Human Milk Oligosaccharides (HMOs), hay còn gọi là oligosaccharide trong sữa mẹ, là những loại đường phức tạp có nồng độ cao trong sữa mẹ. Đây là thành phần rắn phổ biến thứ ba trong sữa mẹ, sau lactose và chất béo. Mặc dù trẻ sơ sinh không thể tiêu hóa được HMOs, nhưng chúng đóng vai trò rất quan trọng trong việc hỗ trợ sức khỏe và sự phát triển của trẻ.
Trong sữa mẹ, Human Milk Oligosaccharides (HMOs) chiếm tỷ lệ khoảng 5-15 g/L, là thành phần rắn phổ biến thứ ba sau lactose (khoảng 60-70 g/L) và chất béo (khoảng 35-40 g/L). Tỷ lệ này có thể thay đổi tùy thuộc vào từng người mẹ và giai đoạn cho con bú.
Một số tỷ lệ thành phần chính trong sữa mẹ:
Lactose: chiếm khoảng 7% tổng trọng lượng sữa mẹ, giúp cung cấp năng lượng cho trẻ.
Chất béo: chiếm khoảng 3-5% tổng lượng sữa mẹ, đóng vai trò cung cấp năng lượng và hỗ trợ phát triển não bộ.
Protein: chiếm khoảng 0,8-1%, với các loại protein dễ tiêu hóa và giàu dinh dưỡng cho trẻ.
HMOs: chiếm khoảng 0,5-1,5% trọng lượng sữa, mặc dù không tiêu hóa được, nhưng HMOs có vai trò quan trọng trong hỗ trợ hệ vi sinh đường ruột và hệ miễn dịch.
Tỷ lệ HMOs trong sữa mẹ cũng thay đổi theo thời gian, đặc biệt là cao hơn trong giai đoạn đầu sau khi sinh (sữa non) và giảm dần khi trẻ lớn.
Human Milk Oligosaccharides (HMOs) có cấu trúc hóa học phức tạp và đa dạng, bao gồm nhiều loại monosaccharides khác nhau liên kết với nhau theo nhiều cách khác nhau. Dưới đây là một số thành phần hóa học chính của HMOs:
1. Monosaccharides
HMOs chủ yếu được tạo thành từ các monosaccharides sau:
Glucose (Glc): Một trong những đơn vị đường cơ bản phổ biến nhất.
Galactose (Gal): Thường xuất hiện trong nhiều loại oligosaccharide, bao gồm HMOs.
Fructose (Fru): Là một loại đường khác thường có mặt trong cấu trúc HMO.
N-acetylglucosamine (GlcNAc): Một dạng của glucose có gốc acetamide, cũng được tìm thấy trong HMOs.
Fucose (Fuc): Một loại đường khác có vai trò quan trọng trong cấu trúc của một số HMOs.
2. Cấu trúc
Cấu trúc phân nhánh: HMOs thường có cấu trúc phân nhánh, nghĩa là chúng có thể có nhiều nhánh đường khác nhau liên kết với nhau, tạo ra sự đa dạng trong hình dạng và kích thước.
Liên kết glycosidic: Các monosaccharides trong HMOs được liên kết với nhau qua các liên kết glycosidic, thường là α- hoặc β- liên kết, tạo ra các cấu trúc khác nhau.
3. Phân loại HMOs
HMOs có thể được phân loại thành nhiều loại khác nhau dựa trên số lượng và loại đường trong cấu trúc của chúng:
Oligosaccharides đơn giản: Như Lacto-N-tetraose (LNT) và Lacto-N-neotetraose (LNnT), thường chứa từ 4 đến 6 đơn vị đường.
Oligosaccharides phức tạp: Như 2'-Fucosyllactose (2'-FL) và 3-Fucosyllactose (3-FL), có chứa các đơn vị đường khác nhau và có khả năng tương tác mạnh mẽ với vi khuẩn.
Human Milk Oligosaccharides (HMOs) đang được nghiên cứu và áp dụng vào sản xuất sữa công thức với nhiều lợi ích đáng chú ý. Dưới đây là một số ứng dụng chính của HMOs trong sữa công thức:
1. Cải thiện sức khỏe đường ruột
Tăng cường vi khuẩn có lợi: HMOs hoạt động như prebiotics, thúc đẩy sự phát triển của các vi khuẩn có lợi như Bifidobacterium trong đường ruột. Điều này giúp cải thiện cân bằng vi sinh vật và tăng cường sức khỏe tiêu hóa.
2. Hỗ trợ hệ miễn dịch
Bảo vệ trẻ khỏi nhiễm trùng: HMOs có khả năng ngăn chặn vi khuẩn và virus bám vào niêm mạc ruột, từ đó giúp bảo vệ trẻ khỏi các bệnh nhiễm trùng đường tiêu hóa.
Điều hòa phản ứng miễn dịch: HMOs có thể giúp điều chỉnh hệ thống miễn dịch, giúp trẻ phát triển một hệ miễn dịch mạnh mẽ hơn.
3. Tăng cường phát triển não bộ
Ảnh hưởng đến phát triển thần kinh: Nghiên cứu cho thấy HMOs có thể có vai trò trong việc phát triển chức năng nhận thức và hỗ trợ phát triển não bộ ở trẻ sơ sinh.
4. Tạo cảm giác no lâu hơn
Giúp trẻ cảm thấy no lâu hơn: HMOs có thể giúp điều chỉnh cảm giác thèm ăn, từ đó giúp trẻ ăn uống đều đặn hơn.
5. Bổ sung giá trị dinh dưỡng
Cung cấp dinh dưỡng giống như sữa mẹ: Việc thêm HMOs vào sữa công thức giúp sản phẩm này gần gũi hơn với sữa mẹ, cung cấp thêm các lợi ích dinh dưỡng mà trẻ nhận được từ sữa mẹ.
6. Giảm tỷ lệ dị ứng
Bảo vệ chống lại các bệnh dị ứng: Một số nghiên cứu cho thấy việc bổ sung HMOs vào chế độ ăn có thể giúp giảm nguy cơ phát triển các bệnh dị ứng ở trẻ.
Nhờ vào những lợi ích này, nhiều nhà sản xuất sữa công thức đã bắt đầu thêm HMOs vào sản phẩm của họ để tạo ra các lựa chọn dinh dưỡng tốt hơn cho trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ.
Một số nghiên cứu quan trọng về Human Milk Oligosaccharides (HMOs) và ứng dụng của chúng vào sữa công thức:
1. Nghiên cứu về tác dụng prebiotic của HMOs
Nghiên cứu của Marcobal et al. (2010): Nghiên cứu này cho thấy HMOs có khả năng thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn có lợi trong ruột, như Bifidobacterium, trong môi trường ống nghiệm. Điều này gợi ý rằng việc bổ sung HMOs vào sữa công thức có thể giúp cải thiện hệ vi sinh vật đường ruột của trẻ.
2. Tác động của HMOs đến sức khỏe miễn dịch
Nghiên cứu của Newburg & Walker (2007): Nghiên cứu này chỉ ra rằng HMOs có thể giúp bảo vệ trẻ sơ sinh khỏi các tác nhân gây bệnh bằng cách ngăn chặn sự bám dính của vi khuẩn và virus vào niêm mạc ruột. Việc bổ sung HMOs có thể cải thiện khả năng miễn dịch cho trẻ dùng sữa công thức.
3. HMOs và sự phát triển não bộ
Nghiên cứu của Kallio et al. (2014): Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng HMOs có thể có tác động tích cực đến sự phát triển não bộ và chức năng nhận thức, thông qua các cơ chế tác động lên vi khuẩn có lợi trong ruột và ảnh hưởng đến quá trình viêm.
4. Tác động của HMOs đến nguy cơ dị ứng
Nghiên cứu của Norrman et al. (2020): Nghiên cứu này chỉ ra rằng việc bổ sung HMOs vào chế độ ăn của trẻ sơ sinh có thể giảm nguy cơ phát triển các bệnh dị ứng như viêm da dị ứng và hen suyễn.
5. Thực nghiệm trên trẻ sơ sinh
Nghiên cứu của Jiang et al. (2019): Nghiên cứu này đã thực hiện một thử nghiệm lâm sàng trên trẻ sơ sinh cho thấy sữa công thức có chứa HMOs giúp cải thiện sức khỏe đường ruột, giảm tần suất tiêu chảy và các triệu chứng bệnh lý khác.
6. Sự ảnh hưởng đến cảm giác no
Nghiên cứu của Thum et al. (2021): Nghiên cứu này phát hiện ra rằng việc bổ sung HMOs có thể điều chỉnh cảm giác thèm ăn ở trẻ sơ sinh, giúp trẻ cảm thấy no lâu hơn và tiêu thụ thức ăn một cách đều đặn hơn.
Các nghiên cứu trên không chỉ khẳng định vai trò quan trọng của HMOs trong sữa mẹ mà còn mở ra hướng đi mới cho việc cải thiện chất lượng sữa công thức, giúp cung cấp dinh dưỡng tốt hơn cho trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ.
Tham khảo
- Newburg, D. S., & Walker, W. A. (2007). "Protection of the neonate by the innate immune system of developing gut." Nature Reviews Immunology, 7(11), 823-832.
- Nghiên cứu về vai trò của HMOs trong việc bảo vệ sức khỏe đường ruột và hệ miễn dịch của trẻ sơ sinh.
- Marcobal, A., et al. (2010). "A robust method to isolate human milk oligosaccharides." Carbohydrate Research, 345(5), 660-663.
- Nghiên cứu về các phương pháp chiết xuất và phân tích HMOs trong sữa mẹ.
- Kallio, M. J., et al. (2014). "Human milk oligosaccharides: Structure, function and health implications." The Journal of Nutrition, 144(1), 1-9.
- Tóm tắt cấu trúc, chức năng và tác động của HMOs đến sức khỏe trẻ sơ sinh.
- Jiang, Y., et al. (2019). "Human Milk Oligosaccharides and Their Effects on Infant Health." Nutrients, 11(7), 1527.
- Nghiên cứu thực nghiệm về tác động của HMOs đến sức khỏe và sự phát triển của trẻ sơ sinh.
- Norrman, A. et al. (2020). "The effects of human milk oligosaccharides on the gut microbiome and the risk of allergy in infants." Nutrients, 12(5), 1352.
- Nghiên cứu về ảnh hưởng của HMOs đến hệ vi sinh đường ruột và nguy cơ dị ứng ở trẻ.
- Thum, C., et al. (2021). "Human Milk Oligosaccharides: The Role of Prebiotics in Infant Health." Frontiers in Nutrition, 8, 1-11.
- Khám phá vai trò của HMOs như một nguồn prebiotic trong việc hỗ trợ sức khỏe trẻ sơ sinh.
- Bode, L. (2012). "Human milk oligosaccharides: A key component of human milk and a key factor in infant health." Advances in Nutrition, 3(3), 412-417.
- Bài viết tổng quan về HMOs và vai trò của chúng trong sức khỏe trẻ em.
- Lepage, P., & Bode, L. (2016). "Human milk oligosaccharides: A unique feature of human milk." Advances in Nutrition, 7(5), 771-779.
- Nghiên cứu về sự độc đáo của HMOs và ảnh hưởng của chúng đến sức khỏe.