tim hieu prebiotic trong cac san pham sua

f

l

=

-------------------------------------—

=

ĐẠI HỌC Sư PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC & THựC PHẨM Bộ

MÔN CÔNG NGHỆ THựC PHẦM

I

•

•

ĐỎ ÁN TỐT NGHIỆP

TÌM HIỂU PREBIOTIC TRONG CÁC SẢN PHẨM SỮA

SVTH : HUỲNH THỊ KIỀU VŨ
MSSV : 06116100
GYHD : ThS. NGUYỄN THỊ HÒNG HẠNH KS. NGÔ LÂM TUẤN ANH

St---------

Tp.Hồ Chí Minh, 07/2010

&



1. Tên đồ án : Tìm hiểu prebiotic trong các sản phẩm sữa
2. Nhiệm vụ đồ án: Tổng quan tài liệu nhằm tìm hiểu những vấn đề sau:
Tìm hiểu
tác dụng
chế tác

TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

về prebiotic: bản chất,
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THựC PHẲM Bộ MÔN CÔNG đối với sức khỏe và cơ
dụng,...
NGHỆ THựC PHẤM

Tìm hiểu
phổ biến

các prebiotic được sử dụng
trong sữa

NHIỆM VỤ ĐÒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tìm hiểu các
Họ và tên sinh viên: Huỳnh Thị Kiều Vũ Ngành:
Công nghệ Thực Phẩm

nghiên cửu về
xuất các săn

MSSV: 06116100
Lớp: 061160

phương pháp sản
phẩm chứa

prebiotic
3. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 01/03/2010
4. Ngày hoàn thành đồ án: 08/07/2010
5. Họ tên người hướng dẫn:

Phần hưởng dẫn:

1/ ThS. Nguyễn Thị Hồng Hạnh

1/ Đe cương đồ án

2/ KS. Ngô Lâm Tuấn Anh

2/ Nội dung đồ án

Nội dung và yêu cầu Đồ án tốt nghiệp đã được thông qua.
Ngày......tháng.........năm 2010
CHỦ NHIỆM Bộ MÔN (Ký

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DÃN CHÍNH (Ký và

và ghi rô họ tên)

ghi rõ họ tên)




LÒI CẢM ƠN
Từ khỉ bắt đầu thực hiện đến khi hoàn thành đồ án này, tôi đs luôn cố gắng và học hỏi nhiều từ
sách vở, internet và thực tế cuộc sống. Tôi cũng nhận được rất nhiều sự giúp đỡ và hỗ trợ từ gia (inh,
thầy cô và bạn bè của tôi. Tôi cảm thấy mình thực sự may mắn và hạnh phúc khi đón nhận được tất
cả những giúp đỡ đó.
LỜI cảm ơn đầu tiên, tôi muốn gửi đen những nhà tiên phong trong khoa học thực phẩm, những
người xây dựng mạng lưới internet phát triển như ngày nay và những người vô danh chia sẻ những
tài liệu quý báu trên internet. Họ là những người đưa tôi đến với những chân trời mới của khoa học
thực phẩm.
Tôi xin gửi lời cảm ơn cô Nguyễn Thị Hồng Hạnh đã chừ tôi biết những khỏ khăn sẽ gặp phải
khi làm đồ án. Cô cũng là người gợi ý cho tôi cách giải quyết những khó khăn đó. Những chia sẻ của
cô thật sự rất có ích cho cách suy nghe ủa tôi khi giải quyểt vấn đề.
Tôi xin gủi lời cảm ơn đen thầy Ngô Lâm Tuấn Anh. Thầy đã trao đối những kiến thức và vấn đề
trong đồ án để tôi có thể hoàn thiện đồ án tốt hơn.
Tôi chân thành cảm ơn những thầy cồ đã giảng dạy tôi ở trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật. Họ
là những người đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu để tôi có thể lĩnh hội những điều mới
mẻ khác của khoa học.
Tôi xin gửi lời cảm an đến những người bạn đồng khóa 2006 với tôi. Chúng tội đã luôn động
viên, trao đổi những kiến thức để cùng nhau tiến bộ. Tôi đặc biệt cảm ơn những tình cảm đặc biệt
của các bạn dành cho tôi. Đố là nguồn động viên rất lớn giúp tôi cổ tinh thần sảng khoái khi thực
hiện đồ án.
Tôi muốn gửi lòd cảm ơn đặc biệt đến bạn Cao Thị Thu Hằng, bạn thời phổ thông của tôi. Bạn

đã cho tôi những tài liệu y khoa rất hữu ích và thú vị.
Cuối cùng, tôi muốn bố mẹ tôi biết rằng tôi luôn thầm cảm an họ vì họ luôn dõi theo và tin
tưởng tôi. Tôi muốn gửi lời cảm ơn đến em gái tôi vì đã luôn như ủng nhịn tôi rất nhiều. Tôi sẽ luôn
ghi nhớ những tình cảm mà gia {tình dành cho tồi.

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2010.
Huỳnh Thị Kiêu Vũ

1




TÓM TẮT ĐÒ ÁN
Prebiotic có tác dụng cài thiện sức khỏe và phòng chống một số bệnh. Sữa mẹ là nguồn cung cấp
prebiotic đầu tiên cho con người. Hiện nay, prebiotic được bổ sung trong nhiều sản phẩm sữa và các
sản phẩm thực phẩm khác nhau.
Prebiotic được định nghĩa bới Gibson vào năm 1995. Ngày nay, theo cách hiểu thông thường,
nếu probiotic là vi khuẩn có lợi cho sức khỏe thì prebiotic là thức ăn cho vi khuẩn probiotic.
Probiotic và prebiotic cùng tác động trực tiếp đến hệ tiêu hóa và vi sinh vật đường ruột từ đó tác
động đển toàn bộ cơ thể.
Hệ tiêu hóa bao gồm ống tiêu hóa và các cơ quan phụ khác. Hệ vi sinh vật đường ruột cư trủ
khắp ổng tiêu hỏa. Trong đỏ, hệ vi sinh vật ở ruột già có số lượng lớn nhất. Chúng có vai trò quan
trọng trong chuyển hóa thức ăn trước khi bị tống thoát theo phân ra ngoài, tổng hợp một số vitamin
và chống viêm nhiễm vi sinh vật từ ngoài vào. Hệ vi sinh vật đường ruột rất đa dạng về chủng loại
nhưng được chia thành hai loại chính: vi khuẩn có lợi và vi khuẩn gây hại. Vi khuẩn có lợi được biết
đến nhiều là bifidobacteria và lactobacilli. Sự cân bằng giữa vi khuẩn có lợi và vi khuẩn gây hại là
yếu tổ quyết định đến sức khỏe của con người. Đây cũng là cơ chế tác động chính của prebiotic và
probiotic cơ thể con người.
Cho đến nay, các prebiotic được xác định chủ yếu là các carbohydrate hòa tan. Tuy nhiên, không

phải các carbohydrate nào cũng là prebiotic. Đ ể được xem là prebiotic, chúng phải có đủ ba tiêu
chuẩn là kháng tiêu hóa, có khả năng lên men và có tính lên men chọn lọc. Hiện nay, có ba loại
prebiotic được sử dụng phổ biến là inulin/ fructooligosaccharide, galactooligosaccharide và
lactulose.
Prebiotic có bản chất là carbohydrate nên nó có các đặc tính công nghệ tốt. Ngoài ra, các
carbohydrate đi có 1 Ịch sử sử dụng trong công nghệ thực phẩm từ lâu. Do đó, prebiotic có khả năng
được ứng dụng trong nhiều loại sản phẩm thực phẩm khác nhau.
Prebiotic cổ tác dụng cải thiện sức khỏe và phòng chống một số bệnh. Prebiotic có khả năng
chổng viêm nhiễm vi sinh vật, cài thiện sự tiêu hóa và hấp thu, kiểm soát lipid và glucose trong máu.
Ngoài ta, prebiotic có khả năng phòng chống ung thư đại ưàng và giảm chửng táo bón,.. .Tất cả
những nội dung trên được trình bày cụ thế trong chương 2,
Trong chương 3, fructooligosaccharide và galactooligosaccharide sẽ được giới thiệu chi tiết hơn.
Chúng là những prebiotic được bổ sung phổ biển trong các sản phẩm sữa.
Galactooligosaccharide là prebíotic có trong sữa. Tuy nhiên, galactooligosaccharide được sản
xuất thương mại nhờ enzyme p-galactosidase. Sản phẩm là hỗn hợp của các oligosaccharide được
cấu tạo bởi các đơn vị galacíopyranosyl, được nối với nhau bởi liên kết p-(I- 6) hay p-(l-4).
Fructooligosaccharide là tên gọi chung để chỉ các prebiotic có bản chất là fructan- loại inulio.
Fructooligosaccharide được sản xuất thương mại theo hai phương pháp: phương pháp chiết tách
bằng hơi nước nóng (và thủy phân bằng enzyme inulinase), và phương pháp tổng hợp bời enzyme pfructofuranosidase. Sản phẩm là hỗn hợp của các oligosaccharide được cấu tạo bởi các đơn vị
2


fructofuranosyl, được nối với nhau bỡi liên kết p-(2-l).
Galactooligosaccharide và fructooligosaceharide thường được bổ sung trong công thức dinh
dưỡng cho ữẻ với tỉ lệ là 9 : 1. Hàm lượng của hỗn hợp là 0.8g/100 ml.
Ngoài ra, prebiờtic có thể được tổng hợp ngay trong các sản phẩm sữa. Chương 4 giới thiệu hai
nghiên cứu về phương pháp sản xuất sữa chứa galactooligosaccharide. Đó là hai nghiên cứu sử dụng
P-galactosidase để tong hợp galactooligosaccharide từ lactose có trong sữa. Một nghiên cứu giới
thiệu cách sản xuất sữa tươi chửa galactosidase từ sữa tươi nguyên liệu. Một nghiên cứu khác giới
thiệu cách sán xuất các sản phẩm phô mai chứa galactooligosaccharide từ sữa tươi nguyên liệu và

các thành phần sữa khác.
Trong tương lai, prebiotic và các sản phẩm sữa chứa prebiotic sẽ phát triển nhanh chóng. Các
sán phẩm khác sữa chứa prebiotic sẽ ngày càng đa dạng.
Đe tnục

Trang

Trang bìa Nhiệm vụ đồ
án
Lời cảm ơn..................................................................................................................i
Tóm tắt đồ án..............................................................................................................ii
Mục lục......................................................................................................................

iv

Danh sách hình vẽ ............ ............. ................... ........................... ........... ,vii
Danh sách bảng biểu...................................................................................................viii
Danh sách các từ viết tắt.............................................................................................ix
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU.......................................................................................1
1.1. Giới thiện vấn đề....................................................................................................1
1.2. Giới hạn và mục tiêu tìm hiểu............................................................................... .2
1.3. Hạn chế của đồ án...................................................................................................
1.4. Ý nghĩa khoa học....... ................................... .........................................................
....2
CHƯƠNG 2: PREBIOTIC.........................................................................................3
2.1. Tìm hiểu hệ tiêu hóa...............................................................................................3
2.1.1. Cấu tạo hệ tiêu hóa......................................................................................3
2.1.2. Giải phẫu đường ruột và chức năng của đường ruột......................... .....4
2.1.3. Hệ vi sinh vật đường ruột............................................................................5
2.1.4. Phân loại chất dinh dưỡng.........................................................................10

3



2


2.2. Khái niệm Prebiotic............................................................ ................................12
MỤC LỤC
2.2.1. Định nghĩa..................................................................................................12

2.2.2. Tiêu chuẩn đánh giá...................................................................................12
2.2.3. Các loại prebiotic.......................................................................................... 15
2.2.4. Đặc tính hoá học của prebìọtic.........................................................„„„,.16
2.3. Những tính chất có lợi của prebiotic...................................................................17

4


2.3.1. Tính chất có lợi củaprebiotic đối với công nghệ thực phẩm.....................17
2.3.2. Tác dụng của prebiotic đối với sức khỏe con người..................................18
2.3.3. Các vấn đề khi sử dụng prebiotic...............................................................23
2.4. Phương pháp sản xuất prebiotic............................................................................24
2.5. Probìotic và synbiotic...................................................................... ...................28
2.5.1. Probiotic......................... ................................................................ ,„...,
„,,,.28
2.5.2. Synbiotic.....................................................................................................31
CHƯƠNG3: CÁC PREBIOnC ĐƯỢC BỎ SUNG TRONG CÁC SẢN PHẨM
SỮA. 32
3.1, Galactooligosaccharide (GOS). .............................................. ......,.,.„„.„„„„„32

3.1.1. Giới thiệu về GOS...................................................................................
32
3.1.2. Kỹ thuật sản xuất GOS............................................................................33
3.1.3. Các đặc tính công nghệ của GOS............................................................
39
3.2. Fructooligosaccharide (FOS).............................................................................40
3.2.1. Giới thiệu về FOS.............................................................................. .......40
3.2.2. Kỹ thuật sản xuất FOS...............................................................................42
3.2.3. Các đặc tính công nghệ của FOS..................................................................
...............................................................46
3-3. Bổ sung FOS, GOS trong các sản phẩm sữa........................................................47
CHƯƠNG 4: NGHIÊN cứu SẢN XUẤT SẢN PHẲM SỬA CHỨA GOS............49
4.1. Giớỉ thiệu vẩn đề.......................................... .....................................................
...49

V




4.2. Nghiên cứu sản xuất sữa tươi giàu GOS và ít lactose..........................................51
4.2.1. Nguyên liệu.................................................................................................52
4.2.2. Lọc ultra.....................................................................................................52
4.2.3. Xử lí vcrỉ Ị3-galactosidase.............................................................................
53
4.3. Nghiên cửu sản xuất các sản phẩm phô mai giàu GOS và ít lactose...................54
4.3.1. Hai loại phô mai nghiên cứu - phô mai cottage và phô mai cream...........54
4.3.2. Các quy trình sản xuất sản phẩm phô mai giàu GOS và ít lactose............57

V

4.3.3. Các quá trình của một quy trinh sản xuất phô mai giàu GOS và ít
lactose................................................................................................................
......................................62
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN............................................................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................66
DANH SÁCH HÌNH YẼ
Hình 2.1. Hệ tiêu hóa ở người..............................................................................................3
Hình 2.2. Giải phẫu thành ruột non............................................................... ...........
„„„„,.4
Hình 2.3. Sơ đồ chuyển hóa các chất dinh dưỡng..........................................................11
Hình 2.4. Khà năng chuyển hóa của prẹbiotic trong đường ruột..........................................
14
Hình 2.5. Cơ chế chổng viêm nhiễm vi sinh vật gây hại của prebiotic.........................19
Hình 2.6. Sơ đồ sản xuất một số prebiotic theo các phương pháp khác nhau...............25
Hình 2.7. Tác động của prebìotic vả probiotic đển hệ vi sinh vật ruột già...................29
Hình 3.1. Cấu trúc phân tử của GOS..............................................................................32
Hình 3.2, Cơ chế phản ứng galactosyl hóa....................................................................35
Hình 3.3, Cấu trúc phân tử cùa allolactọse và galactobiose...........................................36
Hình 3.4. Sơ đồ quy trình sản xuất GOS trên quy ĨĨ1Ô công nghiệp............................38
Hình 3.5. Sơ đồ quy trình sản xuất inulin và oligofructose...........................................43
Hình 3.6. Quá trình tổng hợp scFOS..............................................................................44
Hình 3.7. Sơ đồ quy trình sản xuất scFOS..........„.„,,,,.,.,.,.,„„,...,.,.„„..,.,.,.,.,„..„„,..,45
Hình 4.1. Sự phân bố chứng không dung nạp lactose................ ...................................50
Hình 4.2. Sơ đồ quy trình sản xuất sữa tươi giàu GOS, ít lactose,,,.................... .........51

Hình 4.3. Sơ đồ quy trình sản xuất truyền thống 2 loại phô mai tươi.................. ........55
Hình 4.4. Sơ đồ quy trình sản xuất phô mai cottage giàu GOS.....................................57
Hình 4.5. Sơ đồ quy trinh sản xuất phô mai cream theo phương pháp không tách
whey.................................................................................................... .......
...........................59
Hình 4.6. Sơ đồ quy trình sản xuất phô mai cream theo phương pháp kết hợp............60
Hình 4.7. Sơ đồ quy trình sản xuất phô mai cream theo phương pháp thu hồi GOS....61
DÀNH SÁCH BẢNG BIẺU
Bảng 2.1. Các vi khuẩn kị khí chủ yểu trong ruột già................................................7
Báng 2.2. Phân loại prebiotic theo độ dài mạch carbon..,,..,,,,,,,,,,,,,,..............,„„„,,15
Báng 2.3. Phân loại prebiotic theo nguyên liệu sản xuất..............................................
16
Bảng 2.4.

Các nhà sản xuất prebiotic trên thế giód
„„,„„„.,26

Bảng 2.5.

Các vi sinh vật probiotic30

Bảng 3.1.

Một số loài vi sinh vật được sử dụng trong sản xuất GOS thương mại34

Bảng 3-2. Các loại fructan trong tự nhiên . . ..........................,.,.,„.„„„„,,.40
Bảng 3.3. Một số nguyên liệu thực phẩm chứa inulin..............................................42
Bảng 3.4. Các sản phẩm sữa được bổ sung prebiotic FOS ở

châu Âu.................48

DANH SÁCH CÁC Từ VIẾT TÁT
BCFA - Branched chain fatty acid.......................................................................................7
SCFA- Short chain fatty acid............................................................................................... 8
GOS - Galactooligosaccharide..............................................................................................
......................................................................................................................15
FOS - Fructooligosaccharide.................................................................................................




.....................................................................................................15
DP - Degree of polymerization............................................................................
...............................................................„„„,„.16
Ut/Uh - Transglycosylating activity/ hydrolytic activity..................................................36
E/S - Enzyme/Substrate.....................................................................................................53




Tìm hiểu prebiotic trong các sán phẩm sữa

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1. Giói thỉệu Yấn đề
Sữa là loại thực phẩm quan trọng đối với con người. Sữa cung cấp các thành phần dinh
dưỡng cân đối và là nguồn cung cấp calcium chủ yếu cho cơ thể con người. Ngay từ những
tháng đầu đời, trẻ đã nhận được nguồn dinh dưỡng đầu tiên và duy nhất là sữa mẹ. Khi lớn
lên, con người tiếp tục tiêu thụ nguồn dinh dưỡng cân đối ấy từ nhiều nguồn khác nhau như
bò, cừu, trâu, dê, ngựa,...
Các nhà sản xuất trong công nghiệp chế biến sữa không ngùng cung cấp các sản phẩm

sữa với nhiều chùng loại khác nhau, phù hợp với sở thích và lửa tuổi của người tiêu dùng.
Các nhà khoa học dinh dưỡng cũng không ngừng tìm hiểu, nghiên cứu và tư vấn các nhà sản
xuất những thành phần hỗ trợ tích cực cho những chức năng đặc biệt của cơ thể. Từ đó, ngày
càng có nhiều sản phẩm mới từ sữa ra đời. Đó là các sản phẩm được bổ sung giá trị dinh
dưỡng dành cho những đối tượng đặc biệt như ừẻ em ở các độ tuổi khác nhau, phụ nữ mang
thai, người ốm, người chơi thể thao, người già,... Ngoài ra, đỏ cũng có thể là các sản phẩm
sữa được bổ sung thành phần có lợi cho sức khóe. Các sản phẩm loại này đang được chú ý và
phát triển rất nhanh vì các sản phẩm này tập trung khả năng cỏ lợi sức khỏe cho tất cả các đoi
tượng tiêu dùng.
Các sản phẩm sữa cố lọi cho sức khỏe được biết đển nhiều là các sản phẩm cải thiện hệ
tiêu hóa, hỗ trợ chức năng miễn dịch của cơ thề. Đó là các sản phẩm sữa probiotic. Hiện nay
sàn phẩm Yakult của công ty Honshu (Nhật Bản) là sản phẩm sữa probiotic thành công nhất
ứên toàn thế giới [27].
Một thuật ngữ gắn liền với probiotic là prebiotic. Prebiotic và probiotic có những đặc tính
có lợi chọ sức khỏe tương tự nhau [94]. Probiotic được biết đến là những lợi khuẩn và
prebiotic là những oligosaccharide để vi khuẩn probiotic sử dụng. Trên thực tế, probiotic đã
đư ợc phát hiện và nghiên cứu hơn một tram năm nay, trong khi thuật ngữ prebiotic chỉ được
phát hiện và phát triển gần đây [12],
Trên thế giới, prebiotic đang được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại sản phẩm khác nhau,
đặc biệt là trong các sản phẩm sữa. ở Việt Nam, prebiotic chỉ xuất hiện trong các sản phẩm
sữa bột dành cho trẻ em của các công ty sữa hàng đầu trên thế giới. Vì vậy, khái niệm
prebiotic vẫn còn khá xa lạ với hàu hết người tiêu dùng và là đề tài mới mẻ đối với ngành
công nghệ thực phẩm.
1.2.
Giói hạn và mục tiêu tìm híều
Các sản phẩm sữa chứa prebiotic chủ yểu là do prebiotic được bổ sung vào. Han nữa, các

9

Tìm hiểu prebiotic trong các sán phẩm sữa
sản phẩm sữa rất đa dạng nhưng chi có rất ít sản phẩm được bổ sung prebiotic. Vì vậy, đồ án
tập trung vào prebiotic như là một thành phần riêng biệt được bổ sung vào các sản phẩm sữa:
* Tìm hiểu về prebiotic: Định nghĩa và băn chất cùa prebiotic; các loại prebiotic và
phương pháp sản xuất chúng; tác dụng của prebiọtic đối với sức khỏe con người
và cơ chế tác động đến sinh lý.
* Đồng thời, tìm hiểu khái niệm probiotic và synbiotic.
* Tìm hiểu các loại prebiotic được bổ sung phổ biến trong các sản phẩm sữa.
Ngoài ra, trong các sản phẩm sữa lên men có các vi khuẩn có lọd tạo ra những
exopolysacchíiride từ các đường đơn và đường đôi trong sản phẩm. Vì vậy, mục tiêu của đồ
án còn tìm hiểu những phương pháp nghiên cứu sản xuất sữa và các sản phẩm sữa chứa
prebiotic (oligosaccharide) nhò quá trinh tổng hợp prebiotic ngay ứong sữa.
1.3.

Hạn chế của đồ án
Khi tìm hiểu những thực phẩm chức năng và ỉm hi ểu cơ chế tác động của chúng đến sức

khỏe sẽ cần đến kiến thức về sinh lý học con người, sinh lý bệnh,...Vì vậy, ranh giới giữa
khoa học thực phẩm, khoa học dinh dưỡng và y khoa cổ thể là giới hạn trong việc giải thích
các cơ ché và trinh bày theo quan điểm khoa học thực phẩm.
Đề tài về prebiotic vẫn còn mỏi, còn nhiều tranh cãi và đang được nghiên cứu. Vì vậy, đồ
án này không thề giải đáp hết những thẳc mắc cũng như trình bày hết những ý kiến tranh cãi
xoay quanh prebiotic.
1.4.

Ý nghĩa khoa học
Đồ án “Tìm hiểu prebiotìc trong các sán phẩm sữa” cập nhật những kiến thức mới về

khoa học dinh dưỡng và khoa học thực phẩm ữên thế giới. Đồ án sẽ là nguồn tài liệu khoa
học tiếng Việt hừu ích về thành phần và chức năng prebiotic. Nổ góp phần cải thiện và bổ
sung vào tài liệu học thuật về prebiotíc ở Việt Nam,
Đồ án có thể được dùng để tham khảo và nghiên cứu trong công nghiệp chế biến sữa
cũng như trong lĩnh vực thực phẩm chức năng ở Việt Nam.
ĐỒ án có thể là cơ sả để đưa ra những hưởng nghiên cứu phát triển sản phẩm mới trong
ngành công nghệ chế biến thực phẩm.

10




Tìm hiểu prebiotic trong các sán phẩm sữa

CHƯƠNG 2: PREBIOTIC
2.1. Tìm hiểu hệ tiêu hóa
2.1.1.

Cấu tao hê tiêu hóa

Hệ tiêu hóa bao gồm ổng tiêu hóa và các cơ quan phụ khác để thực hiện chức năng tiêu
hóa thức ăn, hấp thu nước và các chất dinh dưỡng, thải các chất bã ra ngoài.
Ống tiêu hóa là một ổng dài với những đoạn được phân hóa và có kích thước khác
nhau. Ống tiêu hóa xuất phát từ miệng, qua hầu, thực quản, dạ dày, một non, ruột già và tận
cùng tại hậu môn.
Các cơ quan phụ gồm tuyển nước bọt, tuyến tụy, gan và túi mật [5],

' Tuvừi nước bol

ThLcquãn

Túi mât
Tá

Dạ dày

tràng Tràng ngang

xuồng

Hỗn« Iran

Trâng lên
Tràng Sigma

Trăng

Manhĩrite

Hồi trài 2

Ruỏt thím

1 ì
Iniii
L?

Coứiăthâumỏn ực

Hẫu mồn

Hình 2.1. Hệ tiêu hóa ở người. [ 137j

11




Tìm hiểu prebiotic trong các sán phẩm sữa
2.1.2. Giải phẫu đường ruột và chức năng của đưÒTLg ruột
Điển hình cho cấu trúc thành đường ruột là thành ruột non. Từ ngoài vào trong có các
lớp: thanh mạc; tầng cơ gồm lớp cơ dọc và lớp cơ vòng; tầng dưód niêm mạc; tầng niêm mạc.
Tầng niêm mạc bao gồm lớp biểu mô, lớp đệm và cơ niêm. Giữa hai lớp cơ dọc và cơ tòng có
các đảm r ối thần kinh cơ. Giữa lớp dưới niêm mạc và lớp cơ vòng có các đám rối dưới niêm
tạo thành hệ thống thần kinh nội tại của ruột.
Niêm mạc ruột có rất nhiều nếp gẩp, làm tăng diện tích hấp thu lên ba lần. Trên bề mặt
niêm mạc có rất nhiều nhung mao, làm tăng diện tích lên thêm mười làn. Mỗi tể bào biểu mô
trên nhung mao lại có rất nhiều vi nhung maơ tạo thành bờ bàn chải làm tăng diện tích lên
thêm hai mươi làn. Ba yểu tố trên cộng lại làm tăng diện tích hấp thu cùa ruột non lên 600 lần
[5].

Hình 2.2. Giải phẫu thành ruột non, [138]
Ruột non có chiều dài khoảng 5 m và được chia làm 3 đoạn: tá tràng, hỗng tràng và hồi
tràng. Ruột non là nơi quan trọng nhất thực hiện quá trinh tiêu hóa và hấp thu thức ăn, với sự
hỗ trợ của tuyến tụy và mật.
Ruột non nhận thức ăn đĩ đư ợc nhào trộn (dưỡng trấp) từ dạ dày. Ở ruột non có các tuyển
Brunner bài tiết chất nhầy để bảo vệ niêm mạc ruột, các tuyến Lieberkuhn bài tiết chất dịch
đế giúp hòa tan các chất trong dưỡng trấp và các te bào biểu mô tiết các enzyme tiêu hóa lên
bờ bàn chải để tiêu hóa các thành phần của dưỡng trấp. Đồng thời, bờ bàn chải cũng là nơi

12




Tìm hiểu prebiotic trong các sán phẩm sữa
hấp thu các chất dinh dường vào máu đi khắp cơ thể.
Tuyến tụy cung cấp các enzyme hỗ trợ cho quá trình tiêu hóa và ion bicarbonate để trung
hòa acid trong dĩ ỡng trap. Mật được tạo ra từ các tế bào gan và rất cần thiết cho sự tiêu hóa
và hấp thu mỡ, nhờ tác dụng nhũ tương hóa mỡ và tạo thành các hạt micelle.
Ruột già gồm có chiều dài khoảng 1.5 m và bao gồm các đoạn sau: manh ưàng, kết tràng
lên, kết tràng ngang, kểt tràng xuống, kết tràng sigma và trực tràng. Chức năng của kết tràng
là hấp thu nước và chất điện giải từ dưỡng trap và tích trữ phân cho đến khi phản được tống
thoát [5],
Mỗi ngày, mỗi người thải khoảng 150 - 200 g phân. Trong đó, nước chiếm 65% và chất
rắn chiếm 35%. Thành phần chính tạo thành chất rắn là các chất của thức ăn không được tiêu
hóa, các tế bào niêm mạc ruột bong ra, dịch tiêu hóa và xác vi sinh vật [3], Trong đó, thảnh
phần vi sinh vật trong chất rắn là khoảng 60% [100,105,120],
Ngoài ra, đường ruột là cơ quan có chức năng miễn dịch quan trọng nhất của cơ thể vì có
khoảng 60 - 70% tể bào miễn dịch trong niêm mạc ruột [39,107],
2.1.3. Hệ vi sinh vật đường ruột
2.1.3.I, Thành phần hệ vi sinh vật đirừng ruột
Ông tiêu hổa của con người là một môi trường giàu dinh dưỡng, là nơi cư trú của gần 100
nghìn tỷ (1014) vi khuẩn [27,39] của khoảng 800 - 1000 loài [117,120,130] thuộc hơn 100
giống khác nhau [94], chủ yểu thuộc 3 ngành Bacteroidetes, Firmicutes, và Actinobacteria
[39]. Hệ vi sinh vật đường ruột của người bao gồm khoảng 3% vi khuẩn kị khí tùy tiện và
97% vi khuẩn kị khí bắt buộc [27,65].
Số lượng và thành phần của hệ vi sinh vật đường ruột có khác biệt rất lớn ở từng vị trí
khác nhau của ống tiêu hóa [32,94]:
* Ở vòm miệng, có nhiều giống tồn tại (1Q5 tể bào/ml [80]) như Prevotella,

Porphyromonas, Peptostreptococcus, Bacteroides, Fusobacterium, Eubacterium,
và Desulfovibrio.
* Khí đến dạ dày, dưới tác dụng của acìd (pH~2 [5]) và sự co bóp, chỉ còn lại khoảng 10 3 tế
bào/ml, thuộc một số loài vi khuẩn chịu acid như Streptococcus, Staphylococcus,
Lactobacillus, Helicobacter pylori (Campylobacter [1]) và nam men.
* Ở ruột non, dưới tác dụng cùa pH ~ 7, muối mật, dịch tụy và sự nhu động ruột (thòi gian

13




Tìm hiểu prebiotic trong các sán phẩm sữa
lưu lại ngắn) nên vi sinh vật hầu như không phảt triển. Tại đoạn cuối của hồi tràng, vi
khuẩn kị khí gram âm chiếm đa số với khoáng 104 - 10s tế bào/ml. Có các loài kị khí tùy
tiện như Lactobacillus, Streptococcus, và Enterobacterium và các loài kị khí bắt buộc như
Bifidobacterium spp.. Bacteroides spp., vạ Clostridium.
* Khi đến ruột già, số lượng các vi sinh vật tăng lên lo 10 - 1012 tế bào/gam. Trong ruột già, các
loài vi khuẩn kị khí bắt buộc chiếm 99% trong tổng số các loại vi sinh vật. Chúng bao gom
loại Gram dương và loại Gram âm: Bacteroides spp., Bifidobacterium spp., Eubacterìum
spp. và các loại Clostridia, Ruminococcus spp., Butyrovibrio spp., Fusobacterium spp.,
Eubacterỉum spp., và Peptostreptococcus. Lượng vi khuẩn kị khí tùy tiện ít han khoảng
1000 lần so với loại kị khí bắt buộc. Chúng tồn tại ở phần đầu của ruột già. Đó lả các ỉoài
Lactobacillus spp., Streptococcus, Enterococcus, Enterobacter, và Propionibacterium.
Nâm men cũng tồn tại trong ruột già với số lượng rất thấp, khoảng 102 - 104tế bào/ml [27,
32, 40, 65, 79, 94, 100],
Băng 2.1. Các vi khuẩn kị khí chủ yếu trong ruột già [47]
Ngành
Họ
San pham len men chinh

Bacteroidetes
Bacteroìdes
acetate, propionate, succinate
Prevotellae
tu carbohydrate
Prophyromonadaceae
Rikenellaceae
Firmicutes
Clostridiaceae
acetate, formate, L- va DLactobacillaceae
lactate, butyrate, succinate,
Leuconostocaceae
propionate tir carbohydrate;
Bacillaceae
BCFA, indole, sulphide,
Streptococcaceae
phenol, amine, NH3, H2, COi,
Eubacteriaceae
CH4 tu protein va amino acid
Staphylococcaceae
Peptococcaceae
Peptostreptococcaceae
Actinobacteria

Bifidobacteriaceae
Actinomycetaceae
Coriobacteriaceae
Corynebacteriaceae
Propionibacteriaeeae
Micrococcaceae

14

lactate, acetate, formate tir
carbohydrate




Tìm hiểu prebiotic trong các sán phẩm sữa
Proteobacteria

Euryarchaeota
Fusobacteria

Enterobacteraceae
Oxalobacteriaceae
Pseudomonadaceae
Desulfovibrionaceae
Helicobacteraceae
Methanobacteriaceae
Fusobacteriaceae

Verrucomicrobia

Veưucomicrobiaceae

Lentìsphaerae

Victivallaceae e.g. VictivaUỉs

lactate, acetate, succinate,
formate tir carbohydrate;
sulphide tir sulphate, H2S,
mercaptan.
ch4
acetate, butyrate, NH3,
formate, lactate
acetate, ethanol, H2

Vũdensỉs

2.1.3.2, Vai trò của hệ vi sinh vật ruột già
Vai trò chính của hệ vi sinh vật đường ruột là lên men các thành phần thực phẩm không
tiêu hóa được và chất nhầy do biểu mô đường ruột tạo ra. Đây là mối quan hệ cộng sinh
giữa con người và hệ vi sinh vật đường ruột. Con người có thể sử dụng một
phần năng lượng do vi sinh vật tạo ra và vi sinh vật có thể sinh trưởng và phát triển trong
đường ruột [32, 39].
Một vài loại vi khuẩn trong hệ vi sinh vật ruột già tổng hợp một số vitamin K và B như
folate, biotin, vitamin K2 [2, 3, 32, 110].
Mặc dù hệ gen người có khoảng 30 000 gen và hệ gen vi khuẩn là 1 600 gen, [117]
nhưng toàn bộ số gene của các vi sinh vật gấp 100 làn so gene trong hệ gene của người. Vì
vậy, chúng cố những enzyme phân giải được những chất mà con người không thể tiêu hóa
được [32, 110, 120]. Có hai quá trình chuyển hóa chính trong ruột
Quá trình phân giải saccharide (lên men carbohydrate) diễn ra mạnh nhất ở manh tràng
và kết tràng lên [32, 33]. Sản phẩm chính của quá trình lên men carbohydrate là các acid béo
mạch ngắn (SCFA), khí và các acid hữu cơ khác [18, 33], Do đó, môi trường đoạn ruột này
có pH tháp, khoảng 5 — 6 [32].
Quá trình lên men carbohydrate tạo ra các acid hữu cơ như lactate, succinate, pyruvate,
formate và có thể có ethanol. Những sản phẳm này không được hấp thu qua ruột già nhưng

được các vi khuẩn tiếp tục lên men để tạo ra các SCFA [33, 40].
Các SCFA được tạo thành là acetate, propionate và butyrate [33, 40, 85]. Loại SCFA và
hàm lượng khác nhau dựa trên loại cơ chất carbohydrate. Ví dụ, pectin được lên men tạo
15




Tìm hiểu prebiotic trong các sán phẩm sữa
thành chủ yếu là acetate trong khi tinh bột bền, cám lúa mì kích thích sự Lạo thành butyrate
[132], Ngoài ra, có một phần nhỏ valerate and hexanoate [40, 132]. Phần ỉớn SCFA có thể
được hấp thu và oxi hóa, giải phóng COi, cung cấp khoảng 8 - 10% nhu cầu năng lượng hằng
ngày cho vật chù [33, 70, 110]. Chi có 5 — 10% SCFA được tìm thấy trong phân. Ngoài ra,
SCFA còn có những chức năng sinh lý nhất định trong cơ thể [40]:
• Acetate: là sản phẩm lên men bới nhiều loại vi khuẩn khác nhau như Bacteroides,
Bifidobacterium, Eubacterìum,.. .Acetate dễ dàng được hấp thu và chuyển đến gan hoặc
được chuyển hóa trong cơ, thận, tim và não. Khi có nhiều acetate được sinh ra tù quá
trình lên men carbohydrate, acetate sẽ được chuyển đến gan. Acetate là SCFA duy nhất đi
vào vòng tuần hoàn máu. Nó <ÊI1 g là s ản phẩm quan trọng để tổng hợp các acid béo
mạch dài (LCFA) như glutamine, glutamate và beta- hydroxybutyrate.
* Propionate: là sản phấm của Bacteroìdes, Propìonibacterìum, và Veìlloneỉỉa. Phần lớn
propionate được hấp thu và có thê được dùng để tổng hợp glycogen bằng con đường gián
tiếp ưong gan. Tuy nhiên, việc sử dụng carbon của propionate để tổng hợp lipid là rất giới
hạn. Propionate ông đư ợc xem là ức chế sự tổng hợp cholesterol trong gan.
* Butyrate:

là sàn phâm của clostridium, Fusobacterium, Butyrivìbrio,

Eubacterìum, Peptostreptococcus nhưng không phải là sản phấm của vi khuấn lactic
[40,82,97,101]. Vi khuẩn lactic được xem có vai trò kích thích sự sản sinh butyrate của

những loài khác [88]. Butyrate không được hấp thu qua ruột nhưng được các tế bào ruột
sử dụng [97,110]. Butyrate có chức năng điều hòa sự kiểm soát của co chế gây chết tế
bào theo chương tình { apoptosis) và điều hòa sự sình sôi và phân hóa tể bào. Nó cũng cố
nhiều tác động khác nhau lên sự biểu hiện gen bằng cách tác động đến cấu truc chromatin
thông qua quá trình phosphoryl hóa và acyl hóa prơtein histone [40, 63].
Các khí chủ yếu bao gồm H2, CO2, CH4, H2S [15, 33, 85]. Các khí này không được
chuyển hóa mả được thải ra ngoài qua đường hô hấp, hơi rắm, phân [40, 70],
Quá trình phân giải protein (lên men protein) diễn ra chủ yếu ở kết tràng xuống và đoạn
sigma [18, 33]. Sản phẩm chính của quá trình lên men protein là các acid béo mạch nhánh
(BCFA) [40], khí (H2, CO2, CH4, H2S) và cấc họp chất phenol, ammonia, amine [32, 33, 85],
Do đó, môi trường trong kết tràng xuống cỏ pH cao hom trong kết tràng lên [32].
Các BCFA được tạo thành là isobutyrate, ìsovalerate và isoeaprate. Vai trò và tác động
của BCFA còn nhiều tranh cãi [40, 75, 132]. Các hợp chất phenol (indole. thiol), ammonia,
amine có thể gây bệnh ung thư đại tràng [18, 35, 108],
16




Tìm hiểu prebiotic trong các sán phẩm sữa
Tóm lại, hệ vi sinh vật ruột có thể chia thành loại cải thiện sức khỏe và loại gây ảnh
hưởng xấu đến sức khỏe C011 người [40].
Loại có lợi cho sức khỏe là loại lên men carbohydrate, sinh ra các SCFA có lợi. Vi khuẩn
lactic được xem là vi khuẩn cải thiện sức khỏe C011 người [1,40,42]. Đó là các loài
Bacteroides, Eubacterium spp., Ruminococcus spp., Butryovibrìo spp., Fusobacterium
pruasnitzii,...[14,97] nhưng Lactobacìlỉus và Bỉýỉdobacterỉum là nhừng loài được biết đến
nhiều nhất [97,100],
Loại gây hại cho sức khỏe là loại lên men protein, tạo các hợp chất gây ung thư. Những
vi khuấn gây bệnh là Staphylococcus, Clostridium, Enterobacter, Enterococcus,
Streptococcus vàBacîeroides [15, 18, 24, 100].

2.I.3.3. Các nhân tổ anh hướng đến thành phần hệ vi sinh vật đường ruột
Hệ vi sinh vật đường ruột ờ mỗi người giống nhau về giống nhưng khác nhau về loài.
Nhân tố quan trọng nhất quyết định sự khác nhau về hệ vi sinh vật ban đầu của mỗi người là
hình thức sinh đẻ (đẻ thường hay đẻ mổ) và chế độ ăn ban đầu (nuôi bằng sữa mẹ hay sữa
ngoài). Hệ vi sinh vật của trẻ sơ sinh sẽ thay đổi nhanh chóng trong các tuần đầu tiên và trong
thời kì cai sữa. Ngoài ra, các nhân tố khác ảnh hường đến hệ vi sinh vật đường ruột là: môi
trường, tuổi tác, giới tính và chế độ ăn uống [32, 42, 1051.
Đối với người lớn, thành phần hệ vi sinh vật khá ổn định dù có sự thay đổi tạm thời do
tiêu thụ probiotic vằ prebiotic [32, 100]. Đổi với một hệ tiêu hóa khỏe mạnh, hệ vi sỉiili vật
trong đó cỏ sự cân bằng giữa vi khuẩn có lợi và vi khuẩn có thể gây hại [28, 32]. Tuy nhiên,
sự cân bầng này có thể bị phá vỡ do các yếu tố sau: điều trị kháng sinh, sau phẫu thuật, điều
trị phóng xạ [32]; stress do căng thẳng đầu óc, cảm xúc hay thể chất [76, 130]; chế độ dinh
dưỡng kém, thực phẩm chứa độc, sự lây nhiễm; thay đổi điều kiện sống [33, 94, 108], Khi đỏ,
hệ tiêu hóa sẽ bị tác động và có những thay đổi như: sự tiết dịch chậm lại, thời gian dịch
chuyển của chất bã lâu hơn, các tế bào tiết nhầy bị phá hủy, các tế bào biểu mô bị thay đổi
làm cho các chất độc của vi khuẩn hay vi khuẩn cố thể thâm nhập vào tầng dưới niêm mạc, số
vi khuẩn có lợi giảm và vi khuẩn gây hại tăng. Những thay đổi đôi khi thể hiện thành các
triệu chứng như sình bụng, táo bón, ỉa chảy, trung tiện nhiều và có thể ảnh hưởng đến chức
năng của vi khuẩn có lợi [76, 100, 108, 130].
2.1.4. Phân loại chất dinh dưỡng
Gibson (1995) cũng đưa ra cách phân loại các chất dinh dưỡng đổi với con người như
sau:

17




Tìm hiểu prebiotic trong các sán phẩm sữa
Chất dinh dưỡng cho cơ thể (systemic nutrients) là chất dinh dưỡng có thế tiêu hóa được,

bị thủy phân trong đường ruột thành các monomer (carbohydrate, amino acid, acid béo) hay
các oligomer có kích thước nhỏ. Các chất này được hấp thu dễ dàng qua máu và bạch huyết.
Từ đó, chủng sẽ được phân bố khắp các mô và cơ quan
khác nhau để làm cơ chất, tiền chất sinh tổng hợp hay là nhân tố kểt hợp cho các quá trình
trao đổi chất của các tế bào trong cơ thể con người.
Chất dinh dưỡng trong ruột già (colonic nutrients) là chất dinh dưỡng không tiêu hóa
được, Đỏ lả các monomer, oligomer và polimer không được tiêu hóa ảng như không được
hấp thu sau quá trình thủy phân nhưng khi đến ruột già, được các vỉ sinh vật ở đó sử dụng
như lả cơ chất (quá trình lên men), tiền chất sình tổng hợp hay nhân to kết hợp cho các quá
trình traođ ổi chất của vi khuẩn. Tuy nhiên, sản phẩm của quá trình lên men được giải
phóng ra khỏi tế bào vi sinh vật cũng có thể được hấp thu vào máu hay bạch huyết thông
qua thành tế bào đường ruột. Có hai loại dinh dưỡng trong ruột già:
* Loại thông thường (general) là loại được hầu hết các loại vi khuẩn trong đường ruột sử
dụng [32], Loại thông thường có thể là polysaccharide không thể tiêu hóa được ở ruột
non như cellulose, hemiceiluIose,p -glucan trong ngịă cốc hay từ nấm mốc,
hydrocolloid, pentosan, pectin [106], hoặc protein, peptide và tiền chất glycoprotein
trong ruột [32,40]. Đó cùng cỏ thể là mono hay disaccharide không được hấp thu, đặc
biệt ở những người hấp thu yếu fructose hay lactose [10].
* Loại chuyên biệt (specific) là loại chỉ được một hay một số loài vi khuẩn xác định sử
dụng. Ví dụ như các oligosaccharide không tiêu hóa được (NDO, nondigestible

18




Tìm hiểu prebiotic trong các sán phẩm sữa
olgosaccharide) [32].

2.2. Khái niệm Prebiotỉc

2.2.1. Định nghĩa
Thuật ngữ “prebiotic” ra đời vào năm 1995, do Gibson và Robertfroid định nghĩa là “Các
thành phần thực phẩm không tiêu hóa được nhưng có tác dụng có lợi đổi với vật chù do kích
thích chọn lọc sự phát triển và/hoặc các hoạt động của một hay một số vi khuẩn xác định
trong ruột già, do đó cải thiện sức khỏe của vật chủ.”
Năm 2004, Gibson và cộng sự đã đưa ra định nghĩa mód là “Một prebiotic là một thành
phần lên men chọn lọc mà cho phép có những thay đổi đặc trưng, bao gồm thay đổi trong
thành phần và/hoặc hoạt động cùa hệ vi sinh vật đường ruột mà mang lại những lợi ích đối
với sức khỏe của vật chù” [18,21,31,32,85], Điếm chính của các định nghĩa này là prebiotic
có tác dụng chọn lọc lên hệ vi sinh vật và từ đỏ cải thiện sức khỏe của vật chủ [18].
Nãm 2007, theo Tổ chức Nông Lương của Liên Hiệp Quốc (FAO), một prebìotic là một
thành phần thực phẩm không sổng, mang lại lợi ích sức khỏe cho vật chủ do làm biến đổi hệ
vi sinh vật [26].
2.2.2. Tiêu chuẩn đánh giá
Dựa theo định nghĩa của prebiotic, một thành phần thực phẩm được xem là một prebiotic
phải hội đủ 3 yếu to sau [32,110]:
Tính kháng tiêu hóa: Prebiotic phải chịu được quá trình tiêu hóa tiước khi đến tới ruột
19




Tìm hiểu prebiotic trong các sán phẩm sữa
già, Khi đó, các đặc tính cẩu trúc và hóa học của nó hầu lứnr không thay đối và chúng có thể
tồn tại trong ruột già trong một khoảng thời gian nhất định để tạo ra những biến đổi có ích
[18,31]- Nói cách khác là prebiotic không bị thủy phân bởi các enzyme trong bờ bàn chải hay
trong dịch tụy và cũng không b Ị hấp thu trước khi đến ruột già [32,33,53,85].
Cách tốt nhất để xác định tính kháng tiêu hóa của một chất có thể là prebiotic là đo lượng
chất đó còn 1 ại ở phần cuối ruột hồi thông qua các bệnh nhân được mở thông ruột hồi. Tuy
nhiên, phương pháp này hầu như không thực tế để kiểm tra lượng prebĩotic còn lại. Phương

pháp có thể thực hiện là mô tả chi tiết cấu trúc hóa học của nó để dự đoán tính nhạy cảm của
nó đối với cốc enzyme phân hủy trong hệ thống tiêu hóa của con người, đo tính ổn định của
nó trong dịch vị, đo tính chống chịu của nó với các enzyme dịch tụy và có thể đối với các
enzyme bờ bàn chải [32].
Khả năng lên men: Prebiotic phải là cơ chất cho vi khuẩn trong một già lên men.
Để xác định khả năng lên men, người ta tiến hành các thí nghiệm in vitro nuôi cấy theo
mẻ vi sinh vật có trong phân, mô phỏng các điều kiện nhiệt độ và pH của một vùng nào đó
trong ruột già, Ngoài ra, người ta có thế tiến hành thí nghiệm in vitro ở mức phức tạp hơn. Đó
là phương pháp nuôi cấy liên tục vi sinh vật có trong phân, mô phỏng sự dịch chuyển các chất
trong ruột già cũng như điều kiện dinh dưỡng và pH trong đỏ. Cuối cùng, các nghiên cứu trân
người cần phải được tiến hành để đánh giá lại kết quà in vitro [32,55].
Tính chọn lọc: Một prebìotic là một cơ chất có tính chọn lọc đối với một hay một số loài
vi khuẩn nhất định có trong ruột già. Prebiotic kích thích sự phát triển và/hay hoạt động trao
đổi chất của vi sinh vật có lợi írong đường ruột của vật chủ [32,33,85]. Điều này có nghĩa là
prebiotic không được lên men bởi vi khuẩn trong miệng, bởi các vi khuẩn có hại trong đường
ruột nhưng được iên men tốt bài vi khu ấn có lợi [58,60],
Cơ chế của quá trình lên men chọn lọc vẫn chưa sáng tò [12]. Tuy nhiên, người ta cũng
đã xác định được một vài gene của vi khuẩn, mã hóa nhừng enzyme đặc trưng cho quá trình
chuyển hóa oligosaccharide. Ví dụ, vi khuẩn bifidobacteria có đoạn gene mã hóa enzyme p
-fructofuranosidase. Từ đó, người ta có thể giải thích được tính chọn lọc của inulin-fructans
(prebiotic) đổi với vi khuẩn này [32,88,110,132].
Đẻ xác định tính chọn lọc của một prebiotic đối với một hay một vài vi khuẩn nào đỏ,
người ta tiến hành theo dõi chặt chẽ sự thay đổi của hệ vi sinh vật trong phân bằng phương
pháp in vitro và in vivo. Phương pháp in vitro được thực hiện nhằm theo dõi tính hiệu quả của
20




Tìm hiểu prebiotic trong các sán phẩm sữa

chất được cho là prebiotic, từ đỏ cung cấp những bằng chứng hỗ trợ cho nghiên cứu xác định
Tính chọn lọc của nó. Phương pháp in vivo được tiến hành trên động vật thí nghiệm và trên
con người bằng cách theo dõi hoạt động trao đổi chất cùa vi sinh vật trong đường ruột thông
qua lượng acid, khí hay enzyme được tạo thành; theo dõi tác động lên hệ vi sinh vật trong
phân và cả vi sinh vật trong chất nhầy cùa ruột [18,32],

21




Tìm hiểu prebiotic trong các sán phẩm sữa
Miệng
Khổng bị phân giải bời nước bọt, hệ vi sinh
vật miệng
Dạ dày
Không bị thủy phân bời acid

Ruôỉ non
Khổng bị thủy phân bởi enzyme, Không
đừợc hấp thu

Ruột già
Được lên men bải vi khuẩn
bifidobacteria/lactobacilli

Hình 2.4. Khả năng chuyến hóa của prebiotic trong đường ruột (Nauta và
Schoterman, 2009). [21]
Trong 3 tiêu chuẩn đánh giá ờ trên, tính chọn lọc là tiêu chuẩn quan trọng nhất và khó
đánh giá nhất [32,92], Trên thực tế, để khảo sát tính chọn lọc người ta dùng canh trường

thuần để nuôi cấy một hoặc một vài dòng xácđ ịnh trong hỗn hợp vi khuẩn phức tạp trong
điều kiện in vitro và in vivo. Do đó, sự tương tác giữa các loại vi khuẩn không được xét đển
và hiệu quả của tính chọn lọc khó xác đinh được [34].
Như vậy, dựa vào 3 tiêu chuẩn trên, ta có thể thấy prebiotic chính là chất dinh dưỡng loại
chuyên biệt trong ruột già [32]. Prebiotic đầu tiên được tìm thấy trong sữa mẹ [65].
Oligosaccharide là thành phần nhiều thứ ba trong sữa mẹ. Trong sữa non (colostrum}, hàm
lượng oligosaccharide cao hơn hẳn, chiếm 24% trong tổng số carbohydrate [18]. Nồng độ
oligosaccharide trong sữa mẹ là 5-12 g/1, gấp 100 lần trong sữa bò (0.03-0.06 g/1) [13,62],
Nồng độ của chúng giảm nhanh chóng khoảng 19% đến 15% trong 2 tháng sau khi sinh. Sữa
chứa oligosaccharide có các thành phần

22