Khóa Luận Tốt Nghiệp Hutech Quy Trình Sản Suất Yaourt Bổ Sung Probiotic.pdf

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

1.2. Phân loại yaourt.
1.2.1. Phân loại dựa theo thời điểm tiến hành quá trình lên men:
–

Yaourt dạng “set type” hay cịn gọi là sữa chua truyền thống: trong quy trình sản
xuất, sữa nguyên liệu sau khi được xử lý, cấy giống rồi được rót vào bao bì, q
trình lên men xảy ra ngay trong bao bì nên làm xuất hiện khối đông (coagulum) và
tạo cấu trúc gel mịn đặc trưng cho sản phNm.

–

Yaourt dạng “stirred type” hay còn gọi là sữa chua dạng khuấy: Khối đông xuất
hiện trong sản phNm sau quá trình lên men bị phá hủy một phần do sự khuấy trộn cơ
học. Trong quy trình sản xuất, sữa nguyên liệu được xử lý và cấy giống rồi lên men
trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo là quá trình làm lạnh và rót sản phNm vào bao
bì. Yaourt dạng khuấy sẽ khơng có cấu trúc gel mịn và đồng nhất như yaourt truyền
thống.

–

Yaourt uống “drink type”hay yaourt dạng lỏng: khối đơng xuất hiện trong sản
phNm sau q trình lên men bị phá hủy hồn tồn. Sản phNm có dạng lỏng, khi sử
dụng, người tiêu dùng không cần dùng muỗng. Điểm khác biệt là sau quá trình lên
men, người ta sử dụng phương pháp khuấy trộn hoặc phương pháp đồng hóa để phá
hủy cấu trúc gel của khối đơng và làm giảm độ nhớt cho sản phNm.
1.2.2. Phân loại theo dạng yaourt:

–

Yaourt lạnh đông ( frozen type ): sản phNm có dạng tương tự như kem ( icecream). Quá trình lên men sữa được thực hiện trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo,
hỗn hợp sau lên men sẽ được đem đi xử lý và lạnh đông để làm tăng độ cứng cho
sản phNm (hardening) và sau đó bao gói, đem đi tiêu thụ.

–

Yaourt cơ đặc (concentrated yaourt): quy trình sản xuất bao gồm các giai đoạn
quan trọng như lên men sữa, cơ đặc, làm lạnh và bao gói sản phNm. Trong q trình
cơ đặc, người ta sẽ tách bớt huyết thanh sữa ra khỏi sản phNm. Yaourt cô đặc cịn có
tên gọi là strained yaourt hay labneh.
4
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

1.2.3. Phân loại dựa vào hàm lượng béo trong sản ph
m:
Sản phNm yaourt có thể được chia thành ba nhóm như sau:
–

Yaourt béo (fat yaourt): hàm lượng chất béo trong sản phNm không thấp hơn
3%.

–

Yaourt “bán gầy” (partially skimmed yaourt): hàm lượng chất béo nằm trong
khoảng 0,5 ÷ 0,3 %.

–

Yaourt gầy (skimmed yaourt): hàm lượng chất béo không lớn hơn 0,5 %.

1.3. Giới thiệu về sản ph
m yaourt bổ sung probiotic
1.3.1. Giới thiệu
Metshnikoff khám phá ra họat tính tiêu diệt vi sinh vật có hại trong đường ruột của
một số vi khuNn lactic dẫn đến khái niệm probiotic. Sữa lên men được coi là “chất
mang” vi khuNn probiotic thuận lợi nhất đến vị trí họat động của chúng là đường ruột.
Từ đó dịng sản phNm sữa lên men probiotic ra đời.
Hàng trăm năm qua ai cũng thấy được công dụng của yaourt đối với sức khỏe con
người và ngày nay họ càng nhắc đến công dụng của yaourt nhiều hơn chính vì có các
vi sinh vật probiotic. Hiện yaourt hay các loại sữa lên men có probiotic đang được mọi
người quan tâm và sử dụng nó như một thực phNm chức năng để phòng chống một số
bệnh tật.
Theo nghiên cứu của ĐH California, ăn yaourt mỗi ngày giúp giảm các triệu chứng dị
ứng, giảm 25% nguy cơ cảm lạnh so với những người không ăn, công dụng tăng cường
miễn dịch càng tăng lên khi lợi khuNn Probiotics được bổ sung vào yaourt.
Tìm hiển thị trường trong những năm gần đây về lượng tiêu thụ Yaourt cho mỗi người
trên thế giới cho thấy:

5
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

Bảng 1.2: Kg sản ph
m yaourt cho người/năm ( ở nhiều nước trên thế giới)

(Applied and Environmental
Microbiology, June 2009, p.

1.3.2. Phân loại:
Sữa lên men bổ sung probiotic

Sữa uống: sinh khối probiotic
được tăng sinh trong sữa bột gầy

Yaourt: Sản phNm dùng để ăn
có cấu trúc như yaourt truyền

Yaourt truyền thống bổ
sung probiotic

Yaourt do vsv probiotic
đóng vai trị khởi động

Sơ đồ 1.1 Phân loại sữa lên men bổ sung probiotic

6
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012

TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

Hình 1.1 sữa chua uống yakult

Hình 1.2 Sữa vinamilk probi

Hình 1.3 Sữa chua vinamilk probi
1.4. Vi sinh vật trong sản xuất yaourt.

Hình 1.4 Lactobacillus bulgaricus
Photo: Jeff Broadbent, Utah state
University

Hình 1.5 Streptococcus thermophilus
Photo: Robert Hutkins, University of
Nebraska

7
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

1.4.1. Đặc điểm vi sinh vật
Vi khuNn lên men yaourt là vi khuNn lên men lactic thuộc bộ Lactobacillales. Đây là
những trực khuNn, cầu khuNn Gram dương, không tạo bào tử, khơng di động, kị khí
chịu oxy. Chúng có khả năng lên men nhiều loại đường đơn và đường đôi nhưng khơng
có khả năng sử dụng các loại glucid phức tạp. Đây là các vi khuNn đòi hỏi nhiều yếu tố
tăng trưởng trong môi trường dinh dưỡng như các aicd amin, vitamin và khống vi
lượng. Q trình lên men xảy ra tốt nhất trong môi trường axit pH từ 5,5 – 6, khi pH
nhỏ hơn 4,5 quá trình lên men bị dừng lại. Nhiệt độ thích hợp cho q trình lên men vi
sinh vật từ 15 - 50oC. Tuy nhiên, mỗi lồi có khoảng nhiệt độ thích hợp khác nhau, nếu
nhiệt độ lớn hơn 80oC vi khuNn lactic bi tiêu diệt hoàn toàn
Vi khuNn lactic sinh sản bằng cách phân cắt tế bào, với điều kiện thuận lợi thời gian thế
hệ chúng chỉ là 25 phút, không thuận lợi kéo dài tới 24 giờ.
Theo truyền thống người ta thường sử dụng phối hợp hai vi khuNn lactic: trực khuNn L.

bulgaricus và cầu khuNn S. thermophilus theo tỉ lệ 1:1. Sự kết hợp này bảo đảm lên
men nhanh và giá trị cảm quan cao nhất. Để hiểu rõ vai trò của giống trong lên men
yaourt chúng ta tìm hiểu cơ chế hoạt động của vi khuNn lactic trong lên men sữa dưới
đây.
1.4.2. Cơ chế lên men và đông tụ sữa trong sản xuất yaourt.
Lên men lactic là q trình chuyển hóa đường thành axit lactic nhờ vi sinh vật, điển
hình là vi khuNn lactic. Lên men lactic là một trong những loại hình lên men phát triển
nhất trong thiên nhiên, có hai kiểu lên men lactic chính là lên men đồng hình và lên
men dị hình.

8
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

A

B

CO2

Ethanol

lactate
Sơ đồ 1.2: Các con đường lên men lactose của vi khu
n lactic.
A) Lên men lactic đồng hình, B) Lên men lactic dị hình
9
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

1.4.2.1. Lên men đồng hình (điển hình):
Trong trường hợp này acid pyruvic được tạo thành theo sơ đồ Embden-Meyerhorf. Sau
đó acid pyruvic sẽ tạo thành axit lactic dưới tác dụng của enzyme lactate
dehydrogenase. Lượng acid lactic tạo thành chiếm hơn 90%. Chỉ một lượng nhỏ
pyruvic bị khử cacbon để tạo thành acid acetic, ethanol, CO2 và acetone. Phương trình
chung biểu diễn quá trình lên men:

C6H12O6

2 CH3CHOHCOOH

+ 21,8.104 J

Trong quá trình lên men lactic đồng hình, glucoza được chuyển hố theo chu trình
Embden-Meyerhorf, vi khuNn sử dụng cho qui trình này tất cả các loai enzyme
aldolase, còn hydro tách ra khi dehydro hố triosophosphate được chuyển đến
pyruvate. Vì trong vi khuNn lên men lactic đồng hình khơng có enzyme carboxylase
cho nên acid pyruvic không phân huỷ thành CO2 mà tiếp tục khử thành axit lactic theo
(sơ đồ 1.2.A).
1.4.2.2 Lên men dị hình (khơng điển hình):
Xảy ra trong trường hợp vi khuNn lactic khơng có các enzyme cơ bản của con đường
Embden-Meyerhorf, do đó xylulose 5- phosphate sẽ được tạo thành theo con đường
pentose phosphate (PP).
Trong trường hợp này chỉ có 50% lượng đường tạo thành acid lactic, ngồi ra cịn có
sản phNm phụ khác như: acid succinic, acid axetic, ethanol và CO2 (Sơ đồ 1.2B). Các
sản phNm phụ tương tác với nhau tạo thành ester có mùi thơm.
Phương trình chung biểu diễn q trình lên men:
C6H12O6

CH3CHOHCOOH+HOOC(CH2)COOH +CH3COOH +C2H5OH + CO2..

Trong đó, ngịai acid lactic cịn có acid succinic và acid formic. Như vậy, các sản phNm
phụ khác nhau đáng kể tạo thành trong quá trình lên men dị hình chứng tỏ rằng quá
trình này phức tạp hơn so với lên men lactic đồng hình

10
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI

MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

C6H12O6
Ribulose -5 –phosphate
Xylulose – 5 – photphat
Phosphoglyceraldehyte

Acetyl photphat

CH3COCOOOH
+

+NADH(+H )
CH3CHOHCOOOH

CH3CHO

+ CO2

+2H

HOOCCH2COCOOH
+ H+

+

CH3CH2OH
Etanol

-2H
+2H2O
CH3COOOH
Acid acetic

HOOC(CH2)2COOH
Acid succinic
Sơ đồ 1.3: Lên men dị hình
Acid lactic được tạo thành từ acid pyruvic do sự tiếp nhận trực tiếp hydrogen từ
dehydrase theo phương trình :
CH3COCOOH + dehydrase -H2

CH3CHOHCOOH+dehydrase

Acid succinic tạo thành từ acid pyruvic do tác dụng với CO2 và tiếp theo là sự tiếp
nhận hydrogen từ dehydrase theo phương trình sau:
CH3COCOOH + CO2

COOH-CH2-CO-COOH

COOHCH2COCOOH+2Dehydrase-H2

COOH(CH2 )2COOH + H2O+ 2Dehydrase

Etanol và acid acetic tạo thành nhóm men aldehydrase tức acetaldehyde theo phương
trình:

2 CH3CHO+H2O+ aldehydrase

C2H5OH+ CH3COOH + aldehydrase

Việc sinh ra các khí liên quan đến điều kiện yếm khí tứ là các hợp chất phức sinh ra
phức thuộc vào môi trường dinh dưỡng và các loại vi khuNn lactic.

11
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

Hai vi khuNn lactic chịu trách nhiệm lên men sữa chua thì L. bulgaricus lên men dị
hình, trong khi đó , S. thermophilus lên men đồng hình. Hai vi khuNn này cộng sinh với
nhau trong môi trường sữa tạo nên sản phNm yaourt giàu dinh dưỡng và cảm qquan.
1.4.3. Cơ chế tạo hương, vị và cấu trúc đặc trưng của yaourt.
Yaourt được ưa chuộng bởi ba yếu tố tạo thành giá trị cảm quan của sản phNm: đó là
hương, vị và cấu trúc đặc trưng. Các đặc tính cảm quan này gắn liền với đặc tính hóa lý
của sản phNm, tạo nên nhờ lên men lactic đồng và dị hình. Mối quan hệ giữa đặc tính
cảm quan và hóa lý với lên men lactic của các vi khuNn khởi động được tóm tắt trong
sơ đồ 1.4. Vi khuNn lactic lên men lactose sinh acid lactic tạo vị chua cho sản phNm,
đồng thời làm giảm pH đến điểm đẳng điện làm protein đông tụ tạo cấu trúc gel. Đồng
thời lên men lactic dị hình sinh chất tạo hương là aldehyde. Chất này cũng được tạo ra
từ amino acid threonine, một sản phNm thủy phân sữa của vi khuNn lactic. Gần đây
người tiêu dùng có xu hướng ưa chuộng sản phNm bio (không phụ gia, không chất bảo
quản), nên cấu trúc tự nhiên của yaourt do vi sinh vật khởi động tạo ra đóng vai trị

ngày càng quan trọng, nhằm lọai trừ việc sử dụng chất ổn định cấu trúc như gelatin,
alginate, pectin.... Hiện có nhiều nghiên cứu về vai trị của polysaccharide ngoại bào
(EPS) trong việc tạo cấu trúc mịn, đặc sệt và dẻo cho yaourt.

12
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

Sữa = lactose + protein =chất khô không béo
Threonine
(nhờ protease)

Polysaccharide
ngoại bào (EPS)

Vi khu
n lactic

Lên men lactic dị
hình

Lên men lactic
đồng dị hình

Tạo độ

mịn và
dẻo

Acid lactic

Acetaldehyde

Tạo gel protein
pI =4.6

Hương

Vị

Cấu trúc

Sơ đồ 1.4: Cơ chế lên men của vi khu
n lactic
1.4.3.1 Cơ chế tạo hương vị
Aldehyde được xác định có mặt trong yaourt khỏang 25 ppm chính là tác nhân tạo
hương chính cho yaourt. Aldehyde tạo nên nhờ hai con đường chính:
- Con đường 1: Chuyển hóa trực tiếp từ pyruvate nhờ pyruvate decarboxylase hoặc
qua trung gian acetyl-CoA nhờ aldehyde decarboxylase (Sơ đồ 1.5). Con đường này
chỉ xảy ra đối với vi khuNn lên men dị hình.

13
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

Sơ đồ 1.5: Cơ chế tạo thành acetaldehyde trong yaourt
- Con đường 2: aldehyde được tạo thành từ threonine nhờ serine hydroxymethyl
transferase. Threonine chỉ có được khi vi khuNn khởi động có hoạt tính protease đáng
kể. Cũng cần nói thêm rằng amino acid tự do chính là yếu tố tăng trưởng của vi khuNn
lactic, thiếu hoạt tính protease vi khuNn lactic sẽ hoạt động yếu trong môi trường sữa.
1.4.3.2. Cơ chế tạo cấu trúc
Cấu trúc cơ bản của yaourt là cấu trúc gel tạo nên nhờ casein đông tụ ở pH = pI =4.6.
Sự tạo thành cấu trúc gel này đơn thuần do acid lactic tạo nên độ chua nhất định. Tuy
nhiên chỉ với acid lactic và sữa sản phNm yaourt khơng hình thành vì cịn thiếu vắng
một dạng cấu trúc khác rất được người tiêu dùng quan tâm, đó là cấu trúc mịn, dẻo, đặc
sệt. Trước kia, người tiêu dùng có thể dễ dãi chấp nhận cấu trúc mịn, dẻo, đặc sệt trên
nhờ phụ gia thuộc nhóm ổn định cấu trúc như gelatin, pectin, alginate, bản chất là giữ
bền vững cấu trúc gel. Thật ra trong yaourt đã có các chất ổn định cấu trúc tự nhiên là
14
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

các polyasaccharide ngoại bào (EPS). EPS tạo thành nang vi khuNn lactic, phân tử khối
của EPS từ 10 kDa để lớn hơn 1.000 kDa (Welman and Maddox, 2003). Số lượng các
monomer hiện trong những EPS từ khoảng 50 đến hơn 5.000. Các monosaccharides
thường xuyên nhất được tìm thấy là glucose và galactose, nhưng rhamnose, mannose,

fructose, arabinose và xylose, và các dẫn xuất đường, N-acetylgalactosamine và
N-acetylglucosamine, cũng thường gặp.

(Applied and Environmental Microbiology,
June 2009, p. 3554-3563, Vol. 75, No. 11)

Sơ đồ 1.6: Sinh tổng hợp EPS của Lactobacillus rhamnosus
A) Gene chịu trách nhiệm tổng hợp EPS
B) Sơ đồ sinh tổng hợp EPS

15
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

Hinh 1.6: Vi khu
n lactic và EPS tạo
thành
Robert W. Hutkins,( First edition, 2006).
Microbiology and Technology Fermented
Foods

Trong bảng 1.3 ta thấy rõ thành phần monomer của EPS sinh ra từ vi sinh vật khởi
động yaourt (L. bulgaricus và S. thermophilus) là glucose (Glu), galactose (Gal) và
rhamnose (Rha). Ngày nay người ta đã xác định được gene chịu trách nhiệm sinh tổng
hợp EPS (Sơ đồ 1.6) và cơ chế sinh tổng hợp.

16
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

Bảng 1.3: Sự đa dạng của cấu tạo EPS tạo nên từ các chủng vi khu
n acid lactic
khác nhau.(Applied and Environmental Microbiology, June 2009, p. 3554-3563, Vol.
75, No. 11)

17
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

Như vậy, cơ chế tạo sản phNm yaourt khá phức tạp. Từ những năm 1960, người ta đã
khám phá ra cơ chế hiệp lực tăng trưởng (synergistic growth) giữa L.bulgaricus và , S.
thermophilus. S. thermophilus tăng trưởng trước làm giảm pH và thế oxy hóa khử
thuận lợi hơn cho L. bulgaricus tăng trưởng. Ngược lại,, S. thermophilus có hoạt tính
protease yếu không phân hủy được casein nên tăng trưởng được nhờ một lượng rất nhỏ
amino acid có sẵn trong sữa. Khi lượng amino acid này bị tiêu thụ hết thỉ L. bulgaricus

có khả năng thủy phân protein thành peptide và amino acid cung cấp tiếp tục cho tăng
trưởng. L. bulgaricus lên men dị hình, là tác nhân chủ yếu tạo ra aldehyde, hợp chất
hương chủ yếu của yaourt. Mặt khác, S. thermophilus sẽ vào pha diệt vong khi hàm
lượng acid tạo ra quá lớn nên cuối cùng tỉ lệ hai vi khuNn này không bao giờ con được
như ban đầu. Đó là lý do người ta ni cấy từng giống riêng, trước khi lên men yaourt
mới phối trộn hai giống theo tỉ lệ xác định.
Tỉ lệ cấy giống vi khuNn vào sữa chua nhằm đạt 107 cfu/g là khoảng 1.5 -2%.
Nhiệt độ lên men từ 40-45oC. L. bulgaricus lên men tối ưu ở 45oC, trong khi
S. thermophilus tối ưu ở nhiệt độ thấp hơn. Nhiệt độ thích hợp thường chọn là 43oC,
nhiệt độ cao yaourt thường có vị chua nồng, nhiệt độ thấp thời gian lên men sẽ dài. Lên
men kết thúc khi độ chua là 75-140oT (hay acid tổng là 0.8-0.9% tính theo acid lactic)
và pH = 4.6 là điểm đẳng điện của casein.
Ngoài giống khởi động yaourt ngày nay người ta thường bổ sung vi khuNn probiotic
vào yaourt trước hoặc sau thời gian lên men để tạo sản phNm yaourt probiotic.
1.5.Vi sinh vật probiotics
1.5.1. Đặc điểm probiotics
1.5.1.1. Lịch sử
− Probiotic được dùng để chỉ những vi sinh vật có lợi cho người và động vật do Dr.Eli

Metchinikoff, một nhà khoa học người Nga đạt giải Nobel năm 1908, đưa ra khi ơng
nghiên cứu về vai trị của những vi khuNn có lợi trong đường ruột.

18
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

− Cũng vào thời điểm đó, Henry Tissier, một bác sĩ khoa nhi người Pháp, đã quan sát
trong phân những đứa trẻ bị tiêu chảy có một số lượng ít vi khuNn lạ, hình Y, là những
vi khuNn “bifid” ngược lại chiếm số lượng lớn trong những đứa trẻ khỏe mạnh. Và ơng
cho rằng những con vi khuNn này có khả năng chống lại bệnh tiêu chảy giúp khôi phục
hệ thống vi sinh vật đường ruột khỏe mạnh.
1.5.1.2. Khái niệm
− Có thể định nghĩa probiotic như sau: “Probiotic là một hay hỗn hợp nhiều vi khuNn
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 Probiotic là những vi sinh vật sống. Khi các probiotic được cung
cấp với liều lượng thích hợp thì mang lại những hiệu quả mong muốn.
1.5.1.3. Các vi sinh vật có lợi là probiotic
Bảng 1.4 Các vi sinh vật có lợi là probiotic((Holzapfel et al. 2001)
Lactobacillus sp

Bifidobacterium

Vi khuNn axit lactic khác Các loại vi sinh vật khác

L. acidophilus

B. adolescentis

Enterococcus faecalis

Bacillus

L. amylovorus

B. animalis

Enterococcus faecium

toyoi

L. casei

B. bifidum

Lactococcus lactis

Escherichia coli strain

L. crispatus

B. breve

Leuconstoc

nissle

L. delbrueckii

B. infantis

mesenteroides

Propionibacterium

Subsp. Bulgaricus

B. lactis

Pediococcus acidilactici

freudenreichii

L. gallinarum

B. longum

Sporolactobacillus

Saccharomyces

L. gasseri

inulinus

cerevisiae

L. johnsonii

Streptococcus

Saccharomyces

L. paracasei

thermophilus

boulardii

cereus

L. plantarum
L. reuteri
L. rhamnosus
19
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011

var.


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

I. Chi Lactobacillus
.−Đặc điểm chung
Về mặt hình thái, vi khuNn Lactobacillus dạng que, đứng đơn độc hoặc thành chuỗi.
Khả năng sinh tổng hợp của các vi khuNn lactic thuộc dạng yếu.
Vi khuNn Lactic là những vi sinh vật có yêu cầu dinh dưỡng cao.Để sinh trưởng bình
thường, ngồi một nguồn carbon, chúng cần nitơ một phần dưới dạng các acid amin,
một số vitamin, các chất sinh trưởng và chất khống.

Hình 1.7Vi khu
n Lactobacillus (www.2008.igem.org/Team:Caltech)

−Lactobacilli sống chủ yếu ở ruột non với khoảng 102 – 105 cfu/ml ruột hồi, và ít hơn
với 1% trong ruột kết.
−Đến nay người ta đã tìm thấy 56 loài thuộc giống Lactobacillus. Lactobacilli được sử
dụng như các probiotic bao gồm: L.bulgaricus, L. casei, L. cellobiosus,L. crispatus, L.
fermentum,…
−Cơ chế tác động:
Sinh ra acid lactic, hydrogen peroxide, một số chất giống bacteriocin ngăn chặn sự
phát triển của một số vi khuNn và nấm, sinh ra các biosurfactant có thể bảo vệ chống
một số vi khuNn bám vào biểu mơ.
Lactobacilli cịn điều chỉnh các tế bào miễn dịch khơng đặc hiệu và các dịch miễn dịch
bằng cách kích thích hoạt động của lympho bào, các đại thực bào và giảm cytokine.
20
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

Lactobacilli Phịng ngừa và ngăn chặn rối loạn tiêu hóa, giúp cân bằng hệ vi khuNn
đường ruột, khôi phục lại cân bằng vi khuNn tự nhiên trong cơ hể.
Chuyển lactose thành acid lactic, hạn chế dị ứng do cơ thể khơng dung nạp được
lactose.
Một số vi khuNn lactic có khả năng bảo vệ chống lại sự phân hủy và đột biến DNA in
vitro và in vivo.
I.1. Lactobacillus acidophillus
− Thường có mặt ở ruột non và giúp giữ cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột, được xem
như là một chất kháng sinh tự nhiên chống các vi sinh vật có hại.

−Lên men cellobiose, galactose, lactose, maltose và sucrose. Không lên men được
mannitol, melezitose, rhamnose, sorbitol, và xylose.
−Giúp cho việc sinh ra hay hấp thu vitamin B (folic acid, niacin), giúp giảm cholesterol
trong máu và giải được một số độc tố.
− Nguồn cung cấp: sữa chua, có giá trị lâu dài trong việc chữa bệnh cũng như có những
giá trị dinh dưỡng cần thiết.
− Tác dụng chính của Lactobacillus acidophillus:Sinh ra một số chất kháng sinh mạnh
trong ruột bao gồm acid ophilin, acid olin, lactocidin và bacteriocin giúp ngăn chặn khả
năng sinh trưởng của một số loài vi sinh vật gây bệnh như: Campylobacter jejuni,
Listeria monocytogenes và Staphylococcus aureus.
Sinh enzyme lactase giúp phân giải đường sữa
Làm giảm sự phát triển của các u bướu, có khả năng trung hịa hiệu quả và ngăn chặn
các chất gây ung thư.
Làm giảm cholesterol trong máu.
I.2. Lactobacillus rhamnosus:
−Lactobacillus rhamnosus đặc biệt liên quan đến sự phòng ngừa hay giảm bớt những
rối loạn đường ruột như tính khơng dung nạp được đường lactose, bệnh tiêu chảy do
virus hay vi khuNn gây ra, táo bón, viêm đường ruột, dị ứng thức ăn.
21
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

−Ngoài ra, Lactobacillus rhamnosus tăng cường hoạt động của hệ miễn dịch
Tăng bạch huyết cầu lên 3 lần so với bình thường.
Sụ lưu thơng của các chất kháng sinh cũng tăng lên 6 – 8 lần

Tăng mức globulin miễn dịch và hoạt hóa trực tiếp các đại thực bào.
I.3. Lactobacillus casei
− Vai trị: Tiết “peptidoglucan” kích thích sự thực bào bằng các tế bào thực bào. Thành
tế bào của Lactobacillus casei có chứa “ teichonicacid” có vai trị quan trong trong khả
năng bám chặt của vi khuNn này vào các tế bào biểu mơ.
Có khả năng làm tăng số lượng tế bào sinh IgA đóng vai trị quan trọng trong việc tạo
đáp ứng miễn dịch của màng nhầy.
−Nguồn cung cấp: các sản phNm từ sữa
−Tác dụng:
Chúng có khả năng chống vi khuNn Listeria spp.
hiệu quả hơn các loài vi khuNn khác.
L. casei làm tăng mức lưu thông IgA ở trẻ bị nhiễm rotavirus, do đó giúp giảm bệnh
tiêu chảy do rota virus gây nên.

Hình 1.8 Vi khu
n Lactobacillus cacei Hình 1.9 Vi khu
n Lactobacillus casei Shirota
(www.2008.igem.org/Team:Caltech)
Trong các chủng L. casei, chủng L.casei Shirota nổi tiếng có nguồn gốc từ Nhật bản đã
gắn liền với sản phNm sữa lên men Yakult.
22
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

I.4. Lactobacillus plantarum:

−Tính chất đặc trưng duy nhất của Lactobacillus plantarum là khả năng dị hóa
arginine, và sinh ra nitric oxide. Lactobacillus plantarum khơng có khả năng phân giải
amino acid nào ngoại trừ tyrosine và arginine, và có đến 6 con đường khác nhau
chuyển hóa arginine, và đều sinh ra nitric oxide. Việc sinh ra NO giúp ngăn chặn cácvi
sinh vật gây bệnh như Candida abicans, E.coli, Shigella, Helicobacter pylory, các
amip và kí sinh trùng.
− Vai trị:
Bằng cách ngăn chặn sự bám dính của E.coli vào màng nhầy, Lactobacillus plantarum
làm giảm bờt nội độc tố do E.coli tiết ra.
Lactobacillus plantarum 299 và 299V làm giảm đáng kể vi sinh vật kị khí gram âm,
Enterobacteriaceae, Clostridia.
Nghiên cứu gần đây cho thấy Lactobacillus plantarum có khả năng phân hủy acid mật
làm giảm cholesterol.
−Nguồn cung cấp: các sản phNm lên men tự nhiên.
−Ứng dụng:
Nó quan trọng trong việc bảo vệ các chất chống vi sinh vật và chống lại một cách hiệu
quả các vi sinh vật gây bệnh nội bào và ngoại bào.
Lactobacillus plantarum có khả năng giúp tiêu hóa các chất xơ có trong củ hành, tỏi,
lúa mì, trứng, lúa mạch đen, và trong men bia.Do đó chúng giúp đỡ những vấn đề tiêu
hóa như đầy hơi.
II. Giống Bifidobacterium:
−Bifidobacteria có chủ yếu ở trong ruột kết của người và động vật, nhất là ở trẻ mới
sinh được nuôi bằng sữa mẹ. Số lượng của chúng trong ruột kết khá ổn dịnh cho đến
khi về già thì số lượng giảm đi.
−Một số tính chất chung của các lồi thuộc Bifidobacteria:
Gram dương, kị khí, không chuyển động, không sinh bào tử, catalase âm.
23
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

Có nhiều hình dạng: que cong ngắn, hình gậy, hình chữ Y.
Sinh acid lactic, khơng tạo CO2 trừ q trình phân giải gluconate.
−Cho đến nay đã có 30 lồi thuộc Bifidobacteria được phân lập.Bifidobacteria được sử
dụng như các probiotic gồm Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium bifidum,
Bifidobacterium thermophilus,Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum….
II.1. Bifidobacterium bifidium
−B. bifidum là vi khuNn chiếm đa số ở ruột già người.
−Bảo vệ cơ thể chống sự phá hoại của rotavirus gây tiêu chảy, và điều chỉnh lại hệ vi
sinh vật đường ruột.
−Tăng miễn dịch cơ thể, đặc biệt liên quan đến sức khoẻ đường ruột, ngăn chặn ung
thư, không gây hiệu ứng phụ.
−Chống các viêm loét, bảo vệ cơ thể chống lại các vi sinh vật gây bệnh như
Samonella, hạn chế hoạt động của E.coli
−Giảm đáng kể lượng nội độc tố trong ruột tạo thành từ các thành tế bào của các xác vi
khuNn.
II.2. Bifidobacterium longum:
−Giảm lượng nitrate sinh ra trong q trình tiêu hóa thức ăn.
−Ngăn chăn hoạt động của các vero cytotoxin sinh ra bởi một số chủng thuộc E.coli,
gây bệnh viêm, xuất huyết đường ruột do có khả năng sinh ra các hợp chất kết hợp với
các vero cytotoxin.
−Ngồi ra,Bifidobacterium longum cịn hiệu quả trong việc bảo vệ cơ thể chống lại sự
nhiễm Samonella typhimurium.

24
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI

MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

(www.2008.igem.org/Team:Caltech )

Hình 1.10 Vi khu
n Bifiobacterium logum
II.3. Bifidobacterium infantis:
−Bifidobacterium infantis là vi khuNn chiếm ưu thế nổi bật ở ruột già trẻ em
−Khả năng chống lại các vi khuNn gây bệnh như một số chủng của E.coli, Singella với
nhiều cơ chế khác nhau, bảo vệ ruột tránh các triệu chứng viêm đường ruột và dạ dày.
−Giảm đáng kể sự phát triển của Bacteroide và ngăn chặn bệnh viêm đường ruột do
các bacteroide gây ra.
−Ngoài ra Bifidobacterium infantis cũng được sử dụng để điều trị các hội chứng kích
thích đường ruột IBS (Irritable Bowel Syndrome)và tiêu chảy.
III. Các vi khu
n lactic khác đóng vai trị probiotic
III.1. Lactococcus lactic
−Lactococcus lactis sống ở nhiệt độ 37oC, có khả năng lên men đường glucose, lactose,
galactose, maltose, dextrin.
−Nguồn cung cấp: sữa và một số sản phNm từ sữa, các sản phNm lên men, trong ruột
của cá và một số côn trùng.
−Lactococcus lactis được sử dụng nhiều để làm sữa chua, cho độ acid 1-1.25%.
− Chúng sinh ra một số chất kháng sinh như nisin gây ra sự ức chế đối với một số vi
khuNn gram dương.

25
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

(www.2008.igem.org/Team:Caltech )

Hình 1.11 Vi khu
n Lactococcus lactis
III.2 Enterococcus faecium:
−Enterococcus faecium là loại cầu khuNn, kị khí tùy tiện, gram dương thuộc họ
streptococcaceae.
.−Lên men các carbohydrate sinh ra acid lactic làm giảm pH đường ruột và ngăn chặn
sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh.
−Sinh ra hydroperoxide, bacteriocin, các chất kháng độc tố chống lại vi sinh vật gây
bệnh, vô hoạt các vi khuNn gây thối hóa đường ruột.
− Giảm tính nhạy cảm với hầu hết thuốc kháng sinh nói chung.
IV. Các vi sinh vật khác đóng vai trị probiotic
IV. 1. Bacillus subtilis
− Một số chủng được làm thuốc kháng sinh, một số làm thuốc trừ sâu.
−B.subtilis là một trong số vi sinh vật quan trọng nhất trong việc kích thích hệ thống
miễn dịch, là vi sinh vật chỉ có tính cư trú tạm thời trong hệ thống ruột.
− Ứng dụng: sản xuất các men tiêu hóa sinh học
IV.2. Escherichia coli ( E.coli):
−E.coli được tìm thấy ở mọi nơi, trong cả cơ thể con người.Các chủng thuộc E.coli
thường khơng có hại, tuy nhiên một số chủng gây bệnh tiêu chảy và có thể gây chết

người. Chủng E. coli Nissle 1917 được coi là probiotic để chống các bệnh đường ruột.

26
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

−Sự có mặt của chúng trong ruột người là cần thiết cho việc duy trì sức khỏe cân đối.
Một số chủng giúp tổng hợp vitamin B, vitamin K.
IV.3. Nấm men
−Loại nấm men có lợi cho đường ruột là Saccharomyce sboulardii.
− Chúng được sử dụng để chữa trị tiêu chảy lên quan đến việc sử dụng thuốc kháng
sinh.
−Giữ cân bằng hệ vi sinh vật trong đường ruột, chúng được dùng điều trị các bệnh rối
loạn tiêu hóa.
−Ngồi ra, Saccharomyces boulardii rất hữu ích trong việc điều trị bệnh do nấm
Candida gây ra bằng cách như sau: S. boulardii hiệu quả hơn Candida và các vi sinh
vật khác trong việc đấu tranh giành chỗ cư trú trong ruột, ngăn cản Candida và các sinh
vật lây nhiễm khác kết hợp với tế bào ruột.
Tăng số protein miễn dịch chống lại các vi sinh vật có hại xâm chiếm đường ruột.

Hình1.12. nấm Saccharomyces boulardii
( />
1.5.2. Cơ chế và lợi ích từ probiotic
− Tăng “thành bảo vệ” miễn dịch, một số có khả năng kích thích cả miễn dịch đặc
hiệu và không đặc hiệu, cùng với việc sinh ra IgA ở màng nhầy.

− Kìm hãm sự phát triển của các vi khuNn, virus, nấm có hại.
27
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

− Có khả năng chịu được acid dạ dày, muối mật, có khả năng xâm chiếm đường ruột,
bám vào màng nhầy ruột do đó hạn chế sự có mặt của vi sinh vật có hại.
− Sinh ra các chất chống lại vi sinh vật gây bệnh (như Samonella, E.coli,
Clostridium…)
− Phòng và chữa một số bệnh đường tiêu hóa: tiêu chảy, táo bón, ung loét dạ dày…
− Giảm triệu chứng dị ứng, triệu chứng không dung nạp được lactose.
− Ngăn chặn ung thư đường ruột, ung thư ruột kết
Tóm lại, hiệu quả của Probiotic đối với sức khỏe con người là:
– Cải thiện hệ vi sinh vật đường ruột
– Ức chế sự hình thành cá chất gây hoại tử ruột, giảm sự sản xuất độc tố.
– Điều hòa hệ miễn dịch.
– Cải thiện tình trạng khơng dung nạp lactose.
– Giảm hàm lượng cholesterol và nguy cơ gây các bênh về tim mạch.
– Cải thiện những triệu chứng rối loạn và bệnh của ruột.
– Giảm dị ứng.
– Tổng hợp Vitamin.
– Cải thiện sự hấp thu khoáng.

 Cơ chế bảo vệ của chủng probiotic.
Ức chế các vi sinh gây hại phát triển có thể bằng nhiều cách:

– Làm giảm pH của hệ đường ruột dưới mức độ mà các vi sinh vậy gây bệnh có thể
phát triển trong mơi trường chứa cá sản phNm trao đổi chất như là axit lactic, axit
acetic,....
– Chủng khuNn probiotic sẽ tạo ra các hợp chất kháng khuNn (bacteriocin) để ức chế
và tiêu diệt vi sinh gây hại.
– Cạnh tranh vị trí gắn lên nội mơ ruột.
– Kích thích sự hình thành kháng thể IgA chống lại vi sinh vật gây bệnh.
28
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011