Nhiều người ăn thuần chay thường băn khoăn khi cầm trên tay lọ thực phẩm bổ sung. Nếu vitamin B12 chỉ có tự nhiên trong thực phẩm động vật, viên ngậm thuần chay lấy hoạt chất từ đâu? Liệu chúng có thực sự không chứa thành phần động vật hay được tổng hợp từ hóa chất nhân tạo độc hại?

Câu trả lời nằm ở công nghệ sinh học: vitamin B12 trong các sản phẩm thuần chay hoàn toàn không chiết xuất từ động vật và cũng không phải chất hóa học nhân tạo hoàn toàn. Chúng được tạo ra nhờ quá trình lên men tự nhiên của các chủng vi khuẩn chuyên biệt trong các bể phản ứng sinh học khép kín [2, 7].

Hiểu đúng về bản chất của vitamin B12

Vitamin B12 (cobalamin) là vi chất dinh dưỡng thiết yếu tan trong nước, giữ vai trò sống còn đối với cơ thể người [1]. Dưỡng chất này tham gia trực tiếp vào quá trình tổng hợp và sửa chữa DNA, hình thành hồng cầu khỏe mạnh và duy trì hoạt động bình thường của hệ thần kinh trung ương [1, 4]. Nếu cơ thể thiếu hụt vitamin B12 kéo dài, người bệnh sẽ đối mặt với nguy cơ thiếu máu hồng cầu khổng lồ cùng nhiều tổn thương thần kinh nghiêm trọng [1].

Trong tự nhiên, thực vật không tự tổng hợp được dưỡng chất này [3, 6]. Nguồn cung cấp truyền thống chủ yếu đến từ các thực phẩm gốc động vật như thịt, cá, gia cầm, trứng và sữa [2]. Động vật cũng không tự tạo ra vitamin B12; vi chất này thực chất là sản phẩm trao đổi chất của hệ vi sinh vật sống trong đường tiêu hóa của chúng [3].

Chính vì cấu trúc hóa học của phân tử vitamin B12 vô cùng độc đáo và phức tạp, việc tổng hợp hoàn toàn bằng con đường hóa dược vừa khó khăn vừa tốn kém chi phí [4]. Do đó, giải pháp tối ưu và bền vững nhất mà ngành công nghiệp y dược hiện đại lựa chọn là ứng dụng quá trình lên men của các chủng vi sinh vật [2, 7].

Bể lên men công nghiệp: Trái tim của quy trình sản xuất B12

Để tạo ra hoạt chất cobalamin tinh khiết cho viên ngậm, các nhà máy sử dụng các hệ thống nồi lên men vô trùng quy mô lớn. Hai chủng vi khuẩn chủ lực được ứng dụng phổ biến và rộng rãi trong sản xuất công nghiệp hiện nay là Pseudomonas denitrificans và các phân loài của Propionibacterium, điển hình như Propionibacterium shermanii hay Propionibacterium freudenreichii [2, 8].

Chủng vi khuẩn P. denitrificans sở hữu sẵn hệ thống enzyme và các con đường chuyển hóa trao đổi chất cần thiết để tạo ra vitamin B12 tự nhiên [3]. Trong khi đó, P. shermanii sản sinh nhiều enzyme hữu ích trong quá trình nuôi cấy, hỗ trợ chuyển hóa cơ chất và gia tăng sinh khả dụng của dưỡng chất [3]. Đặc biệt hơn, chủng P. freudenreichii là vi sinh vật hiếm hoi được công nhận đạt chuẩn an toàn thực phẩm GRAS (Generally Recognized as Safe), cho phép ứng dụng trực tiếp để sản xuất dạng hoạt tính sinh học của B12 mà không gây hại cho sức khỏe người dùng [5].

Môi trường nuôi dưỡng vi khuẩn hoàn toàn dựa trên nguồn gốc phi động vật. Các chủng vi sinh vật được nuôi cấy bằng nguồn carbon kinh tế như đường glucose, fructose, sucrose từ mật rỉ củ cải đường, lactate hoặc glycerol với nồng độ khoảng 50-100 g/L [6]. Ngoài ra, nhà sản xuất có thể tận dụng các phế phẩm nông nghiệp giá rẻ như rỉ đường mía, nước ngâm ngô hay cám ngũ cốc làm nguồn dưỡng chất nhằm tối ưu hóa chi phí và bảo vệ môi trường [3, 7, 8].

Cơ chế sinh học 2 giai đoạn tạo nên phân tử B12

Quy trình nuôi cấy vi khuẩn Propionibacterium quy mô công nghiệp để thu nhận vitamin B12 đòi hỏi sự kiểm soát nghiêm ngặt về nhiệt độ, oxy và nồng độ chất kích thích [6]. Nhiệt độ môi trường nuôi cấy thường được duy trì tối ưu ở mức 30 độ C [6].

Toàn bộ quá trình sinh tổng hợp thường chia làm hai giai đoạn tách biệt [6]:

Giai đoạn đầu diễn ra trong điều kiện hoàn toàn kỵ khí suốt 3 ngày đầu tiên [6]. Vi khuẩn tiêu thụ cơ chất dinh dưỡng để tổng hợp nên phân tử tiền chất trung gian adenosylcobinamide (AdoCbi), vốn chưa có phối tử DMB (dimethylbenzimidazole) [6].

Giai đoạn thứ hai chuyển sang điều kiện hiếu khí nhẹ [6]. Lúc này, hệ thống sục khí nhẹ nhàng được kích hoạt trong tối đa 3 ngày tiếp theo nhằm cung cấp lượng oxy cần thiết cho quá trình tổng hợp phối tử dưới DMB [6]. Hoạt chất tiền chất DMB được bổ sung với liều lượng từ 10-25 mg/L sau 3 ngày kỵ khí đầu tiên, kết hợp cùng các muối khoáng chứa ion coban (Co2+) – nhân tố quyết định trực tiếp đến năng suất tổng hợp B12 của mẻ nuôi [6]. Hoạt chất cobalamin hoạt tính sẽ tích tụ nhiều nhất vào pha cân bằng của chu kỳ sinh trưởng tế bào vi khuẩn [6].

Sau khi quá trình lên men hoàn tất, dịch nuôi cấy trải qua các bước lọc, ly tâm tách bã sinh khối, tinh chế hoạt chất và đưa về dạng tinh thể methylcobalamin hoặc cyanocobalamin đạt độ tinh khiết chuẩn dược phẩm [2]. Các thành phẩm này sau đó được chuyển đến dây chuyền dập viên ngậm dưới lưỡi thuần chay cùng các tá dược thực vật.

Nghiên cứu mở rộng: Nâng cấp thực phẩm thực vật bằng vi sinh

Bên cạnh công nghệ sản xuất bột nguyên liệu tinh khiết, các công bố khoa học gần đây tập trung mạnh vào việc lên men trực tiếp trên thực phẩm gốc thực vật.

Một nghiên cứu công bố năm 2022 thực hiện đồng nuôi cấy vi khuẩn Propionibacterium freudenreichii NCC 1177 và Bacillus amyloliquefaciens NCC 156 trên môi trường sữa hạt hướng dương làm từ bã ép hạt [7]. Kết quả thử nghiệm sau tối ưu hóa ghi nhận: việc đồng nuôi cấy hai chủng vi sinh vật chuẩn an toàn thực phẩm này đã sản sinh thành công 17 microgam vitamin B12 trong mỗi 100g sữa hạt chỉ sau 4 ngày lên men [7]. Quy trình này không cần bổ sung bất kỳ chất phụ gia nào, đồng thời làm tăng hàm lượng axit amin thiết yếu L-lysine, vitamin B3, B6 và loại bỏ các loại đường khó tiêu [7].

Một nghiên cứu khác công bố năm 2024 tiến hành khảo sát sự kết hợp giữa Propionibacterium freudenreichii và Bifidobacterium animalis subsp. lactis trong môi trường nước whey đậu nành [8]. Các nhà nghiên cứu so sánh nhiều phương thức nuôi cấy: đơn dòng, nuôi tuần tự và nuôi đồng thời [8]. Kết quả cho thấy phương pháp đồng nuôi cấy cùng lúc tạo ra lượng vitamin B12 cao gấp 1,3 lần so với phương pháp nuôi tuần tự, đồng thời làm tăng nồng độ axit acetic lên 5 lần và axit propionic lên 2,5 lần [8].

Năm 2024, một nhóm nghiên cứu khác đã phân lập và sàng lọc 87 chủng nấm men, xạ khuẩn và vi khuẩn để tìm kiếm nguồn sản sinh B12 mới [4]. Trong số 15 chủng cho năng suất cao, chủng Peribacillus acanthi MZ01 lần đầu tiên được định danh và cho thấy hiệu suất tạo B12 nổi bật nhất [4]. Nghiên cứu chỉ ra rằng việc tăng tỷ lệ cấy giống từ 5% lên 10% giúp cải thiện rõ rệt sản lượng thu hoạch, đồng thời tối ưu hóa việc sử dụng phụ phẩm mật rỉ đường làm cơ chất nuôi cấy hiệu quả [4].

Bên cạnh vi sinh vật, một đánh giá tổng quan năm 2024 cho biết một số nguồn tự nhiên khác như vi tảo, nấm, rau củ và các loại đậu lên men cũng cung cấp lượng vitamin B12 nhất định cho người ăn chay [1]. Tuy nhiên, hàm lượng trong các nguồn này thường thấp, dễ bị lẫn tạp chất nên cần các phương pháp phân tích có độ đặc hiệu cao để định lượng chính xác [1].

Lợi ích và các giới hạn về mặt bằng chứng

Lợi ích lớn nhất của vitamin B12 tạo ra từ công nghệ lên men vi sinh là tính bền vững, không gây tổn hại động vật và khả năng kiểm soát chất lượng chuẩn hóa [2, 3]. Các dạng B12 này có sinh khả dụng tốt, hấp thu hiệu quả và đáp ứng trọn vẹn nhu cầu sinh lý của người kiêng đạm động vật [3].

Tuy nhiên, bằng chứng khoa học cũng chỉ ra các ranh giới cần lưu ý. Mặc dù các nghiên cứu nuôi cấy trên sữa hạt hướng dương hay whey đậu nành đạt kết quả ấn tượng, phần lớn vẫn dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm và thử nghiệm ban đầu [1, 5]. Việc nhân rộng lên quy mô công nghiệp để sản xuất thực phẩm đại trà đòi hỏi thêm thời gian chuẩn hóa kỹ thuật.

Ngoài ra, chất lượng của các viên uống bổ sung trên thị trường hiện nay không phải lúc nào cũng đồng đều [2]. Một nghiên cứu năm 2025 tiến hành kiểm tra 10 sản phẩm bổ sung vitamin B12 dạng methylcobalamin và cyanocobalamin bằng phương pháp quang phổ UV-Vis và sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS/MS) [2]. Kết quả phát hiện sự sai lệch nghiêm trọng về hàm lượng hoặc dạng tồn tại của vitamin B12 ở 3 trên tổng số 10 sản phẩm được khảo sát [2]. Điểm tích cực là phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử không ghi nhận nguy cơ ô nhiễm kim loại nặng như chì (Pb), thủy ngân (Hg) hay cadmium (Cd) [2]. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kiểm soát chất lượng từ khâu sản xuất nguyên liệu vi sinh đến thành phẩm viên ngậm [2].

Những hiểu lầm thường gặp của người ăn chay

Nhiều người ăn thuần chay tin rằng cơ thể có thể tự hấp thu đủ vitamin B12 thông qua hệ vi sinh đường ruột hoặc ăn thực vật chưa rửa sạch. Khoa học đã khẳng định thực vật không chứa vitamin B12 tự nhiên [2]. Dù vi khuẩn đường ruột có khả năng sinh tổng hợp vi chất này, vị trí tổng hợp lại nằm ở đoạn đại tràng – nơi cơ thể không còn khả năng hấp thu cobalamin vào máu, dẫn tới việc dưỡng chất bị đào thải ra ngoài.

Một ngộ nhận khác là chỉ người ăn chay tuyệt đối (vegan) mới thiếu B12. Thực tế, tình trạng thiếu hụt vitamin B12 hiện nay là vấn đề mang tính toàn cầu [5]. Những người ăn bán chay, người ăn chay có dùng sữa (lacto-vegetarian) vẫn có tỷ lệ thiếu hụt đáng kể [5]. Ngoài chế độ ăn, sự thiếu hụt còn xuất phát từ các bệnh lý kém hấp thu ở ruột, bệnh lý hồi tràng, thiếu hụt protein vận chuyển transcobalamin I hoặc II, hoặc do vi khuẩn đường ruột phát triển quá mức làm cạn kiệt lượng B12 dung nạp [5].

Thêm vào đó, việc lầm tưởng viên ngậm B12 chứa hóa chất nhân tạo độc hại khiến nhiều người ngần ngại bổ sung. Cần khẳng định rằng toàn bộ hoạt chất B12 thương mại dùng trong dược phẩm đều là thành phẩm lên men vi sinh học tự nhiên, hoàn toàn tương đồng về mặt sinh học với dạng B12 có trong tự nhiên [2, 8].

Ai nên thận trọng khi sử dụng?

Người theo đuổi chế độ thuần chay hoặc ăn chay trường dài năm là nhóm bắt buộc phải chú ý bổ sung vitamin B12 thường xuyên thông qua thực phẩm tăng cường hoặc viên ngậm dinh dưỡng [3, 6].

Tuy nhiên, người có tiền sử bệnh lý tim mạch, người mắc bệnh suy thận mãn tính hoặc bệnh lý thần kinh thị giác Leber cần tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa trước khi tự ý dùng các chế phẩm bổ sung liều cao. Người có rối loạn tiêu hóa mạn tính, teo niêm mạc dạ dày hoặc người cao tuổi suy giảm tiết axit dịch vị thường hấp thu cobalamin dạng viên nuốt rất kém, khi đó dạng viên ngậm dưới lưỡi hoặc đường tiêm dưới sự chỉ định y tế sẽ mang lại hiệu quả vượt trội hơn. Bổ sung dưỡng chất không thay thế hoàn toàn cho chẩn đoán y khoa chuyên sâu.

Hướng dẫn áp dụng thực tế cho người tiêu dùng

Để đảm bảo hấp thu tối ưu và an toàn khi sử dụng viên ngậm B12 thuần chay, người dùng nên lưu ý một số điểm sau:

  • Lựa chọn dạng bào chế: Hai dạng vitamin B12 phổ biến hiện nay là cyanocobalamin và methylcobalamin [2]. Methylcobalamin là dạng hoạt tính sinh học trực tiếp, trong khi cyanocobalamin có tính ổn định cao và được nghiên cứu kiểm chứng lâu đời.
  • Cách dùng viên ngậm: Đặt viên nén dưới lưỡi hoặc bên trong má để viên tan từ từ, cho phép hoạt chất ngấm trực tiếp qua hệ mao mạch niêm mạc miệng vào tuần hoàn máu mà không phụ thuộc hoàn toàn vào enzyme tiêu hóa dạ dày.
  • Thời điểm dùng: Vitamin B12 tan trong nước, có thể ngậm vào buổi sáng lúc bụng đói hoặc sau bữa ăn nhẹ. Tránh dùng vào tối muộn nếu nhạy cảm với việc tăng cường chuyển hóa năng lượng.
  • Kiểm tra nguồn gốc: Do thị trường có tỷ lệ sản phẩm không đạt chuẩn hàm lượng công bố [2], người tiêu dùng nên ưu tiên chọn thương hiệu uy tín, có chứng nhận bên thứ ba kiểm nghiệm độc lập và tem chứng nhận thuần chay (Vegan Society hoặc Vegan Action).

Nhìn chung, viên ngậm B12 thuần chay là thành tựu nổi bật của ngành công nghệ sinh học lên men vi sinh [2, 8]. Hoạt chất này hoàn toàn có nguồn gốc từ vi khuẩn lành tính, không chứa bất kỳ tế bào động vật nào và an toàn cho sức khỏe [2, 3]. Người ăn chay hoàn toàn có thể yên tâm sử dụng thực phẩm bổ sung này để duy trì hệ thần kinh khỏe mạnh và chủ động phòng ngừa thiếu máu dinh dưỡng dài hạn [1, 4].