BÀI TIỂU LUẬN -VI SINH -Giới thiệu các nhóm, loại vi sinh vật tiêu biểu trong sữa

Trong quá trình nuôi, vắt sữa, vận chuyển hay chế biến có thể làm cho sữa bị nhiễm một số vi sinh vật gây bệnh như Mycobacterium tuberculosis gây bệnh lao, Brucella bovis gây bệnh Bruce

- Sữa là một thực phẩm rất bổ dưỡng, giàu carbohydrate, chất đạm,

chất béo, vitamin và khoáng chất, nó có ảnh hưởng tới sức khỏe của người tiêu dùng Chất lượng sữa có thể bị giảm xuống bởi một

số yếu tố trong quá trình trước và sau khi vắt sữa Trong quá trình nuôi, vắt sữa, vận chuyển hay chế biến có thể làm cho sữa bị

nhiễm một số vi sinh vật gây bệnh như Mycobacterium

tuberculosis( gây bệnh lao), Brucella bovis( gây bệnh Brucellosis), Listeria monocytogenes (gây Listeriosis), Staphylococcus

aureus(sinh ngoại độc tố bền nhiệt), Echerichia Coli( gây tiêu

chảy)…

- Cũng cần chú ý tới các loài Aspergillus, Fusarium, và

Penicillium, chúng có thể phát triển trong sữa và các sản phẩm từ sữa Nếu điều kiện cho phép việc sản xuất mycotoxin nào có thể là một mối nguy hiểm sức khỏe

Staphylococcus aureus

Echerichia Coli gây tiêu chảy

Mycobacterium tuberculosis( gây bệnh lao)

Listeria monocytogenes dưới kính hiển vi

I Giới thiệu các nhóm, loại vi sinh vật tiêu biểu trong sữa

1 Hệ vi sinh vật bình thường của sữa

- Hệ vi sinh vật trong sữa và số lượng của chúng trong sữa luônluôn thay đổi tùy thuộc vào mức độ nhiễm VSV trong quá trình vắtsữa Các VSV có thể được thành hai nhóm chính: procaryote vàeukaryote

1.1 Procaryote

- Nhóm VSV Procayote co nhân chưa hoàn chỉnh Vùng nhânchỉ là mạch AND xoắn kép nằm trong tế bào chất, lưu giữ cácthông tin di truyền cho tế bào Đại diện quan trọng cho nhómprocaryote là vi khuẩn

- Số lượng vi khuẩn trong sữa bò tươi sau khi có thể dao động từ

vài nghìn đến vàu triệu khuẩn lạc (colony forming units CFU )

trong 1ml sữa Sữa được đánh giá là có chất lượng vệ sinh khá tốtkhi tổng số vi khuẩn trong 1ml sữa không lớn hơn 100.000 khuẩnlạc

- Các vi khuẩn thường gặp trong sữa là vi khuẩn lactic, Coliform, vi khuẩn sinh acid butyric, vi khuẩn sinh acid propionic

và các vi khuẩn gây thối

1.1.1 Vi khuẩn lactic

- Là vi khuẩn rất phổ biến trong tự nhiên Chúng được tìm thấytrên các loại rau, trái cây và trong hệ thống đường ruột của độngvật Vi khuẩn lactic có dạng hình cầu hoặc hình gậy, đứng riêng lẻtạo thành chuỗi, Gram (+) Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu giao độngtrong khoảng 25- 47oC Để tồn tại trong sữa, vi khuẩn lactic tổnghợp năng lượng ATP từ cơ chất lactose Acid lactic là một trongnhững sản phẩm được sinh ra từ quá trình tổng hợp năng lượngtrên Dựa vào nhóm sản phẩm được tổng hợp từ quá trình trao đổinăng lượng, người ta chia vi khuẩn lactic thành hai nhóm:

- Vi khuẩn lactic đồng hình: acid lactic là sản phẩm chính vàhàm lượng của nó chiếm tỷ lệ vượt trội hơn nhiều so với các sảnphẩm phụ khác

+ Lactobacillus caesi: Đây là những trực khuẩn rất ngắn

(1,15µm  0,5µm 1,0µm) gây lên men chua sữa tự nhiên Hôhấp yếm khí tùy tiện Lên men tốt glucoza, maltoza, lactoza tạotrong môi trường 0,8- 1% acid lactic Ở điều kiện bình thường gâychua sữa trong 10- 12 giờ Nguồn nitơ cho vi khuẩn này cần cungcấp là pepton Nhiệt độ tối thiểu cho chúng phát triển là 10oC, tối

ưu là 35oC và cao nhất là 45oC Chúng thủy phân cazein và gelatinrất yếu

- Vi khuẩn lactic dị hình: các sản phẩm từ quá trình chuyển hóagồm có acid lactic, acid acetic, Ethanol, khí CO2…Hàm lượng acidlactic thu được không cao nhiều hơn so với các sản phẩm còn lại.

Vi khuẩn Leuconostoc: có hình cầu, trong môi trường acid chúng

trở nên dài và nhọn ra, lên men đường tạo chất thơm như acety,

metyleacbimiot hoặc acetoin Điển hình là Leuconostoc citrovoum

dùng để chế men trong sản xuất bơ Leuconostoc dextracicumkháng nhiệt sản sinh dextran keo từ một số đường

- Trong công nghệ lên men các sản phẩm từ sữa như yoghurt,kefir, phô mai và một số loại bơ, người ta chỉ sử dụng các loài vikhuẩn lactic để thực hiện những chuyển hóa cần thiết Ví dụ như:

Streptococcus lactic phát triển ở 30- 35oC và làm đông tụ sữa ởnhiệt độ này sau 10- 12h, nó là tác nhân của quá trình chế biến sữa

chua; Streptococcus cremoris phát triển ở nhiệt độ 20- 25oC, khichúng phát triển trên sữa làm sữa có mùi đặc biệt dễ chịu, ứngdụng trong chế biến bơ nhất là bơ chua Giống vi khuẩn lactictrong sản xuất công nghiệp là giống vi khuẩn thuần khiết đượcnhân lên qua nhiều cấp từ một tế bào vi khuẩn ban đầu đã quatuyển chọn Còn các vi khuẩn lactic có mặt trong sữa tươi sau khivắt được xem là những chuyển hóa ngoài ý muốn của nhà sản xuấttrong quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến Các vi khuẩnlactic nhiễm vào sữa thuộc nhiều giống khác nhau như

Streptococcus, Latococcus, Lactobacilus, Leuconostoc,

Bifidobacterium, …Chúng thuộc nhóm vi khuẩn lên men đồng

hình lẫn dị hình, khi thanh trùng ở 80oC hầu hết các vi khuẩn lactic

bị nhiễm trong sữa sẽ bị tiêu diệt

- Các trực khuẩn lactic: là tác nhân của quá trình chế biến sữa

chua, phomat, ủ lên men thức ăn gia súc Bao gồm Lactobacterium bulgarium tích tụ đến 3,2% acid lactic, 40-45oC, gây đông tụ sữa

sau 12h Lactobacterium helveticum là trực khuẩn phomat phát

triển ở nhiệt độc 22- 50oC tạo độ acid trong sữa là 200-300oT,

Lactobacterium lactic phát triển ở nhiệt độ 22-50oC, ngoài ra còn

có hai trực khuẩn xếp chuỗi là Lactobacterium casei có thể phát triển ở nồng độ muối cao 5,5% và Lactobacteriium plantararum.

Cả hai có tác dụng trong quá trình ủ phomat Betabacterium Causasium, Betabacterium breve: hai loại này khi phát triển trong

sữa cho độ acid thấp, không tạo được những cục đông

+ Lactobacillus cuemeris fermenti: Thường thấy chúng trong

sữa ủ chua Trực khuẩn không chuyển động, thường tồn tại tế bàođơn bào và có khi tạo thành chuỗi Thường thường chuỗi được tạothành trong thời gian lên men Kích thước tế bào (3-8  0,3  1,0µm) khả năng tạo acid tối đa trong môi trường 0,9- 1,2%

1.1.2 Vi khuẩn Coliform

- Được tìm thấy trong đường ruột hệ tiêu hóa động vật và trongphân Người ta cũng tìm thấy trong đất, nước hoặc thực vật nhiễm

phân có chứa Coliform, đây là vi khuẩn Gram (-), kỵ khí tùy tiện.

Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu nằm trong khoảng 30 – 44OC

- Trong sữa, vi khuẩn Coliform sẽ chuyển hóa đường lactic tạo

acid lactic và các acid hữu cơ khác, khí CO2, H2, … Chúng cũngphân giải Protein trong sữa tươi tạo ra các sản phẩm khí làm chosữa có mùi khó chịu Ở nhiệt độ 75OC trong khoảng thời gian 20

giây, vi khuẩn Coliform sẽ bị tiêu diệt.

Vi khuẩn coliform bacteria

1.1.3 Vi khuẩn sinh acid butyric

Clostridium butyricum là vi sinh lên men butyric.

- Được tìm thấy trong đất, trên thực vật, trong phân,… Do đó,chúng dễ bị nhiễm vào sữa Là vi khuẩn Gram (+), thuộc nhóm kỵ

khí bắt buộc, Clostridium có khả năng sinh bào tử Nhiệt độ sinh

trưởng tối ưu ở 37oC Tế bào sinh dưỡng hình que, tuy nhiiên do

nội bào tử (endospore) có kích thước lớn hơn chiều ngang của tế

bào sinh dưỡng nên tế bào chứa bào tử thường có hình thoi hoặc

hình dùi trống Vi khuẩn Clostridium chuyển hóa đường trong sữa

thành nhiều sản phẩm khác nhau như acid butyric, butanol, aceton,

khí CO2, H2,… làm thay đổi thành phần hóa học và giá trị cảmquan của sữa trong quá trình bảo quản.

- Các bào tử khá bền với nhiệt độ Ví dụ như Clostridium sporogenes có giá trị D115o C = 3,2 phút và D121 o C = 12 phút ( D làthời gian triệt trùng cần thiết ở một nhiệt độ cố định để tổng số tế

bào Clostridium gỉam đi 10 lần).

- Như vậy, quá trình thanh trùng sữa không thể tiêu diệt được

hoàn toàn các bào tử Clostridium chịu nhiệt Khi đó, ta phải dùng

các giải pháp kỹ thuật khác như vi lọc, lọc ly tâm hoặc sử dụng

chất kháng khuẩn để loại bỏ hoặc ức chế Clostridium.

- Được tìm thấy trong dạ cỏ và đường ruột của nhóm động vậtnhai lại, trong đất… Chúng có hình cầu, xếp thành đôi hoặc chuỗi,Gram (+), thuộc nhóm kỵ khí không bắt buộc Nhiệt độ sinhtrưởng tối ưu của vi khuẩn là 30oC

- Vi khuẩn Propionic chuyển hóa đường thành acid propionic,acid acetic, khí CO2,… làm hư hỏng chất lượng sữa Tuy nhiên,trong công nghệ sản xuất một số loại phô mai như Emmenthal,Gruyère,… Người ta thường sử dụng canh trường

Propionibacteium thuần khiết để tạo ra lỗ hỏng (mắt phô mai) và

hương vị đặc trưng cho sản phẩm Hầu hết các vi khuẩn propionic

bị tiêu diệt khi thanh trùng sữa ở 75oC trong thời gian 20 giây

1.1.5 Vi khuẩn gây thối

- Đó là các loại vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp proteasengoại bào trong môi trường sữa Protease sẽ xúc tác quá trình thủyphân protein tạo ra các sản phẩm polypeptyde, peptide và axit amintiếp tục bị phân hủy tạo NH3, H2S,… làm cho sữa có mùi khó chịu.

- Vài giống vi khuẩn gây thối có khả năng sinh tổng hợp lipasengoại bào Enzym này xúc tác quá trình thủy phân các chất béotrong sữa và tạo nhiều sản phẩm có mùi ôi Các giống vi khuẩn gâythối thường gặp trong sữa là:

+ Vi khuẩn hiếu khí như: bacterium fluorescens, Protcus vulgaris, bacillus subtulis, Bacillus mesentericus.

+ Vi khuẩn yếm khí như: bacillus putrificus, Bacillus botilinus Ngoài ra còn: Pseudomionas, Brevibacterium, Achromobacter, Alcaligenes, Bacillus, Micrococcus, Staphylococcus, Bacillus sprogenes, Bacillus megatherium…Chúng có dạng hình cầu hoặc

hình gậy, thuộc nhóm hiếu khí lẫn kỵ khí Trong tự nhiên, các vikhuẩn này thường tìm thấy trong phân trong nước hoặc thức ăn gia

súc…Đáng chú ý hơn là loài Pseudomonase fluoescens Các

enzym protease và lipase được sinh tổng hợp bởi vi khuẩn này rấtbền nhiệt Chúng là nguyên nhân chính gây nên quá tình phân giải

protein (Proteolysis) và lipid (Lipolysis), nhanh chóng làm hư hỏng

chất lượng sữa

- Ngoài hai quá trình thủy phân nói trên, một số vi khuẩn gâythối còn tạo khí (CO2, H2,…) sinh tổng hợp các acid hữu cơ làm

giảm pH sữa và gây đông tụ protien Một số vi khuẩn khác có thểsinh tổng hợp được Protease có chức năng xúc tác tương tự nhưremin làm xuất hiện sự đông tụ casein trong sữa.

- (Streprococcus liquefacciens) nhiệt độ thích hợp 30oC, có khả

năng tạo các acid, tạo enzym đông tụ sữa các acid và enzym này cótác dụng đồng thời lên protein của sữa làm sữa đặc lại thành cục và

độ acid giảm, loại này phát triển trong sữa và các sản phẩm sữagây quá trình pepton hóa do đó tạo vị đắng khó chịu cho sản phẩm

- Gồm nhóm vi khuẩn trong quá trình hoạt động có khả năng tạotrong sữa các acid bay hơi như acid acetic, acid propionic và nhiềuchất thơm (diacetin, các ete) Đa số chúng có enzym itritaza nên cóthể gây lên men acid citric Các vi khuẩn sinh hương gồmStreptococcus citrovorus phát triển ở nhiệt độ thích hợp là 30oC.Streptiococcus paracitrovorus và Streptococcus dicetilactis, nhiệt

độ thích hợp để phát triển là 35oC Nó có khả năng tạo thànhdiacetin Chất mà chỉ với hàm lượng rất nhỏ cũng cho sản phẩm cómùi dễ chịu Các vi khuẩn này gây đông tụ sữa sau 16- 18h giờ,thậm chí sau 2- 3 ngày

1.2 Eucaryote

- Nhóm VSV eucaryote có nhân hoàn chỉnh Nằm trong tế bàochất, nhân được bao bọc bởi màn nhân, bên trong là các nhiễm sắcthể lưu giữ thông tin di truyền Hai đại diện của nhóm eucaryotethường được tìm thấy trong sữa là nấm men và nấm sợi.

- Nấm men (yeasts): là những cơ thể đơn bào, thường có hình

cầu, oval hoặc hình trứng… Nấm men được tìm thấy trong tựnhiên: trên thực vật, trong đất, nước… Một số loài nấm men

thường gặp trọng sữa như Saccharomycesi cereviae, Kluyveromyces marxianus, Debaromuces hanseni, Torulopsis lactis condensi…Nhiều loài nấm men thuộc nhóm kỵ khí tùy tiện.

- Một số nấm men có thể sử dụng đường lactose cho quá trìnhtrao đổi chất Chúng phát triển trong sữa và gây ra những biến đổi

về thành phần hóa học trong quá trình bảo quản sữa Các nấm menkhông phân giải được gluxit thì không được dùng trong công nghệ

sản xuất sữa chỉ riêng có giống Toralopsis thì được ứng dụng trong

công nghệ chế biến bơ Để tăng thời hạn bảo quản của bơ, một số

nấm men thuộc họ Mycoderma có khả năng tạo enzym phân hủy

protein, lipit làm cho các sản phẩm sữa có vị đắng khó chịu

- Ở một số địa phương, nấm men được sử dụng trong công nghệsản xuất các sản phẩm lên men truyền thống từ sữa Như cộng hòaliên bang Nga, kefir là sản phẩm lên men từ sữa bởi hệ sinh vậtgồm vi khuẩn lactic và nấm men Các sản phẩm chính của quá

trình lên men ethanol, acid lactic, CO2,… tạo vị chua và nồng đặctrưng cho kefir.

Nấm men

- Nấm sợi (moulds): có dạng sợi, phân nhánh Trong tự nhiên

nấm sợi thường tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm, trên quần áo,sách vở,…trên một số vật liệu vô cơ dính bụi như thấu kính, máyảnh, ống nhòm… Nấm sợi vân có thể phát triển, sinh acid và làm

mờ các vật liệu này Hầu hết các nấm sợi thuộc nhóm hiếu khí bắtbuộc, nhiệt độ sinh trưởng tối ưu từ 20oC – 30oC

- Dưới đây là một số loại thường nhiễm trong sữa: Penicillium camembertii, P roquefiortii, P casei, Geotrichum candiidum, Rihizopus stolonifer,…

- Trong số nấm sợi nói trên, vài loài thuộc giống Penicilliumđược sử dụng trong sản.xuất một số loại phô mai Việc nhiễm nấmsợi vào sữa gây nhiều khó khăn trong công nghiệp chế biến sữa,đặc biệt là sản xuất phô mai và ảnh hương xấu đến chất lượng sảnphẩm.

- Tuy nhiên, khác với nhóm vi khuẩn sinh bào tử chịu nhiệt hầuhết các loài nấm mưn và nấm sợi đều bị tiêu diệt trong quá trìnhthanh trùng sữa ở 75oC trong thời gian từ 10 – 15 giây Vấn đềquan trọng là phải tuân thủ nghiêm ngặt các qui định về vệ sinh đểtránh hiện tượng tái nhiễm VSV vào sữa sau khi đã qua thanhtrùng

Nấm sợi Alternaria

2 Hệ vi sinh vật không bình thường trong sữa

- Sữa bị acid hóa: do sự biến đổi lactoza thành acid lactic Hiện

tượng đột ngột này là do Streptococcus lactic Khi độ acid lên đến

35 – 40oT cazein sẽ lên bông nếu đun nóng sữa Ngoài ra có thể do

những vi khuẩn khác như Coli Staphilococcus và một số vi sinh

- Sữa bị phân giải protein ( sữa thối ): có một số nấm như

Geotrichum, Penicilium, Mucor có khả năng phân giải acid lactid.

Khi acid lactic biến mất chất đạm dễ bị thoái hóa, các vi khuẩn tạoprezua cũng phân giải protein và có tác động không cần trong dungdịch có độ acid ban đầu

- Sữa bị đắng: gây ra do những trực khuẩn có bào tử cần khuẩn

ở vú làm sữa giảm chất lượng Micrococcus caseiamara, các loại

vi khuẩn gây thối cho nha bào không bị tiêu diệt khi khử khuẩnbằng phương pháp Pasteur vì thế chúng có khả năng gây hỏng sữa

sau khi thanh trùng Nấm men Torula amara cũng có khả năng làm cho sữa đắng, sữa bị phân giải lipit (sữa ôi).

- Sữa bị ôi: Sữa bị ôi do Bacterium fluorescens Vi khuẩn này

tạo lipaza phân giaii lipit tạo acid butyric, andehyt của rượu và các

chất làm cho sữa có vị ôi hoặc thủy phân protit đến dạng peptid,albumin.

- Sữa có mùi vị xà phòng: Một số vi khuẩn như Bacterium lactic, Saponacci từ rơm cỏ vào sữa thủy phân chất béo và cazein

làm thành muối amoniac gọi là muxin làm cho sữa trở nên dínhnhớt, thành sợi, lầy nhầy

- Sữa có màu sắc:

+ Sữa có màu xanh: do trong sữa có phát triển Pseudomonsas cyanofenes, Bacilus cyanofenes, Bacterium syncyancum, Bacterium coerulemn và Bacterium indigonacceum.

+ Sữa màu vàng: do sự phát triển của Pseudomonas synxantha,Bacterium synxanthum chỉ sống trong sữa đã đun sôi không có vikhuẩn lactic

+ Sữa có màu vàng kim gây ra do Sarcina, Bacterium flulvocum, Saccharomyces.

+ Sữa có màu đỏ do sự phát triển của Serratia marcecens hoặc Bacillus lactic, Elythrogenes kết tủa cazein sau đó pepton hoá chất

này sẽ làm cho sữa có màu đỏ

- Sữa đắng và mặn: có nhiều loài vi khuẩn phát triển trong sữalàm thay đổi mạnh thành phần hóa học của sữa làm giảm lượnglactoza, làm tăng chất muối nên sữa đắng và mặn Sự bài tiếtkhông bình thường của vú động vật do tác động của

Streptiococcus mastitolis cũng làm cho sữa bị đắng.