Khóa luận: Đánh giá độ ổn định hỗn dịch dầu chứa Lactobacillus acidophilus 250ml/mẻ

Khóa luận Dược sĩ nghiên cứu, đánh giá độ ổn định của hỗn dịch dầu chứa Lactobacillus acidophilus. So sánh kết quả bào chế quy mô 250ml và 30ml.

• Tác giả: Đặng Xuân Huy
• Người hướng dẫn: PGS. Đàm Thanh Xuân
• Trường học: Trường Đại học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược học
• Đề tài: Đánh giá độ ổn định của hỗn dịch dầu chứa Lactobacillus acidophilus quy mô 250ml/mẻ
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về hỗn dịch dầu L

Hỗn dịch dầu L. acidophilus là một chế phẩm probiotic hiện đại được bào chế với quy mô 250ml/mẻ nhằm cung cấp lợi khuẩn có lợi cho sức khỏe. Lactobacillus acidophilus là vi khuẩn gram dương, kỵ khí tuyệt đối, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột. Chế phẩm này được phát triển từ công nghệ sinh học dược hiện đại, kết hợp dầu (thường là dầu MCT - triglyceride mạch trung bình) để bảo vệ vi khuẩn sống trong quá trình bảo quản. Quy mô bào chế 250ml được xem xét để nâng cao hiệu quả sản xuất so với quy mô 30ml truyền thống. Việc đánh giá độ ổn định của hỗn dịch này là cần thiết để đảm bảo chất lượng, khả năng giữ được số lượng vi khuẩn sống và các đặc tính vật lý-hóa học trong suốt thời gian lưu trữ.

1.1. Đặc điểm sinh lý của Lactobacillus acidophilus

L. acidophilus là vi khuẩn gram dương, có hình que, kỵ khí tuyệt đối, phát triển tối ưu ở nhiệt độ 37°C. Vi khuẩn này phát lên trên môi trường MRS (de Man, Rogosa, Shape) trong điều kiện yếm khí. Đặc điểm nổi bật là khả năng sản xuất axit lactic, tạo môi trường axit trong đường ruột, ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây hại. Số lượng vi khuẩn sống được đo lường bằng CFU (Colony-Forming Unit) là tiêu chí quan trọng đánh giá chất lượng chế phẩm probiotic.

1.2. Ứng dụng của chế phẩm probiotic dạng hỗn dịch dầu

Hỗn dịch dầu chứa L. acidophilus được sử dụng rộng rãi trong điều trị rối loạn tiêu hóa, tăng cường miễn dịch và cải thiện sức khỏe đường ruột. Dầu MCT trong công thức giúp bảo vệ vi khuẩn khỏi điều kiện axit dạ dày, tăng khả năng sinh tồn đến ruột non. Chế phẩm dạng hỗn dịch cho phép dễ dàng dùng liều, đặc biệt phù hợp cho bệnh nhân khó nuốt hoặc trẻ em.

II. Phương pháp đánh giá độ ổn định hỗn dịch

Đánh giá độ ổn định của hỗn dịch dầu L. acidophilus 250ml bao gồm nhiều phương pháp khoa học phức tạp. Các tiêu chí chính bao gồm: số lượng vi sinh vật sống theo thời gian, độ đồng đều phân tán, kích thước tiểu phân và độ lắng cặn. Nghiên cứu so sánh quy mô 250ml với quy mô 30ml nhằm xác định ảnh hưởng của tỷ lệ bề mặt tiếp xúc và thể tích sản phẩm. Phương pháp tiệt khuẩn dụng cụ, môi trường nuôi cấy đảm bảo độ chính xác của kết quả. Các số liệu được xử lý thống kê để đánh giá độ tin cậy. Yêu cầu chất lượng tuân theo tiêu chuẩn của Bộ Y tế, Dược điển Việt Nam và khuyến cáo của WHO.

2.1. Phương pháp xác định số lượng vi khuẩn sống

Số lượng L. acidophilus sống được xác định bằng phương pháp nuôi cấy định lượng trên môi trường MRS. Mẫu hỗn dịch được pha loãng theo cấp số nhân, cấy lên thạch MRS trong điều kiện yếm khí ở 37°C trong 48 giờ. Các đơn vị khuẩn lạc (CFU) được đếm và tính toán thành CFU/ml. Phương pháp này cho phép theo dõi sự thay đổi số lượng vi khuẩn qua các tháng bảo quản.

2.2. Đánh giá đặc tính vật lý của hỗn dịch

Kích thước tiểu phân (KTTP) của hỗn dịch được đo bằng kính hiển vi quang học hoặc phương pháp phân tán ánh sáng. Độ đồng đều phân tán được quan sát bằng cách kiểm tra khả năng hòa lẫn của hỗn dịch, độ ổn định bề mặt khi đứng yên. Độ lắng cặn được đánh giá bằng cách quan sát sự tách lớp dầu và phần hạt lơ lửng theo thời gian lưu trữ ở các điều kiện khác nhau.

III. Kết quả so sánh quy mô 30ml và 250ml

Việc so sánh quy mô 30ml và 250ml của hỗn dịch dầu L. acidophilus cho thấy những khác biệt quan trọng về độ ổn định. Trong quá trình bào chế, quy mô lớn hơn (250ml) gặp thách thức trong việc duy trì điều kiện yếm khí và phân tán đều các thành phần. Số lượng vi khuẩn sống trong mẻ 250ml giảm chậm hơn sau 3 tháng so với mẻ 30ml, nhưng độ đồng đều phân tán có thể bị ảnh hưởng do thể tích lớn. Kích thước tiểu phân trong cả hai quy mô khác nhau đáng kể, phản ánh tác động của điều kiện trộn lẫn. Kết quả cho thấy cần tối ưu hóa công thức và quy trình bào chế để nâng cao chất lượng sản phẩm quy mô 250ml.

3.1. Thay đổi số lượng vi sinh vật trong quá trình bảo quản

Trong 3 tháng bảo quản, số lượng L. acidophilus sống giảm dần ở cả hai quy mô. Mẻ 30ml thể hiện sự giảm nhanh hơn trong tháng đầu tiên, với mức giảm khoảng 20-30% CFU. Mẻ 250ml duy trì số lượng vi khuẩn ổn định hơn nhờ tỷ lệ dầu/vi khuẩn tối ưu hơn. Tuy nhiên, cả hai mẻ đều duy trì số lượng vi khuẩn sống vượt qua ngưỡng yêu cầu (≥10^8 CFU/ml) theo tiêu chuẩn chất lượng.

3.2. Đặc tính phân tán và độ ổn định vật lý

Độ đồng đều phân tán của mẻ 30ml tốt hơn mẻ 250ml trong những tuần đầu. Tuy nhiên, mẻ 250ml thể hiện ổn định dài hạn tốt hơn sau 2-3 tháng. Kích thước tiểu phân được kiểm soát chặt chẽ ở quy mô 250ml bằng công nghệ trộn lẫn cải tiến, giúp duy trì độ đồng nhất cao hơn.

IV. Hàm ý lâm sàng và đề xuất cải thiện

Kết quả đánh giá độ ổn định hỗn dịch dầu L. acidophilus 250ml có ý nghĩa quan trọng trong phát triển sản phẩm dược phẩm. Quy mô 250ml cho thấy khả năng tối ưu hóa quá trình sản xuất để nâng cao hiệu quả kinh tế mà không ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng. Để cải thiện thêm, cần tối ưu hóa công thức dầu, điều chỉnh tỷ lệ stabilizer, và cải tiến quy trình bào chế trong điều kiện yếm khí tốt hơn. Điều kiện bảo quản ở nhiệt độ 2-8°C hoặc 25°C cần được xác định cụ thể dựa trên ổn định sản phẩm. Sản phẩm 250ml có tiềm năng lớn trong thị trường với giá cách hợp lý hơn và hiệu quả bảo quản tốt.

4.1. Tiêu chuẩn chất lượng và khuyến cáo sử dụng

Theo tiêu chuẩn cơ sở và yêu cầu của Bộ Y tế, hỗn dịch dầu L. acidophilus phải đáp ứng: số lượng vi khuẩn sống ≥10^8 CFU/ml, độ sạch sẽ về vi sinh vật gây bệnh, độ ổn định hóa lý trên 90% sau 3 tháng bảo quản. Sản phẩm được khuyến cáo lưu trữ ở 2-8°C hoặc phòng nhiệt độ, tránh ánh sáng trực tiếp.

4.2. Phương hướng phát triển sản phẩm tương lai

Nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào nâng cao độ ổn định bằng cách sử dụng các chất ổn định mới, cải thiện công nghệ đóng gói bảo vệ dưới ánh sáng. Cần kiểm tra độ an toàn sinh học, khả năng tồn tại qua axit dạ dày, và tác dụng miễn dịch lâm sàng. Quy mô 250ml có thể mở rộng thành sản xuất công nghiệp nếu duy trì được độ ổn định và chất lượng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Trên thị trường trong và ngoài nước hiện nay, probiotic được chú trọng nghiên cứu phát triển không ngừng dẫn đến sự ra đời của đa dạng các loại chế phẩm probiotic [1]. Đặc biệt với đối tượng là trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ, hỗn dịch dầu là sản phẩm lý tưởng để cung cấp lượng vi sinh vật có lợi này do khả năng bảo quản tốt vi sinh vật không sinh bào tử như Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Bifidobacterium bifidum… và dễ dàng sử dụng cho trẻ nhỏ. Theo Dược điển Việt Nam V, khả năng sống sót là chỉ tiêu quan trọng nhất đối với các chế phẩm probiotic [2]. Để đáp ứng điều này đòi hỏi các nghiên cứu xây dựng công thức và quy trình bào chế phù hợp đảm bảo độ ổn định và khả năng cung cấp đủ tế bào sống tới đích.

Tuy nhiên, sự hạn chế về nguồn bài báo khoa học trên thế giới cũng như ở Việt Nam được công bố liên quan đến dạng chế phẩm này đang là một thách thức lớn cho định hướng phát triển chế phẩm này. Trong một quy trình sinh học, việc mở rộng hay tối giản quy mô đóng vai trò cực kì quan trọng đối với phạm vi công nghệ sinh học và công nghệ dược phẩm, đặc trưng bởi sự thay đổi từ quy mô phòng thí nghiệm đến quy mô sản xuất rộng hơn, quy mô sản xuất công nghiệp hoặc ngược lại. Đối với việc mở rộng quy mô, đây là bước không thể thiếu để đưa các phát minh, nghiên cứu về mặt công nghệ sinh học đến thị trường, đảm bảo rằng quy trình phát triển từ quy mô nhỏ có thể được áp dụng một cách hiệu quả và đủ tin cậy ở quy mô sản xuất lớn. Một số thách thức trong việc nâng cấp quy mô bào chế có thể gặp như giải quyết các vấn đề liên quan đến sự thay đổi khối lượng lô, quá trình khuấy trộn, chuyển nhiệt… Đồng thời, các đặc tính về mặt lý học và hóa học của quy trình sinh học cũng có thể thay đổi đáng kể khi khối lượng một lô tăng lên [3].

Với mục đích góp phần phát triển các chế phẩm probiotic dạng hỗn dịch tại Việt Nam, nhằm tối ưu hóa chi phí sản xuất nhưng vẫn giữ được hiệu quả tương đương, việc thay đổi các loại tá dược và quy trình sản xuất tiết kiệm hơn là một điểm sáng quan trọng trong việc tăng khả năng tiếp cận cho người tiêu dùng. Do đó, để tiếp nối và kế thừa các nghiên cứu trước trên dạng hỗn dịch dầu chứa probiotic, đề tài đã nghiên cứu về độ ổn định của chế phẩm hỗn dịch dầu chứa chủng vi khuẩn Lactobacillus acidophilus với quy mô mẻ 250ml kèm một số điều chỉnh trong quá trình bào chế đối chiếu với mẻ 30ml. Trong đó, các nội dung cụ thể bao gồm: 1. So sánh các yếu tố thay đổi trong quá trình bào chế hỗn dịch dầu chứa Lactobacillus acidophilus giữa mẻ 250ml và 30ml.

So sánh một số đặc tính của chế phẩm probiotic dạng hỗn dịch dầu chứa Lactobacillus acidophilus sau bào chế quy mô 250ml so với quy mô 30ml. Vi khuẩn Lactobacillus acidophilus Lactobacillus acidophilus là một chủng vi khuẩn có lợi quan trọng cho đường ruột thuộc nhóm vi khuẩn lactic, được phân lập lần đầu tiên trong phân trẻ em bởi Moro năm 1900 và được đặt tên là Bacilus acidophilus [4]. Năm 1970, Hansen và Mocquot đã đổi tên thành Lactobacillus acidophilus và được sử dụng đến ngày nay. Tiền tố “acido” mang nghĩa là axit và hậu tố “philus” mang nghĩa là yêu thích.

Lactobacillus acidophilus là một phần của hệ vi sinh vật bình thường của con người, tập trung ở nhiều bộ phận khác nhau của cơ thể như khoang miêng, đường tiêu hóa hay đường sinh dục nữ [4]. Ngoài ra, chúng cũng được phát hiện ở các sản phẩm sữa lên men, ủ chua như phô mai, sữa chua, giấm hoặc đồ uống lên men như rượu vang, rượu táo [5]. Đặc điểm hình thái, sinh lý, điều kiện nuôi cấy Lactobacillus acidophilus là trực khuẩn Gram dương không sinh bào tử thuộc chi Lactobacillus trong họ Lactobacillaceae, bộ Lactobacillales, lớp Bacilli, ngành Frmicutes. Hình thái dạng que dài khoảng 2 – 10 µm, đứng đơn lẻ, theo cặp hoặc thành chuỗi ngắn [6].

Lactobacillus acidophilus thuộc phân loại vi khuẩn vi hiếu khí, môi trường nuôi cấy thường là kỵ khí hoặc giảm áp oxy với 5-10% CO2. Nhiệt độ thích hợp sinh trưởng ở 37oC và có thể phát triển ở nhiệt độ tới 45oC, giới hạn nhiệt độ nhỏ nhất có thể phát triển là 20oC. Do đặc tính của chủng, tốc độ tăng trưởng cao nhất trong môi trường hơi axit với pH từ 5,5 – 6,0 và ngừng tăng trưởng nếu pH thấp hơn 4,0 [6]. Hình ảnh Lactobacillus acidophilus trên kính hiển vi điện tử Lactobacillus acidophilus có khả năng lên men đồng hình tạo ra axit lactic từ quá trình lên men carbohydrate và là một trong những loài lactobacilli nhạy cảm với oxy nhất.

Nó thiếu khả năng tổng hợp hầu hết các axit amin, đồng yếu tố và vitamin do đó 2 phải được nuôi cấy trong môi trường giàu dinh dưỡng, chứa axit amin và vitamin (pepton, trypton, cao nấm men, cao thịt), natri acetat, muối magie như môi trường MRS [7]. Vai trò Vai trò của Lactobacillus acidophilus đã được nhiều nghiên cứu chứng minh có tác dụng trên các bệnh đường tiêu hóa nhờ đặc tính probiotic, khả năng chịu pH thấp, bám dính tế bào ruột, sản xuất kháng sinh và hoạt tính lactose… Ngoài ra, Lactobacillus acidophilus cũng có đóng góp trong việc giảm cholesterol, các bênh lý tim mạch, ngăn ngừa và điều trị ung thư… 1. Giảm nguy cơ bệnh tim mạch Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng việc sử dụng Lactobacillus acidophilus và các probiotic khác liên quan đến việc giảm cholesterol và khả năng giảm cholesterol của Lactobacillus acidophilus đã được công nhận. Từ đó, góp phần làm giảm các bệnh lý tim mạch liên quan đến tăng lượng cholesterol trong máu [6].

Cải thiện các bệnh đường tiêu hóa Các nghiên cứu cho thấy các probiotic có khả năng điều hòa hệ vi sinh vật đường ruột, đóng vai trò quan trong trong các bệnh lây nhiễm như viêm loét đại tràng, viêm ruột và hiện nay đã được sử dụng hiệu quả để điều trị và ngăn chặn nguy cơ lây nhiễm và các bệnh liên quan đường tiêu hóa [6]. Cải thiện khả năng dung nạp lactose Lactobacillus acidophilus đóng vai trò như một nguồn lactase cung cấp vào trong ruột, có thể giúp cải thiện khả năng dung nạp lactose, giảm các triệu chứng như tiêu chảy, rối loạn tiêu hóa… trên những bệnh nhân bất dung nạp lactose [6]. Ngăn ngừa và điều trị ung thư Nhiều nghiên cứu cho rằng việc tiêu thụ sữa chứa Lactobacillus acidophilus NCFM giảm sự hoạt động của ba enzymes β – glucuronase, nitroreductase, azoreductase (thường dược dùng để theo dõi sự thay đổi của ung thư kết tràng) từ 2 đến 4 lần và giảm nguy cơ bị ung thư kết tràng [6]. Điều hòa khả năng miễn dịch Wagner và cộng sự xác nhận rằng NCFM đã kích thích các phản ứng kháng thể và tế bào đối với Candida albicans ở chuột thiếu miễn dịch [8].

Nồng độ IgG, IgA và 3 IgM trong huyết thanh cao hơn ở chuột thiếu miễn dịch nhưng vẫn còn khả năng miễn dịch và được cho là làm giảm mức độ nghiêm trọng của bệnh nấm Candida. Một nghiên cứu cho thấy sữa chua được chuẩn bị với các chủng Lactobacillus acidophilus NCFM, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus và Bifidobacterium được thử nghiệm về tác động của chúng tại niêm mạc và sự phản hồi của hệ thống miễn dịch IgA và IgG ở chuột được bổ sung miễn dịch với độc tố tả qua đường uống. Kết quả cho thấy IgA chống lại độc tố tả cao hơn trong ruột và huyết thanh của những con chuột ăn sữa chua chế biến so với những con chuột ăn sữa tách béo [9]. Những kết quả này chỉ ra rằng việc đồng nuôi cấy bao gồm NCFM có thể tăng cường các phản ứng miễn dịch đối với các kháng nguyên đường miệng.

Cơ chế tác dụng Về cơ chế, những tiến bộ nổi bật đã được thực hiện trong nghiên cứu về probiotic nhưng vẫn chưa có kết luận rõ ràng nào về cơ chế hoạt động của chúng. Probiotic có thể tác động tích cực đến cơ thể con người thông qua các cơ chế chính sau: loại trừ cạnh tranh các tác nhân gây bệnh, cải thiện chức năng hàng rào ruột, điều chỉnh miễn dịch trong cơ thể vật chủ và sản xuất các chất dẫn truyền thần kinh. Probiotic cạnh tranh với các tác nhân gây bệnh để giành lấy chất dinh dưỡng và các vị trí liên kết với thụ thể, làm cho sự sống sót của chúng trở nên khó khăn trong ruột [10]. Probiotic cũng hoạt động như các tác nhân kháng khuẩn bằng cách sản xuất các chất; axit béo chuỗi ngắn (SCFA), axit hữu cơ, hydrogen peroxide [11] và bacteriocin [12], do đó giảm thiểu vi khuẩn gây bệnh trong ruột.

Hơn nữa, probiotics cải thiện chức năng hàng rào ruột bằng cách kích thích sản xuất mucin [13], điều chỉnh sự biểu hiện của các protein liên kết chặt chẽ, bao gồm occludin và claudin 1, và điều chỉnh phản ứng miễn dịch trong ruột [14]. Một số cơ chế tác dụng của probiotics [15] Đối với L. acidophilus, chúng có thể điều chỉnh sự cân bằng của hệ vi khuẩn đường ruột bằng cách giảm độ pH của ruột và sản xuất các chất chuyển hóa. Độ pH tối ưu của nhiều vi khuẩn gây bệnh đường ruột là trung tính hoặc hơi kiềm.

Axit lactic được sản xuất bởi L. acidophilus trong quá trình trao đổi chất có thể làm giảm pH môi trường, do đó ức chế sự phát triển và sinh sản của vi khuẩn gây bệnh. Ngoài ra, một số vi sinh vật gây bệnh có khả năng sản xuất ra các enzym xúc tác quá trình chuyển đổi các tiền chất gây ung thư thành chất gây ung thư, chẳng hạn như azo reductase, nitro reductase và β-glucosidase [16]. acidophilus không chỉ có thể ức chế sự phát triển của các vi sinh vật gây bệnh này và làm giảm sản xuất các enzym này mà còn có thể ức chế hoạt động của enzym.

Thứ hai, sự cạnh tranh về vị trí bám dính với vi khuẩn gây bệnh là một cơ chế quan trọng đối với L. acidophilus để ức chế chức năng của vi khuẩn gây bệnh, do đó can thiệp vào sự xâm nhập của chúng vào tế bào [17]. Cụ thể, bề mặt protein lớp S, polysaccharide ngoại bào và axit lipoteichoic của nhiều chủng có thể cạnh tranh để bám dính với vi khuẩn gây bệnh. Thứ ba, vai trò của L.

acidophilus trong nhiều bệnh cũng phụ thuộc vào khả năng làm giảm mức cholesterol huyết thanh của nó do L. acidophilus có thể hấp thụ và đồng hóa cholesterol [16]. 5 Mặc dù một số cơ chế trên đã được phát hiện, nhưng những cơ chế này cũng như các yếu tố ảnh hưởng của L.