VitaMK7®, Vitamin K2 tối ưu (menaquinonone-7) từ quá trình lên men tự nhiên của Bacillus subtilis natto

Menaquinone phân biệt với nhau bởi số lượng các nhóm Isoprenoid không no nằm trên các mạch nhánh, được quy định là MK-n, trong đó n là số lượng các chuỗi Isoprenoid. Chiều dài của các chuỗi này khác nhau sẽ giúp cho các Menaquinon có khả năng sinh học và hiệu quả khác nhau. MK7, với bảy chuỗi Isoprenoid, là vi chất được nghiên cứu nhiều nhất và được chứng minh là có khả năng sinh học và hiệu quả cao hơn hẳn so với Vitamin K1 và Vitamin K2 ở dạng MK4 (1).

MK7 đã được phân lập lần đầu tiên từ natto (đậu tương lên men), một món ăn truyền thống Nhật, thu được từ quá trình lên men đậu tương với vi khuẩn chuyên biệt là Bacillus subtilis natto. Một số nghiên cứu về việc sử dụng Natto có hàm lượng MK7 cao (1.000µg /100g) cho kết quả xương chắc khỏe hơn và giảm các nguy cơ tim mạch (2).

Bacillus subtilis natto chỉ có thể sản xuất được MK7 ở dạng “trans”, là dạng cấu hình không gian của liên kết đôi trong chuỗi Isoprenoid. Cấu trúc này, được gọi là “all-trans”, đặc trưng với tất cả các Menachinones, cho phép chúng đóng một vai trò quan trọng trong vận chuyển Electron (chuỗi hô hấp) của Prokaryote, như là các chất vận chuyển electron trong màng tế bào chất, nhờ các tính chất chống oxy hóa có thể bảo vệ màng tế bào không bị oxy hóa lipid. Ở người, hoạt tính sinh học của MK7 liên quan đến cấu trúc tự nhiên “all-trans” của nó. Vitamin K2 với cấu hình không gian “cis” không có hoạt tính sinh học.

Vì chủng Bacillus subtilis natto dùng để sản xuất thực phẩm natto nên phương pháp sản xuất từ việc lên men được công nhận là có lợi nhất. Nó cung cấp nguồn tái tạo MK7 tự nhiên, giống với những đặc tính hóa học của MK7 trong thực phẩm giàu Vitamin K2. Ngược lại, các quá trình tổng hợp MK7 tạo ra hỗn hợp các đồng phân “trans” và “cis” cùng với nhiều tạp chất khác nên cần phải sử dụng các dung môi hóa học để tách biệt các đồng phân có hoạt tính. Ngoài ra, tất cả các thử nghiệm lâm sàng sử dụng MK7 từ quá trình lên men tự nhiên đã cho kết quả tốt hơn hẳn khi sử dụng MK7 tổng hợp.

Với hơn 20 năm kinh nghiệm trong sản xuất và kinh doanh các thành phần có nguồn gốc lên men trên thị trường dinh dưỡng và dược phẩm, Gnosis Spa là công ty công nghệ sinh học Ý dẫn đầu trong việc sản xuất vitamin K2 - MK7 với thương hiệu VitaMK7®. Phân tích cho thấy VitaMK7® cung cấp MK7 có cấu trúc “all-trans” có độ tinh khiết cao nhất (> 99%) và hàm lượng tạp chất thấp nhất nhờ quá trình lên men tối ưu, hiệu quả và độc quyền của Bacillus subtilis natto, là loại Bacillus duy nhất được công nhận để sản xuất natto chất lượng.

Đặc điểm của VitaMK7®

VitaMK7® được sản xuất bằng quá trình lên men công nghiệp của Bacillus subtilis natto giống như quá trình lên men đậu tương tự nhiên của Nhật Bản, tiếp sau đó là quá trình lọc, kết hợp cả nghệ thuật truyền thống, khoa học và công nghệ. Toàn bộ quá trình sản xuất đã được cấp bằng sáng chế ở nhiều quốc gia khác nhau (EP 1803820, US 7.718.407, JP 5043425).

Quá trình sản xuất được thực hiện trong nhà máy cGMP, tuân thủ các tiêu chuẩn ISO và HACCP, và được kiểm tra bởi FDA để đảm bảo nguồn gốc, chất lượng và sự an toàn của tất cả các sản phẩm VitaMK7®.

Trong hơn mười năm sản xuất MK7, Gnosis đã chú trọng đến các đặc tính tự nhiên của MK7 và các đặc tính này đã được cải tiến thông qua các công nghệ lên men tiên tiến. Kết quả cho thấy MK7 sản xuất có độ tinh khiết cao (> 99%), với cấu trúc toàn bộ trans (> 99%) và hầu như không có tạp chất. Bột MK7 có màu trắng, không mùi, không bị kết dính cũng như hoàn toàn không có mùi xấu như thường gặp phải ở các chế phẩm lên men hoặc tổng hợp khác để tạo ra MK7.

VitaMK7® không chứa bất kỳ chất dị ứng, kim loại và dung môi hữu cơ nào; có thể công bố là “Hoàn toàn không chứa…” các chất đó. Quy trình sản xuất không có các loại bột từ thực vật có tinh bột như đậu nành hay bột gạo, có thể được công bố là không chứa đậu nành và gluten . Không dùng dung môi trong suốt quá trình sản xuất và giai đoạn tinh chế.

VitaMK7® là menaquinone-7 duy nhất tuân thủ tiêu chuẩn dược phẩm của Hoa Kỳ, là tiêu chuẩn giúp xác định độ tinh khiết, phương pháp và những yêu cầu chất lượng cao cho vitamin K2 hiệu quả tối ưu nhất.

Hiệu quả:

Hiệu quả của MK7 trong việc giúp xương chắc khỏe và hỗ trợ ngăn ngừa các nguy cơ tim mạch đã được chứng minh trên cơ thể người, thử nghiệm sử dụng natto có chất lượng, được lên men từ vi khuẩn Bacillus subtilis.

Một phân tích định lượng công bố năm 2015 đánh giá vai trò của MK7 trong việc ngăn ngừa và điều trị bệnh loãng xương ở phụ nữ sau mãn kinh, bao gồm 19 thử nghiệm ngẫu nhiên có đối chứng, cho thấy, với nhóm sử dụng Vitamin K2 trung và dài hạn, có sự cải thiện đáng kể về mật độ xương (Bone Mineral Density) trong đốt sống (3). Một nghiên cứu gần đây của Knapen và cộng sự (4) về kết quả sử dụng MK7 dài hạn (180 µg/ngày trong 3 năm) để điều trị xơ cứng động mạch với nhóm phụ nữ sau mãn kinh khỏe mạnh. Chứng xơ cứng động mạch đã giảm đáng kể trong toàn bộ nhóm điều trị bằng MK7 so với nhóm dùng giả dược (placebo), hiệu ứng đặc biệt rõ với các đối tượng có độ cứng động mạch cao. Các nghiên cứu về loại VitaMK7 hoạt động này có trong các thử nghiệm cận lâm sàng và lâm sàng đã công bố. Đặc biệt, vitaMK7® được thử nghiệm dùng 1 liều với các tình nguyện viên khỏe mạnh (1mg với bữa sáng giàu chất béo) cho thấy đồ thị sinh khả dụng đặc trưng của MK7, đúng với dữ liệu mô tả loại MK7 sản xuất từ “natto”. Bổ sung vitaMK7® trong 2 tuần với liều 45 hay 90µg/ngày, hòa tan với dầu ô-liu, ở liều cao nhất giúp cải thiện rõ rệt quá trình carboxyl hóa canxi xương (5, 6).

Ứng dụng của vitaMK7®

VitaMK7® có thể được sử dụng trong công thức một cách linh hoạt nhờ vào tính ổn định lâu dài của nó (3 năm ở nhiệt độ thường) và có thể dùng ở dạng viên nén, viên nang, gel mềm và dạng gói nhỏ. Nhờ độ tinh khiết cao, VitaMK7® ổn định ngay cả khi trong công thức có các loại muối canxi khác nhau, như carbonate, citrate và được chứng minh ổn định trong các công thức dạng lỏng như nước, yogurt và dầu.

ƯU ĐIỂM CHÍNH CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN

* Giúp cung cấp loại Menaquinone-7 sinh học thông qua quá trình sản xuất natto bằng phương pháp lên men tự nhiên, nhờ vi khuẩn Bacillus subtilis, theo các quy luật tự nhiên.

* Giúp tạo ra loại vitamin K2 tinh khiết là MK7, với cấu trúc không gian “all trans”, dạng duy nhất hoạt động của vitamin này.

* Không tạo ra dạng “cis” trong môi trường tự nhiên.

* Tạp chất rất thấp, trong đó có Menaquinone-6 (chất giúp nhận biết quá trình lên men) một dạng tương đồng với MK7, cũng được sản xuất nhờ các vi khuẩn đường ruột và được tìm thấy ở các mô trong cơ thể người.

* Độ tinh khiết càng cao thì sản phẩm này càng ổn định.

* Dựa trên nguồn tài nguyên tái tạo được và cung cấp sản phẩm xanh, sạch, bền vững. Quy trình này được xem là công nghệ tái tạo: các hợp chất dễ dàng phân hủy; quy trình tiêu tốn ít năng lượng hơn và phát thải ít hơn.

ĐIỂM CẦN LƯU Ý CỦA QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP

* Tạo ra hỗn hợp cấu trúc của nhiều isomer, cả dạng trans và cis. Dạng cis của MK7 được xem là không có hoạt tính sinh học.

* Sử dụng các dung môi hóa học - để tách Menaquinone-7 khỏi các dạng “cis”, các bán thành phẩm và tạp chất - nên một phần các dung môi này còn trong sản phẩm cuối. MK7 từ quá trình tổng hợp không thể đạt được độ tinh khiết all-trans, chỉ khoảng 90%.

* Quá trình sản xuất/Sự tồn tại của hỗn hợp các hợp chất khác nhau (bán thành phẩm) và các sản phẩm phụ ở hàm lượng cao (tạp chất), với bản chất và cấu trúc khác nhau, thường không tồn tại trong môi trường tự nhiên.

* Quy trình tinh chế không thể loại bỏ hoàn toàn tạp chất. Thường chúng là những hợp chất chưa biết và không điển hình, với các hiệu ứng sinh học không xác định được.

* Vì lượng cis isomer mà các MK7 tổng hợp không phải là dạng ALL-TRANS (chỉ 90% là MK7 dạng trans).

PGS.TS. Luca Tiano - (Bộ môn Khoa học sự sống và
Môi trường, Đại học Marche (Ý))

Dịch giả: PGS.TS. Lê Nguyễn Đoan Duy