Nội dung

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM PROBIOTIC VAI TRÒ VÀ ỨNG DỤNG Giáo viên hướng dẫn: PGS Lâm Xuân Thanh PGS. Nguyễn Thị M TS. Hồ Phú Hà Học viên: Nguyễn Minh Châu Nguyễn Xuân Nhung Hà Nội, 5-2011 Probiotic là gì Vai trò của probiotic thực phẩm. Ứng dụng của probiotic thực phẩm. Xu hướng phát triển trong tương lai của probiotic. Probiotic là gì 1908: Metchnikoff đưa ra khái niệm về những vi sinh vật có lợi cho người và động vật khi nghiên cứu về vai trò của những vi khuẩn có lợi trong đường ruột. 1919: Issac Carasso sản xuất và thương mại hóa sữa chua như một dược phẩm có thể phòng ngừa và điều trị một số rối loạn đường ruột. 1930: Minoru Shirota lần đầu tiên phân lập được chủng vi khuẩn Lactobacillus casei 1953: Kollath lần đầu tiên giới thiệu về thuật ngữ probiotics 1989: Roy Fuller đưa ra định nghĩa về probiotics Probiotic là gì “Probiotic”: xuất phát từ “prolife”,tiếng Hy Lạp, có nghĩa là “dành cho cuộc sống”. 2002:FAO/WHO: Probiotic là một hay hỗn hợp nhiều vi khuẩn mà khi cung cấp cho người hay động vật thì mang lại những hiệu quả có lợi cho vật chủ bằng cách tăng cường các đặc tính của vi sinh vật trong hệ tiêu hóa Đặc điểm cơ bản của probiotic: -Là những vi sinh vật sống -Khi được cung cấp với liều lượng thích hợp thì mang lại những hiệu quả có lợi cho vật chủ. -Phải được khoa học chứng minh về tính chức năng  Trên Thế giới: - Tổng giá trị các sản phẩm probiotic năm 2008 là 15,9 tỷ đô la, dự kiến năm 2013 là 19,6 tỷ đô la, tốc độ tăng trưởng trung bình đạt 4,3%/năm - Giá trị probiotic thực phẩm năm 2008 đạt 13,9 tỷ đô la, dự kiến năm 2013 đạt 17 tỷ đô la, tốc độ tăng trưởng trung bình là 4,2%/năm. Probiotic là gì Vai trò của probiotic thực phẩm. Ứng dụng của probiotic thực phẩm. Xu hướng phát triển trong tương lai của probiotic. Vai trò của Probiotic  Hệ vi sinh vật đường ruột có số lượng gấp 10 lần tế bào cơ thể người.  99% vi sinh vật đường ruột không thể tồn tại và phát triển trên môi trường ngoài cơ thể người,  Vi khuẩn chiếm 60% khối lượng phân người.  Dạ dày và ruột non có số lượng vi sinh vật đường ruột thấp nhất.  Lactobacilli và Streptococus chiếm ưu thế trong ruột non.  Lactobacillus và Bifidobacterium được sử dụng làm vi khuẩn probiotic phổ biến Hệ vi sinh vật trong đường ruột Vai trò của Probiotic Chế độ ăn là “công cụ” hữu hiệu tác động tới hệ vi sinh vật đường ruột Vai trò của Probiotic  Thủy phân lactose, tăng cường sự hấp thu lactose: vi khuẩn probiotic hỗ trợ chuyển hóa lactose dư thừa, giảm các triệu chứng của bệnh không dung nạp lactose.  Giảm một số bệnh đường tiêu hóa: vi khuẩn lactic ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn Helicobacter pylori gây loét trong hệ thống tiêu hóa, làm giảm hoạt tính của enzym urease: enzym cần thiết cho các vi sinh vật gây bệnh lưu trú trong môi trường axit của dạ dày; kích thích hệ thống miễn dịch, đáp ứng miễn dịch IgA đặc hiệu chống lại và ngăn chặn sự xâm nhiễm và phát triển của vi sinh vật gây bệnh đường ruột như Salmonella, E.coli…  Ngăn chặn các vi sinh vật gây bệnh: sinh axit hữu cơ như axit axetic, axit lactic…, làm giảm pH môi trường, gây ảnh hưởng bất lợi đối với vi sinh vật nhạy cảm với axit; sinh kháng sinh tự nhiên: Bacteriocin (lanthionine, beta-methyllanthionie, pediocin…); cạnh tranh về nơi cư trú, về chất dinh dưỡng, ngăn chặn sự bám dính và phát triển của các vi sinh vật gây bệnh; tạo những cản trở về mặt không gian, gây ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh. Vai trò của Probiotic  Tổng hợp một số vitamin: Vi khuẩn đường ruột thường có khả năng sinh tổng hợp vitamin trong đường ruột, làm tăng hàm lượng vitamin, tăng khả năng hấp thu vitamin của đường ruột.  Giảm cholesterol: vi khuẩn đường ruột chuyển cholesterol sang dạng khó hấp thu hơn ( coprostanol), do đó làm cản trở việc hấp thu cholesterol vào hệ thống ruột, giúp cân bằng mức lipid và cholesterol, giữ hệ thống tim mạch được ổn định.  Ngăn ngừa, giảm mức độ nghiêm trọng của bệnh tiêu chảy cấp ở trẻ em, bệnh tiêu chảy do thuốc kháng sinh, bệnh tiêu chảy do nhiễm vi khuẩn Clostridium difficile  Chống dị ứng thức ăn: kích thích hệ thống miễn dịch của cơ thể  Tăng cường hệ thống miễn dịch của cơ thể: tăng S-IgA, điều khiển đáp ứng miễn dịch tế bào giúp tăng chức năng chống virus của hệ miễn dịch, tăng hoạt động của tế bào NK ( natural killer), tiết hoạt chât cytokinine IFN-gama tiêu diệt tế bào bị nhiễm khuẩn; giảm đáp ứng trung gian IgE; gián tiếp chống lại hiện tượng ức chế và tiêu diệt tế bào bạch cầu khi điều trị ung thư bằng chiếu xạ ( hiện tượng radiation included depression) Vai trò của Probiotic  Ngăn chặn các vi sinh vật gây bệnh: sinh axit hữu cơ làm giảm pH môi trường, tạo điều kiện phát triển bất lợi cho một số vi sinh vật gây bệnh; sinh các chất kháng sinh tự nhiên ( bacteriocin) như lanthionine, beta methyllanthionine, pediocin… chống lại vi sinh vật gây bệnh; cạnh tranh vị trí tiếp xúc, chất dinh dưỡng, tạo cản trở không gian đối với sự tiếp xúc, cố định và phát triển của vi sinh vật gây bệnh.  Ngăn ngừa và chống ung thư: Kích thích hệ thống miễn dịch, ngăn cản sự tạo thành khối u; làm giảm sinh tổng hợp các enzym liên quan đến các tác nhân gây ung thư như beta glucoronidase, azoreductase, nitroreductarse ,beta …; ngăn chặn các yếu tố tiền ung thư như nitrate, nitrosamine thông qua cơ chế nội bào và non – enzymatic; kích thích sinh tế bào mới, tăng cường chức năng rào cản ngăn cản tế bào mới tiếp xúc với mầm bệnh.  Chống viêm nhiễm hệ thống niệu, sinh dục, chống nấm Candida: thiết lập cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột, ngăn chặn sự phát triển và bám dính của bào tử nấm Candida albicans, E.coli… Probiotic là gì Vai trò của probiotic thực phẩm. Ứng dụng của probiotic thực phẩm. Xu hướng phát triển trong tương lai của probiotic. Sơ đồ 1:Quy trình phân lập và lựa chọn chủng vi sinh vật probiotic ( FAO/WHO, 2002) Điều kiện lựa chọn vi sinh vật probiotic  Có lợi cho con người.  Có khả năng hoạt động hiệu quả trong đường ruột  Có khả năng triển khai sản xuất ở quy mô công nghiệp  An toàn với con người  Có lợi cho con người. Lactobacillus acidophilus Bifidobacterium longum Một số chủng vi khuẩn probiotic thương phẩm Điều kiện lựa chọn vi sinh vật probiotic  Về mặt sản xuất  Có thể phát triển nhanh chóng với số lượng lớn, trong điều kiện lên men đơn giản  Có thể tồn tại và phát triển trong điều kiện kỵ khí hoặc vi hiếu khí  Có thể sống sót sau quá trình ly tâm, lọc, đông lạnh hoặc sấy lạnh mà số lượng tổn thất không vượt mức cho phép.  Có khả năng hoạt hóa nhanh sau khi được sử dụng.  Có thể sống sót dưới những điều kiện biến đổi khác nhau trong chế biến thực phẩm .  Về khả năng sống sót của vi sinh vật  Có khả năng chịu được dịch tiêu hóa  Có khả năng cư trú trong đường ruột.  Về đặc tính riêng của vi sinh vật: đáp ứng một hoặc nhiều đặc tính sau:  Có khả năng sử dụng prebiotic ( oligosaccharide, inuline, tinh bột…) để phát triển.  Có khả năng tổng hợp hay sử dụng vitaimin ( nhóm B, folate, vitaminK…)  Có khả năng ngăn chặn vi sinh vật gây bệnh : Salmonella; Clostridium perfringens, Clostridium difficille, Escherichia coli, Candida albicans…  Có hoạt tính beta-galactosidase  Có khả năng sinh tổng hợp axit, hydrogen peroxide, bacteriocin…  Có khả năng sinh D lactic axit.  Có thể sử dụng kết hợp với các vi sinh vật khác.  Về tính an toàn của sản phẩm probiotic.  Không gây độc, không ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người tiêu dùng  Được nghiên cứu ở quy mô thực nghiêm và đạt tiêu chuẩn khi kiểm tra bằng liều gây chết trên động vật. Thực phẩm bổ sung vi sinh vật probiotic Các sản phẩm từ sữa. Rau quả Đậu tương Ngũ cốc Thực phẩm bổ sung vi sinh vật probiotic Thực phẩm bổ sung vi sinh vật probiotic Thực phẩm bổ sung vi sinh vật probiotic Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật probiotic trong thực phẩm Bản chất của vi sinh vật probiotic. Bản chất của thực phẩm. Quá trình sản xuất probiotic Quá trình tàng trữ sản phẩm probiotic. Điều kiện sử dụng sản phẩm probiotic. Lactobacillus rhamnosus GG Saccharomyces boulardii Bifidobacterium bifidum Escherichia Coli NIAID Lactobacillus plantarum Probiotic và an toàn thực phẩm Luật và chế tài cho sản phẩm probiotic  FOSHU- Nhật Bản:  FDA- Mỹ:  EUFIC- Châu Âu  ILSI – Hàn Quốc:  IFIC - Canada:  IFICF- Quốc tế:  SFDA- Trung Quốc  Bộ Y tế- Việt Nam: Xu hướng của tương lai Probiotic, prebiotic và Synbiotic Cơ chế tác động của vi sinh vật probiotic đối với hệ vi sinh vật đường ruột Cơ chế tác động của vi sinh vật probiotic đối với chất gây ung thư . Cơ chế tác động của vi sinh vậtprobiotic đối với các bệnh viêm nhiễm Phân lập và định dạng được hệ vi sinh vật probiotic có khả năng chống viêm nhiễm và phòng chống ung thư Tài liệu tham khảo: www.google.com 2. http://www.who.int/en/ 3. http://www.fao.org/ 4. http://www.fda.gov/ 5. http://www.eufic.org/ 6. http://www.foodinsight.org/ 7. http://www.theific.org/about.asp 8. http://vfa.gov.vn/ 9. Yashwant Pathak. Handbook of nutraceuticals Vol1. CRC press. Taylor and Francis Group. 2010. 10. Dimitris Charalampopoulos, Robert A. Rastall. Prebiotics and Probiotics Science and Technology.Springer Science and Business Media, LLC 2009. 11. Probiotics in Food. Health and nutritional properties and guidelines for evaluation. FAO. Food and nutrition paper 85. ISSN 0254-4725. 12. Jim Smith and Edward Charter. Functional food product development. Jonh Wiley and son, Ltd. 2006 1.