Bài giảng Vi sinh thực phẩm: Chương 5 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển vi sinh vật, gồm các nội dung chính như sau: Nhiệt độ; Nước và hoạt độ nước; pH; Oxy và quá trình oxy hóa khử; Ánh sáng, tia chiếu xạ Các yếu tố hóa học; Các yếu tố sinh học. Mời các bạn cùng tham khảo!
Trang 1CHƯƠNG V CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA VSV
5.1 Nhiệt độ
5.2 Nước và hoạt độ nước
5.3 pH
5.4 Oxy và quá trình oxy hóa khử
5.5 Ánh sáng, tia chiếu xạ
5.6.Các yếu tố hóa học
5.7 Các yếu tố sinh học
Trang 25.1Ảnh hưởng nhiệt độ lên sự phát triển VSV
100
80 - 90 65
VSV ưa nóng
70
50 – 65 30
VSV ưa nhiệt
52
28 – 43
5 VSV ưa ấm
42
20 – 30
- 10 VSV ưa mát
20
10 – 15
- 10 VSV ưa lạnh
Nhiệt độ tối đa (oC)
Nhiệt độ tối ưu (oC)
Nhiệt độ tối thiểu (oC)
Vi sinh vật
Phân loại VSV theo nhiệt độ phát triển
Trang 3Nhiệt độ sinh trưởng của VSV ưa mát
45 35
3.3
Clostridium
botulinum E
45 37
0-4
Aeromonas
hydrophila
45 30-37
-0.4
Listeria
monocytogenes
44 28-29
-1.3
Yersinia
enterocolitica
Nhiệt độ tối đa (oC)
Nhiệt độ tối ưu (oC)
Nhiệt độ tối thiểu (oC)
Vi sinh vật
5.2 Phạm vi của hoạt độ nước aw mà VSV
phát triển
Trang 4Vi sinh vật ưa khô (Xerophiles): Vsv sinh trưởng
trong môi trường có độ ẩm thấp Nhóm nấm ưa khô
có thể phát triển dưới điều kiện sấy khô, môi trường
có aw <0,61, aw tối ưu là 0,85 – 0,9, không phát
triển tại aw > 0,96 Những vi sinh vật này có thể gây
ra hư hỏng của cá ướp muối và sấy, ví dụ nấm
Xeromyces bisporus.
Vi sinh vật ưa muối (Halophiles) gồm những vi
sinh vật cần ion Na+ trong môi trường để phát triển
Nhóm này chia làm hai loại: ưa muối bình thường và
cực ưa muối
Vi sinh vật ưa muối bình thường (Moderate halophiles)
VSV phát triển ở nồng độ 1-10% NaCl (vi khuẩn sống gần
biển) Ion Na+ vận chuyển cơ chất vào với màng tế bào và
quá trình hấp thu vật chất từ môi trường.Ví dụ Vibro
parahaemolyticus phát triển được ở nồng độ 1-8% NaCl
và phát triển tối ưu ở 2-4% NaCl
Vi sinh vật cực kỳ ưa muối(Extreme halophiles) VSV
phát triển ở nồng độ muối cao Ion Na+ duy trì sự ổn định
của những protein trong thành tế bào làm thành tế bào
cứng và có dạng hình trụ Khi Na+ giảm, hình dạng tế bào
trở nên tròn hơn cho đến khi thành tế bào tan rã và tế bào
phân hủy Vi khuẩn Halobacterium salinarum được tìm
thấy trong muối và làm cá ướp muối bị hư Halobacterium
sẽ phát triển với nồng độ NaCl là 12-36% (aw 0,92-0,76),
điều kiện tối ưu là 25% NaCl (aw 0,8)
Trang 5Vi sinh vật chịu muối (Halotolerant (haloduric)
organism) Những vi sinh vật có thể phát triển trong
nồng độ muối cao nhưng không cần muối như là nhu
cầu dinh dưỡng Vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm
Staphylococcus aureus có thể phát triển ở nồng độ
NaCl khoảng 20% (aw 0,83), điều kiện tối ưu ở 0,5
-4% muối và cũng có thể phát triển khi môi trường
không có muối Pediococcus halophilus có thể phát
triển tại nồng độ 20%NaCl (aw 0,83)
Nấm men chịu áp suất thẩm thấu (Osmophilis yeast)
nấm men phát triển ở nồng độ đường cao nhưng sẽ
không phát triển tại hoạt độ nước thấp, có khả năng chịu
muối ở nồng độ cao Ví dụ Saccharomyces rouxii sẽ
phát triển có nồng độ đường > 70% (aw 0,62) nhưng sẽ
không phát triển trong nồng độ đường < 20% (aw
0,986) Sacharomyces rouxii có thể gây hư hỏng thực
phẩm có nồng độ đường cao như chocolate mềm và nó
tham gia vào lên men nước tương trong điều kiện muối
cao
VSV chịu áp suất thẩm thấu (Osmotolerant
organisms) Thuật ngữ dùng để gọi các vi sinh vật (chủ
yếu là nấm men) phát triển tốt nhất nơi có hoạt độ nước
cao và nồng độ đường cao Như Saccharomyces
cerevisiaecó thể phát triển ở nồng độ đường >=60%
Trang 6Ảnh hưởng của aw lên đường cong sinh trưởng
Hoạt độ nước aw và sự bảo quản thực phẩm
Chất giữ độ ẩm: là bất kỳ chất hòa tan nào thêm vào thực
phẩm để hạ thấp hoạt độ nước Một số chất giữ độ ẩm, có
chức năng như chất bảo quản nhưng niêm mạc ruột không
hấp thụ và do đó nó không có giá trị dinh dưỡng (sử dụng
Sorbitol cho người bị tiểu đường và thêm vào mứt có tác
dụng giữ độ ẩm và giảm độ ngọt của mứt)
Các phương pháp bảo quản liên quan việc giảm aw của
thực phẩm:
Thêm muối
Thêm đường hoặc rượu
Phơi khô
Sấy đông khô
Đông lạnh
Trang 75.3 Ảnh hưởng của pH đến tốc độ phát triển của vi
khuẩn, men và mốc
Ảnh hưởng của pH (thấp hơn pH tối thiểu) tới
đường cong sinh trưởng của VSV
Trang 8Phạm vi pH hoạt động của VK gây ngộ độc thực phẩm
9,0 7,0
4,2
Clos botulinum
9,0 7,0
4,9
Campylobacter
9,3 7,0
4,9
Bacillus cereus
11,0 8,0
4,8
Vibrio
parahaemolyticus
9,0 7,0
4,05
Salmonella spp
9,6 6,0 – 8,0
4,1
Listeria
monocytogenes
8,0 7,0
5,5
Clos perfingens
9,8 6,0 – 7,0
4,0
Staph aureus
pH tối đa
pH tối ưu
pH tối thiểu
Vi sinh vật
5.4 Ảnh hưởng của oxy và quá trình oxy
hóa khử đối với sự phát triển của VSV
Dựa vào nhu cầu oxy phân tử, chia VSV làm 5 nhóm:
Hiếu khí bắt buộc (obiligate aerobes)
Vi hiếu khí (micro-aerophile)
Kỵ khí bắt buộc (obiligate anaerobes)
Kỵ khí không bắt buộc/ kỵ khí tùy tiện
(facultative anaerobe)
Vi sinh vật chịu dưỡng (oxygen
independent)
Trang 9Nhu cầu về oxy và thế oxy hóa khử đối với VSV
gây ngộ độc thực phẩm
Kị khí bắt buộc/ oxy là chất độc
Mycotoxyngenic
mould
Kị khí bắt buộc/ oxy là chất độc
Clos perfringens
Kị khí bắt buộc/ oxy là chất độc
Clos botulium
Hô hấp hiếu khí
Campylobacter
Hô hấp kị khí
Bac cereus
Hô hấp kị khí
Stap aureus
Hô hấp kị khí
Escherichia coli
Hô hấp kị khí
Salmonella spp
Nhu cầu về Oxy/ thế oxy hóa khử
Vi sinh vật
5.5 Ánh sáng (tia UV) và các tia bức xạ (tia
gamma, tia X)
Trang 10Ánh sáng (tia UV) và các tia bức xạ (tia gamma, X)
– Tác dụng:
•Phá vỡ liên kết Hydro, oxy hóa liên kết đôi,
phá vỡ cấu trúc vòng, polymer hóa 1 số phân tử
•UV (100 – 400 nm): hiệu quả nhất là 260 nm
– Ứng dụng:
•Vô trùng dụng cụ, thiết bị, nhà xưởng
•Chiếu xạ sản phẩm để kéo dài thời gian bảo
quản sản phẩm
5.5 Các yếu tố hóa học
– Rượu: ethanol, propanol, butanol…
– Phenol:
– Halogen: Cl, F,…
– Chất kháng sinh:
Trang 115.6 Các yếu tố sinh học
• Sự tương tác giữa các vi sinh vật rất đa dạng:
– Ăn thịt (predation)
VD: protozoaire giống Sarcosina, Mastigosphora,
– Ký sinh (parasitism):
VD: Streptococcus lactis và bacteriophage
– Cộng sinh (Symbiose):
VD: Nấm men Saccharomyces và vi khuẩn lactic,
nấm men và Asp oryzae
– Trung tính (neutralism):
VD: Proteus vulgaricus và Saccharomyces
– Hội sinh (commensalism):
VD: Saccharomyces cerevisiae và Kluyveromyces
marxianusnuôi trên môi trường chứa inlunin Nuôi A và B
trong 2 MT, cả A, B đều phát triển tốt Nuôi A và B trong 1
MT, nếu A phát triển tốt thì B phát triển bình thường
– Cạnh tranh (competition):
VD: Aerobacter aerogenes và Torula utilis Nuôi A và B
trong 2 MT, cả A, B đều phát triển tốt Nuôi A và B trong 1
MT, A, B phát triển kém vì cạnh tranh dinh dưỡng, yếu tố
sinh trưởng
– Đối kháng (amensalism/ antagonism):
VD: Penicillium notatum và Staphylococcus aureus