ĐẶT VẤN ĐỀ Probiotic là các vi khuẩn sống khi được đưa vào cơ thể với số lượng đủ lớn sẽ sinh ra hiệu quả có lợi cho sức khỏe [22]. Hiện nay, lợi khuẩn (probiotic) được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực sức khỏe. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng sử dụng probiotic thường xuyên giúp thúc đẩy hệ thống tiêu hóa khỏe mạnh hơn, điều này đã dẫn đến sự gia tăng các loại thực phẩm chức năng giàu lợi khuẩn [3]. Việc lựa chọn một chủng vi sinh vật để sử dụng như một chế phẩm sinh học hiệu quả là một quá trình phức tạp.
Lactobacillus acidophilus là vi khuẩn lactic thuộc chi Lactobacillus, được ưu ái mang đặc tính probiotic [47] và có lịch sử sử dụng lâu dài như chế phẩm sinh học mà không có nguy cơ gây hại cho con người [40]. Tuy nhiên, lợi ích của probiotic có thể bị mất đi vì khả năng tồn tại của chúng giảm đáng kể khi đối mặt với các yếu tố môi trường (không khí, nhiệt độ, độ ẩm…) và các yếu tố từ đường tiêu hóa (pH dạ dày, muối mật, enzym trong miệng. Hơn nữa, vấn đề về bào chế thuốc cho trẻ em từ lâu đã được nghiên cứu, thảo luận và bàn cãi nhiều. Đặc biệt ở nước ta, trẻ em chiếm gần một phần tư dân số nhưng số lượng chế phẩm thuốc được các xí nghiệp dược phẩm sản xuất dành cho trẻ em là rất ít [2].
Vì vậy, cần một dạng bào chế để đáp ứng những yêu cầu này. Probiotic dạng hỗn dịch dầu là sản phẩm lý tưởng để cung cấp lợi khuẩn sống cho trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ do những ưu điểm vượt trội về khả năng lưu trữ vi sinh vật không sinh bào tử Lactobacillus acidophilus và sự thuận tiện khi sử dụng mà nó mang lại. Chất tạo gel là những chất giúp cố định và phân tán vi sinh vật. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành lên cấu trúc hỗn dịch dầu của chế phẩm.
Tiếp nối và kế thừa những nghiên cứu trước đó của nhóm nghiên cứu về probiotic dạng hỗn dịch dầu, đề tài “Khảo sát ảnh hưởng của chất tạo gel lên quá trình tạo hỗn dịch probiotic chứa Lactobacillus acidophilus cho trẻ em” được thực hiện với các mục tiêu cụ thể sau: 1. Khảo sát tỉ lệ hàm lượng hai chất tạo gel (Nhôm tristearat và Aerosil) ảnh hưởng đến quá trình kết tụ trong chế phẩm probiotic dạng hỗn dịch dầu. Đánh giá một số đặc tính về công thức và hiệu quả của chế phẩm probiotic dạng hỗn dịch dầu đã khảo sát được. Đại cương về probiotic 1.
Định nghĩa về probiotic “Probiotic” có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp và có nghĩa là “dành cho sự sống” [33]. Thuật ngữ này đã được định nghĩa lại sau nhiều năm kể từ khi lĩnh vực công nghệ sinh học nói chung và kiến thức về mối quan hệ giữa probiotic với sức khỏe đường tiêu hóa nói riêng có sự tiến bộ nhất định. Sau đây là định nghĩa về "probiotic" từ FAO/WHO: “Probiotic là những vi sinh vật sống khi được bổ sung một lượng vừa đủ sẽ mang lại lợi ích sức khỏe cho vật chủ” [22]. Các chủng probiotic phổ biến Hiện nay các chủng probiotic được sử dụng phổ biến là các vi khuẩn thuộc chi Lactobacillus, Bacillus, Bifidobacterium và nấm men như Saccharomyces boulardii, Saccharomyces cerevisiae.
Thông tin thu được cho đến nay cho thấy Lactobacillus có lịch sử sử dụng lâu dài như chế phẩm sinh học mà không có nguy cơ gây hại cho con người và đây vẫn là bằng chứng về sự an toàn của chúng [40], [45]. Ngoài ra, không có đặc tính gây bệnh hoặc độc lực nào được tìm thấy đối với Lactobacillus, Bifidobacteria hoặc Lactococci [10]. Ngày càng nhiều sản phẩm chứa probiotic được sản xuất cho người tiêu dùng mà trong đó chủ yếu sử dụng các chủng vi khuẩn Lactobacillus và Bifidobacterium làm nguyên liệu [22], [33]. Đặc tính quan trọng của probiotic Các tính chất quan trọng của chủng giống để sử dụng sản xuất probiotic bao gồm: • Đề kháng với các điều kiện trong dạ dày như acid và muối mật • Bám dính vào chất nhầy và/hoặc tế bào biểu mô của con người • Có khả năng sinh các chất có tác dụng kháng khuẩn chống lại các mầm bệnh tiềm ẩn • Ức chế hoặc dịch chuyển sự bám dính của mầm bệnh • Điều hòa hệ thống miễn dịch • Có hoạt tính hydrolase muối mật • Có hoạt động glycosidase [33].
Mặc dù vi sinh vật mang những đặc tính có lợi đối với con người nhưng để phát huy tác dụng lợi khuẩn, thông thường các chế phẩm probiotic cần phải chứa tối thiểu 106 CFU/mL (số đơn vị khuẩn lạc/mL) tế bào vi sinh vật sống và tổng cộng khoảng 108-109 lợi khuẩn được tiêu thụ hàng ngày [31]. Vai trò của probiotic trong lâm sàng 1. Đối với hệ tiêu hóa Nhiều nghiên cứu về tác dụng của probiotic liên quan đến phòng và điều trị các rối loạn về tiêu hóa cho thấy khả năng ngăn chặn và làm giảm các triệu chứng của bệnh tiêu chảy, táo bón, bệnh viêm ruột, chứng dị ứng lactose, các bệnh nhiễm trùng đường ruột và hội chứng kích ứng ở ruột [12], [48]. Probiotic đã được chứng minh có khả năng điều trị các vấn đề về tiêu hóa sau khi sử dụng kháng sinh [12], [22].
Một vấn đề chính liên quan đến việc sử dụng kháng sinh là xuất hiện tiêu chảy, viêm dạ dày ruột thường do Clostridium difficile gây ra. Có bằng chứng rằng một chủng Lactobacillus cụ thể có hiệu quả trong việc ngăn ngừa tái phát viêm đại tràng giả mạc gây ra bởi Clostridium difficile ở những bệnh nhân đã được điều trị với kháng sinh [23]. Số lượng Helicobacter pylori giảm khi sử dụng probiotic. Dữ liệu in vitro và trên động vật chỉ ra rằng vi khuẩn sinh acid lactic có thể ức chế sự phát triển của mầm bệnh và làm giảm hoạt động của enzym urease cần thiết để mầm bệnh có thể tồn tại trong môi trường acid của dạ dày [12], [22].
Probiotic cân bằng hệ vi sinh vật cho trẻ nhỏ bằng việc bổ sung 108 CFU/liều [9], ức chế hại khuẩn, chiếm vị trí bám vào thành ruột từ đó hạn chế các bệnh liên quan đến đường tiêu hóa trong nhi khoa. Lợi khuẩn thúc đẩy quá hấp thu và chuyển hóa trong cơ thể. Mặc dù vi sinh vật có kích thước rất nhỏ nhưng chúng lại có năng lực hấp thu và chuyển hóa vượt xa các vi sinh vật khác. Chẳng hạn như 1 vi khuẩn lactic trong 1 giờ có thể phân giải được một lượng đường lactose lớn hơn 100-10.000 lần so với khối lượng của chúng [5].
Khi trẻ nhỏ uống một lượng đủ probiotic sẽ hỗ trợ tiêu hóa thức ăn, tăng cảm giác đói và cảm giác thèm ăn. Đối với hệ miễn dịch Hỗ trợ giảm dị ứng do tạo ra các hợp chất kháng độc tố [50], thúc đẩy chức năng hàng rào đường ruột thông qua việc phục hồi các vi sinh vật bình thường và thúc đẩy sản xuất kháng thể IgE [8]. Tăng cường miễn dịch, có thể kích thích hoạt động của đại thực bào chống lại một số loài vi khuẩn khác nhau [12], [23], [27]. Đối với hệ cơ quan khác Có bằng chứng sơ bộ cho thấy việc sử dụng probiotic và các sản phẩm chuyển hóa của probiotic có khả năng mang lại lợi ích cho một số hệ cơ quan như tim mạch và tiết niệu bao gồm phòng ngừa và điều trị các hội chứng thiếu máu cơ tim khác nhau [46], giảm cholesterol máu [20], nhiễm nấm Candida và nhiễm trùng đường tiết niệu [44].
Cơ chế hoạt động của probiotic Cơ chế hoạt động của probiotic vẫn chưa được xác định cụ thể, nhưng kiến thức về lợi khuẩn đường ruột cho thấy bốn cách mà chúng có thể đang hoạt động [23], [33]: • Sinh chất có tác dụng kháng khuẩn phòng ngừa các bệnh gây ra do vi khuẩn có hại tại đường tiêu hóa. • Cạnh tranh vị trí bám với các vi khuẩn gây bệnh khác. Một số ảnh hưởng sức khỏe do probiotic có liên quan đến khả năng bám dính vào niêm mạc ruột của chúng. Sự kết dính là điều kiện tiên quyết cho sự xâm nhập vào đường tiêu hóa, kích thích hệ thống miễn dịch và hoạt động đối kháng chống lại các tác nhân gây bệnh thông qua loại trừ cạnh tranh.
• Cạnh tranh chất dinh dưỡng của các vi khuẩn gây bệnh. • Kích thích hệ miễn dịch, tăng cường sản xuất đại thực bào tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh khác. Ảnh hưởng của các chủng lợi khuẩn lên hệ thống miễn dịch thường được đánh giá thông qua các phép đo in vitro hoặc ex vivo về sản xuất immunoglobulin hoặc cytokin, tăng sinh tế bào T/B hoặc cảm ứng oxid nitric (nitric oxide induction) [42]. Đại cương về Lactobacillus acidophilus (L.
Giới thiệu về L. acidophilus thuộc nhóm vi khuẩn lactic (LAB - lactic acid bacteria) có khả năng sinh acid lactic, được tìm thấy trong hệ tiêu hóa của người và một số động vật [25]. Vi sinh vật này có khả năng sinh ra các chất có tác dụng kháng khuẩn như bacteriocin, lactocidin phòng ngừa các nhiễm khuẩn đường ruột, bệnh tiêu chảy [16]. Loài Lactobacillus nói chung tạo ra các sản phẩm cuối cùng là acid hữu cơ từ quá trình chuyển hóa carbohydrat.
Do đó, nó có thể chịu được mức pH thấp hơn nhiều vi khuẩn khác. Nhiều nghiên cứu in vitro và in vivo đã chứng minh rằng probiotic có thể sống sót khi vận chuyển qua dạ dày với pH thấp tới 2,0 trong 1-2 giờ [33]. acidophilus là trực khuẩn Gram dương hình que, không sinh bào tử, sống hiếu khí hoặc kỵ khí và được mô tả như trong hình 1. Hình ảnh vi khuẩn L.
acidophilus dưới kính hiển vi 4 1. Đặc điểm hình thái, sinh lý, nuôi cấy L. acidophilus là vi khuẩn Gram dương, hình que, không sinh bào tử, đứng riêng lẻ hay tập trung thành sợi ngắn, có khả năng sinh acid lactic nên khi nuôi cấy vi khuẩn sau 15 giờ làm đổi màu thuốc thử Uphenmen từ màu xanh tím sang vàng rơm. Acid lactic được tạo ra làm phân giải CaCO3 thành vòng tan trong suốt xung quanh khuẩn lạc trên nền trắng đục của CaCO3.
acidophilus màu trắng đục, tròn, nhô cao, rìa khuẩn lạc trơn và bề mặt khuẩn lạc khô [7]. acidophilus phát triển tối ưu ở nhiệt độ 37-42°C và pH 5,5-6,0, không phát triển trong khoảng 20-22°C, dừng tăng trưởng ở pH dưới 4,0 và có thể phát triển ở nhiệt độ cao lên đến 45°C [15]. acidophilus lên men được với các đường glucose, fructose, lactose, saccharose và maltose làm chất chỉ thị đỏ phenol chuyển từ màu đỏ sang màu vàng. Điều đó chứng tỏ L.
acidophilus đã sử dụng các nguồn đường trong môi trường nuôi cấy để sinh acid lactic làm môi trường giảm pH dẫn đến sự đổi màu của chất chỉ thị đỏ phenol.