1.1.4.1 Giới thiệu về Probiotics [21], [26]
Probitotics trong tiếng Hy Lạp cổ có nghĩa là “vì sức sống”. Probiotics là
những vi khuẩn sống có lợi được tìm thấy trong ruột của con người. Theo nhiều nghiên cứu khoa học, trong đường ruột của người có chứa rất nhiều vi khuẩn và chúng được chia ra làm hai loại. Chủng vi khuẩn có hại cho sức khỏe chuyên sản xuất tạo ra các chất có hại, có khả năng gây ung thư hoặc xâm nhập vào các mô từ đó gây hại cho cơ thể. Còn chủng vi khuẩn có lợi như Lactobacillus và
Bifidobacteria được đánh giá là cư dân tốt bụng của đường tiêu hoá sẽ sản sinh ra
các chất có lợi cho sức khỏe, hỗ trợ cho quá trình hoạt động tiêu hóa và hệ điều tiết miễn dịch. Các loại khuẩn có lợi đã được các nhà khoa học gọi chung là Probiotics. Sở dĩ cơ thể con người khoẻ mạnh là do trong điều kiện bình thường luôn có sự cân bằng giữa hệ vi khuẩn có hại và có lợi. Khi trạng thái cân bằng này bị phá vỡ, một số chủng loại vi khuẩn có hại có thể vượt trội về số lượng, từ đó gây hại cho cơ thể. Nhằm duy trì trạng thái cân bằng của hệ vi khuẩn có ích của đường tiêu hoá, các nhà dinh dưỡng đã đưa ra hai cách can thiệp là bổ sung trực tiếp vi khuẩn sống (Probiotics) hoặc bổ sung chất kích thích sự tăng trưởng của các vi khuẩn này
(Prebiotics) để tăng số lượng vi khuẩn có lợi trong đường ruột, hạn chế sự phát triển của vi khuẩn có hại.
Kể từ lúc được phát hiện ra vào đầu thế kỷ XX bởi nhà bác học đạt giải nobel người Nga Elie Matchnikoff, ngày nay Probiotics đã được coi như một loại “thần dược” tự nhiên giúp con người tăng cường sức đề kháng, cải thiện hệ tiêu hoá và giúp chống lại rất nhiều bệnh tật phát sinh từ bên trong đường ruột. Vì đường ruột là lối xâm nhập đầu tiên của các loại vi khuẩn nên trong thực tế khoảng 7085% các tế bào miễn dịch của cơ thể được tìm thấy ở đây. Probioticsđã được chứng minh là có thể nâng cao khả năng miễn dịch và sức đề kháng của cơ thể bằng cách tác động tích cực lên một số chức năng của hệ miễn dịch tại đường ruột. Tại đây, chúng giúp chúng ta bảo vệ sức khoẻ trước các tác nhân gây bệnh từ bên ngoài.
Ngoài ra, một số các nghiên cứu khoa học khác còn chỉ ra được những lợi ích khác của Probiotics như kích thích sản xuất axit, chuyển tiếp và bài tiết các chất độc trong đường ruột, làm giảm lượng cholesterol xấu hấp thu vào cơ thể, tổng hợp các vitamin nhóm B và một số enzyme tiêu hoá, hỗ trợ hệ tiêu hóa, giúp quá trình tiêu hóa và hấp thu thức ăn một cách hiệu quả, cải thiện sự dung nạp lactoza, chống lão hóa, giúp làm đẹp da, tăng cường thị lực, giúp răng và xương chắc khỏe hơn, giảm nguy cơ ung thư đường ruột, điều trị triệu chứng chảy máu và viêm dạ dày, điều chỉnh sự cân bằng men vi sinh trong ruột già, chống ngộ độc thực phẩm, ngăn ngừa viêm da dị ứng, táo bón và tiêu chảy, giúp cơ thể hấp thụ canxi, sắt, phospho và đạm tốt hơn, nâng cao khả năng miễn dịch và đề kháng của cơ thể chống lại những căn bệnh truyền nhiễm, ngăn chặn sự phát triển tế bào ung thư…
Các sản phẩm có chứa Probiotics đã được sử dụng tại rất nhiều nước trên toàn thế giới như Mỹ, Nhật và cả Châu Âu… Probioticsđược bổ sung vào rất nhiều sản phẩm thực phẩm thông thường như sữa chua ăn, sữa chua uống, nước trái cây…đến các thực phẩm chức năngdành cho người bệnh và dưới dạng thuốc không cần kê toa như dạng viên nén hay dạng bột.
Tuy nhiên, để Probiotics phát huy được hết tiềm năng, chúng phải là các vi khuẩn còn sống khi đưa vào cơ thể. Trở ngại thường gặp phải là axit mạnh trong dạ
dày có khả năng tiêu diệt đến 90% Probiotics được đưa vào cơ thể. Vì thế, để cung cấp đủ số lượng vi khuẩn Probiotics cho đường ruột, chúng ta cần phải đưa vào một lượng rất lớn các Probiotics để trừ hao lượng bị mất đi như vậy. Bên cạnh đó, chúng ta cần xem xét loại Probiotics đưa vào cơ thể. Một số Probiotics được tìm thấy trong cơ thể người như: Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium longum, L.acidophilus, L.bulgaricus, L.
plantarum, L.rhamnosus, S.thermophilus, L.casei… Một trong những loài vi khuẩn
lactic được ứng dụng trong công nghệ sữa lên men sống là L.casei. Tiến sĩ Nhật Bản Minoru Shirota (1899 - 1982) đã có một phát minh quan trọng vào năm 1930, khi ông làm việc tại phòng thí nghiệm Vi sinh vật học của Trường Đại học Hoàng gia Y khoa Kyoto (nay là Đại học Kyoto). Đó là việc phân lập và nuôi cấy thành công chủng vi khuẩn thuộc loài L.casei và về sau được mang tên là chủng
Lactobacillus casei Shirota. Một loại khuẩn Probiotics có tác dụng hạn chế vi sinh
có hại và nuôi dưỡng vi sinh có lợi trong đường ruột, nhờ vậy tăng cường sức khỏe cho hệ tiêu hóa và hệ miễn dịch. Phát minh đó đã thúc đẩy ông dành toàn bộ tâm huyết để phát triển Yakult nhằm giúp cơ thể người có thể sử dụng loại vi sinh vật đặc biệt này, giúp nhân rộng lợi ích của “y học phòng ngừa”. Năm 1935, ông đã nghiên cứu phương pháp lên men sữa để sản xuất ra chai sữa uống men sống Yakult. Đây là sản phẩm sữa uống lên men chứa hàng tỷ vi khuẩn sống Probiotics
đầu tiên trên thế giới.
Do đó, sản phẩm sữa chua men sống là lựa chọn tối ưu trong việc bổ sung men sống Probiotics cho cơ thể hàng ngày. Sữa chua men sống có trên thị trường như Probi hay Yakult là sản phẩm sữa chua lên men từ hàng tỉ men sống L.casei. Ngoài các tác dụng của một sản phẩm từ sữa, sữa chua men sống còn đem đến rất nhiều lợi ích khác cho sức khoẻnhư tăng cường sức đề kháng cho hệ tiêu hóa, giúp thanh lọc độc chất từ thực phẩm và môi trường bên ngoài, hấp thu tối đa các chất dinh dưỡng, hạn chế tác dụng hình thành và tích lũy các chất gây thối rữa ruột, các chất có hại, độc tố, chất gây đột biến… Chúng còn có hiệu quả điều hòa hệ miễn dịch, giúp phục hồi chức năng miễn dịch đã suy giảm ở những người nghiện thuốc lá, kìm hãm sự hình thành và phát triển của các tế bào ung thư.
Các nghiên cứu còn chứng minh vi khuẩn này tạo nên sự cân bằng muối và cải thiện các triệu chứng viêm kết ruột non. Đặc biệt, nếu sử dụng thường xuyên sản phẩm chứa vi khuẩn này sẽ làm giảm nguy cơ bị ung thư bàng quang và ức chế sự phát triển của các khối u ở ruột. Vi khuẩn này còn giúp ngăn ngừa những biến chứng gây nhiễm sau khi phẫu thuật dạ dày, ruột… Tại nhiều nước phát triển ở Châu Âu và Châu Á, sữa chua men sống là một xu hướng tiêu dùng rất phổ biến. Ngày càng có nhiều người sử dụng sữa chua bổ sung men sống không phải chỉ vì yếu tố giải khát mà người tiêu dùng ngày nay đang xem sức khoẻ là mối quan tâm hàng đầu. Sữa chua men sống có chứa hàng tỉ men sống Probiotics đảm bảo cung cấp đầy đủ số lượng Probiotics để giúp tăng cường sức đề kháng cho hệ tiêu hoá. Hàng ngày, có rất nhiều người thích ăn hay uống sữa chua và sữa chua chiếm một vị trí quan trọng trong khẩu phần ăn hàng ngày.
1.1.4.2 Cơ chế hoạt động của Probiotics
1. Tác động kháng khuẩn của Probiotics
+ Làm giảm số lượng vi khuẩn có hại để ngăn chặn các mầm bệnh.
+ Tiết ra các chất kháng khuẩn. Vi khuẩn Probiotics tạo ra các chất đa dạng làm ức chế cả vi khuẩn gram dương và gram âm có hại. Các chất này gồm các axit hữu cơ, hydrogen peroxide và chất diệt vi khuẩn. Những hợp chất này có thể làm giảm không chỉ những sinh vật mang mầm bệnh mà còn ảnh hưởng đến sự trao đổi
chất và sự tạo ra các độc tố của vi khuẩn. Điều này được thực hiện bằng cách giảm pH khoang ruột thông qua sự tạo ra các axit béo chuỗi ngắn dễ bay hơi, chủ yếu là acetate, propionate, và butyrate và nhất là axit lactic.
+ Cạnh tranh với nguồn bệnh ngăn chặn sự bám dính vào đường ruột. + Cạnh tranh dinh dưỡng cần thiết cho sự sống sót của mầm bệnh. + Tác động kháng độc tố.
2. Tác động của Probiotics trên biểu mô ruột
+ Đẩy mạnh sự liên kết chặt giữa những tế bào biểu mô.
+ Giảm việc kích thích bài tiết và những hậu quả do bị viêm của sự lây nhiễm vi khuẩn.
+ Đẩy mạnh sự tạo ra các phân tử phòng vệ như chất nhầy.
3. Tác động miễn dịch của Probiotics
+ Probiotics như là phương tiện để phân phát các phân tử kháng viêm cho
đường ruột.
+ Đẩy mạnh sự báo hiệu cho tế bào chủ để làm giảm đáp ứng viêm. + Tạo đáp ứng miễn dịch để làm giảm dị ứng.
4. Tác động của Probiotics đến vi khuẩn đường ruột
+ Probioticsđiều chỉnh thành phần cấu tạo của vi khuẩn đường ruột. Sự sống
sót của Probiotics được tiêu hóa ở những phần khác nhau của bộ phận tiêu hóa thì khác nhau giữa các giống. Khi tập trung ở khoang ruột, chúng tạo nên sự cân bằng tạm thời của hệ vi sinh vậtđường ruột, sự thay đổi này được nhận thấy một vài ngày sau khi bắt đầu tiêu thụ thực phẩm có Probiotics, phụ thuộc vào công dụng và liều lượng của giống vi khuẩn. Với sự tiêu thụ thường xuyên, vi khuẩn định cư một cách tạm thời trong ruột, một khi chấm dứt sự tiêu thụ thì lượng Probiotics giảm xuống. Điều này thì đúng cho tất cả các loại Probiotics.
+ Vi khuẩn Probiotics điều hòa hoạt động trao đổi chất của sinh vật đường
ruột. Probiotics có thể làm giảm pH của bộ phận tiêu hóa và có thể theo cách đó sẽ
+ Probiotics còn giúp đẩy lùi các vi khuẩn gây bệnh đường ruột bằng cách sinh sôi và chiếm chỗ các vi khuẩn gây hại, ức chế khả năng gây hại của chúng, giúp cân bằng hệ thống vi sinh có trong đường ruột. Các Probiotics hoạt động giống như các chàng lính ngự lâm bảo vệ đường ruột trước các vi khuẩn gây bệnh như tiêu chảy, kiết lị… Sau đó, những vi khuẩn Probiotics này sẽ bám trụ bề mặt thành ruột, bảo vệ ruột trước các đợt tấn công của vi khuẩn gây bệnh tiếp theo. Probiotics sẽ kích thích hệ tiêu hoá hoạt động tốt và tăng cường khả năng hấp thu chất dinh dưỡng từ thức ăn. Những vi khuẩn Probiotics này có hoạt động chống lại những vi khuẩn có hại. Đó là sự ngăn chặn hoạt động của một số vi khuẩn như Serratia marcescens, Proteus vulgaris, Escherichia coli, Salmonella typhosa, Salmonella schottmuelleri, Shigella dysenteriae, Shigella paradysenteriae, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococus auerus, Vibrio comma…
Tóm lại, Probiotics một thành quả khoa học, một thành quả của công nghệ sinh học. Nó đang được ứng dụng rộng rãi vào đời sống con người bởi vì tính hợp lý và hiệu quả mà nó mang lại. Trên quan điểm về an toàn sinh học, an toàn thiết thực thì Probiotics đang chiếm thế thượng phong so với một số phương cách khác. Vì rằng, tính hiệu quả của Probiotics là sự điều hoà tự nhiên không làm tồn dư kháng sinh, tồn dư tác hại trong sinh vật chủ.
Như vậy, nghiên cứu phát triển và ứng dụng Probiotics vào cuộc sống là một công việc cần được quan tâm và đầu tư nhiều hơn nữa. Có như vậy mới tiếp tục hoàn thiện Probiotics nhằm đem lại hiệu quả cao hơn, chất luợng cuộc sống ngày được cao hơn, an toàn hơn, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao và khắt khe của con người. Có thể nói, đây là bản chất tự nhiên trung hoà bản chất tự nhiên, là sự tác động thân hữu của con người vào tự nhiên, từ đó mở ra một chiến lược phát triển bền vững và an toàn.
1.2. TỔNG QUAN VỀ ĐẬU NÀNH [7], [15], [19]
Phân loại khoa học:
Giới (regnum): Plantae
Bộ (order): Fabales
Họ (familia): Fabaceae
Phân họ (subfamilia): Faboideae
Tông (tribus): Phaseoleae
Phân tông (subtribus): Glycininae
Chi (genus): Glycine
Loài (species): Glycine.max
Hình 1.4: Cây đậu tương
Đậu tương, đỗ tương hay đậu nành là loại cây họ Đậu, giàu hàm lượng protein, được trồng để làm thức ăn cho người và gia súc. Cây đậu nành là cây thực phẩm có hiệu quả kinh tế lại dễ trồng. Sản phẩm từ đậu nành rất đa dạng gồm đậu phụ, dầu đậu nành, nước tương, bánh kẹo, sữa đậu nành...đáp ứng nhu cầu đạm trong khẩu phần ăn hàng ngày của người cũng như gia súc. Ngoài ra, cây đậu nành còn có tác dụng cải tạo đất, tăng năng suất các cây trồng khác. Điều này có được là hoạt động cố định N2 của loài vi khuẩnRhizobium cộng sinh trên rễ cây họ Đậu.
1.2.1 Thành phần hóa học của hạt đậu nành
Đậu nành có giá tri dinh dưỡng rất cao, hơn hẳn các loại đậu thông thường, tương đương hoặc vượt hơn hẳn các thực phẩm có nguồn gốc từ động vật như cá, thịt… Ngoài thành phần protein chiếm hàm lượng rất lớn, đậu nành có chứa một tỉ lệ chất béo khá cao, chứa nhiều vitamin và khoáng chất cần thiết cho cơ thể. Vì vậy, đậu nành trở thành nguồn nguyên liệu chế biến quan trọng trong ngành công nghệ thực phẩm như sản xuất sữa đậu nành, chao, đậu hũ, nước tương... Để tìm ra các điều kiện kỹ thuật và các thông số tối ưu trong quy trình công nghệ sản xuất sữa chua men sống từ đậu nành, nhằm tạo ra sản phẩm có chất lượng cao đáp ứng nhu
cầu ngày càng cao của người tiêu dùng thì việc đi tìm hiểu thành phần hóa học và tính chất của chúng là rất cần thiết.
Hạt đậu nành bao gồm các thành phần sau: vỏ hạt đục, có màu trắng hoặc màu vàng nhạt. Dưới lớp vỏ hạt là hai tử diệp gắn vào nhau bằng lá mầm. Tử diệp là nơi dự trữ các chất dinh dưỡng. Trong hạt đậu nành không có lớp alơrong, còn nội nhũ và phôi không đứng tách biệt mà toàn bộ hạt đậu là một phôi lớn được bao bọc bằng vỏ hạt.
Hình 1.5: Quả và hạt đậu nành
Các thành phần hóa học của hạt đậu tương được trình bày ở bảng sau:
Bảng 1.2: Thành phần cấu tạo và thành phần hóa học của theo từng thành phần
của hạt đậu nành Các thành phần của hạt đậu tương Phần trăm (%) trọng lượng hạt Chất khô (%) Thành phần (% trọng lượng khô)
Protein Lipid Gluxit Khoáng
Hạt nguyên 100 90,18 38,06 17,8 12,66 4,44
Tử diệp 90 89,43 14,6 20,75 14,60 4,38
Phôi 2 37,99 36,93 10,45 17,82 4,08
Bảng 1.3: Thành phần hóa học của hạt đậu nành có trong 100g [6]
1.2.1.1 Protein đậu nành
Trong hạt đậu nành, lượng protein tan trong nước chiếm 7294%, trong đó globulin chiếm 84%, albumin chiếm 5,4% và nitơ không phải protein chiếm 6%.
Protein là chất quan trọng nhất trong thành phần của hạt đậu nành. Hàm lượng protein trong đậu nành gấp đôi hàm lượng protein trong cá lóc, gấp 2,5 lần thịt heo nạt, gấp 3 lần trứng vịt. Protein đậu nành có giá trị sinh học cao,được coi là
Thành phần Hàm lượng Đơn vị Thành phần Hàm lượng Đơn vị Water 8,5 g Sodium, Na 2,0 mg
Energy 416 kcal Zinc, Zn 4,9 mg
Protein 36,5 g Copper, Cu 1,7 mg
Fat (total lipid) 19,9 g Manganese, Mn 2,52 mg Fatty acids,
saturated 2,9 g
Selenium, Se
17,8 mg Fatty acids, mono
unsaturated 4,4 g
Vitamin C (ascorbic acid)
6,0
µg Fatty acids, poly
unsaturated
11,3
g Thiamin (B1) 0,874 mg
Carbohydrates 30,2 g Riboflavin (B2) 0,87 mg
Fiber 9,3 g Niacin (B3) 1,62 mg
Ash 4,9 g Panthotenic acid (B5) 0,79 mg
Isoflavones 200 mg Vitamin B6 0,38 mg
Calcium, Ca 277 mg Folic acid 375 mg
Iron, Fe 15,7 mg Vitamin B12 0,0 µg
Magnesium, Mg 280 mg Vitamin A 2,0 µg
Phosphorus, P 704 mg Vitamin E 1,95 µg
một nguồn cung cấp protein hoàn chỉnh vì chứa đủ 10 axit amin không thay thế cần thiết cho cơ thể và tỷ lệ các axit amin khá cân đối.