Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun

Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

MỤC LỤC

Chương 1 – TỔNG QUAN VỀ PROBIOTIC
1. Lịch sử và định nghĩa probiotic:.........................................................................4
1.1. Lịch sử probiotic……………………………………………………………... ….4
1.2. Định nghĩa probiotic................................................................................................5
1.3. Vai trò và cơ chế hoạt động của Probiotic............................................................5
1.3.1. Vai trò của probiotic.......................................................................................5
1.4. Tiêu chuẩn lựa chọn chủng vi sinh vật probiotic ..........................................8
1.4.1. Các tiêu chí để lựa chọn các chủng probiotic.............................................8
1.4.2.Các chủng vi khuẩn thường dùng làm probiotic..........................................9
1.4.3. Chủng Lactobacillus....................................................................................10
1.4.4. Loài lactobacilli............................................................................................11
1.4.5. Lactobacillus acidophillus...........................................................................11
1.4.6. Lactobacillus rhamnosus.............................................................................12
1.4.7. Lactobacillus casei.......................................................................................12
1.4.8. Lactobacillus plantarum..............................................................................13
1.4.9. Lactobacillus Bulgaricus.............................................................................14
1.5. Loài Bifidobacterium.............................................................................................14
1.5.1. Bifidobacterium bifidium.............................................................................15
1.5.2. Bifidobacterium longum..............................................................................15
1.5.3. Bifidobacterium infantis..............................................................................15
1.6. Các chủng vi khuẩn lactic khác...........................................................................16
1.6.1. Lactococcus lactic........................................................................................16
1.6.2. Streptococcus thermophilus........................................................................16
1.6.3. Leuconostoc...................................................................................................17
1.7. Các loài vi sinh vật khác.......................................................................................17
1.7.1. Enterococcus faecium..................................................................................17

1


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

1.7.2. Bacillus subtilis.............................................................................................17
1.7.3. Escherichia coli (E. coli).............................................................................17
1.7.4. Nấm men........................................................................................................18
2. Tác dụng của probiotic đến sức khỏe con người..................................................18
2.1. Thủy phân lactose, tăng sự hấp thu lactose........................................................18
2.2. Làm giảm một số bệnh đường tiêu hóa...............................................................18
2.3. Tác dụng ngăn chặn các vi sinh vật gây bệnh....................................................19
2.4. Chống dị ứng thức ăn............................................................................................20
2.5. Tổng hợp một số vitamin......................................................................................20
2.6. Giảm cholesterol....................................................................................................20
2.7. Tăng cường hệ thống miễn dịch:.........................................................................21
2.8. Ngăn chặn ung thư.................................................................................................22
2.9. Chống viêm nhiễm hệ thống niệu sinh dục – chống nấm Candida.................22
3. Công thức chế phẩm probiotic.................................................................................24
3.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng probiotic trên thế giới và Việt nam....24
3.1.1. Tình hình nghiên cứu sản xuất và sử dụng các chế phẩm probiotic trên thế
giới......................................................................................................24
3.1.2. Tình hình nghiên cứu sản xuất và sử dụng các chế phẩm probiotic ở Việt
nam.....................................................................................................26
(xem lại format)
CHƯƠNG II: KHÁI QUÁT QUÁ TRÌNH SẤY PHUN
1. Sấy...................................................................................................................... 28
2. Sấy phun............................................................................................................. 28

2.1. Giới thiệu hệ thống sấy phun...............................................................................30
2.2. Cơ cấu và phương pháp phun...............................................................................31

2


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

2.3. Buồng và cơ chế sấy phun....................................................................................32
2.4. Ưu và nhược điểm sấy phun.................................................................................33
2.5. Các yếu tố gây chết tế bào vi sinh vật bởi sấy phun..........................................33
CHƯƠNG III: QUY TRÌNH SẢN XUẤT BỘT SỮA CHUA
1. Giới thiệu chung bột sữa chua.............................................................................37
2. Quy trình sản xuất sữa chua.................................................................................40
2.1. Sơ đồ qui trình........................................................................................................40
2.2. Thuyết minh qui trình ...........................................................................................41
2.2.1. Chuẩn hóa…………………………………………………………..41
2.2.2. Hiệu chỉnh hàm lượng chất khô ……………………………………42
2.2.3. Bài khí ……………………………………………………………...42
2.2.4. Đồng hoá…………………………………………………………... 42
3. Cấy giống vi khuẩn lactic ...................................................................................43
4. Hoạt hoá giống ...................................................................................................43
5. Phối trộn .............................................................................................................44
6. Rót sản phẩm ......................................................................................................44
7. Lên men sửa chua................................................................................................44
8. Sấy phun.............................................................................................................. 44
9. Sản phẩm bột sữa chua........................................................................................45
10. Bảo quản............................................................................................................ 45
KẾT LUẬN............................................................................................................46

TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................48
(chú ý, khi làm mục lục không để dấu hai chấm ở cuối đế mục, canh chỉnh format chưa
đều)

3


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

Chương 1 – TỔNG QUAN VỀ PROBIOTIC

1. Lịch sử và định nghĩa probiotic:
1.1. Lịch sử probiotic:
Những nghiên cứu về probiotic mới chỉ bắt đầu vào thế kỷ 20, Henry Tisser
(1900), một bác sỹ người Pháp đã quan sát và thấy rằng phân của những đứa trẻ mắc
bệnh tiêu chảy có ít vi khuẩn lạ hình trứng hoặc hình chữ Y hơn những đứa trẻ khỏe
mạnh.
Sau đó năm 1907,Elie Metchnikoff - người Nga, đạt giải Nobel–đã chứng minh
được rằng việc tiêu thụ Lactobacillus sẽ hạn chế các nội độc tố của hệ vi sinh vật đường
ruột. Ông giải thích được điều bí ẩn về sức khỏe của những người Cô-dăc ở Bulgary, họ
sống rất khỏe mạnh và tuổi thọ có thể lên tới 115 tuổi hoặc hơn, nguyên nhân có thể
làdo họ tiêu thụ rất lớn các sản phẩm sữa lên men, điều này được ông báo cáo trong
sách “sự kéo dài cuộc sống” –The Prolongation of life (1908).
Có thể nói Tisser và Metchnikoff là người đầu tiên đưa ra những đề xuất mang
tính khoa học về probiotic, làm cơ sở cho những nghiên cứu tiếp theo về probiotic.
Năm 1930, nhà khoa học người Nhật Minoru Shirota phân lập các vi khuẩn
lactic từ phân của các em thiếu nhi khỏe mạnh. Cùng năm đó, các nhà nghiên cứu Hoa
Kỳ đã chứng minh là Lactobacillus acidophilus có khả năng làm giảm bệnh táo bón
thường xuyên. Các nhà khoa học đại học Havard phát hiện ra các vi khuẩn đường ruột

đóng một vai trò quyết định trong quá trình tiêu hóa, giúp tiêu hóa thức ăn, cung cấp
một số vitamin và các chất dinh dưỡng khác nhau mà cơ thể vật chủ không tự sản xuất
ra được. Sau đó 5 năm, một trong các đồ uống lên men – đặt tên là “Yakult” từ sữa
được cho là hỗ trợ sức khỏe đường ruột (intestinal health) được sản xuất. Khái niệm
chung probiotics được chấp nhận ở Châu Á trong nhiều năm khi các sản phẩm lên men
từ sữa probiotic đầu tiên được giới thiệu ở Châu Âu những năm của thập niên 80.

4


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

Ngày nay, các sản phẩm probiotic có chứa Bifidobacteria hoặc Lactobacillus
được tiêu thụ rộng rãi và phổ biến trên khắp thế giới như những nguồn thực phẩm chính
giúp tăng cường sức khỏe cho con người cũng như vật nuôi.

1.2. Định nghĩa probiotic
Probiotics are “ live microorganisms which when administered in adequate
amounts a confer a health benefit on the host” (FAO/WHO)
- Có thể định nghĩa probiotic như sau:
“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
+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.
1.3. Vai trò và cơ chế hoạt động của Probiotic
1.3.1. Vai trò của 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 sIgA ở màng nhầy.
- Kìm hãm sự phát triển của các vi khuẩn, virus, nấm có hại.
- 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 …)

5


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

- 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.
1.3.2. Cơ chế hoạt động
Có rất nhiều cách giải thích khác nhau về cơ chế tác động, nhưng phần
lớn các tài liệu về probiotic đề cập đến ba khía cạnh sau: (1) cạnh tranh loại trừ; (2) đối
kháng vi khuẩn; (3) điều chỉnh miển dịch (Steiner, 2006).
Cạnh tranh loại trừ là đặc tính đấu tranh sinh tồn điển hình của các vi sinh
vật. Hình thức cạnh tranh loại trừ thường thấy ở các vi sinh vật ruột là cạnh tranh vị
trí bám dính. Các vi sinh vật probiotic cư ngụ và nhân lên trong ruột, khóa chặt các
vị trí thụ cảm và ngăn cản sự bám dính của các vi sinh vật khác như E. coli,
Salmonella... Một số nấm men probiotic (Saccharomyces cereviese; S.boulardii)
không chỉ tranh vị trí bám dính của các vi khuẩn khác mà còn gắn kết các vi khuẩn
có roi (phần lớn là những vi khuẩn có hại) thông qua các cơ quan thụ cảm mannose

và đẩy chúng ra khỏi vị trí bám dính ở niêm mạc ruột (Czerucka và Rampal, 2002).
Tuy nhiên, cạnh tranh dinh dưỡng là phương thức cạnh tranh khốc liệt nhất vì sự
sinh sôi với số lượng lớn của một loài vi sinh vật nào đó là một đe dọa nghiêm trọng
đối với các loài khác về nguồn cơ chất cho phát triển.
Đồng thời với cạnh tranh loại trừ, các vi sinh vật probiotic còn sản sinh
các chất kìm hãm vi khuẩn như lactoferrin, lysozym, hydrogen peroxide cũng như
một số axit hữu cơ khác. Các chất này gây tác động bất lợi lên vi khuẩn có hại chủ
yếu là do sự giảm thấp pH trong ruột (Conway, 1996).

6


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

Phản ứng miễn

Cạnh tranh chất dinh dưỡng:

Cạnh tranh loại trừ: các

dịch được kích

các sinh vật probiotic cạnh

sinh vật probiotic khóa

thích và hoạt tính

tranh với các vi sinh vật gây

chặt các vị trí thụ cảm do

kháng thể của vật

bệnh các chất dinh dưỡng

đó loại trừ được các vi

chủ tăng lên

quan trọng.

sinh vật gây bệnh

Màng chắn: nơi các

Gây bệnh: các vi sinh

Các vi sinh vật probiotic

sinh vật probiotic

vật gây bệnh và chất độc

cư ngụ và nhân lên trong

chiếm giữ các thụ cảm

của chúng bám vào niêm

ruột, ngăn cản sự bám

trên bề mặt ruột, độc

mạc và các thụ cảm trên

dính và phát triển của các

tố được loại trừ

ruột và phá hủy chúng

vi sinh vật gây bệnh

Hình 1.3.2. Minh hoạ cơ chế tác động của probiotic
Ruột là cơ quan miễn dịch lớn nhất ở động vật có vú. Giữa hệ vi sinh vật
ruột và hệ thống miễn dịch có mối tương tác đặc thù. Năng lực miễn dịch thể dịch và
miễn dịch tế bào của hệ thống miễn dịch đường ruột bị ảnh hưởng rất lớn bởi sự cân
bằng của hệ vi sinh vật ruột (Cebra, 1999). Thông qua tương tác với hệ thống miễn dịch
ruột, các probiotic có thể điều chỉnh cả miễn dịch thụ động và chủ động hoặc cả hai.
Tác động điều chỉnh miễn dịch đặc hiệu của probiotic phụ thuộc vào chủng giống hoặc
các loài vi khuẩn probiotic (Dugas và ctv, 1999). Tuy nhiên, cơ chế tác động của

7


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

probiotic đối với việc nâng cao chức năng miễn dịch vẫn còn chưa được hiểu biết đầy
đủ.

1.4. Tiêu chuẩn lựa chọn chủng vi sinh vật probiotic
1.4.1. Các tiêu chí để lựa chọn các chủng probiotic
1.4.1.1. Về mặt sản xuất
- Có thể phát triển nhanh chóng với số lượng lớn trong điều kiện
lên men đơn giản và rẻ.
- Có thể tồn tại và phát triển trong điều kiện kị khí hoặc hiếu khí.
- Có thể sống sót qua quá trình li tâm, lọc. đông lạnh hoặc sấy lạnh
mà không mất số lượng đáng kể.
- 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 bao gồm cả các quá trình nhiệt độ cao trên 45 0C cũng
như chịu đựng được nồng độ ethanol và sodium clorine cao.
1.4.1.2. Khả năng sống sót trong ruột
- Khả năng chịu được các dịch tiêu hóa
+ Acid dạ dày và muối mật ảnh hưởng mạnh đến sự sống sót của vi
sinh vật.
+ Các chủng có khả năng phát triển và thực hiện qúa trình trao đổi
chất dưới sự có mặt của lượng mật sinh lý (lượng mật bình thường trong
cơ thể người). Thì có khả năng sống sót tốt hơn trong suốt quá trình ở
trong đường ruột.
- Khả năng cư trú trong ruột
+ Khi các vi khuẩn có lợi có khả năng bám chặt vào tế bào bên
trong đường ruột, chúng mới có khả năng cư trú tạm thời khoảng một thời
gian trong hệ thống ruột.
+ Những chỗ cư trú gần các mô bào và màng nhầy khá giàu chất
dinh dưỡng, đối với một số vi sinh vật gây bệnh đường ruột thì khả năng

8


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

bám chặt được xem là điều kiện trước hết đối với việc xâm chiếm và lây
nhiễm.
1.4.1.3. Đặc tính riêng
- Có khả năng sử dụng probiotic (oligosaccharides, inulin, tinh bột)
để phát triển.
- Khả năng tổng hợp hay sử dụng vitamin ( Nhóm B, folate,
vitamin k)
- Có khả năng ngăn chặn các mầm bệnh: Samonella, typhimurium,
Clostridium perfringens, Clostridium difficile, Escherichia coli, Candida
albicans…
- Có hoạt tính beta-galactosidase
- Có khả năng tổng hợp acid, hydrogen peroxide, các bacteriocin
- Có thể sử dụng kết hợp với các vi sinh vật khác.
1.4.1.4. Tính an toàn
- Không gây độc, không ảnh hưởng xấu đến sức khỏe.
1.4.2.Các chủng vi khuẩn thường dùng làm probiotic
Hiện nay, các chủng vi khuẩn được sử dụng với vai trò là các probiotic
chủ yếu thuộc Lactobacillus và Bifidobacterium , ngoài ra Enterococcus và
Streptococus cũng được sử dụng ít hơn. Những vi khuẩn này thường cư trú trong
ruột.
Một số chủng tiêu biểu bao gồm Lactobacillus acidophilus, gồm
Lactobacillus casei, Lactobacillus gasseri, Lactobacillus rhamnous,
Bifidobacterium longum, Bifidobacterium bifidum. Bên cạnh những vi khuẩn còn
có nấm men Saccharomyces boulardii cũng được xem là probiotic.

9


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

Bảng 1.1. Những vi sinh vật được sử dụng làm probiotic ở người
Chủng

Chủng

Các chủng vi khuẩn

Các chủng vi sinh

lactobacillus

Bifidobacterium

lactic khác

vật khác

L. acidophilus

B. adolescentis

Enterococcus faecium

Bacillus subtilis

L. amylovorus

B. bifidum

Enterococcus faecalis

L. casei
L.rhamnosus

B. breve

L. caucasicus

B. infantis

L. crispatus

B. lactis

L. paracase

Lactobacillus lactic

Saccharomyces
Boulardii
Saccharomyces
Cerevisiae.

B. longum

L. plantarum
L. reuteri

1.4.3. Chủng Lactobacillus
Hầu hết các vi sinh vật acid lactic đều thuộc họ lactobacillaceae và được
sắp xếp vào 4 chi: Streptococcus, Pediococcus, Lactobacillus và Leuconotoc.
Đặc điểm chung
+ Về mặt hình thái: vi khuần lactic có dạng lưỡng cầu, tứ cầu, liên cầu và
dạng hình que, đứng đơn độc hoặc thành chuỗi.
+ Khả năng sinh tổng hợp của các vi khuẩn lactic thuộc dạng yếu.
+ Vi khuẩn lactic là những vi sinh vật có yêu cầu dinh dưỡng cao. Để sinh
trưởng bình thường, ngoài một nguồn carbon, chúng cần nitơ một phần dưới
dạng các acid amin, một số vitamin, các chất sinh trưởng và chất khoáng.
Vai trò của vi khuẩn lactic:

10


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

+ Sinh ra acid lactic, tạo ra nhiều chất chống vi khuẩn khác nhau như acid
hữu cơ, diacetyl, hidrogen peroxide và các bacteriocin nên ngăn cản được sự
hiện diện và phát triển của các vi khuẩn gây bệnh.
+ Phòng ngừa và ngăn chặn rối loạn tiêu hóa, giúp cân bằng hệ vi khuẩn
đường ruột, khôi phục lại cân bằng vi khuẩn tự nhiên trong cơ thể.
+ Chuyển lactose thành acid lactic, hạn chế dị ứng do cơ thể không dung
nạp được lactose.

+ Một số vi khuẩn lactic có khả năng bảo vệ chống lại sự phân hủy và đột
biến AND in vitro và in vivo.
1.4.4. Loài lactobacilli
+ Lactobacilli sống chủ yêu ở ruột non với khoảng 102 – 105 cfu/ml ruột
hồi, và ít hơn 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 khuẩn và nấm, sinh ra các biosurfactant có
thể bảo vệ chống một số vi khuẩn bám vào biểu mô.
+ Lactobacilli còn điều chỉnh các tế bào miễn dịch bằng cách kích thích
hoạt động của lympho bào, các đại thực bào và giảm cytokine.
1.4.5. 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 lại các vi sinh vật có
hại.

11


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

- Lên men cellobiose, galactose, laxctose, maltose và sucrose. Không lên
men được mannitol, melezitose, rhamnose, sorbitol và xyloseo.
- Giúp cho việc sinh ra hay hấp thụ 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 chữ 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 acidophilin,
acidolin, lactocidin và becteriocin giúp ngăn chặn khả năng sinh trưởng của một
số loài vi sinh vật gây bệnh như campylobacter, listeria và staphylococci.
+ Sinh enzyme lactase giúp phân giải đường sữa.
+ Làm giảm sự phát triển của các u bướu, có khả năng trung hòa hiệu quả
và ngăn chặn các chất gây ung thư
+ Làm giảm cholesterol trong máu.
1.4.6. Lactobacillus rhamnosus
- Lactobacillus rhamnosus đặc biệt liên quan đến sự phòng ngừa hay
giảm bớt những rối loạn đường ruột như tính không dung nạp được đường
lactose, bệnh tiêu chảy do virut hay vi khuẩn gây ra, táo bón, viêm đường ruột,
dị ứng thức ăn.
- Ngoài ra Lactobacillus rhamnosus tăng cường hoạt động của hệ miễn
dịch
+ Tăng bạch huyết cầu lên 3 lần so với bình thường.
+ Sự lưu thông 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.
1.4.7. Lactobacillus casei
- Vai trò:

12


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

+ Tiết “ peptidoglucan” kích thích sự thực bào bằng các tế bào thực bào.
Thành tế bào của Lactobacillus casei có chứa “ teichonic acid” có vai trò quan

trọng trong khả năng bám chặt của vi khuẩn này vào các tế bào biểu mô.
+ Có khả năng làm tăng số lượng tế bào sinh IgA đóng vai trò quan trọng
trong việc tạo đáp ứng miễn dịch của màng nhầy.
- Nguồn cung cấp: các sản phẩm từ sữa
- Tác dụng
+ Chúng có khả năng chống vi khuẩn listeria hiệu quả hơn các loài vi
khuẩn khác
+ L. casei làm tăng mức lưu thông IgA ở trẻ bị nhiễm rotavirus, do đó
giúp giảm bệnh tiêu chảy do rotavirus gây nên.
1.4.8. Lactobacillus plantarum
- Tính chất đặc trưng duy nhất của Lactobacillus plantarum là khả năng
dị hóa arginine, và sinh ra nitric oxide. Lactobacillus plantarum không 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 các vi sinh vật gây bệnh như Candida abicans, E. coli,
Shigella, Helicobacter pylory, các amip và kí sinh trùng.
- Vai trò
+ Bằng cách ngăn chặn sự bám bính của E. coli vào màng nhầy,
Lactobacillus plantarum làm giảm bớt 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 phẩm lên men tự nhiên.

13


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

- 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, lúa mạch đen và trong men bia. Do đó chúng giúp đỡ những
vấn đề vế tiêu hóa như đầy hơi.
1.4.9. Lactobacillus Bulgaricus
- Vi khuẩn này khác với các probiotic ở chỗ chúng không có khả năng
bám chặt vào thành ruột và không cư trú lâu được trong đó.
- Vai trò:
+ Chúng làm tăng khả năng tiêu hóa các sản phẩm sữa, các protein và
sinh ra chất kháng sinh tự nhiên nhắm tới những vi khuẩn gây bệnh.
+ Chúng còn giúp củng cố các vi khuẩn có lợi khác, ngăn chặn các vi sinh
vật không mong muốn, và tăng tính miễn dịch cơ thể.
-

Ứng dụng:

+ Nó được các bác sĩ ở Bulgari dùng để chữa trị các bệnh về tiêu hóa
trong nhiều năm.
+ Lactobacillus Bulgaricus được sử dụng ở các bệnh nhân sau điều trị
trong thời gian dài bằng thuốc kháng sinh giúp khôi phục hệ vi sinh vật có lợi.
1.5. Loài Bifidobacterium
- Bifidobacterium có chủ yếu 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 định cho
đến khi về già thì số lượng giảm đi.
- Một số tính chất chung của các loài thuộc Bifidobacterium:
+ Gram dương, kị khí, không chuyển động, không bào tử, catalase am
+ Có nhiều hình dạng: que cong ngắn, hình gậy, hình chữ Y.

14


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

+ Sinh acid lactic, không tạo CO2 trừ quá trình phân giải gluconate.
- Cho đến nay đã có 30 loài thuộc Bifidobacterium được phân lập.
Bifidobacterium được sử dụng như các probiotic gồm Bifidobacterium adolescentis,
Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium thermophilus, Bifidobacterium breve,…
1.5.1. Bifidobacterium bifidium
- B. bifidum là vi khuẩn chiếm đa số ở ruột già người.
- Bảo vệ cơ thể chống lại sự phá hoại của rotavirut gây tiêu chảy, và điều
chỉnh lại hệ vi sinh vật đường ruột.
- Tăng miễn dịch cơ thể, đặc biệt liên quan đến sức khỏe 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 khuẩn.
1.5.2. Bifidobacterium longum
- Giảm lượng nitrate sinh ra trong quá trình tiêu hóa thức ăn.
- Ngăn chặn 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.
- Ngoài ra, Bifidobacterium longum còn hiệu quả trong việc bảo vệ cơ thể
chống lại sự nhiễm Samonella typhimurium.
1.5.3. Bifidobacterium infantis
- Bifidobacterium infantis là vi khuẩn chiếm ưu thế nổi bật ở ruột già trẻ

em.

15


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

- Khả năng chống lại các vi khuẩn gây bệnh như một số chủng 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 Bacteride 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.
1.6. Các chủng vi khuẩn lactic khác
1.6.1. Lactococcus lactic
- Lactococcus lactic sống ở nhiệt độ 370C, có khả năng lên men đường
glucose, lactose, maltose, dextrin.
- Nguồn cung cấp: sữa và một số sản phẩm từ sữa, các sản phẩm lên men,
trong ruột của cá và một số côn trùng.
- Lactoccus lactic được sử dụng nhiều để làm sữa chua, cho độ acid 11.25%.
- Chúng sinh ra một số chất kháng sinh như nisin gây ra sự ức chế đối với
một số vi khuẩn gram dương.
1.6.2. Streptococcus thermophilus
- Streptococcus thermophilus được tìm thấy trong sữa và các sản phẩm từ
sữa. Nó là một probiotic dùng trong sản xuất sữa chua.
- Có khả năng giúp đỡ việc hồi phục lại việc hấp thu kém bằng cách sinh
ra enzyme lactase dễ dàng cho việc tiêu hóa các lactose trong sữa.
- Streptococcus thermophilus có hoạt tính oxy mạnh, bảo vệ cơ thể thoát

khỏi các gốc tự do nguy hiểm.

16


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

- Streptococcus thermophilus còn có thể hoạt động như một số chất chống
ung thư, đặc biệt chống lại các tế bào gây ung thư đường ruột, điều trị tiêu chảy,
cũng như sự viêm nhiễm đường ruột hay viêm nhiễm âm đạo.
1.6.3. Leuconostoc
- Được sử dụng rộng rãi trong việc lên men các sản phẩm, tăng chất lượng
dinh dưỡng,
- Một số chủng sinh ra hương vị đặc trưng trong các sản phẩm sữa và rau
quả lên men.
- L. mensenteroides là vi sinh vật thường sử dụng để lên men rau quả, đặc
biệt làm dưa chua. Nó cũng được sử dụng trong các sản phẩm sữa lên men.
1.7. Các loài vi sinh vật khác
1.7.1. Enterococcus faecium
- Enterococcus faecium là loại cầu khuẩn, 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 khuẩn gây thoái hóa đường ruột.
- Giảm tính nhạy cảm của hầu hết thuốc kháng sinh nói chung.
1.7.2. 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
1.7.3. Escherichia coli (E. coli)

17


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

- E. coli được tìm thấy ở mọi nơi, trong cả cơ thể con người. Các chủng
thuộc E. coli thường không có hại, tuy nhiên một số chủng gây bệnh tiêu chảy và
có thể gây chết người.
- 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.
1.7.4. Nấm men
- Loại nấm men có lợi cho đường ruột là Saccharomyces boulardii.
- Chúng được sử dụng để chữa trị tiêu chảy liên 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.
- Ngoài ra, Saccharomyces boulardii rất hữu ích trong việc điều trị bệnh
do nấm Candida gây ra bằng các cách sau:
+ Saccharomyces 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 vi
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.
2. Tác dụng của probiotic đến sức khỏe con người

2.1. Thủy phân lactose, tăng sự hấp thu lactose
- Suốt quá trình lên men, vi khuẩn lactic sinh ra enzyme lactase thủy phân
lactose thành glucose và galactose.
- Các vi khuẩn đường ruột giúp chuyển hóa hầu hết lượng lactose không được
hấp thu ở ruột non.
2.2. Làm giảm một số bệnh đường tiêu hóa
- Bệnh ung loét:

18


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

+ Bệnh ung loét trong hệ thống tiêu hóa ( do vi khuẩn Helicobacter Pylori gây
ra) có liên quan đến chế độ ăn uống hàng ngày do ít sử dụng các sản phẩm sữa lên men
và rau quả, sử dụng quá nhiều sữa, thịt, tinh bột.
+ Vi khuẩn lactic có thể ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh và làm
giảm hoạt tính của enzyme urease_ enzyme cần thiết cho các vi sinh vật gây bệnh lưu
trú trong môi trường acid dạ dày.
- Bệnh tiêu chảy do vi sinh vật:
+ Kích thích hệ thống miễn dịch tăng lên hơn nữa đáp ứng miễn dịch IgA đặc
hiệu chống lại sự nhiễm vi sinh vât gây bệnh.
+ Ngăn chặn sự bám chặt và phát triển của các vi sinh vật gây bệnh đường ruột
như samonella, E. coli, Shingela.
2.3. Tác dụng ngăn chặn các vi sinh vật gây bệnh
- Sinh các acid acetic, acid lactic, và các acid hữu cơ khác, làm giảm pH môi
trường ảnh hưởng bất lợi đối với một số vi sinh vật nhạy cảm với tính acid.
- Sinh các chất kháng sinh tự nhiên (Bacteriocin)
+ Bacteriocin là các peptide, polypeptide, protein hoặc là những chất ít mang cấu

trúc gen của protein và được cấu tạo từ các amino acid, cũng có thể bao gồm các amino
acid hiếm như lanthionine hay beta-methyllanthionine.
+ Bacteriocin của các vi khuẩn lactic được chia làm 4 nhóm sau:
 Nhóm 1 chứa lanthibiotic: đây là những peptic nhỏ và có khả năng chịu
nhiệt, chứa amino acid như lanthionine.
 Nhóm 2 chia làm 3 nhóm nhỏ trong đó có nhóm 2a thường gặp nhất bao
gồm các bacteriocin như pediocin có khả năng chống listeria.
 Nhóm 3 là những nhóm protein không bền nhiệt.
 Nhóm 4 là phức hợp của protein, lipit và glucid.

19


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

- Tranh giành nơi cư trú, tranh giành chất dinh dưỡng, ngăn chặn sự bám chặt và
phát triển của các vi sinh vật gây bệnh.
- Tạo ra những cản trở không gian ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật
gây bệnh.
2.4. Chống dị ứng thức ăn
- Một phương pháp phòng chống dị ứng thức ăn là điều chỉnh hệ vi sinh vật đặc
biệt là hệ vi sinh vật đường ruột, vì đây là nguồn vi sinh vật chính kích thích hệ thống
miễn dịch.
- Qua các nghiên cứu, người ta thấy rằng ở những người ít bị dị ứng số lượng vi
khuẩn lactobacilli nhiều hơn và clostridia ít hơn so với ở những người thường bị di
ứng.
2.5. Tổng hợp một số vitamin
- Các vi khuẩn đường ruột có khả năng sinh nhiều vitamin khác nhau. Việc hấp
thu các vitamin trong đường ruột khá kém, do đó việc các vi khuẩn có khả năng sinh

vitamin rất quan trọng. Các vi khuẩn này sinh tất cả các loại vitamin B ( folic acid,
niacin, riboflavin, B12, B6, acid pantothenic) và vitamin K.
- Theo các nghiên cứu, L. Brevis có khả năng tổng hợp vitamin D và vitamin K;
B. longum tổng hợp vitamin B; B. bifidum và L. acidophilus tổng hợp được các vitamin
B như niacin, acid folic, biotin, B6 và vitamin K.
2.6. Giảm cholesterol
- Vi khuẩn đường ruột chuyển cholesterol sang dạng khó hấp thụ hơn
(coprotanol) do đó làm cản trở việc hấp thu cholesterol vào hệ thống ruột.
Theo các nhà nghiên cứu,các vi khuẩn probiotic khống chế làm cho choresterol khó hấp
thu được vào máu thông qua các cơ chế chủ yếu sau:
- Hấp thụ một lương choresterol có mặt trong hệ thống ruột.

20


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

- Tăng chuyển hóa choresterol thành chất khác và làm giảm sự hấp thu của chất
này vào cơ thể.
- Giảm sự hấp thu choresterol của ruột và tăng sự bài tiết của phân .
- Giới hạn sự biến đổi choresterol thành acid mật cho gan dự trữ.
Nếu hàm lượng chất béo cao trong mỗi bữa ăn, gây ra sự tăng choresterol, việc
sử dụng bổ sung các vi khuẩn có lợi này là một phương pháp giúp cân bằng mức lipid
và chất béo, giữ hệ thống tim mạch mạnh khỏe.
2.7. 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 (các vi sinh vật,các độc tố của vi sinh vật,các phân tử lạ…) khi chúng xâm nhập
vào cơ thể.
- Kháng thể là các globulin trong máu của động 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 mặc 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 (natural killer) nhằm diệt trực tiếp tế bào nhiễm
khuẩn bằng cách tiết những những chất độc để phân giải chúng hoặc bằng cách tiết
IFN – gamma (một loại ktokine).
+ Tăng S-IgA, sinh ktokine, điều khiển đáp ứng miễn dịch tế bào.
+ Sinh oxide nitric NO, 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 responses).

21


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

+ Gián tiếp chống lại hiện tượng radiation 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 bệnh ung thư bằng chiếu xạ.
2.8 Ngăn chặn ung thư
- Cơ chế chung:
+ Kết hợp, ngăn chặn làm mất hoạt tính của các hoạt tính gây ung thư.
+ Giảm hoạt tính các enzyme ở phân , là nơi khơi nguồn của các mầm móng gây
ung thư.
+ Kích thích hệ thống miễn dịch, ngăn chặn sự tạo thành khối u.

- Đa số ung thư ở người liên quan đến thói quen ăn uống. một số chủng của vi
khuẩn lactic (L.bulgaricus, S.thermophilus hay L.acidophilus và Bifidobacteria) sử
dụng trong các sản phẩm sữa lên men có thể xem như là một chất chống ung thư và
chống gây đột biến.
+ Các vi khuẩn có lợi có thể làm giảm các enzyme liên quan đến các tác nhân
gây ung thư ( ß-gulucoronidase, azoreductase, nitroreductase và ß-glucosidse) 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 non-enzymatic. Chúng cũng có thể kết hợp với các
heterocyclic amines ( các chất gây ung thư trong quá trình nấu thịt) sau đó được bài tiết
theo phân.
2.9 Chống viêm nhiễm hệ thống niệu sinh dục – chống nấm Candida
- Bình thường việc viêm nhiễm đường sinh dục là do sự mất cân bằng hệ vi sinh
vật đường ruột, do sử dụng thuốc kháng sinh, các chất khử trùng, hormones, và các chất
khác.
- Các vi khuẩn probiotic hiệu quả trong quá trình giành chỗ cư trú và ngăn chặn
sự phát triển của các vi sinh vật gây bệnh.

22


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

- Một số chủng thuộc Lactobacillus có khả năng ngăn chặn sự phát triển bám
chặt của nấm Candida albicans và các chủng Candida khác. Việc sử dụng lactobacillus
giảm nguy cơ nhiễm nấm trở lại, giảm nhiễm nấm âm đạo. Ngoài ra một số chủng
Lactobacillus GR-1 và RC-14 ngăn chặn sự nhiễm đường tiết niệu do Escheriachia coli
gây ra.
Hình 1.2: Hình ảnh một số Probiotic

a: Bacillus licheniformis

b: Bacillus subtilis

23


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

3. Công thức chế phẩm probiotic
Bảng 2: Tóm tắt cơ chế tác động chủ yếu của các chủng probiotic lên vật chủ
Vi khuẩn lactic
- Sinh bacteriocin

Vi khuẩn Bacillus
- Sinh enzym phân

Nấm men
- Sinh axit hữu cơ, kích

- Cạnh tranh vị trí bám.

giải các cơ chất như

thích tiêu hoá

- Sinh các peptit, kích thích hệ

tinh bột, xenluloza;

- Hấp thu chất độc và

thống miễn dịch của vật chủ.

kích thích tiêu hoá.

cạnh tranh dinh dưỡng,

- Cạnh tranh dinh dưỡng và vị trí

vị trí bám trên biểu mô

bám vào biểu mô.

với vi sinh vật gây

- Sinh các axit hữu cơ, tăng hiệu

bệnh.

quả hấp thu chất dinh dưỡng.

3.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng probiotic trên thế giới và Việt nam
3.1.1. Tình hình nghiên cứu sản xuất và sử dụng các chế phẩm probiotic
trên thế giới
Việc sử dụng thực phẩm có probiotic (hoặc như 1 thành phần tự nhiên của thực
phẩm hoặc thực phẩm đã lên men) đã được biết đến từ lâu, nhưng việc nghiên cứu hệ vi
sinh vật đường ruột và sử dụng probiotic mới thực sự phát triển từ những năm 80 của

thể kỷ 20 (Patterson và ctv, 2003). Những nghiên cứu phân loại và đặc điểm của quần
thể vi sinh vật đường ruột ở người và động vật được tiến hành bởi Savage (1987);
Vahjen và ctv (1998); Apajalahti và ctv (1998); Vander Wielen và ctv (2000) đã cho

24


Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
======================================================

thấy nếu như trong ruột non của người Bacteroides và Bifidobacterium chiếm ưu thế thì
ở gà là Ruminococcus và Streptococcus. Bằng kỹ thuật phân tử, các nhà nghiên cứu đã
chỉ ra rằng chỉ có khoảng 20% đến 50% số loài vi sinh vật đường ruột ở động vật được
phân lập, nuôi cấy như nguồn probiotic (Patterson và ctv, 2003). Apajialahti và ctv
(1998); Netherwood và ctv (1999); Gong và ctv (2002); Zhu và ctv (2002) đã sử dụng
kỹ thuật phân tử để nghiên cứu sự thay đổi cấu trúc quần thể và đặc điểm sinh học của
hệ vi sinh vật đường ruột ở động vật dưới tác động của probiotic. Tuy nhiên, cho đến
nay những nhân tố nào góp phần tạo nên 1 hệ vi sinh vật cân bằng hoặc làm rối loạn sự
cân bằng của hệ vi sinh vật đường ruột cũng chưa được hiểu biết đầy đủ (Patterson và
ctv, 2003). Đã có rất nhiều nghiên cứu về vai trò của probiotic đối với đời sống động
vật như tác động của probiotic đối với hệ thống miễn dịch ở niêm mạc ruột (Schat và
Myer, 1991; Hersbberg và Mayer, 2000); đối với sự thay đổi của niêm mạc ruột non ở
vật nuôi (Glick, 1995; Fontaine và ctv, 1996; Dai và ctv, 2000; McCracken và Lorenz,
2001).
Những ảnh hưởng có lợi của probiotic thể hiện ở nhiều khía cạnh khác nhau
nhưng những hiểu biết của con người về cơ chế tác động của probiotic còn rất hạn chế.
Có một số tác giả cho rằng hiệu quả của probiotic trong việc ức chế sự phát triển của
các vi khuẩn gây bệnh trong đường tiêu hóa của động vật có ý nghĩa rất quan trọng. Sự
kìm hãm được thực hiện theo những cách sau: cạnh tranh chất dinh dưỡng, sản xuất độc
tố và các sản phẩm trao đổi (các axit béo bay hơi, các chất giống kháng sinh...), cạnh

tranh vị trí bám dính ở niêm mạc ruột và kích thích hệ thống miễn dịch ruột (Fuller,
1989; Gibson và Fuller, 2000; Rolfe, 2000; S.C. Knight và cs, 2009).
Trong khoảng 20 năm trở lại đây, nhờ ứng dụng những tiến bộ kỹ thuật trong
lĩnh vực sinh học phân tử, đặc biệt là kỹ thuật giải trình tự axit nucleic trong nghiên cứu
phân loại và định danh các chủng vi sinh vật, công nghệ sản xuất các sản phẩm
probiotic phục vụ chăn nuôi ngày càng trở nên dễ dàng và phổ biến hơn ở nhiều nước
trên thế giới. Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu về sử dụng các sản phẩm probiotic
trong chăn nuôi rất khác nhau, đôi khi trái ngược nhau. Nhiều nghiên cứu bổ sung chế
phẩm probiotic trên lợn và gà cho thấy có đáp ứng tích cực (Henrich và ctv, 2006): tăng

25