Probiotic đường uống gặp nhiều thách thức khác nhau khi chúng đi qua miệng, dạ dày, ruột và ruột kết. Môi trường khắc nghiệt của đường tiêu hóa và khả năng kháng khuẩn của vi khuẩn hội sinh đối với các loài vi khuẩn ngoại lai là hai trở ngại lớn ảnh hưởng đến tác dụng sức khỏe của men vi sinh đường uống.
Vận chuyển probiotic trong đường tiêu hóa
1. khoang miệng
Khi men vi sinh được đưa vào cơ thể, điều đầu tiên chúng tiếp xúc là nước bọt trong miệng của bạn. Nước bọt là chất nhầy trong suốt, có tính axit nhẹ, có tác dụng bôi trơn niêm mạc miệng, hòa tan thức ăn và hỗ trợ quá trình nuốt. Các thành phần miễn dịch trong nước bọt bao gồm globulin miễn dịch bài tiết A (IgA), globulin miễn dịch G (IgG) và globulin miễn dịch M (IgM). Các thành phần không miễn dịch bao gồm protein, chất nhầy, peptide và enzyme. Vì vậy, nước bọt cũng có tác dụng kháng khuẩn nhất định và có thể hỗ trợ có chọn lọc sự phát triển của vi khuẩn không gây ung thư. Các nghiên cứu in vitro đã chỉ ra rằng nước bọt không có tác dụng ức chế đáng kể đối với sự phát triển của các chủng Lactobacillus, Pediococcus và Bifidobacteria. Ngoài ra, do thời gian tiếp xúc ngắn nên tác động của nước bọt lên men vi sinh có thể nói là rất ít.
2. dạ dày
Sau khi nuốt, men vi sinh đi qua thực quản và đến dạ dày, nơi chúng phải đối mặt với thách thức lớn đầu tiên: axit dạ dày. Độ pH của axit dạ dày là khoảng 1-3, đây là tình trạng có tính axit cực cao, có thể làm giảm giá trị pH của tế bào chất vi khuẩn, điều này cực kỳ nguy hiểm đối với hầu hết vi khuẩn. Probiotic tồn tại trong dạ dày khoảng 5 phút đến 2 giờ. Nếu chúng tiếp xúc với axit dạ dày trong thời gian dài thì hoạt động của men vi sinh sẽ bị ảnh hưởng rất nhiều. Ngoài ra, cường độ ion cao, pepsin và sự kích động cơ học trong dạ dày có thể ảnh hưởng xấu đến men vi sinh.
3. ruột non
Sau khi đi qua môn vị, men vi sinh sẽ đến ruột non, nơi chứa một lượng lớn dịch tụy và mật. Với sự trung hòa của dịch ruột non, độ pH trong ruột non tăng lên 6-7, phù hợp hơn cho sự phát triển của men vi sinh. Tuy nhiên, các axit mật và các enzyme tiêu hóa (như lipase, protease, amylase, v.v.) trong dịch ruột non vẫn sẽ duy trì ở một mức nhất định. Phá hủy cấu trúc tế bào của men vi sinh ở một mức độ nhất định hoặc gây tổn thương DNA nội bào.
4. đại tràng
Đại tràng chứa số lượng lớn nhất và mật độ vi khuẩn cao nhất trong cơ thể con người (10^11-10^12CFU/ml), vì vậy men vi sinh trong đại tràng thường phải đối mặt với khả năng kháng khuẩn của vi khuẩn hội sinh trong đại tràng. Probiotic phải cạnh tranh với hệ thực vật chủ về chất dinh dưỡng và vị trí bám dính để xâm chiếm niêm mạc đại tràng. Probiotic không xâm chiếm thành công sẽ được bài tiết qua phân ngay sau đó.
Sự xâm chiếm niêm mạc ruột của vi khuẩn probiotic
Việc xâm nhập thành công men vi sinh vào cơ thể con người là điều kiện tiên quyết quan trọng để chúng phát huy tác dụng có lợi lâu dài. Sự kết dính niêm mạc ruột được coi là một bước quan trọng trong quá trình xâm chiếm probiotic. Quá trình vi khuẩn bám vào niêm mạc ruột bao gồm hai giai đoạn: thuận nghịch và ổn định. Ban đầu, men vi sinh liên kết với niêm mạc thông qua các tiếp xúc vật lý không đặc hiệu (bao gồm cả sự nhận biết không gian và kỵ nước), tạo thành một liên kết vật lý yếu có thể đảo ngược. Sau đó, thông qua liên kết cụ thể giữa chất kết dính và các thụ thể bổ sung, men vi sinh liên kết ổn định với chất nhầy hoặc tế bào biểu mô ruột để đạt được sự xâm chiếm thành công. Probiotic có thể mã hóa nhiều yếu tố bề mặt tế bào có liên quan đến sự bám dính của protein chất nhầy hoặc tế bào biểu mô ruột. Ngoài ra, men vi sinh cũng có thể thiết lập sự tiếp xúc với tế bào chủ thông qua các phân tử không phải protein như axit teichoic và exopolysacarit, do đó ảnh hưởng đến độ bám dính và sự xâm chiếm của vi khuẩn.
Lựa chọn chủng là chìa khóa
Tóm lại, men vi sinh cần phải trải qua “chín mươi chín tám mươi mốt khó khăn” mới có thể phát huy được vai trò của mình trong cơ thể con người, điều này cho thấy men vi sinh không chỉ phải có tác dụng sinh học mà còn phải có sức sống mãnh liệt! Vì vậy, việc nhân giống có mục tiêu các chủng probiotic có khả năng chịu stress đã trở nên cực kỳ quan trọng. Thông qua nghiên cứu chuyên sâu về phản ứng sinh lý và cơ chế điều hòa stress axit và muối mật, Union Biotech đã tiến hành nhân giống định hướng các chủng có khả năng chống chịu mạnh phân lập từ thực phẩm lên men truyền thống như kim chi và sữa chua, cũng như từ ruột người, và cuối cùng là thực vật thu được bao gồm các chủng có khả năng kháng cao bao gồm Lactobacillus HH-LP56, Bifidobacteria lactis HH-BA68, Lactobacillus casei PB-LC39, Lactobacillus rhamnosus PB-LR76, Lactobacillus reuteri PB-LR09, Lactobacillus johnsonii LBJ456, v.v.. Các chủng có chức năng tiếp nhận. Bằng cách tối ưu hóa thành phần môi trường nuôi cấy và quy trình sản xuất, sẽ đạt được sự biểu hiện và điều hòa của các gen kháng bệnh và các enzyme chủ chốt. Ngoài ra, việc áp dụng công nghệ đóng gói đã nâng cao hơn nữa khả năng chống chịu của chủng với môi trường bất lợi.