Các nhà khoa học đã phát triển chế phẩm sinh học với lớp phủ có thể ăn được độc đáo để đảm bảo vi khuẩn có lợi đến ruột thành công khi chúng được tiêu hóa.
Các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Nanyang, Singapore (NTU Singapore) đã phát triển chế phẩm sinh học với lớp phủ có thể ăn được độc đáo để đảm bảo vi khuẩn có lợi đến ruột thành công khi chúng được tiêu hóa.
Probiotics được Tổ chức Y tế Thế giới định nghĩa là vi sinh vật sống, khi được sử dụng với lượng vừa đủ, sẽ mang lại lợi ích sức khỏe cho vật chủ `1`. Chúng đã được chứng minh là giúp ngăn ngừa nhiễm trùng đường tiết niệu và tiêu hóa, và duy trì hệ vi khuẩn đường ruột khỏe mạnh, có liên quan đến việc giảm nguy cơ béo phì và tăng cường sức khỏe tổng thể `2`.
Tuy nhiên, một số phương thức cung cấp men vi sinh, bao gồm cả chất bổ sung và các sản phẩm từ sữa, không hiệu quả trong việc đảm bảo chúng tồn tại trong điều kiện tồn tại trong dạ dày con người để được cung cấp với số lượng đủ để có lợi cho sức khỏe của một người. Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng phần lớn lợi khuẩn được cung cấp trong các chất bổ sung thương mại và sữa chua sẽ chết đi trong vòng 30 phút đầu tiên khi tiếp xúc với môi trường axit của dạ dày `3`.
Trong nghiên cứu của NTU, men vi sinh, vi khuẩn Lacticaseibacillus thân thiện với đường ruột , được phun phủ bằng alginate, một loại carbohydrate có nguồn gốc từ tảo nâu, bảo vệ chúng khỏi điều kiện axit khắc nghiệt trong dạ dày.
Thông qua các thí nghiệm mô phỏng cuộc hành trình dọc theo đường tiêu hóa của con người, chỉ những lợi khuẩn có lớp phủ do NTU phát triển là sống sót. Vi khuẩn chỉ được giải phóng khi chúng đến ruột non, do lớp bao phủ bị phá vỡ do phản ứng với các ion photphat có trong ruột non với số lượng cao hơn.
Việc phát triển công nghệ phủ alginate phản ánh cam kết của NTU đối với các nhu cầu và thách thức của cuộc sống khỏe mạnh và lão hóa, đây là một trong bốn thách thức lớn của nhân loại mà Trường tìm cách giải quyết thông qua kế hoạch chiến lược NTU 2025 của mình.
Phó giáo sư Joachim Loo thuộc Trường Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu của NTU, người đứng đầu cuộc nghiên cứu, cho biết: "Trong những năm gần đây, các nghiên cứu khoa học đã chỉ ra rằng sức khỏe của một cá nhân phụ thuộc nhiều hơn vào sự trợ giúp của 'những con bọ tốt' trong đường ruột của chúng ta. hơn chúng tôi nghĩ trước đây. "
"Tuy nhiên, men vi sinh là những vi sinh vật mỏng manh và không thể tồn tại trong môi trường khắc nghiệt của dạ dày. Để tăng hiệu quả của men vi sinh như một loại thực phẩm chức năng, chúng tôi đã tìm cách" gói hàng "và đưa chúng đến các vị trí cụ thể của ruột, nơi chúng hoạt động tốt nhất. Bao bì bền với độ ẩm này, thông qua kỹ thuật vật liệu, giúp phân phối lợi khuẩn hiệu quả hơn và kéo dài thời hạn sử dụng của các chất bổ sung. "
(adv)
Cô Tan Li Ling, một nghiên cứu sinh tại Trường Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu của NTU, người đầu tiên là tác giả của nghiên cứu, cho biết: "Chúng tôi chọn alginate làm vật liệu phủ vì nó an toàn cho con người, có nguồn gốc tự nhiên và tương đối thấp -cost. Alginate cũng thể hiện đặc tính đệm axit, có thể bảo vệ men vi sinh chống lại các điều kiện khắc nghiệt do axit dịch vị gây ra. "
Kết quả của nghiên cứu đã được công bố trên ấn phẩm học thuật được bình duyệt bởi Carbohydrate Polyme vào tháng Hai. Đơn xin cấp bằng sáng chế cho công nghệ bao phủ men vi sinh cũng đã được nộp thông qua doanh nghiệp và công ty đổi mới của NTU, NTUitive .
Mở rộng trường hợp sử dụng men vi sinh
Công nghệ phủ men vi sinh NTU có thể tùy chỉnh và có thể được sử dụng để tạo ra men vi sinh phủ dạng bột, có đường kính khoảng 10μm (0,0004 inch).
Phương pháp này sử dụng đường bảo vệ cùng với alginate, để vi khuẩn không bị tiêu diệt trong quá trình sản xuất. Ngoài ra, việc sử dụng các ion canxi cho phép lớp phủ không bị phân hủy trong chất lỏng hoặc trong môi trường ẩm, giúp cho nó có thời hạn sử dụng lâu hơn.
Phương pháp này cũng sử dụng kỹ thuật sấy phun để sản xuất chế phẩm sinh học bao bọc. Sấy phun là một phương pháp sản xuất hiệu quả về chi phí và năng suất cao, đã được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm. Nó sẽ cho phép sản xuất men vi sinh phủ do NTU phát triển với giá cả phải chăng và với số lượng lớn.
Để tạo ra men vi sinh có màng bọc, các nhà khoa học đã nuôi cấy vi khuẩn Lacticaseibacillus , trước khi rửa chúng trong dung dịch muối. Sau đó, các vi khuẩn được tập hợp lại với nhau ở nồng độ phản ánh liều lượng men vi sinh theo khuyến nghị của Liên hợp quốc `4`. Cuối cùng, các chế phẩm sinh học được làm khô bằng phun và phủ trong alginate. Toàn bộ quá trình mất khoảng một giờ.
Nếu được bảo quản lạnh, vi khuẩn probiotic được phủ có thể tồn tại trong hơn tám tuần. NTU được phát triển cũng không hề bị suy giảm và có thể bảo vệ probiotic chống lại axit dịch vị trong thời gian thử nghiệm kéo dài 8 tuần.
Các nhà khoa học cho biết khi so sánh, đồ uống có chứa probiotic có thời hạn sử dụng lên đến bảy tuần khi để trong tủ lạnh, nhưng các lợi khuẩn trong chúng bắt đầu chết đi sau khi để ở nhiệt độ phòng sau vài giờ `5`.
Bên cạnh khả năng đóng vai trò như một cách hiệu quả hơn để cung cấp men vi sinh, các nhà khoa học của NTU cho biết họ đang khám phá cách sử dụng cải tiến của mình để làm phong phú thực phẩm và đồ uống, chẳng hạn như bia và đồ uống đóng hộp khác, với men vi sinh.
PGS Loo cho biết thêm: "Với sự thay đổi mô hình hướng tới phòng bệnh hơn là điều trị, do đó, chế phẩm sinh học có thể giữ chìa khóa trong việc hình thành sức khỏe của một người, giữ cho sức khỏe một màu hồng. cho một loạt các chế phẩm sinh học khác và cho các mục đích khác, bao gồm cả các ứng dụng thương mại trong ngành nông nghiệp thực phẩm và y tế. "
Bà Tan cho biết thêm: "Công nghệ này rất linh hoạt vì men vi sinh phủ có thể được kết hợp vào nhiều loại sản phẩm khác nhau, bao gồm thực phẩm chức năng và thuốc viên, thực phẩm và đồ uống, và thậm chí cả thức ăn chăn nuôi."
Công nghệ do NTU phát triển đã nhận được sự quan tâm từ các công ty trong ngành F&B để áp dụng và phát triển hơn nữa.
Các nhà khoa học sẽ làm việc để thử nghiệm sự đổi mới của họ trên các loại chế phẩm sinh học khác, cho phép nó được áp dụng cho ngành công nghệ thực phẩm nông nghiệp, vì nó có thể được sử dụng để làm phong phú thêm chế độ ăn của động vật nuôi, chẳng hạn như cá và gà, với chế phẩm sinh học, để tìm giải pháp thay thế kháng sinh trong canh tác nông nghiệp.
Theo Science daily
