Qat26 jul10

Trang 1

Lý thuyết vi sinh cơ bản

Vi sinh

Vi sinh là môn học về những sinh vật nhỏ (vi

sinh vật) chỉ có thể thấy bằng kính hiển vi

Trang 2

External - Training

Tran Phien/ 18-08-09

Các loại vi sinh vật

Đĩa thạch trong phòng lab (cfu-khuẩn lạc)

• Động vật đơn bào (2-200 μm)

• Tảo (5μm – vài mét)

Vi sinh vật trong tự nhiên

Vi sinh vật có thể tìm thấy ở khắp

mọi nơi trong đất, nước và không

khí.

Phần lớn là nấm mốc

150 Bên ngồi

Đồng cỏ

Phần lớn là vi khuẩn Gram-

280 320

Trong nhà: mơi trường ướt

Nhà vệ sinh

Phịng giặt

Phần lớn là vi khuẩn Gram+

240 40

Trong nhà: mơi trường khơ

Văn phịng

Hành lang

Loại vi sinh vật Khuẩn lạc

/giờ/100cm2Mơi trường

Trang 3

Vi sinh vật trong thực phẩm

• Gây bệnh khi dùng thực phẩm

• Gây hư hỏng sản phẩm (mùi vị, cảm quan)

• Lên men và tạo nên một số sản phẩm đặc trưng

• Không có tác dụng trên thực phẩm

Vi khuẩn (Bacteria)

Trang 4

Tế bào vi khuẩn-Cấu trúc cơ bản

• Thành tế bào: tạo hình dạng cho tế bào; bảo vệ tế

bào chống lại áp suất cao và những tác động cơ học.

• Màng tế bào: là màng ngăn thẩm thấu, giúp vận

chuyển chất dinh dưỡng và trao đổi chất.

• Tế bào chất: chứa hệ enzyme cần thiết cho quá

trình sinh sản và hoạt động sống của vi sinh vật

• Nhiễm sắc thể: mang gen di truyền

Thành tế bào Màng tế bào

Nhiễm sắc thể Tế bào chất

Vi khuẩn Gram dương và Gram âm

Trang 5

Vỏ Thành Màng

Ngoại bào tử

Định danh sơ bộ vi khuẩn

Trang 6

t = incubation time, i.e the time for growth

N 0= number of bacteria at time zero

N t= number of bacteria at time t

Generation Time (thời gian nhân đơi)

E Coli (sữa-37oC) 12 phút

E Coli (đường + muối khống-37oC ) 90 phút

Streptococcus lactis (sữa-37oC) 26 phút

Lactobacillus acidophilus (sữa-37oC) 75 phút

Biểu đồ sinh sản của vi khuẩn

a: lag phase (pha tiềm phát)

b: log phase (pha phát triển nhanh)

c: stationary phase (pha cân bằng)

d: death phase (pha suy vong)

Trang 7

8 3 4 3 3 6 3 3 4 5 3

dương, không bào tử)

Trang 8

Theo “Langeveld Neth, Milk Dairy J 33 (1979)”

1 1 2 2 1 1 2

7 8 8 6 3 6 3

Theo “Langeveld Neth, Milk Dairy J 33 (1979)”

1 1 2 1

3 3 3 3

Trang 9

Tế bào men

Sợi nấm có và không có vách ngăn

Penicillium Mycelium bào tử có cuống sinh chuỗi bào

tử

Có cấu tạo sợi, hệ sợ nấm mốc gọi là khuẩn ty, giai đoạn trưởng thành hình thành bào tử

Sự sinh sản của nấm men

Sự sinh sản của nấm men

Sinh sản vô tính:

nảy chồi và phân

chia

Sinh sản hữu tính:

bằng bào tử túi

Trang 10

Sự sinh sản của nấm mốc

Sinh sản vô tính: bằng khuẩn ty và bằng bào tử

Sinh sản hữu tính: bằng bào tử tiếp hợp hoặc bào tử

trứng hoặc bào tử túi

Nhân tố quan trọng cho

sự phát triển của vi sinh

vật

Trang 11

Ảnh hưởng của pH

Ảnh hưởng của nước

Trang 12

Ảnh hưởng của nhiệt độ

Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sự phát triển

của vi sinh vật

Trang 13

Ảnh hưởng của nhiệt độ cao lên tế

bào vi sinh vật

Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, protein trong tế bào vi

sinh vật bị biến tính, một số enzyme trở nên bất hoạt và

màng tế bào bị hủy hoại dẫn đến sự chết của tế bào

Vi khuẩn gram âm

Vi khuẩn gram dương

Bào tử

Nấm men và nấm mốc

Nang bào tử nấm mốc

Nhiệt độ bất hoạt vi sinh vật (oC)

Nhóm vi sinh vật

Trang 14

• Khoáng chất (Mineral)

• Sinh tố (Vitamin)

• Nước

Chất dinh dưỡng

Cấu tạo của chất béo

Axít béo

Trang 15

Cấu tạo của chất đạm

Amino axít

Cấu tạo của chất bột, đường (carbohydrate)

Trang 16

Tạo nhớt Sinh khí Sinh mùi Sinh độc tố

Biến đổi của sản phẩm do enzyme

-Mỗi loại enzyme chỉ tác động lên một

loại phân tử và nối nhất định

Trang 18

Phân hủy chất bột

I Có oxy: CO2 + nước + năng lượng

II Không có oxy:

a Lên men rượu: cồn ethanol + CO2, phần lớn

do nấm men và nấm mốc

b Lên men axít Butyric: Butyric axít +

Butylalcohol + CO2 do vi khuẩn clostridium

c Lên men lactic: lactic axít hoặc lactic axít +

ethanol + Axít acetic + CO2 do vi khuẩn sinh

lactic axít hoặc coliform

-LACTOSE

Vị chua Mùi axít lactic

(+ khí CO2)

Phân hủy lactose

Trang 19

Aerobic/ Anaerobic/Facultative Aerobic/ Anaerobic/Facultative Aerobic

Aerobic (hiếu khí): cần oxy để sinh sản

Anaerobic (yếm khí): bị chết khi ở ngoài không khí

Facultative (yếm khí tùy nghi): sinh sản trong môi

trường có hoặc không có oxy

Ảnh hưởng của oxy

Trang 20

Nguyên tắc sản xuất sản phẩm vô trùng

Tiệt trùng t.bị CIP

Bao bì

Nguyên

liệu

Duy trì điều kiện vô trùng

Bao bì kín

Tiền chế biến Tiệt trùng sản phẩm Sản phẩm tiệt trùng

Đóng gói vô trùng Tiệt trùng bao bì

Tiệt trùng t.bị CIP

Tiệt trùng sản phẩm

Trang 21

Nhiệt tiệt trùng sản phẩm

Nhiệt được dùng để diệt khuẩn, giúp sản phẩm

cĩ thời hạn sử dụng dài hơn

Các phương pháp diệt khuẩn bằng nhiệt:

• Thanh trùng (72oC, 15 giây)

• Siêu thanh trùng (138oC, 1-2 giây)

vô trùng

Trang 22

Qui trình sản xuất UHT

UHT giảm lượng vi sinh vật sống thấp

xuống mức chấp nhận được

Hệ thống UHT

Hệ thống tiệt trùng gián tiếp

Ống trao đổi nhiệt: gia nhiệt và làm lạnh nhanh

bằng ống

Trang 23

Qui trình UHT

Đường cong biểu diễn sự thay đổi hoá học của sản phẩm và diệt bào tử khi nhiệt độ tăng

Trang 24

Độ tiệt trùng thương mại

Sản phẩm UHT là sản phẩm có

Độ tiệt trùng thương mại:

• Không chứa vi sinh vật gây bệnh

• Không chứa vi sinh vật gây hỏng sản phẩm

• Có thể có vi sinh vật nhưng không gây bệnh cũng

như không gây hư hỏng sản phẩm

• Có xác suất hư hỏng nhất định tùy thuộc vào hiệu

quả tiệt trùng của hệ thống UHT

Tiệt trùng có nghĩa là không có sự hiện

diện vi sinh vật sống

Độ tiệt trùng thương mại

Một sản phẩm có

độ tiệt trùng thương

mại không chứa các

vi sinh vật có khả

năng phát triển trong

điều kiệân phân phối

bình thường

Trang 25

Hiệu quả của một quá trình tiệt trùng là

số giảm thập phân của loại vi sinh vật

chịu nhiệt nhất của sản phẩm

Xử lý bằng UHT

Hiệu quả tiệt trùng là

9 - 11

(Lượng vi sinh vật chịu nhiệt nhất giảm từ 109 – 1011)

Tiệt trùng bao bì

Trang 26

Tiệt trùng bao bì

• Tiệt trùng bằng peroxide: hiệu quả tiệt trùng bao bì đối

với các thiết bị Tetra Pak là 4-6 (giảm 104-106) của

Bacillus subtilis

570 66 45 26 15

780 128 53 39 23

1640 192 96 60 36

25 50 60 70 80

• Thời gian tiệt trùng bao bì (giây) để đạt độ giảm thập

phân bằng 4 của Bacillus Subtilis cho bao bì

• Tiêu chuẩn vệ sinh của bao bì < 5 cfu/100cm2)

Tiệt trùng thiết bị

Trang 27

• Tiệt trùng thiết bị được thực hiện với nước nóng

hoặc hơi nóng hoặc khí nóng hoặc peroxide kết

hợp với khí nóng.

• Hiệu quả của qui trình CIP xác định tải khuẩn

trên bề mặt thiết bị trước quá trình tiệt trùng thiết

Trang 28

Vsv sống sót sau tiệt trùng

Tái nhiễãm

Thành phẩm

Tái nhiễm =

độ hở + lượng nhiễm

của môi trường

Vsv sống = Lượng vsv đưa vào + thông số sản xuất

Tổng vsv = Vsv sống + tái nhiễm

Sự hiện diện của vi sinh vật trong

thành phẩm

Các thiết bị

chế biến

Trang 29

• Tác dụng: làm hạt béo nhỏ, giảm việc tách béo,

làm cho sản phẩm trắng hơn, vị hài hoà hơn.

• Nhiệt độ: 55 – 80oC

• Áp suất: 200 – 250 bar

Đồng hoá trong sản xuất sữa nước

• Áp đồng hoá cấp 2 thường bằng 20% áp cấp 1

• Đồng hoá cấp 1 giúp hạt béo có kích thước nhỏ

• Đồng hoá cấp 2 giúp các hạt béo tách xa nhau.

• Các yếu tố ảnh hưởng đến đồng hoá: thiết bị, áp đồng

hoá, nhiệt đồng hoá, hàm lượng béo, tỉ lệ giữa béo và

protein (hàm lượng protein thấp sẽ làm cho hạt béo lớn)

Trước đồng

hoá hoá cấp 1 Sau đồng hoá cấp 2 Sau đồng

Hạt béo

Đạm

Trang 30

Kích thước của hạt béo

Trang 31

Thời gian tiệt trùng 30

phút bắt đầu khi nhiệt độ

hồi (TSL71) >130oC

or A-tank

Hệ thống UHT gián tiếp

Tiệt trùng

Trang 32

phẩm vào máy đồng hoá

• TSL 42: nhiệt đợ tiệt

trùng tại ống lưu nhiệt

• V78: kiểm sốt áo suất của ống lưu nhiệt

• TIC36: kiểm sốt nhiệt sản phẩm đầu ra của UHT

Sản xuất

Hệ thống UHT gián tiếp

CIP

Trang 33

Tieät truøng

Trang 34

V107

V101 Làm nguội 17 phút

Xả nước ngưng 7 phút

A-tank

Làm nguội

V107

V101 Điền sản phẩm đến LL

Điền sản phẩm trên LL 1.5 phút Điền sản phẩm vào ống sản phẩm đến máy rót

A-tank

Sản xuất

Trang 36

Các bộ phận chính của hệ thống tiệt trùng của máy rót

Buồng tiệt trùng Van tiệt trùng (AP- valve)

Hàn Strip

Superheater

Bồn peroxide

Trang 37

Van tiệt trùng (AP-valve)

Van sản phẩm (A-valve) kiểm soát lưu

lượng sản phẩm, khi mở sản phẩm sẽ

đi vào máy rót

A-valve

B-valve

C-valve

Van B (B-valve) kiểm soát một phần lưu

lượng khí tiệt trùng, khi mở khí tiệt trùngsẽ vào ống rót trong quá trình tiệt trùngthiết bị

Van C (C-valve) mở và đóng để tạo hơi

chặn (barrier) giữa máy rót và đường cấpsản phẩm và đồng thời hơi nóng cũnggiúp tiệt trùng khoang van này

Water ring compressor:

máy nén khí vòng nước

Scrubber: bộ lọc

Loại peroxide và bột giấy từ khítiệt trùng đi ra từ buồng tiệttrùng

Sau đó nước trộn khí sẽ đi vàomáy nén khí vòng nước

Giúp lưu chuyển khí và tạo áp dương trong hệ thống khí tiệt trùng

Trang 38

Heat exchanger: bộâ trao đổi nhiệt khí tiệt trùng

Mục đích của bộ trao đổi nhiệt là gianhiệt và làm nguội khí

1 Khí lạnh từ bộ trao đổi nhiệt được đưađến bộ siêu nhiệt superheater

2 Qua bộ trao đổi nhiệt, khí lạnh được gianhiệt bởi khí nóng trước khi vàosuperheater

3 Khí tiệt trùng nóng

4 Khí tiệt trùng được làm nguội và cấp vàobuồng tiệt trùng

Trang 39

Air Super heater: bộ siêu nhiệt

Gia nhiệt và tiệt trùng khí từ bộ trao đổi nhiệt

Tất cả các vi sinh vật bị diệt tại bộ siêu nhiệt

Bộ hoá hơi Peroxide Peroxide evaporator

Làm bay hơi peroxide, khí nén và peroxide được đẩy ra qua đầu phun và vào bộ bay hơiperoxide

Peroxide sẽ bay hơi vào khí nóng từsuperheater, các dĩa xoắn bên trong sẽ giúpperoxide trộn tốt vào khí nóng

Trang 40

Tổng quan hệ thống tiệt trùng

Buồng tiệt trùng

Bao bì

Bồn peroxide Thùng peroxide Ống bao bì

kín

Máy nén Bộ gia

nhiệt khí

Nguyên tắc tiệt trùng của máy rót

Peroxide bay hơi được

phun vào bề mặt bên

trong

Môi trường tiệt trùng được bảo đảm bằng áp dương của khí tiệt trùng

Peroxide bay ngưng tụ và được làm khô bằng khí nóng

Trang 41

1 Bồn nước được gia nhiệt

2 Thùng Peroxide được rót

1 Đường ống giữa superheater & van cấp khí được gia nhiệt

2 Peroxide bắt đầu tuần hoàn

Trang 42

1 Bao bì được đưa vào; Strip được dán;

2 Ống bao bì được hàn kín và tạo hệ kín cho buồng tiệt trùng

1 Đường ống giữa superheater và van cấp khí được tiệt trùng

2 Khí tiệt trùng đạt nhiệt độ cài đặt

Trang 43

1 Bồn phun peroxide được điền với peroxide cho đến mức qui định

1 Buồng tiệt trùng được phun với peroxide dưới tác động của khí nén qua đầu

Trang 44

1 Peroxide được ngưng tụ trên bề mặt nguội trong buồng tiệt trùng

2 Bộ trao đổi nhiệt khí đổi vị trí van cho phép khí lạnh làm nguội khí nóng từ

superheater

3 Con lăn ép tiếp tục quay

1 Peroxide trong buồng tiệt trùng được làm khô

2 Con lăn cuộn quay ở bước cuối trong giai đoạn này để làm khô peroxide

trên bề mặt bao bì

Trang 45

1 Hệ ngàm và bộ xếp hộp được đồng bộ và chuyển động

2 Bồn Peroxide được điền với peroxide

3 Van A mở

4 Tạo hộp (lấy design)

Bước sản xuất

1 Thời gian cho dừng dài là 5-40 phút, bao bì phải được xả sau khi dừng 20

phút

Dừng dài

Trang 46

1 Thời gian cho dừng ngắn là ít hơn 5 phút

2 Van A đóng

3 Peroxide trong bồn peroxide được xả xuống

4 Tự động chuyển sang dừng dài khi thời gian dừng hơn 5 phút

5 Design và mực sản phẩm vẫn được duy trì

Dừng ngắn

1 Sản xuất chấm dứt

2 Van A đóng

3 Van C đổi vị trí, hơi được đưa vào ống rót và đẩy sản phẩm ra

4 Peroxide từ bồn peroxide được xả xuống

Dừng sản xuất

Trang 47

1 Buồng tiệt trùng được làm nguội

2 Quá trình thông gió khoảng 5 phút

3 Thiết bị không còn ở trạng thái tiệt trùng

4 Sẵn sàng mở cửa buồng tiệt trùng

Thông gió

Hệ thống nitơ

Trang 48

Hệ thống nitơ

Hàn strip (SA)

Mối hàn dọc

Dựa trên nguyên tắc cảm ứng

nhiệt thông qua sự cảm ứng

điện từ giữa inductor và lớp

nhôm của bao bì

Hàn ông giấy (LS)

Dựa trên bằng khí nóngthông qua các đầu phun khínóng

Trang 49

Dựa trên nguyên tắc cảm ứng nhiệt

Mối hàn ngang

Van hơi cuối

Đặt bên ngoài phòng rót

> 7m

Trang 50

Công nghệ sản xuất

các loại sản phẩm sữa

Chế biến sản phẩm sữa UHT

Đồng hoá Thanh tùng Làm lạnh Bồn trữ

Đồng hoá Tiệt trùng

Chuyển vô trùng Bồn vô trùng

Đóng gói vô

trùng

Đun chảy

Màu Mùi Nước Vitamin Khoáng

MSNF 8.0-9.0%

Béo 2-3%

Đạm ~ 3%

Đường 4-8%

Trang 51

< 1 ppm

< 0.5 ppm

< 100 cfu/ml 0/ 100 ml 0/ 100 ml

< 50 ppm CaCO3

< 30 ppm

< 0.2 ppm 7.5 – 8.5

< 0.3 ppm

< 0.1 ppm

< 100 cfu/ml 0/ 100 ml 0/ 100 ml

Tetra Pak Thành phần

IDF (International Dairy Federation)

SCI (The society of Chemical industries, London)

Chất lượng sữa bột

Bột sữa gầy nhiệt thấp (low heat - WPN > 6.0) hoặc nhiệt trung

bình (medium heat - WPN 1.51 – 5.99).

Bao bì: túi PE, chiều dày: min 0.76 mm.

Hạn dùng: phụ thuộc vào độ ẩm và nhiệt độ.

< 4.0%

< 1.25%

0.10 – 0.15%

< 0.5 ml Disc A

< 50,000 cfu/g

Độ ẩm

Béo sữa

Độ axít (theo lactic axít)

Chỉ số hoà tan (ADMI)

Lượng sữa cháy (ADMI)

Tổng khuẩn

% Thành phần

Trang 52

Béo sữa (AMF)

Bao bì: thùng có bơm Nitrogen

Nhiệt độ nóng chảy: 30-35oC

Chất lượng sữa tươi

Nhiệt độ tồn trữ và vận chuyển: max 4oC

Xử lý nhiệt (Thermised/ pasteurized) và làm lạnh (4-6oC) sau khi

tiếp nhận.

> 3.0%

12 - 15 6.6 – 6.8 Không tủa

> 11.5 %

< 10 6 /ml Không có/ml

< 10 5 /ml không có

Tổng khuẩn ưa lạnh

Dư lượng kháng sinh

Phần trăm Thành phần

Trang 53

Tiếp nhận sữa tươi

Xử lý nhiệt, làm lạnh và bồn chứa

Lọc

Bơm

Vì sao phải lọc sữa tươi?

Quá trình lọc giúp giảm lượng vi sinh vật

và các loại tế bào khác:

¾ Loại các tạp chất cặn mang vi sinh

vật, các tạp chất này ngăn cản quá

trình diệt vi sinh vật tại UHT và làm

giảm hiệu quả tiệt trùng.

¾ Loại một số vi sinh vật có kích thước

lớn.

¾ Loại phần lớn các tế bào xoma (hồng

cầu, bạch cầu, tế bào da)

Trang 54

Chất lượng sữa tươi và tương quan giữa tổng khuẩn và

kết quả xanh methylen (tham khảo)

Tiêu đề	Lý thuyết vi sinh cơ bản
Tác giả	Tran Phien
Chuyên ngành	Vi sinh
Thể loại	Giáo trình
Năm xuất bản	2009

Định dạng
Số trang	139
Dung lượng	9,81 MB