kiểm tra khả năng chịu acid của vi khuẩn probiotics

LINK DOWNLOAD MIỄN PHÍ TÀI LIỆU "kiểm tra khả năng chịu acid của vi khuẩn probiotics": http://123doc.vn/document/1047006-kiem-tra-kha-nang-chiu-acid-cua-vi-khuan-probiotics.htm

Đồ án tốt nghiệp khóa 06-Khoa MT&CNSH GVHD : TS. Nguyễn Hoài Hương
triển một cách rộng rãi và đặc hiệu cao của thuốc kháng sinh đã khiến cho ngành
y học quá tin tưởng vào phương pháp trị liệu kháng sinh như đại diện cho phương
pháp chữa trị chống lại các bệnh khác nhau. Tuy nhiên, tồn tại một số hạn chế
nhất định liên quan với phương pháp trị liệu kháng sinh. Tác động loại bỏ của
thuốc kháng sinh không phân biệt được mầm bệnh thật sự và hệ vi sinh vật có lợi
trong ruột. Vì vậy, phương pháp trị liệu kháng sinh cũng dẫn đến thay đổi hệ cân
bằng của ruột và gây ra một vài ảnh hưởng xấu mà có thể tồn tại lâu dài ngay cả
sau khi ngừng sử dụng cách điều trị này. Bên cạnh đó, sự xuất hiện nhanh của
nhiều chủng vi khuẩn kháng lại kháng sinh chẳng hạn như Enteroccus spp. kháng
vancomycin và Staphylococcus aureus kháng methicillin trong môi trường bệnh
viện cũng là một mối quan tâm ngày càng tăng đối với những người làm việc
trong nghề y. Hơn nữa, một vài bệnh lây nhiễm từng được cho rằng sẵn sàng có
thể xử lý với thuốc kháng sinh bây giờ đang bị công nhận như là mối đe dọa sức
khỏe nghiêm trọng. Ví dụ, bệnh tiêu chảy có thể do Clostridium difficile, một
mầm bệnh cơ hội, hoạt động khi có sự mất cân bằng của hệ vi sinh vật trong ruột
thông thường diễn ra trong suốt quá trình điều trị kháng sinh. Mặc dù bệnh này
nói chung được điều trị thành công với một loại thuốc kháng sinh thứ hai, tuy
nhiên một vài bệnh lây nhiễm vẫn tái diễn mặc cho các phương pháp trị liệu
kháng sinh (Sanders, 1999).
Chính vì những nguyên nhân này, mọi người đều nhận ra rằng ngăn ngừa
hoặc giảm nguy cơ bị bệnh thích hợp hơn là để đến lúc phải điều trị bệnh. Thực
tế, Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) khuyến cáo trên toàn cầu về giảm việc sử dụng
thuốc kháng sinh trong y học và đề xuất các nỗ lực để ngăn cản bệnh thông qua
sự phát triển của các vắc xin có hiệu quả hơn và an toàn hơn (Stanton et al.,
2001). Một môi trường chung đã được tạo ra mà trong đó cả bác sĩ lẫn bệnh nhân
đang tìm kiếm biện pháp phòng ngừa hơn là chữa bệnh, để hệ vi sinh vật trong
ruột cơ thể người không bị ảnh hưởng xấu. Và một cách tiếp cận nhanh chóng đạt
được sự công nhận là khái niệm probiotics, một khái niệm chung chỉ phần bổ
SVTH : Huỳnh Đặng Hà Uyên
MSSV: 106111040 Trang 5
Đồ án tốt nghiệp khóa 06-Khoa MT&CNSH GVHD : TS. Nguyễn Hoài Hương
sung dinh dưỡng chứa một hoặc nhiều chủng vi sinh vật (đặc biệt là vi khuẩn
hoặc nấm men) mà khi đưa vào cơ thể con người có một tác động có lợi bằng việc
cải thiện hệ vi sinh vật nội sinh (Markowitz và Bengmark, 2002). So với các
nhược điểm như đắt, tính hóa học và xâm hại ruột của thuốc kháng sinh, ưu điểm
của probiotics là an toàn, không hề đắt, tự nhiên, và phần lớn không có bất cứ ảnh
hưởng có hại nào.
Việc sử dụng vi sinh vật sống nhằm tăng cường sức khỏe con người
không phải là mới. Trên hàng nghìn năm về trước, rất lâu trước khi có sự tìm ra
thuốc kháng sinh, con người đã biết tiêu thụ các thực phẩm chứa vi sinh vật sống
có lợi chẳng hạn như các sản phẩm sữa lên men. Các bằng chứng cho thấy quá
trình sản xuất sữa lên men được ghi trong “Book of Genesis”. Theo Ayurveda,
một trong số ngành y học lâu đời nhất là vào khoảng 2500 năm trước công
nguyên, sự tiêu thụ sữa chua (một sản phẩm sữa lên men) đã được ủng hộ để duy
trì sức khỏe tốt (Chopra và Doiphode, 2002). Các nhà khoa học đầu tiên, như
Hippocrates và những người khác cũng chỉ định sữa lên men với tính chất dinh
dưỡng và thuốc của nó, để chữa trị rối loạn ruột và dạ dày (Oberman, 1985).
Một sự giải thích khoa học cho ảnh hưởng có lợi của các vi khuẩn lactic
có trong sữa lên men được cung cấp lần đầu tiên vào năm 1907 bởi người đoạt
Giải Nobel, nhà sinh lý học người Nga, Eli Metchnikoff. Trong bài thảo luận xuất
sắc của ông " Việc kéo dài cuộc sống " (‘The prolongation of life’), Metchnikoff
đã tuyên bố "Sự phụ thuộc của hệ vi sinh vật trong ruột đối với thực phẩm làm
cho nó có khả năng chấp nhận biện pháp thay đổi hệ vi sinh vật trong người của
chúng ta, tức là thay thế vi sinh vật có hại bởi vi sinh vật hữu ích (Metchnikoff,
1907 ". Người ta đề xuất rằng sự tiêu hóa một vài vi khuẩn được chọn lựa có thể
có ích lợi ảnh hưởng đến vùng dạ dày-ruột của con người. Metchnikoff tin vào lý
do chính gây ra quá trình lão hóa của con người là do chất độc tạo thành bởi sự
thối rữa và sự lên men trong ruột (O ' Sullivan et al., 1992 ). Và khi nhận thấy quá
trình lên men lactic của sản phẩm sữa ngăn chặn sự thối rữa, ông ta đã tin rằng sự
SVTH : Huỳnh Đặng Hà Uyên
MSSV: 106111040 Trang 6
Đồ án tốt nghiệp khóa 06-Khoa MT&CNSH GVHD : TS. Nguyễn Hoài Hương
tiêu thụ sản phẩm sữa lên men như thế sẽ tương tự với việc ngăn chặn lại quá
trình thối rữa ruột. Metchnikoff đưa ra giả thuyết rằng cuộc sống khoẻ mạnh và
lâu dài của nông dân Bungari là do sự tiêu thụ các sản phẩm sữa lên men. Ông tin
khi được tiêu thụ, các vi khuẩn lên men trong sản phẩm ảnh hưởng tốt đến hệ vi
sinh vật của ruột kết: giảm hoạt động của vi khuẩn độc, bằng cách ấy dẫn đến
cuộc sống thọ. Điều này khiến cho Metchnikoff đã khuyên trong sách của ông
rằng uống đồ uống chẳng hạn như sữa chua chứa vi khuẩn lactic sẽ ngăn cản lão
hóa.
Ngoài ra, cùng một thời gian, Henry Tissier đã phân lập Bifidobacteria,
thành viên của nhóm vi khuẩn lactic, từ phân của trẻ được nuôi bằng sữa mẹ và
nhận thấy chúng là một thành phần nổi bật của hệ vi sinh vật ruột (Ishibashi và
Shimamura, 1993). Tissier tin rằng sự thống trị của Bifidobacteria trong cơ thể trẻ
sẽ chiếm chỗ của các vi khuẩn thối rữa liên quan đến sự xáo trộn dạ dày và sự tự
thành lập của chúng để chiếm chỗ của các vi khuẩn có ích trong ruột. Như vậy
tương tự như Metchnikoff, Tissier tin vào giả thuyết ảnh hưởng lớn của
Bifidobacteria tới số trẻ em này(O ' Sullivan et al., 1992). Lý thuyết của ông được
khẳng định bởi quan sát lâm sàng trẻ nuôi bằng sữa mẹ so với trẻ được nuôi bằng
sữa hộp (Rasic và Kurmann, 1983).
Mặc cho sự diễn ra Thế chiến I và cái chết của Metchnikoff làm giảm nhẹ
lượng tiền đang quan tâm tới liệu pháp diệt khuẩn của ông ấy, nền tảng cho khái
niệm hiện đại về probiotics rõ ràng đã được thành lập. Nghiên cứu về việc sử
dụng vi khuẩn lactic trong chế độ ăn uống đã được tiếp tục suốt cả thế kỷ vừa
qua. Trong khi công việc ở giai đoạn trước của thế kỷ là đề cập đến việc sử dụng
sữa lên men để điều trị bệnh lây nhiễm đường ruột, các nghiên cứu gần đây đã tập
trung vào lợi ích sức khỏe khác của các vi sinh vật này cũng như về bảo đảm sự
sống sót của các vi khuẩn này khi ở trong vùng dạ dày-ruột và các loại thực phẩm
để vận chuyện chúng vào trong cơ thể con người (Lourens - Hattingh và Viljoen,
2001).
SVTH : Huỳnh Đặng Hà Uyên
MSSV: 106111040 Trang 7
Đồ án tốt nghiệp khóa 06-Khoa MT&CNSH GVHD : TS. Nguyễn Hoài Hương
Các kiến thức có được về probiotics thông qua những nghiên cứu này đã
thúc đẩy mạnh mẽ ngành công nghiệp các sản phẩm sữa. Từ các quan sát từ sớm
của Eli Metchnikoff và các nhà nghiên cứu khác, lịch sử của probiotics với sản
phẩm sữa lên men đã tiếp tục cho đến tận hiện đại. Điều này hiển nhiên được thấy
rõ qua thực tế ngày hôm nay của thị trường thực phẩm sữa-probiotic khổng lồ
đang tồn tại.
2.1.1.1 Định nghĩa Probiotics là gì :
Từ “probiotics” có nguồn gốc từ Hy Lạp có nghĩa là “cho cuộc sống”.
Tuy nhiên, định nghĩa về probiotics đã phát triển nhiều theo thời gian. Lily và
Stillwell (1965) đã mô tả trước tiên probiotics như hỗn hợp được tạo thành bởi
một động vật nguyên sinh mà thúc đẩy sự phát triển của đối tượng khác. Phạm vi
của định nghĩa này được mở rộng hơn bởi Sperti vào đầu những năm bảy mươi
bao gồm dịch chiết tế bào thúc đẩy phát triển của vi sinh vật (Gomes và Malcata,
1999). Sau đó, Parker (1974) đã áp dụng khái niệm này đối với phần thức ăn gia
súc có một ảnh hưởng tốt đối với cơ thể vật chủ bằng việc góp phần vào cân bằng
hệ vi sinh vật trong ruột của nó. Vì vậy, khái niệm “probiotics” được ứng dụng để
mô tả “cơ quan và chất mà góp phần vào cân bằng hệ vi sinh vật ruột”.
Định nghĩa chung này sau đó được làm cho chính xác hơn bởi Fuller
(1989), ông định nghĩa probiotics như “một chất bổ trợ thức ăn chứa vi sinh vật
sống mà có ảnh hưởng có lợi đến vật chủ bằng việc cải thiện cân bằng hệ vi sinh
vật ruột của nó”. Khái niệm này sau đó được phát triển xa hơn : “vi sinh vật sống
(vi khuẩn lactic và vi khuẩn khác, hoặc nấm men ở trạng thái khô hay bổ sung
trong thực phẩm lên men) mà thể hiện một ảnh hưởng có lợi đối với sức khỏe của
vật chủ sau khi được tiêu hóa nhờ cải thiện tính chất hệ vi sinh vật vốn có của vật
chủ” ( Havenaar và Huis in't Veld, 1992 ).
Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây đã chứng minh vùng ruột thật sự là một
hệ sinh thái vi sinh vật ở người trưởng thành (Tannock, 1990); mặc dù phương
pháp trị liệu kháng sinh, bệnh tật hoặc thay đổi chế độ ăn có thể dẫn đến thay đổi
SVTH : Huỳnh Đặng Hà Uyên
MSSV: 106111040 Trang 8
Đồ án tốt nghiệp khóa 06-Khoa MT&CNSH GVHD : TS. Nguyễn Hoài Hương
hệ sinh thái này, nhưng trạng thái mất cân bằng này dường như có khả năng tự
hiệu chỉnh (annock, 1983). Vi khuẩn probiotic được tiêu thụ với số lượng lớn
cũng không đủ để trở thành chủng chiếm ưu thế trong ruột và có thể hiếm khi
được phát hiện trong mẫu ruột hoặc phân sau một hay hai tuần sau sự tiêu hóa.
Do đó, quan trọng là chúng ta phải hiểu trên thực tế ảnh hưởng của
probiotic có thể được đem lại bởi các sự kết hợp và cơ cấu hoạt động ít thân thiết
hơn và tạm thời hơn so với hệ vi sinh vật của người (Sanders, 1999). Vì vậy, định
nghĩa về probiotics hiện tại chỉ còn là “vi sinh vật sống mà đi ngang qua vùng
ruột và làm lợi cho sức khỏe của người tiêu dùng”. (Tannock et al., 2000) .
2.1.1.2 Hiệu quả sử dụng probiotic :
Do nhiều yếu tố, một phần lớn lượng vi sinh vật có lợi trong đường ruột
bị giảm hay bị tiêu diệt như bị tiêu chảy, sử dụng kháng sinh trong chữa bệnh,
điều này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hoạt động của hệ tiêu hóa như thủy
phân đường lactoza trong sữa, giảm khả năng hấp thụ thức ăn và giảm tính đề
kháng của cơ thể. Chính bởi lẽ đó mà cơ thể của chúng ta cần phải bổ sung thêm
một lượng đủ lớn sinh khối vi khuẩn có lợi nhằm cải thiện sức khỏe.
Hình 2.1 : Tác dụng của probiotics
SVTH : Huỳnh Đặng Hà Uyên
MSSV: 106111040 Trang 9
Đồ án tốt nghiệp khóa 06-Khoa MT&CNSH GVHD : TS. Nguyễn Hoài Hương
Đã có rất nhiều chế phẩm probiotics dành cho người hay cho vật nuôi
được đăng kí bảo hộ sáng chế. Hầu hết các sản phẩm này chứa Lactobicillus spp.
hoặc Streptococcus spp., một số chứa Bifidobacteria spp., Saccharomyces
boulardii hay Bacillus subtilis. Ảnh hưởng của các chế phẩm probiotics có thể là
trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua sự điều chỉnh hệ vi sinh vật trong đường ruột
(Hình 2.1). Những chế phẩm này có hiệu quả sử dụng được biết tới như sau :
a. Có khả năng kháng ung thư và chống các yếu tố đột biến :
Nhiều nghiên cứu đã cho thấy vi khuẩn probiotic có thể làm giảm
nguy cơ ung thư ruột kết và ung thư bàng quang. Ngoài ra có tác dụng khử chất
độc gây ung thư có trong cơ thể và làm chậm sự phát triển của các khối u bướu.
Cơ chế này đã được nghiên cứu và kết luận rằng :
Nhờ sự gắn kết và phân hủy các chất gây ung thư.
Sản xuất các hợp chất kháng ung thư : sinh ra những acid yếu có lợi
cho đường ruột như acid butyric có vai trò giảm tạo ra những chất gây ung thư
trong đường ruột và kích thích các tế bào niêm mạc ruột bị tổn thương mau lành
và hồi phục chức năng.
Điều hòa những enzyme gây tiền chất ung thư ruột, như các enzyme
phân (nitroreductase, β-glucuronidase) có khả năng chuyển các chất tiền sinh ung
thư thành chất gây ung thư trong trực tràng.
Ức chế khối u bằng một cơ chế đáp ứng miễn dịch.
Tuy nhiên, những vấn đề vẫn còn giới hạn trong mô hình in vitro hay
in vivo, việc mở rộng ra trên người để dự phòng ung thư còn là vấn đề đang tranh
cãi.
b. Kìm hãm vi sinh vật gây bệnh đường tiêu hóa :
Probiotics kìm hãm sự phát triển của mầm bệnh và cải thiện hệ thống
miễn dịch của dạ dày và giảm nguy cơ nhiễm một số mầm bệnh phổ biến như
Salmonella và Shigella.
SVTH : Huỳnh Đặng Hà Uyên
MSSV: 106111040 Trang 10
Đồ án tốt nghiệp khóa 06-Khoa MT&CNSH GVHD : TS. Nguyễn Hoài Hương
Để có thể tác động lên hệ sinh thái vi khuẩn đường ruột thì điều khá
quan trọng đó là probiotics phải có khả năng chống lại các vi khuẩn gây bệnh
bằng cách tiết ra các kháng sinh hay là những chất cạnh tranh.
Hình 2.2 : Tác
động đến hệ vi sinh
đường ruột
(Modified after stewart
et al. 1995)
Từ hình 2.2, nhận thấy được tác động của probiotics đến hệ vi sinh vật
đường ruột như sau :
_Cạnh tranh dinh dưỡng cần thiết cho sự sống sót của mầm bệnh.
_Cạnh tranh với các nguồn bệnh để ngăn chặn sự bám dính của chúng
vào đường ruột. Vị trí nào được các vi khuẩn probiotics gắn kết thì các độc tố
đường ruột bị ngăn chặn.
_Vi khuẩn probiotics tạo ra các chất đa dạng ức chế cả vi khuẩn Gram
âm và Gram dương. Những hợp chất này có thể làm giảm không chỉ những vi
sinh vật mang mầm bệnh có thể sống được mà còn ảnh hưởng đến sự trao đổi
chất của vi khuẩn và sự tạo ra các độc tố.
Qua nghiên cứu cho thấy các kháng sinh và chất cạnh tranh thường
thấy ở các chủng probiotics là:
_Bacteriocin.
_Hydrogen peroxide.
_Acid hữu cơ (acid lactic, acid acetic).
_Diacetyl.
SVTH : Huỳnh Đặng Hà Uyên
MSSV: 106111040 Trang 11
Đồ án tốt nghiệp khóa 06-Khoa MT&CNSH GVHD : TS. Nguyễn Hoài Hương
Điều này được thực hiện bằng cách giảm pH khoang ruột thông qua
sự tạo ra các acid béo chuỗi ngắn dễ bay hơi, chủ yếu là acetate, propionate, và
butyrate, nhất là acid lactic.
c. Cải thiện việc sử dụng lactose ở những người không dung nạp
được lactose:
Sự không dung nạp đường lactose (có nhiều trong sữa) xảy ra khá
phổ biến ở nhiều người, gây ra sự đầy hơi, khó tiêu khi hấp thu thực phẩm có
chứa đường lactose. Nhiều nghiên cứu đã cho thấy một số chủng vi khuẩn lên
men axit lactic trong sản phẩm sữa lên men có thể cải thiện các triệu chứng kháng
đường lactoza của cơ thể bằng cách cung cấp men lactaza cho đường ruột và dạ
dày. Sử dụng các thực phẩm có chứa các chủng vi khuẩn này giúp cải thiện rõ rệt
khả năng tiêu hóa đường lactose.
d. Làm giảm Cholesterol trong huyết thanh :
Probiotic có tác dụng làm giảm nồng độ cholesterol trong huyết thanh,
làm giảm huyết áp cao. Ngoài ra, giúp nhanh chóng bình phục sau khi mắc các
bệnh tiêu chảy và sử dụng nhiều kháng sinh.
e. Kích thích hệ thống miễn dịch :
Thực phẩm chức năng probiotic có thể góp phần cải thiện hệ thống
miễn dịch của cơ thể, làm tăng hàm lượng globulin. Sự hấp thụ thực phẩm
probiotic đối với người ốm và trẻ nhỏ cải thiện rõ rệt sức đề kháng của cơ thể.
Tăng cường hiệu quả của một số vaccin như vaccin thương hàn.
SVTH : Huỳnh Đặng Hà Uyên
MSSV: 106111040 Trang 12
Đồ án tốt nghiệp khóa 06-Khoa MT&CNSH GVHD : TS. Nguyễn Hoài Hương
Hình 2.3 : Cơ chế kích thích hệ thống miễn dịch của probiotics
Những cải thiện hệ miễn dịch bởi probiotics ở hình 2.3 có thể được
trình bày theo 3 cách sau :
_Tăng cường hoạt động của đại thực bào, nâng cao khả năng thực bào
của sinh vật hay hạt carbon.
_Tăng khả năng sản xuất kháng thể thường là loại IgG và IgM và
interferon (nhân tố kháng virus không đặc hiệu).
_Tăng cường khả năng định vị kháng thể trên bề mặt ruột thường là
IgA.
f. Các tác dụng khác :
Probiotics còn có một số tác dụng khác như giảm tác dụng phụ của
kháng sinh, giảm nhiễm trùng đường niệu ở người. Đối với việc sử dụng
probiotics trong chăn nuôi còn mang lại hiệu quả cao nhờ có khả năng tăng trọng
(5%) ở gia cầm, giảm tỉ lệ mắc các bệnh do nhiễm trùng và tiêu chảy ở động vật
non.
Bảng 2.1 : Tác dụng lâm sàng của một số chủng probiotics [8] [13].
Chủng Tác dụng lâm sàn trên người
Lactobacillus rhamrosus GG
(ATCC 53103)
Giảm hoạt tính enzyme phân, giảm tiêu chảy
do kháng sinh ở trẻ em, điều trị và dự phòng
rotavirus và tiêu chảy cấp ở trẻ em, điều trị
tiêu chảy tái phát do Clostridium difficile, kích
thích miễn dịch, giảm nhẹ triệu chứng viêm da
không điển hình ở trẻ em.
Lactobacillus johnsonii
(acidophilus) LJ-1 (La1)
Cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột, tăng
cường miễn dịch, hỗ trợ điều trị Helicobacter
pylori.
Bifidobacterium lactis Bb-12 Dự phòng tiêu chảy du lịch, điều trị tiêu chảy
do virus, kể cả rotavirus, cân bằng hệ vi sinh
vật đường ruột, cải thiện tình trạng táo bón,
SVTH : Huỳnh Đặng Hà Uyên
MSSV: 106111040 Trang 13
Đồ án tốt nghiệp khóa 06-Khoa MT&CNSH GVHD : TS. Nguyễn Hoài Hương
kích thích hệ miễn dịch, giảm nhẹ triệu chứng
viêm da không điển hình ở trẻ em.
Lactobacillus reuteri
(BioGaia Biologics)
Rút ngắn thời gian bị tiêu chảy do rotavirus ở
trẻ em, điều trị tiêu chảy cấp ở trẻ em, an toàn
và dung nạp tốt ở bệnh nhân trưởng thành
HIV dương tính.
Lactobacillus casei Shirota Cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột, giảm hoạt
tính enzyme phân, có tác động tích cực đối
với ung thư mặt bàng quang và ung thư cổ tử
cung, không ảnh hưởng tới hệ miễn dịch của
người khỏe mạnh.
Lactobacillus plantarum
DSM9843 (299v)
Cân bằng hệ vi sinh đường ruột, tăng hàm
lượng acid béo mạch ngắn trong phân.
Saccharomyces bourlardii Dự phòng tiêu chảy do kháng sinh, điều trị
viêm ruột kết do Clostridium difficile, dự
phòng tiêu chảy cho bệnh nhân sử dụng dinh
dưỡng qua ống.
Chủng trong sữa chua
(Streptococcus thermophilus hay
L. Delbrueckii subsp bulgaricus)
Không có tác dụng trên tiêu chảy do rotavirus,
không có hiệu ứng tăng cường miễn dịch khi
bị tiêu chảy do rotavirus, không có tác dụng
lên hoạt tính enzyme phân.
Vào khoảng cuối năm 1940 đã có hai nghiên cứu phát triển về hệ vi sinh
vật đường ruột này. Đầu tiên là việc bổ sung thuốc kháng sinh vào trong thức ăn
đã thúc đẩy sự tăng trưởng của vật nuôi. Do đó mong muốn khám phá cơ chế này
đã ảnh hưởng tới việc tăng cường nghiên cứu về thành phần của hệ vi sinh vật
đường ruột và cách thức nó tác động lên vật chủ là như thế nào. Vấn đề thứ hai, là
SVTH : Huỳnh Đặng Hà Uyên
MSSV: 106111040 Trang 14