Đánh giá hiệu quả diệt khuẩn của bình sữa nano bạc đối với các loại vi khuẩn

Đánh giá hiệu quả diệt khuẩn của bình sữa nano bạc đối với các loại vi khuẩn: Vi khuẩn hiếu khí, Coliform, Escheria coli trong sữa bò tươi

đủ các chất cần thiết cho việc tạo thành các tổ chức của cơ thể Vì vậy nó

là loại thực phẩm rất quý, đặc biệt với trẻ em Trong sữa có khoảng 90%

là nước và có đủ chất dinh dưỡng như protein(cazein), chất béo, đườnglactoza cùng các vitamin A, D, E, B2, B6, B12,và các chất khoáng Sữa tươichưa đun thì còn chứa một số enzim như photphataza, peroxydaza giúpcho việc tiêu hóa dễ dàng

Tuy vậy, vốn là môi trường giàu dinh dưỡng nên sữa cũng là môitrường thuận lợi cho sự xâm nhập và phát triển của nhiều loại vi khuẩn gâyảnh hưởng xấu tới chất lượng sữa và sức khỏe người tiêu dùng Theo thống

kê của nghành y tế, thú y nước ta đã đưa ra những con số cảnh báo về tìnhtrạng mất vệ sinh an toàn thực phẩm, trong đó có tình trạng mất an toàn vềsữa Mặc dù có sự quan tâm cửa các cơ quan quản lý nhà nước nhưng số vụngộ độc vẫn tăng dần, cùng với đó là là số người bị ngộ độc và tử vong dongộ độc ngày càng nhiều Theo số liệu của cục vệ sinh an toàn thực phẩm –

bộ y tế, trong 5 năm (2001-2005) cả nước xảy ra hơn 1000 vụ với hơn23.000 người bị ngộ độc thực phẩm, có hơn 260 người tử vong Trong đó cósữa tươi, do sữa không được quản lý chặt chẽ và bảo quản tốt

Để hạn chế được những mối nguy cho sức khỏe cộng đồng người tiêudùng sữa thì một yêu cầu bức thiết được đặt ra đó là phải có phương phápbảo quản sữa hiệu quả Hiện nay có nhiều phương pháp quản sữa khác nhau,

trong đó bảo quản sữa bằng công nghệ NanoSilver là một phương pháp bảoquản hoàn toàn mới, có sự ứng dụng công nghệ phân tử Bình sữaNanosilver là một trong số sản phẩm có sự ứng dụng của công nghệ này.Bình sữa có khả năng tiêu diệt hầu hết các loại vi khuẩn vấy nhiễm vàobình Mặt khác khi cho sữa vào trong bình thì có sự tiếp xúc của sữa vớicác hạt nano bạc và một lượng nhất định các ion bạc được giải phóngtrong môi trường có nước điều này sẽ tạo ra một hiệu quả diệt khuẩn nhấtđịnh của bình sữa đối với các vi khuẩn trong sữa Do vậy một câu hỏiđược đặt ra là hiệu quả kháng khuẩn của bình sữa đối với các vi khuẩntrong sữa như thế nào?

Bằng kiến thức của bản thân, cùng với sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình củathầy giáo Phạm Hồng Ngân, sự ủng hộ động viên của người thân và bạn bè,chúng tôi đã tiến hành đề tài:

“ Đánh giá hiệu quả diệt khuẩn của bình sữa nano bạc đối với các

loại vi khuẩn: Vi khuẩn hiếu khí, Coliform, Escheria coli trong sữa bò tươi ”.

1.2 MỤC ĐÍCH

- Xác định sự thay đổi số lượng: vi khuẩn hiếu khí, Colifrom, E.coli,

trong sữa theo thời gian bảo quản bằng bình Nanosilver

- Xác định sự thay đổi số lượng: vi khuẩn hiếu khí, Colifrom, E.coli,

trong sữa theo thời gian bảo quản lạnh

- Xác định sự thay đổi số lượng: vi khuẩn hiếu khí, Colifrom, E.coli,

trong sữa theo thời gian khi không bảo quản

- Đánh giá hiệu quả diệt khuẩn của bình Nanosilver trong sữa tươi

Phần II TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 HIỂU BIẾT VỀ CÔNG NGHỆ NANO

2.1.1 Giới thiệu về công nghệ nano

Năm 1959, trong bài nói chuyện với tiêu đề “ there is plenty of room

at the bottom” Tiến sĩ Richach Feynman (Nhà vật lý Mỹ 1918-1988) đã pháchọa khả năng hình thành một nền công nghệ mới trong đó con người có thể

di chuyển chồng chập các loại nguyên tử, phân tử để thiết kế một dụng cụ ởkích cỡ vi mô hay thiết kế các dụng cụ lớn từ cấu trúc phân tử của chúng.Bài nói chuyện được ghi nhận như là nhận thức đầu tiên vê công nghệ nanocủa loài người Vậy công nghệ nano là gì?

Công nghệ nano (tiếng anh là nanotechnology) là ngành công nghệ cóliên quan đến việc thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc vàthiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng và kích thước trên qui

mô na nô mét (nm, 1nm =10-9m)

Công nghệ nano bao gồm các mảng chính sau:

- Cơ sở khoa học nano:

+ Chuyển từ tính chất cổ điển sang tính chất lượng tử: Ở mức độ vĩ

mô các tính chất vật lí của vật chất có thể giải thích bởi các định luật cơ họccủa Newton Tuy nhiên khi kích thước vật chất ở mức nano mét hay nhỏ hơnthì các giải thích bằng các định luật của Newton không còn chính xác nữa

Để giải thích các hiện tượng vật lí của vật chất ở mức độ này, một mảng vật

lí mới đã ra đời với tên là “cơ học lượng tử” Cơ học lượng tử giải thíchchính xác các hiện tượng vật lí xảy ra ở mức độ vĩ mô Ở mức độ nano métcác tính chất lượng tử của vật chất được thể hiện rõ

+ Hiệu ứng bề mặt: vật liệu ở qui mô nano mét mật độ nguyên tử ở bề

mặt chiếm tỉ lệ lớn so với tổng số nguyên tử Chính vì vậy mà các vật liệunày tạo ra hiệu ứng bề mặt nó tạo ra tính chất vượt trội hơn hẳn của vật liệunano so với vật liệu ở dạng khối của nó

+ Kích thước tới hạn: Các tính chất vật lí hóa học của vật chất phụthuộc vào kích thước của vật chất đó Khi kích thước vượt qua giới hạnđó(lớn hơn hay nhỏ hơn) thì các tính chất đó thay đổi Ngưỡng kích thước

đó người ta gọi là kích thước tới hạn So với các vật chất thông thườngchúng ta có thể thấy hàng ngày thì vật liệu nano đạt được kích thước tới hạn

- Phương pháp quan sát và can thiệp ở qui mô nanomet: Là việc tạo racác thiết bị máy móc để quan sát hay là can thiệp vào các hạt nano hay cáccấu trúc nano

- Chế tạo vật liệu nano:

+ Phương pháp từ trên xuống: Là phương pháp dùng các kĩ thuậtnghiền và biến dạng để biến vật liệu khối với tổ chức hạt thô thành cỡ hạt cókích thước nano mét

+ Phương pháp từ dưới lên: Là phương pháp chế tạo các hạt nano từcác nguyên tử hay các ion Có thể dùng phương pháp vật lí, phương pháphóa học hay kết hợp hai phương pháp trên

Vật liệu nano là đối tượng nghiên cứu chung của khoa học nano và côngnghệ nano, nó liên kết hai lĩnh vực này với nhau Vật liệu nano có kích thướctrong khoảng từ một vài đến vài trăm nano mét, tùy thuộc vào bản chất vật liệu

và tính chất cần nghiên cứu Ở kích thước nano mét vật liệu nano đạt tới kíchthước tới hạn của nhiều tính chất hóa lý của vật liệu truyền thống

2.1.2 Quá trình phát triển của công nghệ nano trên thế giới và tại Việt Nam:

2.1.2.1 Trên thế giới:

Công nghệ nano là ngành công nghệ mới nhưng tiềm năng ứng dụng của

nó là rất lớn, nó có khả năng làm thay đổi toàn diện bộ mặt cuộc sống của chúng

ta Chính vì vậy, ngay từ khi ra đời nó nhận được sự ủng hộ rất nhiệt tình củatoàn thế giới Hầu hết các quốc gia và các khu vực kinh tế trên thế giới đã vàđang không ngừng chi ra những khoản tài chính khổng lồ để có thể đạt đượcnhững mục tiêu nghiên cứu và ứng dụng nền công nghệ mới mẻ này Cùng vớicông nghệ thông tin và công nghệ sinh học, công nghệ nano sẽ là công nghệ củathế kỷ 21, nó được xem là đòn bẩy để thay đổi nền kinh tế thế giới

Hình 1 Bản đồ phân bố công nghệ nano trên thế giới

http://www.nanonet.go.jp/english/mapinfo/flmap/nanomap.html )

Đi tiên phong trong phong trào đầu tư cho công nghệ nano là Mỹ.Bằng việc đầu tư một lượng lớn tài chính để xây dựng những trung tâm vàphòng thí nghiệm, viện nghiên cứu đào tạo về công nghệ nano, ngay từnhững ngày đầu Mỹ đã thu được nhiều thành quả từ ngành công nghệ này.

Liên minh châu Âu với tiềm lực kinh tế to lớn của mình cũng đã tiếptheo Mỹ đầu tư cho sự phát triển ngành công nghệ nano Tại châu Á, mộtloạt các quốc gia cũng đang tham gia đầu tư vào công nghệ này, trong đóNhật Bản, Trung Quốc là các quốc gia dẫn đầu Trong khi đó các quốc gianhư Hàn Quốc, Ấn Độ, Đài Loan cũng đang không ngừng đầu tư và pháttriển công nghệ nano trên đất nước mình

Hình 2 Tổng số vốn đầu tư vào công nghệ nano tại một số quốc gia trên

thế giới năm 2003 (Theo vietsicience)

Bảng 1: Ước tính đầu tư vào nghiên cứu và phát triển (R&D) công nghệ

nano giai đoạn 1997 - 2005 của các Chính phủ

(triệu USD)(Theo vietsicence)

Tỷ lệ % so với năm 1997 100 129 159 191 355 547 720 866 945Nhìn vào bảng tổng kết trên ta thấy rằng số vốn đầu tử cho công nghệnano trên thế giới không ngừng tăng lên với tốc độ rất cao

2.1.2.2 Tại Việt Nam:

Tiềm năng của công nghệ nano là rất lớn, vì vậy cũng như hầu hết cácnước trên thế giới thì Việt Nam coi đây là một trong những lĩnh vực cần đầu

tư và phát triển Hiện nay, nước ta đã có một số phòng thí nghiệm nghiêncứu về khoa học, công nghệ Nano như : Viện Vật lý và Ðiện tử, Viện Khoahọc Vật liệu, Viện Hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ, Viện Ðào tạoquốc tế về khoa học vật liệu, Viện Vật lý kỹ thuật và một số trường nhưÐại học Bách khoa Hà Nội, Ðại học Khoa học Tự nhiên, Ðại học Quốc gia

Hà Nội, Ðại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, Ðại học Khoa học Huế Sảnphẩm ống than nano lỏng, bằng sáng chế thuộc về tiến sĩ Nguyễn Chánh Khê

đã giúp Việt Nam ghi tên mình lên bản đồ công nghệ nano thế giới Con sốcác nhà máy có sản phẩm ứng dụng công nghệ nano đang không ngừng tănglên Có thể nói, tuy là hơi muộn nhưng Việt Nam đã bắt kịp sự phát triển củacông nghệ nano và đây là lĩnh vực hứa hẹn sẽ đem lại nhiều thay đổi lớn chonền kinh tế đất nước

2.1.3 Các ứng dụng của công nghệ nano

Tuy mới ra đời chưa lâu, khoảng từ năm 1981 đến nay, nhưng côngnghệ nano đã không ngừng phát triển, các sản phẩm ứng dụng công nghệnano có mặt trên tất cả mọi lĩnh vực đánh dấu sự phát triển vượt bậc của nó.Chúng ta có thể tổng kết được một số lĩnh vực mà công nghệ nano đang cónhiều ứng dụng cũng như là tiềm năng của nó như sau:

- Điện tử và cơ khí: Máy tính và bóng đèn nano

Rất nhiều hãng máy tính lớn trên thế giới đang nghiên cứu chế tạo racác linh kiện máy tính nano Những máy tính này có các linh kiện được thiết

kế thông qua việc xắp xếp các nguyên tử mới có khả nằng lưu giữ và xử lýthông tin lớn gấp rất nhiều lần so với các máy tính hiên nay Trên thị trườnghiện này đã xuất hiện những con chíp máy tính được thiết kế ở mức độ này.Ngoài ra, những sản phẩm liên quan đến điện tử như máy nghe nhạc ipod,điện thoại di động ứng dụng công nghệ nano cũng đã được tung ra thịtrường như là một cơn sốt công nghệ

Các bóng đèn, các bảng hiển thị thông tin, các loại màn hình máy tính

có sợi tóc là ống nano carbon ngày càng có mặt nhiều trên thị trường

Trong lĩnh vực cơ khí thì công nghệ nano hiện nay đã xâm nhập vàphát triển nhiều nhất trong nghành công nghiệp ô tô Những sản phẩm nhưgương kính ô tô, sơn phủ… tất cả đang tạo ra một cuộc chạy đua công nghệ

- Y dược:

Chẩn đoán ung thư và các bệnh truyền nhiễm: Các thiết bị chẩn đoánbệnh điển hình như kính hiển vi lực nguyên tử, các chíp điện tử ứng dụngcông nghệ nano đã được đưa vào sử dụng Bằng các thiết bị này các bác sỹ

có thể chẩn đoán chính xác bệnh sớm nhất, đây có thể coi là một bước độtphá của y học hiện đại Ngoài ra người ta cũng đang nghiên cứu và đưa vàothử nghiệm các robot nano có khả năng mang thuốc đến mô bệnh để tiêu diệtcăn bệnh một cách triệt để

- Năng lượng: Pin nano và nguồn năng lượng sạch

Năng lượng là một vấn đề toàn cầu, nó càng trở nên bức xúc khi nhucầu sử dụng của con người ngày càng tăng trong khi các nguồn năng lượngtruyền thống ngày càng cạn kiệt.Công nghệ nano ra đời đang góp phần giảiquyết vấn đề toàn cầu này Nhờ công nghệ này chúng ta có thể tạo ra cácloại pin với năng lượng cao, thời gian sử dụng dài nó đang là chìa khóa chovấn đề năng lượng.Những loại pin này có khả năng quang hợp nhân tạo do

đó tao ra được một nguồn năng lượng sạch Ngoài ra các ứng dụng nano vớikích thước nhỏ gọn nên sự tiêu hao năng lượng ít cũng góp phần tiết kiệmđược năng lượng cho chúng ta Hơn nữa với các màng mỏng bằng công nghệnano sẽ hấp thụ được nhiều năng lượng mặt trời hơn so với các loại pinquang điện hiện nay, do đó nó có thể khởi động cho cuộc cách mạng sửdụng năng lượng mặt trời hiện nay

- Môi trường: Màng lọc nước thải

Người ta đã chế tạo được những màng lọc nước thải thông minh cókhả năng lọc các phần tử rất nhỏ có trong nước thải Công nghệ này hiệnđang được áp dụng rất phổ biến tại Pháp Ngoài ra các thiết bị lọc nước nanocũng đã được chế tạo với nhiều tính năng lọc mà các máy lọc truyền thốngkhông có được

- Quốc phòng

Các cuộc chạy đua vũ trang luôn diễn ra trên thế giới Các nước lớnnhư Nga, Mỹ không ngừng áp dụng các tiến bộ khoa học kĩ thuật vào việcsản xuất các loại vũ khí, trang thiết bị dùng cho quân đội Công nghệ nanocũng không phải ngoại lệ của xu thế đó.Bằng công nghệ nano người ta cóthể chế tạo ra các đội quân vô hình, các robot siêu nhỏ có khả năng tiêu diệtđối phương một cách chớp nhoáng

2.2 HIỂU BIẾT VỀ NANO BẠC

2.2.1.Khái niệm

Hạt nano kim loại đã trở thành một mảng quan trọng trong hóa học,vật lí, công nghệ sinh học hiện đại Việc chế tạo, ứng dụng hạt nano bạc đãthu hút nhiều sự quan tâm của khoa học và công nghệ thế giới Nano bạc(nanosilver) trở thành một mảng vô cùng hấp dẫn trong công nghệ nano

Từ hàng ngàn năm nay, người dân trên toàn thế giới đã sủ dụng bạcnhư một tác nhân để giết hoặc chống lại vi khuẩn.Minh chứng cho điều này

là việc sử dụng các dụng cụ y học, dụng cụ bảo quản thực phẩm bằng bạccủa đế quốc Hi Lạp và La Mã cổ đại Bạc đã được công nhận và sử dụngnhư một chất sát khuẩn từ khoảng hơn 100 năm nay

Nano bạc nói đến khả năng hoạt động ở cấp độ phân tử, nhõm nguyên

tử sử dụng các hạt nano bạc (các hạt bạc có kích thước nanomet), để đạtđược hiệu quả kháng khuẩn vượt trội của bạc

Ở dạng cấu trúc hạt nano bạc được xem là an toàn và là tác nhân sinhhọc chống lại và ngăn chặn sự nhiễm khuẩn Mối hạt nano bạc có kích thước

từ 1-100 nm, chúng bao gồm một tập hợp nhất định các nguyên tử bạc, sốlượng tùy thuộc vào kích thước của hạt nano.Mỗi hạt nano bạc có kích thước

9 nm có chứa khoảng 2400 nguyên tử bạc Các hạt nano bạc có thể đượchoặc không được tích điện trên bề mặt của nó và có thể giải phóng ra các ionbạc Một số tài liệu đã chứng minh rằng khả năng diệt khuẩn của bạc có liênquan trực tiếp đến số lượng ion bạc được giải phóng

2.2.2 Các ứng dụng của nano bạc

Nano bạc hiện nay được áp dụng trong rất nhiều các lĩnh vực.Hầu như tất cả các ứng dụng này đều liên quan đến tính chất khángkhuẩn của kim loại bạc Ở kích thước nano hiệu quả diệt khuẩn của bạctăng lên nên đây là một ưu thế lớn của các hạt nano bạc so với các sảnphẩm sát khuẩn khác

- Trong lĩnh vực hàng tiêu dùng: Các sản phẩm như tủ lạnh, máy điềuhòa, đồ dùng trẻ em, quần áo…với nhiều nhãn mác khác nhau nhưng đềuđược quảng cáo khả năng diệt khuẩn đang được bầy bán trên thị trường với

số lượng rất lớn

- Trong y học: Bạc được sử dụng trong y tế từ rất lâu trong lịch sửnhân loại Ngay tử thời xa xưa, Hipocrat đã công nhận bạc có tính chất ngănchặn được một số bếnh cho con người Bạc được sử dụng như một khángsinh tự nhiên dưới dạng muối bạc nitrat trước khi con người phát minh racác kháng sinh như hiện nay

Do bạc có tính sát khuẩn tự nhiên đặc biệt khi sử dụng như một chấtsát khuẩn thì bạc không có tác dụng phụ khi nó không tác dụng với cácenzyme hay các vi khuẩn có lợi, chính vì đặc điểm này mà nano bạcđược sử dụng rất nhiều trong y học Các sản phẩm như bột bạc khángkhuẩn, khẩu trang ngừa cúm hay một loạt các sản phẩm vô trùng tuyệtđối khi được phủ lên bề mặt lớp hạt nano bạc như bông gạc vệ sinh, daokéo phẫu thuật, tất cả những sản phẩm này hiện đang rất phổ biền ở cácbệnh viện lớn trên thế giới

2.3 HIỂU BIẾT VỀ BÌNH SỮA NANO BẠC

2.3.1.Giới thiệu về bình sữa

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại bình sữa khác nhau dành chotrẻ em Công dụng chung của nhưng bình này là dùng để pha các loại sữacho trẻ em bú bình Do người dùng là trẻ em, là đối tượng mà hệ miễn dịchchưa hoàn thiện mẫn cảm với các loại vi khuẩn gây bệnh thông thường đặcbiệt là các vi khuẩn đường ruột Theo kết quả điểu tra thì hàng năm ViệtNam có một lượng lớn trẻ em nhập viện do các bệnh tiêu chảy, mà nguyênnhân trực tiếp là do sự nhiễm khuẩn từ dụng cụ vào trong thực phẩm Để hạnchế các bệnh đường ruột từ việc sử dụng các sản phẩm từ sữa thì bình sữatiệt trùng đóng vai trò rất quan trọng Bình sữa nano ra đời nhằm cung cấp

cho các bà mẹ sản phẩm có khả năng tiệt trùng cao giúp các bà mẹ tốn ítcông vệ sinh mà vẫn đảm bảo vô trùng.

2.3.2 Cơ chế kháng khuẩn của bình sữa nano bạc

Hiệu quả kháng khuẩn của bình sữa đạt được là do 2 tác dụng: Tácdụng ngay trên bề mặt của các hạt nano được gắn trên bề mặt trong của bìnhsữa Tác dụng thứ 2 có được do các ion bạc được giải phóng trong môitrường có nước

Cơ chế kháng khuẩn của hạt nano :

Cơ chế gây ức chế sinh trưởng của các hạt nano đối với các vi sinh vậtchưa được hiểu rõ Một khả năng có thể xảy ra đó là sự ức chế sinh trưởngcủa vi khuẩn có liên quan đến sự hình thành các điện tử tự do trên bề mặtcủa bạc Các điện tử tự do được sinh ra một cách không kiểm soát có thể tấncông các phân tử lipid màng và dẫn tới sự phá hủy các chức năng của màng

tế bào

Tác dụng của hạt nano đối với vi khuẩn E.coli:

Các vi khuẩn có cấu trúc màng khác nhau, đó là cơ sở để phân ra hainhóm vi khuẩn gram (-) và (+) Sự khác nhau về cấu trúc nằm trong sự tổchức các nhóm peptidoglycan (là các trùng hợp chứa các acidamin và cácnhóm đường nằm bên ngoài màng sinh chất và tạo nên cấu tạo thành tế bào),

là yếu tố quan trọng tạo nên cấu trúc màng tế bào Các vi khuẩn gram (-)chứa một lớp peptidoglycan mỏng (2-3nm), chiếm 5-20% khối lượng khôcủa thành tế bào, nằm giữa màng tế bào chất và thành tế bào bên ngoài Lớp

màng ngoài của tế bào vi khuẩn E.coli được tạo nên chủ yếu từ tập hợp các

phân tử Lipopolysaccharride (LPS) xếp sát lại với nhau, tạo ra một lớp màng

có hiệu quả thấm

cỡ lớn hơn, vì vậy mà chúng tác dụng độc với các vi sinh vật Mặt khác do tếbào vi khuẩn gram (+) có lớp peptidolycan dày hơn ở tế bào vi khuẩngram(-) nên nó cho phép các hạt bạc xâm nhập ít hơn, theo đó các vi khuẩngram (+) cũng ít nhạy cảm hơn các vi khuẩn gram (+).Cơ chế diệt khuẩn do

sự xâm nhập của các hạt nano vào bên trong tế bào vẫn chưa được hiểu hoàn

toàn Nhưng các nghiên cứu chỉ ra rằng: Khi E.coli được xử lý với bạc có sự

thay đổi cấu trúc hình thái học trên màng tế bào và nó gây ra sự tăng tínhthấm qua màng một cách đáng kể, điều này ảnh hưởng đến sự vận chuyểnchính xác các chất qua màng tương bào, các tế bào mất khả năng tự điềuchỉnh sự vận chuyển các chất qua màng, kết quả dẫn đến sự chết của tế bào.Nghiên cứu này còn nhận xét rằng các hạt nano đã xâm nhập vào bên trong

tế bào và người ta cho rằng nó phá hủy tế bào bằng việc kết hợp với các hợp

chất chứa phosphor và sulfur chẳng hạn như DNA Bạc có khuynh hướng có

ái lực cao để phản ứng với những hợp chất như vậy Và như thế, người tacho rằng khi hạt nano tác dụng vơi DNA nó làm mất khả năng tự nhân lêncủa DNA và các protein tế bào sẽ trở nên vô hoạt

Tác dụng do ion bạc: Trong môi trường nước một lượng ion bạc (Ag+)nhất định luôn được giải phóng ra, hàm lượng các ion được giải phóng phụthuộc vào nguồn chứa ion đó và môi trường nó giải phóng

Trong bề mặt bình sữa, một lượng ion bạc nhất định luôn đượcgiải phóng Các ion này góp phần làm tăng hiệu quả kháng khuẩn củacác hạt nano

Cơ chế kháng khuẩn của ion bạc:

Cơ chế tác động kháng khuẩn của ion bạc có liên quan chặt chẽ tớitương tác của chúng với nhóm thiol (sulfhydryl) cho dù vùng đích khác vẫnduy trì được chức năng Acid amino, chẳng hạn như cystein, các hợp chấtchứa nhóm thiol như Natri thiolglycolate bị trung hoà bởi tác dụng khángkhuẩn của bạc Ngược lại, các axit amin có chứa liên kết disulfide, khôngchứa nhóm sulfur,và có chứa nhóm sulfur như cystathiol, acid cysteic, L-methionine, taurinem natri bisulfate và natri thiolsulfate đều không thể làmmất hiệu lực kháng khuẩn của các ion bạc Những phát hiện này và nhữngphát hiện khác đã gợi ý rằng tương tác của các ion bạc với nhóm thiol trongenzyme và protein đóng 1 vai trò vô cùng quan trọng trong tác dụng khángkhuẩn của nó, mặc dù những thành phần khác của tế bào như cầu nốihydrogen cũng có thể liên quan đến Ngoài ra các ion bạc có xu hướng tácdụng thông qua sự liên kết với các nhóm chức chức năng của các enzyme.Các ion bạc gây ra sự giải phóng các ion K+ từ vi khuẩn Vì vậy, tương bàohay màng tương bào là nơi liên quan đến nhiều enzyme quan trọng là vùngđích tác dụng quan trọng của các ion bạc

Các ion bạc gây ức chế sự sinh trưởng của tế bào vi khuẩn một cách rõrệt và được lắng đọng lại trong các không bào và vách tế bào giống như cáchạt nhỏ Chúng ức chế quá trình phân chia tế bào, phá hủy màng tế bào vàcác yếu tố bên trong tế bào Kích thước các tế bào vi khuẩn tăng lên, màngtương cùng các thành phần của tương bào và lớp màng ngoài tế bào có cấutrúc không bình thường Cuối cùng, các ion bạc tác dụng với các acidnucleic Mặc dù ý nghĩa của sự tác dụng này đối với hoạt tính gây chết tếbào vi khuẩn của các ion bạc chưa được hiểu rõ nhưng các ion bạc ưu tiêntác dụng với các bazơ hơn là các nhóm phosphate trên các acid nucleic Tácdụng này làm các DNA mất khả năng tự nhân lên dẫn đến không tạo vòngđược Mặt khác các ion bạc còn có thể tương tác với phospholipids ở cácbơm proton trên màng tế bào vi khuẩn, điều này dẫn đến sự đình trệ cácgradient proton trên màng và do đó gây ra ngưng trệ các cơ chế tổng hợp tếbào kết quả làm chết tế bào.

Các ion bạc rõ ràng là không chỉ có một cơ chế tác động Chúng tươngtác với một lượng lớn các quá trình ở mức độ phân tử bên trong tế bào visinh vật và do đó gây ra rất nhiều hậu quả như từ giảm sinh trưởng pháttriển, mất hiệu quả hoạt động cho tới gây chết tế bào Các cơ chế này phụthuộc vào cả nồng độ ion bạc hiện diện và tính mẫn cảm của loài vi sinh vật

đối với bạc Thời gian tiếp xúc, nhiệt độ, pH và cả sự hiện diện của nước tự

do đều ảnh hưởng đến cả tốc độ và mức độ của tác dụng kháng khuẩn

2.5 TÌM HIỂU CHUNG VỀ VI KHUẨN TRONG SỮA

2.5.1 Nguồn gốc gây nhiễm khuẩn vào sữa

Sữa là môi trường giàu dinh dưỡng thuận lợi cho nhiều vi khuẩn tồntại và phát triển Những nguồn nhiễm vi khuẩn vào sữa thường là:

2.5.1.1 Nguồn gốc từ động vật

Mọi cơ thể sống đều mang rất nhiều vi khuẩn, nhất là trên da, niêmmạc và các xoang tự nhiên ở đường hô hấp, đặc biệt vi khuẩn có nhiều trongống tiêu hóa của cơ thể Các giống vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm chủ yếu

là: Staphylococcus, Escherichia coli, Salmonella, streptococcus,

khuẩn thường gặp ở vú bò là Micrococcus, ngoài ra còn thấy Streptococcus

và những trực khuẩn đường ruột) Ngoài ra, trong quá trình vắt sữa hoặc bòcho bê con bú làm xây xát bầu vú tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn xâmnhập vào cơ thể qua vết thương hở này, ở một số con bò sữa, cơ vòng núm

vú không co thắt hoặc co thắt yếu làm núm vú hở, tạo điều kiện thuận lợicho vi khuẩn xâm nhập vào sữa (Nguyễn Thanh Tâm, 2003)

2.5.1.2 Nguồn gốc từ dụng cụ

Các dụng cụ dùng để vắt sữa, dụng cụ đựng sữa là nguồn gây nhiễmtrầm trọng vi khuẩn vào sữa nếu như không có biên pháp vệ sinh dụng cụtốt Do cặn của sữa còn lưu lại hoặc do nước rửa bẩn có nhiều vi khuẩn, khi

đổ sữa vào vi khuẩn gặp ngay được môi trường thuận lợi nên phát triển rấtnhanh và gây hư hỏng sữa dễ dàng Kết cấu dụng cụ không đúng quy cách

cũng là nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm sữa như miệng thùng to hoặc không

có nắp đậy

2.5.1.3 Nguồn gốc từ chuồng trại

Do quy trình chăn nuôi vệ sinh kém, chuồng trại không thoáng, thiếuánh sáng, mật độ nuôi dày, dinh dưỡng kém là nguyên nhân gây cảmnhiễm vi khuẩn từ chuồng trại vào sữa

Tuy nhiên môi trường trong chuồng trại có sự cảm nhiễm vi sinh vậtkhông lớn Bình thường 1m3 không khí có từ 20.000 – 50.000 tế bào, nhưng

số lượng này có thể tăng 2 triệu lần nếu môi trường kém vệ sinh Ngoài rabãi căn thả không vệ sinh sát trùng và không kiểm soát được bò từ nơi khácđến, đem theo mầm bệnh, hay nền đất, sân vận độngcũng là những nơi mà visinh vật gây bệnh phát triển và xâm nhiễm vào sữa Vì vậy vệ sinh chuồngtrại không sạch, mùi hôi thồi sẽ hấp thu vào sữa cùng sự xâm nhập của nhiều

vi khuẩn khác làm thay đổi chất lượng sữa

2.5.1.4 Nguồn gốc từ công nhân nuôi dưỡng và chế biến sữa

Bình thường sự cảm nhiễm vi sinh vật vào sữa từ công nhân là rất ítnếu thực hiện tốt quy định vệ sinh trong từng thao tác Nhưng trong trườnghợp không làm đúng thao tác vệ sinh như: mặc quần áo lao động, đeo khẩutrang, vệ sinh tay chân, kỹ thuật vắt thì sự cảm nhiễm vi sinh vật từ côngnhân là đáng chú ý vì trong sữa có thể nhiễm trùng gây bệnh mạn tính củacông nhân như: phó thương hàn, lao, lỵ, bạch hầu

Để hạn chế nguồn nhiễm khuẩn vào sữa, người vắt sữa trước khi vắtsữa cần phải rửa tay bằng xà phòng sạch sẽ, lau khô tay cẩn thận bằng khănsạch, sát trùng bằng cồn 700 trước khi tiến hành vắt sữa, có 1 bộ quần áosạch chỉ mặc khi vắt sữa, và phải giặt thường xuyên (Trần Thị Hạnh, LưuQuỳnh Hương)

2.5.1.5 Nguồn gốc từ phương pháp xử lý sữa

Thời gian, nhiệt độ bảo quản đòi hỏi phải rất nghiêm ngặt Sữa sau khivắt xong phải được lọc qua vải và phải được vận chuyển nhanh đến địa diểmbảo quản và chế biến Ở nhiệt độ cao sữa chóng hỏng, nhưng nếu bảo quản ởnhiệt độ thấp lâu ngày sữa sẽ bị nhầy, vì vậy bảo quản sữa phải ở dưới 00C

Khâu khử trùng sữa cần được làm theo quy định Thực hiện được nhưtránh được sự lây nhiễm vi sinh vật vào sữa và không làm tăng số lượng vikhuẩn trong sữa

2.5.2 Một số vi khuẩn thường gặp trong sữa

Bình thường trong sữa chứa 100 – 300 vi khuẩn/lít sữa, lượng vikhuẩn này không ngừng tăng lên trong quá trình vắt và chế biến sữa, tốc độtăng của vi khuẩn phụ thuộc nhiều vào thành phần vi khuẩn ban đầu Trongsữa có chứa một số vi sinh vật, bao gồm nấm men, nấm mốc Trong số này

vi khuẩn chiếm phần lớn, có tới vài chục loài như: vi khuẩn Lactic, vi khuẩnButiric, propionic, vi khuẩn gây thối, nhóm trực khuẩn đường ruột Hệ visinh vật trong sữa được người ta chia làm 3 nhóm: vi sinh vật bình thường,

vi sinh vật không bình thường, vi sinh vật gây bệnh sau đây là một số vikhuẩn thường gặp trong sữa:

2.5.2.1 Vi khuẩn Staphylococ cus aureus

Hình 3: Khuẩn lạc vi khuẩn Staphylococcus aureus

Staphylococcus được Robet Kock (`1843-1910) phát hiện năm 1878

phân lập từ mủ ung nhọt và đến năm 1884 được Rosenbach nghiên cứu tỉ

mỉ Staphylococcus thuộc họ Micrococcaceae.

Staphylococcus aureus là vi khuẩn hình cầu, bắt màu gram dương,

trên tiêu bản xem trực tiếp các vi khuẩn đứng lẫn với các tế bào mủ, tập hợpthành hình chùm nho, cũng có khi cầu khuẩn đừng riêng rẽ Đưỡng kínhtrung bình 0.8-1µ Vi khuẩn không có giáp mô, không hình thành nhabào(Nguyễn Vĩnh Phước 1976) Tụ cầu sống hiếu khí hoặc kỵ khí tùy tiện,nhiệt độ phù hợp 32oc – 37oc, PH khoảng 7.2 -7.6 Các thực phẩm giàu đạm,đường bột là môi trường tốt cho tụ cầu phát triển và tích lũy độc tố

Staphylococcus areus sản sinh 6 độc tố ruột (Enterotoxin): A, B, C1,C2, D và E, chúng khác nhau về độc tính Độc tố ruột của tụ cầu la loạiprotein đơn giản, khối lượng phân tử khoảng 26.000 – 30.000 Dalton Phầnlớn ngộ độc thực phẩm là do type A và D

Nguồn nhiễm tụ cầu cho thực phẩm đa phần là do người và động vật

Tụ cầu rải kháp nơi trong tự nhiên: Đất, nước, không khí, da, niêm mạc mũihọng của người bình thường, sữa của bò viêm vú Điều này làm thức ăn rất

dễ nhiễm bởi vi khuẩn này Mặt khác công nhân khi tham gia chế biến thựcphẩm, giết mổ, vắt sữa khi mắc bệnh ở đường hô hấp trên, đau răng hay bịviêm da do vi trùng gây mủ chính là nguồn gây nhiễm cho thực phẩm

Trong các loại thực phẩm, thông thường nhất là sữa và các sản phẩm

từ sữa như kem sữa, bánh sữa, các đồ ngọt khác, kem đá là những thức ănthuận lợi cho tụ trùng phát triển, ngoài ra thịt cá cũng là môi trường thuậnlợi cho tụ cầu phát triển sinh độc tố và gây bệnh Theo Nguyễn Ngọc Nhiên

và Cù Hữu Phú (1977), nguyên nhân chính gây viêm vú bò do

Staphylococcus aureus và tỉ lệ đã phân lập được Staphylococus aureus

chiếm 33.74% các mẫu sữa kiểm tra Bệnh viêm vú ở bò đã gây nhiều thiệt

hại về kinh tế do sữa bị hủy bỏ vì sự có mặt của Staphylococcus aureus.

Sự có mặt của Staphylococus aureus trong thực phẩm chỉ ra rằng có

sự nhiễm khuẩn từ da, miệng mũi và tay chân của công nhân làm công tác

thu gom, vắt sữa hoăc phân phối sữa Số lượng vi khuẩn này trong thựcphẩm phản ánh tình trạng vệ sinh, nhiệt độ của quá trình sử lý không đạt yêu

cấu Tuy nhiên sự có mặt của Staphylococus aureus trong thực phẩm không

phải là bằng chứng của các vụ ngộ độc mà phải phát hiện ra khả năng sinh rađộc tố của những vi khuẩn này (Andrew w,1992)

2.5.2.2 Coliform và Escherichia coli

Hình 4: Khuẩn lạc E.coli trên môi

trường MacConkey

Hình 5: Khuẩn lạc E.coli trên

môi trường EMB

Coliforms bao gồm ca vi khuẩn hiếu khí và yếm khí tùy tiện, có

hình gậy, bắt màu gram âm, không sinh nha bào và có đặc tính lên menđường Lactose trong môi trường lỏng BLGB (Brilliant Green LactoseBile) ở nhiệt độ 35oc trong vòng 48 giờ.Nhóm vi khuẩn Colifrom có

nhiều nguồn gốc khác nhau:

- Từ phân(nhóm Feacal Colifrom)

- Từ đất (nhóm Aerobacter)

- Từ cây cối (nhóm Intermediate)

Chúng được phân biệt theo các đặc tính sinh hóa Việc xác định chỉ số

Colifrom có thể cho đánh giá sơ bộ tình trạng, mức độ vệ sinh của sản phẩm

kiểm tra.Nhóm Colifrom được các nhà khoa học trên thế giới công nhận là

một chỉ tiêu vệ sinh của nước so với các vi khuẩn gây bệnh khác Nhóm

Colifrom bao gồm các loài: E.coli, Citrobacter, Enterobacter, klebsiella, Serati có nguồn gốc thiên nhiên

E.coli là vi khuẩn đường ruột chủ yếu ở bộ phận ruột già của người và

gia súc Sự có mặt của E.coli trong nước chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn

từ phân (Vệ sinh dịch tễ, tập 1)

Dựa vào triệu chứng và tính chất gây bệnh của E.coli người ta chia

thành 5 nhóm:

- EaggE (Entero aggregative Ecoli = E.coli tập kết ở ruột)

- EEHC (Enterohemorrhagic E.coli = E.coli gây xuất huyết ở ruột)

- EIEC (Entero invasive E.coli = E.coli gây bệnh đường ruột)

- EPEC (Entero pathogenic E.coli = E.coli gây bệnh đường ruột)

- ETEC (Entero toxingenic E.coli = E.co li sinh độc tố ruột).

Triệu chứng người ngộ độc bởi E.coli:

Người bị ngộ độc đau bụng dữ dội, rất ít nôn mửa, đi phân loãngkhoảng 1-15 lần/ngày, nhiệt độ cơ thể bình thường hoặc tăng nhẹ Bệnh kéodài 1-3 ngày rồi khỏi Trường hợp nặng cơ thể sốt cao, mệt mỏi, chân tay coquắp, bệnh khỏi sau 10 ngày Người già và trẻ em dễ nguy hiểm đến tínhmạng, tỷ lệ tử vong lên tớ 3-5% (WHO – Fact sheet No 125 – July 1996)

Do vậy, kiểm tra vi khuẩn E.coli là việc làm bắt buộc với thực phẩm

tươi sống có nguồn gốc động vật và là chỉ tiêu đánh giá tình trạng vệ sinhthực phẩm

3 / Vi khuẩn Salmonella.

Là loại trực khuẩn hình gậy ngắn, hai

đầu tròn, kích thước 0,4-0,6 x 1-3 µm

không hình thành nha bào và giáp mô

Đa số các loài Salmonella đều có khả

năng di động mạnh (trừ Salmonella

galinarum – pullorum) Vi khuẩn

Salmonella bắt màu Gram âm.

Hình 6: Vi khuẩn Salmonella

Khi nhộm vi khuẩn bắt màu toàn thân hoặc đậm hai đầu Salmonella

vừa hiếu khí và kỵ khí không bắt buộc, nhiệt độ nuôi cấy 37oc, ở PH =7,6

Salmonella có hàng ngàn serotype nhưng chỉ có một lượng rất ít các

sẻotype có khả năng gây bệnh cho người và động vật Sự có mặt của

Salmonella trong thực phẩm thể hiện sự không an toàn đối với sức khỏe con

người.Cho đến nay, nhười ta đã phát hiện được 2.324 serotype Salmonella

và xếp chúng thành 66 nhóm căn cứ vào kháng nguyên O và H do KaufmanWhite thiết lập Các nhóm đặc biệt có khả năng gây bệnh là: A, B, C1, C2, D1,E1 trong đó phải kể đến các serotype Salmonella typhi và Salmonella

paratyphy A, B.

Con người rất nhạy cảm với Salmonella Thời kỳ ủ bệnh thường từ 12

-24 giờ, nhưng có thể kéo dài vài ngày Khi phát hiện bệnh, dấu hiệu đầutiên là buồn nôn, nhức đầu, choáng váng, khó chịu, sốt, đau bụng Sau đóxuất hiện nôn mửa và tiêu chảy nhiều lần, phân toàn nước, đôi khi có lẫnmáu đó là triệu chứng viêm ruột cấp tính Đại đa số bệnh nhân trở lại bìnhthường sau 1-2 ngày và không để lại di chứng Ngoài ra cá biệt có bệnh nhânbiểu hiện giống bệnh thương hàn, cảm cúm nghĩa là sốt rất cao 390 - 40oC,mệt mỏi toàn thân, đau ở vùng thắt lưng và cơ bắp Các triệu chứng rối loạntiêu hóa biểu hiện rất nhẹ hoặc không có, vì vậy rất dễ chuẩn đoán nhầm.Bệnh thương hàn ở người gây ra chủ yếu do ăn thực phảm chưa nấu kỹ, xuấthiện các triệu chứng như đau bụng, nôn mửa, ỉa chảy và có thể gây viêm dạ

dày sau khi ăn thực phẩm nhiễm Salmonella từ 12h – 24h Thực phẩm bị nhiễm Salmonella thì tính chất của thực phẩm không bị thay đổi rõ rệt, do đó

để phòng chống bệnh do Salmonella người ta khuyến cáo không nên sử

dụng thịt sống, thịt tái, sữa tươi chưa được sử lý kỹ hay thức ăn chín sử lý

nhiệt không đúng cách Do Salmonella có đặc tính gây bệnh nguy hiểm nên

TCVN 5153-90 quy định không có mặt của vi khuẩn này trong 25 gam mẫuthực phẩm được kiểm tra

2.5.2.4 Vi khuẩn Clostridium perfingens

Clostridium pefringens (Cl.perfringens) còn có tên là Clostridium welchii được Oen và Natan phân lập năm 1982 trong tổ chức xác người chết.

Vi khuẩn Cl perfingens thuộc họ Bacillaceae, giống Clostridia là vi khuẩn

yếm khí sinh nha bào và sinh H2S Vi khuẩn này phân bố rộng rãi trong tựnhiên (đất, nước, phân, không khí ) do đó rất dễ nhiễm vào thức ăn gây ngộđộc

Cloctridium perfingens là loại trực

khuẩn thẳng, hai đầu hơi tròn, kích

thước 0,8 -1,5 x 3 - 8µm

Vi khuẩn không có lông, không di

động, hình thành giáp mô trong cơ

Độc tố của Clostridium perfingens gây ngộ độc với người thuộc ngoại độc tố Trong 6 type Clostridium perfingens chỉ có hai type có khả năng gây

ngộ độc thực phẩm cho người đó là A và C

Ở những type có khả năng sinh độc tố người ta quan tâm đến tác động

của độc tố α Người bị ngộ độc thực phẩm nhiễm Clostridium perfingens

type A, bệnh xuất hiện với triệu chứng viêm ruột, dạ dày, đau bụng, ỉa chảy,

phân lỏng toàn nước có khi lẫn máu, thỉnh thoảng có trường hợp nôn mửa,

cá biệt có nhức đầu, sốt Thời gian mắc bệnh ngắn, thường vài ngày là khỏi.Bệnh diễn ra hầu hết ở thể cấp tính, bệnh súc chết sau 24 - 48 giờ sau khi cótriệu chứng tiêu chảy phân có máu, con vật biểu hiện đau đớn, vật vã Bệnhtích điển hình: ruột non xuất huyết nặng có khi xuất hiện cả ở ruột già, dịchruột màu đỏ thẫm, thành ruột phù nặng, phổi xung huyết, tim rải rác cácchâm xuất huyết, gan, lách xung huyết

Cl Perfingens có sẵn trong đường tiêu hóa hoặc từ ngoài vào, gặp

điều kiện thuận lợi chúng tăng nhanh về số lượng và sinh nhiều độc tố, độc

tố xuyên qua thành mạch vào máu gây trúng độc toàn thân và giết chết convật Chúng sinh độc tố thần kinh gây bại liệt và co giật, độc tố dung huyếtgây hoại tử và chết

2.5.2.5 Vi khuẩn Streptococcus

Vi khuẩn Streptococcus là vi khuẩn

hình cầu, bắt màu gram dương,đường kính từ 0,6 - 1µm, thườngxếp thành chuỗi dài hoặc ngắn,nhưng cũng cũng có thể có dạngsong cầu tùy thuộc loài Không hìnhthành nha bào, một số giáp mô,cũng có ít loài có tiên mao

Hình 8: Vi khuẩn Streptococcus

Streptococcus là những vi khuẩn hiếu khí tùy tiện, phát triển tốt ở môi

trường thạch máu, môi trường có huyết thanh nhưng đòi hỏi chất dinh dưỡngnghiêm ngặt, phát triển rất kém trên môi trường thạch thường, không pháttriển ở môi trường có thêm 6,5% NaCl Phản ứng catalase âm tính, lên menglucose Có loại tạo vòng dung huyết đặc hữu xung quanh khuẩn lạc khiphát triển trên môi trường thạch máu Tính dung huyết khác nhau tùy từng

chủng Trong các khuẩn lạc gây viêm vú ở bò sữa, liên cầu khuẩn

Streptococcus chiếm 86%, trong đó chủ yếu la Streptococcus agalactiae, Streptococcus dysgalactiae và Streptococcus uberis (Phạm Bảo Ngọc,

2002) Streptococcus dysgalactiaelae nguyên nhân chính gây viêm vú ở thời

kỳ cạn sữa Streptococcus uberis cư trú ở họng, da, âm đạo chúng gây viêm

vú dạng cấp tính và có thể gây viêm vú thờ kỳ cạn sữa Streptococus

agalactiae gây viêm vú dạng cấp tính, mạn tính với triệu chứng lâm sàng rất

rõ ràng, vi khuẩn này cư trú ở trong ống sữa và trên bề mặt ống dẫn sữa,chúng phát triển nhanh làm tăng số lượng bạch cầu, gây tắc ống dẫn sữa làmsưng vú và tách biệt các nang sữa Bệnh lây lan chủ yếu qua người vắt sữa,dụng cụ vắt sữa và ruồi Vắt sữa không hoàn chỉnh có thể làm tăng mức độ

trầm trọng của bệnh viêm vú do Steptococcus trong đàn bò

Ngoài ra, khi xác định vi khuẩn trong sữa tươi thấy tồn tại Streptococcus

pyogenes với tỷ lệ 33,33% ở các mẫu sữa thu gom Qua đó ta thấy tỷ lệ

nhiễm Streptococus trong sữa là khá cao, do đó cần có quy dịnh vệ sinh

trong khâu thu gom, bảo quản để hạn chế ô nhiễm sữa Đảm bảo nguồnsữa sạch, an toàn vệ sinh cho người tiêu dùng là việc hết sức cần thiết

Ngoài những vi khuẩn nêu trên trong sữa còn có nhiều vi khuẩn cómặt thường xuyên trong sưã như: vi khuẩn Lactic, các vi khuẩn sinh hương,

các liên cầu lactic (Streptococcus lactic), các trực khuẩn Lactic (Lactobacillus)

2.5.3 Sự phát triển của vi sinh vật trong môi trường.

Trong môi trường dinh dưỡng mỗi loài vi sinh vật đều phát triển theocác giai đoạn nhất định, có tính quy luật rõ rệt Nghiên cứu quá trình này sẽgiúp ta có đủ cơ sở khoa học để điều khiển quá trình này theo hướng tamong muốn

Có thể chia quá trình phát triển của vi sinh vật trong môi trường làmcác giai đoạn hay các pha như sau:

vi sinh vật, khả năng thích nghi của chúng cũng là những yếu tố quan trọng.

- Nguyên nhân bên ngoài là điều kiện môi trường gồm có chất dinhdưỡng, độ pH môi trường, độ ẩm, nhiệt độ, thể oxy hóa – khử

Những yếu tố của môi trường bên ngoài như nhiệt độ, độ ẩm, pH môitrường, đặc biệt là chất dinh dưỡng có ảnh hưởng rất nhiều đến pha tiềmphát Nếu môi trường nôi cấy cũ thì thời gian làm quen với môi trường đượcrút ngắn – pha tiềm phát ngắn

Ngoài ra, vấn đề chủng loại vi sinh vật cũng liên quan đến thời giancủa pha tiềm phát Có loại vi khuẩn trong điều kiện thuận lợi, pha này chỉkéo dài trong vài phút đến vài chục phút, ở loại khác thì hàng giờ

2.5.3.2 Pha logarit (pha chỉ số)

Trong pha này số lượng vi sinh vật tăng lên với tốc độ rất nhanh vìsau khi làm quen với môi trường và sinh trưởng mạnh vi sinh vật bắt đầutiến hành sinh sản với tốc độ khá cao Thời gian sinh sản của thế hệ phụthuộc vào loài vi sinh vật Vi sinh vật sinh sản theo cấp số nhân, nên sốlượng tăng ngày càng nhanh Thời gian tăng gấp đôi lượng tế bào gọi là thờigian thế hệ

Số lượng ban đầu càng lớn thì tốc độ phát triển trong pha này ngàycàng nhanh và thời gian tăng đến số lượng cực đại càng ngắn Một tế bào vikhuẩn chỉ sau 48 giờ đã sinh được 171 thế hệ Trong pha này vi sinh vật đãthích nghi với môi trường bên ngoài, quá trình trao đổi chất tiến hành rấtnhanh Đặc tính sinh hóa đặc trưng cho loài vi sinh vật thường biểu hiện rõrệt trong pha này.

Sau một thời gian nuôi cấy, ở cuối pha logarit điều kiện sinh trưởngtrong môi trường thay đổi nhiều, chất dự trữ trong môi trường cạn dần, một

số sản phẩm của sự trao đổi chất có tính độc tích tụ lại, pH môi trường thayđổi Các chất khử hydro bị hao phí Sự chuyển hóa năng lượng bị chậm lại.Những cá thể bắt đầu gây trở ngại cho nhau Tốc độ sinh sản giảm, số tế bàochết xuất hiện Sự tăng tổng số tế bào sống chậm lại và dẫn tới các tế bàomới hình thành bằng số lượng tế bào chết Sinh trưởng và phát triển bướcvào pha cân bằng

2.5.3.3 Pha cân bằng

Tiếp theo pha sinh trưởng logarit là pha cân bằng Trong pha này tổng

số tế bào gần như không thay đổi Hiện tượng này không có ý nghĩa là visinh vật ngừng sinh sản, mà thực ra vi sinh vật sản sinh tiếp tục, nhưng trongmột đơn vị thời gian số tế bào sinh ra bằng số tế bào chết đi Có thể nói đây

là trạng thái cân bằng động Chính trong pha này số lượng tế bào chứa trongmột đơn vị thể tích cũng đạt tới mức tối đa Số lượng tối đa của vi sinh vậttrong môi trường là đặc trưng quan trọng của mỗi loài vi sinh vật Nó phụthuộc nhiều vào môi trường ngoài Trong pha này chất dinh dưỡng trong môitrường giảm nhiều Điều này dẫn đến kết quả là số tế bào sinh sản giảm, tếbào chết ngày càng tăng Đặc biệt trong các quá trình lên men ở pha này visinh vật tích tụ nhiều sản phẩm trong môi trường nuôi cấy

2.5.3.4 Pha suy vong

Trong pha này tổng số tế bào giảm dần, số vi sinh vật chết tăng nhanhhơn số vi sinh vật sinh ra Điều này xảy ra là do điều kiện sống tạo nên, chủyếu là các chất dinh dưỡng đã cạn kiệt trong môi trường nuôi cấy.

2.5.4 Sự thay đổi hệ vi sinh vật của sữa trong quá trình bảo quản Bảng 2 Sự biến đổi tổn số vi sinh vật trong sữa phụ thuộc vào mức độ

nhiễm ban đầu, nhiệt độ và thời gian bảo quản.

Mẫu Điều kiện vệ

sinh

Nhiệt độ bảo quản ( o C)

444

4141600

4,612833.000

2 Bình thường

4,510,015,5

393939

881804500

12283299100

4,510,015,5

136136136

282120024700

54013.700640.000

Nguồn: giáo trình công nghệ chế biến sữa và sản phẩm từ sữa

Trong quá trình bảo quản sữa từ sau khi vắt đến khi sử dụng hoặc chếbiến, hệ vi sinh vật thay đổi về số lượng, thành phần các nhóm trong đó Sựthay đổi này phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian bảo quản và thành phần banđầu của hệ vi sinh vật

Theo nhiều nghiên cứu cho thấy:

Trong 12h đầu, trong sữa có nhiều loại vi khuẩn, trong đó vi khuẩngây thối và vi khuẩn gây kiềm hóa chiếm ưu thế

Sau 24 h nhóm vi khuẩn trên sẽ bị vi khuẩn lên men(vi khuẩn Lactic)sữa chua kiềm chế

Sau 72 h cầu khuẩn Lactic bị nhóm vi khuẩn hình que chụi acid kiềm chế

Sau cùng là các nấm men, nấm mốc xuất hiện gây hư hỏng thực phẩm.Quá trình thay đổi này có thể chia thành các pha sau:

- Pha 1:Pha ức chế vi khuẩn:

Trong sữa tươi có một khoảng thời gian vi khuẩn không phát triển,thậm chí đôi khi còn giảm về số lượng Trong sữa tim thấy hai chất có tácdụng ức chế vi khuẩn là lactenin-1 và lactanin-2

Dần dần độ axit tăng làm giảm độ tươi của sữa và vi khuẩn phát triển

- Pha2: pha phát triển hỗn hợp

Sau khi các chất ức chế hết tác dụng, hệ vi sinh vạt trong sữa phát triển.Cuối pha này (độ axit tăng đáng kể), các vi khuẩn lactic sinh sản mạnh mẽ

- Pha 3: pha phát triển của vi khuẩn Lactic

Ở pha này các vi khuẩn lactic chiếm ưu thế trong sữa, axit lactic vàcác sản phảm lên mem được tạo thành Lúc đầu nhóm cầu khuẩn phát triển,sau bị chết dần do chính các sản phẩm do chúng tao thành và nhường chỗcho trực khuẩn chịu axit

- Pha 4: pha phát triển của nấm men và nấm mốc

Vi khuẩn lactic phát triển làm cho độ axit trong sữa được nâng cao chính

vì thế làm kìm hãm sự phát triển của nhiều vi khuẩn hoặc giết chết chúng, cũng

vì thế mà các vi khuẩn này dần dần cũng bị chết để cho các vi sinh vật có khảnăng phát triển ở môi trường có độ axit cao, như nấm men và nấm mốc

Nấm men và nấm mốc phát triển làm giảm chua cho sữa, chuyển môitrường dần dần từ axit sang kiềm, tạo điều kiện cho vi khuẩn gây thối phát triển

Ở pha cuối này sữa vị biến chất và hư hỏng

Như vậy trong sữa tươi mới vắt ra, có một khoảng thời gian vi khuẩnkhông phát triển, thậm chí có thể giảm và được gọi là giai đoạn tự kháng.Biện pháp hữu hiệu để đảm bảo độ tươi của sữa là phải làm lạnh càng sớmcàng tốt vì nhiệt độ bảo quản thấp có thể kéo dài giai đoạn tự kháng này.Song khi sữa đã qua giai đoạn này thì nhiệt độ thấp cũng không thể làm số

lượng vi sinh vật giảm xuống, bảo quản bằng phương pháp: Phương phápNanosilver đảm bảo số lượng vi sinh vật giảm xuống và không vượt quágiới hạn cho phép, đây chính là một ưu điểm của sản phẩm này.