Vi sinh vật ứng dụng

Chương 1: Hệ vi sinh vật thực phẩm Chương 2: Sự chuyển hóa các chất chứa cacbon dưới tác dụng của vi sinh vật Chương 3: Sự chuyển hóa các chất chứa nitơ dưới tác dụng của vi sinh vật Chương 4: Quá trình sinh tổng hợp các chất nhờ vi sinh vật Chương 5: Phương pháp phân tích vi sinh vật trong thực phẩm

VI SINH VẬT ỨNG DỤNG

nhờ vi sinh vật

 Chương 5: Phương pháp phân tích vi sinh vật trong thực phẩm

ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC

 Chuyên cần : hệ số 0,1

 Kiểm tra: hệ số 0,3

 Thi hết học kỳ: hệ số 0,6

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Kiều Hữu Ảnh (2006) Giáo trình VSV học công nghiệp NXB Khoa học & Kỹ thuật Hà nội

Nguyễn Lân Dũng (1997) Vi sinh vật học NXB Giáo dục

Bùi Xuân Đồng, Nguyễn Huy Văn (2000) Vi nấm dùng trong công nghệ sinh học NXB Khoa học & Kỹ thuật

Nguyễn Thị Hiền và cộng sự (2003) VSV nhiễm tạp trong lương thực, thực phẩm NXB Nông nghiệp

Nguyễn Đức Lượng (1996) Công nghệ vi sinh vật, tập 1,2,3 NXB ĐH Quốc gia TP Hồ Chí Minh

Lương Đức Phẩm (2000) Vi sinh vật học và vệ sinh an toàn thực phẩm NXB Nông nghiệp

Trần Linh Thước (2002) Phương pháp phân tích vi sinh vật trong thực phẩm và mỹ phẩm NXB Giáo dục

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Adams M.R and Moss M.O (1995) Food Microbiology

The Royal Societ of Chemistry

Bourgeois C.M (1996) Microbiologie alimentaire Tome

1 & 2 Lavoisier - Technique et Documentation (Paris)

Carlstrom C and Ahmed E Yousef (2003) Food microbiology – A laboratory manual. Jonh Wiley & Son (Canada)

René Scriban (1993) Biotechnologie. Lavoisier - TEC & DOC (Paris)

1.1 Hệ vi sinh vật thịt

1.2 Hệ vi sinh vật cá

1.3 Hệ vi sinh vật sữa và các sản phẩm sữa

1.4 Hệ vi sinh vật trứng

1.5 Hệ vi sinh vật rau quả và các sp rau quả

1.6 Hệ vi sinh vật của một số sản phẩm khác

1.1.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA THỊT

Đặc tính lý hoá của thịt rất thích hợp cho VSV phát triển

 Nước 50 ÷ 75%

 Protein 14 ÷ 22%; axit amin không thay thế

 Các chất khoáng, các chất vi lượng cần thiết

 pH = 5,6 ÷ 6,2

thịt

Thịt tươi lấy từ các mô khoẻ là vô trùng ng

thịt

Nguồn lây nhiễm:

+ Do bản thân con vật bị bệnh, bị đói lâu ngày

+ Do môi trường bên ngoài: quá trình giết

mổ, pha lóc, vận chuyển, bảo quản

- Da và lông: vi khuẩn, nấm men, nấm mốc

- Nước rửa, dụng cụ giết mổ, thiết bị đựng thịt

- Trong ruột 106 ÷ 108 tế bào/1gam

- VSV đất, không khí, tay chân, quần áo công nhân

Các sản phẩm thịt bị nhiễm VSV do: Các sản phẩm thịt bị nhiễm VSV do:

- VSV trong nguyên liệu

- Trong quá trình chế biến bị nhiễm từ môi trường

- Trong giai đoạn thanh trùng không tiêu diệt hết

VSV tiếp tục phát triển trong giai đoạn bảo quản

+ Lipit, protein bị phân giải  H2S, axit focmic, axit butyric, indol và một số độc tố

Qu á tr ì nh thối rữa xảy ra ở nh thối rữa xảy ra ở To ≥ 5oC

thịt

1.1.3 SỰ HƯ HỎNG THỊT DO VI

SINH VẬT

2 Sự hoá nhầy trên bề mặt thịt

Sự hư hỏng thịt bảo quản lạnh trong điều kiện độ

ẩm tương đối của không kh í cao (> 90%).

Nguyên nhân:

Nguyên nhân: Do các trực khuẩn chịu lạnh, hiếu khí, không bào tử

- Bacillus: Bac mensentericus, Bac mycoides…

- Micrococcus: M liquefaciens, M aureus…

- Archromobacter, Pseudomonas, Streptococcus

- Một số loài vi khuẩn lactic hoặc nấm men

Vi khuẩn l à m nhầy thịt ph á t triển ở t triển ở 2 ÷ 10oC

thịt

3 Thịt lên men chua

Gặp ở thịt gia súc chọc tiết không kỹ hoặc thịt giữ lâu không làm lạnh

Nguyên nhân:

- Các vi khuẩn lactic, nấm men

- Các enzym tự phân trong thịt Tạo ra nhiều axit (focmic, butyric, axetic ), thịt có mùi chua, mất màu đỏ, trắng xám và mềm nhũn

4 Sự biến mầu thịt

Nguyên nhân: Do một số vi khuẩn hiếu khí sinh sắc tố

- Sarcina flava, Sarcina lutea tạo vết vàng

- Bacterium prodigiosum tạo vết đỏ

- Pseudomonas cyanogenes, Pseu

fluorensens tạo màu xanh

- Penicillium có bào tử xám làm thịt có màu

xám

1 Bảo quản thịt bằng nhiệt độ thấp

1.1.4 CÁC BIỆN PHÁP HẠN CHẾ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA VSV TRONG THỊT

thịt

2 Muối thịt

Nồng độ muối cao hạn chế sự hoạt động của vi sinh vật

Bổ sung: NaNO3, đường saccaro

3 Sấy khô, xông khói thịt

 Sấy khô:

- Giảm độ ẩm ⇒ hạn chế sự phát triển của vi sinh vật

- Kết hợp muối sơ bộ và sấy đến độ ẩm 30 ÷ 35%

 Cá thường được bảo quản nguyên con (ruột, mang);

cả khối (con ốm, con khỏe)

 Thịt cá có cấu tạo đơn giản

 Trên bề mặt cá:

+ 10 ÷ 106 tb/cm2, phụ thuộc loại cá, thành phần hoá học của lớp nhầy trên bề mặt, điều kiện và thời gian đánh bắt cá

+ Vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm men và bào tử nấm mốc;

chủ yếu là vi khuẩn, thường gặp Pseudomonas fluorescens,

Proteus vulgaris, Micrococcus roseus…

 Trong mang cá:

VSV hiếu khí, chủng loại đa dạng

 Trong ruột cá:

Các trực khuẩn yếm khí (Clos putrificus, Clos

botulinum), các trực khuẩn đường ruột E coli, Salmonella

 Bảo quản lạnh

Thành phần và hàm lượng VSV của cá bảo quản lạnh giống cá tươi

Thời gian bảo quản phụ thuộc lượng VSV ban đầu

Thường gặp các vi khuẩn hiếu khí ưa lạnh (Pseudomonas,

Bacterium ), nấm mốc (Mucor, Rhizopus, Aspergillus )

Độ bền cá đông lạnh phụ thuộc chất lượng cá trước lúc bảo quản

1 Bảo quản cá bằng nhiệt độ thấp

1.2.3 CÁC BIỆN PHÁP HẠN CHẾ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA VSV TRONG CÁ

Cầu khuẩn gây thối: 15%

 Một số vi khuẩn gây bệnh (Clostridium botulinum,

Salmonella) có thể tồn tại trong dung dịch muối nồng độ cao

4 Sấy khô và hun khói cá

 Sấy khô

- Hạ độ ẩm để VSV không phát triển-Tiêu diệt một phần VSV trên bề mặt cá

- Kết hợp vừa muối cá vừa sấy khô

 Hun khói

- Các chất sát khuẩn focmaldehyt, phenol, crezon ⇒ ức chế hoạt động của các VSV

- Hun khói lạnh 5 ngày ở nhiệt độ 25 ÷ 350C

- Hun khói nóng 80 ÷ 1200C trong 2 ÷ 4 giờ

1.2.3 CÁC BIỆN PHÁP HẠN CHẾ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA VSV TRONG CÁ

1.2.3 C Á C BIỆN PH Á P HẠN CHẾ SỰ PH Á T TRIỂN CỦA VSV TRONG CÁ

Đồ hộp cá bị hỏng do một số vi khuẩn như Bacillus

mensenterricus, Bacterium polymyxa gây ra.

Gluxit: Đường sữa lactose

Đầy đủ các vitamin và chất khoáng :vitamin A, B1, B12, B6, PP

pH = 6,5 ÷ 7,2

sữa

 Nguồn lây nhiễm

- Quá trình vắt sữa: Chuồng trại, bẹ sữa, dụng cụ vắt, dụng

cụ đựng, tay chân, quần áo công nhân

- Quá trình vận chuyển: Không khí, bụi đất

- Quá trình chế biến: Dụng cụ thiết bị, vệ sinh cá nhân công nhân

sữa

1.3.2.1 Hệ vi sinh vật bình thường của sữa

1.3.2.2 Hệ vi sinh vật làm hỏng sữa 1 Vi khuẩn lactic

sữa

1 Vi khuẩn lactic

 Cầu khuẩn

- Streptococcus lactic: xếp đôi hoặc xếp chuỗi, Top = 30 ÷

350C, làm sữa đông sau 10 ÷ 12 h

Sản xuất sữa chua và phomat

- Streptococcus cremoris: xếp chuỗi dài, Top = 20 ÷ 250C

- Streptococcus thermophilus: Top = 450C, làm sữa đông sau

12 ÷ 14 h

- Các vi khuẩn sinh hương: tạo ra các axit dễ bay hơi (axetic,

propionic) và các chất thơm (este, diaxetyl): Streptococcus

citroborus, Strept paracitroborus, Strept diacetylactis

sữa

1 Vi khuẩn lactic

 Trực khuẩn

-Trực khuẩn lactic ưa nhiệt:

Tế bào hình que lớn, riêng rẽ hoặc xếp chuỗi, Top= 40

÷ 450C, làm đông sữa sau 12h

Lactobacillus bulgaricum, L lactis, L acidophilus

Sản xuất sữa chua đặc-Trực khuẩn lactic ưa ấm:

Tế bào hình que nhỏ, xếp chuỗi; Top = 300C, làm sữa đông sau 2 ÷ 3 ngày

Lactobacillus casei và L plantarum

Làm chín phomat Hàlan và lên men sữa chua kefir

3 Vi khuẩn gây thối

Gồm các vi khuẩn hiếu khí và yếm khí, có và không có bào tử

Không lên men đường sữaEnzym proteaza phân giải protein  pepton  NH3Enzym lipaza phân giải chất béo (casein)

Top = 25 ÷ 300C; bị ức chế ở pH thấp

Bacterium fluorescens, Proteus vulgaris, Bacillus subtilis, Bacillus putrificus, Bacillus botulinum

sữa

5 Nhóm trực khuẩn đường ruột:

Không làm đông sữa hoặc làm đông sữa chậmĐường ⇒ Axít butyric, axetic, propionic, H2, CO2

E.coli, các coliform, Bacterium coli, Bacterium lactis

6 Nấm mốc:

Mucor, Rhizopus, Aspergillus, Penicilium, Oidium, Monilia

Sản phẩm sữa chua, phomat ⇒ giảm độ axit ⇒ vi khuẩn gây

thối rữa

Enzym lipaza thuỷ phân chất béo, proteaza thuỷ phân protein

4 Nhóm vi khuẩn butyric

Clostridium butyricum và Clostridium butylicum

Tạo bào tử, đề kháng với nhiệt độ cao

Đường  các axit bay hơi

Sinh sản bằng chồi, khó lên men đường

Candida: trong sữa đặc có đường Rhodotorula trên vỏ pho mát mềm

1.3.2.1 HỆ VI SINH VẬT LÀM HỎNG SỮA sữa

 Nhóm vi sinh vật làm xấu sữa

- Sữa bị axit hoá

Đường lactoze ⇒ axít lactic ⇒ sữa bị bông

Streptococcus, Micrococcus

- Sữa có mùi ôi thối

Do sự phân giải mỡ và protein mạnh

Bacterium fluorescen ⇒ enzim lipaza ⇒ sữa có mùi ôiMột số nấm mốc ⇒ giảm pH ⇒ vi khuẩn gây thối rữa ⇒

sữa có mùi thối

- Sữa bị đắng

Do Micrococcus hoặc nấm men ⇒ phân giải protein ⇒

pepton ⇒ giảm chất lượng sữa

- Sữa có mùi xà phòng:

Bacterium lactis saponacci, Bacterium fluorescens

Thuỷ phân cazein ⇒ muối amoni ⇒ sữa dính, nhớt, lầy nhầy

- Sữa bị biến đổi màu sắc

Do các vi khuẩn sinh sắc tố

1.3.2.1 HỆ VI SINH VẬT LÀM HỎNG SỮA sữa

1.3.3 SỰ THAY ĐỔI HỆ VI SINH VẬT CỦA SỮA TRONG QUÁ

1.3.3 SỰ THAY ĐỔI HỆ VI SINH VẬT CỦA SỮA TRONG QUÁ

0 ÷ 10C: Thời gian tự diệt khuẩn là 40h

150C: Thời gian tự diệt khuẩn là 24h

300C: Thời gian tự diệt khuẩn là 3h

 Pha phát triển hỗn hợp: Các vi sinh vật cùng phát triển

Vi khuẩn lactic ⇒ pH của sữa giảm dần ⇒ ức chế các VSV

khác

Cuối pha này vi khuẩn lactic phát triển mạnh

 Pha phát triển của vi khuẩn lactic: Vi khuẩn lactic chiếm ưu

thế

pH giảm mạnh ⇒ cazein đông tụ ⇒ sữa bị mất trạng thái bình thường

 Pha phát triển của nấm men và nấm mốc

Axit lactic 1,2% ⇒ Bảo quản sữa được lâu

Nấm men, nấm mốc ↑ ⇒ giảm độ axit ⇒ vi khuẩn gây thối ↑

1.3.4 CÁC BIỆN PHÁP HẠN CHẾ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA

VSV TRONG SỮA

sữa

1 Bảo quản bằng nhiệt độ thấp

Trang trại nhỏ sữa được làm lạnh ⇒ giao cho cơ sở thu gom

Làm lạnh ≤ 100C & kiểm tra chỉ tiêu vi sinh vật ⇒ phân phối 2 ÷

30C/3h

2 Phương pháp thanh trùng

Tiêu diệt một phần hoặc gần hết lượng vi sinh vật

Yêu cầu: Tiêu diệt hết các trực khuẩn lao, VSV gây bệnh và

một phần VSV hoại sinh

- Trực khuẩn lao: 630C / 20 phút, hoặc 71 ÷ 720C / 6 ÷ 8 phút

Thực tế 630C / 30 phút hoặc 720C / 15 phút

- Vi khuẩn hoại sinh:

Sữa thu nhận đảm bảo vệ sinh: khi gia nhiệt để tiêu diệt

vi khuẩn lao đủ để tiêu diệt những vi khuẩn hoại sinh

Sữa đã bị nhiễm khuẩn :

VK hoại sinh không bào tử, kháng nhiệt ⇒ 80 ÷ 850C / 20 phút

VK hoại sinh có bào tử hoặc ưa nhiệt ⇒ 90 ÷ 920C / 30 phút

- Li tâm 750C ⇒ loại được 99% VSV trong sữa

1.3.4 CÁC BIỆN PHÁP HẠN CHẾ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA

VSV TRONG SỮA

sữa

3 Phương pháp tiệt trùng

- Tiêu diệt toàn bộ lượng VSV trong sữa

- Chế độ gia nhiệt: 110 ÷ 1200C / 30 phút hoặc 1370C trong vài giây

- Sữa bột nguyên kem, nửa kem hay gầy

- Phương pháp sấy trụ Just - Hatmaker: 130 ÷ 1370C

- Phương pháp sấy phun

Nấm mốc: Penicillium, Aspergillus, Cladosporium…

Vi khuẩn: Pseudomonas, Chromobacterium

 Bơ có vi phomat: VK phân giải cazein trong kem và bơ

 Bơ bị đắng: VSV có enzym proteaza: cazein ⇒ pepton

 Bơ có mùi chua: Vi khuẩn lactic, axetic

 Bơ có mùi mốc: Nấm mốc Penicillium galucum

- Sữa đặc quánh: Micrococcus

- Sữa tạo thành cục: Nấm mốc Catemularia fuliginea

- Sữa hộp bị phồng: Nấm men, VK butyric, trực khuẩn đường

ruột

- Sữa mốc: Penicillium glaucum, Cladosporium herbacum

- Sữa có mùi vị phomat và ôi: Micrococcus

• Thành phần protein, lipit cân đối, đầy đủ các axit amin không thay thế, vitamin (lòng đỏ) ⇒ môi trường dinh dưỡng rất tốt cho VSV

• Khả năng phòng chống tự nhiên hiệu quả nhất đối với VSV

- Lớp cutin, vỏ dầy, màng trứng, màng lòng trắng, màng lòng đỏ

- Chức năng bảo vệ của lòng trắng:

pH kiềm, lyzozim, conalbumin, cấu trúc protein

-Tạo ra một môi trường thiếu sắt

• Sự lây nhiễm vi sinh vật trước khi đẻ (Sự lây nhiễm

bẩm sinh)

• Sự lây nhiễm vi sinh vật sau khi đẻ

 Sự lây nhiễm bẩm sinh

Trứng tươi của gia cầm khỏe mạnh không chứa VSV bên trong

≈ 10% trứng bị nhiễm VSV trước & trong khi đẻ

Hệ VSV ở vòi trứng (Lactobacillus, Micrococcus) hoặc trực

khuẩn đường ruột của mái mẹ: Salmonella, Staphylococcus,

Listeria

 Sự lây nhiễm vi sinh vật sau khi đẻ

Trên vỏ trứng 103 ÷ 106tb/ quả: điều kiện vệ sinh của chuồng

trại, quá trình thu nhận trứng…

Vi khuẩn : Pseudomonas, Proteus, Micrococcus, E coli,

Salmonella…

Nấm mốc: Mucor, Penecillium, Cladosporium, Sporotrichum,

…

1.4.2 HỆ VI SINH VẬT CỦA TRỨNG

Bảng 5 Hệ vi sinh vật của trứng gà (Broad et Tranter, 1986)

 Tùy theo loài vi khuẩn gây thối:

- Trứng thối màu lục: Pseudomonas fluorescens

- Trứng thối màu đen: Proteus melanovogenes,

Pseudomonas

2 Sự hư hỏng do nấm mốc

 Sợi khuẩn ty chui qua lỗ nhỏ của vỏ, xuyên qua màng ⇒ lòng trắng loãng ra; phá hủy màng noãn hoàng ⇒ lòng trắng và

lòng đỏ trộn lẫn

 Vết mốc hình đinh ghim trên vỏ; khuẩn lạc trong trứng:

Penicillium tạo vết vàng hoặc xanh Cladosporium tạo vết lục hoặc đen Sporotrichum tạo vết hồng

3 Trứng chứa vi sinh vật gây bệnh

 Vi khuẩn đường ruột (Salmonella); VK thương hàn

 Trứng gà: phẩy khuẩn tả, trực khuẩn lao gà hoặc một số vi

khuẩn gây bệnh của gà

1 Bảo quản bằng nhiệt độ thấp

Nhiệt độ 0 ÷ 50C (Tgh - 2,50C) và độ ẩm 80 ÷ 85%

Tráng một lớp dầu khoáng mỏng trên bề mặt vỏ trứng

2 Bảo quản bằng nhiệt độ cao

Vô hoạt các enzym và tiêu diệt một phần VSV trên vỏ

3 Sấy khô trứng (sản xuất bột trứng)

Sấy phun 60 ÷ 700C đến độ ẩm 5÷ 10%; bột trứng bảo quản ở

100C

Micrococcus, Streptococcus, Entrococcus, bào tử nấm mốc

4 Bảo quản bằng hóa chất

Muối bozat, muối benzoat, khí CO2

Tro rơm rạ trộn với dung dịch nước muối 10%, (bột mì)

 Phân loại rau quả:

Rau củ, rau lá, hoa, họ hành, các loại hạt và các loại quả

 Sau khi thu hái rau quả tiếp tục “sống”:

- Quá trình hô hấp: Tiêu tốn chất khô; tạo ra nhiệt  khối rau quả có thể bốc nóng

- Sự bay hơi nước: Mất tính đàn hồi của các mô  rau quả mềm nhũn

⇒ Vi sinh vật bắt đầu tấn công và làm hỏng rau quả

 Quả và rau tươi có khả năng miễn dịch đối với vi sinh vật

- Rau quả được bảo vệ bởi lớp vỏ: bền, ít chất dinh dưỡng

- Lớp vỏ của một số loại rau quả chứa các chất tanin, tinh dầu gây ức chế hoặc tiêu diệt VSV; một số loại có lớp xi bóng trên bề mặt

- Một số rau quả có độ axit cao

1.5.2 HỆ VI SINH VẬT RAU QUẢ

 Nguồn lây nhiễm

Hạt giống, quá trình chăm bón, thu hái, vận chuyển, chế biến

 Thành phần và số lượng vi sinh vật

Phụ thuộc loại rau quả, tình trạng rau quả, điều kiện địa

lý, khí hậu khi thu hái

Vi khuẩn, nấm men, nấm mốc

 Hệ vi sinh vật hoại sinh: 105÷ 106 tb/cm2

Vi khuẩn: lactic, axetic, vi khuẩn gây thối rữa  

Nấm men: nhiều loài khác nhauNấm mốc: nhiều loài khác nhau, tồn tại dưới dạng bào tử

 Hệ vi sinh vật gây bệnh:

Fusarium oxysporum: giảm sức đề kháng của quả Xanthomonas, Alternaria: trước và sau khi thu hoạch

1 Sự xâm nhập của vi sinh vật

- Nấm mốc: enzym xelluloza, pectinaza phân hủy vỏ và thành

tế bào rau quả mềm nhũn; tiêu thụ axit làm tăng pH vi

khuẩn

- Nấm men: lên men đường  giảm lượng chất khô

- Vi khuẩn: Vi khuẩn axtic, lactic  chua dịch bào; vi khuẩn

gây thối rữa làm thối rau quả  giảm giá trị cảm quan và dinh dưỡng

Loại quả Vi sinh vật Hư hỏng

Aspergillus niger Streptococcus feacalis

Thối xanh Thối đen Chua, có vị đắng

Quả có múi

Alternaria sp,

Thối nhũn Thối đen

2 CÁC DẠNG HƯ HỎNG RAU DO VI SINH VẬT

Bacillus mensentericus Fusarium sp

Thối ướt

Monilia, Penicillium, Colletotrichum

Candida, Pichia

Thối mốc, thối núm Lên men

Penicillium

Thối nhũn, mốc Thối nhũn đen Thối đen

Thối xanh