TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
LỚP CAO HỌC 2021-2023 (ĐỢT 2)
Bài làm môn Probiotic và Prebiotic
Học viên: Vũ Thu Hằng
Ngày sinh: 11/09/1992

Câu 1: Trình bày những hiểu biết của em vể Probiotic và qui trình sản xuất một
sản phẩm probiotic.
1.1.

Tổng quan về Probiotic

1.1.1. Khái niệm
Probiotic là vi sinh vật sống trong đó khi được quản lý phù hợp về mật độ đem lại lợi ích
cho sức khỏe trên vật chủ (FAO/WHO 2001). Cụ thể hơn, probiotic là các vi khuẩn sống có lợi
đường ruột, khi bổ sung vào cơ thể đem lại các lợi ích sức khoẻ cho con người nhờ cải thiện hệ
vi sinh đường ruột và chức năng của ruột.
1.1.2. Các thế hệ probiotic
Sản phẩm lên men tự nhiên: sữa chua, dưa chua, phô mai, kim chi,…được dùng có lợi về
mặt dinh dưỡng, nhưng chưa có tính hỗ trợ trị liệu một cách rõ ràng.
Thế hệ thứ 1, probiotic khơng bao (non-coated): có các sản phẩm như: Antibio, Abio Gran,
Biolac, Bio - Acimin, Bio - Baby,…; vi khuẩn được phân lập và tăng số lượng để sử dụng, nhưng
vẫn là vi khuẩn không bao. Nhược điểm: dễ bị hao hụt khi bảo quản và sử dụng.
Thế hệ thứ 2, dạng bao tan trong ruột (enteric- coated): vi khuẩn chứa trong nang có lớp
bảo vệ chỉ tan trong ruột.
Thế hệ thứ 3, dạng bao vi nang (micro-encapsulated): như Lactomin, giúp vi khuẩn qua dạ
dày tốt hơn. Nhược điểm: tan chậm trong ruột.
Thế hệ thứ 4, bao kép (DuolacTM): như Kidlac, Lacclean Gold, Chewable 7.1, Yamyam,
probiotic được bao 2 lớp, hiệu quả cao nhờ khả năng sống cao đến ruột và đồng thời đã khắc
phục nhược điểm phóng thích chậm ở ruột như cách bao các thế hệ cũ, nhờ lớp bao thứ 2 (lớp

bao peptide) có tính thúc đẩy phóng thích tại đích.
1.1.3. Lợi ích của probiotic
Probiotic có những lợi ích như sau: tăng cường khả năng tiêu hóa lactose và hoạt động của
các enzyme khác; trị tiêu chảy do kháng sinh; trị viêm đường tiêu hóa; ức chế và tiêu diệt vi
khuẩn có hại; giảm nguy cơ ung thư ruột kết; điều hòa miễn dịch, giảm phản ứng miễn dịch gây
viêm; tăng cường sức khỏe sinh sản của phụ nữ.
1.1.4. Hoạt động của vi sinh vật probiotic
1
Vũ Thu Hằng


Cạnh tranh vị trí dính bám và nguồn dinh dưỡng với vi sinh vật gây bệnh.
Sản sinh các chất kháng khuẩn.
Sản sinh các enzyme tiêu hóa.
Kích thích hệ miễn dịch vật chủ.
Cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột.
Ức chế cơ chế kiểm soát mật độ tới hạn của hệ vi sinh vật.
Chuyển hóa các chất ơ nhiễm mơi trường RNA, protein.
Tăng kháng thể.
Sản xuất các sản phẩm thứ cấp.
Sản xuất chất kháng khuẩn, enzyme tiêu hóa…
1.1.5. Ứng dụng của chế phẩm probiotic
1.1.5.1.

Trong y học và thực phẩm

Sử dụng vi khuẩn để muối chua rau quả, ủ chua thức ăn gia súc (làm chín sinh học các loại
quả): Tạo được sinh khối vi khuẩn có ích, át cả sinh vật gây thối. Gây chua, tạo hương vị thơm
ngon cho sản phẩm. Chuyển rau quả về dạng “chín sinh học” do đó mà hiệu suất tiêu hóa tăng.
Một số chủng dùng để sản xuất sữa chua đặc: Lactobacillus bulgaricus, Strepticoccus faecalist…

Một số chủng được thêm vào sữa bột: Lactobacillus, Bifidobacterium… Tại những nước phát
triển, các nhà sản xuất, chế biến đã ứng dụng bổ sung Probiotics vào nhiều loại thực phẩm như
sữa chua ăn, phomát, kem.
Chữa bệnh đường ruột: Pháp đã sản xuất và đưa ra thị trường từ hàng chục năm nay một
sản phẩm mang tên Biolactyl chuyên trị tiêu chảy bằng nhiều khuẩn Lactic. Vật liệu sinh học.
1.1.5.2.

Trong nông nghiệp

Probiotic có ứng dụng rộng rãi trong nơng nghiệp: súc sản, thủy sản, tròng trọt… Probiotic
giúp cải thiện sức khỏe của động vật, giúp tăng trọng, giảm tỉ lệ chết non và ngăn chặn tác nhân
gây bệnh. Sự lạm dụng kháng sinh trong ngành chăn nuôi và khả năng đề kháng kháng sinh đã
làm tăng mối quan tâm đến probiotics.
1.1.6. Các dạng chế phẩm probiotic
Probiotic cô lạnh (yophilisé): khi hạ nhiệt độ xuống thật thấp vi khuẩn sẽ trở nên khô như
bột nhưng không bị tiêu diệt. Chúng sẽ sống trở lại khi được đưa vào cơ thể.
Viên nang (capsule): thường có hai hoặc bốn loại phối hợp với nhau như L.casei,
L.acidophilus, L.bulgaricus, L.rhamnosus, Streptococcus thermophi- lus, B.lactis, B. longum.
Bột (poudre): dạng bột pha trong nước. Nhờ lưu lại bao tử trong thời gian ngắn nên khi đến
ruột, một số lượng lớn vi khuẩn vẫn còn sống.
Sữa chua trị liệu: Nên uống trước bữa ăn, có thể chứa một tỉ lệ probiotic rất cao (50 tỉ
2
Vũ Thu Hằng


CFU/ liều).
1.2.

Qui trình sản xuất một sản phẩm probiotic
Dưới đây là quy trình sản xuất tổng quát chế phẩm probiotic dạng khô và dạng lỏng.

Giống

Nhân giống
Lên men
Cố định vi sinh vật
Dịch men
Đóng gói

Sản phẩm dạng khơ

Chuyển hóa

Đóng chai

Ổn định Sản phẩm dạng lỏng

Sơ đồ 1: Quy trình sản xuất chế phẩm probiotic.
Quy trình sản xuất
Chuẩn bị giống
Chủng vi sinh vật sau khi được tuyển chọn, thuần hóa giúp vi sinh vật tăng khả năng thích
nghi với điều kiện thực tế và lĩnh vực phục vụ. Tiếp theo, chủng vi sinh vật được đem đi nhân
giống đê tạo thành giống sử dụng cho sản xuất. Hệ thống lưu giữ giống vi sinh thuần chủng phải
được bảo quản theo tiêu chuẩn kỹ thuật đặc biệt. Cần kiểm tra mật độ và trạng thái hoạt động của
vi sinh vật. Các thông số phải được ghi nhận và báo cáo hàng giờ.
Nhân giống
Môi trường dịch thể chuẩn bị cho quá trình nhân giống đảm bảo đầy đủ các chất dinh
dưỡng, các nguyên tố đa lượng và vi lượng. Trong môi trường này, vi sinh vật sinh trưởng, phát
triển nhanh chóng và dần ổn định thích nghi trước khi được đưa vào quy trình lên men. Nhân
giống cần đảm bảo tạo ra và duy trì nguồn giống thuần chủng mang đầy đủ các ưu thế của giống
gốc.

Lên men
Tùy vào mục đích sản xuất và chủng vi sinh vật sử dụng để chuẩn bị các thông số nhử
nhiệt độ, pH, môi trường lên men phù hợp.
3
Vũ Thu Hằng


Xử lý ổn định hoạt tính men và cố định vi sinh vật
Vi sinh vật sẽ được đưa vào môi trường đặc biệt. Môi trường này được bổ sung và thay đổi
các tố chất và điều kiện cần thiết cho quá trình hình thành bào tử. Giai đoạn này sẽ hình thành
nên bào tử, tế bao tiềm sinh.
Sản xuất men khô
Dịch men đã chuẩn bị được đem đi đông khô tạo khối vi sinh vật. Khối vi sinh vật này
được nghiền thành dạng bột, có nồng độ vi khuẩn cao. Sau đó bột được trộn, nén. Cuối cùng men
vi sinh được đóng gói trong nito, nhằm mục đích bảo quản, ta được thành phẩm.

Câu 2: Trình bày những hiểu biết của em vể Prebiotic và qui trình sản xuất một
chế phẩm prebiotic.
2.1. Tổng quan về Probiotic
2.1.1. Khái niệm
Prebiotic được định nghĩa như là một thành phần thực phẩm không tiêu hóa được tác động
có ích đến vật chủ bằng cách kích thích có chọn lọc sự phát triển hoặc hoạt động của một hay
một số lượng giới hạn các loại vi khuẩn trong ruột kết và do đó giúp cải thiện sức khỏe của vật
chủ (Gibson và Roberfroid, 1995). Prebiotic chỉ các loại chất xơ hịa tan có mạch ngắn, chủ yếu
là các hợp chất oligosaccharide.
2.1.2. Lợi ích và tác hại của prebiotic đối với sức khỏe
Prebiotic là nguồn thức ăn cho probiotic, tạo điều kiện cho lợi khuẩn phát triển mạnh mẽ
và cải thiện hệ tiêu hóa của cơ thể. Prebiotic khơng bị tiêu hóa ở dạ dày, ruột non nên nó cịn
ngun khi xuống ruột già, prebiotics ni dưỡng vi khuẩn ở ruột già và làm tăng hoạt động của
chúng ở đây.

Prebiotic tăng cường hấp thu canxi, magie và các chất khoáng khác; nâng cao và tăng
cường hệ miễn dịch của cơ thể; giảm nguy cơ ung thư trực tràng và ngăn ngừa ung thư ruột kết ở
giai đoạn đầu; duy trì mức đường huyết, hỗ trợ người bệnh tiểu đường, giảm cholesterol xấu, hỗ
trợ ổn định huyết áp, duy trì thoải mái cho đường ruột, ngăn chặn sự xâm nhiễm của một số vi
khuẩn gây bệnh, chống sâu răng, giảm nguy cơ dị ứng ở trẻ em, hỗ trợ tiêu hóa dễ dàng hơn và
hạn chế các trường hợp khó tiêu do đầy hơi, táo bón.
Tuy nhiên, prebiotic chỉ có tác động tích cực tới cơ thể đã có sẵn các vi sinh vật hữu ích,
bản thân prebiotics không sinh ra các vi sinh vật này. Sử dụng nhiều prebiotics gây tình trạng
đầy hơi, đi tiêu nhiều hơn 2 lần/ngày. Các loại đường có nguồn gốc từ FOS có thể kích thích sự
tăng trưởng của vi khuẩn Klebsiella là một vi khuẩn gây bệnh ở đường ruột. Tiêu thụ prebiotic
làm tăng vi khuẩn tạo khí gas trong hệ tiêu hóa, do đó các sản phẩm mới phát triển gần đây
thường hướng tới việc đẩy mạnh sự phát triển của vi khuẩn khơng tạo khí. Prebiotic có tác dụng
khác nhau lên các đối tượng khác nhau. Ví dụ FOS không ảnh hưởng đến sự hấp thu canxi ở
thanh niên nhưng lại kích thích sự hấp thu này ở thiếu niên. Vì vậy cần chú ý khi sử dụng
prebiotics.
2.2. Qui trình sản xuất một chế phẩm Prebiotic
4
Vũ Thu Hằng


Prebiotic được sản xuất chủ yếu bằng bốn cách:
-

Chiết tách trực tiếp từ nguyên liệu thô thực vật như: inulin từ rau diếp xoăn,
oligosaccharide soybean từ đậu tương…

-

Thủy phân có kiểm sốt: thủy phân có kiểm sốt polysaccharide bằng enzyme, có thể sử
dụng phương pháp sắc ký để tinh sạch prebiotic như fructooligosaccharide từ inulin.


-

Glycosyl hóa: q trình tổng hợp bằng cách sử dụng enzyme thuỷ phân tạo
oligosaccharide từ các disaccharide và được tinh sạch bằng quá trình sắc ký như GOS từ
lactose, FOS từ sucrose…

-

Các q trình hóa học: sự chuyển đổi xúc tác từ các cacbohydrate như Lactulose từ sự
đồng phân hóa lactose trong mơi trường kiềm.

Hình 1: Quy trình sản xuất của các oligosaccharide khơng tiêu
hóa. (phỏng theo Sako và cộng sự, 1999)
2.2.1. Sản xuất FOS
2.2.1.1.

Giới thiệu về FOS

FOS (fructooligosaccharide) là chất xơ hòa tan, là chất tạo ngọt năng lượng thấp. FOS kích
thích tiêu hóa, giảm cholesterol, phospholipid, triglyceride, chống béo phì, an tồn cho người
bệnh tiểu đường, ngừa sâu răng, tăng khả năng hấp thụ các ion Ca2+, Mg2+.
FOS là những oligosaccharide có 1 phân tử sucrose liên kết với 1, 2 hay 3 gốc fructosyl
bằng liên kết – 2,1 – glucoside.
Trong tự nhiên, FOS có nhiều trong các loại củ quả như hành tây, tỏi, táo, măng tây, hoa
atiso, chuối. Mật ong cũng là nguồn chưa FOS. Tuy nhiên, FOS trong tự nhiên có nồng độ thấp,
enzyme chuyển hóa gốc fructose bị giới hạn bởi điều kiện thời tiết. Vì vậy FOS được sản xuất
trong cơng nghiệp bằng q trình thủy phân polysaccharide hoặc tổng hợp từ nguồn nguyên liệu
sucrose và enzyme chuyển hóa tạo FOS từ vi sinh vật, chủ yếu là nấm mốc.
Syrup FOS thương mại gồm 25 – 30 % 1 – kestore (GF 2), 10 – 15 % nystose (GF3) và 5 – 10 %

5
Vũ Thu Hằng


1F- fructofuranosylnystose (GF4) và 25 – 30 % glucose như một sản phẩm phụ (Kim và cộng sự,
2000).
2.2.1.2.

Quy trình sản xuất FOS trong công nghiệp
Nuôi cấy tế bào
Phản ứng enzyme

Dung dịch saccharose

Chiết tách enzyme
Tinh sạch
Cô đặc
Tiệt trùng

Sản phẩm

Sơ đồ 2: Quy trình sản xuất FOS gián đoạn trong cơng nghiệp. (phỏng theo Yun, 1996)

6
Vũ Thu Hằng


Nuôi cấy tế bào
Cố định tế bào
Phản ứng theo cột


Dung dịch saccharose

Tinh sạch
Cơ đặc
Tiệt trùng

Sản phẩm

Sơ đồ 3: Quy trình sản xuất FOS liên tục trong công nghiệp. (phỏng theo Yun, 1996)
Trong hai phương pháp trên, phương pháp liên tục có nhiều ưu điểm nổi trội và khả năng
cơng nghiệp hóa cao hơn.

7
Vũ Thu Hằng