2. Thành phần của synbiotic
2.2.3 Nguồn sản xuất probiotic
Các vi khuẩn được sử dụng như Probiotics đại diện cho các loại khác nhau như vi khuẩn, nấm men hoặc nấm mốc. Tuy nhiên, có nhiều loài phổ biến hơn của mỗi loại như:
Bảng 3: Các vi sinh vật hiện tại được sử dụng làm probiotic.
Stt Probiotic vi khuẩn chi
Các loài có liên quan
1 Lactobacillus L. plantarum, L. paracasei, L. acidophilus, L. casei, L. rhamnosus, L. crispatus, L. gasseri, L. reuteri, L.
bulgaricus
2 Propionibacterium P. jensenii, P. freudenreichii 3 Peptostreptococcu
s
P. productus
4 Bacillus B. coagulans, B. subtilis, B. laterosporus 5 Lactococcus L. lactis, L. reuteri, L. rhamnosus, L. casei, L.
acidophilus, L. curvatus, L. plantarum
6 Enterococcus E. faecium
7 Pediococcus P. acidilactici, P. pentosaceus
8 Streptococcus S. sanguis, S. oralis, S. mitis, S. thermophilus, S.
salivarius
9 Bifidobacterium B. longum, B. catenulatum, B. breve, B. animalis, B.
bifidum
10 Bacteroides B. uniformis 11 Akkermansia A. muciniphila 12 Saccharomyces S. boulardii
a. Vi khuẩn
Lactobacillus
Lactobacillus là một loại vi khuẩn Gram dương, vi khuẩn kị khí hoặc vi khuẩn, vi khuẩn hình que, không bào tử. Chúng là một phần chính của nhóm vi khuẩn axit lactic (tức là chúng chuyển đổi đường thành acid lactic). Ở người, chúng tạo thành một thành phần quan trọng của vi sinh vật tại một số địa điểm, chẳng hạn như hệ tiêu hóa, hệ tiết niệu và hệ thống sinh dục (Petrova MI và cộng sự, 2015). Nhiệt độ tăng trưởng dao động từ 2-530C, và chúng có thể phát triển trong khoảng pH giữa 3-8. Nhiệt độ tăng trưởng tối ưu và pH thường là 30- 400C và 5.5-6.2. Lactobacillus là các nhóm vi khuẩn quan trọng để kiểm soát hệ vi sinh đường ruột của con người và bảo tồn nó ở trạng thái bình thường (Song và cộng sự, 2000). Trong thập kỷ qua, đã có một sự quan tâm rất lớn để sử dụng vi khuẩn Lactobacillus có nguồn gốc từ người để điều trị rối loạn tiêu hóa ở người (Isolauri và cộng sự, 1991).
Hình 13: Vi khuẩn Lactobacillus acidophilus
Lactobacillus fermentum có thể ảnh hưởng đến đáp ứng miễn dịch của thuốc chủng ngừa cúm (Olivares và cộng sự, 2007). Lactobacillus reuteri hiệu quả trong việc giảm cả viêm nướu và mảng bám ở bệnh nhân viêm nướu vừa đến nặng. Một nghiên cứu khác cũng chứng minh rằng Lactobacillus delbrueckii ngoại sinh kích thích sự giãn nở của tế bào T và bạch cầu hạt acidophilic ở niêm mạc, mà không ảnh hưởng đến ruột (Picchietti et al., 2009).
Lactobacillus fermentum góp phần chuyển hóa amoniac và protein cũng như thay đổi hệ vi sinh vật đường ruột (Mozzi và cộng sự, 2013). Lactobacillus là vi khuẩn probiotic quan trọng nhất tương thích với hệ tiêu hóa của con người vì tính kháng bẩm sinh của chúng đối với axit, mật, và gây nhiễu các enzyme như pepsin và pepsinogen (Liong & Shah, 2005; E. Vamanu & Vamanu, 2010).
Bifidobacterium
Bifidobacterium là vi khuẩn kỵ khí, Gram dương, không sinh bào tử, là thành phần phổ biến của hệ vi sinh vật trong đường ruột của con người (Reuter và cộng sự, 2001). Hiện tại có khoảng 30 loài Bifidobacterium đã biết. Các loài Bifidobacterium sống trong đường ruột của con người khá khác biệt với những loài sống trong ruột của động vật (Mitsuoka, 1984).
Các loài đại diện của nguồn gốc con người bao gồm B. longum, B. breve, B. infantis, B. bifidum, B. adoltescentis và B. pseudocatenulatum. Đại diện của các loài động vật có nguồn gốc bao gồm B. pseudolongum, B. thermophilus và B. animalis. Bifidobacterium có thể cạnh tranh với các mầm bệnh do vi khuẩn gây ra bằng cách tạo ra các hợp chất kháng khuẩn như axit hữu cơ và bacteriocin (Makras L và công sự, 2006; Martinez và cộng sự, 2013).
Bifidobacteria được coi là vi sinh vật có lợi vì chúng ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn có hại (H. Ashida và cộng sự, 2009). Đặc biệt, bifidobacteria, bao gồm Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum subsp. longum, B. longum
subsp. infantis, Bifidobacterium breve và Bifidobacterium animalis subsp. lactis, được công nhận là probiotic (K. Papadimitriou và cộng sự, 2015). Nhiều nghiên cứu trao đổi chất về bifidobacteria đã tập trung vào sự chuyển hóa oligosaccharide, vì những carbohydrate này có sẵn trong môi trường sống hạn chế dinh dưỡng của chúng.
Hình 14: Tế bào vi khuẩn Bifidobacterium
Streptococcus
Streptococcus là một loại vi khuẩn Gram dương gây bệnh truyền nhiễm nghiêm trọng với tỷ lệ mắc bệnh và tỷ lệ tử vong cao. Nhiều nhiễm trùng liên cầu xâm lấn được coi là mối đe dọa đối với sức khỏe cộng đồng trên phạm vi toàn thế giới. Ví dụ, bệnh phế cầu khuẩn gây ra hơn 800.000 ca tử vong ở trẻ sơ sinh hàng năm (O’Brien et al., 2009). Cho đến nay, sự phân loại của Streptococcus bao gồm hơn 100 loài. Nhưng có một số vi khuẩn thuộc nhóm
Streptococcus đóng vai trò là probiotic: S. lactis, S. cremoris, S. alivarius, S.intermedius,
S. thermophilis, S. diacetylactis. S. thermophilus là một vi khuẩn Gram dương , ưa nhiệt với nhiệt độ tăng trưởng tối ưu là 420C và là vi khuẩn kỵ khí.
Các nghiên cứu di truyền cho thấy S. thermophilus đã được cá nhân hóa từ các loài Streptococcus gây bệnh khác khoảng 7000 năm trước . Kể từ khi các loài S.
thermophilus tách ra khỏi họ hàng gây bệnh của chúng, nó đã mất hầu hết các gen chịu trách nhiệm độc lực và đã thu được một số gen hữu ích cho việc sống trong sữa. S. thermophilus có khả năng thích nghi cao để phát triển lactose, nguồn carbon chính trong sữa và nhanh chóng chuyển hóa nó thành lactate trong quá trình tăng trưởng. Lactose được vận chuyển vào trong tế bào nhờ một lactose permease (LacS), hoạt động như hệ thống đối chứng galactosideproton hoặc như một chất phản ứng lactose-galactose. Lactose được vận chuyển một cách hiệu quả vào tế bào và sau đó được thủy phân bởi một b-galactosidase nội bào. Phần lớn các chủng S. thermophilus chỉ chuyển hóa đường lactose của glucose, trong khi galactose được bài tiết vào môi trường (Hols và cộng sự, 2005).
Hình 15: Hình tế bào vi khuẩn Streptococcus
Lactococcus
Lactococcus là một loại vi khuẩn axit lactic (LAB) được phân bố rộng rãi trong thực vật, cá và các động vật khác. Chi Lactococcus thuộc họ Streptococcaceae và 12 loài hiện đang được bao gồm (Yang và cộng sự, 2016).
Chúng được sử dụng trên toàn thế giới để sản xuất nhiều sản phẩm sữa lên men, bao gồm pho mát, sữa lên men, bơ sữa và kem chua. Vai trò chính của sữa lactococci trong quá trình lên men sữa là sản xuất axit lactic, exopolysaccharides, và các hợp chất thơm. Sự hình thành hương vị trong các sản phẩm sữa được phát triển bởi LAB khởi động, các nền văn hóa phụ trợ hoặc hệ vi sinh vật bản địa trong pho mát sữa tươi (Marilley và Casey, 2004).
Hình 16: tế bào vi khuẩn Lactococcus
Pediococcus
Pediococcus là một loại vi khuẩn acid lactic Gram dương. Pediocins là các phân tử sinh học có thể được tổng hợp bởi LAB và có hoạt tính kháng khuẩn chống lại vi khuẩn Gram dương (Papagianni và Anastasiadou, 2009). Pediococci được sử dụng như probiotic, và thường được thêm vào như là vi khuẩn có lợi trong việc tạo ra xúc xích, pho mát và sữa chua.
Hình 17: tế bào vi khuẩn Pediococcus b. Nấm men và nấm mốc
Một số loại nấm men nấm mốc đóng vai trò là probiotic: Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces bourlardii, Aspergillus niger, Aspergillus oryzue, Candida pintolopesii, Sacaromyces boulardii.
Saccharomyces cerevisiae thường được gọi là men bia vì một số sản phẩm liên quan của nó là bia, rượu vang và các loại bánh nướng. S. cerevisiae phổ biến trong tự nhiên và có thể được tìm thấy trên thực vật và trái cây, và trong đất (Kwon-Chung và Bennett, 1992). Theo Cơ quan an toàn thực phẩm châu Âu (EFSA), chế phẩm sinh học cho thấy các tính chất công nghệ khác nhau trong quá trình lên men thực phẩm, trong đó S. cerevisiae là loại nấm men phổ biến nhất được sử dụng (Moslehi-Jenabian et al., 2010). Saccharomyces boulardii đã được chứng minh là điều chỉnh đáp ứng miễn dịch của ruột, gây ra cân bằng nội môi đường ruột, hỗ trợ hiệu quả của nó ở các trạng thái viêm ruột (C.
Pothoulakis và cộng sự, 2009; A.T. Vieira và cộng sự, 2013).
Hình 18: nấm men
Hình 19: nấm mốc