Luận văn thạc sĩ công nghệ sinh học bảo toàn khả năng sống và hoạt tính probiotic của lactobacillus casei bằng sự kết hợp prebiotic vi gói nhằm thử nghiệm tạo sữa bột synbiotic

Luận văn về công nghệ sinh học: Nghiên cứu bảo tồn Lactobacillus casei probiotic, tạo sữa bột Synbiotic qua vi gói prebiotic. Tối ưu hóa khả năng sống.

• Tác giả: Bùi Văn Hoài
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Thúy Hương
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
• Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
• Đề tài: Bảo Toàn Khả Năng Sống Và Hoạt Tính Probiotic Của Lactobacillus Casei Bằng Sự Kết Hợp Prebiotic-Vi Gói Nhằm Thử Nghiệm Tạo Sữa Bột Synbiotic
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• TÓM TẮT ĐỀ TÀI
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Probiotic và vai trò của probiotic
• 2.1.1. Đặc điểm của hệ tiêu hóa
• 2.1.2. Vai trò của probiotic
• 2.1.2.1. Thủy phân lactose và tăng sự hấp thu lactose
• 2.1.2.2. Giảm viêm loét dạ dày
• 2.1.2.3. Giảm hàm lượng cholesterol
• 2.1.2.4. Tăng cường hệ thống miễn dịch
• 2.1.2.5. Ngăn ngừa ung thư
• 2.1.2.6. Chống viêm nhiễm hệ thống niệu sinh dục
• 2.2. Prebiotic và vai trò của prebiotic
• 2.2.1. Vai trò của prebiotic
• 2.3. Synbiotic và vai trò của synbiotic
• 2.4. Giới thiệu đặc điểm sinh học.casei trong hệ tiêu hóa
• 2.5. Vật liệu vi gói
• 2.6. Các phương pháp vi gói
• 2.6.1. Phương pháp sấy phun (spray-drying)
• 2.6.2. Phương pháp nhũ hóa (emulsion)
• 2.6.3. Phương pháp nén đùn (extrusion)
• 2.7. Sữa bột synbiotic
• 2.8. Các nghiên cứu trong và ngoài nước
• 2.8.1. Nghiên cứu trong nước
• 2.8.2. Nghiên cứu ngoài nước
• 3. CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 3.1. Nguyên vật liệu, hóa chất và môi trường
• 3.2. Phương pháp nghiên cứu
• 3.2.1. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát
• 3.2.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 3.2.2.1. Khảo sát một số đặc tính sinh học của vi khuẩn L.
• 3.2.2.2. Khảo sát một số đặc điểm và hoạt tính probiotic của vi khuẩn L.
• 3.2.2.3. Vi gói bằng phương pháp sấy phun
• 3.2.2.4. Theo dõi chế phẩm vi gói
• 3.2.2.5. Thử nghiệm tạo sản phẩm sữa bột synbiotic
• 3.2.3. Các phương pháp phân tích
• 3.2.3.1. Quan sát hình thái đại thể và vi thể bằng phương pháp nhuộm Gram
• 3.2.3.2. Phương pháp xác định số lượng vi khuẩn
• 3.2.3.3. Phương pháp xác định đường cong tăng trưởng của vi sinh vật
• 3.2.3.4. Phương pháp kiểm tra khả năng sống của probiotic trong môi trường dạ dày nhân tạo
• 3.2.3.5. Phương pháp kiểm tra khả năng sống của probiotic trong môi trường muối mật nhân tạo
• 3.2.3.6. Phương pháp kiểm tra hiệu suất vi gói
• 3.2.3.7. Xác định giá trị pH
• 3.2.3.8. Xác định hàm lượng cholesterol
• 3.2.3.9. Phương pháp đánh giá cảm quan
• 3.2.3.10. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4.1. Khảo sát một số đặc tính sinh học của vi khuẩn Lactobacillus casei
• 4.1.1. Quan sát hình thái đại thể và vi thể
• 4.1.2. Khảo sát đường cong sinh trưởng của L.
• 4.2. Khảo sát một số đặc điểm và hoạt tính probiotic của vi khuẩn L.
• 4.2.1. Khảo sát khả năng chịu pH thấp của L.casei trong môi trường SGJ
• 4.2.2. Khảo sát khả năng chịu muối mật của L.casei trong môi trường SIJ
• 4.2.3. Khảo sát khả năng kháng khuẩn
• 4.2.4. Khảo sát khả năng khử cholesterol
• 4.2.5. Khảo sát khả năng sử dụng GOS ở các nồng độ khác nhau của L.
• 4.3. Vi gói bằng phương pháp sấy phun
• 4.3.1. Lựa chọn vật liệu vi gói
• 4.3.2. Khảo sát đặc điểm cấu trúc hạt vi gói
• 4.4. Theo dõi chế phẩm vi gói
• 4.4.1. Khảo sát khả năng sống và ảnh hưởng của prebiotic đến mật độ L.casei trong chế phẩm vi gói theo thời gian bảo quản
• 4.4.2. Tái khảo sát một số đặc điểm và hoạt tính probiotic sau vi gói vi khuẩn L.
• 4.4.2.1. Tái khảo sát khả năng sống L.casei trong môi trường SGJ và SIJ
• 4.4.2.2. Tái khảo sát khả năng kháng khuẩn của L.
• 4.5. Thử nghiệm tạo sản phẩm sữa bột synbiotic
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Bảo Tồn Lactobacillus Casei Probiotic

Probiotic, đặc biệt là các chủng Lactobacillus, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì và thúc đẩy sức khỏe đường ruột. Tuy nhiên, việc bảo tồn khả năng sống của chúng trong quá trình sản xuất và tiêu hóa là một thách thức lớn. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng vi bao và prebiotic để bảo vệ Lactobacillus casei trong sữa bột Synbiotic. Theo Fuller (1989), probiotic là "chất bổ sung vi sinh vật sống vào thức ăn giúp cải thiện sự cân bằng của hệ vi sinh vật đường tiêu hóa theo hướng có lợi cho vật chủ". Mục tiêu chính là tạo ra một sản phẩm sữa bột Synbiotic có khả năng cung cấp một lượng đủ Lactobacillus casei sống đến ruột, từ đó mang lại lợi ích tối đa cho sức khỏe. Nghiên cứu của Bùi Văn Hoài (2015) đã chỉ ra tiềm năng của việc kết hợp prebiotic và vi bao trong việc bảo tồn probiotic.

1.1. Vai trò của Lactobacillus casei Probiotic

Lactobacillus casei là một chủng probiotic quan trọng, có khả năng cải thiện hệ vi sinh vật đường ruột, tăng cường hệ miễn dịch và hỗ trợ tiêu hóa. Chủng vi khuẩn này có khả năng chịu được môi trường acid, tuy nhiên số lượng Lactobacillus casei sống sót có thể bị giảm đáng kể trong quá trình sản xuất và tiêu hóa. Theo các nghiên cứu trước đây, Lactobacillus casei có thể củng cố thành ruột bằng cách ngăn chặn sự phát triển của các vi khuẩn gây hại. Việc bảo tồn Lactobacillus casei trong sản phẩm thực phẩm là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả probiotic.

1.2. Sữa bột Synbiotic Giải pháp Tối ưu Hóa Probiotic

Sữa bột Synbiotic là sự kết hợp giữa probiotic và prebiotic, tạo ra một sản phẩm có khả năng hỗ trợ sự phát triển của vi sinh vật có lợi trong ruột. Prebiotic cung cấp nguồn thức ăn cho probiotic, giúp chúng phát triển và sinh sống tốt hơn trong hệ tiêu hóa. Sản phẩm này có thể mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe đường ruột, đặc biệt là ở trẻ em và người lớn tuổi. Tuy nhiên, để sữa bột Synbiotic đạt hiệu quả tối đa, cần có phương pháp bảo tồn probiotic hiệu quả.

1.3. Vi bao và Prebiotic Bộ đôi Bảo vệ Probiotic

Vi bao là quá trình bao bọc probiotic trong một lớp vỏ bảo vệ, giúp chúng chống lại các tác động bất lợi từ môi trường và hệ tiêu hóa. Prebiotic là các chất xơ không tiêu hóa, cung cấp thức ăn cho probiotic, giúp chúng phát triển và sinh sống tốt hơn. Sự kết hợp giữa vi bao và prebiotic tạo ra một hệ thống bảo vệ probiotic toàn diện, đảm bảo rằng chúng có thể đến ruột và phát huy tác dụng. Nghiên cứu của Bùi Văn Hoài (2015) tập trung vào phương pháp vi bao sấy phun.

II. Thách Thức Bảo Tồn Lactobacillus Casei Trong Sữa Bột Synbiotic

Một trong những thách thức lớn nhất trong việc sản xuất sữa bột Synbiotic là bảo tồn Lactobacillus casei trong quá trình sản xuất và bảo quản. Probiotic rất nhạy cảm với nhiệt độ, độ ẩm và các điều kiện khắc nghiệt khác. Ngoài ra, chúng cũng phải đối mặt với môi trường acid của dạ dày và muối mật trong ruột non. Theo nghiên cứu, khoảng 90-95% probiotic chết trong điều kiện khắc nghiệt của hệ tiêu hóa. Vì vậy, cần có phương pháp bảo tồn probiotic hiệu quả để đảm bảo rằng chúng có thể đến ruột và phát huy tác dụng.

2.1. Ảnh hưởng của Môi trường Sản Xuất Đến Probiotic

Quá trình sản xuất sữa bột Synbiotic, bao gồm sấy phun, trộn và đóng gói, có thể ảnh hưởng đến khả năng sống sót của Lactobacillus casei. Nhiệt độ cao trong quá trình sấy phun có thể làm chết một lượng lớn probiotic. Độ ẩm và các yếu tố khác trong môi trường sản xuất cũng có thể ảnh hưởng đến tính ổn định của probiotic. Do đó, cần kiểm soát chặt chẽ các điều kiện sản xuất để giảm thiểu tác động tiêu cực đến probiotic.

2.2. Khả năng Chống chịu Hệ Tiêu hóa của Lactobacillus casei

Ngay cả khi Lactobacillus casei sống sót trong quá trình sản xuất, chúng vẫn phải đối mặt với môi trường khắc nghiệt của hệ tiêu hóa. Acid trong dạ dày có thể giết chết phần lớn probiotic. Muối mật trong ruột non cũng có thể gây tổn hại cho chúng. Theo nghiên cứu của Bùi Văn Hoài, mục tiêu chính là bảo toàn khả năng sống của vi khuẩn probiotic sau khi vi bao bằng phương pháp sấy phun. Khả năng chống chịu của Lactobacillus casei là yếu tố quan trọng để đảm bảo hiệu quả probiotic.

III. Phương Pháp Vi Bao và Prebiotic Bảo Vệ Lactobacillus Casei

Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng vi bao và prebiotic để bảo vệ Lactobacillus casei trong sữa bột Synbiotic. Vi bao tạo ra một lớp vỏ bảo vệ xung quanh probiotic, giúp chúng chống lại các tác động bất lợi từ môi trường và hệ tiêu hóa. Prebiotic cung cấp nguồn thức ăn cho probiotic, giúp chúng phát triển và sinh sống tốt hơn trong ruột. Phương pháp này hứa hẹn sẽ tăng cường đáng kể khả năng sống sót và hiệu quả của Lactobacillus casei trong sữa bột Synbiotic.

3.1. Công nghệ Vi bao Sấy phun Ưu điểm và ứng dụng

Vi bao sấy phun là một phương pháp phổ biến để bảo vệ probiotic. Phương pháp này sử dụng nhiệt độ cao để làm khô dung dịch chứa probiotic và vật liệu vi bao, tạo ra các hạt vi nang chứa probiotic. Công nghệ vi bao có thể tăng cường đáng kể khả năng sống sót của probiotic trong quá trình sản xuất và tiêu hóa. Nghiên cứu của Bùi Văn Hoài tập trung vào phương pháp này. Kết quả nghiên cứu cho thấy, L.casei AS186 được vi bao bởi whey protein – maltodextrin bằng phương pháp sấy phun đã bảo toàn hoạt tính kháng khuẩn và cải thiện khả năng sống sót trong hệ tiêu hóa.

3.2. Lựa chọn Prebiotic phù hợp cho Lactobacillus Casei

Lựa chọn prebiotic phù hợp là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu quả của sữa bột Synbiotic. Các loại prebiotic phổ biến bao gồm inulin, FOS (Fructooligosaccharides) và GOS (Galactooligosaccharides). Prebiotic cung cấp nguồn thức ăn cho probiotic, giúp chúng phát triển và sinh sống tốt hơn trong ruột. Nghiên cứu cần đánh giá ảnh hưởng của các loại prebiotic khác nhau đến khả năng sống sót và hoạt tính của Lactobacillus casei.

3.3. Tối ưu hóa quy trình vi bao để bảo tồn Lactobacillus Casei

Quy trình vi bao cần được tối ưu hóa để đảm bảo khả năng sống sót tối đa của Lactobacillus casei. Các yếu tố cần được xem xét bao gồm: loại vật liệu vi bao, nhiệt độ sấy phun, tốc độ dòng khí và kích thước hạt vi nang. Nghiên cứu của Bùi Văn Hoài đã khảo sát một số đặc điểm và hoạt tính probiotic của vi khuẩn.Việc tối ưu hóa vi bao là một quá trình phức tạp, đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về công nghệ vi bao và đặc tính của Lactobacillus casei.

IV. Kết quả Đánh giá Hiệu quả Bảo tồn Lactobacillus Casei Probiotic

Nghiên cứu cần đánh giá hiệu quả của phương pháp vi bao và prebiotic trong việc bảo tồn Lactobacillus casei trong sữa bột Synbiotic. Các tiêu chí đánh giá bao gồm: khả năng sống sót của probiotic trong quá trình sản xuất và bảo quản, khả năng sống sót của probiotic trong hệ tiêu hóa, và tác động của sữa bột Synbiotic đến hệ vi sinh vật đường ruột. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin quan trọng để phát triển sản phẩm sữa bột Synbiotic hiệu quả.

4.1. Thử nghiệm Khả năng Sống sót Trong Môi trường Mô phỏng

Nghiên cứu của Bùi Văn Hoài đã thử nghiệm khả năng sống sót của Lactobacillus casei trong môi trường dạ dày và ruột non nhân tạo. Kết quả cho thấy, Lactobacillus casei được vi bao có khả năng sống sót cao hơn so với Lactobacillus casei không được vi bao. Thử nghiệm này cung cấp bằng chứng quan trọng về hiệu quả của phương pháp vi bao trong việc bảo vệ probiotic.

4.2. Khảo sát chất lượng sản phẩm sữa bột Synbiotic

Chế phẩm synbiotic với mật độ 1.5x108 (CFU/g) được bổ sung vào sữa bột với tỷ lệ 0.1% để tạo sản phẩm sữa bột Synbiotic có mật độ 1.5x105 (CFU/g) không làm ảnh hưởng đến tính chất cảm quan của sản phẩm. Do đó, thử nghiệm tạo sản phẩm sữa bột synbiotic là bước quan trọng để đánh giá tiềm năng ứng dụng của phương pháp vi bao và prebiotic trong thực tế.

4.3. Ảnh hưởng của Prebiotic GOS Đến Khả Năng Sống Sót

Nghiên cứu của Bùi Văn Hoài đã khảo sát ảnh hưởng của prebiotic GOS đến khả năng sống sót của Lactobacillus casei. Thử nghiệm với GOS ở các nồng độ khác nhau và kết quả cho thấy ảnh hưởng prebiotic đến khả năng sống sót Lactobacillus casei qua các giai đoạn bảo quản chế phẩm. Các thử nghiệm này cung cấp thông tin quan trọng để lựa chọn loại prebiotic phù hợp cho sữa bột Synbiotic.

V. Kết Luận Ứng Dụng và Triển Vọng của Nghiên Cứu Bảo Tồn

Nghiên cứu về bảo tồn Lactobacillus casei probiotic trong sữa bột Synbiotic bằng vi bao và prebiotic có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm. Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để phát triển các sản phẩm sữa bột Synbiotic hiệu quả, mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe đường ruột và hệ miễn dịch.

5.1. Phát triển sản phẩm sữa công thức giàu probiotic

Với những ưu điểm vượt trội, các phương pháp bảo tồn probiotic có thể được ứng dụng để phát triển các sản phẩm sữa công thức giàu probiotic, đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng và tăng cường sức khỏe cho trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ. Việc bổ sung probiotic vào sữa công thức có thể giúp cải thiện hệ vi sinh vật đường ruột của trẻ, tăng cường hệ miễn dịch và giảm nguy cơ mắc các bệnh nhiễm trùng.

5.2. Nghiên cứu tiếp theo Tối ưu hóa công thức và quy trình

Để nâng cao hiệu quả và tính ứng dụng của phương pháp bảo tồn probiotic, cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa công thức và quy trình sản xuất. Nghiên cứu cần tập trung vào việc lựa chọn vật liệu vi bao phù hợp, tối ưu hóa các thông số sấy phun và đánh giá tác động của các yếu tố khác đến khả năng sống sót và hoạt tính của probiotic.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong ngành công nghệ sinh học và chế biến thực phẩm chức năng hiện đại, việc duy trì tỷ lệ sống của các chủng vi sinh vật hữu ích đóng vai trò quyết định đến giá trị trị liệu của sản phẩm. Theo các nghiên cứu vi sinh lâm sàng, khoảng 90% đến 95% lượng vi khuẩn probiotic dạng tự do bị tiêu diệt hoàn toàn khi tiếp xúc với môi trường axit cực đoan tại dạ dày với độ pH từ 1,0 đến 2,0 cùng nồng độ muối mật từ 0,3% tại ruột non. Rào cản sinh lý khắc nghiệt này làm suy giảm nghiêm trọng lượng vi khuẩn hữu ích tiếp cận được biểu mô đại tràng, khiến các sản phẩm bổ sung men vi sinh thông thường khó đạt hiệu quả như mong đợi.

Trước thực trạng đó, công trình nghiên cứu tập trung giải quyết bài toán nâng cao tỷ lệ sống sót và duy trì hoạt tính sinh học của chủng vi khuẩn Lactobacillus casei AS186 thông qua kỹ thuật vi gói sấy phun kết hợp bổ sung prebiotic. Mục tiêu trọng tâm là xác lập hệ vật liệu bao gói tối ưu, thiết lập các thông số công nghệ sấy phun nhằm bảo toàn đặc tính sinh học của tế bào, đồng thời thử nghiệm ứng dụng chế phẩm vi hạt vào quy trình sản xuất sữa bột synbiotic.

Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm toàn diện tại Thành phố Hồ Chí Minh trong khoảng thời gian từ tháng 01/2014 đến tháng 11/2014. Kết quả nghiên cứu mang lại ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc khi tạo ra chế phẩm synbiotic dạng bột có mật độ đạt 1,5 x 10^8 CFU/g, giúp tế bào vi khuẩn vượt qua thử nghiệm dịch dạ dày nhân tạo và dịch ruột nhân tạo với tỷ lệ sống duy trì ở mức cao. Khi phối trộn vào sữa bột ở tỷ lệ 0,1%, sản phẩm tạo thành đạt mật độ chuẩn 1,5 x 10^5 CFU/g mà vẫn đảm bảo tính chất cảm quan, mở ra tiềm năng thương mại hóa các dòng thực phẩm dinh dưỡng nâng cao sức khỏe đường tiêu hóa.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết sinh học về vi sinh vật probiotic và công nghệ bao gói sinh học hiện đại. Theo định nghĩa chuẩn hóa của Tổ chức Y tế Thế giới và Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc, probiotic là các vi sinh vật sống mang lại lợi ích sức khỏe rõ rệt cho vật chủ khi được dung nạp với một số lượng đầy đủ. Trong đó, chi Lactobacillus, đặc biệt là loài Lactobacillus casei, được ghi nhận rộng rãi về khả năng tổng hợp bacteriocin, ức chế vi khuẩn gây bệnh cơ hội và kích thích đáp ứng miễn dịch biểu mô ruột.

Bên cạnh probiotic, lý thuyết về chất trợ sinh prebiotic đóng vai trò then chốt trong mô hình phát triển hệ synbiotic. Prebiotic là các hợp chất carbohydrate chuỗi ngắn không bị phân hủy tại dạ dày và ruột non, đóng vai trò là cơ chất dinh dưỡng chọn lọc giúp thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn có lợi tại đại tràng. Khái niệm synbiotic thể hiện sự phối hợp hiệp đồng giữa tế bào probiotic và cơ chất prebiotic nhằm gia tăng tỷ lệ sống sót và kéo dài thời gian khu trú của vi sinh vật trong đường ruột.

Mô hình nghiên cứu ứng dụng lý thuyết bao bọc vi mô (Microencapsulation) bằng phương pháp bẫy tế bào trong màng polymer sinh học. Cơ chế bao bọc tạo ra một màng chắn bảo vệ tế bào khỏi tác động của nhiệt độ sấy, quá trình oxy hóa, nồng độ ion H+ cao và các enzyme phân giải protein. Ba nhóm vật liệu bao gói sinh học chính được đưa vào đánh giá gồm hệ Whey Protein Isolate kết hợp Maltodextrin, hệ Alginate và hệ Xanthan Gum.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn giống thuần khiết Lactobacillus casei AS186 được cung cấp từ bộ sưu tập giống vi sinh vật chuyên ngành, cùng hai chủng vi sinh vật chỉ thị dùng để kiểm định hoạt tính đối kháng là Bacillus cereus và Salmonella typhimurium. Kích thước mẫu khảo sát được thực hiện qua các mẻ sấy phun và nuôi cấy lặp lại tối thiểu 3 lần độc lập để bảo đảm độ tin cậy thống kê.

Phương pháp phân tích quang phổ tại bước sóng 600 nm được sử dụng để xây dựng đường cong sinh trưởng và xác định thời điểm thu nhận sinh khối tối ưu sau 20 giờ nuôi cấy trong môi trường deMan, Rogosa and Sharpe dịch thể. Quá trình tạo hạt vi gói sử dụng máy sấy phun phòng thí nghiệm Labplant SD-06AG với các thông số kiểm soát gồm nhiệt độ khí vào 110°C, nhiệt độ khí ra 65°C đến 70°C, áp suất phun 2 kg/cm² và lưu lượng nạp liệu 4,5 ml/phút.

Đặc tính vi hạt được phân tích thông qua máy đo kích thước hạt laser Horiba LA-920 dải đo 0,02 đến 2000 µm và cấu trúc hình thái bề mặt được kiểm tra bằng kính hiển vi điện tử quét FE-SEM S4800 ở độ phóng đại 10.000 lần. Khả năng chịu đựng sinh lý được kiểm nghiệm trong môi trường dịch dạ dày nhân tạo (Simulated Gastric Juice, pepsin 3 g/l, pH từ 2,0 đến 3,0) trong 120 phút và môi trường dịch ruột nhân tạo (Simulated Intestinal Juice, muối mật 0,3%) trong 4 giờ. Độ ổn định của chế phẩm được theo dõi trong 120 ngày bảo quản ở nhiệt độ 10°C, và chất lượng cảm quan của sản phẩm sữa bột phối trộn được thẩm định qua phương pháp thử tam giác theo tiêu chuẩn phân tích cảm quan thực phẩm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình khảo sát đặc tính sinh học xác định tế bào Lactobacillus casei AS186 là trực khuẩn Gram dương, kỵ khí tùy ý, đạt pha sinh trưởng cực đại với mật độ sinh khối cao nhất sau khoảng 20 giờ nuôi cấy ở nhiệt độ 37°C. Dịch nuôi cấy của tế bào tự do thể hiện hoạt tính kháng khuẩn mạnh mẽ, tạo vòng vô khuẩn đường kính rõ rệt trên đĩa thạch đối với cả Salmonella typhimurium và Bacillus cereus, đồng thời biểu hiện khả năng đồng hóa và làm giảm cholesterol trong môi trường thử nghiệm đạt nồng độ 100 µg/ml.

Trong thử nghiệm sàng lọc vật liệu vi bao, công thức phối hợp giữa Whey Protein 10% và Maltodextrin 5% sau khi được biến tính nhiệt ở 80°C trong 10 phút đã mang lại hiệu quả bảo vệ tế bào vi sinh vật cao vượt bậc so với hệ Alginate 0,5% và Xanthan Gum 0,5%. Chế phẩm vi hạt sau sấy phun duy trì được mật độ vi khuẩn sống đạt 1,5 x 10^8 CFU/g với hiệu suất bao gói ổn định.

Ảnh chụp kính hiển vi điện tử quét SEM cho thấy các vi hạt tạo thành có dạng hình cầu đồng đều, bề mặt lõm nhẹ đặc trưng của quá trình sấy phun, kích thước dao động trong dải từ 10 đến 15 µm. Đặc biệt, khi ủ trong dịch dạ dày nhân tạo ở pH 2,0 suốt 120 phút và dịch mật 0,3% suốt 4 giờ, mật độ tế bào L. casei trong hạt vi gói chỉ sụt giảm nhẹ khoảng 1 log đơn vị, trong khi tế bào tự do bị tiêu diệt hoàn toàn hoặc suy giảm hơn 5 log đơn vị. Sau 120 ngày bảo quản tại 10°C với sự có mặt của prebiotic GOS, chế phẩm vẫn duy trì tỷ lệ sống trên 80% và giữ nguyên hoạt tính kháng khuẩn đối kháng vi sinh vật gây hại. Khi bổ sung 0,1% chế phẩm vào sữa bột, mật độ probiotic đạt 1,5 x 10^5 CFU/g và không tạo ra sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về màu sắc, mùi vị và độ hòa tan theo kết quả phép thử tam giác.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả bảo vệ vượt trội của hệ chất mang Whey Protein kết hợp Maltodextrin bắt nguồn từ cơ chế biến tính nhiệt của các phân tử protein sữa. Khi xử lý nhiệt ở 80°C, các chuỗi polypeptide mở xoắn và tái liên kết tạo thành mạng lưới gel không gian ba chiều vững chắc, bọc kín tế bào vi khuẩn bên trong. Lớp màng sinh học này hạn chế sự thâm nhập của các ion hydronium trong dịch vị dạ dày có tính axit cao và ngăn cản tác động hòa tan màng lipid của muối mật tại ruột non.

Khi so sánh với các công bố quốc tế về sấy phun probiotic sử dụng chất mang sữa gầy hoặc tinh bột biến tính, quy trình sấy ở dải nhiệt độ đầu vào 110°C và đầu ra 65°C đến 70°C của nghiên cứu này giúp hạn chế tối đa hiện tượng sốc nhiệt, bảo toàn cấu trúc màng tế bào và hoạt tính của các chuỗi peptide kháng khuẩn bacteriocin. Kết quả này khắc phục được nhược điểm giảm từ 2 đến 3 log mật độ tế bào thường gặp ở các hệ thống sấy phun thông thường có nhiệt độ gió vào trên 130°C.

Để thể hiện tính trực quan của dữ liệu nghiên cứu, sự biến thiên tỷ lệ sống của vi khuẩn theo thời gian được trình bày thông qua biểu đồ đường sinh trưởng tế bào và biểu đồ cột so sánh mật độ sống sót giữa thể tự do và thể vi gói ở các mốc thời gian 0, 30, 60, 90 và 120 phút trong môi trường dịch vị mô phỏng. Bảng số liệu thống kê cũng đã tổng hợp chi tiết đường kính vòng ức chế vi sinh vật gây bệnh và mức độ suy giảm mật độ tế bào qua các giai đoạn bảo quản 1 ngày, 60 ngày và 120 ngày, củng cố vững chắc tính xác thực của các kết luận thực nghiệm.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các kết quả thực nghiệm đã đạt được, bốn giải pháp công nghệ và ứng dụng thực tiễn được đề xuất nhằm tối ưu hóa và mở rộng giá trị của đề tài:

Thứ nhất, tối ưu hóa quy trình sấy phun ở quy mô bán công nghiệp (pilot) bằng cách nâng công suất nạp liệu từ 4,5 ml/phút lên dải 50 đến 100 lít/giờ. Kỹ sư công nghệ thực phẩm cần thiết lập hệ thống kiểm soát tự động nhiệt độ khí vào ở 110°C và khí ra ở mức 65°C nhằm duy trì tỷ lệ thu hồi tế bào sống đạt trên 85% trong khung thời gian 6 đến 12 tháng tới.

Thứ hai, chuẩn hóa tỷ lệ phối trộn prebiotic GOS ở mức 1,0% đến 1,5% trong hỗn hợp dịch nạp sấy phun nhằm tạo màng bao kép sinh học. Giải pháp này do các nhà nghiên cứu công nghệ sinh học phụ trách, hướng đến mục tiêu kéo dài thời hạn bảo quản của chế phẩm dạng bột lên 180 ngày tại nhiệt độ phòng 25°C mà mật độ suy giảm không vượt quá 0,5 log CFU/g.

Thứ ba, triển khai các thử nghiệm lâm sàng in vivo trên mô hình động vật thực nghiệm trong thời gian 12 tháng. Bộ phận nghiên cứu và phát triển phối hợp với các đơn vị y sinh học để đánh giá định lượng khả năng bám dính niêm mạc ruột, hiệu quả cải thiện hệ vi sinh đường tiêu hóa và chỉ số hạ cholesterol huyết thanh khi dung nạp chế phẩm vi gói.

Thứ tư, thương mại hóa công nghệ sản xuất sữa bột synbiotic tại các doanh nghiệp chế biến sữa. Bộ phận kỹ thuật áp dụng quy trình bổ sung 0,1% chế phẩm vi hạt vào dây chuyền đóng gói hút chân không, cam kết đưa ra thị trường các sản phẩm sữa bột dinh dưỡng chứa mật độ probiotic ổn định từ 1,5 x 10^5 CFU/g đến 1,0 x 10^6 CFU/g suốt hạn sử dụng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu cung cấp hệ thống dữ liệu chuyên sâu và có giá trị tham khảo thiết thực cho nhiều nhóm đối tượng chuyên môn:

Nhóm giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm có thể sử dụng tài liệu này như một cẩm nang phương pháp luận hoàn chỉnh về kỹ thuật vi gói sấy phun tế bào sống, phương pháp thiết lập mô hình dịch tiêu hóa nhân tạo và kỹ thuật đánh giá hoạt tính probiotic in vitro.

Chuyên gia nghiên cứu và phát triển sản phẩm (R&D) tại các công ty sản xuất sữa, thực phẩm chức năng và dược phẩm sẽ tìm thấy các thông số công nghệ thực chứng về tỷ lệ phối chế chất mang Whey Protein - Maltodextrin, chế độ nhiệt sấy phun và công thức tạo sản phẩm synbiotic thương mại đạt chuẩn cảm quan.

Bác sĩ chuyên khoa tiêu hóa, chuyên gia dinh dưỡng và cán bộ y tế cộng đồng có thêm cơ sở khoa học vững chắc về cơ chế bảo vệ của màng sinh học, vai trò của chủng Lactobacillus casei trong việc ức chế vi khuẩn gây bệnh như Salmonella, hỗ trợ hấp thu dinh dưỡng và cân bằng hệ vi sinh đường ruột.

Kỹ sư vận hành công nghệ sấy và bảo quản sinh học tại các nhà máy chế biến sinh phẩm có thể ứng dụng trực tiếp các giải pháp kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm và áp suất phun nhằm giảm thiểu tỷ lệ thất thoát sinh khối vi sinh vật có ích trong quá trình gia công dạng bột.

Câu hỏi thường gặp

Kỹ thuật vi gói mang lại lợi thế gì vượt trội so với việc bổ sung trực tiếp probiotic dạng tự do? Vi gói tạo ra lớp màng bảo vệ vật lý bọc quanh tế bào, giúp vi khuẩn Lactobacillus casei AS186 chống chịu hiệu quả với môi trường axit dạ dày pH 2,0 và muối mật 0,3%, giảm tỷ lệ chết từ mức trên 90% ở thể tự do xuống mức tối thiểu, bảo đảm lượng vi sinh vật sống đến ruột đạt ngưỡng tác dụng trị liệu.

Tại sao sự kết hợp giữa Whey Protein và Maltodextrin lại đạt hiệu quả bao gói cao nhất? Whey Protein khi biến tính nhiệt ở 80°C tạo thành mạng lưới gel protein bền vững giữ chặt tế bào vi khuẩn, trong khi Maltodextrin đóng vai trò chất mang tạo khối giúp hạ độ nhớt dịch sấy, bảo vệ màng sinh học và tăng độ hòa tan của hạt vi gói trong đường tiêu hóa.

Prebiotic GOS đóng vai trò gì trong cấu trúc của chế phẩm vi gói sấy phun? Prebiotic GOS đóng vai trò là cơ chất bảo vệ cấu trúc màng tế bào trong suốt quá trình sốc nhiệt sấy phun và là nguồn dinh dưỡng chọn lọc giúp duy trì sự sống của vi khuẩn trong 120 ngày bảo quản ở 10°C, đồng thời hỗ trợ vi khuẩn phục hồi nhanh khi vào đến đại tràng.

Sản phẩm sữa bột synbiotic tạo thành có đáp ứng được các tiêu chuẩn về cảm quan không? Khi bổ sung chế phẩm vi gói ở tỷ lệ 0,1% để đạt mật độ 1,5 x 10^5 CFU/g, kích thước hạt nhỏ mịn từ 10 đến 15 µm phân tán đồng đều trong khối bột sữa, hoàn toàn không làm thay đổi màu sắc, mùi vị, độ mịn và khả năng hòa tan của sản phẩm theo phép thử tam giác.

Hoạt tính sinh học của vi khuẩn sau khi giải phóng khỏi hạt vi gói có bị biến đổi không? Các kiểm nghiệm sau 120 ngày bảo quản chứng minh tế bào Lactobacillus casei AS186 sau khi thoát vỏ bao vẫn giữ nguyên vẹn khả năng sinh bacteriocin kháng Salmonella typhimurium, Bacillus cereus và duy trì hoạt tính chuyển hóa cholesterol tương đương như chủng ban đầu.

Kết luận

• Phân lập và chuẩn hóa thành công chủng vi khuẩn Lactobacillus casei AS186 với các đặc tính sinh học vượt trội về khả năng ức chế vi sinh vật gây bệnh và đồng hóa cholesterol.
• Xác lập công thức vật liệu vi gói tối ưu từ Whey Protein 10% kết hợp Maltodextrin 5% và hoàn thiện quy trình sấy phun ở nhiệt độ khí vào 110°C, khí ra 65°C đến 70°C.
• Nâng cao rõ rệt khả năng sống sót của vi khuẩn trong điều kiện mô phỏng dịch dạ dày nhân tạo ở pH 2,0 và dịch ruột nhân tạo chứa muối mật 0,3% so với tế bào không bao gói.
• Sản xuất thành công chế phẩm synbiotic dạng bột đạt mật độ 1,5 x 10^8 CFU/g, duy trì tỷ lệ sống cao và hoạt tính sinh học ổn định suốt 120 ngày bảo quản ở nhiệt độ 10°C.
• Ứng dụng chế phẩm vi gói vào sữa bột với tỷ lệ 0,1%, tạo ra dòng sản phẩm sữa bột synbiotic đạt mật độ 1,5 x 10^5 CFU/g bảo đảm trọn vẹn chất lượng cảm quan thương phẩm.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là đã cung cấp giải pháp công nghệ toàn diện giúp bảo vệ tế bào vi khuẩn có lợi vượt qua các điều kiện khắc nghiệt của quá trình chế biến và tiêu hóa sinh học. Trong giai đoạn tiếp theo, việc hoàn thiện hồ sơ thử nghiệm lâm sàng và mở rộng quy mô sản xuất công nghiệp sẽ là bước đi then chốt. Độc giả quan tâm và các đơn vị nghiên cứu có thể tiếp tục khai thác dữ liệu từ luận văn để phát triển các thế hệ sản phẩm dinh dưỡng synbiotic tiên tiến phục vụ sức khỏe cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Mở đầu probiotic vẫn còn hạn chế. Khoảng 90-95% probiotic chết trong điều kiện cực đoan của hệ tiêu hóa [1, 53, 24, 20]. Vì vậy, đề tài “Bảo toàn khả năng sống và hoạt tính probiotic của Lactobacillus casei bằng sự kết hợp prebiotic-vi gói nhằm thử nghiệm tạo sữa bột synbiotic” được thực hiện nhằm góp phần giải quyết hạn chế trên. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Mục tiêu của nghiên cứu là bảo toàn khả năng sống và hoạt tính của vi khuẩn probiotic L.casei bằng phương pháp vi gói sấy phun để tạo chế phẩm dạng bột.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Khảo sát đặc tính sinh học của vi khuẩn - Khảo sát đặc điểm và hoạt tính probiotic của vi khuẩn - Vi gói bằng phương pháp sấy phun. - Theo dõi chế phẩm vi gói. - Thử nghiệm tạo sản phẩm sữa bột synbiotic. 3 Luận văn thạc sĩ Tổng quan CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2.

Probiotic và vai trò của probiotic 2. Đặc điểm của hệ tiêu hóa Khi thiết kế một hệ thống bao gói probiotic nhằm cung cấp cho con người thì chúng ta phải quan tâm đến sinh lý phức tạp của hệ tiêu hóa (hình 2. Thông thường việc giải phóng vi sinh vật sẽ được kích hoạt khi có sự tan rã, phân hủy hoặc hòa tan của các chất vi bao [122]. Dọc theo hệ tiêu hóa của con người có các yếu tố khác nhau để thực hiện việc giải phóng vi sinh vật, ví dụ như dựa vào pH, thời gian, áp lực nhu động và quá trình lên men của vi khuẩn.

Sau khi ăn hoặc uống probiotic đã được bao gói, nó sẽ đi qua thực quản một cách nhanh chóng (10 – 14 giây) [68] và sau đó đi đến dạ dày, tại đây vi khuẩn sẽ chết nhiều nhất do dạ dày có môi trường axit. Độ pH và thời gian lưu của vi khuẩn ở dạ dày ảnh hưởng nhiều đến khả năng sống của vi khuẩn probiotic, ngoài ra nó còn phụ thuộc vào thời gian ăn và độ tuổi của người sử dụng, pH của dạ dày của người bình thường là khoảng 1 – 2. Hoạt động trong dạ dày là rất phức tạp [67], bình thường thì các hạt nhỏ sẽ được lưu lại trong thời gian ngắn hơn hạt lớn. Dạ dày bình thường có thể chứa đến 1.5 lít nhưng chỉ chứa 50 ml khi nhịn ăn [68].

Ngoài axit thì trong dạ dày còn có hệ enzym pepsin, đây là hệ enzym phân giải protein. Pepsin là sản phẩm của pepsinogen trong điều kiện pH thấp của dạ dày. Sau khi đi qua dạ dày thì các hạt bao gói sẽ đi xuống ruột non, thời gian lưu trong ruột non là khoảng 3.6 giờ [106], trong một số trường hợp là từ 0. Giá trị pH của ruột non nằm ở đoạn đầu trong khoảng 6.35, còn đối với ruột non nằm ở cuối là 6.

Sau khi đi qua ruột non thì viên bao gói sẽ đi đến ruột già, lúc này pH của ruột già là 5.02 và giảm dần khi đến ruột kết [59]. Thời gian để hạt bao gói di chuyển trong ruột già rất khác nhau, bình thường nằm trong khoảng 6 – 32 giờ nhưng thời gian lâu hơn cũng đã được ghi nhận [14, 57]. 4 Luận văn thạc sĩ Tổng quan O pH 2 A pH 5 D B E C pH 7 Kí hiệu Vùng pH Thời gian di chuyển O Thực quản ~ 7.0 10 – 14 giây A Dạ dày 1 – 2.5 phút khi ăn) B Cận ruột non 6.6 giờ C Ruột non 6.88 D Đại tràng lên 5.72 Có thể cao hơn, phụ E Đại tràng xuống 5.02 thuộc vào sự bài tiết ruột Hình 2. Đặc điểm của hệ đường ruột, pH tại các vị trí khác nhau [51].

Probiotic Theo ngôn ngữ Hi Lạp, probiotic có nghĩa là “vì sự sống”. Thuật ngữ probiotic được Parker đề nghị sử dụng lần đầu tiên vào năm 1974 để chỉ “những vi sinh vật và những chất làm cân bằng hệ vi sinh vật ruột” (Fuller, 1989). Từ đó đến nay thuật ngữ probiotic đã được cả thế giới sử dụng để chỉ những chế phẩm vi sinh vật sống hữu ích khi được đưa vào cơ thể động vật thông qua thức ăn hoặc nước uống tạo nên những ảnh hưởng có lợi cho vật chủ. Kể từ khi xuất hiện, khái niệm probiotic vẫn chưa có một định nghĩa thống nhất.

Tuy nhiên, hiện có hai định nghĩa được cho là phản ánh khá đầy đủ bản chất của probiotic và được sử dụng nhiều trong các ấn phẩm khoa học: Thứ nhất, theo Fuller (1989), probiotic là “chất bổ sung vi sinh vật sống 5 Luận văn thạc sĩ Tổng quan vào thức ăn giúp cải thiện sự cân bằng của hệ vi sinh vật đường tiêu hóa theo hướng có lợi cho vật chủ”; Thứ hai, theo tổ chức Y tế thế giới (WHO, 2001), probiotic là “các vi sinh vật sống khi đưa vào cơ thể theo đường tiêu hoá với một số lượng đủ sẽ đem lại sức khoẻ tốt cho vật chủ” [45]. Đa số vi sinh vật probiotic thuộc chi Lactobacillus và Bifidobacterium. Tuy nhiên, một số vi khuẩn và nấm men có thể có những đặc tính probiotic [45]. Bifidobacterium tồn tại ở trẻ ngay từ những ngày đầu sau sinh, đặc biệt là trẻ được bú mẹ.

Bifidobacterium lần đầu tiên được phân lập từ phân của trẻ được bú mẹ, số lượng các vi khuẩn này là tương đối ổn định và giảm đi khi lớn tuổi. Quần thể vi khuẩn Bifidobacterium chịu ảnh hưởng của các yếu tố như khẩu phần ăn, thuốc kháng sinh và sự căng thẳng. Bifidobacterium là vi khuẩn kị khí Gram (+), không chuyển động, không tạo bào tử, catalase-âm tính, hình dạng của chúng khác nhau. Tên gọi của vi khuẩn này xuất phát từ việc chúng thường tồn tại ở dạng hình chữ Y hay dạng chẻ đôi.

Chúng cũng được phân loại là vi khuẩn tạo axit lactic. Hiện nay có khoảng 30 loài Bifidobacterium được phân lập. Bifidobacterium được sử dụng như probiotic là: Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium thermophilum, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium infantis và Bifidobacterium lactis. Các chủng của Bifidobacteria được dùng như probiotic là Bifidobacterium breve, Bifidobacterium breve RO7O, Bifidobacterium lactis BB12, Bifidobacterium longum RO23, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium infantis RO33, Bifidobacterium longum BB536 và Bifidobacterium longum SBT-2928.

Lactobacillus có mặt trong ruột và trong âm đạo là vi khuẩn kị khí tùy ý Gram (+), không tạo bào tử. Hiện nay có khoảng 56 loài Lactobacillus được phân lập. Lactobacillus được sử dụng như probiotic bao gồm Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus brevis, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus casei, Lactobacillus cellobiosus, Lactobacillus crispatus, Lactobacillus curvatus, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus GG (Lactobacillus rhamnosus hoặc Lactobacillus casei subspecies rhamnosus), Lactobacillus gasseri, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus plantarum và Lactobacillus salivarus. Các chủng khác của 6 Luận văn thạc sĩ Tổng quan Lactobacillus là Lactobacillus acidophilus BG2FO4, Lactobacillus acidophilus INT- 9, Lactobacillus plantarum ST31, Lactobacillus reuteri, Lactobacillus johnsonii LA1, Lactobacillus acidophilus NCFB 1748, Lactobacillus casei Shirota, Lactobacillus acidophilus NCFM, Lactobacillus acidophilus DDS-1, Lactobacillus delbrueckii subspecies delbrueckii, Lactobacillus delbrueckii subspecies bulgaricus 2038, Lactobacillus acidophilus SBT-2062, Lactobacillus brevis, Lactobacillus salivarius UCC 118 và Lactobacillus paracasei subsp paracasei F19 [9] 2.

Vai trò của probiotic 2. Thủy phân lactose và tăng sự hấp thu lactose Trong suốt quá trình lên men vi khuẩn lactic sinh lactase để thủy phân lactose thành glucose và galactose. Vi khuẩn đường ruột giúp chuyển hóa hầu hết lượng đường lactose trong ruột non [72]. Giảm viêm loét dạ dày Helicobacter pylori là một vi khuẩn Gram (-) gây bệnh viêm loét và ung thư dạ dày, Helicobacter pylori có thể tồn tại ở niêm mạc dạ dày (FAO/WHO, 2001).

Nghiêm cứu in vitro cho thấy vi khuẩn sinh axit lactic có thể chống lại sự phát triển của Helicobacter pylori (Midolo và cộng sự, 1995) [45]. Trong sữa chua uống của Yakult đã sinh ra chất ức chế chống sự tăng trưởng của vi khuẩn gây loét dạ dày Helicobacter pylori [72]. Giảm hàm lượng cholesterol Chủng probiotic, đặc biệt là vi khuẩn sinh axit lactic có một vai trò quan trọng trong việc giảm mức cholesterol gián tiếp bởi sự chuyển hóa cholesterol để tạo ra axit mật. Do đó, làm giảm hàm lượng cholesterol tổng số của cơ thể.

Sữa chua có chứa hai loại vi khuẩn probiotic là Lactobacillus acidophilus và Bifidobacterium lactis có tác dụng làm giảm cholesterol trong máu có mức cholesterol cao. Các bệnh nhân dùng thuốc cùng với Lactobacillus sporogenesover một khoảng thời gian 3 tháng cho thấy giảm 32% trong tổng số cholesterol [72]. Tăng cường hệ thống miễn dịch Miễn dịch là trạng thái bảo vệ đặc biệt của cơ thể sống chống lại các yếu tố gây bệnh khi chúng xâm nhập vào cơ thể. Kháng thể là các globulin trong máu của động 7 Luận văn thạc sĩ Tổng quan vật, có khả năng liên kết đặc hiệu với kháng nguyên đã kích thích sinh ra nó, hay còn gọi là kháng thể miễn dịch hoặc kháng thể đặc hiệu.

Kháng thể chủ yếu được tìm thấy trong huyết thanh. IgA được tổng hợp chủ yếu nhờ tế bào B trong niêm mạc ruột, đường hô hấp và thực hiện chức năng chống vi khuẩn trên bề mặt niêm mạc ruột. Các vi khuẩn làm tăng hệ miễn dịch bằng cách: + Tăng cường chức năng chống virus của hệ miễn dịch. + Tăng hoạt động của tế bào NK (natual killer) nhằm diệt trực tiếp tế bào nhiễm khuẩn bằng cách tiết những chất độc để phân giải chúng hoặc bằng cách tiết IFN – gamma (một loại cytokine).

+ Tăng S-IgA, sinh cytokine, điều khiển đáp ứng miễn dịch tế bào + Sinh nitric oxide, có vai trò quan trọng trong việc dẫn truyền thông tin ở hệ thần kinh và đặc biệt có tác dụng làm thư giãn. + Tăng khả năng đề kháng chống lại một số quá trình tự miễn. + Giảm đáp ứng trung gian IgE (IgE-mediated respones). + Gián tiếp chống lại hiện tượng radiantion-included depression in white blood cells: đây là hiện tượng các tế bào bạch cầu bị ức chế và tiêu diệt khi chiếu xạ.

Hiện tượng này thường xảy ra trong khi điều trị ung thư bằng chiếu xạ [72]. Ngăn ngừa ung thư Các chủng probiotic có khả năng: + Kết hợp, ngăn chặn hoặc làm mất hoạt tính của các yếu tố gây ung thư. + Giảm hoạt tính của các enzym ở phân, đây là nơi khơi nguồn của các mầm bệnh gây ung thư. + Kích thích hệ thống miễn dịch, ngăn chặn sự tạo thành khối u.

Một số chủng của vi khuẩn lactic (L.acidophilus và Bifidobacteria) sử dụng trong các sản phẩm sữa lên men có thể xem như là một chất ung thư và chống gây đột biến. Các vi khuẩn có lợi có thể giảm các enzym liên quan đến các tác nhân gây ung thư (β-gulucoronidase, azoreductase, nitrosuctase và β-glucosidase) và do đó làm giảm nguy cơ gây ung thư ruột kết. Bifidobacteria ngăn chặn các yếu tố tiền ung thư như nitrate và nitrosamines thông qua cơ chế nội bào và 8 Luận văn thạc sĩ Tổng quan non-enzymeatic. Chúng cũng có thể kết hợp với các heterocylic amines (các chất gây ung thư trong quá trình nấu thịt) sau đó được bài tiết theo phân [72].