Vi sinh từ thực phẩm lên men có định cư lâu dài trong ruột không?

Nhiều người có thói quen ăn sữa chua, kim chi hay uống kombucha mỗi ngày với mong muốn cấy thêm vi khuẩn tốt vào đường ruột. Không ít độc giả tin rằng những vi sinh vật này sẽ định cư vĩnh viễn, tạo thành một hệ vi sinh mới bảo vệ cơ thể suốt đời.

Tuy nhiên, sự thật khoa học lại không hoàn toàn như vậy. Các vi sinh vật nạp vào từ thực phẩm lên men phần lớn chỉ tồn tại tạm thời trong đường tiêu hóa dưới dạng vãng lai (transient) và sẽ nhanh chóng bị đào thải ra ngoài nếu không có chế độ nuôi dưỡng phù hợp.

Thực phẩm lên men và những kỳ vọng phổ biến

Thực phẩm lên men là các sản phẩm được chế biến qua quá trình tác động có kiểm soát của vi sinh vật và các enzyme của chúng ^[1]. Nhờ quá trình này, thời hạn sử dụng của thực phẩm được kéo dài, khả năng tiêu hóa dưỡng chất tăng lên, đồng thời sản sinh ra nhiều chất chuyển hóa có lợi cho cơ thể ^[1]. Các thực phẩm quen thuộc có thể chứa vi sinh vật sống gồm sữa chua thông thường, sữa chua bổ sung men vi sinh, nấm sữa kefir hay trà kombucha ^[1]. Ngược lại, một số sản phẩm lên men khác không chứa vi sinh vật sống như rượu, bia, hoặc vi sinh vật đã chết qua xử lý nhiệt như bánh mì bột chua và dưa cải muối tiệt trùng ^[1].

Các vi sinh vật hữu ích có thể xuất hiện tự nhiên trong sản phẩm lên men như các chi Lactobacillus, Lacticaseibacillus, Levilactobacillus, hoặc được chủ động bổ sung với chứng nhận an toàn GRAS như chi Bifidobacterium ^[2]. Ngoài vi khuẩn, các loại men (yeast) có nguồn gốc từ thực phẩm lên men cũng chứa nhiều đặc tính sinh học quý giá ^[3]. Chúng có kích thước tế bào lớn hơn vi khuẩn, thành tế bào cứng cấu tạo từ glucan và mannan, có khả năng kháng kháng sinh tự nhiên và tiết ra các chất chuyển hóa thứ cấp có lợi ^[3]. Những đặc tính này mở ra hướng tiếp cận hỗ trợ xử lý loạn khuẩn đường ruột và ngăn ngừa biến chứng từ nấm cơ hội như các loài nấm Candida ^[3].

Dù mang lại nhiều tiềm năng, việc hiểu đúng bản chất tồn tại của các vi sinh vật này trong lòng ruột là yếu tố then chốt để xây dựng chế độ dinh dưỡng hiệu quả, tránh lãng phí tiền bạc vào những kỳ vọng thiếu căn cứ khoa học.

Bản chất vãng lai: Vì sao vi khuẩn không ở lại lâu?

Các nghiên cứu khoa học xác nhận rằng vi sinh vật từ thực phẩm lên men chỉ có thể tác động và cư trú tạm thời (transiently) trong hệ vi sinh đường ruột [1, 2]. Khi chúng ta ăn hoặc uống thực phẩm lên men, những vi khuẩn ngoại lai này phải đối mặt với rào cản khắc nghiệt gồm axit dạ dày, muối mật và sự cạnh tranh khốc liệt từ hàng nghìn tỷ vi khuẩn bản địa đã định cư từ trước. Do đó, khả năng bám dính và làm tổ lâu dài của vi khuẩn đưa từ ngoài vào ruột là rất hạn chế ^[4].

Tuy mang tính vãng lai, các chủng vi sinh vật này vẫn tạo ra những chuyển biến tích cực trong suốt quãng đường di chuyển dọc ống tiêu hóa ^[1]. Chúng có thể thực hiện một số chức năng thay thế cho các vi sinh vật bản địa bị suy giảm, hỗ trợ tăng cường hoạt động của hệ vi sinh vật và hệ miễn dịch đường ruột ^[1]. Chẳng hạn, một nghiên cứu tổng hợp năm 2022 cho thấy việc tiêu thụ sữa probiotic lên men chứa chủng Bifidobacterium lactis CNCM I-2494 giúp làm giảm các triệu chứng của hội chứng ruột kích thích ^[2]. Sản phẩm này giúp cải thiện tốc độ lưu thông đường tiêu hóa và giảm bớt các phàn nàn thường gặp như đầy hơi, chướng bụng, cơ chế liên quan đến sự thay đổi biểu hiện gen vi khuẩn mã hóa các enzyme chuyển hóa carbohydrate ^[2].

Bên cạnh đó, quá trình lên men tự nhiên cũng tạo ra các hợp chất chuyển hóa thứ cấp có giá trị sinh học cao mà cơ thể có thể hấp thụ ngay mà không cần vi khuẩn phải định cư ^[5]. Chẳng hạn, nghiên cứu năm 2024 về nước cơm lên men tự nhiên qua đêm (khoảng 10 giờ) ghi nhận sự phát triển của các loài vi khuẩn axit lactic như Leuconostoc lactis, Weissella confusa, Weissella cibaria, Lactococcus lactis, Lactococcus taiwanensis, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus nagelii, và Lactobacillus delbrueckii ssp. indicus ^[5]. Phân tích chuyển hóa phát hiện hơn 200 chất chuyển hóa postbiotic, làm giàu các hoạt chất phục vụ chuyển hóa năng lượng, trục đường ruột - đa cơ quan, đồng thời tác động lên biểu hiện gen hấp thu dưỡng chất như mct-1 và mct-2 ở tế bào niêm mạc đại tràng ^[5]. Lượng chất này ở mẫu ủ qua đêm phong phú hơn so với mẫu ủ qua 2 đêm ^[5].

Bằng chứng từ các nghiên cứu khoa học

Để làm rõ khả năng sinh tồn của vi sinh vật thực phẩm, một đánh giá hệ thống công bố năm 2021 đã tổng hợp dữ liệu nghiên cứu về sự tương tác giữa vi sinh vật từ thực phẩm và hệ vi sinh đường ruột người ^[6]. Nghiên cứu này tập trung vào các loại thực phẩm lên men chứa vi khuẩn sống, phân tích nhiều biến số như nền thực phẩm (sữa, thịt, cá, thực vật) và nguồn gốc vi sinh vật (bản địa, men mồi, hay probiotic bổ sung) ^[6]. Mục tiêu chính là thu thập bằng chứng thực nghiệm về khả năng vi khuẩn sống sót tới ruột dưới của vật chủ, làm thay đổi cấu trúc vi sinh sẵn có, và xác định xem chúng chỉ cư trú tạm thời hay có thể định cư lâu dài ^[6]. Kết quả tổng quan cho thấy phần lớn vi khuẩn đưa vào chỉ biểu hiện khả năng cư trú vãng lai ngắn hạn trong môi trường ruột ^[6].

Trước đó, một nghiên cứu kinh điển công bố năm 1995 đã đặt nền móng lý thuyết rõ ràng về hạn chế của việc bổ sung vi khuẩn ngoại lai ^[4]. Nghiên cứu chỉ ra rằng mặc dù men vi sinh (probiotics) được kỳ vọng làm thay đổi thành phần hệ vi sinh đại tràng theo hướng tích cực, nhưng những thay đổi này thường chỉ mang tính chất tạm thời, khiến việc cấy ghép vi khuẩn ngoại sinh vào lòng ruột gặp nhiều giới hạn ^[4].

Một nghiên cứu tổng quan công bố năm 2020 cũng nhấn mạnh rằng chế độ ăn lành mạnh nên bao gồm thực phẩm lên men để tăng cường vi sinh vật sống một cách tạm thời cho ruột ^[7]. Để các vi sinh vật phát huy được vai trò này, nền thực phẩm phải bảo vệ và duy trì mật độ tế bào sống đạt ngưỡng khuyến nghị từ 10^6 đến 10^7 CFU/mL tại thời điểm tiêu thụ ^[7]. Mật độ này bảo đảm đủ số lượng sống sót đi qua hệ tiêu hóa để đến được ruột và điều hòa hệ vi sinh ^[7].

Vai trò quyết định của chất xơ prebiotics

Vì vi sinh vật từ bên ngoài khó có thể bám rễ vĩnh viễn, chiến lược duy trì đường ruột khỏe mạnh buộc phải dựa vào việc nuôi dưỡng hệ vi sinh bản địa thông qua prebiotic ^[4]. Prebiotics được định nghĩa là các thành phần thực phẩm không thể tiêu hóa, mang lại lợi ích cho vật chủ bằng cách kích thích có chọn lọc sự phát triển và hoạt động của một hoặc một số loài vi khuẩn đã cư trú sẵn trong đại tràng ^[4]. Trong khi vi sinh vật nạp vào bị đào thải dần, prebiotic giúp tăng sinh trực tiếp các chủng vi khuẩn nội sinh có ích như Bifidobacterium ^[4].

Các loại carbohydrate không tiêu hóa được, đặc biệt là fructooligosaccharide, là những prebiotic điển hình ^[4]. Khi được bổ sung vào chế độ ăn, chỉ sau một thời gian ngắn, chúng kích thích vi khuẩn bifidobacteria nội sinh phát triển mạnh mẽ và chiếm ưu thế trong phân người ^[4]. Nhờ quá trình lên men kỵ khí ở đại tràng, vi khuẩn tiêu hóa các cơ chất này để tạo ra khí và các axit béo chuỗi ngắn, đóng góp năng lượng hàng ngày cho cơ thể và điều hòa chuyển hóa lipid [3, 5].

Sự kết hợp giữa vi sinh sống (probiotics) và thức ăn nuôi dưỡng (prebiotics) đã hình thành nên khái niệm synbiotics ^[4]. Thực phẩm synbiotic cung cấp cả vi khuẩn lẫn môi trường dinh dưỡng để hỗ trợ chức năng ruột một cách tối ưu [1, 3]. Việc kết hợp tăng cường tiêu thụ chất xơ, prebiotic cùng với thực phẩm lên men chứa vi sinh vật sống là chiến lược đồng bộ giúp củng cố hệ miễn dịch niêm mạc ruột ^[1].

Lợi ích thực tế và những giới hạn cần biết

Thực phẩm lên men chứa vi sinh vật sống vẫn mang lại giá trị sức khỏe to lớn dù không định cư vĩnh viễn [1, 2]. Trong thời gian di chuyển qua ruột, chúng giúp bình thường hóa hệ vi sinh vật, đối kháng với các tác nhân gây bệnh và bảo vệ niêm mạc khỏi sự xâm lấn của vi khuẩn có hại ^[2]. Các chủng này cũng tham gia sản xuất axit béo chuỗi ngắn và chuyển hóa muối mật, hỗ trợ xử lý loạn khuẩn, phòng ngừa nhiễm trùng đường ruột bao gồm cả do Clostridioides difficile, cũng như góp phần phòng ngừa béo phì, đái tháo đường, bất dung nạp lactose, loãng xương và bệnh tim mạch ^[2].

Tuy vậy, người tiêu dùng cần nhìn nhận rõ giới hạn khoa học [1, 5]. Quá trình lên men trong một số trường hợp không được kiểm soát có thể tạo ra các chất chuyển hóa không mong muốn ^[8]. Điều này có thể dẫn tới các rối loạn tiêu hóa cấp tính hoặc mạn tính ^[8]. Ngoài ra, hệ vi sinh đường ruột cũng có thể bị xâm nhiễm bởi các mầm bệnh vãng lai nếu thực phẩm không đảm bảo vệ sinh, làm xáo trộn cấu trúc quần xã tự nhiên ^[8]. Thực phẩm lên men không phải là thuốc chữa bệnh và không thể thay thế phác đồ y khoa đối với các bệnh lý đường tiêu hóa phức tạp ^[2].

Ai nên thận trọng khi dùng thực phẩm lên men?

Dù bổ dưỡng, thực phẩm lên men không phù hợp với tất cả mọi người trong mọi thời điểm. Những người có tiền sử dị ứng đạm sữa bò hoặc bất dung nạp lactose nghiêm trọng cần tránh các sản phẩm sữa lên men truyền thống ^[7]. Đối với nhóm đối tượng này, việc lựa chọn các nền thực phẩm thay thế không chứa sữa từ các loại đậu, ngũ cốc, giả ngũ cốc, trái cây hoặc rau củ lên men là giải pháp an toàn để nạp lợi khuẩn và hợp chất sinh học ^[7].

Những người đang gặp vấn đề về đường ruột có triệu chứng chướng bụng, đầy hơi nặng nên lắng nghe phản ứng của cơ thể khi dùng thực phẩm lên men ^[2]. Dù một số loại men giúp cải thiện triệu chứng này, sự lên men của vi khuẩn cũng sinh ra các sản phẩm khí tự nhiên có thể làm tăng cảm giác khó chịu tạm thời ở người nhạy cảm [1, 5]. Đối với những người có bệnh nền mạn tính hoặc đang sử dụng thuốc điều trị, cần tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa trước khi áp dụng chế độ bổ sung vi sinh vật với lượng lớn ^[2].

Cách bổ sung thực phẩm lên men và chất xơ hiệu quả

Để tối ưu hóa lợi ích sinh học từ thực phẩm lên men và prebiotics, người tiêu dùng có thể áp dụng các nguyên tắc thực hành sau:

Duy trì tính đều đặn: Do vi sinh vật từ thực phẩm có tính chất vãng lai, việc bổ sung cần được thực hiện hàng ngày thay vì ăn ngắt quãng hoặc dồn dập vào một bữa [1, 2]. Ăn một lượng vừa phải mỗi ngày giúp duy trì sự hiện diện liên tục của vi sinh có lợi dọc theo ống tiêu hóa ^[1].

Đảm bảo mật độ vi sinh sống: Chọn các sản phẩm được bảo quản mát, ghi rõ thành phần vi sinh vật còn sống với mật độ đạt từ 10^6 đến 10^7 CFU/mL tại thời điểm dùng ^[7]. Không nấu chín hoặc đun sôi các thực phẩm lên men giàu lợi khuẩn như sữa chua hay dưa muối sống, vì nhiệt độ cao sẽ tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật ^[1].

Bổ sung prebiotic song hành: Luôn kết hợp thực phẩm lên men với các nguồn chất xơ hòa tan như ngũ cốc nguyên cám, rau xanh và các loại củ quả [3, 8]. Nguồn carbohydrate không tiêu hóa này sẽ đóng vai trò làm giá thể và thức ăn cho cả vi khuẩn ngoại sinh lẫn hệ vi sinh bản địa ^[4].

Đa dạng hóa nguồn thực phẩm: Bên cạnh các sản phẩm từ sữa, có thể luân phiên bổ sung các sản phẩm lên men từ thực vật như nước cơm lên men hoặc đồ uống lên men từ ngũ cốc, đậu hạt để tiếp nhận đa dạng các chủng vi khuẩn lactic và các chất chuyển hóa postbiotic [4, 7].

Các vi sinh vật trong thực phẩm lên men là những "vị khách hữu ích" ghé thăm đường ruột chứ không phải cư dân định cư vĩnh viễn [1, 2]. Để xây dựng một hệ tiêu hóa khỏe mạnh, chìa khóa bền vững nhất là duy trì việc bổ sung vi sinh sống đều đặn song hành với một chế độ ăn giàu chất xơ prebiotic để nuôi dưỡng hệ khuẩn bản địa [3, 8].