đề cương vi sinh thực phẩm cuối kì

- Nhiệt độ tăng quá cao sinh trưởng của nấm men cũng bị ức chế, ở nhiệt độ >40°C thì enzyme bị giảm hoạt tính đi 50% làm sự sinh trưởng và phát triển của nấm men ngừng lại, khi đó nấm me

ĐỀ CƯƠNG VI SINH THỰC PHẨM CUỐI KÌ

Câu 1: Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của S.cerevisiae

1 Nhiệt độ : 25-28°C

- Khi nhiệt độ giảm tốc độ phát triển sinh khối nấm men giảm dần và

bị ức chế ở nhiệt độ 2-5°C

- Nhiệt độ tăng quá cao sinh trưởng của nấm men cũng bị ức chế, ở

nhiệt độ >40°C thì enzyme bị giảm hoạt tính đi 50% làm sự sinh trưởng và phát triển của nấm men ngừng lại, khi đó nấm men bắt đầu chết

- Nhiệt độ còn ảnh hưởng tới sinh tổng hợp các sản phẩm phụ và thứ

cấp Nhiệt độ càng cao càng dễ sinh và tích tụ các sản phẩm phụ, không có lợi cho chất lượng của sản phẩm chính

- Hoạt tính hô hấp của nấm men giảm khi nhiệt độ xuống quá thấp,

cường độ hô hấp ở 5°C chỉ bằng 1/5 ở 30°C

- Nhiệt độ có liên quan với độ hòa tan oxy, nhiệt độ càng cao lượng

oxy hòa tan trong môi trường càng thấp

2 pH:

- pH tối thích để tăng sinh khối là 4,2 – 5,4

- pH thích hợp để lên men tạo cồn là 3,8 – 4,2

- Nếu pH quá thấp thì tốc độ phát triển của nấm men bị ức chế

- pH < 2 hay pH > 7,5 thì nấm men bị ức chế và ngừng phát triển

3 Oxy : Cung cấp liên tục, 50-80 m3/g/m3 môi trường

- Lượng oxy cho vào đều và tốc độ nhanh thì lượng tế bào tích tụ lớn,

ít tổn thất đường do quá trình lên men rượu hay sản phẩm phụ khác tạo thành

- Thiếu oxy nấm men chuyển qua tạo cồn và các sản phẩm phụ khác.

4 Thời gian : 12-16 giờ

- Thu sinh khối sớm  hiệu suất không cao

- Thu sinh khối muộn  tạo ra các sản phẩm thứ cấp.

5 Nồng độ các chất và áp suất thẩm thấu của môi trường:

- Áp suất thẩm thấu của môi trường phụ thuộc vào hàm lượng đường

và các chất hòa tan khác

- Độ chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa tế bào và môi trường nuôi

càng lớn thì sự tích tụ sinh khối nấm men càng nhanh

Câu 2: Vai trò các nguồn dinh dưỡng của tế bào nấm men

Môi trường dinh dưỡng cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của nấm men phải chứa đầy đủ các nghuyên tố vi lượng như: Fe, Cu, Mg, Zn, Ca, K, Cl…Ngoài ra còn phải kể đến các chất không thể thiếu như: nước, cacbon, nitơ…

1 Carbon: có giá trị rất lớn đối với các loại nấm men vì nó cần cho sự

sinh tổng hợp các thành phần của tế bào, như glucid, lipid, protein và các acid nucleic

Carbon dùng cho nấm men được cung cấp bởi 2 nguồn sau:

- Các chất hữu cơ có nguồn gốc glucid, như các loại đường và tinh

bột nấm men có khả năng đồng hóa hoàn toàn glucose, fructose và maltose, có chủng còn đồng hóa được cả galactose, sucrose

- Các polysaccharide (C6H12O6)n : các chất này cần được thủy phân hoàn toàn bằng acid hoặc enzyme thì nấm men mới sử dụng được

2 Nitơ: cung cấp nguyên liệu cho tế bào để hình thành các nhóm amin

(-NH2-) và nhóm imin (-NH-) để tổng hợp Protein và các hợp chất khác

- Hợp chất nito hữu cơ, như protein hoặc acid amin

- Nguồn nito vô cơ, như muối amon…

Hợp chất nito được nấm men đồng hóa tốt nhất là ure

3 Các chất khoáng: tham gia vào quá trình vận chuyển vật chất qua

màng và thành tế bào, tham gia vào thành phần cấu tạo protein, enzyme, điều hòa pH của môi trường nuôi cấy vsv

- Nếu nồng độ các chất này quá ít thì quá trình phát triển sẽ chậm lại,

còn nếu quá nhiều thì áp suất thẩm thấu tăng, gây ức chế quá trình sinh sản

- K2HPO4, KH2PO4, MgSO4.7H2O, MgSO4.4H2O, FeSO4.7H2O, ZnSO4.7H2O, CuSO4.5H2O, CaCl2

4 Các chất kích thích sinh trưởng: thường là các acid amin và vitamin,

tế bào nấm men sử dụng các chất này để tạo nguyên sinh chất

- Nồng độ các vitamin có thể ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và

phát triển là 0,01-0,1mg/l

- Các vitamin đóng vai trò quan trọng là B3, B6, B7.

Câu 3: Công nghệ sản xuất rượu

- Lên men rượu là quá trình sinh hóa phức tạp chuyển hóa đường

thành rượu có sự tham gia của nấm men trong điều kiện kị khí

- Ngoài sản phẩm chính là ethanol, quá trình lên men còn tạo ra CO2, glyxerin, rượu bậc cao, aldehyt, các axit hữu cơ, sinh khối nấm men

- Sản phẩm ethanol có thể dùng ở dạng chưng cất hay không chưng

cất

- 3 loại chủ yếu:

+ Rượu trắng (hay còn gọi là rượu cất/ ethanol)

+ Rượu mùi

+ Rượu vang quả

1 Nguyên liệu trong sản xuất rượu có thể chia làm 3 nhóm:

- Các cơ chất giàu đường: rỉ đường, nước mía, củ cải đường, nước trái

cây chín…

- Tinh bột: từ các loại ngũ cốc như lúa mì, gạo, ngô và từ các loại củ

như khoai tây, khoai lang, khoai mì…

- Phức hợp lignocellulose từ gỗ: gỗ vụn, mạt cưa, phế thải nông, lâm

nghiệp: rơm rạ, giấy in báo…

2 Các phương pháp đường hóa tinh bột:

- Phương pháp men thuốc bắc.

- Phương pháp maltaza.

- Phương pháp amyloza (amylose).

- Phương pháp myco- malt.

2.1 Các phương pháp đường hóa:

- Các nguyên liệu chứa cellulose, hemicellulose được đường hóa bằng

acid và nhiệt độ cao

- Các nguyên liệu chứa tinh bột được đường hóa bằng nhiều phương

pháp khác nhau

2.2 Phương pháp amyloza:

- Nuôi mốc Rhizopus, Mucor trong PTN với dung tích 5-10 lít, rồi

cấy vào thùng lên men hàng chục tấn

- Mốc được cấy vào dịch cháo và nuôi theo phương pháp chìm  3

giai đoạn sinh hóa: tăng sinh khối, sinh tổng hợp enzyme amylaza

và đường hóa tinh bột

- Sau đó cấy men và cho lên men.

- Không tốn thiết bị nhưng đòi hỏi kỹ thuật cao: yêu cầu vô trùng

tuyệt đối

2.3 Phương pháp myco- malt:

- Đường hóa bàng chế phẩm nấm sợi Aspergillus chứa enzyme hay

còn gọi là chế phẩm enzyme thô

- Các chủng nấm mốc được nuôi cấy theo 2 phương pháp: nuôi cấy bề

mặt (Asp.oryzae) và nuôi cấy chìm (Asp.niger)

- Thời gian đường hóa: 24 - 40h.

- Kết quả: hỗn hợp dextrin, maltose, glucose.

- Dễ kiểm soát quá trình tuy nhiên tốn thiết bị và diện tích.

- PP này rút ngắn được chu trình sản xuất (1/3 – ½ thời gian của pp

amyloose)

2.4 Giai đoạn đường hóa:

- Nhiệt độ: 60 - 65°C (α- amylaza) 75°C (β- amylaza).

- Thời gian đường hóa: 1- 2 giờ 30 phút.

Kết thúc đường hóa: độ khô > 16%, độ đường >80 g/l, độ acid 1,2

-1,7 g/l

- Sau đường hóa, hạ t = 30°C.

3 Vi sinh vật trong lên men rượu

- Nấm mốc dùng trong pp myco- malt: Aspergillus oryzae,

Asp.flavus, Asp.niger, Asp.usami…

- Mốc Rhizopus, Mucor dùng trong pp amyloza.

- Nấm mốc được nuôi cấy theo pp bề mặt hoặc bề sâu.

- Nấm men chủ yếu giống Saccaromyces cerevisiae.

- Các chủng nấm men trong sản xuất phải có những đặc điểm sau:

+ Có đầy đủ đặc điểm đặc trưng của nấm men

+ Tốc độ phát triển mạnh, hoạt lực lên men cao

+ Lên men được nhiều loại đường: saccaroza, glucoza, rafinoza + Chịu được độ cồn cao: 10 – 12%

+ Thích nghi được với điều kiện không thuận lợi của môi trường

- Nấm men trong lên men cần đạt các chỉ số sau:

+ Số lượng tế bào nảy chồi 10-15%

+ Hàm lượng tế bào chết không quá 4%

+ Số lượng tế bào không thấp hơn 120-140 triệu tb/ml

+ Không có loại VK tạp nhiễm

4 Giai đoạn lên men rượu:

- Dịch lên men có nồng độ đường 90-120g/l (12-14°Bx)

- Cấy giống: 10%.

- Giai đoạn đầu thổi khí.

- T = 32-34°C.

- pH tối thích để tăng sinh khối là 4,2-5,4.

- pH thích hợp để lên men tạo cồn là 3,8-4,2.

- Thời gian lên men: 4-5 ngày.

- Kết thúc lên men: độ rượu 7-9%, đường sót 5g/l (khi lên men còn

TB nấm men, TB nấm men sử dụng đường sót, nếu hết thì TB nấm men phân hủy sản phẩm)

5 Sau lên men rượu:

- Dịch sau lên men  chưng cất thu rượu thô

- Tinh chế: tách tạp chất ra khỏi rượu thô (trong công nghiệp sử dụng

pp chưng luyện dưới áp suất thấp p = 0,0525 atm)  rượu tinh khiết

6 Các loại rượu bia chủ yếu:

- Loại không chưng cất:

+ Bia: nguồn nguyên liệu malt (mầm lúa mạch)

+ Cider (cidre): nước ép trái táo

+ Vang (Vin, Wine): nho

+ Sake: gạo loại đặc biệt

+ Rượu cần: Gạo, nếp, bắp, khoai mì

+ Rượu nếp than: nếp than

- Loại chưng cất:

+ Rượu đế (Vodka): gạo, nếp, khoai tây, khoai mì, bắp…

+ Rượu Whisky: bắp, lúa đại mạch

+ Rượu Rhum: mật rỉ đường

+ Cognac: nho

Câu 4: Thịt

1 Nguồn gây nhiễm VSV:

- Từ bên ngoài như bụi, da, lông, kỹ thuật mổ, xẻ, quá trình bảo quản

và vận chuyển

- Từ bên trong: trước tiên do con vật bị bệnh, khi con vật bị bệnh các

vsv sẽ qua máu vào các thớ thịt

2 Các dạng hư hỏng của thịt:

- Hóa nhầy.

- Lên men chua.

- Sự thối rữa.

- Sự ôi.

- Sự mốc

- Sự biến đổi sắc tố.

2.1 Hóa nhầy: giai đoạn đầu của quá trình hư hỏng thịt

- Hiện tượng hóa nhầy chỉ xảy ra trên bề mặt thịt khi ta ướp lạnh ở

nhiệt độ ẩm cao hơn 90%

- Các VK thường thấy ở lớp nhầy:

+ Lactobacillus

+ Proteus

+ Pseudomonas

+ Achromobacter

+ Nấm men

- Tốc độ hóa nhầy phụ thuộc vào độ ẩm của thịt và nhiệt độ bảo quản 2.2 Lên men chua:

- Do sự phát triển của nhiều vsv yếm khí tạo ra các acid hữu cơ.

- Do vk lactic hoạt động mạnh tạo ra các acid: butyric, axetic, formic

gây chua làm cho thịt mất chất dinh dưỡng, thịt có màu xám và có mùi khó chịu, đây là thời kỳ trước của quá trình thối rữa

- Khi thịt bị chua nấm mốc sẽ phát triển mạnh và làm tăng độ pH tạo

đkiện cho các vsv gây thối rữa phát triển

- Các vsv thường thấy:

+ VK lactic

+ Một số loại nấm men

+ Nấm mốc

+ VK gây thối

2.3 Sự thối rữa:

- Do hoạt động của protease (có trong vk) phân giải Protein tạo thành

các sản phẩm có mùi hôi thối như NH3, indol, mercaptan

- Cảm quan: chất lượng thịt không còn tươi ngon, thịt có mãu xám,

màu xanh xám hay màu đặc trưng do các vsv có sắc tố như: vàng, đỏ tía… Thịt bị mất tính đàn hồi và mềm nhũn

- Về mặt dd: lipid, protein bị thủy phân tạo thành các chất khí có mùi

khó chịu và sinh nhiều độc tố

- Độ pH thay đổi: từ acid yếu đến trung tính sau đó đến kiềm do sự

thủy phân tạo thành NH3 làm cho pH tăng kích thích vsv phát triển mạnh làm cho thịt bị thối rữa

- Quá trình thối rữa chỉ xảy ra khi nhiệt độ từ 5°C trở lên và dưới 5°C

vsv gây thối rữa ngưng hoạt động hay bị chết đi

- Ở nhiệt độ bình thường từ 25-30°C vsv phát triển mạnh do đó thịt dễ

bị thối rữa

- Các giai đoạn xảy ra trong quá trình thối rữa:

+ Gđ 1: trên bề mặt thịt mọc các khuẩn lạc của vsv và thay đổi cảm quan chưa rõ ràng

+ Gđ 2: thấy rõ các khuẩn lạc và bề mặt thịt bị mềm, thịt bị thay đổi màu sắc và mùi vị, pứ của thịt ngả sang kiềm, nhưng bên trong thịt vẫn tốt

+ Gđ 3: vk phát triển mạnh trong thịt làm cho các mô lk bị đứt và Protein bị phân hủy

- Các vk thường thấy:

+ VK hiếu khí: Proteus vulgaris, Bacillus subtilis, Bacillus

mesentericus, Bacillus megatherium

+ VK kỵ khí: Clostridium prtringens, Clost putrificum, Clost

sporogens

2.4 Sự ôi (đọc thêm)

- Vk phân giải mỡ có khả năng làm tan mỡ, và thúc đẩy nhanh quá

trình oxh mỡ

- Các vk thường thấy:

+ Pseudomonas

+ Achromobacter

2.5 Sự mốc (đọc thêm)

- Các nấm mốc thường thấy:

+ Murco

+ Penicillium

+ Aspergillus

- Kết quả:

+ Thịt bị nhớt, có màu đen hoặc xám

+ Có lông tơ, có mùi mốc

+ Làm cho thịt giảm các chất hòa tan, tăng tính kiềm do phân hủy Protein và Lipid tạo thành các acid bay hơi

2.6 Sự biến đổi sắc tố (đọc thêm)

- Do các loại vk sinh sắc tố phát triển trên bề mặt làm cho thịt biến

đổi màu  thịt chuyển từ màu đỏ sang xám, nâu hoặc xanh lục do

sự sản sinh ra các chất oxh hydro sunfua của vk

- Các vk thường thấy khi lạp xưởng, xúc xích đổi màu:

+ Lactobacillus

+ Leuconostoc

Câu 5: Các dạng hư hỏng của tôm

1 Biến đỏ:

- Khi tôm bị ươn thối bao giờ cũng kèm theo sự biến đỏ.

- Vỏ và thịt chứa astaxanthin (màu xanh tím), bình thường kết hợp với

protein tạo phức bền

- Nhưng dưới tác dụng của nhiệt độ, sự phân hủy thịt tôm làm cho

phần protein bị tách ra và bị oxh tạo thành astaxin có màu đỏ gạch

- Xảy ra khi tôm để ở 8-12 giờ sau khi đánh bắt tại nhiệt độ 30-40°C.

- Các vsv thường thấy:

+ Pseudomonas

+ Lactobacillus

+ Coryneformes

2 Biến đen:

Có thể do 1 trong các nguyên nhân sau:

- Do vk lây nhiễm vào tôm, chúng pt thành các khuẩn lạc màu đen.

- Do tyrozin có trong tôm bị oxh tạo thành chất màu tối, tích tụ dần

tạo thành chất đen

- Do phenylalanin bị oxh tạo thành những sợi, nhiều sợi này tập hợp

lại thành chất màu tối melanin

Câu 6: Sữa

1 Hệ vsv làm xấu sữa (các dạng hư hỏng của sữa):

- Sữa bị acid hóa: Streptococcus, Micrococcus, Lactobacillus.

- Sữa có mùi ôi: Bacterium fluorescens, nấm mốc có hệ enzyme

proteaza, lipase làm cho sữa có mùi ôi thối

- Sữa có vị đắng: gồm Micrococcus, Monococcus.

- Sữa có mùi xà phòng: Bacterium fluorescens, Bacterium lactis từ

rơm, cỏ khô

- Sữa bị biến đổi màu sắc:

+ Sữa có màu xanh: Pseudomonas cyanogenes, Bacillus

cyanogenes…

+ Sữa có màu vàng là do Sarcina, Saccharomyces…

- Sữa bị sủi bọt do sự hoạt động nhiều của vsv tạo thành bọt khí: nấm

men và vk đường ruột

- Vsv gây bệnh ở trong sữa:

+ Nhóm 1: các vsv gây bệnh lao, sẩy thai do Brucella, nhiệt thán, lở mồm long móng, nhiễm độc Coli…

+ Nhóm 2: là các vsv gây bệnh của người truyền qua sữa như:

thương hàn, phó thương hàn, lỵ, thổ tả, nhiễm độc Streptpcoccus, Staphylococcus…

2 Sữa có thành phần vsv thay đổi theo thời gian bảo quản:

- 12h đầu: có vsv kiềm hóa và gây thối rữa.

- Sau 24h: các vk trên bị vk Lactic kiềm chế.

- Sau 72h: các vk lactic bị vk chịu acid kiềm chế.

- Giai đoạn cuối cùng, khi pH giảm xuống các nấm men, nấm mốc

xuất hiện và pt, chúng sử dụng acid và trung hòa môi trường bằng sp kiềm do phân hủy protein

Môi trường thích hợp cho vsv thối rữa pt, tăng nhanh tốc độ phân hủy protein

Câu 7: VSV gây bệnh thường gặp

1 Staphylococcus:

- Hình cầu, không tạo bào tử, gram(+).

- t°opt = 37°C, pHopt = 6-7

- Tụ cầu có rải rắc khắp nơi trong tự nhiên: không khí, đất, nước, trên

da, trong họng, mũi…và chỉ gây ngộ độc khi hình thành độc tố ruột (enterotoxin) Tiêu biểu trong số chúng là Staphylococcus aureus (tụ cầu vàng)

- Thời kỳ ủ bệnh ngắn, khoảng 3h Thời kỳ phát bệnh, bệnh nhân cảm

thấy chóng mặt, buồn nôn rồi nôn mửa dữ dội, đau bụng quằn quại

và đi tiêu chảy, đau đầu, mạch nhanh, t° vẫn bình thường hoặc hơi sốt do mất nước Bệnh sẽ khỏi hoàn toàn sau 1-2 ngày, ít tử vong

- Tụ cầu kém bền với nhiệt Tuy nhiên độc tố của tụ cầu lại chịu được

t° rất cao Muốn khử được độc tố của tụ cầu phải đun sôi thức ăn ít nhất là 2h

2 Salmonella:

- Trực khuẩn gram(-), không tạo bào tử, hiếu khí hoặc kỵ khí tùy tiện.

- Có tiên mao (trừ S.gallinarum).

- Kích thước TB: 0,5-3μm.m.

- Vào cơ thể từ phân người, động vật lông vũ, từ người bệnh.

- t°opt = 37°C (5-45°C), pHopt = 7,6 (4-9)

- Gây tiêu chảy, ói mửa, buồn nôn, chủng Sal.typhy, Sal.paratyphi gây

sốt thương hàn

- Khả năng chịu nhiệt của vk kém: ở 50°C trong 1h; ở 70°C trong 15

phút và ở 100°C trong vòng 5 phút

- Biện pháp chính để phòng chống ngộ độc Salmonella là:

+ Bảo đảm thời gian cất giữ thức ăn đã chế biến và các nguyên liệu + Ướp lạnh để bảo quản thức ăn và nguyên liệu

+ Đun sôi thức ăn trước khi ăn là biện pháp phòng bệnh tích cực và hiệu quả nhất

3 Bacillus:

- Trực khuẩn gram(+), sinh bào tử, kỵ khí tùy ý.

- Tăng trưởng trong khoảng nhiệt độ 5-50°C, t° tối ưu 35-40°C.

- Xâm nhập vào sữa, thịt, rau quả, hỗn hợp gia vị, sản phẩm khô.

- Tác hại: gây tiêu chảy, nôn mửa.