Probiotic là vi sinh vật sống mà khi được sử dụng với số lượng thích hợp sẽ mang lại lợi ích sức khỏe cho vật chủ, mà hầu hết một số tác dụng có lợi cho sức khỏe của probiotic đều liên quan đến hệ tiêu hóa. Tuy nhiên, để mang lại lợi ích sức khỏe thì số lượng probiotic trong các sản phẩm phải đạt trên 106 - 107 CFU/g hoặc CFU/mL. Vi khuẩn lactic là những vi sinh vật probiotic quan trọng nhất thường liên quan đến đường tiêu hóa của con người. Điểm đáng quan tâm là khả năng tồn tại của hầu hết các vi sinh vật probiotic có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như điều kiện bất lợi của đường tiêu hóa, ma trận thực phẩm, nhiệt độ trong quá trình chế biến và bảo quản. Do đó, nâng cao khả năng sống của vi khuẩn probiotic vượt qua các ảnh hưởng của các tác nhân trên là rất cần thiết, trong đó công nghệ bao gói là một giải pháp thích hợp và hiệu quả. Kỹ thuật bao gói giúp tách probiotic ra khỏi môi trường, từ đó có thể giảm thiểu tổn thất tế bào với tỷ lệ giải phóng được kiểm soát trong các điều kiện cụ thể như đường tiêu hóa, đồng thời kéo dài thời hạn sử dụng probiotic trong quá trình bảo quản. Alginate là một chất mang với khả năng tạo gel khi có mặt của các ion canxi tạo thành calcium-alginate được sử dụng rộng rãi để “bẫy” các vi khuẩn probiotic và là vật liệu được chứng minh không độc hại và tương thích sinh học. Về mặt cấu tạo alginate là một polysaccharide dị hợp mạch thẳng gồm hai phân tử 𝛽-D-mannuronic acid (M) và 𝛼-L- guluronic acid (G) liên kết với nhau thông qua liên kết 1→ 4 glycoside, thu nhận được từ một số loại tảo. Trong các nghiên cứu trước đây, kỹ thuật bao gói này cho khả năng bảo vệ tốt vi khuẩn probiotic trong điều kiện bất lợi. Tuy nhiên, do tính nhạy cảm với môi trường acid của alginate đã làm cho các sinh vật probiotic vi bao trong chất mang này vẫn bị tác động bởi điều kiện pH thấp. Do đó, để nâng cao khả năng sống sót của vi khuẩn probiotic trong các điều kiện bất lợi, việc kết hợp alginate với các thành phần bổ sung đã nhận được nhiều quan tâm. Các nghiên cứu gần đây đã cho thấy cỏ ngọt (Stevia rebaudiana) có độ ngọt gấp 100-300 lần sucrose, được sử dụng như một chất tạo ngọt và thay thế đường trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm. Ngoài ra, các thành phần trong cỏ ngọt được chứng minh là đóng vai trò như một nguồn prebiotic, có tác dụng kích thích sự phát triển của vi khuẩn probiotic. So với phương pháp nén đùn, phương pháp nhũ hóa dễ mở rộng quy mô sản xuất hơn nhờ vào sự tiện lợi cũng như dễ dàng trong quá trình sản xuất bởi tính sẵn có nhằm mang lại hiệu quả về chi phí. Thêm vào đó, các yếu tố về nồng độ, độ nhớt của hỗn hợp vi bao trước khi gel hóa, loại chất nhũ hóa được sử dụng cần được xem xét bởi chúng sẽ ảnh hưởng đến đường kính cuối cùng của vi hạt. Trong nghiên cứu này, Lactobacillus plantarum LV 11 được bao gói bằng kỹ thuật nén đùn và nhũ hóa, với sodium alginate làm chất mang chính. Chế phẩm bao gói được đánh giá so sánh về hiệu suất bao gói và tỷ lệ sống của L. plantarum được bao gói bằng kỹ thuật nhũ hóa có và không có bổ sung dịch cỏ ngọt ở các nồng độ khác nhau trong dịch dạ dày nhân tạo (SGF) và muối mật nhân tạo (SIF).

Ảnh hưởng của bao gói bằng kỹ thuật nhũ hóa và nén đùn đến khả năng sống của L. plantarum trong SIF

Kết  quả nghiên  cứu  thu  được cho  thấy,  ở  cùng  nồng  độ  alginate, hiệu  quả vi  bao L. plantarum ở kỹ thuật nén đùn (EM) cao hơn kỹ thuật nhũ hóa (IM). Mức độ nhạy cảm của L. plantarum đối với môi trường SGF cao hơn đáng kể so với môi trường SIF, trong đó kỹ thuật vi bao cho hiệu quả bảo vệ L. plantarum cải thiện đáng kể so với tế bào tự do. Bên cạnh đó, việc bổ sung cỏ ngọt vào quá trình bao gói là cần thiết giúp cải thiện khả năng sống của vi khuẩn L. plantarum trong điều kiện dịch tiêu hóa nhân tạo. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, kỹ thuật vi bao nén đùn giúp cải thiện khả năng sống sót của L. plantarum trong điều kiện dịch tiêu hóa nhân tạo hiệu quả hơn so với kỹ thuật nhũ hóa. Kỹ thuật nén đùn với kích thước chế phẩm lớn mang lại lợi thế trong việc bảo vệ vi khuẩn probiotic. Tuy nhiên, kích thước chế phẩm lớn là vấn đề cần xem xét khi bổ sung vào thực phẩm có yêu cầu cao về mặt cảm quan, nơi mà chế phẩm vi bao bằng kỹ thuật nhũ hóa với kích thước chế phẩm nhỏ cho ưu điểm vượt trội so với kỹ thuật nén đùn.