5. TỔNG QUAN VỀ VI KHUẨN L.SPOROGENES
5.6. Những đặc điểm chức năng sinh học tương đồng giữa L.sporogenes và các vi khuẩn Lactobacillus khác
L.sporogenes và các vi khuẩn Lactobacillus khác.
Vi khuẩn L.sporogenes là một loài thuộc giống Lactobacillus nên mang nhiều đặc tính và chức năng sinh học của Lactobacillus. Những đặc tính và chức năng này đều có ý nghĩa trong ứng dụng sản xuất probiotic.
5.6.1. Những đặc điểm trao đổi chất.
Quá trình trao đổi chất của Lactobacillus có vai trò rất quan trọng trong khả năng chữa bệnh của vi khuẩn. Các nghiên cứu nuôi cấy Lactobacillus
trong môi trường sữa đã thể hiện rõ ràng những hoạt tính đáng chú ý sau:
• Phân giải protein
Lactobacillus sản sinh enzyme proteinase phân giải protein thành các polypeptide mạch ngắn.
Hoạt tính này của vi khuẩn giúp cho protein được cơ thể vật chủ tiêu hóa
dễ dàng. Vì vậy, các chế phẩm từ hoạt động lên men của Lactobacillus được đánh giá là nguồn dinh dưỡng có giá trị cao cho các đối tượng: trẻ sơ sinh, người đang dưỡng bệnh, người già hay gia súc non.
• Phân giải lipid
Nhờ có enzyme lipase, Lactobacillus có khả năng phân cắt chất béo
ở dạng triglyceride thành các acid béo và glycerol. Điều này cũng có ý nghĩa
về mặt dinh dưỡng đối với người và vật nuôi.
Có những nghiên cứu lâm sàng và tiền lâm sàng cho rằng Lactobacillus
phân giải được cholesterol trong lipid huyết thanh và muối mật. Cả hai khả năng này đều có ý nghĩa về mặt lâm sàng.
• Phân giải đường lactose
Lactobacillus mang enzyme β-galactosidase, glycolase và lactic dehydrogenase (LDH) có tác dụng chuyển hoá đường lactose thành acid lactic.
Đây là một acid hữu cơ có những đặc tính sinh học đặc biệt.
❖ Vai trò của acid lactic
Về mặt sinh lý học, acid lactic có những ưu điểm sau:
+ Tăng cường khả năng tiêu hóa protein sữa thông qua sự đông vốn.
+ Kích thích sự tiết dịch vị.
+ Tăng nhanh cử động đẩy nhanh thức ăn đi xuống dạ dày.
+ Là nguồn năng lượng cho quá trình hô hấp.
Chính những ưu điểm trên đã phần nào chứng minh hiệu quả của việc ứng dụng Lactobacillus làm probiotic. Tùy thuộc vào loài và điều kiện nuôi cấy, Lactobacillus sản xuất hai loại đồng phân quang học: D (-) và L (+) acid
lactic. Ở người, cả hai loại đồng phân này đều được hấp thu trong đường ruột.
Một số loài Lactobacillus, tiêu biểu là L.acidophilus sản xuất D (-) acid lactic nên lợi ích về mặt lâm sàng là không chắc chắn mặc dù đã sớm được sử dụng trong nhiều liệu pháp. Vì vậy, xu hướng mới trong sản xuất probiotic là tìm những nguồn vi sinh vật có khả năng tạo ra L (+) acid lactic sẽ an toàn hơn cho sức khỏe. Đại diện tiêu biểu thỏa mãn yêu cầu này là L.sporogenes.
Ngoài ra, acid lactic còn làm hạ pH đường ruột còn 4 – 5. Do đó, sự phát triển của vi sinh vật gây thối và E. coli (thích nghi ở pH= 6 – 7) bị ức chế.
Sản xuất bacteriocin và các cơ chất kháng khuẩn
Bacteriocin là protein hay hợp chất protein do vi khuẩn sản xuất có hoạt tính diệt khuẩn trực tiếp. Cơ chất này giúp vi khuẩn Lactobacillus thể hiện hoạt tính ức chế đối với các vi sinh vật gây thối trong hệ tiêu hóa.
Vi khuẩn Lactobacillus còn có thể ức chế sự phát triển của các vi sinh vật
gây thối nhờ vào những sản phẩm trao đổi chất khác như: H2O2, CO2 và diacetyl.
5.6.2. Lợi ích trong dinh dưỡng và trị liệu.
Các sản phẩm lên men từ sữa đã được dùng để chữa bệnh trong nhiều nền y học thời xa xưa ở Trung Cận Đông. Mặc dù vậy, một số nghiên cứu lâm sàng
và tiền lâm sàng đã cho thấy ích lợi của Lactobacillus.
Sơ đồ 1. 1: Ích lợi của Lactobacillus về mặt dinh dưỡng và trị liệu
• Các lợi ích về mặt dinh dưỡng
Nghiên cứu trên chuột cho thấy tốc độ phát triển và lượng ăn vào tăng lên khi cho ăn sữa chua chứa Lactobacillus. Vài loài Lactobacillus có khả năng tự tổng hợp vitamin B. Hàm lượng các loại vitamin nhóm B và K trong sữa chua thường cao hơn trong sữa tươi. Ngoài ra, tính chất sinh học tự nhiên của Cu, Fe, Ca, Zn, Mg và P cũng tăng lên khi dùng sữa chua làm thức ăn cho chuột.
• Các lợi ích về mặt trị liệu
Các chế phẩm chứa Lactobacillus đều cho thấy hiệu quả trong chữa trị vô
❖ Sản xuất
được vitamin nhóm B, K.
❖ Tăng cường khả năng tiêu hóa các chất trong thực phẩm và tăng cường những hoạt tính sinh học tự nhiên của chất dinh dưỡng Phục hồi cân
bằng hệ vi sinh vật đường ruột
Cải thiện tình trạng không dùng được Lactose
Tăng cường miễn dịch
Loại bỏ carcinogen trong sản phẩm cuối
Giải độc tố Ngăn chặn sự phát
triển của mầm bệnh trong thực phẩm
Lactobacillus
Trị liệu Dinh dưỡng
số những rối loạn và viêm nhiễm bao gồm: viêm ruột kết, táo bón, tiêu chảy,
đầy hơi, ung bướu, lượng cholesterol trong máu cao, đau đầu và viêm âm đạo không điển hình, cải thiện tình trạng không sử dụng được lactose.
Vi khuẩn Lactobacillus sản xuất acid lactic và các cơ chất khác tạo một môi trường bất lợi cho sinh vật gây thối phát triển trong đường tiêu hóa. Do đó, lượng urase trong ruột giảm và kéo theo lượng NH3 trong máu. Hơn nữa, pH thấp do acid lactic tạo ra gây trở ngại cho NH3 hấp thu từ ruột vào mô và thúc
đẩy việc bài tiết NH3 từ máu vào ruột.
Những vi khuẩn gây thối rữa ở ruột kết tạo các enzyme β-glucuronidase, azoreductase và nitroreductase chuyển hóa procarcinogen thành carcinogen, chất
có vai trò trong việc hình thành và phát triển khối u. Bằng cách ức chế cạnh tranh và tạo môi trường acid không thuận lợi, Lactobacillus đã kìm hãm sự trao đổi chất của vi khuẩn trong ruột kết. Có lẽ điều này làm giảm sự hình thành carcinogen ở ruột già.
Nhờ vào khả năng sản xuất acid lactic và bacteriocin trong đường ruột, Lactobacillus cải thiện tình trạng tiêu chảy. Acid lactic cũng giúp tăng cường nhu động ruột nên chữa được chứng táo bón.
Những nghiên cứu gần đây còn cho thấy các loài Lactobacillus có thể thúc đẩy khả năng sản xuất α-interferon, tính tự vệ của tế bào và hoạt tính của enzyme 2 – 5 A - synthase. Viện Pasteur ở Tokyo đã ghi nhận được lượng interferon tăng 65% ở những người tham gia thí nghiệm sau 2 tuần tiêu thụ chế phẩm chứa Lactobacillus.
Lactobacillus duy trì pH âm đạo ở khoảng 4 – 4,5 nhờ vào hoạt động lên men glycogen thành acid lactic. Đây là môi trường không thích hợp cho mầm bệnh phát triển như Trichomonas vaginalis và Candida albicans (nấm men),
Lactobacillus thông qua các hoạt động trao đổi chất của mình: tạo acid lactic, bacteriocin để cố định trong đường ruột, âm đạo hay miệng và tạo môi trường không phù hợp cho mầm bệnh phát triển.
Lactobacillus có hiệu quả trong phục hồi sự cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột và giúp hình thành hệ vi sinh vật dạ cỏ. Nhờ vào sự giảm nồng độ NH3 và hạn chế vi sinh vật gây thối nhiễm vào đường ruột, Lactobacillus có hiệu quả kích thích tăng trưởng thú nuôi.