2.4.1. Khái niệm probiotic
Thuật ngữ ỘprobioticỢ bắt nguồn từ ngôn ngữ Hy lạp là Ộpro biosỢ với ý nghĩa Ộcho sự sốngỢ. Lịch sử của probiotic bắt ựầu từ khi con người sử dụng thực phẩm lên men - một dạng thực phẩm nổi tiếng ở Hy Lạp và Roma (Gismondo, et al., 1999; Guarner, et al., 2005).
Havenaar và Huis inỖt Veld vào năm 1992 khi cho rằng probiotic bao gồm các vi sinh vật sống ựơn lẻ hoặc hỗn hợp mà khi ựưa vào cơ thể người hoặc ựộng vật có thể ảnh hưởng có lợi ựến cơ thể vật chủ thông qua việc cải thiện ựặc tắnh của hệ vi khuẩn ựường ruột (Hatice, 2007).
Trong những năm gần ựây, nhiều nhà khoa học ựã nghiên cứu về vi khuẩn probiotic và ựưa ra nhiều ựịnh nghĩa khác nhau. Như vậy, ựịnh nghĩa về vi khuẩn probiotic ựã ựược thay ựổi qua rất nhiều công trình nghiên cứu. Gần ựây, các nghiên cứu tập trung chủ yếu vào lợi ắch ựối với sức khỏe của probiotic cũng như về bảo ựảm sự sống sót của các vi khuẩn này khi ở trong vùng dạ dày-ruột và các loại thực phẩm ựể vận chuyển chúng vào trong cơ thể con người.
2.4.2. Thực phẩm probiotic
Thực phẩm probiotic ựược ựịnh nghĩa là các sản phẩm thực phẩm có chứa vi sinh vật sống với lượng tế bào ựủ ựảm bảo mang lại lợi ắch cho sức khỏe. điều này có nghĩa thực phẩm chức năng phải ựảm bảo mức ựộ sống và hoạt lực trao ựổi chất của sinh khối ựể tiến hành thủy phân trong hệ tiêu hóa. Do ựó, lượng vi sinh vật sống phải ựảm bảo ở tất cả các giai ựoạn trong quá trình chế biến thực phẩm, cũng như phải ựảm bảo mức ựộ sống sót của vi khuẩn trong ựường tiêu hóa.
Nồng ựộ vi sinh vật probiotic cần ựể mang lại tác ựộng về sinh học phụ thuộc vào chủng vi khuẩn và tác ựộng sức khỏe mong muốn. Tuy nhiên nồng ựộ lượng 106-107CFU/g ở thành phẩm ựược thiết lập như là ngưỡng có khả năng chữa bệnh ựối với các sản phẩm thực phẩm chế biến [4].
2.4.3.Vai trò, tác dụng của vi khuẩn probiotic ựối với sức khỏe con người
khuẩn probiotic ựối với sức khỏe con người. Các bằng chứng thể hiện hiệu quả của probiotic là kết quả từ những nghiên cứu in vitro trên ựộng vật hoặc cơ thể người.
a. Tác dụng của vi khuẩn probiotic trong các rối loạn ựường tiêu hóa
Ớ Phòng chống bệnh tiêu chảy gây ra bởi các vi khuẩn và virus gây bệnh
Bằng chứng rõ nhất thể hiện hiệu quả có lợi của các chủng vi khuẩn probiotic ựã ựược xác ựịnh khi Lactobacillus rhamnosus GG và Bifidobacterium lactis BB-12 ựược sử dụng ựể phòng và ựiều trị bệnh tiêu chảy cấp chủ yếu gây ra
bởi virus rota ở trẻ em (FAO/WHO, 2001). Các kết quả thử nghiệm in vitro cho thấy
các chủng probiotic hiện nay có thể ức chế sự sinh trưởng và bám dắnh của các vi khuẩn gây bệnh ựường ruột, và những nghiên cứu trên ựộng vật ựã chỉ ra hiệu quả chống lại mầm bệnh Salmonella của vi khuẩn probiotic (FAO/WHO, 2001).
Ớ Giảm lây nhiễm Helicobacter pylori và các biến chứng
Một phát hiện mới khi ứng dụng vi khuẩn probiotic là hoạt ựộng kháng
Helicobacter pylori, một vi khuẩn gây bệnh gram Dương gây ra các bệnh viêm dạ
dày nhóm B, bệnh loét ựường tiêu hóa và ung thư dạ dày. Các kết quả thử nghiệm
in vitro và trên ựộng vật chỉ ra rằng vi khuẩn sinh axắt lactic có thể ức chế sự sinh
trưởng của vi khuẩn gây bệnh (Aiba et al., 1998; Coconnier et al., 1998).
Ớ Giảm triệu chứng trong các bệnh viêm nhiễm và hội chứng ruột
Sử dụng vi khuẩn probiotic ựường uống có khả năng ổn ựịnh hàng rào miễn dịch ở niêm mạc ruột thông qua việc giảm sự sinh ra các cytokin thời kỳ tiền viêm cục bộ.
Ớ Tăng sự dung nạp ựường lactose
Sự không dung nạp thực phẩm có chứa lactose (chủ yếu là các sản phẩm từ sữa) là hiện tượng rối loạn tiêu hóa phổ biến nhất. Hiện tượng này xuất hiện khoảng 20% ở người châu Âu, 50 - 85% ở người Á Phi và 15% - 100% ở người châu Á tùy theo khu vực. Probiotic ựã ựược nghiên cứu cho thấy có thể cải thiện khả năng tiêu hóa lactose thông qua việc làm giảm các triệu chứng không dung nạp. Trong suốt quá trình lên men, hầu hết các vi khuẩn không gây bệnh bao gồm cả một số chủng thuộc giống Lactobacillus (như Lactobacillus bulgaricus) và Streptococcus thermophilus sản sinh ra lactase là enzyme thủy phân ựường lactose thành glucose
Trường đại Học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp 13 thiện khả năng tiêu hóa và làm giảm sự không dung nạp lactose (Harish et Varghese, 2006).
b. Tác dụng của vi khuẩn probiotic trong phòng chống ung thư
Có một vài nghiên cứu cho thấy vi khuẩn probiotic có thể ngăn ngừa hoặc làm chậm sự tấn công của một vài bệnh ung thư nhất ựịnh. điều này xuất phát từ lý thuyết rằng một số vi khuẩn ựường ruột có thể sinh ra chất gây ung thư như Nitrosamines. Vì vậy, việc sử dụng lactobacilli và bifidobacteria về mặt lý thuyết có thể làm thay ựổi hệ vi khuẩn dẫn ựến giảm nồng ựộ các chất gây ung thư (Hosada et
al., 1996).
c. Tác dụng của vi khuẩn probiotic trong tăng cường hệ miễn dịch
Một loạt các nghiên cứu ựã ựược thực hiện trên in vitro và ựộng vật ựã chỉ rõ rằng các chủng probiotic có thể làm thay ựổi các thông số miễn dịch (Gill et al., 2000). Một loạt các thử nghiệm lâm sàng ựã chứng minh rằng chế ựộ ăn uống có sử
dụng B. lactis HN019 và L. rhamnosus HN001 dẫn ựến tăng cường ựo ựược các thông số miễn dịch ở người cao tuổi (Arunachalam et al., 2000; Sheih et al., 2001). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
d. Những tác dụng khác của vi khuẩn probiotic
Các tình trạng sức khỏe khác có thể ựược cải thiện khi sử dụng vi khuẩn probiotic bao gồm bệnh cao huyết áp, bệnh liên quan ựến giảm cân, giảm tái phát của ung thư bàng quang, viêm ựại tràng co thắt và tổn thương gan do bia rượu. Nhiều lĩnh vực khác cũng ựang nghiên cứu ứng dụng các chế phẩm probiotic và lợi ắch tiềm năng của nhóm vi khuẩn này vẫn ựang tiếp tục ựược khám phá.
Vai trò, tác dụng của vi khuẩn probiotic ựối với sức khỏe con người ựã ựược nhiều bằng chứng khoa học làm sáng tỏ. Vậy các chủng vi khuẩn nào ựược gọi tên ỘprobioticỢ ựể thực hiện vai trò ựó và cơ chế nào giải thắch hoạt ựộng tắch cực của chúng?
2.4.4. Các chủng vi khuẩn probiotic
Hiện nay, các chủng vi khuẩn ựược sử dụng với vai trò là các probiotic chủ yếu thuộc Lactobacillus và Bifidobacterum, ngoài ra Enterococcus và Streptococus
cũng ựược sử dụng nhưng ắt hơn. Những vi khuẩn này thường cư trú trong hệ thống ruột của người và ựộng vật.
+ Lactobacillus
Ớ Lactobacillus acidophilus
L. acidophilus là những vi khuẩn Gam dương, hình que hoặc hình cầu, có thể
tạo thành chuỗi, không sinh bào tử, sinh ra axắt lactic như là sản phẩm chắnh hoặc duy nhất của quá trình lên men, lên men ựược cellobiose, galactose, lactose, maltose và sucrose. Sinh trưởng và phát triển tốt nhất ở nhiệt ựộ 370C và pH 6.0. L. acidophilus có thể phát triển trong môi trường có hoặc không có oxy, ựề kháng với
ắt nhất 3 kháng sinh, có thể chịu ựược ampicillin (32 ộg/ml), streptomycin (32 ộg/ml) hơn 10 giờ (Nguyễn Vũ Tường Vy et al., 2007).
L. acidophilus là chủng ựược biết ựến nhiều nhất trong số vi khuẩn
Lactobacillus, ựược tìm thấy trong hệ thống ruột, trong miệng và âm ựạo của người và
ựộng vật. L. acidophilus ựược gọi với cái tên Ộvi khuẩn thân thiệnỢ, ựóng vai trò chức năng quan trọng trong cơ thể. Ngoài ra, L. acidophilus tổng hợp enzyme lactase xúc tác cho phản ứng chuyển hóa ựường lactose thành ựường ựơn, giúp cải thiện tình trạng không dung nạp lactose ở phần ựông dân số thế giới (Ahmed et al., 2010).
L. acidophilus ựược ứng dụng rất nhiều trong sản xuất các sản phẩm sữa lên
men. Ngoài ra, L. acidophilus còn ựược bổ sung vào các sản phẩm bơ sữa, sữa chua uống, các sản phẩm thực phẩm từ ựậu nành và rau quả.
Ớ Lactobacillus casei
Lactobacillus casei là một trong nhiều chủng vi khuẩn thuộc giống
Lactobacillus. L. casei là vi khuẩn Gram dương, hình que, không sinh bào tử, không
có khả năng di ựộng, hô hấp kị khắ tùy ý, L. casei có khả năng chịu axắt, lên men tạo ra axắt lactic là sản phẩm chắnh của quá trình trao ựổi chất. L. casei thuộc nhóm vi khuẩn lên men dị hình tùy ý, sinh axắt lactic từ ựường hexose theo con ựường Embden-Meyerhof và từ ựường pentose qua con ựường phosphogluconate
(Axelsson, 1998). L. casei bắt ựầu sinh trưởng ựược ở nhiệt ựộ 150C nhưng không quá 450C và ựòi hỏi các yếu tố sinh trưởng như riboflavin, axắt folic, calcium pantothenate và niacin (Kandler et Weiss, 1986).
Trường đại Học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp 15 từ các sản phẩm sữa tươi hoặc sữa lên men, các sản phẩm thực vật tươi hoặc lên men, có khả năng sinh sản trong ruột người và ruột ựộng vật (Kandler et Weiss, 1986). Trong công nghiệp, L. casei ựược sử dụng làm giống khởi ựộng trong quá
trình lên men sữa, làm giống ựặc biệt ựể giúp tăng hương trong sản xuất phomai
(Fonden et al., 2000; Fox et al., 1998).
Ớ Lactobacillus fermentum
L. fermentum là những vi khuẩn Gram dương, thuộc giống Lactobacillus. Tế
bào có hình que, ngắn hoặc thon dài nhưng thường ở dạng hình que ngắn, tồn tại thành cặp hoặc chuỗi, không sinh bào tử. Nhiệt ựộ tối ưu ựể sinh trưởng từ 41 - 420C và không sinh trưởng ựược trong ựiều kiện dưới 150C. Vi khuẩn lên men lactic dị hình, sử dụng ựường glucose tạo thành axắt lactic, axắt acetic, ethanol và carbon dioxide, ảnh hưởng ựến sự hình thành hương vị của sản phẩm lên men (Lê Thị Lan
Chi, 2010; Chen Gong, 2011).
Ớ Lactobacillus plantarum: Là trực khuẩn hình que, tồn tại ựơn lẻ, thành từng
cặp hoặc chuỗi, thường không di ựộng, không sinh bào tử, hô hấp kỵ khắ tùy tiện, Gram dương. Nhiệt ựộ thắch hợp ựể sinh trưởng phát triển là 30 - 350C và nhiệt ựộ tối ưu là 300C, tuy nhiên chúng có thể tồn tại ở 150C. Lactobacillus plantarum là vi khuẩn lên men axắt lactic ựồng hình, lên men ựường thành axắt lactic, hoạt ựộng mạnh nhất ở giai ựoạn ựầu sinh axắt, khởi ựộng quá trình lên men lactic và ựóng vai trò chủ ựạo trong sản xuất rau quả muối chua. Tắnh chất ựặc trưng của Lactobacillus (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
plantarum là khả năng dị hóa arginine và sinh ra nitric oxide. Việc sinh ra NO giúp
ngăn chặn các vi sinh vật gây bệnh như Candida abicans, E.coli, Shigella, Helicobacter pylory, các amip và kắ sinh trùng (Chen, 2011).
Ớ Lactobacillus bulgaricus: Là vi khuẩn Gram dương, hình que, không có khả
năng di ựộng và không sinh bào tử. đây là những vi khuẩn ưa axắt, ựòi hỏi môi trường có pH thấp ựể sinh trưởng tối ưu (pH từ 5,4 - 4,6). L. bulgaricus ựược sử dụng phổ biến làm giống khởi ựộng trong sản xuất sữa chua. Trong quá trình lên men sữa, L. bulgaricus sinh ra acetaldehyde, là một trong những thành phần sinh hương chủ yếu trong sữa chua. Một vài chủng vi khuẩn này có khả năng sinh bacteriocins là kháng sinh tiêu diệt các vi khuẩn không mong muốn.
Bifidobacterium là những vi khuẩn Gram dương, tế bào có hình que có phân
nhánh, hô hấp kị khắ. Vi khuẩn Bifidobacterium ựược cho là có khả năng cạnh tranh với các vi khuẩn ựường ruột khác và chiếm một tỷ lệ lớn trong hệ vi khuẩn ựường ruột. Bifidobacterium chỉ chuyển hóa duy nhất ựường hexose qua con ựường phosphoketolase.
Bifidobacterium ựược xem là nhóm probiotic quan trọng. Các vi khuẩn này có thể ựóng vai trò như hàng rào ức chế sự phát triển của những vi khuẩn gây bệnh, cạnh tranh về vị trắ, thức ăn với các tác nhân gây tiêu chảy như Rotavirus.
Bifidobacterium làm giảm nhiễm trùng ựường tiêu hoá, giảm cholesterol, tăng
cường sức ựề kháng chống lại nhiễm trùng, tăng hấp thu và tiêu hóa các chất ựạm, tổng hợp sinh tố nhóm B, KẦMột số chủng thường sử dụng bao gồm
Bifidobacterium breve, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium longum (Bancher I et al., 2005).
+ Streptococcus
Streptococcus là những vi khuẩn Gram dương, không sinh bào tử, không di
ựộng, sống thành từng cặp hoặc chuỗi dài, tế bào có hình tròn hoặc hình trứng. Hầu hết các vi khuẩn Streptococcus ựều hô hấp kị khắ tùy tiện, một số hô hấp kị khắ bắt buộc. Streptococcus là một bộ phận của hệ vi khuẩn ựường ruột. Một số chủng thuộc giống này ựược sử dụng như vi khuẩn probiotic quan trọng.
Ớ Streptococcus faecalis
đây là những vi khuẩn có khả năng phát triển trong môi trường có chứa 6,5% NaCl, pH 9,6 và trong sữa chứa 0,1% xanh methylen. Streptococcus faecalis có khả năng khử cacboxyl tyrozin, không dị hóa gelatin, sản xuất chủ yếu axắt lactic. Tốc ựộ sinh trưởng của vi khuẩn này rất nhanh, áp ựảo nhanh vi khuẩn gây tiêu chảy và gây bệnh.
Ớ Streptococcus thermophilus
Streptococcus thermophilus ựược tìm thấy trong sữa và các sản phẩm từ sữa.
Nó là một probiotic dùng trong sản xuất sữa chua, có khả năng sinh ra enzyme lactase giúp tiêu hóa các lactose trong sữa. Streptococcus thermophilus có hoạt tắnh oxy mạnh, bảo vệ cơ thể thoát khỏi các gốc tự do nguy hiểm.
Trường đại Học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp 17
Pediococcus acidilactici là probiotic liên quan ựến quá trình làm giảm oxy và quá trình ức chế chuyển hóa ở thực vật. Các dòng Pediococcus ựược tìm thấy trong thực phẩm, thực vật. Chúng sản xuất axắt lactic và ựược dùng chủ yếu trong sản xuất dưa cải lên men, sản xuất bia, rượu. P. acidilactici là một dòng ựặc biệt của vi khuẩn lactic giúp cân bằng hệ vi khuẩn ựường ruột.
+ Enterococcus faecium
Enterococcus faecium là một trong số vi khuẩn lactic ựược dùng nhiều trong
thực phẩm chức năng cho người, các sản phẩm phô-mai và chế phẩm cho ựộng vật. Những tác ựộng có lợi của chúng bao gồm kắch thắch phản ứng miễn dịch, kắch thắch sản xuất kháng thể IgA. Enterococcus faecium probiotic làm ổn ựịnh hệ vi sinh vật ựường ruột.
Như vậy, vi khuẩn probiotic là một nhóm vi khuẩn gồm nhiều chủng, giống khác nhau, ựáp ứng những tiêu chuẩn chung ựể ựảm bảo mang lại lợi ắch cho sức khỏe con người và ựộng vật. Việc nghiên cứu ựưa vi khuẩn probiotic vào thực phẩm ựể cung cấp một cách tự nhiên cho cơ thể là hết sức có ý nghĩa.