Men vi sinh dạng bào tử và tế bào sống: Loại nào chịu nhiệt tốt hơn?

Nhiều người có thói quen pha men vi sinh vào sữa nóng, cháo ấm hoặc nước sôi để nguội bớt cho trẻ nhỏ và người lớn tuổi dễ uống. Tuy nhiên, không ít người băn khoăn liệu nhiệt độ cao của thức ăn và đồ uống có tiêu diệt hết các lợi khuẩn trước khi chúng kịp đi vào cơ thể hay không.

Câu trả lời phụ thuộc hoàn toàn vào cấu trúc sinh học của loại lợi khuẩn mà bạn đang sử dụng: men vi sinh dạng bào tử chịu nhiệt và sống sót qua quá trình chế biến tốt hơn vượt trội so với men vi sinh dạng tế bào sống thông thường [2, 6].

Cấu trúc khác biệt giữa bào tử và tế bào sống

Hầu hết các chế phẩm men vi sinh truyền thống trên thị trường chứa vi khuẩn acid lactic thuộc các chi như Lactobacillus hoặc Bifidobacterium [4, 6]. Đây là các tế bào sống ở trạng thái sinh dưỡng bình thường, có màng tế bào mỏng mảnh và rất nhạy cảm với các yếu tố vật lý từ môi trường bên ngoài [4, 6]. Khi tiếp xúc với nhiệt độ chế biến cao, ánh sáng mạnh hoặc acid dạ dày, lớp màng sinh học này nhanh chóng bị biến tính và vi khuẩn dễ bị tiêu diệt [4, 7].

Ngược lại, các vi khuẩn thuộc chi Bacillus như Bacillus coagulans, Bacillus clausii hay Bacillus subtilis sở hữu khả năng tự nhiên đặc biệt: tạo nội bào tử (endospore) khi gặp điều kiện môi trường bất lợi hoặc thiếu hụt dinh dưỡng [1, 4]. Bào tử vi khuẩn là dạng ngủ nghỉ có cấu trúc nhiều lớp vỏ bảo vệ kiên cố, bao bọc chặt chẽ vật liệu di truyền bên trong [1, 4].

Nhờ cấu trúc vỏ bọc bền vững này, men vi sinh dạng bào tử sở hữu khả năng chịu đựng phi thường trước bức xạ tia cực tím, dung môi hóa học và đặc biệt là mức nhiệt độ cao trong quy trình bảo quản, chế biến thức ăn [1, 4].

Độ bền nhiệt qua nghiên cứu khoa học

Đặc tính chịu nhiệt và khả năng sống sót của vi khuẩn tạo bào tử đã được ghi nhận trong nhiều nghiên cứu khoa học chuyên sâu về công nghệ thực phẩm và sinh học vi sinh vật [1, 2, 6].

Theo một đánh giá khoa học công bố năm 2012, các bào tử vi khuẩn mang lại tỷ lệ sống sót vượt trội so với vi khuẩn acid lactic thông thường, đồng thời thể hiện độ ổn định cao hơn rất nhiều trong suốt quá trình chế biến và lưu trữ sản phẩm thực phẩm ^[1]. Điểm đặc biệt là trong nhiều loại thực phẩm chế biến, các bào tử vi khuẩn giữ nguyên trạng thái ngủ nghỉ bất hoạt, hoàn toàn không chuyển hóa làm thay đổi mùi vị hay ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm ^[1].

Một phân tích tổng quan công bố năm 2024 chỉ ra rằng nhu cầu bổ sung lợi khuẩn vào các sản phẩm bánh nướng và thực phẩm chế biến nhiệt đang tăng nhanh ^[2]. Trong khi vi khuẩn acid lactic truyền thống vốn chỉ phù hợp và sống tốt trong môi trường bảo quản lạnh của các sản phẩm sữa, thì bào tử của các chủng Bacillus như Bacillus coagulans và Bacillus subtilis lại chứng minh khả năng sống sót và độ ổn định cải thiện rõ rệt dưới các điều kiện xử lý nhiệt khắc nghiệt ^[2].

Nghiên cứu về bộ gen công bố năm 2016 đối với hai chủng thương mại Bacillus coagulans S-lac và Bacillus subtilis TO-A JPC giải thích bản chất di truyền của sự khác biệt này: tất cả các protein cốt lõi phục vụ quá trình hình thành bào tử đều được bảo tồn nguyên vẹn ở các chủng Bacillus probiotic, nhưng lại hoàn toàn vắng mặt trong bộ gen của các loài vi khuẩn lactic thuộc chi Lactobacillus ^[3]. Nhờ đó, men vi sinh chi Bacillus có thể bảo quản ở nhiệt độ phòng thời gian dài mà không cần giữ lạnh ^[3].

Hành trình sống sót qua đường tiêu hóa

Không chỉ chịu được nhiệt độ chế biến, khả năng chịu đựng môi trường khắc nghiệt còn giúp men vi sinh dạng bào tử vượt qua rào cản tiêu hóa khốc liệt nhất của cơ thể người: acid dạ dày và muối mật [2, 3, 7].

Dạ dày khi đói có độ acid rất cao, độ pH thường hạ sâu xuống mức từ 1 đến 2,5; đây là rào cản tự nhiên vô cùng khắc nghiệt có thể tiêu diệt phần lớn tế bào vi khuẩn sống thông thường ^[4]. Bào tử Bacillus có khả năng chịu đựng môi trường acid dạ dày đậm đặc này và tiếp tục di chuyển xuống ruột non [2, 7].

Một thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên, mù đôi, có đối chứng giả dược thực hiện trên 11 người tham gia mở thông hồi tràng đã theo dõi trực tiếp khả năng tồn tại và nảy mầm của chủng Bacillus subtilis DE111 trong ruột người ^[4]. Kết quả ghi nhận:

• Sau 3 giờ uống, bào tử Bacillus subtilis đạt nồng độ 6,4 x 10^4 +- 1,3 x 10^5 CFU/g và tế bào sinh dưỡng đạt 4,7 x 10^4 +- 1,1 x 10^5 CFU/g bắt đầu xuất hiện trong dịch hồi tràng ^[4].
• Sau 6 giờ, nồng độ bào tử tăng lên 9,7 x 10^7 +- 8,1 x 10^7 CFU/g và duy trì ổn định đến mốc 8 giờ ^[4].
• Nồng độ tế bào sinh dưỡng đạt 7,3 x 10^7 +- 1,4 x 10^8 CFU/g tại thời điểm 7 giờ sau khi uống ^[4].

Thử nghiệm lâm sàng này chứng minh bào tử vi khuẩn không chỉ sống sót nguyên vẹn qua dịch vị dạ dày mà còn nảy mầm và phân chia thành các tế bào hoạt động bình thường ngay bên trong ruột non trong vòng 3 giờ sau khi uống ^[4].

Khả năng sống sót ấn tượng này cũng được ghi nhận ở Bacillus clausii. Trong một nghiên cứu công bố năm 2023 trên chủng Bacillus clausii CSI08, các bào tử thể hiện sức đề kháng tuyệt vời với môi trường dạ dày và ruột non mô phỏng ^[5]. Các công thức bào tử Bacillus clausii đã được chứng minh có khả năng chịu đựng nồng độ pH 2 và muối mật liên hợp lên tới 1%, sau đó nảy mầm và nhân lên trong môi trường mô phỏng ruột non của người ^[5].

Đến năm 2025, một nghiên cứu in vitro trên công thức men vi sinh thương mại chứa 4 chủng Alkalihalobacillus clausii tiếp tục khẳng định bào tử sống sót tốt trong dịch dạ dày nhân tạo, bám dính vào lớp chất nhầy mucin và nhân lên trong dịch ruột non mô phỏng ^[6].

Hoạt tính sinh học sau khi nảy mầm

Nhiều người lầm tưởng rằng bào tử vi khuẩn là dạng bất hoạt nên không mang lại giá trị sức khỏe. Thực tế, khi vượt qua dạ dày và gặp môi trường thuận lợi tại ruột non, các bào tử sẽ kích hoạt quá trình nảy mầm để trở lại dạng tế bào sinh dưỡng hoạt động [3, 7].

Sau khi nảy mầm, các vi khuẩn Bacillus sản sinh hàng loạt chất chuyển hóa thứ cấp có giá trị sinh học cao [1, 3]. Các nghiên cứu ghi nhận chúng có thể tổng hợp các peptide kháng khuẩn để loại trừ cạnh tranh mầm bệnh [1, 5], điều hòa phản ứng miễn dịch in vitro và in vivo ^[5], đồng thời sản xuất carotenoid và các enzyme chống oxy hóa quan trọng như catalase, superoxide dismutase [3, 8].

Nghiên cứu năm 2025 chỉ ra tế bào sinh dưỡng nảy mầm từ bào tử Bacillus clausii còn có khả năng sinh tổng hợp các vitamin nhóm B thiết yếu bao gồm vitamin B2, B8, B9, B12, enzyme phân giải đường beta-galactosidase và các acid béo chuỗi ngắn có lợi như acetate, propionate, butyrate ^[6].

Giới hạn bằng chứng và hiểu lầm thường gặp

Mặc dù men vi sinh dạng bào tử có độ bền nhiệt và độ bền cơ học vượt trội, người tiêu dùng cần hiểu đúng giới hạn khoa học của dòng sản phẩm này để tránh lạm dụng:

• Bào tử chịu nhiệt rất tốt nhưng không bất tử: Bào tử có thể chịu được nhiệt độ chế biến thông thường hoặc nhiệt độ bánh nướng trong ngưỡng cho phép ^[2], nhưng việc đun sôi sùng sục trực tiếp trên bếp trong thời gian kéo dài vẫn có thể làm suy giảm nghiêm trọng lượng vi sinh vật sống sót.
• Sự an toàn cần đánh giá riêng biệt theo từng chủng: Chi Bacillus bao gồm cả những loài có lợi và những loài gây bệnh; do đó, người tiêu dùng chỉ nên dùng các chủng vi khuẩn đã được cấp chứng nhận an toàn thực phẩm (GRAS) và được nghiên cứu kỹ lưỡng [4, 5].
• Không phải mọi nghiên cứu đều thực hiện trên người: Nhiều thử nghiệm về khả năng sống sót và tổng hợp enzyme của bào tử hiện mới dừng lại ở các mô hình mô phỏng in vitro hoặc nghiên cứu tiền lâm sàng [3, 8]. Nghiên cứu lâm sàng trực tiếp trên người vẫn còn quy mô mẫu tương đối nhỏ, ví dụ thử nghiệm trên người mở thông hồi tràng chỉ gồm 11 đối tượng ^[4].

Ai nên thận trọng khi sử dụng?

Dù các chủng Bacillus như Bacillus subtilis, Bacillus clausii, Bacillus coagulans được công nhận rộng rãi về độ lành tính [3, 4], một số nhóm đối tượng cần đặc biệt thận trọng:

• Bệnh nhân suy giảm miễn dịch nặng, người đang tiếp nhận hóa trị hoặc sử dụng thuốc ức chế miễn dịch liều cao.
• Trẻ sinh non, bệnh nhân nằm điều trị hồi sức tích cực hoặc đang đặt ống thông tĩnh mạch trung tâm.
• Bệnh nhân có tổn thương nghiêm trọng ở hàng rào niêm mạc ruột. Những trường hợp bệnh lý mạn tính hoặc đang trong phác đồ điều trị thuốc cần tham khảo ý kiến của bác sĩ chuyên khoa trước khi bắt đầu bổ sung bất kỳ sản phẩm men vi sinh nào.

Cách ứng dụng thực tế trong đời sống

Để tận dụng tối đa lợi thế chịu nhiệt và hoạt tính sinh học của men vi sinh dạng bào tử trong sinh hoạt hàng ngày, bạn có thể áp dụng các hướng dẫn sau:

• Lựa chọn chủng vi khuẩn: Khi cần trộn men vi sinh vào đồ ăn dặm của trẻ, sữa ấm hoặc thực phẩm cần qua xử lý nhiệt nhẹ, hãy ưu tiên các chế phẩm ghi rõ thành phần là bào tử Bacillus clausii, Bacillus coagulans hoặc Bacillus subtilis thay vì vi khuẩn sống Lactobacillus hay Bifidobacterium [4, 6].
• Nhiệt độ thích hợp: Nên pha men bào tử vào thức ăn hoặc sữa đã được để nguội bớt, ở mức ấm vừa phải khi chuẩn bị ăn, tránh cho trực tiếp vào nồi đang sôi trên bếp.
• Điều kiện bảo quản: Khác với men vi sinh vi khuẩn lactic sống thường bắt buộc phải trữ trong ngăn mát tủ lạnh, các chế phẩm men vi sinh dạng bào tử có thể yên tâm bảo quản ở nhiệt độ phòng khô ráo, thoáng mát mà không lo suy giảm số lượng lợi khuẩn ^[3].

Men vi sinh dạng bào tử Bacillus vượt trội hơn hẳn tế bào vi khuẩn sống truyền thống về khả năng chịu nhiệt trong chế biến thực phẩm và khả năng sống sót qua dịch vị dạ dày [2, 6, 7]. Tuy vậy, một hệ tiêu hóa khỏe mạnh vẫn cần chế độ dinh dưỡng cân bằng, giàu chất xơ và lối sống khoa học, kết hợp lựa chọn đúng loại lợi khuẩn phù hợp với nhu cầu cơ thể.