TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN KỸ THUẬT HOÁ HỌC
*****************
TIỂU LUẬN MÔN HỌC
ĐỀ TÀI : Hãy nêu những hiểu biết của em về chất trợ sinh
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU..............................................................................................................1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT TRỢ SINH..................................................2
I. NGUỒN GỐC, KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI.....................................................2
1.1. Nguồn gốc của chất trợ sinh................................................................................2
1.2. Khái niệm............................................................................................................2
1.3. Phân loại các chất trợ sinh...................................................................................2
II CƠ SỞ KHOA HỌC................................................................................................3
2.1. Vi khuẩn thuộc chi Lactobacilli...........................................................................3
2.1.1. Giới thiệu......................................................................................................3
2.1.2. Phân loại và sinh thái....................................................................................4
2.1.2.1. Phân loại...................................................................................................4
2.1.2.2. Sinh thái.....................................................................................................4
2.2. Vi khuẩn thuộc chi Bifidobacteria.......................................................................5
2.2.1. Giới thiệu......................................................................................................5
2.2.2. Phân loại và sinh thái....................................................................................6
2.2.2.1. Phân loại....................................................................................................6
2.2.2.2. Sinh thái.....................................................................................................6
CHƯƠNG 2 VAI TRÒ CỦA CHẤT TRỢ SINH ĐỐI VỚI CON NGƯỜI.............8
I. HỆ VI SINH VẬT Ở ĐƯỜNG TIÊU HOÁ...........................................................8
1.1. Đặc điểm của vi khuẩn có lợi về vi khuẩn có hại trong đường tiêu hoá...............8
1.1.1. Vi khuẩn có lợi..............................................................................................8
1.1.2. Vi khuẩn có hại.............................................................................................9
1.2. Sự phân bố vi sinh vật ở đường tiêu hoá............................................................10
1.2.1. Vi sinh vật ở miệng......................................................................................10
1.2.2. Vi sinh vật trong dạ dày..............................................................................10
1.2.3. Vi sinh vật ở ruột.........................................................................................10
II. VAI TRÒ CỦA HỆ VI SINH VẬT Ở ĐƯỜNG TIÊU HOÁ ĐỐI VỚI SỨC
KHOẺ CON NGƯỜI.................................................................................................11
2.1. Hỗ trợ chức năng tiêu hoá..................................................................................11
2.2. Xây dựng hàng rào bảo vệ hệ tiêu hoá...............................................................11
2
2.3. Chống lại vi khuẩn gây bệnh.............................................................................12
2.4. Tạp khuẩn ruột và sự bảo vệ cơ thể...................................................................12
2.4.1. Thành phần của tạp khuẩn ruột...................................................................12
2.4.2. Sự bảo vệ cơ thể..........................................................................................13
2.5. Các vai trò quan trọng khác...............................................................................13
III. NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ VI SINH VẬT..........................................................14
CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG CỦA CHẤT TRỢ SINH HIỆN NAY...........................15
I. ỨNG DỤNG CỦA VI KHUẨN CHI LACTOBACILLI.....................................15
1.1. Lactobacilli là chế phẩm sinh học......................................................................16
1.1.1. Định nghĩa về cơ chế hoạt động của men vi sinh........................................16
1.1.2. Lựa chọn và ứng dụng.................................................................................16
1.1.3. Tổng quan về các sản phẩm thực phẩm chứa nhiều vi khuẩn......................17
Lactobacilli...........................................................................................................17
1.2. Lactobacilli là sự khởi đầu của sữa....................................................................17
1.2.1. Vai trò và cách sử dụng...............................................................................17
1.2.2. Lựa chọn và ứng dụng.................................................................................18
1.3. Lactobacilli là chế phẩm ủ chua........................................................................18
1.3.1. Cách làm ủ..................................................................................................18
1.3.2. Vai trò của chế phẩm..................................................................................19
1.3.3. Lựa chọn và ứng dụng.................................................................................20
1.4. Lactobacilli là nhà máy sản xuất tế bào vi sinh vật............................................20
1.4.1. Kỹ thuật trao đổi chất..................................................................................20
1.4.2. Lactobacilli như một cơ thể mang vacxin sống...........................................21
II. ỨNG DỤNG CỦA VI KHUẨN CHI BIFIDOBACTERIA...............................21
2.1. Ứng dụng trong việc kháng khuẩn.....................................................................22
2.2. Ứng dụng trong việc chống ung thư..................................................................23
CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ...............................................................24
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................26
3
LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời đại phát triển, Công nghiệp hoá – Hiện đại hoá đang là xu hướng của
cả thế giới hiện nay. Mà Công nghiệp hoá – Hiện đại hoá là quá trình căn bản chuyển
đổi các hoạt động sản xuất kinh doanh, dịch vụ và quản lý kinh tế - xã hội từ sử dụng
sức lao động thủ công là chính sang sử dụng sức lao động với công nghệ, phương tiện,
phương pháp tiên tiến hiện đại, dựa trên sự phát triển của công nghiệp và tiến bộ của
khoa học công nghệ. Đi liền với nó cũng không ít những ảnh hưởng xảy ra như môi
trường bị ảnh hưởng và ảnh hưởng của nó cũng trực tiếp liên quan đến con người đặc
biệt là sức đề kháng. Và ảnh hưởng trực tiếp của nó là do lượng vi khuẩn có trong
chính chúng ta. Cơ thể chúng ta được tạo thành từ các tế bào và số lượng vi khuẩn gần
như bằng nhau. Số vi khuẩn trong cơ thể vào khoảng 100 nghìn tỷ, gấp 10 lần số lượng
tế bào sống. Chỉ riêng đường ruột của con người đã chứa đến 2kg vi khuẩn.
Do lượng vi khuẩn chiếm đến 90% tế bào trong cơ thể người nên sự ổn định,
cân bằng của chúng tác động rất lớn đến sức khỏe mỗi người. Thông thường, hệ vi
sinh vật của người khỏe mạnh có 85% là lợi khuẩn và 15% là hại khuẩn. Nếu sự cân
bằng này mất đi, tỷ lệ hại khuẩn gia tăng thì cơ thể sẽ suy yếu về khả năng miễn dịch,
giảm sức đề kháng và dễ mắc một số bệnh viêm nhiễm, đặc biệt là bệnh về tiêu hóa và
hô hấp, sức khỏe tâm thần..
Vì vậy khi bị mất đi sự cân bằng trong đường ruột, chúng ta có thể bổ sung các
loại thuốc trong đó có chứa các chất trợ sinh sẽ giúp bạn nhanh chóng lấy lại sự cân
bằng. Nhưng thực tế hiện nay rất nhiều người không biết chất trợ sinh là gì, chúng có
công dụng như thế nào và làm gì để bổ sung chất trợ sinh.
Vậy trong tiểu luận này, chúng ta sẽ cùng nhau đi tìm hiểu về chất trợ sinh và
những tác dụng tuyệt vời mà nó tạo ra.
1
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CHẤT TRỢ SINH
I. NGUỒN GỐC, KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI
1.1. Nguồn gốc của chất trợ sinh
Từ 14-15 tháng 9 năm 2007, các nhà khoa học trên thế giới đã có dịp tập hợp
tại Las Vegas (Hoa Kỳ) để kỷ niệm 100 năm ngày ra đời của hướng nghiên cứu về các
vi khuẩn trợ sinh (probiotics) trong hội nghị quốc tế về “Ứng dụng lâm sàng của các vi
khuẩn trợ sinh”. Elie Metchnikoff, nhà khoa học người Ukraine đã phát hiện ra các vi
khuẩn trợ sinh trong khả năng chống lão hóa, làm tăng sức khỏe và tuổi thọ trong
khoảng thời gian 1904-1908. Metchnikoff đã có một phát hiện siêu đẳng cho y học thế
giới khi ông chứng minh được sự liên quan hiển nhiên giữa các vi khuẩn dòng
Lactobacillus với sự trường thọ của các bộ lạc thường xuyên dùng thức ăn lên men.
Nghiên cứu của Minoru Shirota (1930) cũng cho thấy có thể ngăn ngừa nhiều
bệnh nếu giữ được lượng vi khuẩn lành tính tối ưu trong ruột. Shirota đã chọn dòng có
ích của khuẩn acid lactic sống sót ở ống tiêu hóa để sản xuất chế phẩm sữa lên
1.2. Khái niệm
Theo WHO (2002), chất trợ sinh là: “Vi sinh vật sống, nếu mang vào người với
lượng đầy đủ và có hàm lượng ổn định, thì sẽ cải thiện được sự cân bằng của tạp
khuẩn ruột và có nhiều lợi ích cho sức khỏe người tiêu dùng”.
1.3. Phân loại các chất trợ sinh
Có rất nhiều các loại chất trợ sinh nhưng phần lớn các chủng vi khuẩn được
dùng là thuộc hai chi Lactobacilli và Bifidobacteria.
Loài của chi Lactobacillus và Bifidobacterium là một số phân loại quan trọng
nhất liên quan đến thực phẩm vi sinh và dinh dưỡng của con người, do vai trò của
chúng trong sản xuất và bảo quản thực phẩm và thức ăn chăn nuôi, và cũng để các đặc
2
tính sinh học được thể hiện bởi một số chủng. Những đặc điểm có tầm quan trọng
ngày càng tăng và nhận được sự chú ý từ người tiêu dùng và thị trường.
II. CƠ SỞ KHOA HỌC
2.1. Vi khuẩn thuộc chi Lactobacilli
2.1.1. Giới thiệu
Chi Lactobacillus thuộc nhóm vi khuẩn axit lactic lớn (LAB) là tất cả các sinh
vật gram dương Sản xuất axit lactic bằng cách lên men. Thế hệ LAB bao gồm
Lactococcus, Enterococcus, Oeno-coccus, Pediococcus, Streptococcus, Leuconostoc
và Lacto- trực khuẩn. Với hơn 100 loài và phân loài, chi Lactobacillus đại diện cho
nhóm lớn nhất tong họ Lactobacillaceae. Các thành viên của chi là hình que, thường
được tổ chức theo chuỗi. Họ nghiêm túc lên men nó đặc biệt nó phát triển tốt trong
điều kiện kỵ khí. Có hai nhóm loài tùy thuộc vào khả năng lên men đường: loài
homofermentative, chuyển đổi đường chủ yếu thành axit lactic và các loài dị dưỡng,
chuyển hóa đường thành axit lactic, axit axetic, etanol và CO2. Bởi vì chất dị hóa chính
là axit lactic, nên lactobacilli thích điều kiện tương đối axit (pH 5,5 – 6.5).
Vi khuẩn thuộc chi Lactobacillus (lactobacilli) có thể được tìm thấy trong một
loạt các hốc sinh thái như thực vật, động vật và sữa tươi. Ngoài ra, Lactobacilli có thể
được tìm thấy ở côn trùng. Khả năng xuất hiện ở nhiều môi trường sống như vậy là
hậu quả trực tiếp của sự rộng lớn tính linh hoạt chuyển hóa của nhóm LAB này. Do
đó, người ta không ngờ rằng lactobacilli đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ bảo
quản thực phẩm, là khởi đầu cho các sản phẩm sữa, lên men rau, cá và xúc xích cũng
3
như chế phẩm ủ chua. Bởi vì tiềm năng điều trị và dự phòng của nó, lactobacilli cũng
đã được đề xuất như chế phẩm sinh học.
2.1.2. Phân loại và sinh thái
2.1.2.1. Phân loại
Ngoài tính linh hoạt sinh thái của chúng, sự đa dạng của Lactobacillus được
phản ánh trong kiểu hình đáng kể và biến đổi kiểu gen trong chi. Phân tích so sánh
trình tự gen 16S / 23S rRNA cho thấy mối quan hệ phát sinh gen trong số các
lactobacilli. Người ta ban đầu phân biệt ba nhóm phát sinh loài, Lactobacillus
caseiePediococcus, Lactobacillus delbrueckii và Leuco. Sau đó, nhóm L. delbrueckii
được đổi tên thành nhóm Lactobacillus acidophilus và nhóm
L.caseiePediococcus
được tách thành nhóm L. casei, nhóm Lactobacillus plantarum, nhóm Lactobacillus
reuteri, nhóm Lactobacillus buchneri và nhóm Lactobacillus salactarius. Hiện tại, cấu
trúc phát sinh của chi Lactobacillus cũng bao gồm nhóm Lactobacillus perolens, nhóm
Pediococcus và nhóm Lactobacillus vitulinusecatenaformis. Nhóm L. acidophilus
chứa gần như độc quyền bắt buộc đồng nhất lorobacilli. Ngoài L. axit-ophilus, nhiều
loài công nghiệp khác được quan tâm như Lactobacillus amylovorus, Lactobacillus
crispatus, L. del-brueckii với các phân loài delbrueckii, lactis, bulgaricus,
Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus helveticus, và Lactobacillus gasseri được bao
gồm. L. helveticus và L. delbrueckii đóng một vai trò được thừa nhận là người khởi
đầu trong sữa và lên men thực vật, tương ứng.
Trong khi một số chủng loài L. acidophilus từ lâu đã được biết đến là một chìa
khóa vai trò trong sức khỏe và dinh dưỡng của con người bởi ảnh hưởng tích cực của
nó trên hệ thực vật đường ruột. Nhóm L. casei chứa các loài nổi tiếng nhất
Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus paracasei, L. casei, và Lactobacillus zeae.
Phân nhóm này đã được mở rộng, sửa đổi và phân loại trong quá khứ, dẫn đến việc bị
tạm thời từ chối tên loài L. paracasei.
2.1.2.2. Sinh thái
Hiện tại, những loài vẫn được coi là loài riêng biệt trong chi L. paracasei và L.
rhamnosus là nhiều nhất phân lập thực phẩm phổ biến trong nhóm L. casei của lacto4
trực khuẩn, đặc biệt là từ phô mai. L. paracasei và L. casei cũng được tìm thấy trong ủ
chua và là cư dân chung của động vật / con người đường tiêu hoá. Nhóm L. plantarum
bao gồm L. plantarum subsp. plantarum, L. plantarum subsp. argentoratensis, Lactotrực khuẩn paraplantarum và Lactobacillus pentosus được tìm thấy rộng rãi trong một
loạt các thực phẩm như sữa, thịt và sản phẩm rau. Nó thường được tìm thấy trong con
người đường tiêu hóa là kết quả của khả năng đã được chứng minh của nó để sống sót
qua đường dạ dày và xâm chiếm ruột. L. plantarum được coi là một vi sinh vật cấp
thực phẩm vì nó ghi lại lịch sử dài về việc sử dụng an toàn trong thực phẩm lên men.
Nhóm L. reuteri chứa ít nhất sáu loài phân lập từ bột chua.Lactobacillus fermentum,
một trong số các loài nổi tiếng nhất của nhóm này, đã được phân lập từ lên men rau và
sữa. Nhóm L. buchneri là một nhóm lớn và không đồng nhất của lactobacilli chủ yếu
liên quan đến lên men thực phẩm. Nhóm thuộc loài phân lập từ lên men thực vật (L.
buchneri, Lactobacillus brevis, Lactobacillus hilgardii), bột chua (Lactobacillus
sanfranciscensis) và hạt kefir (Lactobacillus kefiri và Lactobacillus parakefiri). Nhóm
L. salivarius là một nhóm rất không đồng nhất. L. salivarius là một Lactobacillus đồng
nhất được phân lập từ khoang miệng của con người. Lactobacillus algidus được phân
lập như một phần của hệ thực vật âm thầm chiếm ưu thế trong thịt bò đóng gói chân
không. Lactobacillus agilis đã được chứng minh là thành phần chính của hệ thực vật
bồ câu.
2.2. Vi khuẩn thuộc chi Bifidobacteria
2.2.1. Giới thiệu
Bifidobacteria lần đầu tiên được phát hiện trong phân của trẻ sơ sinh bởi
Tissier, người đã phân lập được một bac-terium với hình dạng Y kỳ lạ và đặc trưng và
đặt tên là Bacillus bifidus .
5
Vi khuẩn này kỵ khí, gram dương và không phát triển khí trong quá trình tăng
trưởng. Từ 1900 đến 1957, một vài tiến bộ đã được thực hiện trong kiến thức về những
vi khuẩn này. Năm 1917, Winslow đề xuất tên gọi là Lacto-bacillaceae và ba năm sau
tại Hà Lan (1920) được đặt tên là chủng Tissier Lacto- trực khuẩn bifidus. Năm 1924,
Orla-Jensen đã nhận ra sự tồn tại của chi Bifi-dobacterium như một đơn vị phân loại
riêng biệt nhưng do sự tương đồng của bifidobacteria với chi Lactobacillus.
2.2.2. Phân loại và sinh thái
2.2.2.1. Phân loại
Năm 1957, Đức lần đầu tiên nhận ra sự tồn tại của nhiều kiểu gen của
Bifidobacterium và đề xuất một kế hoạch phân biệt các vi khuẩn này dựa trên quá trình
lên men carbohydrate của chúng. Reuter (1963) đã công nhận và đặt tên cho bảy loài
Bifi-dobacterium, ngoài B. bifidum đã biết. Sự trao đổi chất đặc trưng con đường lên
men hexose trong bifidobacteria đã được Scardovi làm rõ. Enzim chủ chốt là fructose6-phosphoketolase phân tách hexose phosphate thành erythrose-4-phosphate và acetyl
phosphate. Năm 1970, Scardovi et al bắt đầu mở rộng áp dụng quy trình lai ghép bộ
lọc DNA-DNA để đánh giá tính hợp lệ của các loài bifidobacterial đã mô tả trước đây
và để nhận ra nhóm tương đồng DNA mới trong số các chủng họ đã phân lập được với
số lượng lớn từ hốc sinh thái đa dạng.
Trong ấn bản thứ 8 của Sổ tay quyết định của Bergey: Vi khuẩn học (Rogosa,
1974) bifidobacteria được phân loại trong chi Bifi-dobacterium sử dụng cùng tên ban
đầu được áp dụng bởi Orla-Jensen. Chi gồm tám loài; Nó được bao gồm trong họ
Actinomycetaceae của Actinomycetales. Các chủng loài mới mô tả và sắp xếp lại
mang đến phân loại trước đó đóng góp để công nhận 24 loài được báo cáo trong ấn
bản đầu tiên của Sổ tay Bergey
Stackebrand và các đồng nghiệp (1997), thông qua phân tích 16S rRNA, đã đề
xuất một cấu trúc phân cấp tiểu thuyết thu thập chi Bifidobacterium với chi
Gardnerella vào họ Bifidobacteriaceae theo thứ tự Bifi-dobacteriales.
6
2.2.2.2. Sinh thái
Trong đường ruột của động vật và con người, bifidobacteria cùng tồn tại với
một lượng lớn nhiều loại vi khuẩn, hầu hết trong số đó là vi khuẩn kị khí.. Trong các
nghiên cứu về sinh thái vi khuẩn bifidobacteria được thực hiện tại Viện Vi sinh vật
Nông nghiệp tại Đại học Bologna, Ý, hơn 7.000 chủng đã được phân lập từ nhiều môi
trường sống khác nhau. Các nghiên cứu về sự phân bố của bifidobacteria trong phân
của trẻ sơ sinh, trong phân của người trưởng thành, trong âm đạo của con người và
trong sâu răng chỉ ra khác nhau lên men trong sự thích nghi của các loài có nguồn gốc
con người trong các môi trường sống khác nhau.
B. breve và B. Newbornis là những loài điển hình của trẻ bú mẹ hoặc bú sữa
công thức trong khi B. bifidum, B. catenulatum, B. longum và B. pseudocatenulatum là
ở trẻ sơ sinh hoặc trong phân người lớn. B. Teenager chỉ được phân lập từ người lớn.
B. adolescentis , B. bifidum , B. breve sống trong âm đạo và B.longum. B. denticolens
B. dentium và B. inopinatum là những loài được tìm thấy trong sâu răng.
Ở động vật, một số loài rõ ràng là vật chủ: B. Magnum và B. cuni-culi chỉ được
tìm thấy trong các mẫu phân của thỏ, B. pullorum và B. gallinarum chỉ trong ruột gà
và B. suis chỉ có trong phân heo con . B. asteroides là các loài được tìm thấy trong ruột
Apis mellifera , trong khi A. cerana và A. dorsata har-bour các loài B. aimum. Phân
của bê con bú và trẻ sơ sinh bú sữa mẹ cùng một loài bifidobacterial, cho đến nay đây
là trường hợp duy nhất loài điển hình của môi trường sống của con người đã được tìm
thấy ở động vật.
Mười hai loài Bifidobacterium đã được phân lập từ nước thải và trong số những
cái này, B. Minimum và B. Subile không được tìm thấy ở nơi khác. Hai loài mới B.
Lactis phân lập từ sữa chua và B.thermacidophilum phân lập từ kỵ khí, không thể được
coi là môi trường sống mở rộng.
7
CHƯƠNG 2
VAI TRÒ CỦA CHẤT TRỢ SINH ĐỐI VỚI CON NGƯỜI
I. HỆ VI SINH VẬT Ở ĐƯỜNG TIÊU HOÁ
Đường tiêu hóa của con người chứa một hệ vi sinh phức tạp. Vi sinh vật hệ tiêu
hóa khác nhau ở mỗi người do ảnh hưởng của yếu tố di truyền và môi trường. Hệ vi
sinh vật trong đường tiêu hóa bắt đầu hình thành từ khi trẻ được sinh ra và phụ thuộc
vào các yếu tố như: Hệ vi sinh của người mẹ, hình thức trẻ được sinh ra và môi trường
ra đời. Hệ vi sinh đường ruột phát triển dần trong vòng 2 năm đầu đời của trẻ, chịu ảnh
hưởng bởi phương thức nuôi dưỡng trẻ. Từ khi đủ 2 tuổi, hệ vi sinh đường tiêu hóa
của trẻ dần đa dạng như người lớn.
Tổng lượng vi khuẩn trong đường tiêu hóa ước tính vào khoảng 100 nghìn tỷ,
tương đương 1,5kg vi sinh vật. Ở trạng thái cơ thể khỏe mạnh, hệ vi sinh đường ruột
có khoảng trên 500 loài khác nhau, bao gồm vi sinh vật có lợi (chiếm 85%) và vi sinh
vật gây bệnh (chiếm 15%). Nhờ cơ chế điều hòa miễn dịch tại ruột, dù có sự góp mặt
của vi khuẩn gây bệnh nhưng cơ thể vẫn ở trạng thái khỏe mạnh vì hệ vi sinh cân
bằng.
1.1. Đặc điểm của vi khuẩn có lợi về vi khuẩn có hại trong đường tiêu hoá
1.1.1. Vi khuẩn có lợi
Lợi khuẩn chiếm 85% tổng lượng vi sinh vật tồn tại trong đường ruột. Sự gia
tăng của vi sinh vật có lợi được thúc đẩy bởi quá trình sinh con tự nhiên (đẻ thường)
8
và nuôi con bằng sữa mẹ. Những loại lợi khuẩn điển hình có thể kể đến là:
Lactobacilli, Bifidobacteria, Bacillus clausii,... Lactobacilli và Bifidobacteria làm
nhiệm vụ tạo ra hàng rào bảo vệ ruột, thúc đẩy đáp ứng miễn dịch dịch thể. Một số
chủng Lactobacilli và Bifidobacteria còn có khả năng trung hòa miễn dịch, giúp giảm
các bệnh lý dị ứng.
Lợi khuẩn có vai trò tăng cường sức khỏe cho con người nhờ khả năng tổng
hợp vitamin, hỗ trợ tiêu hóa và hấp thu dưỡng chất, ngăn ngừa tình trạng nhiễm khuẩn
và tăng cường hệ thống miễn dịch của cơ thể.
1.1.2. Vi khuẩn có hại
Số lượng vi khuẩn có hại chiếm khoảng 15% trong tổng số lượng vi sinh vật
tồn tại trong đường ruột. Vi khuẩn có hại trong đường ruột dễ gây ra một số vấn đề về
sức khỏe như: Gây hoại tử, kích thích tạo ra các hợp chất có khả năng gây ung thư và
sản xuất độc tố.
9
1.2. Sự phân bố vi sinh vật ở đường tiêu hoá
1.2.1. Vi sinh vật ở miệng
Miệng có chứa một lượng lớn vi sinh vật vì có điều kiện tốt cho chúng phát
triển (nhiệt độ phù hợp, bã thức ăn và pH nước bọt có độ kiềm nhẹ). Các loại vi sinh
vật thường tồn tại ở miệng là: liên cầu (S. sanguis, S. salivarius, S. mitis, S. Mutans),
tụ cầu (S. Epidermidis), song cầu gram âm (Moraxella catarrhalis, Neisseria),
Lactobacillus,... Các vi sinh vật ít gặp hơn gồm C. Albicans, S. aureus, Enterococcus
1.2.2. Vi sinh vật trong dạ dày
pH axit của dạ dày giữ lượng vi sinh vật ở mức tối thiểu là 103 vi sinh
vật/gram thức ăn. Các loại vi khuẩn có thể sống được trong dạ dày gồm: Vi khuẩn lao,
vi khuẩn H. pylori. Trên thế giới hiện có khoảng 30 - 50% dân số mang vi khuẩn H.
Pylori trong dạ dày. Không quá 20% trong số nhóm này phát triển thành bệnh loét dạ
dày - tá tràng do nhiễm H. Pylori
1.2.3. Vi sinh vật ở ruột
Số lượng vi sinh vật ở ruột non rất ít, tăng dần khi đi xuống dưới. Các vi sinh
vật thường tồn tại ở ruột non gồm Lactobacillus, Enterococcus, Candida albicans. Các
vi sinh vật tồn tại trong đại tràng chủ yếu là vi khuẩn kỵ khí như Bacteroides,
Lactobacillus, Clostridium, Peptococcus. Các vi khuẩn ưa khí và kỵ khí tùy ngộ có số
lượng ít hơn, thường gồm: E. Coli, Enterobacter, Proteus, Klebsiella, Pseudomonas,
Lactobacillus, B. cereus, Enterococcus, Candida spp,...
10
II. VAI TRÒ CỦA HỆ VI SINH VẬT Ở ĐƯỜNG TIÊU HOÁ ĐỐI VỚI SỨC
KHOẺ CON NGƯỜI
Các vi sinh vật ở hệ tiêu hóa đóng vai trò quan trọng đối với cơ thể người. Cụ
thể là:
2.1. Hỗ trợ chức năng tiêu hoá
Vi khuẩn giúp nghiền nát, làm lên men thức ăn chưa được tiêu hóa ở
đoạn trên của ống tiêu hóa;
Các vi sinh vật đường ruột còn có chức năng tổng hợp các vitamin nhóm
B, vitamin K, làm tăng tiêu hóa đạm, mỡ, đường;
Trong quá trình tiêu hóa carbohydrate, vi sinh vật sản sinh các axit béo
chuỗi ngắn và các axit béo này được sử dụng làm năng lượng cho các tế
bào ở đại tràng. Quá trình sản xuất axit béo cũng kích thích nhu động
ruột, giảm nguy cơ tiêu chảy hoặc táo bón.
2.2. Xây dựng hàng rào bảo vệ hệ tiêu hoá
Vi khuẩn Lactobacilli và Bifidobacteria trong hệ tiêu hóa có khả năng
ngăn cản sự khu trú của các vi khuẩn khác, giúp bảo vệ đường ruột. Cụ
thể, chúng bài tiết các chất kháng khuẩn, giúp ức chế sự bám sinh của
các vi sinh vật gây bệnh;
Lactobacilli và Bifidobacteria còn thúc đẩy đáp ứng miễn dịch dịch thể
thông qua IgA tiết, giúp chống lại các kháng nguyên, các yếu tố gây
bệnh tiềm tàng cũng như độc lực và độc tố của vi khuẩn.
Lactobacilli được phân phối trong các sinh thái khác nhau hầu khắp các
tuyến tiêu hóa và sinh dục và tạo thành một phần quan trọng trong hệ vi
sinh vật của con người và động vật bậc cao. Phân phối các chủng của chi
Lactobacilli bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố môi trường, trong đó bao
gồm pH, lượng oxy sẵn có, mức độ phụ cụ thể, sự hiện diện của chất tiết
và tương tác vi khuẩn. Chúng hiếm khi liên quan đến các trường hợp tiêu
hóa và nhiễm trùng đường ruột, và các chủng sử dụng về mặt công nghệ
được coi là không gây bệnh và an toàn vi sinh vật. Hơn nữa, chúng còn
11
được coi là các chất thúc đẩy sức khỏe, đặc biệt là trong dạ dày của con
người, đường ruột và đường sinh dục
Bifidobacteria gây ra các hoạt động sinh học liên quan đến sức khỏe của
vật chủ, nằm trong số nhóm vi sinh vật phong phú nhất trong ruột già
của con người. Một khía cạnh quan trọng khác là tác dụng ức chế của
bifidobacteria trên các quần thể vi sinh vật khác cho thấy trẻ sơ sinh
được nuôi bằng sữa công thức bao gồm B. bifidum và S. thermophilus , ít
mắc bệnh tiêu chảy và tỷ lệ rotavirus thấp hơn so với trẻ được nuôi bằng
sữa công thức tiêu chuẩn
2.3. Chống lại vi khuẩn gây bệnh
Lợi khuẩn trong hệ tiêu hóa có khả năng chống lại các vi khuẩn gây hại bằng
các cách như:
Lợi khuẩn sản sinh ra các axit ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây hại.
Chức năng này của loại khuẩn khiến các vi khuẩn có hại dù có sống sót
được sau khi đi qua vùng axit của dạ dày cũng khó có khả năng gây
bệnh;
Lợi khuẩn cạnh tranh môi trường sống và nguồn dinh dưỡng với các vi
khuẩn có hại, khiến chúng không thể tồn tại và phát triển trong hệ tiêu
hóa.
2.4. Tạp khuẩn ruột và sự bảo vệ cơ thể
2.4.1. Thành phần của tạp khuẩn ruột
Tạp khuẩn nội sinh
Tạp khuẩn trội kỵ khí gồm khoảng 20 loài và đại diện cho phần thiết yếu của
quần thể. Tạp khuẩn chưa trội chủ yếu gồm những khuẩn ưa khí – kỵ khí tùy tiện.
Tạp khuẩn vãng lai
Với lượng đáng kể, các tạp khuẩn này không cho những mầm bệnh gắn vào
ruột. Lúc mới sinh, ống tiêu hóa của trẻ còn vô khuẩn. Có 85% các trẻ bú sữa mẹ có
12
lượng tạp khuẩn ít thay đổi. Nguồn gốc từ người mẹ, nhưng chỉ có mặt ở 40% số trẻ
được cho ăn bằng loại sữa bắt chước sữa mẹ có thành phần tạp khuẩn rất đa dạng. Vào
khoảng 2 năm tuổi, tạp khuẩn ở ruột có thành phần giống như ở người lớn.
2.4.2. Sự bảo vệ cơ thể
Khi trưởng thành, thành phần tạp khuẩn cho mỗi cá thể hầu như hằng định. Khi
tuổi cao, tạp khuẩn giảm số lượng và thay đổi sự phân phối các loại trong thành phần
tạp khuẩn.
Tạp khuẩn ruột kích thích sự bảo vệ miễn dịch tại chỗ và toàn thân, làm tăng số
lượng những tế bào có thẩm quyền miễn dịch, kích thích thực bào, tăng sản xuất các
globulin miễn dịch, ức chế khuẩn gây bệnh. Tạp khuẩn sản sinh ra các chất có thể ức
chế được sự sinh trưởng của các vi khuẩn có hại. Còn tìm thấy trong tạp khuẩn chất
bacteriocin ức chế được sự sinh trưởng hoặc hủy hoại được vi khuẩn gây bệnh Tạp
khuẩn ruột dính chặt vào các thụ thể ở tế bào ruột hoặc vào chất nhày, kết quả là các
mầm bệnh sẽ khó gắn hơn vào niêm mạc ruột để “gây gổ”
2.5. Các vai trò quan trọng khác
Các vi khuẩn có lợi ức chế sự tăng trưởng của vi khuẩn có hại, từ đó
ngăn chặn chúng sản xuất độc tố và các tác nhân gây ung thư;
Lợi khuẩn phá vỡ cấu trúc lactose trong sữa, giúp cho các trường hợp
không dung nạp được lactose có thể hấp thu đường lactose bình thường.
Hệ vi sinh vật đường tiêu hóa, đặc biệt là các vi khuẩn có hại đóng vai trò quan
trọng đối với sức khỏe, giúp bảo vệ, tăng cường hệ thống miễn dịch và hỗ trợ chức
năng tiêu hóa. Vì vậy, mỗi người cần chú ý có chế độ ăn uống, sinh hoạt khoa học để
tăng cường lợi khuẩn và kiểm soát sự phát triển của vi khuẩn gây hại trong đường tiêu
hóa.
13
Tác dụng của chất trợ sinh đối với hệ tiêu hoá
III. NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ VI SINH VẬT
Sự đấu tranh giữa cơ thể với những tạp khuẩn sẽ kéo dài liên tục. Hầu hết các
mầm tạp khuẩn mang vào theo thức ăn và nước bọt sẽ bị hủy bởi sự tiết acid của dạ
dày và ruột non. Những vi khuẩn nào và enzym nào đề kháng được sẽ nhân lên trong
quá trình chuyển vận tới ruột già và tại đây, tạp khuẩn sẽ là những vi khuẩn quan trọng
bậc nhất. Có khoảng 500 loài khác nhau nhưng chỉ có 30-40 loài khuẩn tạo thành tạp
khuẩn ruột.
Cơ quan quản lý về chất lượng sản phẩm (Consumer Lab) của Hoa Kỳ cho biết
có 44% sản phẩm trợ sinh không đạt tiêu chuẩn (1 tỷ tế bào/ngày). Thiếu hụt tạp khuẩn
có ích còn do dùng kháng sinh kéo dài, dùng kháng sinh nuôi gia súc, hóa trị liệu,
thuốc chống viêm giảm đau, thuốc sát khuẩn trong nước uống, bảo quản thực phẩm…
14
CHƯƠNG 3
ỨNG DỤNG CỦA CHẤT TRỢ SINH HIỆN NAY
I. ỨNG DỤNG CỦA VI KHUẨN CHI LACTOBACILLI
Lactobacilli có liên quan đến sản xuất thực phẩm vì hoạt động bảo quản do axit
hóa và tăng cường mùi vị, dinh dưỡng và kết cấu cho hương vị. Lactobacilli được sử
dụng như sự khởi đầu cho một số giống phô mai, thực phẩm lên men, thịt lên men,
trong rượu vang và sản xuất bia, bánh mì bột chua và ủ chua. Chúng gây ra sự giảm
pH nhanh chóng trong nguyên liệu thô thông qua việc sản xuất axit lactic là sản phẩm
dị hóa chính. Ngoài ra, hoạt động phân giải protein và sản xuất các hợp chất hương
liệu, các vi khuẩn và exopolysacarit có liên quan đến chất lượng và giá trị dinh dưỡng
của sản phẩm cuối cùng và mở rộng phổ ứng dụng công nghệ sinh học quan trọng này
nhóm LAB. Một số lactobacilli của đường tiêu hóa cũng đã được liên kết với những
lợi ích sức khỏe, đã làm tăng chỉ định của họ như men vi sinh.
Hiện tại, người tiêu dùng đang trả tiền đáng kể chú ý đến mối quan hệ giữa thực
phẩm và sức khỏe. Như hậu quả là nhu cầu thực phẩm chức năng, tức là thực phẩm
tuyên bố sở hữu các đặc tính tăng cường sức khỏe vượt ra ngoài cơ bản dinh dưỡng, đã
tăng đáng kể trong những năm qua. Sản xuất Bacteriocin và exopolysacarit là hai ví dụ
có ý nghĩa về các ứng dụng chức năng của lactobacilli trong ngành công nghiệp thực
phẩm. Trong hai thập kỷ qua, một số nghiên cứu đã chứng minh tiềm năng của các vi
khuẩn để kiểm soát sự tăng trưởng của vi sinh vật gây bệnh trong các sản phẩm thực
phẩm. Vi khuẩn sản xuất lactobacilli đã được đề xuất là bảo vệ nuôi cấy trong thịt lên
men, ô liu lên men và sản phẩm sữa. Polysacarit thực vật hoặc vi sinh vật được sử
dụng rộng rãi trong thực phẩm công nghiệp. Chúng được biết là làm tăng độ nhớt và
độ cứng, cải thiện kết cấu và đóng góp vào hương vị của sản phẩm ít béo thuốc mỡ.
Việc sản xuất tại chỗ của exopolysacarit đã được báo cáo trong một số lactobacilli.
Một vài ví dụ cho thấy rằng lactobacilli là vi khuẩn đa chức năng với ý nghĩa quan
trọng trong công nghiệp.
15
Các đoạn sau đây sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc chi tiết hơn thông qua bốn
nghiên cứu trường hợp về các ứng dụng quan trọng nhất của Lactobacilli trong công
nghệ sinh học đời sống: Lactobacilli như men vi sinh; Lactobacilli là khởi đầu sữa;
Lactobacilli làm thức ăn chế phẩm ủ chua; và lactobacilli là nhà máy sản xuất tế bào
vi sinh vật.
1.1. Lactobacilli là chế phẩm sinh học
1.1.1. Định nghĩa về cơ chế hoạt động của men vi sinh
Probiotic được FAO / WHO (2002) định nghĩa là ''vi sinh vật sống, khi được
cung cấp đầy đủ, mang lại lợi ích sức khỏe cho vật chủ ''. Có bằng chứng khoa học để
hỗ trợ các khái niệm về bảo trì của hệ vi sinh đường ruột khỏe mạnh có thể cung cấp
bảo vệ chống lại rối loạn tiêu hóa, bao gồm cả đường tiêu hóa và bệnh viêm ruột.
Nhiều nghiên cứu cũng chứng minh hiệu quả của chế phẩm sinh học trong việc cung
cấp một giải pháp thay thế thích hợp cho việc sử dụng kháng sinh trong điều trị nhiễm
trùng đường ruột hoặc để giảm các triệu chứng của tiêu chảy liên quan đến kháng sinh.
Nuôi cấy vi khuẩn Probiotic điều chỉnh sự tăng trưởng của hệ vi sinh vật đường ruột,
ức chế vi khuẩn có hại và củng cố các cơ chế bảo vệ tự nhiên của cơ thể. Hiện nay,
nhiều bằng chứng tồn tại về tác động tích cực của men vi sinh cho sức khỏe con người.
1.1.2. Lựa chọn và ứng dụng
Lactobacilli được nghiên cứu rộng rãi và rộng rãi nhất sử dụng men vi sinh
trong LAB. Hầu hết các chủng Lactobacillus thuộc nhóm L. acidophilus. L. (para)
casei, L. plantarum, L. reuteri và L. salivarius, đại diện cho tương ứng các nhóm phát
sinh gen, được biết là có chứa các chủng vi khuẩn có lợi.
Để một chế phẩm sinh học có lợi cho sức khỏe con người, nó phải đáp ứng một
số tiêu chí. Nó phải sống sót khi đi qua GIT trên và tiếp cận hành động của nó còn
sống, và nó phải có khả năng để hoạt động trong môi trường ruột. Các yêu cầu chức
năng các loại men vi sinh bao gồm dung nạp vào dịch dạ dày của con người và mật,
tuân thủ bề mặt biểu mô, tồn tại trong GIT của con người, kích thích miễn dịch, hoạt
động đối kháng đối với mầm bệnh đường ruột (như Helicobacter pylori, Salmonella
16
spp., Listeria monocytogenes và Clostridium difficile), và khả năng ổn định và điều
chỉnh hệ vi sinh vật đường ruột.
1.1.3. Tổng quan về các sản phẩm thực phẩm chứa nhiều vi khuẩn
Lactobacilli
Các sản phẩm sữa là thực phẩm được sử dụng rộng rãi nhất người vận chuyển
để cung cấp men vi sinh. Các vi sinh vật sinh học thường xuất hiện nhất thuộc về L.
acidophilus, L. gasseri, L. helveticus, L. johnsonii, L. (para) casei, L. reuteri, L.
plantarum, L. rham-nosus và L. fermentum.
Một loạt các sản phẩm sữa sinh học là có sẵn ở các thị trường khác nhau; ví dụ
điển hình bao gồm sữa tiệt trùng, kem, sữa lên men, pho mát, và cho bé ăn sữa bột.
Sữa chua là ví dụ cổ điển của sữa lên men chứa men vi sinh. Các công đoạn sản xuất
của sữa chua sinh học rất giống với sữa chua '' cổ điển '', nhưng thời gian lên men dài
hơn một chút so với sản phẩm cổ điển
Do tính axit hạn chế, mức oxy thấp, lipid cao nhiệt độ lưu trữ thấp, phô mai
cũng xuất hiện một chất mang phù hợp để cung cấp vi khuẩn sinh học sống .Probiotic
L. paracasei và L. rhamnosus đã được sử dụng trong phô mai cheddar và tiểu chế tạo.
Thông thường, vi khuẩn sinh học được đưa vào phô mai như là sự bổ sung và khởi đầu
của sản xuất lactic.
1.2. Lactobacilli là sự khởi đầu của sữa
1.2.1. Vai trò và cách sử dụng
Nuôi cấy khởi đầu là các vi sinh vật có chủ ý được thêm vào nguyên liệu thô để
tạo ra kết quả mong muốn trong sản phẩm cuối cùng, thường xuyên nhất thông qua các
hoạt động trao đổi chất của họ. Việc sử dụng phổ biến nhất sự khởi đầu là để sản xuất
axit lactic từ đường sữa, trong hầu hết các trường hợp gây ra hoặc hỗ trợ quá trình
đông tụ protein sữa bằng cách giảm độ pH của nó. Một số sinh vật khởi động được
thêm vào đặc biệt cho chúng khả năng sản xuất các hợp chất hương vị như diacetyl.
Người khởi xướng sinh vật cũng có thể ảnh hưởng đến hương vị và kết cấu của các sản
phẩm lâu đời thông qua sự phân hủy protein, chất béo và các thành phần sữa khác
ngoài hiệu ứng pH. Sự giảm pH của các sản phẩm nuôi cấy có thể bị ức chế đến một
17
- Xem thêm -