1.2.1 Lịch sử phát triển của probiotic[33, 37, 38, 42]
Các nghiên cứu về probiotic chỉ đƣợc bắt đầu vào cuối thế kỷ 19 đầu thế kỷ 20.
Bác sỹ Henry Tisser người Pháp đã quan sát và nhận thấy rằng phân của những đứa trẻ
HVTH: Nguyễn Thị Việt Hải Trang 6 mắc bệnh tiêu chảy có ít khuẩn lạc hình trứng hoặc hình chữ Y hơn so với các đứa trẻ khỏe mạnh khác.
Năm 1870, Elie Metchinikoff đƣa ra nghiên cứu tại sao nông dân Bungary có sức khỏe tốt, sống khỏe mạnh và tuổi thọ có thể lên đến 115 tuổi. Nguyên nhân là do họ đã tiêu thụ một lƣợng rất lớn các sản phẩm lên men hằng ngày, và thói quen dùng sữa chua đã giúp họ loại bỏ các phản ứng bệnh lý, tình trạng sức khỏe đƣợc cải thiện
Đến năm 1930, các nhà khoa học người Mỹ đã phát hiện ra các vi khuẩn đường ruột đóng vai trò quyết định trong quá trình tiêu hóa, giúp tiêu hóa thức ăn, cung cấp một số vitamin và các chất dinh dƣỡng khác nhau mà cơ thể vật chủ không tự sản xuất ra được. Cũng trong thời gian này, nhà khoa học người Nhật Bản Minoru Shirota đã phân lập thành công các vi khuẩn lactic từ phân của các em thiếu nhi khỏe mạnh.
Vấn đề probiotic tiếp tục đƣợc quan tâm cho đến nay khi những tiến bộ về kỹ thuật cho phép phân lập và nuôi cấy vi sinh vật giúp cho xác định những đặc tính trị liệu của chúng. Năm 1994, Tổ Chức Y Tế thế giới (WHO) cho rằng probitic sẽ trở thành hệ thống phòng vệ miễn dịch quan trọng nhất, sẽ tiếp nối các loại kháng sinh đang đƣợc phép sử dụng phổ biến hiện nay, khi mà các loại thuốc này không còn hữu dụng do hiện tƣợng kháng thuốc.
1.2.2 Định nghĩa [22, 42]
Lợi khuẩn Probiotic là một loại lợi khuẩn thuộc nhóm các vi khuẩn sống và là những vi sinh vật sống, chủ yếu đây là vi khuẩn, tương tự các vi sinh vật có lợi tự nhiên đƣợc tìm thấy trong ruột. Chúng còn đƣợc gọi là "vi khuẩn thân thiện" hay "vi khuẩn có lợi" (vi khuẩn có lợi cho con người), những vi khuẩn này được bổ sung vào chế độ ăn nhằm cân bằng hệ vi khuẩn đường ruột để cải thiện sức khỏe. Đây là những vi sinh vật còn sống khi đƣa vào cơ thể một lƣợng đầy đủ sẽ có lợi cho sức khỏe của ký chủ.
Theo nghĩa gốc, “biotic” hay “biosis” từ chữ “life” là đời sống, và “pro” là thân thiện, nên probiotic có thể hiểu theo nghĩa: sự thân thiện với đời sống con người, đó là chất bổ sung dinh dƣỡng chứa những vi khuẩn hay vi nấm có ích. Theo định nghĩa của
HVTH: Nguyễn Thị Việt Hải Trang 7 Tổ chức lương nông thế giới (FAO) hay Tổ chức y tế thế giới (WHO): “probiotic là những vi sinh vật còn sống khi đƣa vào cơ thể một lƣợng đầy đủ sẽ có lợi cho sức khỏe của ký chủ”.
Từ “probiotic” đƣợc bắt nguồn từ Hy Lạp, có nghĩa là “dành cho cuộc sống”.
Probiotics là những vi sinh vật nhƣ vi khuẩn hay nấm men mà có thể thêm vào thực phẩm với mục đích điều chỉnh quần thể sinh vật đường ruột của sinh vật chủ (Parker, 1974). Van De Kerkove (1979), Barrows và Deam (1985), Lestradet (1995) cùng cho rằng probiotic đƣợc sử dụng nhƣ một liệu pháp trong việc chữa trị bệnh tiêu chảy hay như là cách phòng bệnh ở người và động vật để giảm đến mức tổi thiểu sự phát tán của vi sinh vật đường ruột, sự kháng lại liệu pháp sinh học và sự di căn của chứng viêm dạ dày ruột.
Probiotic cũng được nhận thấy là có những ảnh hưởng có lợi trên sức khỏe của sinh vật chủ (Fuller, 1989). Năm 1992 Havenaar đã mở rộng định nghĩa về probiotic:
“Probiotic đƣợc định nghĩa nhƣ là sự nuôi cấy riêng lẻ hay hỗn hợp các vi sinh vật sống mà có ảnh hưởng có lợi cho sinh vật chủ bằng cách cải thiện những đặc tính của vi sinh vật bản địa”.
Theo Viện Khoa Học Quốc Tế (1998) định nghĩa probiotic là “ những sinh vật sống bổ sung vào thức ăn, tác động có lợi đến vật chủ”.
Theo Fuller (1989) probiotic là “chất bổ sung vi sinh vật sống vào thức ăn giúp cải thiện cân bằng hệ vi sinh vật đường tiêu hóa theo hướng có lợi cho vật chủ.
1.2.3 Nhóm vi khuẩn sử dụng làm probiotic[42]
Khuẩn Bifidobacterium
Bifidobacterium thuộc nhóm vi khuẩn Gram (+), có dạng hình que, phân nhánh, là trực khuẩn kị khí, không sinh bào tử. Do không có tiên mao nên bất động, ƣa ẩm, nhiệt độ sinh trưởng tốt nhất là 31oC – 40oC. Lên men lactic dị hình, sản phẩm chính là acid acetic và acid lactic, không sinh CO2.
Bifidobacterium difidum.
Bifidobacterium breve.
HVTH: Nguyễn Thị Việt Hải Trang 8
Bifidobacterium infantis.
Bifidobacterium longum.
Khuẩn Lactobacillus
Lactobacillus: là trực khuẩn Gram (+) không sinh bào tử. Vi khuẩn có dạng hình que hay hình cầu. Thuộc dạng hiếu khí hay kị khí, ƣa acid. Xếp riêng lẻ hoặc thành chuỗi. Môi trường sống chủ yếu trên chất nền chứa carbohydrate (lớp chất nhầy của người và động vật, chất thải và thực phẩm lên men hay hư hỏng).
Lactobacillus acidophilus.
Lactobacillus bulgaricus.
Lactobacillus casei.
Lactobacillus plantarum.
Lactobacillus rhamnosus.
Lactobacillus GG.
Lactobacillus và Bifidobacterium là những vi khuẩn Gram dương, tạo acid lactic, tạo thành một phần chính của vi khuẩn đường ruột thông thường ở người và động vật.
Những vi khuẩn “thân thiện” này đóng vai trò quan trọng trong việc đẩy mạnh sự kháng lại những sinh vật ngoại sinh nhất là sinh vật mang mầm bệnh.
1.2.4 Vai trò của probiotic [42]
Tác động kháng khuẩn
Giảm số lƣợng vi khuẩn để ngăn chặn các mầm bệnh cụ thể là:
Tiết ra các chất kháng khuẩn: Vi khuẩn Probiotic tạo ra các chất đa dạng có thể ức chế cả khuẩn Gram (+) và Gram (-), gồm có các acid hữu cơ, hydrogen peroxide và chất diệt khuẩn. Những hợp chất này có thể làm giảm không chỉ những sinh vật mang mầm bệnh có thể sống được mà còn ảnh hưởng đến sự trao đổi chất của vi khuẩn và sự tạo ra các độc tố. Điều này đƣợc thực hiện bằng cách giảm pH khoang ruột thông qua sự tạo ra các acid béo chuỗi ngắn dễ bay hơi, chủ yếu là acid acetic, probionic, butyric, nhất là acid lactic.
HVTH: Nguyễn Thị Việt Hải Trang 9 Cạnh tranh với các nguồn bệnh để ngăn chặn sự bám dính vào đường ruột và cạnh tranh dinh dƣỡng cần thiết cho sự sống sót của mầm bệnh.
Tác động trên mô biểu bì 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 nhƣ chất nhầy.
Tác động miễn dịch
Probiotic được xem như là phương tiện phân phát các phân tử kháng viêm cho đường ruột. Cụ thể:
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.
Cải thiện hệ vi sinh vật đường ruột, ngăn ngừa tiêu chảy và táo bón.
Tác động đến vi khuẩn đường ruột
Điều chỉnh thành phần cấu tạo của vi khuẩn đường ruột. Sự sống sót của probiotic đƣợc 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 sinh thái đường ruột, sự thay đổi này được nhận thấy một vài ngày sau khi bắt đầu tiêu thụ thực phẩm có probiotic, phụ thuộc vào công dụng và liều lƣợng của giống vi khuẩn.
Kết quả chỉ ra rằng với sự tiêu thụ thường xuyên, vi khuẩn định cư một cách tạm thời trong ruột, một khi chấm dứt sự tiêu thụ thì số lƣợng vi sinh vật probiotic sẽ giảm xuống. Điều này thì đúng cho tất cả các loại probiotic.
Vi khuẩn probiotic điều hòa hoạt động trao đổi chất của sinh vật đường ruột.
Probiotic có thể làm giảm pH của bộ phận tiêu hóa và có thể theo cách đó sẽ gây cản trở cho hoạt động tiết ra enzyme của sinh vật đường ruột. Đồng thời tăng sự dung nạp đường lactose: giúp tránh khỏi tình trạng đầy hơi, khó tiêu khi hấp thu những loại thức ăn có chứa nhiều lactose và làm tăng vi khuẩn có lợi và giảm vi khuẩn gây hại.
Một số vai trò khác đối với cơ thể
HVTH: Nguyễn Thị Việt Hải Trang 10 Chống dị ứng: thực phẩm probiotic góp phần chống lại một số dị ứng của cơ thể, cung cấp nhiều chất quan trọng cho cơ thể nhƣ (folic acid, niacin, riboflavin, vitamin B6 và B12).
Chống ung thƣ: nhiều nghiên cứu cho thấy các vi khuẩn probiotic có thể làm giảm nguy cơ ung thƣ ruột kết và ung thƣ bàng quang. Ngoài ra còn có tác dụng khử chất độc gây ung thư có trong cơ thể và làm chậm sự phát triển của các khối u bướu.
Probiotic có tác dụng làm giảm nồng độ cholesterol trong huyết thanh, làm giảm huyết áp cao. Ngoài ra còn giúp nhanh chóng bình phục sau khi mắc bệnh tiêu chảy và sử dụng nhiều kháng sinh.
Lên men (levure).