STTNN - Con người đã lên men đồ ăn và thức uống, mọi thứ từ kimchi và sữa chua đến bia và trà kombucha, trong khoảng hơn 13.000 năm.
Lên men – một quá trình tự nhiên sử dụng các vi sinh vật để tạo ra cồn và acids từ carbohydrate – có thể bảo quản thực phẩm lâu dài hơn và có thể tăng cường chất lượng của thực phẩm bằng việc chuyển một số hợp phần vào dạng dễ tiêu hơn hơn.
Một số thực phẩm lên men chứa các vi sinh vật mà chúng ta gọi là probiotics, vốn có thể gia tăng thời gian bảo quản thực phẩm và đem lại rất nhiều lợi ích như thúc đẩy một hệ vi sinh vật lành mạnh cho sức khỏe hơn và giảm các mức cholesterol.
Các nhà hóa học đã muốn xác định một cách hiểu các probiotics nào hoạt động mạnh nhất trong cơ thể. Vì vậy họ đã phát triển một cảm biến cardboard có thể giám sát sự hoạt hóa chuyển hóa của probiotics.
Lợi ích sức khỏe của probiotic
Vì về cơ bản chúng đều được coi là an toàn, probiotics là một trong những thực phẩm bổ sung phổ biến nhất thị trường hiện nay, với trị giá trên 50 tỉ USD mỗi năm.
Lactobacillus, Bifidobacterium, và Saccharomyces là những probiotics phổ biến nhất, ví dụ, các nhà sản xuất thực phẩm thường sử dụng việc nuôi cấy Lactobacillus bulgaricus và Streptococcus thermophilus trong sữa đông và làm sữa chua.
Các nghiên cứu gần đây phát hiện ra là probiotics có thể ngăn chặn được sự phát triển của các vi khuẩn gây gại trong cơ thể, đem lại các mức cholesterol thấp hơn, giảm thiểu chứng táo bón, kiểm soát huyết áp, tăng cường việc tạo ra các vitamin, cải thiện việc hấp thụ calcium và thúc đẩy hệ miễn dịch.
Tuy nhiên, probiotics có thể chỉ cung cấp các hiệu ứng sức khỏe có lợi khi các vi sinh vật được hoạt hóa, điều đó liên quan đến hoạt động chuyển hóa của chúng và tương tác với cơ thể vật chủ. Vì vậy, dạng probiotic, công thức của chúng và cách được xử lý như thế nào trở nên tối quan trọng.
Phân tích probiotics
Probiotics phát triển từ từng tế bào thành cả cụm. Các nhà khoa học thực phẩm có thể nghiên cứu probiotics băng việc đếm số lượng các tế bào sống – cũng được gọi là các đơn vị hình thành cụm – trong thực phẩm để xác định cách chúng có thể phát triển và cách chúng hoạt động. Họ có thể nghiên cứu cách probiotics phản hồi với dịchdạ dày được tạo ra trong phòng thí nghiệm để mô phỏng cách probiotics hoạt động trong dạ dày bạn. Dịch dạ dày là một dạng chất lỏng bí mật trong dạ dày bạn tham gia vào quá trình tiêu hóa.
Tuy nhiên phần lớn các thử nghiệm đều diễn ra một cách chậm chạp và đòi hỏi những thiết bị đắt đỏ và người thực hiện phải có kỹ năng cao. Đó là lý do mà các cảm biến hiển thị dạng bản có thể giải quyết.
Nhóm nghiên cứu của giáo sư Carlos D. Garcia và George Chumanov đã hợp tác với nhóm nghiên cứu khác từ Brazil để phát triển một cảm biến đơn giản có thể đo đạc sự hoạt hóa chuyển hóa của thực phẩm chứa probitics.
Họ thiết kế các cảm biến sử dụng các bảng tiêu chuẩn và một quy trình gọi là vẽ laser. Họ sử dụng một tia laser để chuyển hóa một lượng nhỏ bìa thành carbon, khiến cho nó có khả năng dẫn diện, sau đó sử dụng các hạt nano vàng để cải thiện khả năng phản hồi của các cảm biến thông qua việc giảm điện trở suất của vật liệu.
Mức điện trở suất thấp của vật liệu quan trọng bởi vì cảm biến dò sự hoạt hóa chuyển hóa của vi khuẩn thông qua một dạng phản ứng hóa học gọi là phản ứng ô xy hóa khử. Có thể dò độ khử ô xy của một phân tử do probiotics tạo ra.
Những phát hiện của cảm biến
Trước khi thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã hiệu chuẩn cảm biến bằng việc mua một hộp sữa chua phổ biến trong các cửa hàng ở Mỹ. Mỗi thử nghiệm, họ chỉ cần nuôi cấy khoảng 100 micro lít mỗi mẫu – khoảng 1/50 thìa cà phê – trong vòng 10 phút ở nhiệt độ phòng.
Khi hiệu chuẩn cảm biến, họ đã kiểm tra mức độ hoạt hóa chuyển hóa của các vi sinh vật hiện diện trong mẫu thử, cả bia và sữa chua. Họ phát hiện ra là các cảm biến có thể xác định mức hoạt hóa chuyển hóa chính xác hơn nhiều so với những phép thử mà các nhà khoa học hiện dùng.
Họ đã tìm ra vi khuẩn trong bia mà họ thử nghiệm, một loại IPA chưa được lọc, đã hoạt hóa chuyển hóa nhiều hơn sữa chua của các nhãn hàng nổi tiếng như Siggi’s, Yakult và Activia.
Tuy nhiên trước khi bạn chạy đến quầy bia địa phương thì nhớ lưu ý điều quan trọng nhất là cảm biến chỉ đo đạc tổng thể độ hoạt hóa chuyển hóa của các vi sinh vật hiện diện trong mẫu. Nó chưa thể dò được bất kỳ các dạng hoạt hóa nào hay các lợi ích sức khỏe tiềm năng.
Trong khi nhiều nhóm nghiên cứu đã nêu nhiều lợi ích sức khỏe tiềm năng của bia nhưng không phải mọi loại bia đều mang lại lợi ích. Hãy nhớ là một lon bia IPA có các vi khuẩn có lợi nhưng dạng cồn trong đó ở mức 6% đến 8% và kèm theo là 180 đến 200 calo.
Nhiều nhà nghiên cứu đã có nhiều phát hiện trong lĩnh vực này khi dử dụng các thực phẩm chứa probiotics truyền thống chuwad nhiều vi sinh vật trong ruột bạn. Trong mỗi trường hợp, họ đều tìm ra là năng lực của probiotics trong việc hiệu chỉnh các vấn đề sức khỏe cụ thể có lẽ đều có giới hạn.
Có lẽ cần phải điều chỉnh việc xác định con đường các chất bổ sung chứa probiotics vì thật khó để nó liệu các sản phẩm đó trên thực tế chứa dạng probiotics nào và lượng vi khuẩn sống thực tế so với nhãn hàng cho biết không.
Tất cả đều cần được xem xét, cảm biến mà các nhà nghiên cứu đề xuất hướng đến việc đem lại một cách đơn giản, thuận tiện và chi phí rẻ để dò độ sống của vi khuẩn. Các cảm biến đó, vào một ngày nào đó, có thể giúp ích nhiều trong các lĩnh vực khác nhau, ví dụ như chăm sóc sức khỏe.
Theo Thanh Hương - Tạp chí Tia Sáng
