Các vi sinh vật probiotics thường đem lại nhiều lợi ích cho sức khỏe vật chủ khi được sử dụng với liều lượng vừa đủ. Ngoài được sử dụng phổ biến trong các chế phẩm sinh học, các vi sinh vật còn được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm thực phẩm thương mại như thịt lên men, ngũ cốc, thức ăn cho trẻ em, nước trái cây, kem, sữa chua,…Bacillus coagulans là một trong những vi khuẩn được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi nhất. Cùng tìm hiểu tiềm năng của chủng Bacillus coagulans trong ngành công nghiệp thực phẩm qua bài viết dưới đây:
Tiềm năng của Probiotics đối với sức khỏe con người
Ngày nay, sự quan tâm đến thực phẩm chứa men vi sinh ngày càng lớn do nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng đối với các loại thực phẩm an toàn, có tác dụng tốt đối với sức khỏe và có giá trị dinh dưỡng cao. Probiotics được định nghĩa là “vi sinh vật sống khi được sử dụng với lượng thích hợp sẽ mang lại lợi ích sức khỏe cho vật chủ. Để có thể đem lợi ích, các sản phẩm chế phẩm sinh học phải chứa ít nhất 107-109 CFU/g lợi khuẩn và phải tồn tại cho đến hết thời hạn sử dụng.
Các vi sinh vật probiotics được tìm thấy trong tự nhiên trong hệ vi sinh vật đường ruột, có thể bảo vệ con người khỏi bệnh tật, tăng cường hệ thống miễn dịch, chống ung thư và có hiệu quả chống lại bệnh mạch vành. Các vi sinh vật probiotic có thể tạo ra các axit hữu cơ (axit lactic và axit acetic), hydrogen peroxide và bacteriocin. Probiotics có một số cơ chế để ức chế vi sinh vật gây bệnh như:
- Làm giảm độ pH của thực phẩm thông qua sản xuất axit lactic
- Sản xuất các chất chống lại vi khuẩn gây hại như microcin, hydrogen peroxide và các hợp chất như các gốc tự do
- Cạnh tranh nguồn thức ăn của hại khuẩn
- Kích thích sản xuất kháng thể IgA (Immunoglobulin A) để ức chế sự xâm nhập của các vi sinh vật gây bệnh
Có hai dạng cơ bản của vi sinh vật probiotic được sử dụng trong thực phẩm là dạng bào tử và dạng bào tử lợi khuẩn. Dạng lợi khuẩn thông thường dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao, độ ẩm, pH và các điều kiện môi trường khắc nghiệt trong quá trình sản xuất. Trong khi đó, dạng bào tử lợi khuẩn có thể sống sót trong điều kiện khắc nghiệt, nhiệt độ cao, trong dịch vị dạ dày và thời gian bảo quản vô thời hạn.
Vi khuẩn sinh axit lactic (LAB) như Lactobacillus, Bifidobacterium và một số loài Saccharomyces boulardii là những vi sinh vật được dùng phổ biến trong sản xuất probiotics. Tuy nhiên, những vi sinh vật này rất nhạy cảm với nhiệt độ và gần như không thể sống sót trong quá trình xử lý nhiệt ở ngưỡng 75°C. Để khắc phục được những hạn chế này, các nhà nghiên cứu sử dụng các vi sinh vật có lợi có khả năng tạo bào tử nhờ khả năng hình thành bào tử, các vi khuẩn Bacillus sống sót và ổn định trong các điều kiện khắc nghiệt cũng như nhiệt độ cao. Một số loài Bacillus không gây bệnh là lựa chọn lý tưởng để sản xuất các sản phẩm probiotics, trong đó phải đề cập tới Bào tử lợi khuẩn Bacillus coagulans.
Bacillus coagulans là gì?
Bacillus coagulans (B. coagulans) lần đầu tiên được phân lập từ sữa hư. Năm 1933, B. coagulans được xác định là Lactobacillus sporogenes bởi Horowitz-Wlassowa và Nowotelnow. Sau đó, nó được phân loại là Bacillus coagulans. Bacillus coagulans là vi khuẩn gram dương, kỵ khí, không gây bệnh, hình thành bào tử và có khả năng sản xuất axit lactic. Nhiệt độ phát triển tối ưu cho B. coagulans là 35 đến 50°C pH sinh trưởng tối ưu là 5,5 đến 6,5. Nó có các đặc tính của vi sinh vật và được sử dụng làm chế phẩm sinh học.
Một số chủng B. coagulans là vi khuẩn kỵ khí ưa nhiệt có thể phát triển ở pH 6,2 và nhiệt độ lên tới 65°C. Mặc dù B. coagulans tạo ra axit nhưng nó không tạo khí từ quá trình lên men maltose, raffinose, mannitol và sucrose. Ngoài sản xuất axit lactic, một số chủng còn tạo ra α-amylase có khả năng điều nhiệt. Do đó, B. coagulans được ứng dụng rất nhiều trong ngành công nghiệp thực phẩm.
B. coagulans đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) và Cơ quan An toàn Thực phẩm của Liên minh Châu Âu (EFSA) báo cáo là an toàn và nằm trong danh sách chung được công nhận là An toàn (GRAS) và đủ tiêu chuẩn về An toàn (QPS). Ngoài ra, người ta báo cáo rằng giải trình tự bộ gen có thể cung cấp thông tin về đặc điểm tổng thể của vi khuẩn, ví dụ về sự an toàn của nó như một chất bổ sung vào thực phẩm, Bộ gen của B. coagulans GBI-30, 6086 đã được khảo sát và người ta thấy rằng nó không chứa bất kỳ gen nguy hiểm nào
Tiềm năng của Bacillus coagulans trong ngành công nghiệp thực phẩm
Các sản phẩm thực phẩm phải trải qua quá trình xử lý nhiệt thường không thể bổ sung vi sinh vật (probiotics) vì các yếu tố sản xuất có thể ảnh hưởng đến khả năng tồn tại của chúng. Để khắc phục những khó khăn này, các vi sinh vật có khả năng tạo bào tử như B. coagulans được đưa vào làm chế phẩm sinh học cũng như chất bổ sung vào thực phẩm. 
Theo truyền thống các vi sinh vật probiotics được sử dụng ở dạng đông khô trong thực phẩm, trong các sản phẩm từ sữa như sữa chua và đồ uống lên men. Theo đó, khả năng tồn tại và tính ổn định của những vi khuẩn này được cải thiện đáng kể nhờ phương pháp tạo bào tử.
Bacillus coagulans là một trong những lựa chọn lý tưởng để phát triển các sản phẩm làm từ ngũ cốc vì chúng có thể tồn tại trong quá trình xử lý nhiệt như nướng, luộc, hấp,… cũng như các bào tử luôn ổn định trong quá trình bảo quản.
Hiện nay nhiều sản phẩm thực phẩm có chứa Bacillus coagulans đã được bán ở nhiều quốc gia khác nhau. Tỷ lệ sống sót của các chủng Lactobacillus bị ảnh hưởng nhiều bởi quá trình sản xuất, bảo quản và vận chuyển. Theo báo cáo, một số chủng B. coagulans có khả năng sống sót tốt hơn trong điều kiện nhiệt độ cao và điều kiện axit dạ dày hơn các vi sinh vật probiotic thương mại khác.
Theo báo cáo, việc thường xuyên tiêu thụ thường xuyên các sản phẩm có chứa men vi sinh sẽ giúp tăng cường hệ thống miễn dịch, chống dị ứng, giảm nguy cơ ung thư, giảm cholesterol và ngăn ngừa các vấn đề về tiêu hóa. Do đó tiềm năng ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm của men vi sinh nói chung và B. coagulans nói riêng là rất lớn.
Sự quan tâm của người tiêu dùng đến các loại thực phẩm tốt cho sức khỏe ngày càng tăng do thói quen tiêu dùng thay đổi và con người ngày càng chú trọng đến sức khỏe nhiều hơn. Việc phát triển các sản phẩm thực phẩm probiotic có tầm quan trọng lớn đối với người tiêu dùng và ngành công nghiệp thực phẩm. Bacillus coagulans đang thu hút sự quan tâm nhờ khả năng chịu nhiệt, dịch vị axit, kháng thuốc kháng sinh tốt hơn các chủng lợi khuẩn khác. Hơn nữa, lợi khuẩn B. coagulans có giá thành rẻ và là một giải pháp thay thế cho các nguồn nguyên liệu khác.
