Galacto Oligosaccharide

Đặc điểm của Galacto oligosaccharides là gì?

Galacto-oligosaccharides (GOS) là một hợp chất Prebiotic được hình thành từ các liên kết giữa phân tử Galactose và Lactose. GOS là thành phần xuất hiện trong các sản phẩm từ sữa, đậu cũng như một số loại rau củ khác. Các oligosaccharides chứa galactose có mặt tự nhiên trong sữa của tất cả loài động vật có vú. Quá trình sản xuất GOS thương mại thường sử dụng lactose làm nguyên liệu và enzyme β-galactosidase để thực hiện phản ứng chuyển galactosyl hóa.

Công thức phân tử

Về cấu trúc, GOS bao gồm các chuỗi phân tử đường, thường có từ 2 đến 10 đơn vị, với một phân tử glucose tại đầu khử. GOS được tạo cấu hình từ các liên kết galactose đơn vị với nhiều cách khác nhau, tạo các chuỗi thành phần có độ dài và phân nhánh cấu trúc khác nhau. Các đơn vị galactose liên kết với nhau thông qua các liên kết glycosidic, chủ yếu là liên kết β-1,4.

Tính chất vật lý

GOS thông thường tồn tại ở dạng bột màu trắng, không mùi, vị hơi ngọt.

Độ tan: GOS dễ tan trong nước, tạo thành dung dịch trong suốt hoặc có màu trắng hơi đục.

GOS khá ổn định trong điều kiện nhiệt độ và pH bình thường, tuy nhiên có thể bị phân hủy ở nhiệt độ cao hoặc trong môi trường axit mạnh.

Dạng bào chế

GOS được ứng dụng rộng rãi trong nhiều loại sữa dinh dưỡng để bổ sung cho trẻ em và người lớn. GOS cũng được đóng gói dưới dạng viên nang, viên nén hoặc bột để bổ sung trực tiếp qua đường uống.

Galacto oligosaccharides có tác dụng gì?

Cơ chế tác dụng

GOS thể hiện tại dụng nhuận tràng tương tự với vai trò của một loại chất xơ hòa tan. Các oligosaccharide không được tiêu hóa sẽ di chuyển đến ruột già, nơi chúng kích thích quá trình lên men thông qua các vi khuẩn trong ruột kết. Quá trình này làm tăng khối lượng vi khuẩn, dẫn đến gia tăng khối lượng phân. Ngoài ra, các oligosaccharide cùng với các sản phẩm lên men có thể gây ra hiệu ứng thẩm thấu, từ đó tác động làm tăng lượng nước trong phân. Sự gia tăng này góp phần kích thích nhu động của ruột kết.

Bên cạnh đó, GOS còn có khả năng tác động đến chức năng ruột thông qua việc thay đổi môi trường trong đại tràng. Quá trình lên men vi khuẩn của oligosaccharide trong các nghiên cứu in vitro cho thấy khả năng làm tăng sản xuất axit béo chuỗi ngắn (SCFA), làm giảm độ pH của đại tràng. Môi trường đại tràng có pH thấp hơn sẽ thúc đẩy sự phát triển của lactobacilli và bifidobacteria, đồng thời ức chế sự phát triển của các vi khuẩn có hại. SCFA cũng được cho là có ảnh hưởng đến nhu động ruột, nhưng cơ chế cụ thể và ý nghĩa lâm sàng của tác dụng này vẫn chưa được làm rõ.

Ở người, các nghiên cứu về tác động của GOS lên nồng độ SCFA trong phân đã đưa ra kết quả không nhất quán. Điều này có thể là do SCFA được hấp thụ nhanh chóng ở ruột, khiến lượng SCFA đo được trong phân không phản ánh chính xác mức độ sản xuất thực tế trong đại tràng.

Dược động học

Galacto oligosaccharides sau khi hấp thu vào cơ thể, một phần được cơ thể tiêu hóa, còn lại một phần được lên men bởi các vi khuẩn đường ruột tạo thành các axit béo chuỗi ngắn (SCFAs), là nguồn năng lượng cho các tế bào của đại tràng. GOS chủ yếu tập trung ở đại tràng, nơi chúng nuôi dưỡng các vi khuẩn có lợi. Một phần GOS không được lên men sẽ được đào thải ra ngoài theo phân.

Ứng dụng trong y học

Galacto oligosaccharides được sử dụng để hỗ trợ điều trị các vấn đề sức khỏe như viêm mũi dị ứng, hen suyễn, đau bụng ở trẻ sơ sinh, ung thư ruột kết và trực tràng, táo bón, bệnh Crohn, tiêu chảy, rối loạn tiêu hóa, dị ứng thực phẩm, hội chứng ruột kích thích (IBS) và hỗ trợ sự phát triển ở trẻ sơ sinh. Ngoài ra, GOS còn được sử dụng như chất tạo ngọt trong thực phẩm và hoạt động như một prebiotic, nuôi dưỡng vi khuẩn có lợi trong đường ruột.

Ảnh hưởng đến hệ vi khuẩn đường ruột: Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng GOS giúp tăng số lượng vi khuẩn có lợi như bifidobacteria, đồng thời giảm các loại vi khuẩn có hại. Một thử nghiệm ngẫu nhiên với liều 10g/ngày trong 7 ngày cho thấy mức bifidobacteria trong phân tăng 0,4 đơn vị logarit (P = 0,007 so với giả dược).

Tác dụng đối với táo bón: GOS cải thiện chức năng ruột và giúp giảm táo bón. Ví dụ, liều 9g/ngày trong 2 tuần làm tăng tần suất đại tiện từ 5,9 lên 7,1 lần/tuần ở người cao tuổi. Ở liều 5-10g/ngày, tần suất đại tiện cũng tăng đáng kể ở người lớn khỏe mạnh có xu hướng táo bón (P < 0,05).

Tác dụng với hội chứng ruột kích thích (IBS): Liều 3,5g GOS/ngày cải thiện đáng kể các triệu chứng IBS như độ đặc của phân, đầy hơi, và điểm triệu chứng tổng thể (P < 0,05). Liều 7g/ngày giúp giảm lo âu và cải thiện triệu chứng IBS tổng thể, nhưng có thể gây chướng bụng nhẹ ở một số người.

Ảnh hưởng đến miễn dịch và nhiễm trùng: Dù chưa có nghiên cứu riêng biệt về GOS trong việc tăng cường miễn dịch, một số thử nghiệm cho thấy GOS kết hợp với FOS có thể giảm nguy cơ tiêu chảy và cải thiện chất lượng cuộc sống ở người dùng.

Sự hấp thụ canxi và sức khỏe xương: GOS giúp tăng khả năng hấp thụ canxi, đặc biệt ở phụ nữ sau mãn kinh. Nghiên cứu cho thấy việc bổ sung 20g/ngày tăng hấp thụ canxi thực sự từ 16% lên 24% mà không làm tăng bài tiết canxi qua nước tiểu (P = 0,04).

Sức khỏe da: GOS cải thiện độ ẩm da, giảm nếp nhăn và tăng cường sức khỏe làn da. Một thử nghiệm với liều 2g/ngày trong 12 tuần cho thấy độ ẩm da tăng đáng kể, giảm diện tích và độ sâu nếp nhăn (P < 0,05).

Cải thiện tâm trạng và giảm căng thẳng: Liều 7g/ngày GOS giúp giảm lo âu ở bệnh nhân IBS. Các nghiên cứu trên người khỏe mạnh cũng cho thấy GOS làm giảm cortisol buổi sáng, điều chỉnh phản ứng căng thẳng thần kinh nội tiết và cải thiện khả năng tập trung.

Nghiên cứu mới trong y học về Galacto oligosaccharides

Táo bón ảnh hưởng đến 10-20% dân số toàn cầu, đặc biệt là ở người trưởng thành. Một thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên, mù đôi, có đối chứng giả dược được thực hiện để đánh giá tác dụng của galacto-oligosaccharides (GOS) đối với tần suất đại tiện, độ đặc của phân, và hệ vi khuẩn đường ruột. Nghiên cứu này được tiến hành trên 132 người trưởng thành (94% là nữ, độ tuổi từ 18 đến 59) tự báo cáo bị táo bón theo tiêu chí Rome IV (tần suất đại tiện dưới ba lần mỗi tuần).

Phương pháp nghiên cứu: Các đối tượng tham gia được chia thành ba nhóm, sử dụng liều 11g, 5,5g Biotis GOS, hoặc sản phẩm đối chứng mỗi ngày trong ba tuần. Bảng câu hỏi đã được chuẩn hóa được sử dụng hàng tuần để thu thập dữ liệu về tần suất đại tiện và độ đặc của phân. Đồng thời, mẫu phân được thu thập ở giai đoạn đầu và cuối thử nghiệm để phân tích hệ vi khuẩn đường ruột.

Kết quả nghiên cứu: Kết quả cho thấy liều 11g GOS có xu hướng tăng tần suất đại tiện so với nhóm đối chứng, đặc biệt ở những người có tần suất đại tiện ban đầu dưới ba lần mỗi tuần. Ở nhóm người tự báo cáo bị táo bón từ 35 tuổi trở lên, liều 11g GOS cũng làm tăng đáng kể tần suất đi ngoài.

Hệ vi khuẩn đường ruột có sự thay đổi rõ rệt khi sử dụng GOS. Một phản ứng liều lượng được quan sát thấy ở Bifidobacterium, và liều 11g GOS làm tăng đáng kể sự hiện diện của vi khuẩn Anaerostipes hadrus.

Kết luận: GOS cho thấy tiềm năng như một giải pháp hữu ích cho những người trưởng thành bị táo bón, đặc biệt là nhóm có tần suất đại tiện thấp hoặc ở độ tuổi trung niên. Liều lượng 11g mỗi ngày không chỉ cải thiện tần suất đại tiện mà còn tác động tích cực đến hệ vi khuẩn đường ruột.