clostridium spp , Bacillus spp Tranh giaønh nơi cư trú, tranh giành chất dinh dưỡng, ngăn chặn bám chặt phát triển vi sinh vật gây bệnh Tạo cản trở không gian ảnh hưởng đến phát triển vi sinh vật gây bệnh Bệnh tiêu chảy Tiêu chảy rotavirus Nhiều nghiên cứu cho thấy việc chữa trị probiotic hiệu việc chữa trị bệnh tiêu chảy trẻ em mà thường rotavirus gây ra; người lớn du lịch, sử dụng thuốc kháng sinh Bệnh tiêu chảy gây nhiều tử vong nước phát triển; việc sử dụng probiotic công cụ quan trọng việc tăng cường sức khoẻ dinh dưỡng nhiều nước phát triển Các nghiên cứu cho thấy việc chữa trị bệnh tiêu chảy rotavirus vi khuẩn lactic, vi khuẩn kích thích hệ thống miễn dịch tăng lên; đáp ứng miễn dịch IgA đặc hiệu chống lại nhiễm rotavirus lại S.boulardii có khả kích thích đáp ứng miễn dịch tạo IgA chống tocxin A C.dificile(nghiên cứu chuột) Ngoài S boulardii ngăn chặn bám dính C.dìicile vào tế bào nhờ vào khả phân giải protein cản trở không gian Các chủng Lactobacillus rhamnosus GG Bifidobacterium lactis BB-12 tỏ hiệu việc phòng chống điều trị bệnh tiêu chảy rotavirus gây trẻ em Tính hiệu việc trị bệnh tiêu chảy rotavirus gây liên quan đến khả sống sót vi khuẩn lactic suốt trình hệ thống ruột, khả bám vào màng nhầy định cư ruột Tiêu chảy vi sinh vật khác Các nghiên cứu in vitro cho thấy só chủng probiotic có khả ngăn chặn bám chặt phát triển vi sinh vật gây bệnh đường ruột Salmonella Và điều quan trọng chữa trị bệnh tiêu chảy probiotic kết hợp với việc bổ sung nước Bệnh tiêu chảy xảy trình điều trị thuốc kháng sinh, thường gây Clostridium ‐ 11 ‐    Chương 1: Tổng quan tài liệu Luận văn tốt nghiệp difficile Thông thường C.difficile có hệ thống ruột khỏe mạnh, nhiên cân hệ vi sinh vật đường ruột thuốc kháng sinh làm cho số lượng C.difficile tăng lên chúng sinh độc tố Và nhiệm vụ probiotic khôi phục lại cân hệ vi sinh vật đường ruột trạng thái khoẻ mạnh Một số nghiên cứu cho thấy L acidophilus L.casei hiệu việc chống nhiễm khuẩn Salmonella Shigella, sản phẩm sữa acidophilus khẳng định tính hiệu việc chữa trị bệnh tiêu chảy Escheriachia coli Việc chữa trị thuốc kháng sinh dẫn đến bệnh tiêu chảy Thuốc kháng sinh tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh, mà chí tiêu diệt vi sinh vật có lợi hệ thống ruột, dẫn đến cân hệ vi sinh vật đường ruột tạo điều kiện cho vi sinh vật gây bệnh phát triển C.difficile Nghiên cứu kết hợp sử dụng S.bourlardii thuốc kháng sinh cho thấy tỉ lệ trẻ em bị tiêu chảy giảm từ 32,3 đến 11,4 % Việc sử dụng vi khuẩn lactic Lactobacillus rhamnosus GG, B longum ngăn chặn phát triển vi khuẩn gây bệnh, khôi phục lại hệ vi sinh vật đường ruột,giảm độc tố C.difficile gây ra, có tác dụng ngăn chặn điều trị bệnh tiêu chảy Mặc dù có số chủng khả tiêu diệt, làm giảm số lượng C.difficile nhiên chúng lại có khả giảm việc sinh độc tố C.difficile Nghiên cứu khả chống Clostridium difficile Saccharomyces boulardii chuột kết cho thấy :70% số chuột bị nhiễm C.difficile sống sót điều trị với S.boulardii; số lượng C.difficile bám màng nhầy ruột non ruột già giảm đáng kể; giảm độc tố A B C.difficile tiết Các sản phẩm lên men có chứa L.acidophilus cho thấy khả ngăn chặn phát triển vi sinh vật gây bệnh Staphylococcus dysenteriae, Staphylococus typhosa, E coli Sự cân vi sinh vật nhân tố quan trọng việc phòng chống bệnh tiêu chảy bổ sung sản phẩm sữa lên men cần thiết.nhiều nghiên cứu khẳng định hiệu sản phẩm lên men trường hợp không dung nạp lactose, bệnh tiêu chảy nguyên nhân gây ‐ 12 ‐    Chương 1: Tổng quan tài liệu Luận văn tốt nghiệp ¾ Dị ứng thức ăn Một số nghiên cứu cho thấy vi khuẩn probiotic L.rhamnosus GG thúc đẩy chế “hàng rào” nội sinh bệnh nhân bị viêm da dị ứng thức ăn cách giảm bệnh viêm nhiễm đường ruột xem công cụ hữu ích bệnh dị ứng thức ăn Một phương pháp phòng chống dị ứng thức ăn điều chỉnh hệ vi sinh vật đặc biệt hệ vi sinh vật đường ruột,vì nguồn vi sinh vật kích thích hệ thống miễn dịch Một số vi sinh vật đáp ứng miễn dịch loại Th1, Th2 người ta quan sát thấy người thường bị dị ứng người bị dị ứng số lượng vi khuẩn Lactobacilli; người bị dị ứng số lượng vi khuẩn Lactobacilli nhiều Clostridia Việc chữa trị vi khuẩn có lợi hữu ích cho việc chữa trị dị ứng thức ăn Mới người ta điều tra cho thấy việc chữa trị L.RhamnosusGGb hiệu việc phòng chống bệnh dị ứng trẻ em L.RhamnosusGG vi khuẩn lactic khác có khả phân chia protein sữa bao gồm casein thành peptide amino acid Sự thuỷ phân protein casein sữa nhờ L.RhamnosusGG làm giảm phát triển mitogen gây tế bào lympho làm giảm sinh IL-4 (cytokine điều chỉnh đáp ứng miễn dịch dị ứng) so với casein không thuỷ phân 1.2.3.3 Tổng hợp số vitamine Các vi khuẩn đường ruột có khả sinh nhiều vitamin khác Việc hấp thu vitamin đường ruột kém, việc vi khuẩn có khả sinh vitamin quan trọng Các vi khuẩn sinh tất loại vitamin B(folic acid, niacin, riboflavin, B12, B6, acid pantothenic) vitamin K Các vi khuẩn cần vitamin cho phát triển chúng Sự thiếu hụt vitamin B12 thường thấy người lớn tuổi, với việc hoạt tính vi khuẩn Bifidobacteria bị giảm Như vậy, vi khuẩn sinh chất tương tự gọi vitamin Những chất cạnh tranh với vitamin thật sự, có thiếu hụt vitamin nguồn bổ sung vitamin cho thể ‐ 13 ‐    Chương 1: Tổng quan tài liệu Luận văn tốt nghiệp Theo nghiên cứu, L.Brevis có khả tổng hợp vitamin D vitamin K; B.longum tổng hợp vitamin B; B.bifidum L.acidophillus tổng hợp vitamin B niacin, folic acid, biotin, B6 vitamin K 1.2.3.4 Giảm cholesterol Bifidobacterium L acidophilus đóng vai trò quan trọng trình chuyển hóa cholesterol Vi khuẩn đường ruột chuyển cholesterol sang dạng khó hấp thu (coprostanol) làm cản trở việc hấp thu cholesterol vào hệ thống ruột Nhiều nghiên cứu người động vật chứng tỏ vi khuẩn lactic có khả làm giảm cholesterol Theo nhà nghiên cứu, vi khuẩn probiotic khống chế tăng cholesterol chế chủ yếu sau: - Các vi khuẩn phát triển hệ thống đường ruột, chúng hấp thụ lượng cholesterol có mặt Một phần cholesterol kết gắn vào tế bào - vi khuẩn Tăng chuyển hóa cholesterol thành chất khác giảm hấp thu chất - vào thể Giảm hấp thu cholesterol ruột tăng tiết phân - Giới hạn biến đổi cholesterol thành acid mật cho gan dự trữ Trong cách trên, vi khuẩn có nhiệm vụ làm cho cholesterol khó hấp thu vào máu Một nghiên cứu ĐH Shinshu, Nhật Bản cho thấy Lactobacillus acidophilus ngăn chặn hút trở lại acid mật mang cholesterol tăng cường thải bỏ cholesterol từ máu qua tiết phân Nghiên cứu Achentia, vi khuẩn Lactobacillus hạ thấp hàm lượng cholesterol máu xuống đến 22% lượng triglycerit 32% Nghiên cứu từ Đan Mạch, vi khuẩn Lactobacillus giảm đáng kể áp lực máu đàn ông phụ nữ độ tuổi 18-55 tuổi sau tuần bổ sung Lactobacillus Tuy nhiên tất chủng vi khuẩn probiotic có khả giảm cholesterol Một số chủng có khả giảm cholesterol nghiên cứu Lactobacillus acidophilus(DDS-1 NAS), Bifidobacterium bifidum Lactobacillus bulgaricus Theo nghiên cứu khác, số 13 chủng phân lập L.acidophilus chủng NCFM có khả đồng hóa cholesterol cao suốt 16 sinh trưởng ‐ 14 ‐    Chương 1: Tổng quan tài liệu Luận văn tốt nghiệp Theo nghiên cứu khác khả làm giảm cholesterol chủng vi khuẩn có lợi sử dụng lên men sản phẩm sữa, vi khuẩn lên men ruột sinh hợp chất gọi chuỗi acid béo ngắn hay SCFA, SCFA gồm acid propionic có khả giảm tổng hợp cholesterol gan, làm giảm cholesterol tuần hoàn máu Một số vi khuẩn có khả phân giải acid mật Thông thường acid mật tiết vào ruột hấp thu trở lại, cholesterol tuần hoàn trở lại Nếu acid mật bị phân giải cholesterol không hấp thu trở lại thải theo phân Nếu hàm lượng chất béo cao bữa ăn, gây tăng cholesterol, việc sử dụng bổ sung vi khuẩn có lợi phương pháp giúp cân mức lipid chất béo, giữ hệ thống tim mạch mạnh khỏe 1.2.3.5 Tăng hệ miễn dịch Một chế chủ yếu đảm bảo cho toàn vẹn thể sống sức đề kháng thể với tác nhân gây bệnh hay gọi miễn dịch Miễn dịch trạng thái bảo vệ đặc biệt thể sống chống lại yếu tố gây bệnh( vi sinh vật, độc tố vi sinh vật, phân tử lạ…) chúng xâm nhập vào thể ¾ Hệ thống miễn dịch đường ruột số khái niệm Hệ thống đường ruột xem thành bảo vệ quan trọng giới bên môi trường bên ruột với nhiều chế miễn dịch xây dựng bên màng ruột đảm bảo mầm bệnh bên bị trung hòa trước chúng xâm nhập gây phá hủy bên thể Thực tế có đến 70% hệ thống miễn dịch thể liên quan đến hệ thống tiêu hóa Hệ thống miễn dịch đường ruột gọi Gut-Associated Lymphatic Tissue, hay GALT Khi màng tế bào đặc biệt hệ thống ruột phát thấy tác nhân có hại Một chế bảo vệ khác, tác nhân có hại xuất hiện, lớp màng thành ruột tiết chất kháng thể IgA(Secretory Immunoglobulin A-SIgA), SigA”bắt “ tác nhân lại lớp màng nhầy ruột làm vô hiệu hóa chúng Bất kì chất đưa vào thể động vật điều kiện thích hợp gây đáp ứng miễn dịch gọi chất sinh miễn dịch Bất chất gắn với thành phần đáp ứng miễn dịch ( kháng thể tế bào limpho hai) gọi kháng nguyên Tất chất sinh miễn dịch ‐ 15 ‐    Chương 1: Tổng quan tài liệu Luận văn tốt nghiệp kháng nguyên, song số chất coi kháng nguyên không gây đáp ứng miễn dịch 1.2.3.6 Ngăn chặn ung thư Cơ chế chung: - Kết hợp, ngăn chặn làm hoạt tính yếu tố gây ung thư - Giảm hoạt tính enzym phân, nơi khơi nguồn mầm mống gây ung thư - Kích thích hệ thống miễn dịch - Ngăn chặn tạo thành khối u Đa số ung thư người liên quan đến thói quen ăn uống Một số chủng vi khuẩn lactic sử dụng sản phẩm sữa lên men xem chất chống ung thư chống gây đột biến Một số yaourt có chứa vi khuẩn L.bulgaricus, S.thermophilus hay L.acidophilus Bifidobacteria có khả Từ hai thập niên trước, nhà khoa học quan tâm đến việc sử dụng probiotic việc điều trị bệnh ung thư ruột kết, dựa nhiều chế ngăn chặn trực tiếp tác nhân gây ung thư, hoạt hóa hệ miễn dịch, ngăn chặn vi khuẩn có hại, điều chỉnh lại hệ vi sinh vật hệ thống tiêu hóa Trong hệ thống tiêu hóa, số vi sinh vật làm tăng nguy bị bệnh ung thư ruột kết, đómột số vi sinh vật khác lại có khả giảm nguy bị bệnh Quan sát người thường xuyên sử dụng sản phẩm sữa lên men probiotic Bifidobacteria, người ta nhận thấy số enzym phân giảm xuống ezym β-glucoronidase, mà ezym trực tiếp chuyển chất tiền ung thư sang chất gây ung thư Nghiên cứu in vitro, vi khuẩn lactic có khả chống lại tác nhân bên phóng xạ, chất hóa học, virus gây đột biến tế bào hay quan Trong trường hợp người, hiệu liền với việc tăng lượng vi khuẩn Bifidobacteria phân giảm chất gây thối rữa phân indole,p-cresol amoniac Các vi khuẩn có lợi giảm ezym liên quan đến tác nhân gây ung thư (β-gulucoronidase, azoreductase, ezym khử nitrate,nitroreductase,và βglucosidase) làm giảm nguy gây ung thư ruột kết Bifidobacteria ngăn chặn yếu tố tiền ung thư nitrate vànitrosamines thông qua chế nội bào non-ezymatic Chúng kết hợp với heterocyclic amines( chất ‐ 16 ‐    Chương 1: Tổng quan tài liệu Luận văn tốt nghiệp gây ung thư trình nấu thịt), chất kết hợp sau tiết theo phân Nhiều nghiên cứu chuột cho thấy Bifidobacterium có khả ngăn chặn mầm mống bệnh khác thường ruột, làm giảm đáng kể tỉ lệ mắc phải bệnh ung thư ruột số khối u tạo thành Các vi khuẩn Lactic, đặc biệt Bifidobacteria, có khả chống bệnh ung thư cáchthay đổi hoạt động hệ vi sinh vật đường ruột Các vi khuẩn Bifidobacteria probiotic khác đóng vai trò quan trọng việc phòng chống bệnh ung thư cách tăng IgA cytokine( IL-1, IL-6,α-interferon) 1.2.3.7 Chống viêm nhiễm hệ thống niệu sinh dục – chống nấm Candida Bình thường việc viêm nhiễm đường sinh dục cân hệ vi sinh vật đường ruột, sử dụng thuốc kháng sinh, chất khử trùng, hormones, yếu tố khác Các vi khuẩn probiotic hiệu việc phòng chống rối loạn hệ thống niệu sinh dục khả cư trú chúng âm đạo, khả giảm số lượng vi sinh vật gây bệnh trình giành chỗ cư trú ngăn chặn phát triển vi sinh vật gây bệnh Một số chủng thuộc Lactobacillus có khả ngăn chặn phát triển bám chặt nấm Candida albicans chủng Candida khác Việc sử dụng Lactobacillus giảm nguy nhiễm nấm trở lại, giảm nhiễm nấm âm đạo Ngoài số chủng Lactobacillus GR-1 RC-14 ngăn chặn nhiễm đường tiết niệu Escheriachia coli gây Phần lớn người gặp phải vấn đề liên quan đến nấm Candida, chúng xâm nhập cư trú vào lớp màng ruột, sau di chuyển từ dạng bào tử nấm sang dạng sợi nấm để dễ dàng xâm để dễ dàng xâm chiếm lấy hệ thống ruột Những sợi nấm cắm sâu vào màng nhầy ruột, chúng tiết enzym proteases, alkaline phosphophatases, coagulase, phospholipase làm phá hủy màng ruột giúp chúng dễ dàng cắm sâu vào bên màng nhầy ruột Khi chúng xâm chiếm hệ thống ruột, chúng sinh độc tố hấp thu mang ruột, quan khác thể kể não Ngoài chúng sinh chất amines, ammonia, hydrogen sulfide, indoles, phenol phá hủy màng ruột Mặc dù chữa trị với thuốc nấm Nystatin, Nizoral, Sporonox…nấm Candida alblicans bám trụ hệ thống ruột Do đó, ‐ 17 ‐    Chương 1: Tổng quan tài liệu Luận văn tốt nghiệp sử dụng probiotic, vi khuẩn có lợi chiến đấu giành lấy nơi cư trú màng nhầy ruột, giúp tống vi sinh vật gây bệnh, kích thích đáp ứng miễn dịch việc sinh chất kháng sinh tự nhiên hydrogen peroxide giúp bảo vệ thể chống lại nấm có hại ‐ 18 ‐    Chương 1: Tổng quan tài liệu 1.3 Luận văn tốt nghiệp Giới thiệu kỹ thuật vi bao [15, 23, 24] 1.3.1 Định nghóa Kỹ thuật vi bao kỹ thuật bao gói chất rắn, lỏng hay khí (chất nền) vào lớp vỏ bao cực mỏng, lớp vỏ giữ bảo vệ chất không bị biến đổi làm giảm chất lượng (đối với chất mẫn cảm với nhiệt độ) hay hạn chế tổn thất (đối với chất dễ bay hơi), giải phóng chất số điều kiện đặc biệt 1.3.2 Tác nhân vi bao Chất bao sử dụng kỹ thuật vi bao phương pháp sấy phun phải thoả mãn yêu cầu sau: - Độ tan tốt: chất bao tan nước chúng không phân bố dịch lỏng, làm cho khả tiếp xúc với chất bị hạn chế mà hiệu vi bao thấp Hơn nữa, làm nghẽn đầu phun trinh phun sương Ngược lại chất bao tan tốt nước, chúng dễ dàng hòa trộn đồng dịch lỏng, nhờ mà hiệu vi bao đạt kết - tốt Khả tạo màng tốt: để trình vi bao đạt hiệu tốt chất bao phải có khả tạo màng tốt Nhờ mà liên kết với chất nền, chất bao hình thành lớp màng bao chắn bảo vệ chất bên - Khả tách nước tốt: trình sấy phun có giai đoạn tách nước hạt phun sương vào buồng sấy Nếu chất bao tách nước độ ẩm bột thành phẩm cao thời gian lưu buồng sấy ngắn, lúc hạt thành phẩm có khuynh hướng kết dính lại với nhau, dẫn đến tượng chúng bám vào thành thiết bị, gây khó khăn cho trình thu hồi sản phẩm - Dung dịch chất bao nước có độ nhớt thấp: độ nhớt hệ nhũ tương định chất lượng vi bao sản phẩm sấy phun Nếu dịch nhũ tương có độ nhớt cao gây trở ngại cho trình phun sương, dẫn đến hạt thành phẩm không đồng kích thước, hiệu vi bao thấp Các chất bao sử dụng công nghiệp thực phẩm bao gồm loại gum tự nhiên, carbonhydrate, sáp, protein sữa Trong protein sữa gum sử ‐ 19 ‐    Chương 1: Tổng quan tài liệu Luận văn tốt nghiệp dụng nhiều đạt hầu hết yêu cầu trên, có tính tan không tốt 1.3.3 Ứng dụng kỹ thuật vi bao Kó thuật vi bao áp dụng từ thập kỉ 50 để bao gói thành phần “nhạy cảm” thực phẩm (các chất dễ bay hơi, mẫn cảm với nhiệt độ…) nhằm bảo vệ thành phần Kể từ đó, nhà sản xuất thực phẩm ngày ý đến kó thuật đầy tiềm này, chứng số lượng nghiên cứu lónh vực tăng với tốc độ nhanh, thể biểu đồ sau: Hình1.1: Số lượng nghiên cứu kó thuật vi bao phương pháp khác từ 1955 đến 2005 [20] Trong năm gần đây, kó thuật vi bao ngày có vai trò quan trọng nhiều ngành công nghiệp (thực phẩm, dược, mỹ phẩm) Trong công nghiệp thực phẩm, kó thuật vi bao áp dụng nhiều nguyên liệu khác hợp chất dễ bay hơi, chất hương, vitamin, tinh dầu, nhựa dầu, vi khuẩn, enzyme khoáng chất Từ thập kỉ 50 trở lại đây, nhà khoa học nghiên cứu thực trình vi bao nhiều kó thuật khác sấy phun, sấy lạnh, ép đùn, đóa quay… nguyên liệu khác dựa vào đặc điểm phương pháp Kó thuật vi bao sử dụng đóa quay (Spinning Disk) ép ly tâm (Centrifugal Coextrusion) hai phương pháp phun sương dịch lỏng nhằm tăng hiệu suất cho kó thuật vi bao phương pháp sấy lạnh Trong phương pháp thứ nhất, chuyển động ‐ 20 ‐    ... Giống: Lactobacteriaceae Lactobacterium 1. 1 .1 Giới thiệu vi khuẩn Lactobacillus acidophilus 1. 1 .1. 1 Lịch sử Lactobacillus acidophilus lần phân lập Moro (19 00) từ phân trẻ sơ sinh qua phẫu thuật... Theo nghiên cứu khác, số 13 chủng phân lập L .acidophilus chủng NCFM có khả đồng hóa cholesterol cao suốt 16 sinh trưởng ‐? ?14  ‐    Chương 1: Tổng quan tài liệu Luận văn tốt nghiệp Theo nghiên cứu. .. Enterocin 226NWC, AS-48 Enterococcus faecalis S-48 Bacteriocin Bc-48 Enterococcus spp Enteroccins Lactobacillus plantarum A2, BN,C- BN, plantaricin A and D, 11 ,LPCO -1 0 , MI406, NCDO 11 93, lactolin,