Trung tâm Đổi mới Khoa học và Công nghệ Yue Weifeng Ngày 19 tháng 1 năm 2024
Probiotic là một nhóm các vi sinh vật sống được lựa chọn nghiêm ngặt, nếu được sử dụng với số lượng đủ, có thể mang lại lợi ích sức khỏe cho vật chủ. Nhiều nhà nghiên cứu tin rằng có mối quan hệ chặt chẽ giữa men vi sinh và sức khỏe con người. Những vi sinh vật này có thể kích hoạt tác dụng tiêu hóa thông qua ruột, hoặc tác động trực tiếp lên các bộ phận khác của miệng, âm đạo, da,… để điều hòa sức khỏe vật chủ [1]. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ sinh học hiện đại và sự nâng cao nhận thức về sức khỏe của người dân, ngành công nghiệp chế phẩm sinh học đã phát triển bùng nổ. Ngày càng có nhiều sản phẩm probiotic ở dạng bổ sung chế độ ăn uống, các sản phẩm từ sữa, chế phẩm enzyme và các chế phẩm vi sinh khác. lần lượt đi ra. Các sản phẩm probiotic này đã được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp thực phẩm, trồng trọt, chăn nuôi và y tế, trở thành công cụ đắc lực giúp cải thiện sức khỏe con người.
1. Ứng dụng chế phẩm sinh học trong công nghiệp thực phẩm
Hiện nay, các chủng probiotic phổ biến có thể sử dụng trong thực phẩm bao gồm Bifidobacteria adolescentis, Bifidobacteria breve, Bifidobacteria bifidum, Bifidobacteria infantis, Bifidobacter longum... thuộc chi Bifidobacteria; Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus reuteri, Lactobacillus kefir, Lactobacillus sake, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillussalrius, Lactobacillus curvature, Lactobacillus brevis, v.v.; thuộc một số chi Streptococcus: Streptococcus acidophilus, Streptococcus lactis, Streptococcus faecalis, Streptococcus faecium, Pediococcus pentosaceus, Pediococcus acidilactici, v.v. Vi khuẩn[2]. Ngoài ra, một số loài Leuconostoc, Propionibacteria, Bacillus và một số Saccharomyces cerevisiae cũng có thể được sử dụng phổ biến làm chế phẩm sinh học [3]. Từ góc độ các thành phần ứng dụng của men vi sinh, nó có thể là một chế phẩm vi khuẩn sống đơn giản, một chế phẩm hỗn hợp bao gồm nhiều chủng hoặc một chế phẩm hỗn hợp có chứa các yếu tố Bifidus và các thành phần khác ngoài men vi sinh; từ góc độ dạng bào chế Có viên nén, viên nang, hạt và chế phẩm lỏng. Là một chế phẩm vi khuẩn sống, men vi sinh có thể được sử dụng vừa là tác nhân trị liệu tốt vừa là sản phẩm chăm sóc sức khỏe. Sau đây chủ yếu giới thiệu các ứng dụng của nó trong thực phẩm.
1.1 Ứng dụng men vi sinh trong sản phẩm sữa
Các sản phẩm từ sữa là lĩnh vực ứng dụng men vi sinh lớn nhất và sữa chua là lĩnh vực ứng dụng men vi sinh lớn nhất trong các sản phẩm từ sữa. Theo báo cáo, tỷ lệ sản phẩm men vi sinh trong lĩnh vực sữa có thể đạt tới 74,5% và sữa chua chiếm 74,5% trong số sản phẩm men vi sinh. 74%[4]. Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng sữa chua là thực phẩm cung cấp men vi sinh tốt nhất và thực phẩm lên men, đặc biệt là các sản phẩm từ sữa lên men có tác dụng tốt cho sức khỏe. Do đó, men vi sinh là chủng lên men có thể kết hợp hiệu suất lên men với những ảnh hưởng đến sức khỏe. Sữa chua đã trở thành một loại thực phẩm tốt cho sức khỏe được người tiêu dùng biết đến và ưa chuộng, điều này sẽ giúp cho việc quảng bá và ứng dụng loại sản phẩm này hơn nữa. Những năm gần đây, để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng, nhiều chủng loại, hương vị sữa chua đã ra đời. Ví dụ, sữa chua chứa trái cây chứa men vi sinh rất được người tiêu dùng ưa chuộng nên người ta thêm nhiều loại trái cây để làm sữa chua trái cây khuấy. Để cải thiện khả năng tồn tại của men vi sinh, làm phong phú hương vị của sữa chua và nâng cao hiệu quả của nó, các nhà nghiên cứu cũng đã nghiên cứu. và phát hiện ra các sản phẩm như "Yakult", "Actimel" và "Kefir".
Ngoài sữa chua, việc ứng dụng men vi sinh trong các sản phẩm từ sữa còn liên quan đến sữa nước lên men, sữa nguyên chất (có bổ sung men vi sinh nhưng không lên men), đồ uống từ sữa, sữa bột, phô mai, sữa dành cho trẻ sơ sinh và hầu hết tất cả các sản phẩm từ sữa.
1.2 Ứng dụng men vi sinh trong thực phẩm chức năng
Với việc mức sống của con người không ngừng được cải thiện, cách theo đuổi sức khỏe và thể chất ngày càng trở thành chủ đề nóng trong cuộc sống hàng ngày của con người và nghiên cứu về men vi sinh như thực phẩm chức năng cũng ngày càng thu hút nhiều sự chú ý nhờ chức năng chăm sóc sức khỏe độc đáo của chúng. Không khó để tìm thấy nhiều loại đồ uống lên men trên thị trường được bổ sung các loại men vi sinh khác nhau để tăng cường và điều hòa sức khỏe con người, chẳng hạn như các loại đồ uống rau quả lên men chức năng khác nhau, các sản phẩm kẹo, kem tráng miệng, v.v. Lấy đồ uống kombucha làm ví dụ . Bởi vì đồ uống kombucha rất giàu vitamin C, vitamin B và các chất dinh dưỡng khác, đồng thời chứa hơn ba loại hệ vi sinh vật có lợi cho cơ thể con người, chúng có thể điều chỉnh các chức năng sinh lý của con người, thúc đẩy quá trình trao đổi chất, hỗ trợ tiêu hóa và ngăn ngừa bệnh động mạch. . Nó có đặc tính chống xơ cứng, chống ung thư và bảo vệ sức khỏe. Nó đang trở thành một thức uống bảo vệ sức khỏe phổ biến trên toàn thế giới [4]. Bằng cách sử dụng riêng một hoặc một số chủng probiotic hoặc trộn với các loại nấm men, vi khuẩn axit axetic khác, v.v. để tăng hương vị, tính chất vật lý và hiệu suất sản xuất của sản phẩm, hàng loạt phụ gia thực phẩm chức năng đã được phát triển trên thị trường, như như một số sản phẩm Vi khuẩn axit lactic có hương vị như Lactobacillus bulgaricus và Streptococcus thermophilus (hương vị đặc trưng chủ yếu là acetaldehyde), Streptococcus lactis butanedione, Acetobacter aceti, Leuconostoc mesenteroides, và Streptococcus case (sản xuất oxalyl, các chất tạo hương vị như axit lactic, axit axetic, và diacetyl), vì chúng có thể truyền mùi thơm cho sản phẩm, cải thiện hương vị của sản phẩm và giảm việc bổ sung hương liệu và gia vị vào sản phẩm, từ đó làm cho sản phẩm trở nên tự nhiên hơn và dễ được người tiêu dùng chấp nhận hơn [7].
1.3 Ứng dụng men vi sinh trong thực phẩm bổ sung
Probiotic như một chất bổ sung vào chế độ ăn uống thường được chế tạo thành cái gọi là chế phẩm probiotic, ở dạng bột, viên nén hoặc viên nang chứa vi khuẩn sống được chế tạo bằng phương pháp thích hợp [4]. Là một loại thực phẩm, chúng có thể cải thiện hệ vi sinh vật đường ruột. Nó là một chế phẩm vi sinh vật hoạt động cân bằng và hiệu quả có tác dụng lên vật chủ. Sau khi uống có thể điều hòa đường ruột, phòng ngừa và điều trị các bệnh về đường tiêu hóa. Các nhà nghiên cứu thường phát triển các chất bổ sung chế độ ăn uống như vậy cho một nhóm người cụ thể. Ví dụ: các sản phẩm dành cho trẻ em bao gồm "Mommy Love", "Sinh học Pháp", "Hanchen's" và "Only Youtuo". Chẳng hạn như bổ sung men vi sinh, những chất bổ sung chế độ ăn uống này có thể làm giảm hiệu quả các vấn đề như táo bón hoặc tiêu chảy ở trẻ nhỏ, đặc biệt là những trẻ người đã sử dụng thuốc kháng sinh. Số lượng vi khuẩn trong ruột sẽ giảm. Thực phẩm bổ sung hàng ngày có chứa lactobacilli và bifidobacteria Sữa chua hoặc các thực phẩm chứa men vi sinh khác có thể tăng tốc độ phục hồi hệ tiêu hóa khỏe mạnh [8].
Ngoài sản phẩm dành cho trẻ em, trên thị trường còn có sản phẩm phù hợp cho người trung niên, người già, phụ nữ, nhân viên văn phòng, người mắc bệnh tiểu đường. Tất cả đều nhằm mục đích bổ sung men vi sinh đường ruột và giúp cân bằng và duy trì hệ vi sinh đường ruột [8-9].
1.4 Ứng dụng chế phẩm sinh học trong sản phẩm thịt lên men
Hiện nay, các nghiên cứu về sản phẩm thịt lên men sử dụng men vi sinh trong và ngoài nước chủ yếu tập trung vào sản xuất xúc xích lên men. Ngay từ đầu thế kỷ 20, việc sản xuất xúc xích lên men đã được thực hiện bằng cách thêm một phần nhỏ sản phẩm đã lên men làm chất khởi đầu lên men hoặc bằng cách thêm một số chất thúc đẩy quá trình lên men của sản phẩm và có trong nguyên liệu thô. Tuy nhiên, quá trình lên men tự nhiên này dựa vào sự cạnh tranh giữa vi khuẩn axit lactic và các vi khuẩn khác trong hệ vi sinh vật của thịt sống, có nhiều yếu tố không chắc chắn như không đáng tin cậy và không thể kiểm soát được. Mãi đến năm 1940, Jensen và Psddock mới lần đầu tiên mô tả ứng dụng của vi khuẩn axit lactic trong xúc xích lên men và nhận được bằng sáng chế. Điều này tiên phong trong việc sử dụng giống khởi động vi sinh vật nuôi cấy thuần túy để sản xuất xúc xích lên men [10]. Vào năm 1996, Nurmi đã phát hiện trong nghiên cứu của mình rằng hỗn hợp lactobacilli và cầu khuẩn dương tính với catalase có thể tạo ra những sản phẩm tốt hơn so với việc chỉ tiêm một chủng vi khuẩn đơn lẻ. Kể từ đó, việc nghiên cứu và ứng dụng các sản phẩm thịt lên men hỗn hợp đã phát triển nhanh chóng [11].
Trong những năm gần đây, chế phẩm sinh học được sử dụng trong quá trình lên men các sản phẩm thịt chủ yếu là vi khuẩn axit lactic. Các chất lên men được tạo ra bằng cách kết hợp các vi khuẩn axit lactic khác nhau và các vi sinh vật khác như micrococci, staphylococci hoặc nấm men. Các chất lên men này được sử dụng trong quá trình lên men và lên men các sản phẩm thịt. Trong quá trình trưởng thành, mỗi loại đóng một vai trò riêng. Một mặt, protease do vi sinh vật được tiêm chủng tạo ra có thể phân hủy protein trong thịt thành peptide và axit amin để cơ thể con người dễ tiêu hóa và hấp thụ hơn. Lipase được tạo ra có thể phân hủy chất béo thành chuỗi ngắn. Các axit béo dễ bay hơi và este mang lại cho sản phẩm mùi thơm độc đáo; mặt khác, việc cấy vi sinh vật có thể ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng trong thịt và kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm. Do đó, quá trình lên men các sản phẩm thịt không chỉ có thể cải thiện đáng kể tốc độ tiêu hóa, hấp thu cũng như giá trị dinh dưỡng, mang lại hương vị độc đáo cho sản phẩm mà còn tăng tính an toàn và thời hạn sử dụng của sản phẩm. Hiện nay, sự phổ biến của xúc xích lên men trên thị trường ngày càng trở nên phổ biến. Nó đã trở thành loại sản phẩm thịt lên men lớn nhất và tiêu biểu nhất và là hướng chính để phát triển các sản phẩm thịt trong tương lai.
2. Ứng dụng men vi sinh trong điều trị y tế
Trong 30 năm qua, đã có những tiến bộ lớn trong nghiên cứu về sự phân bố, dinh dưỡng, phân loại và đặc tính của men vi sinh. Probiotic đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường chức năng chống khối u và miễn dịch. Ngoài ra, nhiều nghiên cứu phân tích tổng hợp ngẫu nhiên và thử nghiệm lâm sàng có đối chứng đã phát hiện ra rằng chế phẩm sinh học cũng có thể đóng một vai trò có lợi trong việc điều trị nhiều bệnh ở người.
2.1 Chức năng sinh lý của men vi sinh
2.1.1 Vai trò của men vi sinh trong việc cải thiện đường ruột
Probiotic có khả năng kháng axit dạ dày và dịch tiêu hóa trong ruột và có thể sống khi xâm nhập vào ruột người. Thông qua sự tăng trưởng và các tác động trao đổi chất khác nhau, chúng thúc đẩy quá trình bình thường hóa các nhóm vi khuẩn đường ruột, ức chế sản xuất các chất khử hoạt tính trong ruột và duy trì chức năng đường ruột bình thường. Probiotic và sữa chua có chứa men vi sinh có thể được sử dụng để điều trị và ngăn ngừa các bệnh về đường tiêu hóa khác nhau. Nó có tác dụng điều trị và phòng ngừa bệnh viêm ruột và bệnh lỵ cấp tính do virus và vi khuẩn ở trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ, viêm ruột và bệnh lỵ do sử dụng kháng sinh, bệnh kiết lỵ khi đi du lịch và táo bón ở người trung niên và người già.
Một nhà nghiên cứu chia ngẫu nhiên 80 trường hợp trẻ sinh non thành hai nhóm, 40 trường hợp được cho uống men vi sinh sau khi cho ăn nhân tạo, và 40 trường hợp còn lại là nhóm đối chứng và được cho ăn nhân tạo theo chẩn đoán và điều trị thông thường mà không bổ sung men vi sinh. Sự tăng cân và xuất hiện tình trạng nôn mửa, ứ đọng dạ dày, chướng bụng, v.v. của hai nhóm trẻ sinh non đã được quan sát. Gastrin và motilin được đo trước và mỗi tuần sau khi cho ăn. Kết quả cho thấy dùng men vi sinh có thể làm giảm tình trạng nôn mửa, ứ đọng dạ dày và chướng bụng ở trẻ sinh non trong khi bú. Nó có thể thúc đẩy tăng cân và bài tiết gastrin và motilin sau 3 tuần sử dụng và ảnh hưởng đến nhu động đường tiêu hóa của trẻ sinh non. Hiệu quả xúc tiến đáng kể [12].
2.1.2 Tác dụng hạ huyết áp của men vi sinh
Một số chế phẩm sinh học có thể phân hủy casein một cách đặc biệt và tạo ra hai polypeptide (VPP và LPP) có hoạt tính ức chế enzyme (ACE) khiến huyết áp tăng cao. Tiêu thụ thường xuyên sữa chua có chứa hai polypeptide có hoạt tính sinh lý này có thể ngăn ngừa huyết áp cao. Valio, một công ty Phần Lan, ra mắt Evolus, sản phẩm sữa chứa men vi sinh hạ huyết áp đầu tiên trên thị trường châu Âu. Nó là một sản phẩm sữa chua được lên men bởi một chủng Lactobacillus helveticus đặc biệt. Sau khi kiểm soát quy trình khoa học nghiêm ngặt, nó thu được hàm lượng peptide hạ huyết áp cao. , từ đó làm giảm huyết áp. Sau nhiều thí nghiệm trên động vật và nghiên cứu lâm sàng, người ta nhận thấy tác dụng hạ huyết áp của Evolus tốt hơn rõ rệt so với các sản phẩm đối chứng khác. Bệnh nhân tăng huyết áp tiêu thụ một lượng sản phẩm Evolus thích hợp mỗi ngày sẽ thấy huyết áp tâm thu và tâm trương giảm đáng kể sau 5 đến 7 tuần.
2.1.3 Vai trò của men vi sinh trong việc cải thiện chuyển hóa lipid máu
Probiotic có thể hấp thụ cholesterol trong thực phẩm và thúc đẩy quá trình đào thải cholesterol trong thực phẩm ra khỏi cơ thể. Probiotic cũng có thể hấp thụ axit mật trong ruột. Khi vi khuẩn bài tiết axit mật ra khỏi cơ thể, việc giảm axit mật trong ruột có thể tăng cường quá trình chuyển đổi cholesterol thành axit mật trong gan, cuối cùng làm giảm hàm lượng cholesterol trong huyết thanh [13].
2.1.4 Vai trò của men vi sinh trong phòng ngừa tiêu chảy
Hệ vi sinh vật đường ruột là hệ sinh thái vi mô lớn nhất và quan trọng nhất trong cơ thể. Ruột của người khỏe mạnh là nơi cư trú của 1014 vi khuẩn, một số lượng lớn vi khuẩn đường ruột chủ yếu sống ở đại tràng và đoạn xa ruột non. Trong các điều kiện bệnh lý, chẳng hạn như nhiễm trùng, sử dụng kháng sinh hoặc khả năng miễn dịch thấp, hệ thống vi sinh đường ruột bình thường có thể trở nên mất cân bằng, biểu hiện lâm sàng là tiêu chảy truyền nhiễm hoặc các bệnh khác. Vi khuẩn kỵ khí bắt buộc, chủ yếu là Bifidobacteria và Lactobacillus, kết hợp với các thụ thể đặc hiệu trên bề mặt biểu mô niêm mạc để tạo thành cấu trúc màng vi khuẩn và hàng rào sinh học với thành phần khá đồng nhất, cấu thành nên sự xâm chiếm của vi khuẩn đường ruột và có thể chống lại vi khuẩn xâm nhập một cách hiệu quả. Xâm lấn cơ thể [14]
2.1.5 Vai trò của men vi sinh trong việc thúc đẩy tiêu hóa
Về mặt sức khỏe và dinh dưỡng con người, men vi sinh có thể tổng hợp nhiều loại vitamin, thúc đẩy quá trình hấp thụ protein, canxi, sắt, vitamin D và các chất khác của cơ thể, đồng thời có chức năng hỗ trợ tiêu hóa và tăng cảm giác thèm ăn. Vi khuẩn axit lactic có thể phân hủy đường lactose trong sữa tạo thành axit lactic, làm cho ruột có tính axit hơn và ức chế vi khuẩn khử hoạt tính phát triển và sinh sản trong môi trường trung tính hoặc kiềm. Chúng còn có thể tổng hợp các chất dinh dưỡng như axit folic và vitamin E cần thiết cho cơ thể con người. Bản thân chúng rất giàu Protein và vitamin A, rất có lợi cho người già, người ốm yếu.
2.2 Điều trị bệnh bằng men vi sinh
2.2.1 Tiêu chảy do kháng sinh
Thuốc kháng sinh không chỉ ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh mà còn ức chế sự phát triển của vi khuẩn không gây bệnh. Sự mất cân bằng hệ vi sinh vật bình thường của cơ thể con người có thể gây chán ăn, buồn nôn và nôn, chóng mặt, v.v. và có thể dẫn đến một bệnh truyền nhiễm khác trong những trường hợp nghiêm trọng. Hoạt chất Bifidobacteria longum có thể cân bằng lại sự mất cân bằng của hệ thực vật đường tiêu hóa.
2.2.2 Điều trị bệnh xơ gan
Các chủng vi khuẩn trong ruột người có thể được chia thành hai loại: vi khuẩn có lợi và vi khuẩn có hại. Loại thứ nhất bao gồm vi khuẩn bibacteria, lactobacilli, v.v., và loại thứ hai bao gồm vi khuẩn khử hoạt tính, v.v. Trong cơ thể bình thường, cả hai loại này duy trì sự cân bằng và duy trì các chức năng sinh lý bình thường của ruột. Probiotic có thể điều chỉnh đáng kể hệ thực vật đường ruột. Chúng không chỉ có thể ức chế vi khuẩn sản xuất amoniac để giảm amoniac mà còn ngăn chặn sự di chuyển của vi khuẩn, giảm amoniac trong máu một cách hiệu quả và cải thiện các triệu chứng của bệnh nhân xơ gan. Các nhà nghiên cứu đã cho 38 bệnh nhân trong nhóm điều trị 2 gói bột kháng sinh sống kết hợp Clostridium butyricum và Bifidobacteria, qua đường uống, 3 lần một ngày. 30 bệnh nhân trong nhóm đối chứng được bảo vệ gan định kỳ và chống xơ hóa. Trong thời gian quan sát, bệnh nhân ở cả hai nhóm không được can thiệp chế độ ăn uống đặc biệt. Nồng độ amoniac trong máu và xét nghiệm kết nối kỹ thuật số (NCT) được đo sau 1 tháng điều trị. Kết quả: Lượng amoniac trong máu ở nhóm điều trị giảm đáng kể sau khi điều trị, với sự khác biệt đáng kể. NCT cũng có thể cải thiện đáng kể tình trạng bệnh và có sự khác biệt đáng kể giữa hai nhóm bệnh nhân. Kết quả cho thấy chế phẩm probiotic có hiệu quả, tiện lợi và an toàn trong điều trị xơ gan và tăng amoniac máu [15].
2.2.3 Điều trị viêm loét đại tràng
Viêm loét đại tràng (UC) là một phản ứng viêm có giới hạn rõ, giới hạn ở niêm mạc hoặc lớp dưới niêm mạc của đại tràng và trực tràng. Các nghiên cứu lâm sàng đã phát hiện ra rằng những bệnh nhân bị viêm loét đại tràng có rối loạn sinh lý và hệ vi khuẩn đường ruột đóng vai trò quan trọng trong cơ chế bệnh sinh. Các biện pháp điều chỉnh sự mất cân bằng hệ thực vật đường ruột là chiến lược mới để điều trị UC.
He Jinsong [16] và cộng sự đã chia ngẫu nhiên 72 bệnh nhân bị viêm loét đại tràng thành một nhóm nghiên cứu gồm 45 trường hợp và nhóm đối chứng gồm 27 trường hợp. Nhóm nghiên cứu được cung cấp 52-axit aminosalicylic + men vi sinh và nhóm đối chứng được cung cấp 52-axit aminosalicylic. Hiệu quả và nồng độ nội độc tố trước và sau điều trị được so sánh giữa hai nhóm. Kết quả: Nồng độ nội độc tố ở cả hai nhóm đều giảm đáng kể. Tổng tỷ lệ hiệu quả của nhóm nghiên cứu cao hơn nhóm đối chứng là 93,3% là 74,1%. Sự khác biệt giữa hai nhóm có ý nghĩa thống kê (P<0.05). It shows that probiotics can effectively treat ulcerative colitis and reduce endotoxin levels in patients.
2.2.4 Điều trị táo bón
Các chất có tính axit như axit lactic và axit axetic do men vi sinh tạo ra dưới tác dụng tổng hợp của môi trường đường ruột có thể kích thích ruột tiết ra một lượng lớn dịch ruột, làm mềm phân và tạo điều kiện bài tiết phân [17]. Nhiều chế phẩm probiotic khác nhau đã được sử dụng rộng rãi để điều chỉnh và cải thiện tình trạng sức khỏe phụ của cơ thể con người, nhưng tác dụng phòng ngừa và chăm sóc sức khỏe của chúng thường cần được sử dụng lâu dài mới thấy rõ. Năm 2007, nước tôi chính thức triển khai dự án cải thiện dinh dưỡng cộng đồng nhằm bổ sung oligosaccharides, một prebiotic, vào thực phẩm, vận động sử dụng các chế phẩm probiotic không chỉ có lợi cho sức khỏe dinh dưỡng toàn cơ thể mà còn ngăn ngừa và điều trị táo bón.