Vi khuẩn Lactic có khả năng sản xuất axit lactic trong quá trình lên men, được ứng dụng trong y học và công nghiệp thực phẩm
Vi khuẩn Lactic, một nhóm vi sinh vật có lợi tồn tại xung quanh. Loại vi khuẩn này được ứng dụng trong đa dạng lĩnh vực của cuộc sống. Đặc biệt là thực phẩm và y học. Thành phần này được biết đến chủ yếu với lợi ích quan trọng với sức khỏe. Cụ thể là cải thiện hệ tiêu hóa, cân bằng hệ vi sinh và tăng cường hệ miễn dịch. Bởi vậy, các chế phẩm chứa vi khuẩn lactic thường được khuyến khích sử dụng cho bữa ăn hàng ngày. Cùng khám phá ngay khái niệm, đặc điểm và ứng dụng của nó chi tiết nhất thông qua bài viết dưới đây.
Nội dung
1. Vi khuẩn Lactic
Vi khuẩn Lactic là lợi khuẩn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống hằng ngày. Ngày nay, nó đang được nghiên cứu và phát triển thêm nhằm tận dụng tối đa hiệu quả.
1.1 Vi khuẩn Lactic là gì?
Vi khuẩn Lactic (Lactic Acid Bacteria) là vi khuẩn gram dương, thuộc họ Lactobacillaceae. Chúng có dạng hình que hoặc hình cầu, không tạo bào tử, bất hoạt và hô hấp kị khí hoặc hiếu khí. Đồng thời, có thể lên men carbohydrate để tạo acid lactic. Vi khuẩn này không tự sản xuất chất dinh dưỡng mà cần lấy từ môi trường ngoại vi. Năng lượng thu được nhờ quá trình phân giải carbohydrate và sản sinh ra acid lactic. Ngoài ra, nó còn mang một số đặc điểm chuyển hóa quan trọng khác như khả năng thủy phân protein, tạo exopolysaccharid và ức chế vi khuẩn.
Vi khuẩn lactic thường được tìm thấy trong ruột người, hệ tiêu hóa động vật, xác thực vật phân hủy và màng nhầy. Bên cạnh đó, nó còn là thành phần không thể thiếu trong quá trình lên men thực phẩm. Chẳng hạn như: sữa, sữa chua, phô mai, xúc xích, bánh mì, cao nấm men và cao thịt.
Vi khuẩn Lactic có thể thích ứng tốt trong môi trường acid, độ thường pH từ 6-7. Thậm chí, một số loài còn chịu được độ pH thấp hơn. Đây cũng là tính chất giúp nó được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất thực phẩm lên men. Từ đó, tạo tiền đề trong phát triển y học và nghiên cứu tác dụng với sức khỏe con người. Cụ thể, vi khuẩn Lactic có khả năng duy trì cân bằng hệ vi sinh, cải thiện hệ tiêu hóa và tăng cường sức đề kháng.
1.2 Đặc điểm của vi khuẩn Lactic
Cùng BCC khám phá ngay chi tiết đặc điểm của vi khuẩn Lactic.
-
Đặc điểm hình thái
Các vi khuẩn Lactic thường có dạng hình cầu hoặc que. Nó có thể đứng riêng lẻ hoặc tạo thành chuỗi. Đồng thời, thuộc nhóm Gram (+) với nhiệt độ sinh trưởng tối ưu từ 25-47°C.
-
Không có khả năng tự sản xuất phần lớn chất cần thiết
Vi khuẩn Lactic không thể tự sản sinh phần lớn chất cần thiết để tồn tại và phát triển. Tuy nhiên, đặc điểm này của vi khuẩn rất quan trọng với sức khỏe con người. Chúng chủ yếu tồn tại trong sữa, thực vật, hệ tiêu hóa của người và động vật. Hai cơ chế lên men lactic chính là lên men đồng hình và dị hình. Tương ứng với hệ enzyme nội bào. Hiện nay, có khoảng 20 chi vi khuẩn Lactic, được chia thành 5 giống chính. Đó là: Lactobacillus, Pediococcus, Streptococcus, Leuconostoc và Bifidobacterium.
Trong công nghiệp thực phẩm, vi khuẩn lactic giúp sản xuất axit lactic, giảm độ pH và ức chế hại khuẩn phát triển. Bởi vậy, nó được ứng dụng trong quá trình lên men một số thực phẩm. Cụ thể là sữa chua, pho mát, dưa chua và nem chua. Ngoài ra, đây cũng là vi khuẩn có lợi cho hệ tiêu hóa.
-
Ức chế sự phát triển của hại khuẩn nhờ độ pH thấp
Lên men axit lactic làm giảm nồng độ oxy và ngăn chặn thực phẩm phân hủy. Điều này giúp nó được ứng dụng trong bảo tồn thực vật nông nghiệp bằng cách ủ chua. Đó là giảm độ pH và ngăn chặn hại khuẩn. Đây là đặc điểm trọng yếu khi vi khuẩn sản sinh axit lactic khiến độ pH sụt giảm. Điều này rất có ích với tiến trình giữ gìn thực phẩm. Độ pH càng thấp, khả năng ức chế hại khuẩn càng mạnh mẽ. Từ đó, kéo dài khả năng bảo quản cho sản phẩm. Số lượng vi khuẩn lactic càng lớn mạnh kéo theo lượng axit lactic được sản sinh càng lớn.
-
Khả năng lên men axit lactic
Giảm nồng độ oxy trong quá trình lên men axit lactic cũng là đặc điểm quan trọng của vi khuẩn lactic. Nó giúp ức chế các tác nhân gây phân hủy thực phẩm. Lên men dị dạng ít năng lượng hơn so với lên men đồng hình. Bởi sản phẩm được tạo thành không chỉ bao gồm axit lactic. Nó còn có axit axetic, etanol, và CO2. Quá trình lên men này đã thúc đẩy các nghiên cứu và phân tích nhằm tăng cường sự đa dạng của lợi khuẩn lactic. Đồng thời, tận dụng tối đa khả năng bảo vệ thực phẩm của chúng.
Axit trong vi khuẩn lactic không chỉ giúp cải thiện chất lượng thực phẩm. Nó còn chống lại sự xâm nhập của vi khuẩn gây bệnh. Điều này khẳng định vai trò của axit trong duy trì an toàn thực phẩm và sức khỏe con người. Từ đó, mở ra triển vọng mới trong việc áp dụng công nghệ lên men axit lactic để đảm bảo an toàn thực phẩm.
-
Tạo hợp chất kháng khuẩn bacteriocin
Vi khuẩn lactic còn có khả năng tạo chất kháng khuẩn bacteriocin. Nó đóng vai trò quan trọng trong bảo tồn thực vật và duy trì sức khỏe con người. Bacteriocin, như nisin và leucocin, có thể phá hủy màng bao quanh vi khuẩn. Nhất là hại khuẩn như Clostridium botulinum và Listeria monocytogenes. Đặc điểm kháng khuẩn giúp vi khuẩn lactic ứng dụng trong công nghệ thực phẩm. Nhất là các đồ ủ chua.
-
Ức chế hại khuẩn phát triển
Khi tiến vào cơ thể, vi khuẩn lactic còn bám vào niêm mạc đường tiêu hóa. Từ đó, cạnh tranh vị trí bám với một số vi sinh vật gây bệnh như Salmonella và vi khuẩn Pylori. Quá trình lên men tạo ra các chất kháng thể và kháng sinh để ngăn chặn hại khuẩn. Tuy nhiên, việc sử dụng quá mức có thể gây tác hại. Bởi vậy, cần có cách thức sử dụng hợp lý để đảm bảo cân bằng và hiệu quả trong bảo vệ sức khỏe.
1.3 Môi trường sinh trưởng thích hợp của vi khuẩn Lactic
Nhóm vi khuẩn Lactic có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực. Đặc biệt là nhờ quá trình lên men lactic. Môi trường sinh trường có pH phù hợp là từ 6 đến 7. Đây là điều kiện lý tưởng để nó phát triển mạnh mẽ. Ngoài ra, có một số loài trong nhóm ưa môi trường acid và chịu được độ pH thấp hơn nhiều. Điển hình là Oenococcus oeni và nhiều loài Lactobacillus. Điều này có nghĩa là chúng có khả năng sinh tồn và hoạt động tích cực trong môi trường acid. Đây cũng là đặc điểm mà ít vi khuẩn nào có được. Bởi vậy, nó được ứng dụng trong công nghệ thực phẩm và quá trình lên men.
2. Vai trò quan trọng của vi khuẩn lactic
Một trong những nhiệm vụ chủ yếu của vi khuẩn lactic là tham gia vào quá trình lên men. Trong quá trình này, vi khuẩn sản xuất acid lactic, giảm độ pH trong môi trường lên men. Độ pH thấp ức chế hại khuẩn phát triển. Từ đó, kéo dài thời gian lưu trữ, bảo quản thực phẩm và cải thiện công nghệ bảo quản thực phẩm. Đây là ứng dụng quan trọng nhất của vi khuẩn trong cuộc sống hàng ngày của con người.
Quá trình lên men lactic chỉ diễn ra trong môi trường yếm khí. Đồng thời, chia thành hai loại: lên men đồng hình và lên men dị hình. Dù là hình thức nào đều có thể tạo ra acid lactic. Tuy nhiên, nếu vi khuẩn lactic đồng hình thì chúng sẽ biến đổi glucose thành khí CO2.
Đối với sức khỏe con người, môi trường acid do quá trình lên men của vi khuẩn lactic giúp ngăn chặn sự xâm nhập và phát triển của vi khuẩn gây bệnh. Điều này giúp cân bằng hệ vi sinh, cải thiện hệ tiêu hóa và tăng cường sức đề kháng. Từ đó, đảm bảo sức khỏe tổng thể.
3. Quá trình lên men của vi khuẩn Lactic
Quá trình lên men acid lactic diễn ra trong điều kiện yếm khí. Tùy thuộc vào hệ enzyme nội bào. Nó có thể xảy ra theo cơ chế đồng hình hoặc dị hình. Lên men acid lactic theo cơ chế dị hình chỉ có khoảng 50% acid lactic được tạo ra. Còn lại là một số sản phẩm phụ như ethanol, acid acetic và khí CO2. Ngược lại, lên men acid lactic theo cơ chế đồng hình chủ yếu hình thành acid lactic. Vi khuẩn Lactic phân giải glucose để tạo thành sản phẩm cuối cùng. Trong đó, chỉ có một số ít acetate, ethanol, CO2 và acetoin. Tỷ lệ hình thành sản phẩm phụ phụ thuộc vào sự có mặt hay vắng mặt của khí oxi.
Cơ chế lên men của vi khuẩn Lactic được ứng dụng để điều chỉnh quá trình lên men và tạo sản phẩm cuối theo mong muốn. Hiện nay, các công ty đang tiến hành nghiên cứu sâu rộng về quá trình lên men này. Từ đó, nhằm đạt được hiệu suất cao nhất trong quá trình sản xuất. Đặc biệt là trong lĩnh vực công nghiệp thực phẩm. Ứng dụng này mang lại tiềm năng tối ưu hóa quá trình sản xuất và cung cấp giải pháp hiệu quả cho ngành công nghiệp thực phẩm.
4. Một số ứng dụng của vi khuẩn Lactic trong đời sống
Ngày nay, vi khuẩn đã trở thành một yếu tố quan trọng và được áp dụng một cách rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống, bao gồm công nghệ thực phẩm, y học, công nghiệp, nông nghiệp, và nhiều lĩnh vực khác. Một trong những loại vi khuẩn phổ biến được sử dụng là vi khuẩn Lactic. Dưới đây là một số ứng dụng cụ thể của chúng.
4.1 Sản xuất acid lactic
Acid lactic là loại acid khá phổ biến. Nó được ứng dụng nhiều nhiều lĩnh vực khác nhau. Cụ thể:
- Chế biến thực phẩm: Acid lactic trở thành chất phụ gia an toàn với sức khỏe con người. Bao gồm: khả năng điều vị, tạo gel và bảo quản thực phẩm.
- Ứng dụng trong công nghiệp dược, công nghiệp da và dệt
- Hỗ trợ sản xuất màng bao sinh học thân thiện với môi trường
Với những ưu điểm trên, axit lactic ngày càng được nỗ lực nghiên cứu.
4.2 Công nghệ sản xuất thực phẩm
Vi khuẩn Lactic có thể sản sinh acid lactic, làm giảm độ pH môi trường. Đồng thời, sản xuất một số chất kháng khuẩn như bacteriocin ức chế vi khuẩn làm hư hỏng thực phẩm. Ngoài ra, quá trình lên men còn làm gia tăng hương vị và chất dinh dưỡng trong thực phẩm.
Vi khuẩn Lactic trong sữa chua thúc đẩy quá trình lên men. Từ đó, những người không thể sử dụng lactose cũng có thể hấp thu dinh dưỡng từ sữa chua. Chưa kể, nó còn giúp tăng cường lợi khuẩn trong đường ruột. Quá trình lên men này làm giảm độ pH đến mức có thể ức chế hại khuẩn hoạt động.
Chi Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus là nhóm vi khuẩn Lactic giúp tăng cường hiệu quả lên men rau củ. Nó có khả năng chuyển lượng đường trên bề mặt rau củ quả thành acid. Từ đó, tạo vị chua và kéo dài thời gian bảo quản. Thông thường, để vi khuẩn Lactic phát triển và ức chế hại khuẩn, cần bổ sung vào nguyên liệu một lượng muối NaCl khoảng 3 – 5%.
4.3 Quá trình lên men sữa chua
Quá trình lên men sữa chua nhờ vi khuẩn lactic là một trong những ứng dụng phổ biến nhất. Trong quá trình này, lactic có khả năng thúc đẩy quá trình lên men. Từ đó, tạo ra sữa chua chất lượng về chất dinh dưỡng và bảo quản lâu dài. Chưa kể, có một số người còn không thể dung nạp lactose. Tuy nhiên, với vi khuẩn này, học có thể hấp thu được các chất dinh dưỡng từ sữa chua mà không gặp vấn đề khó chịu. Vi khuẩn lactic tham gia biến đổi lactose thành các chất khác. Điều này giúp nguồn dinh dưỡng trong sữa chua trở nên dễ tiêu hóa và hấp thụ.
Quá trình lên men giúp tăng cường số lượng vi khuẩn có lợi. Đặc biệt là trong môi trường có độ pH thấp. Bởi vậy, sữa chua có chứa nhiều lợi khuẩn hàng đầu hiện nay. Chưa kể, nồng độ acid lactic đạt đến mức độ nhất định có thể ức chế hại khuẩn. Từ đó, đảm bảo độ tinh khiết và an toàn của sản phẩm.
Tóm lại, quá trình lên men sữa chua nhờ vi khuẩn lactic không chỉ tăng cường lợi khuẩn cân bằng hệ vi sinh. Nó còn làm cho sản phẩm trở nên dễ tiêu hóa và giàu chất dinh dưỡng. Đồng thời, đảm bảo an toàn và chất lượng cho người tiêu dùng. Đây là một trong những phương pháp hiệu quả nhất trong sản xuất sữa chua ngon và có lợi cho sức khỏe.
4.4 Quá trình lên men thực phẩm muối chua
Vi khuẩn lactic đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp sản xuất thực phẩm. Điển hình là chế biến và sản xuất một số thực phẩm muối chua. Cụ thể là dưa chua, củ quả muối chua, đậu phụ,… Ứng dụng vi khuẩn này giúp tăng cường khả năng bảo quản rau củ quả mà không gây phân hủy. Đồng thời, vẫn giữ được màu sắc tự nhiên hấp dẫn của chúng. Điều này giúp nó được ưa chuộng rộng rãi trong sản xuất tương đậu nành. Bởi chúng có sẵn trong vỏ đậu nành, hỗ trợ lên men lactic.
Không chỉ hỗ trợ sản xuất sản phẩm muối chua ngon miệng và chất lượng cao. Quá trình này còn đảm bảo tính an toàn và estetica nhờ giữ nguyên màu sắc tự nhiên. Có thể nói, ứng dụng này của vi khuẩn lactic không chỉ mang lại lợi ích trong sản xuất thực phẩm. Nó còn thúc đẩy sự đa dạng và sáng tạo trong ngành công nghiệp thực phẩm ngày nay.
4.5 Ủ chua thức ăn gia súc
Quá trình ủ chua thức ăn là quá trình đặc biệt quan trọng trong việc bảo quản thức ăn. Nó được thực hiện bằng cách nén chặt thức ăn còn thô xanh trong hũ, lọ kín khí. Trong quá trình ủ, vi khuẩn thực hiện quá trình biến đổi đường dễ tan thành các loại acid. Chẳng hạn như acid lactic, acid acetic và các acid hữu cơ khác.
Các acid này đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh môi trường ủ chua. Nó được thực hiện bằng cách giảm độ pH xuống mức khoảng 3.8 – 4.5. Mức độ này có thể tác động tiêu cực đối với hầu hết các loại vi khuẩn và enzyme của thực vật. Cụ thể là ức chế sự phát triển của chúng. Điều này giúp đảm bảo kéo dài thời gian bảo quản thức ăn. Đồng thời, ngăn chặn sự phân hủy và giảm sút chất dinh dưỡng. Do đó, quá trình ủ chua không chỉ giúp bảo quản thức ăn một cách hiệu quả. Nó còn đảm bảo an toàn thực phẩm và duy trì chất lượng dinh dưỡng của thực phẩm.
4.6 Ứng dụng trong y học
Hiện nay, chủng vi khuẩn lactic ngày càng được ứng dụng phổ biến trong phòng ngừa và điều trị bệnh. Đồng thời, hỗ trợ quá trình phục hồi và duy trì sức khỏe. Cụ thể là tăng cường miễn dịch, giảm cholesterol, tăng cường tiêu hóa,… Một số chế phẩm từ vi khuẩn lactic phải kể đến như thuốc, men vi sinh, thực phẩm bổ sung và thực phẩm bảo vệ sức khỏe. Khả năng bám dính vào tế bào tạo ra môi trường axit ức chế vi khuẩn có hại. Từ đó, có thể cạnh tranh, tạo hàng rào ngăn chặn vi khuẩn gây bệnh và giảm nguy cơ lây lan.
Tuy nhiên, để đạt được hiệu quả cao nhất, các sản phẩm probiotics từ vi khuẩn lactic cần được sử dụng đúng cách và đúng liều lượng. Lạm dụng có thể gây ra một số tác dụng phụ không mong muốn. Do đó, quan trọng khi sử dụng là cần duy trì chế độ ăn uống và liều lượng phù hợp. Các sản phẩm từ nhóm Lactobacillus, không chỉ giúp bổ sung vi khuẩn có ích. Nó còn giúp duy trì cân bằng hệ vi sinh và hạn chế tình trạng rối loạn tiêu hóa. Lactobacillus bám dính vào tế bào, hạn chế lây lan truyền bệnh, đảm bảo tính bền vững và khả năng nhân lên. Đồng thời, kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn Salmonella (gây tiêu chảy), vi khuẩn H. Pylori (gây loét dạ dày – tá tràng).
Chưa kể, vi khuẩn Lactic còn cung cấp vitamin cho đường ruột. Chẳng hạn như thiamine, nicotine, axit folic, pyridoxine, vitamin B12,… Ngoài ra, còn tạo enzyme có lợi như lactase, giải phóng amino acid tự do và acid béo mạch ngắn.
5. Tạm kết
Trên đây là toàn bộ thông tin chi tiết về vi khuẩn Lactic và ứng dụng của chúng trong cuộc sống hàng ngày. Vi khuẩn Lactic đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp thực phẩm và y học. Cụ thể là cải thiện sức khỏe tiêu hóa và tăng cường hệ miễn dịch. Để hưởng lợi ích tối đa, quan trọng nhất là duy trì một lối sống lành mạnh và không lạm dụng sản phẩm chứa vi khuẩn Lactic. Điều này rất quan trọng trong việc duy trì chế độ sử dụng hợp lý và hạn chế tác động phụ không mong muốn. BCC chuyên cập nhật nhanh chóng và chính xác nhất các thông tin liên quan đến nghiên cứu và ứng dụng Vi sinh vật trong mọi lĩnh vực.
