ĐẶT VẤN ĐỀ Probiotic là thị trường tiềm năng, với doanh thu khoảng 50,5 tỷ USD năm 2020 và tăng trưởng với tốc độ 7,2%/năm ước tính đến năm 2028 [93]. Probiotic đã được sử dụng lâu đời nhằm cung cấp các vi sinh vật có lợi, giúp mang lại nhiều lợi ích cho sức khoẻ của người sử dụng như tăng cường sức đề kháng cũng như điều trị và phòng ngừa các rối loạn đường tiêu hóa, khắc phục một số hạn chế do việc điều trị kháng sinh dài ngày, giúp đồng hóa lactose đối với các bệnh nhân không có khả năng dung nạp lactose trong sữa,… Theo WHO (2018), sâu răng là một trong những bệnh lý không truyền nhiễm phổ biến nhất trên thế giới, chiếm khoảng 5% chi phí chăm sóc sức khỏe và khoảng 20% chi phí y tế tự chi trả ở các nước phát triển, và là một trong những nguyên nhân chính gây nhập viện ở trẻ em. Đặc biệt, sâu răng có xu hướng tăng cao ở các nước đang phát triển, trong đó có Việt Nam [88]. Sâu răng có liên hệ trực tiếp đến tình trạng vệ sinh răng miệng, thói quen sử dụng đường trong khẩu phần ăn và sự phát triển của các vi khuẩn răng miệng.
Streptococcus mutans là tác nhân thường gây khởi đầu các bệnh lý răng miệng như mảng bám răng và sâu răng. Vi khuẩn này có khả năng chuyển hoá nhiều loại carbohydrat, nhất là sucrose để tạo thành các polymer có tính bám dính cao như glucan, fructan… gây hình thành màng sinh học và mảng bám. mutans còn tạo nhiều acid hữu cơ trong quá trình lên men gây ăn mòn men răng dẫn đến sâu răng. Do đó, ngăn chặn sự phát triển của S.
mutans và sự hình thành màng sinh học của nó trong khoang miệng sẽ giúp giảm nguy cơ mắc các bệnh lý răng miệng do vi khuẩn này. Các nghiên cứu gần đây cho thấy Lactobacillus spp. – một nhóm probiotic thường sử dụng, có khả năng ức chế S. mutans mở ra một hướng nghiên cứu tiềm năng trong sử dụng probiotic để phòng ngừa các bệnh lý răng miệng do S.
Trên thị trường, đã có một số sản phẩm dạng gum nhai, viên ngậm… chứa probiotic nhóm Lactobacillus được sử dụng để hỗ trợ phòng ngừa các bệnh lý răng miệng. Tuy vậy, các nghiên cứu về bào chế sản phẩm cũng như sử dụng probiotic tương tự để hỗ trợ phòng ngừa các bệnh lý răng miệng ở Việt Nam còn bỏ ngõ. Lactobacillus brevis NB10 được phân lập từ nước bọt người, đã được chứng minh có khả năng ức chế sinh tăng trưởng và hình thành màng sinh học in vitro của S. Do vậy, để tiếp tục hướng nghiên cứu ứng dụng chủng vi khuẩn này, đề tài “Nghiên cứu điều chế gum ngừa sâu răng chứa Lactobacillus brevis NB10” được thực hiện với mục tiêu: Mục tiêu tổng quát: Bào chế được gum ngừa sâu răng chứa Lactobacillus brevis NB10 với lượng vi khuẩn đạt tối thiểu 107 CFU/viên.
Mục tiêu cụ thể: 1. Điều chế được bột đông khô chứa Lactobacillus brevis NB10 đạt tiêu chuẩn cơ sở (TCCS) làm nguyên liệu cho bào chế dạng thuốc gum. Xây dựng công thức và quy trình bào chế dạng thuốc gum ngừa sâu răng chứa Lactobacillus brevis NB10 và bước đầu theo dõi độ ổn định làm cơ sở khoa học cho xây dựng TCCS. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.
Probiotic – Lợi khuẩn Tổ chức nông lương thế giới (FAO) và Tổ chức Y tế thế giới (WHO) (năm 2001) định nghĩa: Probiotic là các vi sinh vật sống khi đưa vào cơ thể theo đường tiêu hoá với một số lượng đủ sẽ đem lại lợi ích sức khoẻ cho vật chủ [25]. Probiotic có thể được sản xuất dưới dạng chế phẩm dược phẩm, thực phẩm chức năng hoặc được bổ sung vào thức ăn. Sự có mặt của probiotic trong đường tiêu hóa có tác dụng cạnh tranh, ức chế và loại trừ các vi sinh vật có hại trong đường ruột, duy trì cân bằng hệ vi sinh đường ruột. Cơ chế cạnh tranh và loại trừ vi sinh vật gây bệnh của probiotic bao gồm: cạnh tranh vị trí bám dính, cạnh tranh nguồn dinh dưỡng, sản sinh các chất ức chế, kích thích hệ miễn dịch…[75] 1.
Yêu cầu của một chủng probiotic Các vi sinh vật được lựa chọn làm probiotic phải đáp ứng được các tiêu chuẩn về an toàn, đặc điểm sinh học có lợi và đặc tính kỹ thuật khác phù hợp với sản xuất như: [3], [23], [75] - Chủng vi sinh vật phải có những đặc điểm phù hợp với công nghệ để có thể đưa vào sản xuất. - Có khả năng sống và không bị biến đổi chức năng khi đưa vào vào sản phẩm. - Không gây các mùi vị khó chịu cho sản phẩm. - Các vi khuẩn probiotic phải đến được nơi tác động ở dạng sống với số lượng đủ.
Đối với các vi sinh vật sử dụng đường uống phải có khả năng sống sót khi đi qua đường tiêu hóa. - Có khả năng thể hiện tính chất sinh học có lợi tại nơi tác động. Yêu cầu về độ an toàn Những tiêu chuẩn về độ an toàn của probiotic bao gồm: [3], [23], [75] - Có nguồn gốc rõ ràng, được định danh chính xác tới loài. - Được chứng minh là không có khả năng gây bệnh (GRAS, QPS).
- Không có khả năng gây bệnh, ví dụ như gây nhiễm trùng nội tâm mạc, hay gây rối loạn tiêu hóa. - Đặc điểm di truyền ổn định. - Không mang các gen đề kháng kháng sinh có thể truyền được. Yêu cầu về đặc điểm sinh học có lợi Những yêu cầu về đặc điểm có lợi của probiotic cần được chứng minh bằng các thử nghiệm trên in vitro và các thử nghiệm trên người, bao gồm: [3], [23], [75] - Khả năng chịu được acid và dịch vị của người.
- Khả năng chịu được muối mật. - Khả năng bám dính vào bề mặt niêm mạc ruột và tồn tại lâu dài trong đường tiêu hóa. - Có khả năng kích thích miễn dịch nhưng không có tác động gây viêm. - Có khả năng cạnh tranh với vi sinh vật gây bệnh.
- Sản xuất các chất kháng sinh vi sinh vật (ví dụ bacteriocin, hydrogen peroxide, acid hữu cơ…) - Hoạt tính đối kháng với tác nhân gây bệnh như Helicobacter pylori, Samonella sp., Listeria monocytogenes và Clostridium difficile… - Khả năng chống đột biến và các yếu tố gây ung thư. Yêu cầu về công nghệ Các yếu tố công nghệ cần phải xem xét khi lựa chọn một probiotic bao gồm: [3], [23], [75] - Tính chất cảm quan tốt. - Có khả năng đề kháng với thực khuẩn. - Dễ sản xuất, tăng trưởng nhanh, dễ thu hoạch.
- Có khả năng sống sót cao trong quá trình sản xuất. - Ổn định trong quá trình sản xuất và bảo quản. - Có thể đánh giá chất lượng khi được trộn vào sản phẩm cuối. Tác dụng dược lý của probiotic Các tác dụng dược lý của probiotic đã được chứng minh: [2] - Cân bằng hệ vi sinh đường ruột.
- Cải thiện khả năng tiêu hóa sữa. - Làm giảm cholesterol. - Khả năng phòng chống ung thư. - Tăng cường hệ miễn dịch.
- Tăng và cân bằng oestrogen, phòng chống loãng xương. Liều lượng probiotic Chưa có nghiên cứu xác định rõ liều probiotic cần sử dụng, cũng như lượng probiotic sử dụng trong các thử nghiệm lâm sàng khá dao động; khả năng sống trong cơ thể của probiotic trong các thử nghiệm lâm sàng cũng chưa được ghi nhận một cách đầy đủ. Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu đều cho thấy, liều dưới 107 CFU (Colony forming units)/ngày sẽ ít hoặc không đem lại cải thiện trên lâm sàng. Tùy theo cách sử dụng và đường sử dụng của probiotic mà liều lượng sử dụng của probiotic cũng khác nhau, trong đó các nghiên cứu thường dùng nhất ở lượng 108 - 1010 CFU/ngày.
Nguy cơ gây ra do quá liều probiotic cũng ít được ghi nhận. Các nghiên cứu lâm sàng còn cho thấy, việc sử dụng các vi khuẩn probiotic ở liều 107 - 1010 CFU/ngày cho thấy khả năng sống cao nhất của vi khuẩn trong lòng ruột. Lượng vi khuẩn có thể dao động tới 1012 CFU/ml khi cần probiotic di trú đến các đoạn ruột xa. Đặc điểm chi Lactobacillus Chi Lactobacillus có các đặc điểm sau: [12] - Lactobacillus là nhóm vi khuẩn lactic quan trọng.
Chúng thuộc nhóm vi khuẩn thường trú trong cơ thể người như miệng, ống tiêu hóa, âm đạo. Chúng thường không gây bệnh và được sử dụng nhiều trong công nghệ lên men. Chi Lactobacillus là chi lớn nhất trong 13 chi vi khuẩn sinh acid lactic với hơn 100 loài được mô tả bởi Hugenholz (1998). - Lactobacillus là các vi khuẩn Gram dương, hình que, hoặc hơi bầu dục, sắp xếp riêng lẻ hoặc thành chuỗi, không sinh bào tử, hiếm khi di động.
Kích thước khoảng (0,5 - 1,2) × (1,0 - 10,0) µm. Vi khuẩn hiếu khí hay kị khí tùy ý, ưa acid. Môi trường sống chủ yếu trên chất nền chứa carbohydrat (lớp chất nhầy của người và động vật, chất thải và thực phẩm lên men hay hư hỏng). - Lactobacillus phát triển mạnh trên môi trường agar.
Chúng có khả năng thủy phân đường sucrose mạnh, hình thành acid lactic dạng D, L hoặc DL, không có. catalase và cytochrome oxidase. Thu nhận năng lượng từ sự lên men carbonhydrat và sản phẩm chuyển hóa cuối cùng chiếm hơn 50% lactat, còn lại acetat, format, succinat, ethanol, CO2. - Lactobacillus có nhu cầu dinh dưỡng phức tạp về amino acid, peptide, các dẫn xuất acid nucleic, vitamin, muối, acid béo, ester và một số nguồn carbonhydrat.
Nhiệt độ phát triển 5 - 53 oC, nhiệt độ tối ưu là 30 - 40 oC, pH thích hợp 4,5 - 6,4 và tối ưu là 5,5 - 5,8. Tổng quan về L. brevis là một vi khuẩn axit lactic (LAB) thuộc chi Lactobacillus, là vi khuẩn Gram dương, catalase âm tính, không sinh bào tử, không di động, hình que. Các tế bào hình que với đầu tròn, thường ngắn và thẳng (0,7 - 1,0) × (2,0 - 4,0 µm).
brevis phát triển tối ưu ở 30 °C và pH từ 4,0 - 6,0. Canxi pantothenat, niacin, thiamin và acid folic là các yếu tố tăng trưởng thiết yếu, nhưng riboflavin, pyridoxal và vitamin B12 không bắt buộc [26], [87]. brevis đã được cấp trạng thái GRAS, tiêu chuẩn An toàn (QPS). Ngoài ứng dụng trong lên men thực phẩm, L.
brevis còn là nhóm probiotic có tiềm năng có lợi cho sức khỏe [26], [87]. Tổng quan về L. brevis NB10 được phân lập từ nước bọt của người tình nguyện khỏe mạnh. Chủng vi khuẩn này đã được chứng minh có khả năng ức chế in vitro trên vi khuẩn Streptocococcus mutans ATCC 35668, xác định theo phương pháp thạch kép và phương pháp khuếch tán với đường kính vòng ức chế lần lượt là 11 mm và 10 mm.
Trên mô hình ức chế khả năng hình thành biofilm của S. mutans in vitro, chủng NB10 có khả năng làm giảm đến 70% lượng biofilm tạo ra so với nhóm chứng.