Luận văn Nghiên cứu tạo chế phẩm Lactobacillus acidophilus

Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 1 ‐  CHÖÔNG 1 TOÅNG QUAN TAØI LIEÄU Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 2 ‐  1.1. Giôùi thieäu veà vi khuaån Lactic [18, 21] Theo heä thoáng phaân loaïi cuûa Bergey naêm 1979 thì vi khuaån lactic ñöôïc phaân loaïi nhö sau: Hoï: Lactobacteriaceae. Hoï phuï: Streptoccaceae. Gioáng: Streptococcus. Leuconostoc. Hoï phuï: Lactobacteriaceae. Gioáng: Lactobacterium. 1.1.1. Giôùi thieäu veà vi khuaån Lactobacillus acidophilus 1.1.1.1. Lòch söû Lactobacillus acidophilus laàn ñaàu tieân ñöôïc phaân laäp bôûi Moro (1900) töø phaân cuûa treû sô sinh ñaõ qua phaãu thuaät. OÂng ñaõ moâ taû ñöôïc caùc ñaëc ñieåm trao ñoåi chaát, phaân loaïi cuõng nhö chöùc naêng cuûa vi khuaån naøy. Naêm 1906 Metchnikoff xuaát baûn cuoán “The problongation of life optimistic studies”. OÂng chöùng minh raèng vi khuaån lactic trong yaourt bulgarian nhö laø nhaân toá choáng laïi söï thoái röõa ruoät vaø söï laõo hoaù. Tuy nhieân sau ñoù ngöôøi ta khaùm phaù ra raèng chuûng vi khuaån naøy khoâng theå soáng soùt khi qua daï daøy vaø ruoät. Do ñoù ngöôøi ta nhanh choùng thay theá chuûng vi khuaån naøy baèng chuûng Lactobacillus acidophilus nhö laø moät probiotic trong ruoät. Hoï thaáy raèng coù raát nhieàu vi khuaån Lactobacillus leân men ñoàng hình vaø dò hình soáng trong ruoät, mieäng vaø aâm ñaïo nhöng chieám öu theá nhaát trong soá ñoù laø 6 loaøi Lactobacillus leân men ñoàng hình taïo thaønh nhoùm goïi laø phöùc hôïp Lactobacillus acidophilus. 1.1.1.2. Ñaëc ñieåm Lactobacillus acidophilus thuoäc hoï vi khuaån lactic. Chuùng coù daïng tröïc khuaån daøi vaø chòu nhieät. Teá baøo hình que, ñaàu troøn, kích thöôùc 0,6 – 0,9 1,5 - 6 , ñöùng rieâng leû, xeáp thaønh ñoâi hay thaønh chuoãi ngaén, khoâng di ñoäng, khoâng sinh baøo töû, teá baøo non baét maøu gram döông khi nhuoäm, teá baøo giaø trôû thaønh gram aâm. Vi hieáu khí, nhieät ñoä thích hôïp laø 37oC, khoâng phaùt trieån ôû 20 – 22oC vaø 43 – 48oC. Treân moâi tröôøng nöôùc chieát caø chua hay nöôùc chieát naám men khuaån laïc coù daïng troøn, nhoû ôû giöõa daøy vaø ñuïc hôn ôû meùp ngoaøi. Trong moâi tröôøng thaïch saâu khuaån laïc nhoû coù hình daïng khoâng oån ñònh. Treân moâi tröôøng thaïch nghieâng thì khuaån laïc khoâ, phaùt trieån keùm vaø giôùi haïn theo veát caáy. Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 3 ‐  Leân men lactic ñoàng hình, tích tuï 2,2% acid lactic trong moâi tröôøng, khoâng phaùt trieån trong moâi tröôøng hydratcarbon, moâi tröôøng khoai taây, phaùt trieån toát treân moâi tröôøng dòch theå cao naám men. Lactobacillus acidophilus laø moät daïng probiotic ñöôïc söû duïng thöôøng xuyeân nhaát. Laø vi khuaån coù lôïi cö truù trong ruoät, aâm ñaïo, trong phaân ngöôøi vaø ñoäng vaät. Chuùng coù khaû naêng sinh Bacteriocin laø chaát öùc cheá caùc vi khuaån gaây beänh ñöôøng ruoät. Lactobacillus acidophilus coù khaû naêng leân men caùc loaïi ñöôøng: glucose, fructose, galactose, mannose, maltose, lactose vaø khoâng leân men xylose, arabinose, ramnose, glycerol, mannitol, sorbitol, inositol. Cho caùc phaûn öùng: methyl red (+), indol (–), VP (–), citrate (–), catalase (–), khaû naêng ñoâng voùn söõa (+). 1.1.1.3. Caùc quaù trình trao ñoåi chaát Hieän nay caùc thaønh vieân cuûa phöùc hôïp Lactobacillus acidophilus ñöôïc phaân vaøo nhoùm leân men ñoàng hình baét buoäc. Hexose ñöôïc leân men ñeå taïo thaønh acid lactic theo con ñöôøng EMP. Chuùng coù enzyme aldolase nhöng thieáu phosphoketolase, khoâng leân men gluconat vaø peptone. Taát caû caùc loaøi ñeàu taïo ñoàng phaân daïng D vaø L cuûa acid lactic. 1.1.1.4. Söï thay ñoåi thaønh phaàn cuûa söõa trong quaù trình leân men Trong quaù trình leân men söõa taïo thaønh saûn phaåm söõa chua coù söï thay ñoåi maøu saéc cuûa caùc loaïi ñöôøng, casein vaø caùc thaønh phaàn khaùc. - Söï thay ñoåi ñöôøng söõa: vi khuaån lactic söû duïng ñöôøng lactose nhôø heä thoáng enzyme lactase ñeå chuyeån hoaù lactose thaønh glucose vaø galactose. Lactase laø moät endoenzyme neân khi lactose muoán ñöôïc chuyeån hoaù thì phaûi qua maøng vi khuaån. Lactose seõ ñöôïc chuyeån hoaù theo hai con ñöôøng: ƒ Vi khuaån söû duïng enzyme lactase ñeå beû gaõy Hydro chuyeån lactose thaønh glucose vaø galactose. ƒ Lactose ñöôïc oxi hoaù thoâng qua enzyme lactosehydrogenase thaønh lactosebionate sau ñoù phaân giaûi tieáp thaønh gluconate vaø galactose qua moät giai ñoaïn dieãn bieán phöùc taïp, moãi giai ñoaïn do moät enzyme chuyeân bieät phuï traùch. - Söï thay ñoåi protein söõa: trong quaù trình leân men, löôïng acid höõu cô caùc loaïi caøng tích luyõ caøng laøm taêng quaù trình phaân taùch calci ra khoûi casein, khi ñoù calci seõ taùc duïng vôùi acid lactic taïo lactat calci, giuùp cô theå deã daøng haáp thu calci hôn vaø taïo pH ñaúng ñieän. Do ñoù, casein bò Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 4 ‐  voùn laïi laøm taêng quaù trình leân men taïo peptone vaø caùc saûn phaåm khaùc. 1.1.2. ÖÙng duïng cuûa vi khuaån lactic Vi khuaån lactic ñöôïc öùng duïng roäng raõi trong nhieàu lónh vöïc khaùc nhau nhö coâng nghieäp, noâng nghieäp, moâi tröôøng, y döôïc vaø nhieàu nhaát laø trong cheá bieán baûo quaûn thöïc phaåm. 1.1.2.1. Trong coâng nghieäp Vi khuaån lactic ñöôïc söû duïng ñeå leân men thu acid lactic. Coù vò chua deã chòu vaø coù ñaëc tính baûo quaûn neân coù theå laøm gia vò ñoái vôùi caùc loaïi nöôùc uoáng nheï, tinh daàu, dòch quaû, möùt. Chuùng ñöôïc duøng ñeå acid hoaù röôïu vang vaø hoa quaû ngheøo acid, ngoaøi ra coøn ñöôïc söû duïng trong coâng nghieäp thuoäc da, deät, nhuoäm, sôn vaø cheát deûo. 1.1.2.2. Trong noâng nghieäp vaø moâi tröôøng Vi khuaån lactic coù khaû naêng haïn cheá söï phaùt trieån cuûa Fusarium, loaïi naám gaây beänh quan troïng trong noâng nghieäp. Naám Fusarium khi phaùt trieån seõ laøm caây yeáu ñi vaø ñaây laø cô hoäi gaây beänh cho caây troàng. Cheá phaåm EM (Effective Microorganism) hay cheá phaåm vi sinh höõu hieäu noù bao goàm 80 chuûng vi sinh trong ñoù coù söï goùp phaàn cuûa vi khuaån lactic. Hieäu quaû cuûa cheá phaåm naøy laø caûi taïo ñaát, taêng naêng suaát caây troàng vaø giaûi quyeát vaán ñeà oâ nhieãm moâi tröôøng. 1.1.2.3. Trong y döôïc Vi khuaån lactic ñöôïc söû duïng trong y hoïc ñeå chöõa beänh ñöôøng ruoät, duøng trong phaãu thuaät chænh hình, nha khoa, beänh phuï khoa… 1.1.2.4. Trong baûo quaûn vaø cheá bieán thöïc phaåm Trong baûo quaûn vaø cheá bieán thöïc phaåm vi khuaån lactic ñöôïc söû duïng ñeå laøm döa chua, laøm chua quaû maø khoâng laøm maát maøu töï nhieân cuûa quaû. Duøng trong saûn xuaát töông, ñaäu phuï hay leân men söõa. 1.2. Giôùi thieäu veà probiotic [19] 1.2.1. Lòch söû vaø ñònh nghóa veà probiotic 1.2.1.1. Lòch söû veà probiotic Probiotic coù nghóa laø “for life”, ngaøy nay ñöôïc duøng ñeå chæ nhöõng vi sinh vaät coù lôïi cho ngöôøi vaø ñoäng vaät do Dr.Eli Metchinikoff, moät nhaø khoa hoïc ngöôøi Nga ñaït giaûi Nobel naêm 1908, ñöa ra khi oâng nghieân cöùu veà vai troø cuûa nhöõng vi khuaån coù lôïi trong ñöôøng ruoät. OÂng laø ngöôøi ñaàu tieân ñöa ra giaû thieát veà cuoäc soáng khoûe maïnh vaø tuoåi thoï cao cuûa nhöõng ngöôøi noâng daân Bulgari, khi hoï söû duïng nhöõng saûn Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 5 ‐  phaåm söõa leân men haèng ngaøy, ñaëc bieät laø yaourt giuùp baûo veä heä thoáng ñöôøng ruoät khoûi nhöõng vieâm nhieãm. Nhöõng thaäp nieân sau ñoù, oâng tieáp tuïc nghieân cöùu ñeå chöùng minh chuûng thuoäc Lactobacillus coù khaû naêng choáng laïi caùc vi sinh vaät gaây beänh vaø giaûm ñoäc toá do chuùng sinh ra. Cuõng vaøo thôøi ñieåm ñoù, Henry Tissier, laø moät baùc só khoa nhi ngöôøi Phaùp, ñaõ quan saùt trong phaân nhöõng ñöùa treû bò tieâu chaûy coù moät soá löôïng ít vi khuaån laï, hình Y, laø nhöõng vi khuaån “bifid” ngöôïc laïi chieám soá löôïng lôùn trong nhöõng ñöùa treû khoûe maïnh. Vaø oâng cho raèng nhöõng con vi khuaån naøy coù khaû naêng choáng laïi beänh tieâu chaûy giuùp khoâi phuïc heä thoáng vi sinh vaät ñöôøng ruoät khoûe maïnh. 1.2.1.2. Ñònh nghóa veà probiotic Metchnikoff vaø Tissier laø nhöõng ngöôøi ñaàu tieân ñöa ra giaû thieát veà probiotic. Nhöng ñeán naêm 1960, probiotic môùi ñöôïc söû duïng ñeå chæ nhöõng vi sinh vaät coù khaû naêng kích thích söï phaùt trieån cuûa caùc vi sinh vaät khaùc Naêm 1989, Fuller ñònh nghóa laïi, ”Probiotic laø nhöõng vi sinh vaät soáng maø khi söû duïng chuùng mang laïi nhöõng lôïi ích cho vaät chuû baèng caùch cuûng coá caân baèng heä thoáng vi sinh vaät ñöôøng ruoät”. Moät ñònh nghóa töông töï do Havenaar vaø Huis in’t Veld (1992) ñöa ra “Probiotic laø moät hay hoãn hôïp nhieàu vi khuaån maø khi cung caáp cho ngöôøi hay ñoäng vaät thì mang laïi nhöõng hieäu quaû coù lôïi cho vaät chuû baèng caùch taêng cöôøng nhöõng ñaëc tính cuûa caùc vi sinh vaät trong heä tieâu hoùa”. Moät ñònh nghóa môùi ñaây nhöng chöa phaûi laø cuoái cuøng “Probiotic laø vi sinh vaät soáng mang laïi hieäu quaû veà söùc khoûe cho vaät chuû” (Guarner vaø Schaafsma, 1998). Tuy nhieân taát caû nhöõng ñònh nghóa naøy ñeàu coù chung nhöõng ñieåm cô baûn sau: - Probiotic laø nhöõng vi sinh vaät soáng. - Khi caùc Probiotic ñöôïc cung caáp vôùi lieàu löôïng thích hôïp thì mang laïi nhöõng hieäu quaû mong muoán. 1.2.2. Vai troø cuûa probiotic - Taêng “ thaønh baûo veä” mieãn dòch, moät soá coù khaû naêng kích thích caû mieãn dòch ñaëc hieäu vaø khoâng ñaëc hieäu, cuøng vôùi vieäc sinh ra sIgA ôû maøng nhaày. - Kìm haõm söï phaùt trieån cuûa caùc vi khuaån, virus, naám coù haïi. - Coù khaû naêng xaâm chieám ñöôøng ruoät, baùm vaøo maøng nhaày ruoät. - Coù khaû naêng chòu ñöôïc acid daï daøy, chòu ñöôïc muoái maät. Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 6 ‐  - Sinh ra caùc chaát choáng vi sinh vaät gaây beänh nhö Samonella, E. coli, Clostridium… - Phoøng vaø chöõa moät soá beänh ñöôøng tieâu hoùa: tieâu chaûy, taùo boùn, ung loeùt daï daøy …. - Giaûm trieäu chöùng dò öùng, trieäu chöùng khoâng dung naïp ñöôïc lactose. - Ngaên chaën ung thö ñöôøng ruoät, ung thö ruoät keát. Hieän nay, caùc chuûng vi khuaån ñöôïc söû duïng vôùi vai troø laø caùc probiotic chuû yeáu thuoäc Lactobacillus vaø Bifidobacterum, ngoaøi ra Enterococcus vaø Streptococus cuõng ñöôïc söû duïng ít hôn. Nhöõng vi khuaån naøy thöôøng cö truù trong ruoät. Moät soá chuûng tieâu bieåu bao goàm Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus gasseri, Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium bifidum. Beân caïnh nhöõng vi khuaån coøn coù naám men Saccharomyces boulardii cuõng ñöôïc xem laø probiotic. Baûng 1.1: Nhöõng vi sinh vaät ñöôïc söû duïng laøm probiotic [17]. Chuûng Lactobacillus Chuûng Bifidobacterium Caùc chuûng khaùc L. acidophilus L. casei L. rhamnosus L. reuteri L. bulgaricus L. plantarum L. johnsonii L.lactis L.gasseri B. bifidum B. longum B. breve B. infantis B.lactis B. adolescentis Bacillus subtilis E. coli Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces boulardii Streptococus thermophilus Streptococus faecalis 1.2.3. Taùc duïng cuûa probiotic ñeán söùc khoeû con ngöôøi 1.2.3.1. Thuyû phaân lactose, taêng söï haáp thu lactose Söï coù maët cuûa lactose disacharide cuøng vôùi vieäc thieáu huït enzyme ß- galactosidase(lactase) trong ñöôøng ruoät coù theå gaây neân caùc trieäu chöùng khoù chòu nhö ñaày hôi, ñau buïng, hay giôùi haïn vieäc haáp thu canxi… ôû moät soá ngöôøi. Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 7 ‐  Caùc probiotic ñoùng vai troø quan troïng trong vieäc chöõa trò vieäc keùm haáp thu lactose vaø söï thieáu huït enzyme lactase. Suoát quaù trình leân men, vi khuaån lactic sinh enzyme lactase thuyû phaân lactose thaønh glucose vaø galactose. Vieäc boå sung Lactobacillus coù theå laøm taêng khaû naêng leân men lactose vaø do vaäy caûi thieän ñöôïc trieäu chöùng khoâng dung naïp lactose. Caùc vi khuaån ñöôøng ruoät giuùp chuyeån hoaù haàu heát löôïng lactose khoâng ñöôïc haáp thu ôû ruoät non. Ngoaøi ra caùc vi khuaån Lactobacillus laøm taêng thôøi gian vaän chuyeån lactose töø mieäng ñeán luùc baøi tieát theo phaân, do ñoù cô hoäi cho vieäc tieâu hoaù lactose nhieàu hôn 1.2.3.2. Giaûm moät soá beänh veà ñöôøng tieâu hoaù ¾ Ung loeùt Beänh loeùt trong heä thoáng tieâu hoaù coù lieân quan ñeán cheá ñoä aên uoáng haøng ngaøy, ít söû duïng caùc saûn phaåm söõa leân men vaø rau quaû, söû duïng quaù nhieàu söõa, thòt, tinh boät. Vieäc söû duïng nhieàu saûn phaåm söõa leân men laøm giaûm nguy cô bò ung loeùt trong heä tieâu hoaù. Caùc nghieân cöùu cho thaáy raèng L.acidophilus vaø B.bifidum hoaït ñoäng nhö moät lieäu phaùp sinh hoïc cho vieâm daï daøy vaø taù traøng. S. boulardii ñaõ ñöôïc chöùng minh coù hieäu quaû trong vieäc ñieàu trò beänh vieâm loeùt daï daøy. Ngaên chaën Helicobacter Pylori: Ngaøy nay ngöôøi ta söû duïng probiotic trong vieäc choáng laïi Helicobacter Pylori, moät vi sinh vaät Gram aâm gaây beänh vieâm daï daøy loaïi B, loeùt trong heä tieâu hoaù vaø ung thö daï daøy. In vitro vaø ôû ñoäng vaät, ngöôøi ta coøn chæ ra raèng vi khuaån Lactic coù theå ngaên chaën söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät gaây beänh vaø laøm giaûm hoaït tính cuûa enzyme urease, maø enzyme naøy caàn thieát cho caùc vi sinh vaät gaây beänh löu truù trong moâi tröôøng acid cuûa daï daøy. Cuøng vôùi vieäc nhieãm H.pylori, löôïng L.actobacillus trong daï daøy cuõng thieáu huït, cuõng nhö vieäc giaûm soá löôïng Bifidobacteria ñoàng thôøi vôùi vieäc taêng löôïng Enterobacteria, vaø söï thay ñoåi trong heä thoáng mieãn dòch ôû ñöôøng ruoät. Do vaäy vieäc cuûng coá laïi heä vi sinh vaät ñöôøng ruoät vaø söï roái loaïn mieãn dòch baèng Bifidobacteria vaø Lactobacilli seõ mang laïi keát quaû khaù toát. Ngoaøi ra H.pylori cuõng caàn moät khoaûng thôøi gian ñeå tieán ñeán bieåu moâ daï daøy, vaø do ñoù thaønh phaàn vi sinh vaät ñöôøng ruoät laø raát quan troïng ñoái vôùi vieäc nhieãm H.pylori. Ngoaøi ra caùc nghieân cöùu in vitro cuõng ñaõ chöùng minh raèng L.salivarius coù khaû naêng sinh ra moät löôïng lôùn acid lactic vaø vì vaäy coù khaû naêng ngaên chaën hoaøn Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 8 ‐  toaøn söï phaùt trieån cuûa H.pylori. Moät soá nghieân cöùu cuõng cho thaáy söï phaùt trieån cuûa H.pylori cuõng bò ngaên chaën baèng heä thoáng mieãn dòch vaø baèng Lactobacilli tröôùc khi chuùng xaâm chieám daï daøy. ÔÛ moät soá nghieân cöùu khaùc, Midilo et al. cho thaáy 6 chuûng thuoäc L.acidophilus vaø moät chuûng thuoäc L.casei, L.rhamnosus ngaên chaën ñöôïc söï phaùt trieån cuûa H.pylori. Ngoaøi ra caùc chaát khaùng sinh töï nhieân lactoferrin coù khaû naêng kieàm haõm ñöôïc H.pylori vôùi haøm löôïng 0,5 mg/ml. ¾ Taùc duïng ngaên chaën caùc vi sinh vaät gaây beänh – beänh tieâu chaûy Taùc duïng ngaên chaën caùc vi sinh vaät gaây beänh Caùc probiotic coù taùc duïng ngaên chaën caùc vi sinh vaät coù haïi baèng caùc cô cheá: 9 Sinh caùc acid acetic, acid lactic, vaø caùc acid höõu cô khaùc, laøm giaûm pH moâi tröôøng aûnh höôûng baát lôïi ñoái vôùi moät soá vi sinh vaät nhaïy caûm vôùi tính acid. Lactobacilus acidophilus vaø Bifidobacteria giuùp caân baèng ñöôøng ruoät maïnh khoeû. Chuùng coù khaû naêng sinh caùc acid höõu cô laøm giaûm pH ñöôøng ruoät vaø do ñoù ngaên chaën ñöôïc nhöõng vi sinh vaät nhaïy caûm vôùi acid trong ñoù bao goàm nhieàu vi sinh vaät gaây beänh. Lactobacilli laø loaøi coù khaû naêng chòu ñöôïc acid toát hôn so vôùi caùc loaøi khaùc, chuùng sinh acid lactic hydrogen peroxide vaø coù theå coù acid acetic vaø acid benzoic. Bifidobacteria coù khaû naêng sinh nhöõng chuoãi acid beùo ngaén (short-chain fatty acids – SCFAs) nhö acid acetic, propionic, butyric, formic vaø acid lactic. Taïi giaù trò pH toái öu chuùng coù khaû naêng haïn cheá vieäc phaùt trieån cuûa teá baøo vi khuaån. SCFAs doài daøo nhaát do Bifidobacteria sinh ra laø acid acetic, acid naøy coù phoå hoaït ñoäng choáng vi khuaån vaø choáng naám roäng nhaát. 9 Sinh caùc chaát khaùng sinh töï nhieân (Bacteriocin) Bacteriocin laø nhöõng chaát öùc cheá ñaëc bieät ñöôïc caùc vi sinh vaät tieát ra vaø öùc cheá, tieâu dieät caùc vi sinh vaät khaùc, chuû yeáu laø vi khuaån. Bacteriocin laø caùc peptide, polypeptide, protein hoaëc laø nhöõng chaát ít mang caáu truùc gen cuûa protein vaø ñöôïc caáu taïo töø caùc amino acid, cuõng coù theå bao goàm caùc amino acid hieám nhö lanthionine hay beta-methyllanthionine. Caùc vi sinh vaät sinh bacteriocin thöôøng xuaát hieän töï nhieân nhö trong söõa vaø caùc saûn phaåm töø söõa. Vieäc söû duïng caùc vi sinh vaät coù khaû naêng sinh bacteriocin ñaõ Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 9 ‐  coù töø nhieàu theá kyû tröôùc trong vieäc baûo quaûn thöïc phaåm. Moãi bacteriocin cuõng chæ coù taùc duïng vôùi moät soá nhoùm vi sinh vaät xaùc ñònh. Bacteriocin cuûa caùc vi khuaån lactic ñöôïc chia laøm 4 nhoùm sau: - Nhoùm 1 chöùa lanthibiotic: ñaây laø nhöõng peptic nhoû vaø coù khaû naêng chòu nhieät, chöùa amino acid nhö lanthionine. - Nhoùm 2 chia thaønh 3 nhoùm nhoû trong ñoù nhoùm 2a thöôøng gaëp nhaát bao goàm caùc bacteriocin nhö pediocin coù khaû naêng choáng Listeria. - Nhoùm 3 laø nhöõng nhoùm protein khoâng beàn nhieät. - Nhoùm 4 laø phöùc hôïp cuûa protein, lipid, vaø glucid. Baûng 1.2: Moät soá bacteriocin cuûa caùc probiotic [19] Vi sinh vaät Bacteriocin Lactobacillus acidophilus Lactobacillus acidophilus 11088 Lactobacillus acidophillus NCFM Lactobacillus casei B80 ,LHS Lactobacillus brevis Lactobacillus bulgaricus Bacillus subtilis 168, JH642 Enterococcus faecalis 226, INIA4 Enterococcus faecalis S-48 Enterococcus spp. Lactobacillus plantarum A2, BN,C- 11,LPCO-10, MI406, NCDO 1193, SIK-83, CTC 305 Lactoccocus lactis subsp.lactis Lactocicin Lactacin F, lacidin, acidophilin Lactacin B Caseicin 80, caseicin LHS Lactobacillin, brevicin Bulgarican Subtilin, thermophilin, subtilosin Enterocin 226NWC, AS-48 Bacteriocin Bc-48 Enteroccins BN, plantaricin A and D, lactolin, plantaricin BN,A,S Nisin Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 10 ‐  Baûng 1.3: Moät soá bacteriocin töø loaøi 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 do caùc chuûng thuoäc Lactobacillus tieát ra thöôøng coù khaû naêng ngaên chaën caû nhöõng vi khuaån coù moái lieân heä thaân caän. Bacteriocin cuûa chuûng Lactobacillus acidophillus NCFM goïi laø Lactacin B coù khaû naêng ngaên chaën moät soá chuûng thuoäc Lactobacillus (L.bulgaricus vaø L.helveticus), nhö vaäy seõ thuaän lôïi cho vieäc sinh tröôûng cuûa NCFM trong heä thoáng ruoät. Do ñoù vieäc troän chung caùc loaøi khaùc nhau seõ taùc ñoäng qua laïi giöõa caùc loaøi, laøm cho moät soá loaøi bò haïn cheá khaû naêng cuûa chuùng, aûnh höôûng ñeán hieäu quaû ñieàu trò. Moät soá Enterococci coù trong caùc saûn phaåm söõa coù khaû naêng sinh caùc bacteriocin ngaên chaën söï hö hoûng thöùc aên vaø moät soá vi sinh vaät gaây beänh nhö Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 11 ‐  Listeria monocytogenes, Staphylococcus eureus, Vibrio cholerae, Clostridium spp , Bacillus spp. 9 Tranh giaønh nôi cö truù, tranh giaønh chaát dinh döôõng, ngaên chaën söï baùm chaët vaø phaùt trieån cuûa caùc vi sinh vaät gaây beänh. 9 Taïo ra nhöõng caûn trôû khoâng gian aûnh höôûng ñeán söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät gaây beänh. Beänh tieâu chaûy 9 Tieâu chaûy do rotavirus Nhieàu nghieân cöùu cho thaáy vieäc chöõa trò baèng caùc probiotic hieäu quaû trong vieäc chöõa trò beänh tieâu chaûy ôû nhöõng treû em maø thöôøng laø do rotavirus gaây ra; ôû ngöôøi lôùn thì coù theå do ñi du lòch, do söû duïng thuoác khaùng sinh. Beänh tieâu chaûy gaây ra nhieàu töû vong ôû caùc nöôùc ñang phaùt trieån; vaø vieäc söû duïng caùc probiotic coù theå laø moät coâng cuï quan troïng trong vieäc taêng cöôøng söùc khoeû vaø dinh döôõng ôû nhieàu nöôùc ñang phaùt trieån. Caùc nghieân cöùu môùi ñaây cho thaáy vieäc chöõa trò beänh tieâu chaûy do rotavirus baèng caùc vi khuaån lactic, caùc vi khuaån naøy kích thích heä thoáng mieãn dòch taêng leân; hôn nöõa ñaùp öùng mieãn dòch IgA ñaëc hieäu choáng laïi söï nhieãm rotavirus laïi. S.boulardii cuõng coù khaû naêng kích thích ñaùp öùng mieãn dòch taïo IgA choáng tocxin A cuûa C.dificile(nghieân cöùu ôû chuoät). Ngoaøi ra S boulardii ngaên chaën söï baùm dính cuûa C.dìicile vaøo teá baøo nhôø vaøo khaû naêng phaân giaûi protein cuõng nhö caûn trôû veà khoâng gian cuûa noù. Caùc chuûng Lactobacillus rhamnosus GG vaø Bifidobacterium lactis BB-12 toû ra khaù hieäu quaû trong vieäc phoøng choáng vaø ñieàu trò beänh tieâu chaûy do rotavirus gaây ra ôû treû em. Tính hieäu quaû cuûa vieäc trò beänh tieâu chaûy do rotavirus gaây ra lieân quan ñeán khaû naêng soáng soùt cuûa caùc vi khuaån lactic trong suoát quaù trình ñi trong heä thoáng ruoät, khaû naêng baùm vaøo maøng nhaày vaø ñònh cö trong ruoät. 9 Tieâu chaûy do caùc vi sinh vaät khaùc Caùc nghieân cöùu in vitro cho thaáy moät soù chuûng probiotic coù khaû naêng ngaên chaën söï baùm chaët vaø phaùt trieån cuûa caùc vi sinh vaät gaây beänh ñöôøng ruoät nhö Salmonella. Vaø moät ñieàu quan troïng trong chöõa trò beänh tieâu chaûy baèng caùc probiotic laø keát hôïp vôùi vieäc boå sung nöôùc neáu coù theå. Beänh tieâu chaûy cuõng xaûy ra trong quaù trình ñieàu trò baèng thuoác khaùng sinh, thöôøng gaây ra bôûi Clostridium Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 12 ‐  difficile. Thoâng thöôøng thì C.difficile ít khi coù trong moät heä thoáng ruoät khoûe maïnh, tuy nhieân söï maát caân baèng heä vi sinh vaät ñöôøng ruoät do thuoác khaùng sinh laøm cho soá löôïng C.difficile taêng leân vaø chuùng sinh ra caùc ñoäc toá. Vaø nhieäm vuï cuûa caùc probiotic laø khoâi phuïc laïi caân baèng heä vi sinh vaät ñöôøng ruoät ôû traïng thaùi khoeû maïnh. Moät soá nghieân cöùu cho thaáy L. acidophilus vaø L.casei hieäu quaû trong vieäc choáng söï nhieãm khuaån cuûa Salmonella vaø Shigella, vaø caùc saûn phaåm söõa acidophilus khaúng ñònh tính hieäu quaû trong vieäc chöõa trò beänh tieâu chaûy do Escheriachia coli. Vieäc chöõa trò baèng thuoác khaùng sinh cuõng daãn ñeán beänh tieâu chaûy. Thuoác khaùng sinh khoâng nhöõng tieâu dieät nhöõng vi khuaån gaây beänh, maø thaäm chí noù tieâu dieät caû nhöõng vi sinh vaät coù lôïi trong heä thoáng ruoät, daãn ñeán söï maát caân baèng heä vi sinh vaät ñöôøng ruoät taïo ñieàu kieän cho caùc vi sinh vaät gaây beänh phaùt trieån nhö C.difficile. Nghieân cöùu veà söï keát hôïp söû duïng S.bourlardii vaø thuoác khaùng sinh cho thaáy tæ leä treû em bò tieâu chaûy giaûm töø 32,3 ñeán 11,4 %. Vieäc söû duïng caùc vi khuaån lactic nhö Lactobacillus rhamnosus GG, B. longum ngaên chaën söï phaùt trieån cuûa caùc vi khuaån gaây beänh, khoâi phuïc laïi heä vi sinh vaät ñöôøng ruoät,giaûm ñoäc toá do C.difficile gaây ra, do ñoù coù taùc duïng ngaên chaën ñieàu trò beänh tieâu chaûy. Maëc duø coù moät soá chuûng khoâng coù khaû naêng tieâu dieät, laøm giaûm soá löôïng C.difficile tuy nhieân chuùng laïi coù khaû naêng giaûm vieäc sinh ra ñoäc toá cuûa C.difficile. Nghieân cöùu veà khaû naêng choáng Clostridium difficile baèng Saccharomyces boulardii ôû chuoät keát quaû cho thaáy :70% soá chuoät bò nhieãm C.difficile soáng soùt khi ñieàu trò vôùi S.boulardii; soá löôïng C.difficile baùm trong maøng nhaày ruoät non vaø ruoät giaø giaûm ñaùng keå; giaûm ñoäc toá A vaø B do C.difficile tieát ra. Caùc saûn phaåm leân men coù chöùa L.acidophilus cho thaáy khaû naêng ngaên chaën söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät gaây beänh nhö Staphylococcus dysenteriae, Staphylococus typhosa, vaø E. coli. Söï caân baèng vi sinh vaät laø moät nhaân toá quan troïng trong vieäc phoøng choáng beänh tieâu chaûy do ñoù boå sung caùc saûn phaåm söõa leân men laø caàn thieát.nhieàu nghieân cöùu khaúng ñònh hieäu quaû cuûa caùc saûn phaåm leân men trong tröôøng hôïp khoâng dung naïp lactose, beänh tieâu chaûy do caùc nguyeân nhaân gaây ra. Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 13 ‐  ¾ Dò öùng thöùc aên Moät soá nghieân cöùu cho thaáy caùc vi khuaån probiotic nhö L.rhamnosus GG thuùc ñaåy cô cheá “haøng raøo” noäi sinh ôû nhöõng beänh nhaân bò vieâm da vaø dò öùng thöùc aên vaø baèng caùch giaûm caùc beänh vieâm nhieãm ñöôøng ruoät ñöôïc xem laø moät coâng cuï höõu ích trong beänh dò öùng thöùc aên. Moät phöông phaùp phoøng choáng dò öùng thöùc aên laø ñieàu chænh heä vi sinh vaät ñaëc bieät laø heä vi sinh vaät ñöôøng ruoät,vì ñaây laø nguoàn vi sinh vaät chính kích thích heä thoáng mieãn dòch. Moät soá vi sinh vaät ñaùp öùng mieãn dòch loaïi Th1, Th2 ngöôøi ta cuõng quan saùt thaáy ôû nhöõng ngöôøi thöôøng bò dò öùng vaø nhöõng ngöôøi ít bò dò öùng soá löôïng vi khuaån Lactobacilli; ôû nhöõng ngöôøi ít bò dò öùng soá löôïng vi khuaån Lactobacilli nhieàu hôn vaø ít Clostridia hôn. Vieäc chöõa trò baèng caùc vi khuaån coù lôïi raát höõu ích cho vieäc chöõa trò dò öùng thöùc aên. Môùi ñaây ngöôøi ta ñaõ ñieàu tra vaø cho thaáy vieäc chöõa trò baèng L.RhamnosusGGb raát hieäu quaû trong vieäc phoøng choáng nhöõng caên beänh dò öùng ôû treû em. L.RhamnosusGG cuõng nhö caùc vi khuaån lactic khaùc coù khaû naêng phaân chia caùc protein trong söõa bao goàm caû casein thaønh caùc peptide vaø caùc amino acid. Söï thuyû phaân caùc protein casein trong söõa nhôø L.RhamnosusGG laøm giaûm söï phaùt trieån cuûa mitogen gaây ra bôûi caùc teá baøo lympho vaø laøm giaûm söï sinh ra IL-4 (cytokine chính ñieàu chænh ñaùp öùng mieãn dòch dò öùng) so vôùi caùc casein khoâng ñöôïc thuyû phaân. 1.2.3.3. Toång hôïp moät soá vitamine Caùc vi khuaån ñöôøng ruoät coù khaû naêng sinh nhieàu vitamin khaùc nhau. Vieäc haáp thu caùc vitamin trong ñöôøng ruoät khaù keùm, do ñoù vieäc caùc vi khuaån coù khaû naêng sinh vitamin raát quan troïng. Caùc vi khuaån naøy sinh taát caû caùc loaïi vitamin B(folic acid, niacin, riboflavin, B12, B6, acid pantothenic) vaø vitamin K. Caùc vi khuaån cuõng caàn vitamin cho söï phaùt trieån cuûa chuùng. Söï thieáu huït vitamin B12 thöôøng thaáy ôû ngöôøi lôùn tuoåi, cuøng vôùi vieäc hoaït tính cuûa caùc vi khuaån Bifidobacteria bò giaûm. Nhö vaäy, vi khuaån coù theå sinh ra nhöõng chaát töông töï ñöôïc goïi laø vitamin. Nhöõng chaát naøy caïnh tranh vôùi caùc vitamin thaät söï, vaø khi coù söï thieáu huït vitamin thì ñaây chính laø nguoàn boå sung vitamin cho cô theå. Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 14 ‐  Theo caùc nghieân cöùu, L.Brevis coù khaû naêng toång hôïp vitamin D vaø vitamin K; B.longum toång hôïp vitamin B; B.bifidum vaø L.acidophillus toång hôïp ñöôïc caùc vitamin B nhö niacin, folic acid, biotin, B6 vaø vitamin K. 1.2.3.4. Giaûm cholesterol Bifidobacterium vaø L. acidophilus ñoùng vai troø quan troïng trong quaù trình chuyeån hoùa cholesterol. Vi khuaån ñöôøng ruoät chuyeån cholesterol sang daïng khoù haáp thu hôn (coprostanol) do ñoù laøm caûn trôû vieäc haáp thu cholesterol vaøo heä thoáng ruoät. Nhieàu nghieân cöùu ôû ngöôøi vaø ñoäng vaät cuõng ñaõ chöùng toû caùc vi khuaån lactic coù khaû naêng laøm giaûm cholesterol. Theo caùc nhaø nghieân cöùu, caùc vi khuaån probiotic khoáng cheá söï taêng cholesterol baèng caùc cô cheá chuû yeáu sau: - Caùc vi khuaån naøy phaùt trieån trong heä thoáng ñöôøng ruoät, chuùng haáp thuï moät löôïng cholesterol coù maët trong ñoù. Moät phaàn cholesterol keát gaén vaøo teá baøo cuûa vi khuaån. - Taêng chuyeån hoùa cholesterol thaønh chaát khaùc vaø giaûm söï haáp thu cuûa chaát naøy vaøo cô theå. - Giaûm söï haáp thu cholesterol cuûa ruoät vaø taêng söï baøi tieát cuûa phaân. - Giôùi haïn söï bieán ñoåi cholesterol thaønh acid maät cho gan döï tröõ. Trong caùc caùch treân, caùc vi khuaån coù nhieäm vuï laøm cho cholesterol khoù haáp thu ñöôïc vaøo maùu. Moät nghieân cöùu ôû ÑH Shinshu, Nhaät Baûn cho thaáy Lactobacillus acidophilus ngaên chaën söï huùt trôû laïi acid maät mang cholesterol vaø taêng cöôøng söï thaûi boû cholesterol töø maùu qua söï baøi tieát phaân. Nghieân cöùu ôû Achentia, vi khuaån Lactobacillus haï thaáp haøm löôïng cholesterol trong maùu xuoáng ñeán 22% vaø löôïng triglycerit 32%. Nghieân cöùu töø Ñan Maïch, vi khuaån Lactobacillus giaûm ñaùng keå aùp löïc maùu ôû ñaøn oâng vaø phuï nöõ ôû ñoä tuoåi 18-55 tuoåi sau 8 tuaàn ñöôïc boå sung Lactobacillus. Tuy nhieân khoâng phaûi taát caû caùc chuûng vi khuaån probiotic ñeàu coù khaû naêng giaûm cholesterol. Moät soá chuûng coù khaû naêng giaûm cholesterol ñaõ ñöôïc nghieân cöùu laø Lactobacillus acidophilus(DDS-1 vaø NAS), Bifidobacterium bifidum vaø Lactobacillus bulgaricus. Theo moät nghieân cöùu khaùc, trong soá 13 chuûng ñöôïc phaân laäp cuûa L.acidophilus thì chuûng NCFM coù khaû naêng ñoàng hoùa cholesterol cao nhaát trong suoát 16 giôø sinh tröôûng. Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 15 ‐  Theo moät nghieân cöùu khaùc veà khaû naêng laøm giaûm cholesterol ôû caùc chuûng vi khuaån coù lôïi söû duïng leân men caùc saûn phaåm söõa, caùc vi khuaån leân men ôû ruoät sinh ra hôïp chaát goïi laø chuoãi acid beùo ngaén hay SCFA, moãi SCFA goàm acid propionic coù khaû naêng giaûm söï toång hôïp cholesterol ôû gan, laøm giaûm cholesterol tuaàn hoaøn trong maùu. Moät soá vi khuaån coù khaû naêng phaân giaûi acid maät. Thoâng thöôøng acid maät ñöôïc tieát vaøo ruoät nhöng noù ñöôïc haáp thu trôû laïi, cuõng nhö cholesterol cuõng ñöôïc tuaàn hoaøn trôû laïi. Neáu acid maät bò phaân giaûi thì cholesterol khoâng ñöôïc haáp thu trôû laïi vaø ñöôïc thaûi ra ngoaøi theo phaân. Neáu haøm löôïng chaát beùo cao trong caùc böõa aên, gaây ra söï taêng cholesterol, vieäc söû duïng boå sung caùc vi khuaån coù lôïi naøy laø moät phöông phaùp giuùp caân baèng möùc lipid vaø chaát beùo, giöõ heä thoáng tim maïch maïnh khoûe. 1.2.3.5. Taêng heä mieãn dòch Moät trong nhöõng cô cheá chuû yeáu ñaûm baûo cho söï toaøn veïn cuûa cô theå soáng laø söùc ñeà khaùng cuûa cô theå vôùi taùc nhaân gaây beänh hay coøn goïi laø mieãn dòch. Mieãn dòch laø traïng thaùi baûo veä ñaëc bieät cuûa cô theå soáng choáng laïi caùc yeáu toá gaây beänh( caùc vi sinh vaät, caùc ñoäc toá cuûa vi sinh vaät, caùc phaân töû laï…) khi chuùng xaâm nhaäp vaøo cô theå. ¾ Heä thoáng mieãn dòch cuûa ñöôøng ruoät vaø moät soá khaùi nieäm Heä thoáng ñöôøng ruoät ñöôïc xem laø thaønh baûo veä quan troïng giöõa theá giôùi beân ngoaøi vaø moâi tröôøng beân trong cuûa ruoät vôùi nhieàu cô cheá mieãn dòch ñöôïc xaây döïng beân trong maøng ruoät ñaûm baûo caùc maàm beänh beân ngoaøi bò trung hoøa tröôùc khi chuùng xaâm nhaäp gaây phaù huûy beân trong cô theå. Thöïc teá coù ñeán 70% heä thoáng mieãn dòch cô theå lieân quan ñeán heä thoáng tieâu hoùa. Heä thoáng mieãn dòch ñöôøng ruoät ñöôïc goïi laø Gut-Associated Lymphatic Tissue, hay GALT. Khi caùc maøng teá baøo ñaëc bieät cuûa heä thoáng ruoät phaùt hieän thaáy taùc nhaân coù haïi naøy. Moät cô cheá baûo veä khaùc, khi taùc nhaân coù haïi xuaát hieän, lôùp maøng thaønh ruoät tieát chaát khaùng theå IgA(Secretory Immunoglobulin A-SIgA), SigA”baét “ nhöõng taùc nhaân naøy laïi trong lôùp maøng nhaày cuûa ruoät vaø laøm voâ hieäu hoùa chuùng. Baát kì moät chaát naøo khi ñöa vaøo cô theå ñoäng vaät ôû ñieàu kieän thích hôïp gaây ñaùp öùng mieãn dòch ñeàu ñöôïc goïi laø chaát sinh mieãn dòch. Baát cöù moät chaát naøo khi gaén vôùi thaønh phaàn cuûa ñaùp öùng mieãn dòch ( khaùng theå hoaëc caùc teá baøo limpho hoaëc caû hai) ñeàu ñöôïc goïi laø khaùng nguyeân. Taát caû caùc chaát sinh mieãn dòch ñeàu laø Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 16 ‐  khaùng nguyeân, song moät soá chaát ñöôïc coi laø khaùng nguyeân nhöng khoâng gaây ñaùp öùng mieãn dòch. 1.2.3.6. Ngaên chaën ung thö Cô cheá chung: - Keát hôïp, ngaên chaën hoaëc laøm maát hoaït tính cuûa caùc yeáu toá gaây ung thö. - Giaûm hoaït tính cuûa caùc enzym ôû phaân, laø nôi khôi nguoàn cuûa caùc maàm moáng gaây ung thö. - Kích thích heä thoáng mieãn dòch - Ngaên chaën söï taïo thaønh khoái u. Ña soá ung thö ôû ngöôøi lieân quan ñeán thoùi quen aên uoáng. Moät soá chuûng cuûa vi khuaån lactic söû duïng trong caùc saûn phaåm söõa leân men coù theå xem nhö laø moät chaát choáng ung thö vaø choáng gaây ñoät bieán. Moät soá yaourt coù chöùa caùc vi khuaån L.bulgaricus, S.thermophilus hay L.acidophilus vaø Bifidobacteria ñeàu coù khaû naêng treân. Töø hai thaäp nieân tröôùc, caùc nhaø khoa hoïc ñaõ quan taâm ñeán vieäc söû duïng caùc probiotic trong vieäc ñieàu trò beänh ung thö ruoät keát, döïa treân nhieàu cô cheá nhö ngaên chaën tröïc tieáp taùc nhaân gaây ung thö, hoaït hoùa heä mieãn dòch, vaø ngaên chaën caùc vi khuaån coù haïi, ñieàu chænh laïi heä vi sinh vaät trong heä thoáng tieâu hoùa. Trong heä thoáng tieâu hoùa, moät soá vi sinh vaät laøm taêng nguy cô bò beänh ung thö ruoät keát, trong khi ñoùmoät soá vi sinh vaät khaùc laïi coù khaû naêng giaûm nguy cô bò beänh. Quan saùt ôû nhöõng ngöôøi thöôøng xuyeân söû duïng caùc saûn phaåm söõa leân men baèng caùc probiotic nhö Bifidobacteria, ngöôøi ta nhaän thaáy moät soá enzym trong phaân giaûm xuoáng nhö ezym β-glucoronidase, maø nhöõng ezym naøy tröïc tieáp chuyeån caùc chaát tieàn ung thö sang caùc chaát gaây ung thö. Nghieân cöùu in vitro, caùc vi khuaån lactic coù khaû naêng choáng laïi caùc taùc nhaân beân ngoaøi nhö phoùng xaï, chaát hoùa hoïc, virus gaây ra caùc ñoät bieán ôû caùc teá baøo hay cô quan. Trong tröôøng hôïp ñoái vôùi ngöôøi, hieäu quaû naøy ñi lieàn vôùi vieäc taêng löôïng vi khuaån Bifidobacteria trong phaân vaø giaûm caùc chaát gaây thoái röõa trong phaân nhö indole,p-cresol vaø amoniac. Caùc vi khuaån coù lôïi coù theå giaûm caùc ezym lieân quan ñeán caùc taùc nhaân gaây ung thö (β-gulucoronidase, azoreductase, ezym khöû nitrate,nitroreductase,vaø β- glucosidase) vaø do ñoù laøm giaûm nguy cô gaây ung thö ruoät keát. Bifidobacteria ngaên chaën caùc yeáu toá tieàn ung thö nhö nitrate vaønitrosamines thoâng qua cô cheá noäi baøo vaø non-ezymatic. Chuùng cuõng coù theå keát hôïp vôùi caùc heterocyclic amines( caùc chaát Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 17 ‐  gaây ung thö trong quaù trình naáu thòt), caùc chaát keát hôïp naøy sau ñoù ñöôïc baøi tieát theo phaân. Nhieàu nghieân cöùu treân chuoät cho thaáy Bifidobacterium coù khaû naêng ngaên chaën caùc maàm moáng beänh khaùc thöôøng ôû ruoät, vaø laøm giaûm ñaùng keå tæ leä maéc phaûi beänh ung thö ruoät cuõng nhö soá caùc khoái u taïo thaønh. Caùc vi khuaån Lactic, ñaëc bieät Bifidobacteria, coù khaû naêng choáng beänh ung thö baèng caùchthay ñoåi hoaït ñoäng cuûa heä vi sinh vaät ñöôøng ruoät. Caùc vi khuaån Bifidobacteria vaø caùc probiotic khaùc ñoùng vai troø quan troïng trong vieäc phoøng choáng beänh ung thö baèng caùch taêng IgA vaø cytokine( IL-1, IL-6,α-interferon). 1.2.3.7. Choáng vieâm nhieãm heä thoáng nieäu sinh duïc – choáng naám Candida Bình thöôøng vieäc vieâm nhieãm ñöôøng sinh duïc laø do söï maát caân baèng heä vi sinh vaät ñöôøng ruoät, do söû duïng thuoác khaùng sinh, caùc chaát khöû truøng, hormones, vaø caùc yeáu toá khaùc. Caùc vi khuaån probiotic hieäu quaû trong vieäc phoøng choáng caùc roái loaïn heä thoáng nieäu sinh duïc baèng khaû naêng cö truù cuûa chuùng ôû aâm ñaïo, khaû naêng giaûm soá löôïng vi sinh vaät gaây beänh trong quaù trình giaønh choã cö truù vaø ngaên chaën söï phaùt trieån cuûa caùc vi sinh vaät gaây beänh. Moät soá chuûng thuoäc Lactobacillus coù khaû naêng ngaên chaën söï phaùt trieån vaø baùm chaët cuûa naám Candida albicans vaø caùc chuûng Candida khaùc. Vieäc söû duïng Lactobacillus giaûm nguy cô nhieãm naám trôû laïi, giaûm nhieãm naám aâm ñaïo. Ngoaøi ra moät soá chuûng Lactobacillus GR-1 vaø RC-14 ngaên chaën söï nhieãm ñöôøng tieát nieäu do Escheriachia coli gaây ra. Phaàn lôùn moïi ngöôøi ñeàu gaëp phaûi nhöõng vaán ñeà lieân quan ñeán naám Candida, chuùng xaâm nhaäp vaø cö truù vaøo trong lôùp maøng ruoät, sau ñoù di chuyeån töø daïng baøo töû naám sang daïng sôïi naám ñeå deã daøng xaâm ñeå deã daøng xaâm chieám laáy heä thoáng ruoät. Nhöõng sôïi naám caém saâu vaøo trong maøng nhaày ruoät, chuùng cuõng coù theå tieát ra caùc enzym proteases, alkaline phosphophatases, coagulase, phospholipase.. laøm phaù huûy maøng ruoät vaø giuùp chuùng deã daøng caém saâu vaøo beân trong maøng nhaày ruoät hôn. Khi chuùng xaâm chieám heä thoáng ruoät, ôû ñaây chuùng sinh ra caùc ñoäc toá ñöôïc haáp thu bôûi mang ruoät, cuõng nhö caùc cô quan khaùc trong cô theå keå caû naõo. Ngoaøi ra chuùng cuõng sinh ra caùc chaát nhö amines, ammonia, hydrogen sulfide, indoles, vaø phenol phaù huûy maøng ruoät. Maëc duø ñöôïc chöõa trò vôùi caùc thuoác naám nhö Nystatin, Nizoral, Sporonox…naám Candida alblicans vaãn coù theå baùm truï trong heä thoáng ruoät. Do ñoù, Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 18 ‐  söû duïng caùc probiotic, caùc vi khuaån coù lôïi naøy seõ chieán ñaáu giaønh laáy nôi cö truù trong maøng nhaày ruoät, giuùp toáng ra ngoaøi caùc vi sinh vaät gaây beänh, kích thích ñaùp öùng mieãn dòch cuõng nhö vieäc sinh ra caùc chaát khaùng sinh töï nhieân vaø hydrogen peroxide giuùp baûo veä cô theå choáng laïi caùc naám coù haïi naøy Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 19 ‐  1.3. Giôùi thieäu veà kyõ thuaät vi bao [15, 23, 24] 1.3.1. Ñònh nghóa Kyõ thuaät vi bao laø kyõ thuaät bao goùi caùc chaát raén, loûng hay khí (chaát neàn) vaøo moät lôùp voû bao cöïc moûng, lôùp voû naøy seõ giöõ vaø baûo veä chaát neàn khoâng bò bieán ñoåi laøm giaûm chaát löôïng (ñoái vôùi nhöõng chaát neàn maãn caûm vôùi nhieät ñoä) hay haïn cheá toån thaát (ñoái vôùi chaát deã bay hôi), noù chæ giaûi phoùng chaát neàn naøy ra ngoaøi trong moät soá ñieàu kieän ñaëc bieät. 1.3.2. Taùc nhaân vi bao Chaát bao söû duïng trong kyõ thuaät vi bao baèng phöông phaùp saáy phun phaûi thoaû maõn nhöõng yeâu caàu sau: - Ñoä tan toát: neáu chaát bao keùm tan trong nöôùc thì chuùng seõ khoâng phaân boá ñeàu trong dòch loûng, laøm cho khaû naêng tieáp xuùc vôùi chaát neàn bò haïn cheá do ñoù maø hieäu quaû vi bao seõ thaáp. Hôn nöõa, coù theå laøm ngheõn ñaàu phun trong quaù trinh phun söông. Ngöôïc laïi neáu chaát bao tan toát trong nöôùc, chuùng deã daøng hoøa troän ñoàng ñeàu trong dòch loûng, nhôø vaäy maø hieäu quaû vi bao seõ ñaït ñöôïc keát quaû toát hôn. - Khaû naêng taïo maøng toát: ñeå quaù trình vi bao ñaït hieäu quaû toát thì chaát bao phaûi coù khaû naêng taïo maøng toát. Nhôø vaäy maø khi lieân keát vôùi chaát neàn, chaát bao naøy coù theå hình thaønh moät lôùp maøng bao ngoaøi chaéc chaén baûo veä chaát neàn beân trong. - Khaû naêng taùch nöôùc toát: trong quaù trình saáy phun coù giai ñoaïn taùch nöôùc trong caùc haït ñöôïc phun söông vaøo buoàng saáy. Neáu chaát bao taùch nöôùc keùm thì ñoä aåm cuûa boät thaønh phaåm seõ cao do thôøi gian löu trong buoàng saáy raát ngaén, luùc ñoù caùc haït thaønh phaåm coù khuynh höôùng keát dính laïi vôùi nhau, daãn ñeán hieän töôïng chuùng seõ baùm vaøo thaønh thieát bò, gaây khoù khaên cho quaù trình thu hoài saûn phaåm. - Dung dòch chaát bao trong nöôùc coù ñoä nhôùt thaáp: ñoä nhôùt cuûa heä nhuõ töông quyeát ñònh chaát löôïng vi bao cuûa saûn phaåm khi saáy phun. Neáu dòch nhuõ töông coù ñoä nhôùt cao seõ gaây trôû ngaïi cho quaù trình phun söông, daãn ñeán caùc haït thaønh phaåm khoâng ñoàng ñeàu veà kích thöôùc, hieäu quaû vi bao vaø thaáp. Caùc chaát bao söû duïng trong coâng nghieäp thöïc phaåm bao goàm caùc loaïi gum töï nhieân, carbonhydrate, saùp, protein söõa. Trong ñoù protein söõa vaø gum ñöôïc söû Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 20 ‐  duïng nhieàu nhaát do ñaït ñöôïc haàu heát caùc yeâu caàu treân, duy chæ coù tính tan laø khoâng toát laém. 1.3.3. ÖÙng duïng cuûa kyõ thuaät vi bao Kó thuaät vi bao ñaõ ñöôïc aùp duïng töø giöõa thaäp kæ 50 ñeå bao goùi nhöõng thaønh phaàn “nhaïy caûm” trong thöïc phaåm (caùc chaát deã bay hôi, maãn caûm vôùi nhieät ñoä…) nhaèm baûo veä caùc thaønh phaàn naøy. Keå töø ñoù, caùc nhaø saûn xuaát thöïc phaåm ngaøy caøng chuù yù ñeán kó thuaät ñaày tieàm naêng naøy, baèng chöùng laø soá löôïng caùc nghieân cöùu veà lónh vöïc naøy taêng vôùi toác ñoä raát nhanh, theå hieän trong bieåu ñoà sau: Hình1.1: Soá löôïng caùc nghieân cöùu kó thuaät vi bao baèng caùc phöông phaùp khaùc nhau töø 1955 ñeán 2005 [20] Trong nhöõng naêm gaàn ñaây, kó thuaät vi bao ngaøy caøng coù moät vai troø quan troïng hôn trong nhieàu ngaønh coâng nghieäp (thöïc phaåm, döôïc, myõ phaåm). Trong coâng nghieäp thöïc phaåm, kó thuaät vi bao ñöôïc aùp duïng treân raát nhieàu nguyeân lieäu khaùc nhau nhö caùc hôïp chaát deã bay hôi, caùc chaát höông, vitamin, tinh daàu, nhöïa daàu, vi khuaån, enzyme vaø khoaùng chaát. Töø thaäp kæ 50 trôû laïi ñaây, caùc nhaø khoa hoïc ñaõ nghieân cöùu thöïc hieän quaù trình vi bao baèng nhieàu kó thuaät khaùc nhau nhö saáy phun, saáy laïnh, eùp ñuøn, ñóa quay… treân caùc nguyeân lieäu khaùc nhau döïa vaøo ñaëc ñieåm cuûa töøng phöông phaùp. Kó thuaät vi bao söû duïng ñóa quay (Spinning Disk) vaø eùp ly taâm (Centrifugal Coextrusion) laø hai phöông phaùp phun söông dòch loûng nhaèm taêng hieäu suaát cho kó thuaät vi bao baèng phöông phaùp saáy laïnh. Trong phöông phaùp thöù nhaát, chuyeån ñoäng Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 21 ‐  quay cuûa ñóa trong huyeàn phuø cuûa chaát neàn vôùi chaát bao seõ laøm phaù vôõ chaát bao thaønh nhöõng haït coù kích thöôùc nhoû, sau ñoù hoãn hôïp naøy ñöôïc phun söông ra ngoaøi ñeå thöïc hieän quaù trình vi bao. Nhöõng haït chaát bao chöa keát hôïp ñöôïc vôùi chaát neàn seõ qua raây vaø nhaäp lieäu trôû laïi. Trong khi ñoù, phöông phaùp eùp ly taâm söû duïng ñaàu phun hai doøng, chaát bao vaø chaát neàn ñi trong hai oáng rieâng bieät, chuùng chæ hoøa troän vaøo nhau khi ñöôïc phun söông ra ngoaøi, sau ñoù quaù trình bao môùi dieãn ra. Kó thuaät vi bao baèng phöông phaùp eùp ñuøn (Extrusion) chuû yeáu ñöôïc öùng duïng treân nguyeân lieäu laø caùc chaát muøi deã bay hôi, keùm oån ñònh vôùi chaát bao söû duïng laø khoái maïng carbohydrate. Öu ñieåm cuûa phöông phaùp naøy laø hieäu quaû vi bao toát, saûn phaåm coù thôøi gian söû duïng daøi vì söï khueách taùn cuûa khoâng khí qua lôùp maøng carbohydrate raát haïn cheá. Theo phöông phaùp naøy, thôøi gian söû duïng cuûa caùc tinh daàu höông ñöôïc vi bao leân ñeán 5 naêm, thôøi gian söû duïng giaûm xuoáng chæ coøn 1 naêm neáu tinh daàu höông ñöôïc vi bao baèng phöông phaùp saáy phun, coøn neáu khoâng ñöôïc vi bao thì saûn phaåm chæ coù theå baûo quaûn trong vaøi thaùng. Tuy nhieân, phöông phaùp naøy chæ aùp duïng ñöôïc vôùi dung dòch coù noàng ñoä khaù thaáp (khoaûng 8%), ôû noàng ñoä cao hôn saûn phaåm seõ keùm oån ñònh, chaát neàn deã bò khueách taùn ra ngoaøi vaø bò oxy hoùa; theâm vaøo ñoù, chi phí cho quaù trình laø quaù ñaét. Hôn nöõa, phöông phaùp naøy chæ coù theå söû duïng moät soá raát giôùi haïn caùc vaät lieäu bao (chuû yeáu laø maltodextrin vaø tinh boät). Kó thuaät hoùa loûng chaát bao (Fluidized Bed) laø moät trong nhöõng kó thuaät vi bao söû duïng ñöôïc nhieàu loaïi vaät lieäu bao khaùc nhau (nhö polysaccharide, protein, chaát nhuõ hoùa, chaát beùo), vì vaäy maø kó thuaät naøy theå hieän tính linh hoaït hôn so vôùi caùc kó thuaät vi bao khaùc. Beân caïnh ñoù, phöông phaùp naøy söû duïng chaát bao daïng coâ ñaëc vaø ôû traïng thaùi noùng chaûy neân thôøi gian vi bao ngaén, naêng löôïng tieâu hao ít do löôïng nöôùc caàn bay hôi khoâng nhieàu, nhôø ñoù chi phí cho saûn phaåm giaûm ñaùng keå. Vôùi nhöõng öu ñieåm keå treân, hieän nay, ngöôøi ta ñaõ öùng duïng kó thuaät hoùa loûng chaát bao ñeå vi bao nhieàu phuï gia thöïc phaåm khaùc nhau nhö acid ascorbic, chaát taïo chua cho caùc saûn phaåm thòt cheá bieán, boät nôû, chaát höông… Saáy laïnh (Spray Cooling/Chilling) laø kó thuaät vi bao ít toán chi phí nhaát, thöôøng ñöôïc duøng ñeå bao caùc muoái voâ cô, muoái höõu cô, caùc phuï gia taïo caáu truùc, enzyme, chaát muøi vaø caùc thaønh phaàn khaùc, chuyeån chuùng thaønh daïng boät nhaèm caûi thieän khaû naêng beàn nhieät vaø thôøi gian baûo quaûn cuûa saûn phaåm. Khaùc vôùi nhöõng kó thuaät keå treân, trong kó thuaät vi bao baèng phöông phaùp saáy laïnh hay kó thuaät bao maïng (matrix encapsulation), chaát neàn seõ baùm dính leân maët ngoaøi cuûa lôùp maøng Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 22 ‐  bao (thöôøng laø chaát beùo). Nhôø vaäy, caùc thaønh phaàn naøy seõ deã daøng ñöôïc giaûi phoùng khi tieáp xuùc vôùi moâi tröôøng thöïc phaåm. Tuy nhieân, ñaây cuõng chính laø nhöôïc ñieåm cuûa phöông phaùp bôûi lieân keát trong khoái maïng giöõa chaát neàn vôùi chaát bao laø khoâng beàn. Maëc duø coù nhieàu phöông phaùp ñeå thöïc hieän quaù trình vi bao nhö treân nhöng kó thuaät saáy phun laø phöông phaùp phoå bieán nhaát ñöôïc aùp duïng ñeå thöïc hieän vi bao caùc thaønh phaàn cuûa thöïc phaåm. 1.4. Saáy phun [2] Ñònh nghóa: Saáy phun laø quaù trình laøm boác hôi nöôùc ra khoûi vaät lieäu döôùi taùc duïng cuûa nhieät. Trong quaù trình saáy phun, nöôùc ñöôïc taùch ra khoûi vaät lieäu nhôø söï khueách taùn do: - Cheânh leäch ñoä aåm giöõa beà maët vaø beân trong vaät lieäu. - Cheânh leäch aùp suaát hôi rieâng phaàn cuûa nöôùc taïi beà maët vaät lieäu vaø moâi tröôøng xung quanh. Quaù trình saáy phun goàm ba giai ñoaïn cô baûn sau: - Giai ñoaïn phun söông: giai ñoaïn phaân taùn doøng nhaäp lieäu thaønh nhöõng haït söông nhoû li ti vaøo trong buoàng saáy. - Giai ñoaïn troän nguyeân lieäu caàn saáy vôùi khoâng khí noùng, khi ñoù seõ dieãn ra quaù trình boác hôi nöôùc trong nguyeân lieäu. - Giai ñoaïn thu hoài saûn phaåm sau saáy töø doøng khí thoaùt ra nhôø cyclon thu hoài saûn phaåm. Öu ñieåm cuûa phöông phaùp saáy phun: - Thôøi gian tieáp xuùc giöõa caùc haït loûng vaø taùc nhaân saáy trong thieát bò raát ngaén, do ñoù nhieät ñoä cuûa maãu nguyeân lieäu ñem saáy khoâng bò taêng quaù cao. Nhôø ñoù, söï toån thaát caùc hôïp chaát dinh döôõng maãn caûm vôùi nhieät ñoä coù trong maãu laø khoâng ñaùng keå. - Saûn phaåm saáy phun thu ñöôïc laø nhöõng haït coù hình daïng vaø kích thöôùc töông ñoái ñoàng nhaát. Tyû leä khoái löôïng giöõa caùc caáu töû khoâng bay hôi trong haït saûn phaåm töông töï trong maãu loûng ban ñaàu. - Thieát bò saáy phun trong thöïc teá saûn xuaát thöôøng coù naêng suaát cao vaø laøm vieäc theo nguyeân taéc lieân tuïc. Ñieàu naøy goùp phaàn laøm hieän ñaïi hoaù caùc quy trình saûn xuaát coâng nghieäp. Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 23 ‐  Chöông 1: Toång quan taøi lieäu Luaän vaên toát nghieäp ‐ 24 ‐  Tuy nhieân, phöông phaùp saáy phun cuõng coù moät soá nhöôïc ñieåm: - Saûn phaåm thu ñöôïc bò giôùi haïn: khoâng theå söû duïng maãu nguyeân lieäu coù ñoä nhôùt quaù cao hoaëc saûn phaåm thu ñöôïc coù tyû troïng cao. - Moãi thieát bò saáy phun thöôøng ñöôïc thieát keá ñeå saûn xuaát moät soá saûn phaåm vôùi nhöõng tính chaát vaø chæ tieâu ñaëc thuø rieâng. - Voán ñaàu tö thieát bò saáy phun khaù lôùn khi so saùnh vôùi caùc thieát bò saáy lieân tuïc khaùc.