Tiểu luận về men tiêu hóa (PREBIOTIC)

Ngày nay cùng với sự phát triển của kinh tế mức sống con người được tăng cao và vấn đề sức khỏe được ngày càng quan tâm.Nhu cầu sử dụng các sản phẩm tốt cho sức khỏe ngày càng được quan tâm và một trong những hướng phát triển đầy tiềm năng đó là thực phẩm chức năng.Là các sản phẩm thưc phẩm mang bản chất tự nhiên, thuận tiện sử dụng và lượng sử dụng ít loại thực phẩm này ngày cành được nhiều người quan tâm và sử dụng.Trong đó dòng sản phẩm tốt cho hệ tiêu hóa có thể nói là được phát triển rộng và phổ biến nhất.Với mục đích tăng cường hệ vi khuẩn có lợi trong đường ruột để con người có một hệ tiêu hóa khỏe mạnh các dòng sản phẩm này được biết đến như là probiotic, prebiotic hay men tiêu hóa..tuy nhiên probiotic có thể được nhiều người biết đến vậy còn prebiotic là gì?

PREBIOTIC

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay cùng với sự phát triển của kinh tế mức sống con người được tăng cao và vấn đề sức khỏe được ngày càng quan tâm.Nhu cầu sử dụng các sản phẩm tốt cho sức khỏe ngày càng được quan tâm và một trong những hướng phát triển đầy tiềm năng đó là thực phẩm chức năng.Là các sản phẩm thưc phẩm mang bản chất tự nhiên, thuận tiện sử dụng và lượng sử dụng ít loại thực phẩm này ngày cành được nhiều người quan tâm và sử dụng.Trong đó dòng sản phẩm tốt cho hệ tiêu hóa có thể nói là được phát triển rộng và phổ biến nhất.Với mục đích tăng cường

hệ vi khuẩn có lợi trong đường ruột để con người có một hệ tiêu hóa khỏe mạnh các dòng sản phẩm này được biết đến như là probiotic, prebiotic hay men tiêu hóa tuy nhiên probiotic có thể được nhiều người biết đến vậy còn prebiotic là gì?

1.2 Mục đích

Tìm hiểu về prebiotic và những lợi ích của chúng

1.3 Yêu cầu

 Định nghĩa và bản chất của prebiotic

 Các loại prebiotic

 Tác động của prebiotic đối với súc khỏe con người

 Tìm hiểu về các loại prebiotic được bổ sung vào một số dòng sản phẩm

II NỘI DUNG

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 đối

với vật chủ 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 mới 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 của hệ vi sinh vật đường ruột mà mang lại những lợi ích đối với sức khỏe của vật chủ” Điểm chính của các định nghĩa này là prebiotic có tác dụng chọn lọc lên hệ vi sinh vật và từ đó cải thiện sức khỏe của vật chủ

Năm 2007, theo Tổ chức Nông Lương của Liên Hiệp Quốc (FAO), một prebiotic

là một thành phần thực phẩm không sống, mang lại lợi ích sức khỏe cho vật chủ do làm biến đổi hệ vi sinh vật

Theo các định nghĩa này, các prebiotic có khả năng “chống lại sự tiêu hóa và hấp thu ở dạ dày và ruột non, được vận chuyển xuống ruột già và gần như nguyên vẹn

về mặt cấu trúc,nơi chúng được lên men dưới tác động của hệ vi khuẩn bám trên thành ruột Khi đến ruột già, các prebiotic phát huy tác dụng kích thích”

Hiểu một cách khác prebiotic là nguồn thức ăn cho lợi khuẩn trong đường ruột vật chủ, giúp duy trì cân bằng môi trường vi sinh vật trong đường ruột và cải thiện khả năng tiêu hóa của đường ruột Nhờ đó chúng có khả năng cải thiện khả năng hấp thụ dinh dưỡng của con người

Một số sản phẩm chưa Prebiotic

2.2 Sự khác nhau giữa probiotic và prebiotic

lợi

thức ăn cho vi khuẩn probiotic

Nguồn Các loại thực phẩm như

sữa chua

chất xơ hòa tan hoặc các chất bổ sung

Lợi ích cải thiện tiêu hóa, điều

hòa hệ miễn dịch, giảm viêm, giảm sự hình thành các tác nhân gây ung thư

giúp các vi khuẩn có ích phát triển, thúc đẩy một

hệ vi sinh khỏe mạnh hơn trong đường ruột, chèn

lấn các vi khuẩn xấu

Giảm cholesterol trong máu

Giảm lượng glucose trong máu

Tăng cường hấp thụ khoáng chất và hệ thống miễn dịch

Đóng vai trò như một cái bẫy đối với vi khuẩn gây hại

2.3 Phân loại

Có 2 loại prebioic:Prebiotic tự nhiên và prebiotic tổng hợp

• Prebiotic tự nhiên có nhiều trong sữa mẹ (Sữa mẹ có 15-23g/l prebiotic trong sữa non và 8-12g/l prebiotic trong sữa thường)và trong một số loại rau quả ngũ cốc như đậu nành, yến mạch thô, lúa mì nguyên cám và lúa mạch nguyên cám, hành, chuối, tỏi, a-ti-sô, nho…

• Prebiotic tổng hợp được từ sự phân hủy các polysaccharide bằng enzyme ,ví

dụ như tinh bột biến tính

Các prebiotic dung phổ biến hiện nay là :

- Fructo-oligosacchrides (FOS

- Galacto- oligosacchrides (GOS)

- Mano- oligosacchrides (MOS)

- Xylo- oligosacchrides (XOS

- Lactulose

- Isomaltooligosaccharide (IMO)

- Transgalactooligosaccharides(TOS)

Hiện nay, có thêm một số prebiotic mới như pectincoligosaccharide, lactosucrose, đường alcohol, xylosaccharide, gluco-oligosaccharide, levans và oligosaccharide đậu nành

2.3.1 Galacto-oligosaccharide (GOS)

2.3.1.1 Cấu tạo

Cấu trúc hóa học của GOS bao gồm galactose và lactose liên kết với nhau, các chuỗi đường đơn galactose nối với nhau và ở cuối chuỗi là đường glucose(một chuỗi ngắn bao gồm 3 – 10 phân tử glucose và galactose liên kết với nhau bởi liên kết glucozit.)

2.3.1.2 Nguồn gốc

Galacto-oligosaccharide có nguồn gốc từ lactose trong sữa mẹ, sữa bò và yogurt

2.3.1.3 Đặc tính sinh học

Có khả năng kích thích hoạt động của các vi sinh vật có lợi trong hệ tiêu hóa, kích thích việc sản xuất các axit béo ngắn mạch, làm tăng khả năng hấp thụ

Ca và Mg… từ đó năng cao sức khỏe con người và vật nuôi GOS kích thích một cách có chọn lọc sự phát triển của các loài vi khuẩn có lợi và mang lại hiệu quả tốt cho sức khỏe Sự lên men GOS trong ruột già tạo ra các axit béo chuỗi ngắn ( SCFA) như là acetate, propionate, lactate và butyrate có lợi cho sức khỏe vật chủ

2.3.1.4 Các phương pháp sản xuất GOS

Sản xuất GOS thương mại: GOS được sản xuất thương mại bằng phương pháp enzym bởi hoạt tính transgalactosyl của β-galactosidase sử dụng cơ chất

1 Ủ một lactose có giải pháp trong điều kiện thích hợp với một chế β-galactosidase Việc chuẩn bị β-galactosidase có thể được đặc trưng bởi có chứa (tùy chọn chỉ) enzyme có hoạt động transgalactosidase cao (loại transferase

lactases như cung cấp bởi β-galactosidases bắt nguồn từ Aspergillus oryzae, circulans Bacillus, Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus ) Việc

chuẩn bị galactosidase cũng có thể bao gồm một hỗn hợp như β-galactosidases Điều kiện phản ứng có thể được tối ưu hóa cho việc chuẩn bị enzyme β-galactosidase Trong một số phương án, phản ứng được phép tiến hành cho đến khi không có hình bổ sung đáng kể của oligosaccharides được quan sát

2 Bổ sung một chế β-galactosidase cho thấy hoạt động thủy phân cao (một loại

men lactase thủy phân) như lactases bắt nguồn từ Kluyveromyces lactis,

Kluyveromyces fragilis hoặc Aspergillus niger Điều kiện phản ứng có thể được tối

ưu hóa cho việc chuẩn bị enzyme β-galactosidase Trong một số phương án, phản ứng được phép tiến hành cho đến khi nồng độ lactose ít nhất thấp hơn 5% trong tổng số các loại đường

Hỗn hợp phản ứng sau đó có thể tùy chọn được chế biến tiếp như mong muốn, bao gồm các bước như nhiệt bất hoạt các enzym, siêu lọc để loại bỏ các enzyme và nano lọc để làm giảm nồng độ đường mono Những chuẩn bị cuối cùng có thể được lưu trữ như là một chất lỏng ổn định hoặc cách khác nó có thể được sấy khô Phương pháp để ổn định và làm khô được biết là các chuyên gia trong nghệ thuật Trong một số phương án, bước thứ hai trong quá trình này không dẫn đến giảm nồng độ của galacto-oligosaccharides nhưng thay vì dẫn đến sự gia tăng sản lượng của các thành phần này

Một quá trình chi tiết cho việc chuẩn bị của các tác phẩm oligosaccharide cải thiện được cung cấp dưới đây: Một dung dịch chứa lactose (ví dụ, 50-400 g / L) được chuẩn bị Ở giai đoạn này, đồng yếu tố như các ion kim loại (ví dụ như Mg 2+ ,

Mn 2+, Zn 2+ , Na + , K + , vv) có thể được thêm vào để cải thiện sự ổn định enzyme trong quá trình này Các phương pháp sản xuất bao gồm ba bước chính Trong bước 1, hầu hết các galacto-oligosaccharides được sản xuất Trong bước 2, nồng độ

6’GOS

β – galactosidate từ A.oryzac và/hoặc S.thermophilus

4’GOS

β – galactosidate từ

B.clrculans hoặc Cryptococcus

laurenill

GOS dạng bột GOS dạng lỏng

Làm khô

Cô Đặc Lọc Khử khoáng Làm mất màu Phản ứng enzyme Dịch Lactose

lactose được giảm xuống dưới 5% tổng số đường và sản xuất oligosaccharide được tăng thêm Trong bước 3, đường monomeric tùy loại bỏ từ các thành phần

oligosaccharide và các giải pháp còn lại là tiếp tục chế biến thành một chất lỏng ổn định; cách khác, nó có thể được làm khô bằng phương pháp được biết đến các chuyên gia trong lĩnh vực này

Trong bước 1 của quá trình này, các giải pháp được điều trị bằng một loại

transferase β-galactosidase Để mục đích loại transferase này lactases axit có thể được sử dụng, và lactose có giải pháp là trong trường hợp này được điều chỉnh tốt hơn là đến một độ pH giữa 2.5 và 5.5, sử dụng axit clohydric, axit axetic hoặc axit thích hợp khác Ngoài ra, dung dịch đệm như 50 mM đệm Na-acetate hoặc bất kỳ

bộ đệm thích hợp khác có thể được sử dụng để thiết lập độ pH Sau khi điều chỉnh

pH, lactase axit có nguồn gốc từ Aspergillus oryzae (Tolerase, DSM, Hà Lan), được thêm vào một nồng độ cuối tốt 1,000-10,000 ALU mỗi lít Ví dụ thích hợp

khác bao gồm nhưng không giới hạn trong một β-galactosidase từ circulans

Bacillus hoặcLactobacillus reuteri "ALU" đề cập đến Acid Lactase đơn vị, được

định nghĩa là lượng enzyme cần thiết để giải phóng một mole của o-nitrophenol từ o-nitrophenyl-β-D-galactopyranoside trong một phút theo các điều kiện quy định (pH = 4.5, T = 37.00 C)

Thay vì Tolerase, bất kỳ thích hợp khác loại transferase axit lactase có thể được thêm vào, hoặc một sự kết hợp của lactases axit loại transferase phù hợp có thể được sử dụng Hỗn hợp phản ứng có thể tùy chọn được đun nóng đến bất kỳ nhiệt

độ phù hợp tốt giữa 30 ° C và 60 ° C Nhiệt độ tối ưu phụ thuộc vào lactase cụ thể hoặc sự kết hợp của lactases sử dụng Trong một số phương án, hỗn hợp phản ứng được giữ ở nhiệt độ tối ưu này, ví dụ như, 2-48 giờ, nhưng cách khác gradient nhiệt

độ có thể được áp dụng trong giai đoạn này Tùy chọn, một axit loại transferase lactase có thể được thêm vào hỗn hợp phản ứng trong giai đoạn này để cải thiện hình thành của oligosaccharides Một loại transferase lactase trung lập, như các

lactase từ circulans Bacillus , cũng có thể được sử dụng trong bước đầu tiên của

quá trình thay vì một lactase axit hoặc sự kết hợp của lactases axit Trong trường hợp đó, độ pH của dung dịch lactose tập trung được điều chỉnh cho bất kỳ độ pH phù hợp giữa tốt pH 5,0 và 8,0 bằng HCl, axit axetic, hoặc bất kỳ axit, NaOH, amoni hydroxit phù hợp hoặc bất kỳ cơ sở phù hợp hoặc đệm, sau đó phản ứng là phép tiến hành như mô tả cho lactases axit Việc sử dụng một sự kết hợp của các

loại transferase lactases trung lập hoặc bổ sung một lactase trung lập trong bước 1

là tùy chọn Sau bước đầu tiên này, hỗn hợp phản ứng được làm lạnh đến tùy chọn bất kỳ nhiệt độ thích hợp, và khi có yêu cầu độ pH được điều chỉnh đến pH phù hợp nhất cho bước 2 của quá trình

Trong bước 2 của quá trình, một loại men lactase thủy phân được sử dụng Ví dụ,

một loại thủy phân trung tính lactase như bắt nguồn từ Kluyveromyces

lactis (Maxilact, DSM, The

Hà Lan) được sử dụng ở nồng độ tốt giữa 1.000 và 10.000 NLU mỗi lít "NLU" đề cập đến Neutral Lactase đơn vị, được định nghĩa là lượng enzyme sẽ hình 1.30 umol ortho-nitro-phenol từ chất nền tổng hợp

ortho-nitro-phenol-galacto-pyranoside theo các điều kiện thử nghiệm (pH = 6.5, T = 37.00 C) Ví dụ thích hợp khác bao gồm, nhưng không giới hạn, một loại thủy phân lactase trung tính có

nguồn gốc từ Aspergillus niger hoặc Streptococcus thermophilus.

Trong một số phương án, phản ứng được phép làm thủ tục 2-48 giờ, ví dụ, ở nhiệt

độ từ 10 đến 60 ° C Ngoài ra, các gradient nhiệt độ có thể được sử dụng trong quá trình ủ Điều kiện phản ứng được tối ưu hóa cho quá trình thủy phân lactose Phản ứng được phép tiến hành cho đến khi nồng độ lactose là dưới 5% tổng số các loại đường Trong bước 2, kết hợp các loại thủy phân lactases trung tính có thể được sử dụng Loại thủy phân lactases trung tính có thể được thêm vào trong quá trình ủ của bước 2 để giúp giảm mức đường lactose Một lactase loại axit thủy phân cũng

có thể được sử dụng trong bước 2 thay vì các loại thủy phân lactase trung

tính Trong trường hợp đó, độ pH của dung dịch được điều chỉnh cho bất kỳ pH thích hợp, bao gồm nhưng không giới hạn, giữa 2.5 và 5.5, sử dụng axit clohydric, axit axetic hoặc axit thích hợp khác Ngoài ra, bộ đệm như 50 mM đệm Na-acetate hoặc bất kỳ bộ đệm thích hợp khác có thể được sử dụng để thiết lập độ

pH Lactases thích hợp có thể được bắt nguồn từ ví dụ như Aspergillus niger và có

thể được thêm vào nồng độ tốt 1,000-10,000 ALU / L và phản ứng được phép tiến hành, ví dụ, giữa 2-48 giờ ở nhiệt độ từ, ví dụ như 20 và 60 ° C thay vì một thủy phân lactase loại axit duy nhất, sự kết hợp của lactases axit thủy phân loại có thể được sử dụng trong bước này Đó là một lựa chọn để thêm một lactase thêm trong quá trình ủ trong bước thứ hai này Các điều kiện phản ứng được tối ưu hóa để có được thủy phân lactose cho đến khi nồng độ lactose cuối cùng là dưới 5% tổng số

các loại đường và không làm mất ý nghĩa của oligosaccharides hình thành trước

đó Vào cuối của bước 2, nhiệt độ có thể tăng lên để làm bất hoạt các enzym

Trong bước 3, các dung dịch chứa galacto-oligosaccharide là tùy chọn tiếp tục xử

lý để loại bỏ các enzym và các loại đường đơn Các enzyme có thể được gỡ bỏ bằng cách lọc cực; bộ lọc phù hợp cũng được biết đến là người có tay nghề cao trong nghệ thuật Kết quả là các loại đường đơn (chủ yếu là glucose và galactose) sau đó có thể được gỡ bỏ bằng nanofltration bộ lọc phù hợp và điều kiện lọc được biết là người có kỹ năng trong nghệ thuật, và đã được mô tả trong văn học như mô

tả trước đây trong văn bản này Thành phần oligosaccharide kết quả là hơn cơ bản miễn phí từ các enzym và đường monomeric và có thể được tiếp tục chế biến thành chất lỏng ổn định hoặc có thể được sấy khô bằng phương pháp được biết đến là người có tay nghề cao trong nghệ thuật để có được ví dụ như một loại bột hoặc nghiền sản phẩm

Các enzym được sử dụng trong phương pháp của sáng chế có thể được sử dụng hoặc trong các hình thức miễn phí mà không cần hạn chế đi lại trong hỗn hợp phản ứng hay cách khác có thể được cố định trên một tàu sân bay phù hợp Cố định có thể thu được bằng cách kết cộng hóa trị khớp nối của các enzyme với một chất nền vận tải hoặc theo phương pháp nhốt vật lý của các enzyme trong ví dụ như một ma trận gel Phương pháp để cố định enzyme được biết là các chuyên gia trong lĩnh vực này; ý kiến gần đây đã xuất hiện về chủ đề này (xem ví dụ Mateo et al

2007, Enz Micr Technol.Năm 40, 1451-1463) Các enzyme cũng có thể liên kết

ngang để tạo thành cốt liệu lớn có thể dễ dàng tách ra từ phản ứng trưởng thành

bằng cách lọc (xem để xem xét ví dụ Margolin et al, 2001, Angew Chem Int

Ed 40, 2204-2222).

Ngoài ra, phương pháp hóa học thông thường có thể được sử dụng cho quá trình tổng hợp hữu cơ de novo hoặc chuyển đổi các oligosaccharides từ trước vào

galacto-oligosaccharides có bị ảnh hưởng của sáng chế Xem, ví dụ, nâng cao Hóa học hữu cơ March của: Những phản ứng, cơ chế và cơ cấu, 5th Edition

2.3.1.5 Thương mại của GOs

GOS đã được sử dụng như là thành phần thực phẩm tại Nhật Bản và châu Âu trong

ít nhất 30 năm và ứng dụng của họ đã mở rộng nhanh chóng Tất cả bắt đầu ở Nhật Bản, nơi mà các công ty Nhật Bản như Yakult Honsha (Tokyo, Nhật Bản) và Công

ty Nissin đường Manufacturing (Tokyo, Nhật Bản) sản xuất GOS cho các ứng dụng thực phẩm Sau đó Snow Brand sản phẩm từ sữa (Tokyo, Nhật Bản),

FrieslandCampina Domo (cũ borculo thành phần và Friesland Foods Domo) tại Hà Lan và Clasado Ltd tại Vương quốc Anh cũng bắt đầu sản xuất GOS Ngược lại, GOS sản xuất tại Hoa Kỳ vẫn không đáng kể.Ngày nay, GOS là chủ yếu được sử dụng cho các ứng dụng trong dinh dưỡng trẻ sơ sinh

Hầu hết các nhà sản xuất sản xuất một số loại sản phẩm về độ tinh khiết GOS trong hai định dạng bột xi-rô và / hoặc Yakult được sản xuất ba sản phẩm GOS:

Oligomate 55 ở dạng xi-rô, Oligomate 55P ở dạng bột và TOS-100 một phiên bản tinh khiết 99% nội dung oligosaccharide Nissin được sản xuất Cup-Oligo trong

xi-rô (Cup-Oligo H70) và dạng bột (Cup-Oligo P) và Snow Brand sản xuất GOS được đưa vào công thức sữa cho trẻ sơ sinh của mình P7L, mà không đưa ra bán hàng bên ngoài tổ chức của nó Tại châu Âu, FrieslandCampina Domo là cung cấp Vivinal GOS trong một định dạng sirô chứa 57% oligosaccharides về vấn đề khô

và trong một định dạng hai bột có chứa 29% hoặc 71% oligosaccharides trên chất khô.Clasado TNHH là cung cấp một sản phẩm GOS bột, Bimuno , với 52% nội dung galacto-oligosaccharide về vấn đề khô, cũng như xi-rô và các phiên bản thuốc hình thoi của sản phẩm đó Ngoài sự khác biệt về độ tinh khiết trong số các sản phẩm thương mại được cung cấp, có sự khác biệt cũng ở mối liên kết của chuỗi oligosaccharide do các enzym khác nhau được sử dụng trong sản xuất của họ Điều này có thể có tác động trực tiếp đến khả năng của họ để ảnh hưởng đến máy chủ của sinh lý học và y tế Phạm vi Oligomate được sản xuất với các enzyme có nguồn gốc từ Aspergillus oryzae cung cấp chủ yếu là beta 1-6 mối liên kết, sản phẩm Bimuno được sản xuất sử dụng các enzym từ một probiotic bifidum

Bifidobacterium và chứa chủ yếu là β 1-3 mối liên kết trong khi Cup-Oligo và Vivinal phục vụ chủ yếu là β 1- 4 mối liên kết như là kết quả của các hoạt động của các enzym từ vi khuẩn Bacillus circulans cho laurentii sau và Cryptococcus cho sản phẩm GOS cựu Yakult cũng đang xem xét các hệ thống enzyme kép kết hợp