Trong lĩnh vực sức khỏe và lối sống ăn uống lành mạnh, các xu hướng có thể xuất hiện rồi lại biến mất, nhưng một số yếu tố vẫn tồn tại vượt ra ngoài những xu hướng nhất thời. Chẳng hạn, hãy cùng xem xét về men vi sinh.
Probiotics là những vi khuẩn và nấm men sống mang lại vô số lợi ích cho cơ thể chúng ta. Nhiều người trong chúng ta lần đầu tiên biết đến probiotics qua các quảng cáo sữa chua do các ngôi sao nổi tiếng giới thiệu trong thập niên 1980 và 1990. Trong những quảng cáo đó, probiotics được quảng bá rầm rộ là có tác dụng “cải thiện chức năng tiêu hóa”.
Trong những năm gần đây, kombucha – một loại đồ uống trà lên men – đã trở thành thức uống rất được ưa chuộng trong cộng đồng người Mỹ, và đồ uống sữa chua kefir giàu vi khuẩn có lợi cũng không ngoại lệ. Tất nhiên, men vi sinh cũng có thể được bổ sung dưới dạng viên nang hoặc gói nhỏ.
Rõ ràng là men vi sinh đã trở nên phổ biến, nhưng liệu chúng thực sự có nguồn gốc từ đâu? Thực ra, men vi sinh đã tồn tại từ rất lâu đời, ngang bằng với chính nền văn minh loài người. Hãy cùng tìm hiểu về lịch sử của men vi sinh mà chúng ta biết đến, cũng như cách thức hiểu biết của chúng ta về chúng đã không ngừng phát triển như thế nào cho đến ngày nay.
Lịch sử quá trình lên men
Lịch sử của men vi sinh gắn bó mật thiết với lịch sử loài người. Mặc dù con người không phải lúc nào cũng hiểu rõ về men vi sinh như ngày nay, nhưng nhờ quá trình lên men, chúng ta đã tiêu thụ men vi sinh trong suốt nhiều thế kỷ qua.
Quá trình lên menlà một quá trình hóa học trong đó các enzym của vi sinh vật phân giải đường có trong thực phẩm và đồ uống. Quá trình enzym này tạo ra các hợp chất mới như ethanol, axit lactic và khí carbon dioxide, mang lại hương vị và kết cấu khác biệt cho thực phẩm.
Ví dụ, men trong bột bánh mì tận dụng quá trình lên men để lấy năng lượng từ glucose trong bột mì, đồng thời tạo ra CO₂ như một sản phẩm phụ, từ đó hình thành các bọt khí khiến bột nở ra khi nướng. Sự thay đổi thành phần này cũng xảy ra trong phô mai, nơi axit lactictạo ra hương vị và mùi thơmđộc đáo,quyến rũ.
Các chế phẩm probiotic thời cổ đại
Từ hơn 10.000 năm trước, con ngườiđã tiến hành lên men thực phẩm và đồ uống nhằm tăng cường khả năng bảo quản cũng như cải thiện hương vị, mùi thơm và kết cấu. Hầu như mọi nền văn minh đều có phương pháp lên men riêng; các nhà khảo cổ học đã phát hiện rabằng chứng về quá trình lên men tại Trung Quốc vào thời kỳ Đồ đá mới, khoảng năm 7000 trước Công nguyên, nơi đồ uống làm từ gạo lên men đặc biệt phổ biến. Trong Sách Sáng Thế Ký của Kinh Thánh (18:1-8), có ghi chép rằng Áp-ra-ham đãđã dâng “bê con, bánh mì và sữa chua” làm lễ vật, điều này gợi ý về vị chua do axit lactic trong các sản phẩm sữa lên men tạo ra. Ngoài ra, người ta cho rằng Nhà tiên tri Muhammad đã tặng cho người dân vùng núi Caucasus loại đồ uống lên men giàu axit lactic có tên là kefir.
Quá trình lên men cũng đã được thực hiện bởi người Sumer – một trong những dân tộc đầu tiêncanh tác lương thực. Trong các văn bản chữ hình nêm cổ đại từ khoảng năm 1800 trước Công nguyên, vẫn còn lưu giữ những ghi chép về việc vận chuyển ngũ cốc đến nhà máy ủ bia, thậm chí cả những bài ca ngợi ca quá trình ủ bia.Ngoài ra, cũng có ghi chép cho thấy người Sumer đã lên men sữa; trong nhật ký của một nông dân, có ghi rằng năm trước, bò của ông đã mang lại một vụ thu hoạch tuyệt vời gồm sữa, bơ và phô mai.
Người Ai Cập cổ đại được biết đến là những người đã thực hiện quá trình lên men thực phẩm, đặc biệt là thông qua việc nướng bánh mì men tự nhiên. Bánh mì là thực phẩm chính trong chế độ ăn uống của tất cả người Ai Cập, vàđiều này được minh chứng qua nhiều ghi chép trên các ngôi mộ và đền thờ, mô tả quá trình thu hoạch ngũ cốc, chế biến và xay bột mì để làm bánh mì.Bột mì này được sử dụng trong hỗn hợp men tự nhiên, được tạo ra từ bột nhào và men trong không khí. Hỗn hợp men này giúp bột nở ra trước khi nướng, nhờ đó tạo ra những chiếc bánh mì có kết cấu dẻo dai, xốp và hương vị đậm đà.
Có lẽ điều gây ấn tượng nhất làviệc phát hiện ra miếng phô mai cổ nhất thế giới từ một xác ướp được tìm thấy tạisa mạc Taklamakan của Trung Quốc vào năm 1615 trước Công nguyên.
Tuy nhiên, những điều kỳ diệu ẩn chứa đằng sau quá trình lên men vẫn chưa được làm sáng tỏ một cách thực sự cho đến tận thế kỷ XX.
Phát hiện ra men vi sinh
Lần đầu tiên men vi sinh được ghi chép một cách khoa học là vào năm 1907,khi nhà khoa học người Nga và là chủ nhân giải Nobel Élie Metchnikofftiến hành nghiên cứuvề cư dân vùng dãy núi Caucasus ở Bulgaria. Ông bị thu hút bởi thực tế là khu vực này có nhiều người thọ (trên 100 tuổi) và đã quan sát thấy người dân các làng trong khu vực thường xuyên uống một loại sữa chua lên men nhất định.
Là người cùng thời với Louis Pasteur – người đã xác định được các vi sinh vật không thể thiếu trong quá trình lên men – Metchnikoff rất quan tâm đến tác động của những vi sinh vật này đối với sức khỏe con người. Do đó, ông đã ngay lập tức tiến hành nghiên cứu các vi sinh vật có trong sữa chua mà những người dân làng này thường uống.
Sau khi nghiên cứu các vi sinh vật dưới kính hiển vi, ông đã phát hiện ra rằng loại sữa chua nàychứamột chủng vi khuẩn mới được bác sĩ Stamen Grigorov người Bulgaria phát hiện gần đây, đó làLactobacillus bulgaricus.Như chúng ta đã biết ngày nay, quá trình lên men sữa để làm sữa chua thường được thực hiện bằng cách thêm các chủng vi khuẩn axitlactic nhưLactobacillusbulgaricus và Streptococcus thermophilus.
Khi mối liên hệ này được xác lập, nghiên cứu của Metchnikoff đã gợi ý rằngvi khuẩn Lactobacillicó khả năng trung hòa những tác động tiêu cựclên đường tiêu hóa– vốn là một trong những nguyên nhângây bệnh tật và lão hóa.Metchnikoffđã gọivi khuẩn Lactobacilli là“probiotics”. Thuật ngữ này bắt nguồn từ từ “pro” trong tiếng Latinh (có nghĩa là “vì”) và từ “bios” hoặc “biotic” trong tiếng Hy Lạp (có nghĩa là “sự sống”).
Ngày nay, người ta đã biết rằng các chế phẩm sinh học có thể được tìm thấy trong nhiều chi vi khuẩn và nấm men khác nhau, nhưng phát hiện của Metchnikoff đã trở thành nền tảng cho kiến thức của chúng ta về các chế phẩm sinh học. Chẳng hạn, các nghiên cứu hiện đại đã chỉ ranhững lợi ích mà các chế phẩm sinh học mang lại, như cải thiện tâm trạng, giảm bớt các vấn đề về hệ tiêu hóa và hỗ trợ hệ miễn dịch khỏe mạnh.
Nếu không có phát hiện này, sự hiểu biết của chúng ta về men vi sinh chắc hẳn đã không thể phát triển đến mức như vậy trong suốt một thế kỷ qua. Hãy cùng tìm hiểu xem, nhờ di sản của Metchnikoff, ngày nay sự hiểu biết của chúng ta về men vi sinh đã đạt đến mức nào.
Probiotics hiện đại
Các chế phẩm probiotic đang ngày càng phổ biến trong xã hội chúng ta hơn bao giờ hết, điều này thể hiện rõ qua việc các thực phẩm lên men như kombucha, sữa chua và kimchi ngày càng được ưa chuộng. Tuy nhiên, probiotic ngày nay không chỉ đơn thuần là những món ăn ngon mà còn liên quan đến rất nhiều khía cạnh khác. Nghiên cứu về probiotic đã có những bước tiến vượt bậc nhờ vào việc dễ dàng tiếp cậndữ liệu giải trình tự toàn bộ bộ gentrong vài thập kỷ qua.
Probiotics và giải trình tự gen
Giải trình tự gen là quá trình xác định thứ tự của các “thành phần” hóa học – tức là các bazơ – cấu thànhnên phân tử DNA. Các bazơ này bao gồm adenin, guanin, cytosin và thymine, và chúng cung cấp cho các nhà khoa học thông tin về loại thông tin di truyền có trong một đoạn DNA cụ thể. Điều này đặc biệt có giá trị trong trường hợp của các chế phẩm probiotic, giúp xác định không chỉcác chủng khác nhautrên toàn thế giới mà còn cả các chủng có trong chính cơ thể chúng ta.
Tuy nhiên, trước tiên, tôi xin giới thiệu một sơ lược về quá trình phát hiện trình tự gen.
Trong 10 năm qua, lĩnh vực nghiên cứu men vi sinh đã chứng kiến những thay đổi đáng kể. Phần lớn những thay đổi này là nhờ vào các bước đột phánhư Dự án Gen người, giúp mở rộng khả năng tiếp cận các phương pháp giải trình tự toàn bộ bộ gen mới. Việc giải mã trình tự bộ gen của hơn 1.000 loài vi khuẩn trên mỗi cá nhân trong các điều kiện khác nhau đã giúp mở rộng đáng kể hiểu biết của chúng ta về các loài vi khuẩn liên quan đến các trạng thái sức khỏe khác nhau của con người.
Các nỗ lực ban đầu trong lĩnh vực giải trình tự gen chủ yếu tập trung vào các chủng vi khuẩn có hại liên quan đến bệnh tật. Hiện nay, một phần sự quan tâm này đã chuyển sang việc giải trình tự gen của các chủng vi khuẩn liên quan đến thực phẩm và hệ vi sinh vật đường ruột, đặc biệt là các chủng vi khuẩn probiotic; lĩnh vực này đã được đặttên là “probiogenomics”vào năm 2009.
Nếu có dữ liệu trình tự gen hoàn chỉnh, các chuyên gia sẽ có thể giải đáp nhiều thắc mắc hơn, giải quyết nhiều vấn đề hơn và đạt được nhiều tiến bộ hơn nữa trong lĩnh vực sức khỏe và y tế. Nhờ việc giải trình tự gen của các chủng mới được phân lập từ thực phẩm lên men hoặc từ đường ruột, các nhà khoa học có thểgiải đáp nhiều thắc mắcliên quan chỉ trong vòng một hoặc hai ngày.
- Có nguy hiểm hay không – Trong trường hợp mang gen sản sinh histamine hoặc gen kháng kháng sinh
- Có hữu ích hay không – ví dụ, nếu mang gen giúp lên men lactose thành axit lactic
- Người thân ruột thịt của người đó là ai?
- Liệu chúng có được phát hiện trong đường ruột của những người đã được giải trình tự bộ genhay không?
PS128: Những điều có thể biết được từ việc giải trình tự gen
Năm 2007, khi một chủng vi khuẩn mới được phân lập từ rau muối lên men, kết quả giải trình tự gen đã chỉ ra rằngchủng này thuộc loài Lactobacillus plantarum. Chủng mới này,L. plantarum PS128, do không mang các gen sản xuất histamine đã biết cũng như các gen kháng kháng sinh thông thường, nên đã nhanh chóng được phân loạilà một chủng probiotic tiềm năng cho con người. Làm sao chúng ta biết được điều đó? Nhờ vào giải trình tự gen.
Gần đây,Lactobacillus plantarum PS128 đã được đổi tên thànhLactiplantibacillus plantarum PS128. Tại sao vậy? Điều này cũng là nhờ vào việc giải trình tự gen.
Trước đây, chi Lactobacillusbao gồm rất nhiềuloài vi khuẩn sản xuất axit lactic, nhưng nhờ phân tích trình tự gen, người ta đã phát hiện ra rằng phần lớn trong số hơn 260 loài này, xét về mặt tiến hóa, lại có quan hệ họ hàng khá xa với nhau.
Lactose — chất được chuyển hóa thành axit lactic qua quá trình lên men — có nhiều trong các sản phẩm từ sữa; nhờ khả năng chịu đựng axit và axit mật, vi khuẩn axit lactic đặc biệthữu ích trong các ứng dụng thương mại. Ngoài axit lactic, vi khuẩn axit lacticcòn sản sinh ra các hợp chất kháng khuẩn như bacteriocin và hydro peroxide, do đó chúng cũng đóng vai trò chức năng trong việc chống lại các tác nhân gây bệnh.
Năm 2020, sau khiđề xuất phân loại lạiđược Tạp chí Ghi chép Chính thức về Tênvi khuẩnchấp thuận và việc giải trình tự bộ gen đã giúp làm rõ những khác biệt rõ rệt về thành phần gen,chi Lactobacillusđã được phân loại lại thành25chi mới. Hệ thống phân loại mới này bao gồm một chi vẫn giữ tên cũ là“Lactobacillus”,chi Lactiplantibacillusvừa được đặt tên mới, cùng với 23 chi mới khác.
Tương lai của men vi sinh
Nhờ những bước tiến đột phá như giải trình tự gen và khả năng thực hiện chúng với tốc độ đáng kinh ngạc nhờ công nghệ hiện đại, sự hiểu biết của chúng ta về hệ vi sinh vật và men vi sinh đã được mở rộng đáng kể, đồng thời kiến thức về sức khỏe con người cũng đã có những bước tiến nhảy vọt.
Ví dụ,nhờ vào việc giải trình tự hệ vi sinh vật trong phân, các chuyên gia có thể xác định hồ sơ hệ vi sinh vật của từng cá nhân, điều này có thể mang lại lợi ích rất lớn cho những người mong muốn tìm hiểu sâu hơn về các nhu cầu sức khỏe cụ thể của mình. Hiện nay, một số công ty đang cung cấp dịch vụ giải trình tự này dưới dạng bộ kit xét nghiệm hệ vi sinh vật trong phân có thể thực hiện tại nhà, và bất kỳ ai cũng có thể mua trực tuyến.
Các doanh nghiệp cho rằng, bằng cách sử dụng các bộ kit này, người tiêu dùng có thể tìm hiểu chi tiết hơn về nhu cầu sức khỏe của bản thân dựa trên hồ sơ hệ vi sinh vật và từ đó xác định loại men vi sinh nào mang lại lợi ích tối ưu nhất. Tuy nhiên, các bộ kit “bán trực tiếp cho người tiêu dùng” như vậykhông chịu sự quản lý của Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA), vàkhả năng phân tích của chúngnói chung còn hạn chế. Nhiều bộ kit trong số này có giá khá cao, và tính chính xác, tính hợp lệ cũng như khả năng ứng dụng vào sức khỏe con người của ít nhất một số kết quả vẫn còn là chủ đề gây tranh cãi.
Những đổi mới trong quá khứ và những đổi mới đang diễn ra hiện nay đang mở ra những tiềm năng mới phong phú trong nghiên cứu và ứng dụng men vi sinh.Ví dụ,các phương pháp mới như metagenomicscung cấp thêm nhiều thông tin về các mẫu được phân tích. Bằng cách giải trình tự hỗn hợp DNA gen được chiết xuất từ các nguồn tự nhiên, các nhà nghiên cứu có thể xác định cộng đồng vi sinh vật trong mẫu đó. Thay vì sử dụng các phương pháp truyền thống để phân lập và nuôi cấy từng vi sinh vật riêng lẻ, phương pháp tiếp cận được hợp lý hóa hơn nhiều này cho phép các nhà nghiên cứu xác định nhiều vi sinh vật cùng một lúc.Đặc biệt, phương pháp này cho phép xác định các vi sinh vật có điều kiện sinh trưởng đặc thù. Nhờ công nghệ metagenomics, khoảng 70% hệ vi sinh vật của con người đã được xác định, trong đó phần lớn là những loài khó nuôi cấy trong phòng thí nghiệm.
Phương pháp phân tích metagenome mangtiềm năng phát hiện các gen, các protein do chúng mã hóa, cũng như toàn bộ các họ gen, điều này có thể trở nên vô cùng quan trọng trong lĩnh vực y học và công nghệ sinh học. Các phương pháp thu thập dữ liệu mới cũng đang góp phần thúc đẩy sự phát triển của lĩnh vực này. Những hệ thống như vậy sẽ giúp đẩy mạnh hơn nữa các nghiên cứu về sự tương tác giữa các chế phẩm probiotic với hệ miễn dịch, quá trình chuyển hóa và toàn bộ hệ vi sinh vật.
Tại Bened Life, chúng tôi mong muốn trở thành một phần của xã hội, sử dụng men vi sinh đường ruột-não để giải quyết cả những vấn đề hàng ngày lẫn những thách thức toàn cầu, đồng thời hỗ trợ nâng cao chất lượng cuộc sống cho mọi người trên mọi hành trình.Hãy tham giabài trắc nghiệm chỉ 1 phúttại đâyđể tìm ra sản phẩm Bened Life phù hợp nhất với bạn!
Chúng tôi đang hướng tới một tương lai như vậy thông qua L. plantarum PS128. Hãy cùng tìm hiểu xem điều đó có thể thay đổi cuộc sống của bạn như thế nào ngay hôm nay!
