Probiotic được định nghĩa là nhóm vi sinh vật an toàn giúp cải thiện hệ vi sinh vật đường ruột theo hướng có lợi cho vật chủ khi được bổ sung với một lượng đủ. Theo phân tích của Tổ chức IMARC, tổng giá trị của ngành probiotic toàn cầu trong năm 2023 đạt 63,4 tỷ đô la và ước tính tăng đến 114,4 tỷ đô la vào năm 2032. Probiotic đã trở thành giải pháp hữu hiệu, toàn diện nhằm tăng hiệu quả chuyển hóa thức ăn, nâng cao sức đề kháng, giảm thiểu tỷ lệ mắc bệnh đường ruột và ngăn ngừa các bệnh ung thư. Hiệu quả của chế phẩm hay sản phẩm probiotic phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chủng loại vi sinh vật, khả năng sống của vi sinh vật, khả năng chịu nhiệt và điều kiện bảo quản. Do vậy, độ ổn định của probiotic luôn là một thách thức với các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp.

Vi bao được định nghĩa là quá trình đóng gói một chất trong một chất khác và tạo ra các hạt có kích thước từ nanomet đến micromet. Trong lĩnh vực chế biến thực phẩm, kỹ thuật vi bao đã được sử dụng rộng rãi để bảo vệvà giữ các thành phần thực phẩm như hương vị, tinh dầu, chất béo, nhựa dầu và chất màu. Dịch chiết thô từ lá oliu được vi bao bằng hỗn hợp gelatin và tragacanth gum giảm đáng kể quá trình oxy hoá chất béo khi bổ sung vào hamburger thịt cừu. Ứng dụng quan trọng nhất của kỹ thuật vi bao là đặc tính bảo vệ vi khuẩn probiotic. Tế bào vi khuẩn probiotic được bao phủ bởi các vật liệu tạo màng thích hợp để cách ly tế bào khỏi môi trường xung quanh và đồng thời hỗ trợ giải phóng tế bào trong môi trường thích hợp. Chất tạo màng trong vi bao là các polyme có nguồn gốc tự nhiên như gelatin, alginate, chitosan hoặc có nguồn gốc nhân tạo như polyamide, polystyrene, polyacrylate, polyacrylamide. Ngoài ra, vi bao còn giúp ổn định và tăng giá trị về mặt cảm quan cho sản phẩm. Vi bao bằng κ‐carrageenan và carboxymethyl cellulose làm tỷ lệ sống sót của Lactiplantibacillus plantarum ATCC 13463 đạt lần lượt 7,3 và 7,5 Log CFU/g so với tế bào tự do (0 Log CFU/g) trong điều kiện dạ dày và mật mô phỏng, tương ứng. Tương tự, hỗn hợp natri caseinat và gellan gum làm tăng tỷ lệ sống sót của Lacticaseibacillus casei 431 so với đối chứng trong điều kiện dạ dày và mật được mô phỏng. Ngoài ra, khả năng sống sót của L. casei trong quá trình bảo quản sữa chua cũng được cải thiện rõ rệt khi sử dụng kỹ thuật vi bao. Vi bao 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 hệ tiêu hóa, đồng thời kéo dài thời hạn sử dụng sản phẩm probiotic.

Lactobacillus acidophilus thuộc nhóm vi khuẩn lactic và được chứng minh có tác dụng ức chế sự phát triển của một số vi khuẩn gây bệnh, giảm sinh tổng hợp cholesterol, phân huỷ lactose, tác động tích cực lên hệ miễn dịch và hỗ trợ điều trị các bệnh đường tiêu hóa như táo bón, tiêu chảy [8], [9]. Tại Việt Nam, phần lớn các nghiên cứu đều tập trung tạo hạt vi bao L. acidophilus với kích thước là milimet, điều này ảnh hưởng đến độ đồng nhất và cảm quan của chế phẩm. Nghiên cứu này sẽ tập trung đánh giá đặc tính probiotic của L. acidophilus CP1 và tạo vi bao kích thước micromet bằng vật liệu alginate và chitosan để nâng cao khả năng sống sót của L. acidophilus CP1.

Trong nghiên cứu này, L. acidophilus CP1 được chứng minh có đặc tính probiotic tốt như chịu được pH axit; kháng với chất oxy hoá H2O2; sinh protease ngoại bào; kháng vi khuẩn kiểm định M. smegmatis MC2 155, E. coli ATCC 11105, P. aeruginosa ATTC 6538. Bằng kỹ thuật nhũ hoá, L. acidophilus CP1 cố định bằng alginate kết hợp chitosan để tạo ra các hạt vi bao hình cầu với kích thước dao động từ 5,0 - 50 µm. Hơn nữa, vi bao giúp nâng cao khả năng sống sót của vi khuẩn probiotic CP1 trong môi trường mô phỏng dịch dạ dày và kéo dài thời gian bảo quản chế phẩm vi bao. Điều này mang ý nghĩa ứng dụng cao trong quá trình tạo nguyên liệu cho sản xuất các chế phẩm probiotic ở Việt Nam.