hệ vi sinh vật gây hại cho thực phẩm

Nguyên nhân gây hư hỏng thực phẩmSự phát triển của vsv: như vi khuẩn, nấm men, nấm mốc; chúng tiết ra enzyme phân hủy các thành phần dinh dưỡng của thực phẩm.. Hoạt động của enzyme: ch

Chương 2:

HỆ VI SINH VẬT GÂY

HƯ HỎNG THỰC PHẨM

Hư hỏng thực phẩm (Food spoilage)

• Hư hỏng thực phẩm tức là thực phẩm bị phá hủy hoặc tổn thương mà không phù hợp làm thức ăn cho con người

• Thực phẩm được xem như hư hỏng khi nó bị nhiễm vsv gây hại, nhiễm các tác nhân gây độc như thuốc trừ sâu, kim loại nặng

Nguyên nhân gây hư hỏng thực phẩm

Sự phát triển của vsv: như vi khuẩn, nấm men, nấm mốc; chúng tiết ra enzyme phân hủy các thành phần dinh dưỡng của thực phẩm.

Hoạt động của enzyme: chính các enzyme thủy phân có trong tế bào động, thực vật tiết ra phân hủy các tế bào sau khi chết làm giảm giá trị dinh dưỡng của thực phẩm

Phản ứng hóa học: không do enzyme xúc tác như sự ôi hóa chất béo

Biến đổi vật lý : do làm lạnh, nướng, hun

Côn trùng, sâu hại : gây mất vệ sinh trên thực phẩm; nguồn truyền nhiễm vsv, thuốc trừ sâu

Hư hỏng thực phẩm do VSV

• Vi khuẩn, nấm men, nấm mốc.

• Tạo ra enzyme phân hủy các thành phần dinh dưỡng của thực phẩm hoặc là tác nhân gây bệnh cho người; hoặc sản sinh độc tố.

• Nấm mốc: là nguyên nhân chính gây hư hỏng thực phẩm khô như bột, ngũ cốc

• Vi khuẩn là nguyên nhân chính gây hư hỏng các thực phẩm giàu nước như thịt, cá, trứng, sữa

Nguồn lây nhiễm

1 Đất, nước, không khí, bụi…

2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự

tăng trưởng của vi sinh vật

• Các yếu tố ngoại sinh

• Các yếu tố nội sinh

A Các yếu tố ngoại sinh

• Nhiệt độ bảo quản thực phẩm

• Độ ẩm môi trường liên quan

• Ánh sáng và tia xạ

• Thành phần khí quyển

• Sự hiện diện của các vi sinh vật khác

A1 Ảnh hưởng nhiệt độ

• Đối với nhiệt độ thấp thường không gây chết vi sinhvật ngay mà nó tác động lên khả năng chuyển hóa cáchợp chất, làm ức chế hoạt động của enzyme làm thayđổi khả năng trao đổi chất của chúng, vì thế làm cho

vi sinh vật mất khả năng phát triển và sinh sản và chết

từ từ

• Đối với nhiệt độ cao: gây biến tính protein làm mấthoạt tính enzym, VSV ngừng TĐC và gây chếtnhanh chóng Đa số vi sinh vật chết ở nhiệt độ 60 –

80oC Một số chết ở nhiệt độ cao hơn Đặc biệt bào tửcủa vi sinh vật có thể tồn tại ở nhiệt độ lớn hơn

110oC

A2 Ảnh hưởng độ ẩm

- Mọi hoạt động sống của vi sinh vật đều liên quan đến nước, tỉ lệ của nước trong tế bào vi sinh vật khá cao: vi khuẩn: 75 – 85%, nấm men: 78 – 82%, nấm mốc: 84 – 90%.

- Sức đề kháng của vi sinh vật đối với trạng thái khôhạn là khác nhau:

• Sức đề kháng của xạ khuẩn > vi khuẩn > nấm mốc

• Sức đề kháng của bào tử > tế bào sinh dưỡng

• Đông lạnh: tinh thể hóa nước tự do trong thực phẩm làm cho vi sinh vật không thể hấp thụ

• Chất hút ẩm

A3 Ảnh hưởng ASMT và tia xạ

• ASMT có nhiệt độ cao, có tác dụng khư trùng

• Các tia xạ (tia X, tia gamma, vi sóng…) gây phá hủy cấu trúc gen, thay đổi protein và làm mất hoạt tính enzym

• Tia UV không có tính xuyên sâu, chỉ tác động trên bề mặt

• Ứng dụng trong bảo quản thực phẩm: chiếu xạ (UV, gamma) để khử trùng

A4.Ảnh hưởng thành phần không khí

A5 Ảnh hưởng của các VSV khác

• Quan hệ ức chế cạnh tranh hoặc tương hỗ có lợi

• Vi khuẩn lactic sản sinh ra acid lactic trong sữa ngăn chặn sự phát triển của các vi khuẩn gây hư hỏng sữa và gây bệnh

• Nấm men hiện diện trong hạt Kefir sẽ cung cấp vitamin B kích thích sự tăng trưởng của vi khuẩn lactic

B.Các yếu tố nội sinh

• Là những yếu tố thuộc về bản chất của thực phẩm, các yếu tố này nằm trong mô bào của thực vật và động vật mà ta sử dụng làm nguyên liệu chế biến thực phẩm Các yếu tố đó bao gồm:

+ pH + Độ ẩm + Áp suất thẩm thấu + Thế oxy hóa khử + Các chất độc, chất ức chế có trong nguyên liệu thực phẩm

+ Cấu trúc sinh học của nguyên liệu làm thực phẩm + Trạng thái sinh lý của nguyên liệu làm thực phẩm

B1 Ảnh hưởng của pH

Tác động pH của nguyên liệu lên tế bào vi sinh vật chủ yếu vào hai hướng:

- Tác động lên hoạt tính enzyme trên thành

tế bào của vi sinh vật

- Tác động lên tính thấm của màng tế bào của vi sinh vật

• Vi khuẩn: pH 6 -8, ngoại trừ VK lactic và VK acetic

• Cá ướp lạnh dễ hư hỏng hơn thịt (pH của thịt là 5,6

còn cá là 6,2 -6,5 Alteromonas là tác nhân chính gây

hỏng cá không phát triển trên thịt)

• VSV tự điều chỉnh pH mt có lợi cho nó (VK lactic lênmen lactic chuyển pH mt từ 6-7 về 5, thích hợp cho

nó, VK Pseudomonas làm thối thịt, sử dụng a.a nhưnguồn C giải phóng NH

Cà chua 3,9 – 4,6 Chuối 4,5 – 4,7

Cà rốt 5 – 6 Khoai tây 5,3 -5,6 Thịt 5,4 – 6,9 Rau diếp 6,0

Lòng trắng trứng 8,6 – 8,9

Ứng dụng trong CNTP

+ Thêm vi khuẩn lactic vào dung dịch lên men, làm hạ thấp pH môi trường tạo điều kiện thuận lợi cho nấm men phát triển và tiến hành lên men rượu trong công nghệ sản xuất rượu cồn.

+ Ứng dụng trong chế biến: tiến hành muối chua rau quả.

+ Trong sản xuất thực phẩm ngâm dấm, dầm dấm để

hạ thấp pH môi trường, ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây thối và các loại vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm, làm tăng thời gian bảo quản của sản phẩm

B2 Ảnh hưởng thế oxy hóa khử

• Các chất oxy hóa và các chất khử tạo thành thế oxy hóa khử trong môi trường, phụ thuộc

» Cách thực phẩm được chể biến

» pH của thực phẩm, pH giảm một đơn vị thì điện thế oxy hóa khử tăng 58mV

Ứng dụng

• Đóng gói

• Các chất bảo quản có hoạt tính oxy hóa mạnh

• Sản xuất thực phẩm sạch bằng phương pháp Ozone

B3 Ảnh hưởng áp suất thẩm thấu

• Dung dịch ưu trương:VSV mất nước, khô và chết

• Dung dịch nhược trương: VSV hút nước, trương phồng, vỡ tế bào, chết.

• Dung dịch đẳng trương: VSV tồn tại bình thường

Ứng dụng

• Thêm muối: đa số vi sinh vật gây thối bị ức chế ở nồng độ muối 5 – 10% Muối thịt: 30% muối, dưa chuột muối: 15% muối, cá: 20% muối.

• Thêm đường, khi uớp đường để bảo quản thực phẩm thì cần nồng độ cao hơn muối, khoảng 40% mới có thể hạn chế được hoạt động của vi sinh vật

• Làm cá, muối chua rau quả

B4 Ảnh hưởng các chất ức chế

+ Tự nhiên: tannin, acid hữu cơ trong trái cây còn xanh, chất lyzozym trong lòng trắng trứng, kháng thể có trong sữa non, chất HCN có trong khoai mì, chất kháng khuẩn hay là các sản phẩm trao đổi chất của vi sinh vật

+ Nhân tạo: chất bảo quản thực phẩm, chất bảo vệ thực vật, các kim loại nặng

+ Cơ chế tác dụng:

• Ester, acol, dung dịch kiềm yếu có tác dụng làm tan chất lipoit

có trong thành phần tế bào, biến tính protein

• Muối kim loại nặng, kiềm, axit, phormalin làm đông tụ protein, làm thay đổi thành phần nguyên sinh chất của tế bào

vi sinh vật.

• Axit nitric, clo, bột clo, kali permanganate các chất hữu cơ oxy hóa mạnh có khả năng phá hủy hẳn tế bào vi sinh vật

Ứng dụng

Các chất diệt khuẩn sử dụng trong công nghiệp thực phẩm phải đảm bảo các yêu cầu sau:

• Tác dụng diệt khuẩn mạnh ở nồng độ nhỏ

• Có khả năng hòa tan trong nước

• Chất diệt khuẩn không được có mùi, vị và không độc hại cho con người

• Bền vững trong bất kỳ điều kiện bảo quản nào

• Không gây tác dụng phá hủy dụng cụ chứa

B5 Ảnh hưởng cấu trúc vật lý TP

• Cấu trúc vật lý của thực phẩm như trạng thái cứng mềm, vỏ dày, mỏng cũng là một yếu tố quan trọng trong việc bảo quản chống lại các vi sinh vật gây hại mà các nhà chế biến bảo quản cần quan tâm.

• Trái cây có vỏ cứng (táo, sầu riêng, dừa, ) lâu hư do vi sinh vật hơn trái cây có vỏ quả mềm (cà chua, nho, dâu, )

• Thịt gia súc lâu hư hơn thịt cá do cấu trúc sợi cơ và hàm lượng nước trong cá cao hơn

• Giáp xác có vỏ cứng thịt lâu hư hơn, thịt tôm phần thân lâu hư trừ phần đầu dễ hư do có nội tạng ở đầu và vỏ ở phần đầu lỏng lẻo hơn.

• Cá có vảy lâu ươn hơn cá không vảy

B6.Ảnh hưởng trạng thái sinh lý ĐV

• Thịt gia súc, thịt cá bị stress trước khi giết mổ mau hưhơn lý do là do lượng glycogen bị tiêu hao nhiều,hàm lượng acid lactic sinh ra ít hơn hiện tượng cocứng cơ kéo dài ngắn hơn, pH acid của thịt, cá không

hạ thấp làm cho thực phẩm dễ bị vi sinh vật tấn công

• Gia súc, gia cầm, nhịn đói trước khi bị giết có thịtchất lượng hơn vì thế bảo quản được lâu hơn Lí donội tạng không còn thức ăn nên ít vi sinh vật hơn, khigiết mổ hạn chế được một phần vi sinh vật trong nộitạng nhiễm vào cơ thịt (trường hợp bị vỡ ruột)

Đây là những đặc điểm rất thuận lợi cho VSV phát triển và gây hư hỏng thịt

Chất dinh dưỡng Thịt bò Thịt heo nạc

2.2.2 Hệ vi sinh vật thịt

Nguồn gốc

• Do con vật bị bệnh trước khi đưa vào giết mổ

• Do môi trường bên ngoài: quá trình giết mổ, vận chuyển và trong bảo quản

+ Da, lông, móng

+ Cơ quan nội tạng, đường ruột

+ Trong đất, không khí, nước, dụng cụ mổ xẻ, chứa đựng

2.2.2 Hệ vi sinh vật thịt

• Vi khuẩn: Bacillus subtilis, B.mycoides, Clostridium sporogenes, C.potrificum, C.botulinum, E.coli, Proteus vulharis, Pseudomonas liquefaciens, Micrococcus anaerobis

• Nấm mốc: Penicillium, Mucor, Aspergillus…

• Nấm men: Rhudoturula

• VSV gây bệnh: Salmonella, Streptococcus,

Mycobacterium tuberculosis….

- xuất hiện trên bề mặt thịt ướp lạnh ở độ ẩm không khí cao (> 90%)

- Do các VSV: Micococcus albus, Streptococcus

Hóa nhầy

- Có màu xám trắng và mùi chua khó chịu

- Do quá trình lên men chua tạo acid lactic,acid formic, acid acetic, acid succinic…

- Do vi khuẩn lactic, hoặc do chính các enzyme thủy phân trong thịt khi chết gây ra.

Thịt bị chua

- Thịt có mọc mốc, có mùi mốc, nhớt dính, biến màu…

- Do mốc Mucor và Aspergillus…

- Làm cho thịt giảm các chất hòa tan, tăng tính kiềm dophân hủy protein và lipid tạo thành các axit bay hơi

Thịt bị mốc

- thịt không còn tươi ngon, thịt có màu xám, màu xanhxám hay màu đặc trưng do các vi sinh vật có sắc tố như:vàng, đỏ tía… Thịt bị mất tính đàn hồi và mềm nhũn.

- Động vật bị yếu hay bị bệnh thường rất dễ thối rữa; do ítglycogen, acid lactic ít, khó ức chế vi khuẩn gây thối

- Vi khuẩn gây thối tiết enzyme phân hủy protein (kỵ khí

và hiếu khí)

- Quá trình thối rữa chỉ xảy ra khi nhiệt độ từ 5oC trở lên

Thịt bị thối rửa

- do các loại vi khuẩn sinh sắc tố phát triển trên bề mặt

làm cho thịt thay đổi màu Ví dụ: vi khuẩn Bacterium

prodigiosun tạo thành màu đỏ, Micrococcus tạo thành

màu vàng, Pseudomonas pyocyanes tạo thành vết xanh… Một số loại Lactobacillus, Leuconostoc làm cho

xúc xích lạp xưởng có màu xám

Thịt bị biến màu

• do có các vi khuẩn Photobacterium phát triển trên bề

Thịt bị phát quang

a Bảo quản nhiệt độ thấp

• ở nhiệt độ 0÷2oC, ẩm độ 85÷90% bảo quản thịt

bò được 20 ngày và thịt lợn được 50 ngày Tuy nhiên có những loại vi khuẩn ưa lạnh còn sống

sót sẽ gây hư hỏng thịt như: Pseudomonas,

Lactobacillus, Micrococcus.

• Lạnh đông -20 ÷ -180C, bảo quản bằng phương pháp này thì thời gian bảo quản lâu và có thể kiềm hãm gần hết vi sinh vật gây hại, vi sinh vật

ưa lạnh cũng giảm đáng kể; nhưng có thể phá vỡ

b Muối thịt

• Dùng muối có nồng độ cao để hạn chế sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng.

• Nồng độ muối cao làm cho nước từ trong tế bào

vi sinh vật ra ngoài (do sự chênh lệch nồng độ) dẫn đến hiện tượng co nguyên sinh, vi sinh vật mất nước và chết.

• Khi muối thịt nên bổ sung đường saccaro làm cho sản phẩm thịt có màu tươi và mềm, pH giảm

do lên men lactic nên sẽ ức chế vi khuẩn gây thối

c Sấy khô

• Làm giảm độ ẩm của thịt cũng hạn chế VSV phát triển

• Xông khói: Làm cho một phần nước mất đi, ngoài ra trong khói có chất sát khuẩn là andehit formic nên thời gian bảo quản lâu hơn.

• trứng còn chứa lyzozym nên có khả năng miễn dịch.

Trứng từ gia cầm khỏe mạnh thường vô khuẩn

2.3.2 Hệ vi sinh vật trứng

Nguồn gốc

• Do con vật bị bệnh trước khi đẻ trứng

• Do môi trường bên ngoài: phân, đường ruột gia cầm, không khí, đất, nước, rơm rạ lót ổ…

• Thường gặp: Pseudomonas fluorescens (làm cho long trắng trứng có màu lục), Proteus vulgaris

(tạo H2S, làm cho lòng đỏ trứng có màu bùn),

Micrococcus roseus, Bacillus subtilis, Clostridium pitrificum…

2.3.3 Các dạng hư hỏng của trứng

- Hư hỏng do vi khuẩn

- Hư hỏng do nấm mốc

- Hư hỏng do VSV gây bệnh

a Hư hỏng do vi khuẩn

• Qua màng tế bào vi khuẩn sẽ xâm nhập vào lòng trắnghoạt động sinh ra enzyme làm cho lòng trắng giảm độnhớt sau đó vi sinh vật xâm nhập vào lòng đỏ phá vỡmàng làm cho lòng đỏ và lòng trắng trộn lẫn vào nhau

Do trứng chứa nhiều axit amin chứa lưu huỳnh nên sẽtạo ra H2S, NH3 tạo thành mùi thối

• Tuỳ vi sinh vật gây thối trứng thối có các màu khác

nhau: màu lục do Pseudomonas fluorescens Màu đen

do Proteus vulgaris, Pseudomonas.

b Hư hỏng do nấm mốc

• Nấm mốc có những hệ sợi khí sinh chui qua những lỗnhỏ trên lớp vỏ vào bên trong trứng Sau đó sử dụng cơchất tiết ra enzyme thuỷ phân lòng trắng và lòng đỏ làmcho chúng trộn lẫn vào nhau Mặt khác sợi khí sinh bênngoài cũng phát triển mạnh tạo ra các lỗ lớn tạo điềukiện cho vi khuẩn chui vào bên trong trứng dễ dàng.Nấm mốc khi vào trong trứng sẽ phát triển tạo thành các

khuẩn lạc: Penicillium có màu xanh, Cladosporium có

màu lục đen

c Hư hỏng do vi sinh vật gây bệnh

• Trứng có thể nhiễm vi khuẩn đường ruột như

Salmonella từ bên trong bộ máy sinh dục của gia cầm

mắc bệnh hoặc trong ống dẫn trứng hoặc nhiễm từ phâncủa gia cầm Trứng gia cầm thường nhiễm các vi sinhvật gây bệnh sau: khuẩn tả, thương hàn, lao

2.3.4 Các pp bảo quản trứng

a Bảo quản nhiệt độ thấp

b Bảo quản bằng hóa chất

c Trứng muối

a Bảo quản nhiệt độ thấp

• Thông thường bảo quản trứng ở nhiệt độ 0-5oC, ẩm độ

từ 82÷85% Nhiệt độ bảo quản trứng giới hạn là -3,5oC

ở nhiệt độ này lòng trắng trứng chưa bị đông đặc

• Trứng rửa sạch để khô, xếp vào khay và xếp vào giá,cần thông khí thường xuyên Tránh thay đổi nhiệt độ,nếu không sẽ tạo ra lớp nước trên bề mặt trứng vi khuẩn

sẽ phát triển Ngoài ra còn trám một lớp dầu mỏng trên

bề mặt trứng (parafin) để bịt kín những lỗ nhỏ tránhhiện tượng hô hấp và vi sinh vật chui qua

b Hóa chất

• Phương pháp này được dùng rộng rãi để ức chế

vi sinh vật trên bề mặt và xâm nhập vào bên trong Thường dùng là khí SO2, muối benzoat, axit benzoic Trong gia đình thường dùng hỗn hợp: tro bếp, nước muối 10%, sau đó lăn trứng vào trong hỗn hợp đó tạo lớp màng dính hạn chế

vi sinh vật xâm nhập.

2.4 Hệ vi sinh vật trên sữa

2.4.1 Đặc điểm của sữa

2.4.2 Hệ VSV trên sữa

2.4.3 Các dạng hư hỏng sữa

2.4.4 Các phương pháp bảo quản sữa

2.4.1 Đặc điểm của sữa

• Sữa có khoảng 90% nước, Protein 3,5 % , Lipid chiếm 3,8% Glucid chiếm 5%, chủ yếu là đường lactose; nhiều loại vitamin, khoáng chất,

• pH trung tính từ 6,8÷7,2.

Rất giàu dinh dưỡng, không những tốt cho người và động vật mà cả cho vi sinh vật

2.4.2 Hệ vi sinh vật trong sữa

Nguồn gốc:

• Từ vú: có nhiều loại nhưng hơn 50% là vô hại

• Từ da bò, dụng cụ vắt, chứa sữa, thức ăn nuôi bò

Hệ vi sinh thường gặp:

• Nấm men, nấm mốc, vi khuẩn

• Có những loài vô hại, có những loài có hại

* Hệ vi sinh vật có lợi trong sữa

• Vi khuẩn lactic: là nhóm vi khuẩn quan trọng nhất

trong sữa có khả năng lên men đường lactose thành axit lactic, ngoài ra còn tạo ra các sản phẩm phụ như: acid bay hơi, este, cồn, aceton, diacetyl… để tạo hương vị, nâng cao chất lượng sữa và bảo quản sữa

- Điển hình: Lactobacillus acidophilum, Streptococcus lactis, S.bulgaricum… tạo hương

như: S.diacetilactis

• Vi khuẩn propionic:vai trò quan trọng trong chế

* Hệ vi sinh vật có lợi trong sữa

• Nấm men: lên men rượu (Sacharomyces) trong các

chủng Kefir (sữa chua kefir)

• Torulopsis: tác dụng làm rắn bơ

2.4.3 Các dạng hư hỏng của sữa

• Sữa bị axit hoá: do sự chuyển hoá mạnh đường

lactose thành axit lactic bởi các loài vi khuẩn

sau: Streptococcus, Micrococcus, Lactobacillus.

• Sữa có mùi ôi: vị này xuất hiện khi bảo quản

lạnh sữa dài ngày, do sự phân giải lipid, protein tạo thành axit butyric, các aldehit, axetone, este

và một số chất khác Thường gặp các loài sau :

Bacterium fluorescens, nấm mốc có hệ enzyme

protease, lipase làm cho sữa có mùi ôi thối.