THỰC PHẨM CHỨC NĂNG MỚI TỪ SỮA

Chia sẻ: Pham Khanh Dung | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:17

Thêm vào BST

Báo xấu

191
lượt xem 62
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong nhiều thế kỷ, các sản phẩm sữa được sử dụng như một trong những loại thực phẩm hàng đầu cho nhiều triệu người trên khắp thế giới. Sữa là thực phẩm tự nhiên với nhiều giá trị dinh dưỡng đã được chứng minh. Việc thừa nhận giá trị của sữa được phản ánh từ sự quan tâm ngày càng tăng trong phát triển các chương trình tập trung vào quy mô sản xuất nhỏ các sản phẩm từ sữa tại các nước đang phát triển - nơi sự suy dinh dưỡng và nghèo đói là thử thách...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: THỰC PHẨM CHỨC NĂNG MỚI TỪ SỮA

THỰC PHẨM CHỨC NĂNG MỚI TỪ SỮA 1
MỤC LỤC 1.Một số nét về lịch sử. 3 2.Phát triển thực phẩm chức năng từ sữa 6 3.Sức khỏe và các thành phần chức năng từ sữa. 7 4.Galacto-oligosaccharide, lactulose, lactitol và lactosucrose 11 5.Các tác nhân cho phát triển 13 6.Chất béo đặc biệt. 16 7.Axit béo không bão hòa n-3 và n-6. 16 8.Sử dụng trong hệ thống thực phẩm 17 9.Chế tài. 17 10.Phát triển trong tương lai. 18 2
Một số nét về lịch sử. 1. Trong nhiều thế kỷ, các sản phẩm sữa được sử dụng như một trong những loại thực phẩm hàng đầu cho nhiều triệu người trên kh ắp th ế gi ới. S ữa là thực phẩm tự nhiên với nhiều giá trị dinh dưỡng đã được chứng minh. Việc thừa nhận giá trị của sữa được phản ánh từ sự quan tâm ngày càng tăng trong phát triển các chương trình tập trung vào quy mô sản xuất nhỏ các s ản ph ẩm t ừ sữa tại các nước đang phát triển - nơi sự suy dinh dưỡng và nghèo đói là th ử thách chính. Yêu cầu về sữa tại các nước đang phát triển được dự báo sẽ tăng lên 25% vào năm 2025 (Delgado và cộng sự ,1999). Nguyên nhân một phần do sự tăng dân số phần khác do thu nhập thực tế được dùng tiêu dùng cho sự đa dạng hóa các sản phẩm thực phẩm nhằm đáp ứng những nhu cầu về dinh dưỡng cũng ngày càng tăng. Theo dự báo của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Mỹ, tiêu thụ sữa tại các quốc gia đang phát triển sẽ tăng 3,3% mỗi năm tính t ừ đ ầu nh ững năm 1999 cho đến năm 2020. Tỷ lệ tăng trưởng của thế giới phát triển tương ứng là 0.2% một năm. Vào năm 2020, những nước đang phát triển sẽ tiêu thụ 223 triệu tấn sữa, nhiều hơn lượng sữa tiêu thụ vào năm 1993. Tại những quốc gia kém phát triển mức tiêu thụ sữa cũng tăng lên 18 triệu tấn (Delgado và c ộng s ự,1999). Việc xây dựng và phát triển tính chức năng trong sản phẩm làm từ sữa ch ỉ đơn giản là làm giảm bớt và/ hoặc làm giàu các thành phần tự nhiên có lợi của sữa. Khái niệm thực phẩm chức năng được biết đến lần đầu tiên tại Nhật Bản vào giữa những năm 1980, khi dân số Nhật Bản là dân s ố già và nh ững chi phí cho chăm sóc sức khỏe tăng cao, dẫn đến việc bộ Y t ế và Phúc L ợi xã h ội Nhật đề xuất quy chuẩn về thực phẩm chức năng (Swinbanks và O’Brien, 1993). Kết quả của quá trình ra quyết định lâu dài để thiết lập một lo ại th ực phẩm có khả năng tăng cường lợi ích là một tác động của chính ph ủ Nh ật nhằm 3
giảm sự leo thang chi phí về chăm sóc sức khỏe, khái niệm về thực ph ẩm đặc biệt sử dụng vì sức khỏe ra đời năm 1991 ( Foods for specified health use: FOSHU. Trong thời gian đó, đặc biệt là nh ững năm 1990, khái ni ệm th ực ph ẩm chức năng xuất hiện rộng rãi trên toàn thế giới, không ít thì nhiều có liên quan đến FOSHU của Nhật Bản. Cùng với khái niệm thực phẩm ch ức năng, nhi ều khái niệm khác được đưa ra như “thực phẩm bổ sung”, “thực phẩm thuốc”, “thực phẩm bảo vệ sức khỏe”, “sản phẩm dinh dưỡng y học”,…Tuy nhiên, thực phẩm chức năng vẫn được xem như là một khái niệm đặc biệt, một loại riêng khác biệt với “thực phẩm thuốc”, “thực phẩm dinh dưỡng và đi ều trị”, “thực phẩm bổ sung Vitamin và khoáng chất”, và không bao gồm “thực phẩm bổ sung”. Thực phẩm chức năng là một khái niệm thuộc về dinh dưỡng và không thuộc về dược phẩm. Thực phẩm chức năng trước tiên phải là thực phẩm, không phải là thuốc bởi vì nó không có tác dụng chữa bệnh. Thêm nữa, trong hầu hết các trường hợp khi đánh giá vai trò của thực phẩm chức năng đối với bệnh tật, người ta nh ận thấy thực phẩm chức năng giúp giảm nguy cơ bệnh tật hơn là ngăn ngừa bệnh (Roberfroid 2000).Có thể chấp nhận được rằng, thực phẩm ch ức năng cung cấp thêm những lợi ích cho sức khỏe ngoài những lợi ích về dinh dưỡng thông thường (Shortt et al. 2004). Trong suốt những năm 1990, thực phẩm chức năng và thực phẩm thuốc nổi lên như một xu hướng vượt trội trong ngành công nghiệp thực phẩm, cả ở Mỹ và trên toàn thế giới. Nhiều nghiên cứu về tiêu dùng liên tục chỉ ra rằng có những phân đoạn trong dân số có thái độ và lối sống phù hợp hơn với khái niệm về thực phẩm cho sức khỏe. Tại Hoa Kỳ, thông thường, nghiên cứu tiêu dùng có thể phân khúc khoảng 40 triệu người tiêu dùng là những người “chủ động về sức khỏe”, có nghĩa là họ hoạt động ngày hôm nay để đảm bảo sức khỏe tốt khi lớn tuổi hơn, 4
quan tâm về dinh dưỡng gia đình, thường xuyên ăn hoa quả, chấp nhận thuốc và tập thể dục hai lần một tuần. Ngoài ra, nghiên cứu nhận ra một nhóm người tiêu dùng tương tự được cho là “ có nhận thức về sức khỏe”, họ là những người được cho là có cách thức như “nhóm chủ động về s ức kh ỏe” ngoại trừ việc họ không tập thể dục hai lần một tuần. Nhóm này cũng bao gồm người tiêu dùng trên 18 tuổi, ước tính khoảng 13.000.000 người tiêu dùng. Đây là những thị trường tiêu thụ khá lớn (Childs 2007). Định lượng giá trị của thị trường thực phẩm chức năng là một nhiệm vụ khó khăn. Sử dụng một định nghĩa chặt chẽ, thực phẩm và đồ uống có nhãn hoặc quảng cáo được xác nh ận có tác đ ộng đ ặc biệt tới sức khỏe, thị trường của Châu Âu, Mỹ, Nh ật và Úc đ ạt giá tr ị ước tính khoảng 57 tỉ USD (Hilliam 2000). Các thị trường châu Âu đối với thực phẩm chức năng được ước tính có giá trị từ 4 đến 8 tỷ USD năm 2003, tùy thuộc vào loại thực phẩm được coi là chức năng (Menrad 2003). Giá trị này tăng lên khoảng 15 tỷ USD trong năm 2006 (Kotilainen và cộng sự, 2006). Hiện tại, thị phần của thực phẩm chức năng vẫn còn ít hơn 1% trong tổng số thị phần của thực phẩm và đồ uống. Đức, Pháp, Anh và Hà Lan đại diện cho những quốc gia quan trọng nhất trong thị trường thực phẩm chức năng ở châu Âu (Mäkinen- Aakula 2006). Theo nghiên cứu mới nhất từ Euromonitor International, thị trường Hà Lan được củng cố và những thực phẩm chức năng trội hơn 384,27 triệu USD vào năm 2004, làm cho Hà Lan trở thành thị trường lớn đứng thứ 6 về các sản phẩm thực phẩm chức năng ở châu Âu (Benkouider 2005a; Siro và cộng sự, 2008). Theo dự báo của Euromonitor, doanh số bán hàng của thực phẩm chức năng sẽ tăng trung bình từ năm 2005 đến năm 2009 trong các thị trường mới nổi của Hungary, Ba Lan và Nga (Benkouider 2005). Mặc dù những thị trường này vẫn chưa phát triển nhưng nhiều sản phẩm mới đã được giới thiệu trong vài năm qua. Hơn nữa, nhu cầu về thực phẩm chức năng cao tại những quốc gia này, đặc biệt là với dân số có thu nhập cao hơn. Ví dụ, giá trị của thị 5
trường thực phẩm chức năng tại Nga ước tính 75 triệu USD vào năm 2004, và tốc độ tăng trưởng hàng năm dự kiến 20% (Kotilainen và cộng sự năm 2006;. Siro và cộng sự năm 2008.). Thị trường thực phẩm chức năng năm 2006 đại diện cho khoảng 17% tổng thị trường thực phẩm tại Tây Ban Nha, hơn nữa, các giá trị dự đoán cho năm 2020 là khoảng 40%. Sự tăng trưởng hơn 50% đã được báo cáo giữa năm 2000 và 2005 (Monár 2007; Siro và cộng sự năm 2008.) Phát triển thực phẩm chức năng từ sữa 2. Khái niệm về các loại thực phẩm có thể cung cấp các thuộc tính nâng cao sức khỏe và ngăn ngừa bệnh tật đã được chấp nhận bởi số lượng ngày càng tăng của người tiêu dùng, được các chuyên gia dinh dưỡng và các nhà khoa học chứng minh bằng nhiều tài liệu nghiên cứu , được các chính sách cộng đồng chấp nhận về mặt pháp lý và những quy định pháp luật về việc ghi nhãn mác cho thực phẩm và thực phẩm bổ sung. Thực phẩm thuốc và th ực ph ẩm b ổ sung thực sự là một ngành công nghiệp của thế kỷ 21. Chúng hứa h ẹn nh ững cơ h ội cho công nghiệp thực phẩm và là thị trường tiềm năng của ngành công nghiệp dược phẩm. Thực phẩm thuốc và thực phẩm chức năng mang đến những tiến bộ trong sức khỏe cộng đồng. Đó là những thông điệp quảng bá đòi trao quy ền l ựa ch ọn những thực phẩm có lợi về sức khỏe hơn cho người tiêu dùng (Childs 2007). Các sản phẩm sữa là một trong những thực phẩm chức năng chính . Tài liệu về phát triển sản phẩm mới rất phong phú, nhiều hướng tiếp cận đã được thực hiện để phân chia sự phát triển sản phẩm thành các giai đoạn cụ thể (Cooper 1990; Cohen và cộng sự năm 1998). Bistron và Nordstrom (2002) đã chọn hệ thống năm giai đoạn để phân tích quá trình phát triển thực phẩm chức năng từ sữa, gồm: (1) Hệ thống ý tưởng, (2) nghiên cứu cơ bản, (3) phát triển khái niệm sản phẩm cuối cùng, (4) thử nghiệm 6
lâm sàng của sản phẩm cuối cùng và (5) các hoạt động tiếp thị và giới thiệu sản phẩm. Khi giới thiệu một thành phần hoặc một chất mới trong các sản phẩm sữa, sản phẩm nàycó thể thỏa mãn với định nghĩa đã được chấp nhận một cách phổ biến (ở châu Âu và Hoa Kỳ) về thực phẩm được gọi là thực phẩm chức năng, hay thực phẩm tăng cường. Thuật ngữ này thường được sử dụng cho một thực phẩm bao gồm một thành phần có khả năng tăng cường sức khỏe, ngoài các cấu phần sinh hóa truyền thống. Thực phẩm chức năng có thể không có hiệu quả điều trị nhưng phải có khả năng ngăn ngừa nguy cơ bệnh tật. Thực phẩm chức năng là thực phẩm, không phải là thuốc, th ậm chí v ới ý kiến cho rằng một thực phẩm cần phải được biến đổi trước khi có th ể coi đó là một thực phẩm chức năng vẫn đang gây nhiều tranh cãi . Có thể lập luận rằng, sữa chính là một thực phẩm chức năng, vì sữa cung cấp những peptide có hoạt tính sinh học, những chất chống oxy hóa và các thành phần có hoạt tính sinh học khác (Berner & O'Donell 1998). Những dòng sản phẩm truyền thống từ sữa (sữa, sữa non, huyết thanh sữa) có chứa vô số các thành phần có tiềm năng như những nguyên liệu có tính chức năng, gồm cả những sản phẩm thực phẩm từ sữa và không có sữa. Đồng thời sau khi đã được chiết xuất và cô lập, hoạt tính sinh học của các thành phần này được chứng minh, những thành phần sữa này sẽ cung cấp cho ngành thực phẩm chức năng một loạt các nguyên liệu để hình thành những thực phẩm chức năng mới và tạo cơ sở cho mọi yêu cầu về sức khỏe (Pitts 1994). Sức khỏe và các thành phần chức năng từ sữa. 3. 3.1 Sữa 7
Sữa của tất cả các loài động vật là nguồn thức ăn giàu chất dinh dưỡng cho trẻ sơ sinh, bao gồm protein, Cabonhydrat, chất béo và chất khoáng. Ngoài những thành phần dinh dưỡng , sữa đại diện cho nguồn tự nhiên m ột s ố vitamin quan trọng, tiền chất vitamin và chất khoáng quan trọng trong phòng bệnh. Nó chứa các thành phần dinh dưỡng quan trọng như các yếu tố miễn dịch và hoạt chất sinh học cho trẻ sơ sinh và người lớn. Sữa có chứa hàm lượng cao các globulin miễn dịch, các hợp chất ngừa nhiễm trùng trong hoạt động sinh lý c ủa trẻ sơ sinh. Protein sữa là nguồn cơ chất chính của một loạt các peptit có ho ạt tính sinh học, cho dù các protein động vật và thực vật khác cũng chứa các chuỗi hoạt chất sinh học. Những peptit được mã hóa trong trình tự của protein gốc có thể được phân giải bởi enzym thủy phân protein, thí dụ như trong quá trình tiêu hóa ho ặc quá trình chế biến thực phẩm. Cách thiết lập tốt hiện nay các peptid có hoạt tính sinh lý là sản xuất từ một số loại protein thực phẩm bằng con đường tiêu hóa và lên men nguyên liệu thực phẩm bằng vi khuẩn sinh axit lactic ( Korhonen và Pihlanto 2006). Khi các peptit sinh học được giải phóng chúng có th ể ho ạt đ ộng như một chất điều tiết hooc môn sinh trưởng. Hoạt động này dựa trên sự tổ hợp và trình tự sắp xếp các axit amin. Peptit có hoạt tính sinh h ọc thường chứa 3 – 20 axit amin trong một phân tử. Dù có thể phải chịu ảnh h ưởng c ủa hóa ch ất và tác động vật lý, sự phân hủy protein bởi enzym tự nhiên có trong sữa – enzym ngoại sinh và enzym từ chất mồi vi sinh như vi khuẩn lactic là y ếu t ố ch ủ y ếu tác động đến sự tạo thành các peptid hoạt tính trong quá trình sản xuất các sản phẩm sữa, do vậy, làm phong phú thêm các sản phẩm sữa. Mặt khác, khi được tạo thành, peptit có hoạt tính sinh học có thể gây ảnh h ưởng đ ến ho ạt đ ộng sinh hóa của hệ vi sinh vật (Smacchi và Gobbetti, 2000). Một số ch ức năng được gắn với protein sữa hoặc các mảnh peptit của chúng có th ể đ ược h ỗ tr ợ b ởi 8
thành phần không phải peptit của sữa. Đó có thể là chất béo s ữa (Issacs và c ộng sự, 1995), glycolipit (Newburg 1996), sphingolipit ( Dillehay và cộng s ự, 1994; Merill và cộng sự 1995) và oligosaccarit ( Ebner và Schanbacher 1974; Prieto và cộng sự 1995; Newburg 1996), góp phần tạo ra hoạt tính t ổng th ể c ủa probiotic cũng như kháng thể bảo vệ chống lại vi sinh vật gây bệnh nh ư vi khu ẩn và virut. ( Steinhoff và cộng sự, 1994; Harm và cộng sự, 1995). Các thành phần của phomat hoặc của sữa, thí dụ như protein (casein, whey), chất béo, canxi và phospho là những thành phần gây tác động có lợi đối với s ức kh ỏe răng mi ệng. Protein sữa có thể bảo vệ chống lại sâu răng bằng cách ức chế hoạt động của vi khuẩn bám chặt trên bề mặt răng. Protein sữa đặc biệt là canxi được chứng minh làm giảm sự bám dính của Streptococcus mutans ở nước bọt trên bề mặt răng. 3.2 Casein Casein là thành phần chính của protein sữa, chiếm khoảng 80% tổng s ố protein. Cho đến gần đây, vai trò sinh lý chính của casein trong s ữa m ới đ ược phổ biến như là nguồn cung cấp axit amin cần thiết cho sự phát triển của trẻ sơ sinh. Trong khi không có đặc điểm sinh lý nào được quy cho h ệ th ống casein (hoặc một phân đoạn độc lập của hệ thống này), các peptid ẩn hoặc vô hoạt trong chuỗi amino acid đang trở thành mục tiêu nghiên cứu. Đa ph ần các nghiên cứu đối với những peptid đã được biết về hoạt tính sinh học, hiện đang được tiến hành thong qua mối liên quan của chúng đối với các ph ản ứng thủy phân chọn lọc bằng enzym. Đặc tính chức năng của peptid có nguồn g ốc từ casein có mặt trong sữa hoặc trong các sản phẩm sữa được ch ứng minh là có tác d ụng có lợi đối với hệ thống tim mạch, chủ yếu nhờ tính năng chống đông máu và làm giảm huyết áp ( Silva và Malcata 2004). 3.3 Sản phẩm Whey 9
Whey là phần sữa còn lại sau khi casein và chất béo sữa được tách ra trong sản xuất phomat, dưới tác động của axit, nhiệt hoặc men d ịch v ị (Kosikowki và Mistry 1997). Whey được công nhận là sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Đây là sản phẩm phụ của ngành công nghiệp sản xuất phomat. Whey chứa các ch ất dinh dưỡng tan trong nước của sữa đặc biệt là lactose, các protein không ph ải là casein (albumin và glubolin) một số chất khoáng và vitamin. Có hai loại whey: whey ngọt và whey chua. Whey ngọt ( có pH lớn hơn hoặc bằng 5.6) thu đ ược trong sản xuất phomat bằng sữa nguyên chất và chế phẩm enzym nh ư phomat chedda. Whey chua ( pH nhỏ hơn hơn 5.1) thu được từ s ữa tách béo, s ử dụng trong các quy trình sản xuất nhỏ, thủ công. Whey của sữa tươi tiệt trùng là ch ất lỏng ít được dùng làm thực phẩm hoặc thức ăn gia súc bởi sự hao t ổn ch ất dinh dưỡng trong quá trình bảo quản và chi phí vận chuy ển cao. K ết qu ả là whey được sản xuất thành nhiều loại sản phẩm khác nhau bao gồm whey cô đặc, whey khô và sản phẩm whey biến tính, với nh ững tính chức năng khác nhau ( thí dụ như tạo độ xốp, tạo bọt, tạo màng, chất nhũ hóa, đ ộ hòa tan cao, t ạo keo và tạo nhớt). Những sản phẩm này chứa nồng độ whey cao và dễ vận chuyển, có độ ổn định cao khi tàng trữ, phối trộn tốt với các loại th ực ph ẩm khác và là nguồn chất khô từ sữa có tính kinh tế ( Miller và cộng s ự, 2000). Các s ản ph ẩm whey có giá trị dinh dưỡng cao, phần lớn do các amino acid h ọ lưu huỳnh và lysine cũng như các phân tử sinh học có giá trị cao như lactoferrin, lactoperoxidase). Mặc dù protein không phải là cấu ph ần chính của whey, đây vẫn là một trong những thành phần quan trọng nh ất trên quan đi ểm dinh d ưỡng và kinh tế và việc xem xét sử dụng tiềm năng của nguyên liệu này vẫn còn xa vời. Các cơ chất chứa nitơ từ sữa được giữ lại trong whey ngoại trừ casein (Linden và Lorient 1999). 3.4 Canxi 10
Bởi hơn 99% hàm lượng canxi của cơ thể được tìm thấy ở xương nên việc quan tâm đến vai trò của Ca và vitamin D (với chức năng tăng cường kh ả năng hấp thu canxi) có vai trò lớn đối với sức khỏe của bộ xương. Theo FDA, cuộc sống với hàm lượng canxi đầy đủ quan trọng để duy trì một bộ xương kh ỏe mạnh và có thể giúp giảm nguy cơ loãng xương, một trong những nguy cơ lớn nhất của mỗi con người. mặc dù lượng canxi tối ưu cho bộ xương khỏe mạnh và ngăn ngừa loãng xương vẫn chưa được tìm ra, viện y học, học viện khoa học quốc gia Mỹ (NAS) khuyến nghị dựa trên sự hấp thu phù hợp và l ượng canxi mong muốn lưu lại, theo mối liên quan lần lượt tới sự tăng khối l ượng x ương và làm giảm nguy cơ loãng xương. Khuyến nghị của NAS về canxi bao gồm: 800mg/ngày cho trẻ em từ 4-8 tuổi, 1300mg/ngày cho trẻ em và thanh thi ếu niên từ 9- 18 tuổi, 1000mg/ngày cho người từ 19-50 tuổi và 1200mg/ngày cho người từ 51 tuổi trở lên ( Miller và cộng sự, 2000). Từ đầu những năm 1980, đã có một số lượng đáng kể các bằng chứng trên động vật thí nghi ệm, nghiên c ứu d ịch t ễ và thực nghiệm lâm sàng ở người về vai trò chức năng của canxi và th ực ph ẩm giàu canxi như sữa và các sản phẩm từ sữa đối với huyết áp ( Reusser và McCarron, 1994; Hamet 1995; Osborne và cộng sự, 1996); tuy nhiên, tương tác giữa canxi và các thành phần hoặc các chất dinh dưỡng khác có th ể t ạo hiệu ứng không mong muốn đối với canxi trong máu (Miller và cộng sự 2000). Nhi ều nghiên cứu dịch tễ học, các thực nghiệm trên động vật, trong phòng thí nghi ệm và nghiên cứu lâm sàng ở người về các tác dụng bảo vệ, ch ống lại ung th ư ru ột kết của canxi, vitamin D và các sản phẩm từ sữa (Lipkin 1991; Van der Meer và cộng sự 1998). Với cá nhân có nguy cơ ung th ư đại tràng, sự tăng prolin c ủa biểu mô ruột kết sẽ giảm khi áp dụng chế độ ăn bình thường có bổ sung thêm canxi. Thật không may, lượng canxi trong khẩu phần ăn của Mỹ nói chung là thấp hơn khuyến nghị. 11
4. Galacto-oligosaccharide, lactulose, lactitol và lactosucrose Sản phẩm của phản ứng thủy phân lactose dưới tác động của hệ enzyme thủy phân: các đường đơn giản hơn (glucose và galactose) nhận được sự chú ý trong cả khía cạnh dinh dưỡng và công nghệ. Các loại đường mới tạo thành này thường ngọt hơn, dễ lên men hơn và được hấp thụ trực tiếp vào ru ột. Th ời gian gần đây, phát hiện về oligosaccharide như một “yếu tố bifidus”, có kh ả năng thúc đẩy sự phát triển của các vi sinh vật đường ruột có lợi đã làm tăng s ự quan tâm về phản ứng phân giải này. Thêm vào đó, phản ứng chuyển hóa có thể được sử dụng để liên kết galactose với các chất hóa học khác và do đó có ti ềm năng ứng dụng trong sản xuất thực phẩm, dược phẩm và các hoạt chất sinh học (Mahoney, 1998). Lactulose, lactitol và lactobionic acid là sản phẩm từ lactose (hoặc whey). Cấu trúc phân tử của lactulose đơn giản hơn so với lactose ( là disaccharide c ủa galactose và glucose). Sự khác biệt của lactulose so với lactose là gốc glucose còn lại của lactose được đồng phân hóa thành fructose ( Strohmaier, 1998). Lactulose được sử dụng trong nhiều loại thực phẩm ( đồ ăn cho trẻ nhỏ, bánh kẹo, nước giải khát, các sản phẩm sữa) và cả trong dược phẩm để cải thiện chức năng của gan, não và chứng táo bón ( Mizota, 1996; Strohmaier 1998). Bên cạnh lactulose, lactitol, một loại đường có gốc alcohol, có c ấu ph ần là galactose và sorbitol, cũng được sử dụng như một chất tạo ngọt trong thực phẩm như bánh kẹo không ngọt, chocolate, kẹo cao su, bánh không có đ ường và kem (Kummel và Brokx, 2001), và dược phẩm để cải thiện chức năng gan, não và táo bón ( Riggio và cộng sự, 1990; Petticrew và c ộng s ự, 1997; Saarela và cộng sự, 2003). Tương tự như lactulose, lactitol được lên men trong điều kiện phòng thí nghiệm bởi một số chủng vi khuẩn chọn lọc, trong đó có Bacteroides, 12
Clostridium, Lactobacillus, Enterococcus và Bifidobacterium ( Saarela và cộng sự, 2003). Lactobionic acid, với tên thương phẩm là lactobionate, là s ản ph ẩm c ủa quá trình oxy hóa hóa học lactose. Lactobionate có kh ả năng t ạo ph ức càng gi ữ canxi mạnh và được sử dụng như chất mang canxi trong công nghiệp dược. Khả năng tạo phức càng cua của lactobionate cũng rất có triển vọng ứng dụng như chất tách ion trong dung dịch tẩy rửa (Gerling, 1997). Hơn nữa, lactobionate ở nồng độ 100 mmol/l là thành phần chủ đạo của dung dịch bảo qu ản l ạnh các c ơ quan cấy ghép (Gerling 1997; Ganzle và cộng sự, 2008). Lactosucrose là đường bậc 3 được tạo thành từ quá trình enzym hóa h ỗn hợp sucrose và lactose. Tác nhân của quá trình này là beta fructofuranoside (invertase) của chủng Arthrobacter. Đây là chất tạo ngọt có độ ngọt kho ảng 0,3 -0,6 so với sucrose. Lactosucrose không được hấp thu ở phần đầu của ruột và do vậy bền vững đối với sự thủy phân và chuyển hóa của các chủng vi khuẩn trong ruột kết. Hợp chất này cũng có khả năng được sử dụng nh ư cơ chất c ủa ch ủng Bifidobacteria, làm giảm pH của phân và ức chế sự phát triển của vi khuẩn Clostridium ( Ogata và cộng sự 1993; Ganzle và cộng sự, 2008) 5. Các tác nhân cho phát triển 5.1 Globulin miễn dịch Globulin miễn dịch là glycoprotein bao gồm hai nhánh phụ đ ược glycosy hóa nặng và hai nhánh được glycosyl hóa nhẹ được thi ết k ế đ ể k ết h ợp v ới kháng nguyên và kích thích quy trình bảo vệ của vật chủ, qua đó cung cấp thể miễn dịch thụ động cho vật non hoặc người sử dụng ( Playne và cộng sự, 2003). Colostrum, một trong những nguồn cơ chất giàu globulin miễn dịch nhất, sẽ phát triển mạnh như một thành phần thực phẩm, nhắm tới thị trường mục tiêu 13
sinh lợi thích hợp, thí dụ như chất dinh dưỡng cho th ể thao, m ột th ị trường đang mở rộng và phát triển nhanh chóng (Playne và cộng sự, 2003). Dị ứng thực phẩm xảy ra ở một vài cá thể là kết quả của phản ứng miễn dịch bất thường đáp lại một thành phần thực phẩm hoặc một loại th ực ph ẩm cụ thể, thường là protein tự nhiên (Hefle và Taylor, 2004; Sampson, 2004). D ị ứng thực phẩm chỉ tác động đến một tỷ lệ nhỏ dân số nhưng các phản ứng dị ứng thường khá nghiêm trọng, thậm chí trong một số trường h ợp, đe d ọa t ới tính mạng con người. 5.2 Lactoferrin Sữa bò chứa từ 20 đến 200mg/ml lactoferrin. Sữa mẹ có khoảng hơn 2mg/ml hợp chất này, sữa non của bò chứa một lượng đáng kể: t ừ 2 đ ến 5mg/ml lactoferrin. Lactoferrin có chức năng giải độc và có liên quan đến vi ệc vận chuyển các ion có chức năng sinh học.Nó có liên quan đ ến kh ả năng truy ền dẫn sắt tới ruột và nó tương tác với đại thực bào phúc mạc và tế bào gan. Lactofferin có khả năng trì hoãn sự phát triển của vi khuẩn và đ ược cho rằng, cùng với lysozyme và lactoperoxidase, là một phần của hệ thống bảo vệ chống lại sự nhiễm khuẩn. Lactoffein có khả năng ức chế vi khuẩn cao và được yêu cầu cho sự trao đổi chất có sắt, nh ư kết quả của mối quan h ệ c ạnh tranh mạnh của ion sắt. Trẻ bú sữa mẹ có sức đề kháng với những bệnh nhiễm trùng đường ruột cao hơn trẻ bú bình, được cho là do trong s ữa m ẹ có m ặt các ch ất kháng sinh t ự nhiên như lactoferrin với số lượng nhiều hơn so với sữa công th ức. Vì lý do đó, loại glycoprotein này được sử dụng như một chất bổ sung trong sữa công thức cho trẻ nhỏ và thiếu niên ( Linden và Lorient, 1999). 5.3 Lactoperoxidase 14
Lactoperoxidase là enzym đầu tiên được khám phá ra trong sữa. Enzym này có mặt trong sữa với một hàm lượng đáng kể và có tác dụng kháng khuẩn. Nó cũng được tìm thấy dưới dạng hòa tan trong huyết thanh sữa và được phân lập với L2 lactenine. Lactoperoxidase, ở trạng thái đơn chất không có tác dụng kìm hãm vi khuẩn hoặc kháng sinh. Nó xúc tác phản ứng oxy hóa thicyanate (SCN) sử dụng hydrogen peroxides. Sản phẩm thu được ở cuối của phản ứng (sulfate, cyanate…) không tạo tác dụng nhưng các phản ứng trung gian lại có tác động mạnh mẽ tới hệ thống kháng khuẩn trong sữa nguyên liệu trong quá trình bảo quản. Vì vậy, xử lý bằng hợp chất này kết hợp với điều ki ện b ảo qu ản ở nhi ệt độ thấp có thể ngăn chặn sự gia tăng của hệ vi sinh vật bên trong s ản ph ẩm trong một thời gian dài ( linden và lorient, 1999). 5.4 Lactose. Lactose là carbonhydrat được tìm thấy trong sữa, chủ yếu trong sữa của các động vật nhai lại, với hàm lượng khoảng 5% trong s ữa bò. Anhydrous và monohydrate lactose có ái lực rất yếu với nước nên các disaccharide này có th ể sử dụng trong nhiều công thức phối trộn mà không có nguy cơ về đông vón (Linden và lorient 1999). Cuối thập kỷ trước, một số chất xơ dinh dưỡng mới đã được giới thiệu ứng dụng trong thực phẩm. Quan trọng trong nhóm chất này, chất xơ không tiêu hóa, (non digestible oligosaccharides NDOs), ngày càng được bổ sung nhiều vào thực phẩm, đặc biệt ở một số nước Châu Âu và Nhật b ản, đi ển hình là galacto oligosaccharide, một dẫn xuất của lactose, Chất xơ dinh dưỡng, không bị tiêu hóa trong đường tiêu hóa trên, chính là cơ chất nền cho vi sinh v ật phát tri ển trên chất nhầy ở đại tràng (Cumming 1983; Cumming và cộng sự 1989). NODs được chứng minh là có lợi khi sử dụng với liều lượng hàng ngày không quá 15g (Crittenden và Playne, 1996; Tomomatshu,1994). Galacto 15
oligosaccharide dạng tinh khiết sử dụng với liều lượng 2-2,5g/ ngày đã đ ược chứng minh là có lợi cho người sử dụng. Nó được xếp vào nhóm prebiotic bởi khả năng không thủy phân hoặc hấp thụ ở phần trên của đường tiêu hóa. NODs được công nhận là có ảnh hưởng có lợi đến vật chủ do kích thích chọn lọc sự tăng trưởng và/hoặc hoạt động của một/một số loại vi khuẩn trong đại tràng. Ngoài ra NODs còn ức chế sự xâm lấn của vi khuẩn có h ại, sự phát tri ển ho ặc độc lực của chúng và gây hiệu ứng có lợi cho hệ thống đường ruột. NODs cũng được xem như có khả năng ức chế sự phát triển của các mầm bệnh trong đường ruột do hạn chế sự bám dính của các vi khuẩn gây b ệnh lên bề mặt niêm mạc ruột (Vorage 1998). Chất béo đặc biệt. 6. 6.1 Axit linoleic liên hợp (conjugated linoleic acid) CLA là thuật ngữ chung cho hỗn hợp các đồng phân hình h ọc của linoleic acid (cis 9, cis 12- octadecadienoic) với các nối đôi liên k ết trong c ấu hình d ạng cis hoặc trans. CLA nhận được sự chú ý đáng kể do mối liên quan với các lợi ích về sức khỏe khác nhau như chống ung thư, chống tiểu đường, chống xơ vữa động mạch và giảm mỡ cũng như khả năng điều biến hệ thống mi ễn dịch (Lee và cộng sự, 2005; Seo và cộng sự 2008). Đặc biệt, nó được biết đến từ lâu về khả năng ức chế hóa học chất gây ra ung thư trong các mô như tuy ến vú, da, d ạ dày và ruột. Trong phạm vi nghiên cứu thực nghiệm, CLA còn được chứng minh có khả năng ức chế sự tăng sinh của các thế bào ung thư gan, phổi, ru ột, vú (Schonberg và Krokan 1995; Chujo và cộng sự 2003; Liu và Sidell 2005). Axit béo không bão hòa n-3 và n-6. 7. 16
Trong vài năm trở lại đây, các công ty sữa đã tung ra hàng loạt các sản phẩm sáng tạo trên thị trường Châu Âu, nâng cao trước hết là các giá trị dinh dưỡng sau đó là cung cấp các thành phần mới đáp ứng đ ược yêu c ầu v ề l ợi ích với sức khỏe bên cạnh các tính chất có sẵn trong nguyên liệu t ự nhiên, thí d ụ như chất béo chưa bão hòa hoặc PUFA. Sữa được làm giàu PUFA (n-3, n-6) đã và đang thành công tại Châu Âu, đặc biệt là ở Ý, Tây Ban Nha và Pháp. S ản phẩm sữa có n-3 PUFA bổ sung acid folic và vitamin B có tác động có lợi với tim (Baro và cộng sự, 2003). Nhằm ngăn ngừa bệnh này, người cao tu ổi nên s ử dụng các sản phẩm sữa có bổ sung acid béo chưa bão hòa với mạch nhánh n-3 dài và chất chống oxy hóa (Rennie và cộng sự, 2003; Sancho, 2003). Acid béo bão hòa, với hàm lượng chiếm từ 0,2 đến 1% chất béo tổng số, thành phần chủ yếu là phospholipid ( 90-99%) và một lượng nh ỏ ceramide (1- phổ biến sữa 8%). Phospholipid trong là phosphatidylcholine, phosphatidylethanolamine và sphingomyelin. Các ch ất này chiếm t ừ 19 đ ến 35% phospholipid tổng số. Phosphatidylserine và phosphatidylinositol chỉ có mặt trong sữa với một tỷ lệ nhỏ( 3-5%) ( Linden và Lorient 1999). 8. Sử dụng trong hệ thống thực phẩm Chế độ ăn được coi như chiếm sáu trong mười nguyên nhân hàng đầu gây tử vong. Trên 70% các bệnh ung thư hiện nay có liên quan đến chế độ ăn. Những đòi hỏi ngày một tăng về chất lượng cuộc sống của người tiêu dùng là một trong những động lực thúc đẩy cuộc cách mạng về thực phẩm chức năng. Sử dụng thực phẩm chức năng trong khẩu phần ăn hàng ngày có thể xem như một biện pháp làm giảm chi phí chăm sóc sức khỏe, không ch ỉ giúp kéo dài tu ổi thọ mà quan trọng hơn, nó còn kéo dài được thời gian khỏe mạnh của con người ( Belem, 1999). Chế tài. 9. 17
Trong phần lớn các quốc gia vẫn chưa có quy chuẩn cụ thể và vẽ một đường biên giữa thực phẩm thông thường và thực phẩm ch ức năng th ực s ự khó khăn ngay cả với các chuyên gia về dinh dưỡng và thực ph ẩm ( Mark-Herbert 2004; Niva 2007). Đối với thực phẩm chức năng, các yêu cầu liên quan đến loại sản phẩm thực phẩm đặc biệt này là phương tiện giao tiếp thích h ợp v ới ng ười tiêu dùng. Nguyên tắc cơ bản để áp dụng là bất kỳ yêu cầu nào cũng đều phải đúng sự thật và không sai lệch, phải được hợp lệ về mặt khoa h ọc, rõ ràng và dễ hiểu với người tiêu dùng. Tuy nhiên, những nguyên tắc cơ b ản này ch ỉ được giữ gìn mà không được khuyến cáo cho sản xuất thực phẩm ch ức năng hoặc s ự chấp nhận của người tiêu dùng ( Roberfroid 2000). 10. Phát triển trong tương lai. Công nghệ sinh học có một vai trò then chốt đối với n ền công nghi ệp hi ện đại. Trong công nghiệp truyền thống, ứng dụng công nghệ sinh học trong công nghiệp thực phẩm tập trung chủ yếu vào các loại thực ph ẩm cung cấp nhi ều năng lượng như bánh mỳ, rượu cồn, tinh bột lên men, sữa chua, phomat, d ấm và các sản phẩm khác. Trong thời gian gần đây, công nghệ sinh h ọc đ ược chú ý trong tăng cường các thành phần hoạt tính không dinh dưỡng từ các sản phẩm tự nhiên hoặc từ thực phẩm. Với các doanh nghiệp có tiềm l ực tài chính, ngu ồn lực khoa học và kỹ thuật, có trình độ quản lý và chuyên môn cần thiết để “chèo lái” sản phẩm vượt qua các quy trình đánh giá và kiểm định về thuốc, ki ểm đ ịnh về thực phẩm hoặc sản phẩm thực phẩm dự định sử dụng như thực phẩm chức năng, thời điểm này là một cơ hội kinh doanh. Cơ h ội này, cho nh ững doanh nghiệp lựa chọn đi theo con đường dược phẩm với các sản phẩm th ực ph ẩm, nằm trong một khả năng lớn là những sản phẩm hiếm hoi được người tiêu dùng 18
công nhận như là thực phẩm chức năng khi ra được thị trường, dần dần sẽ chiếm lĩnh thị trường với mức độ độc quyền cao ( Belem 1999). 19