Các phương pháp ức chế sự sinh trưởng vi sinh vật trong thực phẩm bằng phương pháp hóa học và sinh học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM Khoa Cơng Nghệ Thực Phẩm Các phương pháp ức chế sinh trưởng vi sinh vật thực phẩm phương pháp hóa học sinh học Nhóm 14 Lương Thị Vân Anh Nguyễn Ngọc Hiển Trần Hồng Kim Ngơ Thị Phương Liên GVHD: Nguyễn Thị Kim Oanh Ức chế vi sinh phương pháp hóa học 01 Nguyên nhân gây hư hỏng 02 Các vi sinh vật thực phẩm 03 Đường lây nhiễm vi sinh vật vào thực phẩm 04 Ức chế hóa học thực phẩm gì? 05 Yêu cầu hóa chất bảo quản thực phẩm 06 Cơ chế tác dụng loại hóa chất thực phẩm Ức chế vi sinh phương pháp sinh học 01 Phương pháp lên men(muối chua) 02 Phương pháp sử dụng Bacteriocin(sử dụng vi sinh đối kháng) 03 Phương pháp sử dụng enzyme I Ức chế vi sinh phương pháp hóa học 01 02 Nguyên nhân gây hư hỏng 03 Khơng khí – 04 O2 Sự phát triển 05 VSV Nhiệt độ Độ ẩm Ánh sáng 06 Các vi sinh vật thực phẩm •Các vi sinh vật có thực phẩm như: vi khuẩn, tảo, nấm men, nấm mốc, xạ 01 • khuẩn virus Các virus: 02 + Hepatitis A Các vi khuẩn Loại hình thành bào tử Loại khơng hình thành bao tử Clostridium botulinum Salmonella Clostridium perfringens Shigella Bacillus cereus Esherichia coli   Staphylococcus Aureus + Hepatitis E + Nhóm virus Norwalk o o • Tiger 03 Rotavirus 04 Poliovirus Elephant Các ký sinh trùng động vật nguyên sinh: 05 + Entamoeba histolytica 06 + Giun + Pig Sán + Đơn bào Chicken Đường lây nhiễm vi sinh vật vào thực phẩm 01 02 03 04 05 06 01 Ức chế hóa học thực phẩm ? - Sử dụng chất hóa học để ức chế tác nhân làm biến đổi thành phần hóa học thực phẩm - Ức chế phát triển vi sinh vật hệ enzyme chúng tiết 02 03 - Cản trở trình tự biến đổi thực phẩm Các chất bảo quản tham gia vào q trình bất hoạt enzyme có thực phẩm (các enzyme gây biến đổi chất có thực phẩm q trình 04 bảo quản) 05 06 01 Yêu cầu hóa chất bảo quản thực phẩm - Phải có tính kháng khuẩn, kháng nấm mốc kháng nấm men mạnh phải có tính chất chống oxy hố xảy 02 bảo quản chế biến lương thực, thực phẩm - Không gây độc cho người gia súc 03 - Không làm thay đổi hay làm thay đổi tính chất hố lý, cảm quan thực phẩm - Không tạo phản ứng phụ, sản phẩm độc hại thực phẩm 04 - Các chất bảo quản thường sử dụng dạng hòa tan 05 06 Cơ chế tác dụng loại hóa chất thực phẩm  SO2 ( Lưu huỳnh dioxide ) - Là loại chất sát trùng mạnh có tác dụng diệt vi sinh vật làm hư hỏng rau - Tác dụng bảo quản SO nhiệt độ bình thường thể nồng độ 0.05-0.20% tính theo khối lượng sản phẩm 01 02 03 - Một điều kiện để SO có tác dụng bảo quản độ acid mơi trường Trong mơi trường kiềm trung tính SO2 khơng có tác dụng, khơng nên dùng SO để bảo quản nhiều loại rau khơng có acid Những loại 04 thành phần chứa nhiều acid hữu tự nhiên đối tượng thích hợp cho việc bảo quản phương pháp sunfit hóa 05 06 01  Nitrit ( NO2 ) - Được ứng dụng công nghiệp chế biến thịt Mục đích giữ màu đỏ cho thịt muối mặn, làm thuốc sát khuẩn 02 bảo quản cá, thịt chế phẩm từ cá, thịt ( cá, thịt muối ướp lạnh ) - Liều lượng sử dụng Nitrit: không hạn chế 0-0,4mg/kg thể trọng, dùng trộn lẫn với muối ăn để muối thịt tỉ lệ khơng 03 lớn 0,6% - Không dùng cho vào thức ăn trẻ em 04 - Nitrit có tác dụng chuyển hemoglobin thành methemoglobin, gây tượng tím tái xám - Khi ăn phải thức ăn chứa nhiều NO gây ngộ độc 05 06 01  Sodium benzoate (E211) - Là chất bảo quản thực phẩm chất kìm hãm phát triển vi khuẩn nấm môi trường acid 02 - Được dùng thịnh hành thực phẩm có tính acid rau trộn dầu giấm, đồ uống có ga (acid cacbonic), mứt nước trái (acid xitric), dưa chua (giấm ăn) gia vị 03 - Acid benzoic có tác dụng bảo quản tốt hơn, sodium benzoate dùng phổ biến chất phụ gia thực phẩm acid benzoic khơng tan nhiều nước 04 05 06 01 • Chất gia tăng áp suất thẩm thấu - Sử dụng đường hay muối bảo quản thực phẩm làm gia tăng áp xuất thẩm thấu môi trường, tạo áp suất thẩm thấu cao nước 02 tế bào thấm khỏi màng tế bào chất gây tượng co nguyên sinh; đồng thời tế bào vi sinh vật hấp thu chất dinh dưỡng, làm ức chế hoạt động phát triển vi sinh vật 03 - Sử dụng nồng độ muối từ -20% 30%, nồng độ đường 5060% Sản phẩm điển hình: mứt trái cây, thịt muối, cá muối 04 05 06 • 01 Kháng sinh sản xuất theo phương pháp hóa học - Trước năm 1960, kháng sinh sử dụng rộng rãi bảo quản thực phẩm ưu điểm kháng sinh: ức chế vi sinh vật 02 cách hiệu quả, dễ bị biến tính phân huỷ nhiệt độ cao - Từ sau năm 1969 người ta thấy tồn việc sử dụng kháng sinh làm chất bảo quản thực phẩm: 03 + Đối với kháng sinh khó phân hủy, dư lượng thực phẩm ảnh hưởng tới sức khoẻ người sử dụng + Làm thay đổi hệ vi khuẩn đường ruột tổng hợp vitamin ruột 04 + Sinh nhạy cảm kháng sinh + Gây ngộ độc chất dạng chuyển hố kháng sinh 05 + Có tượng kháng sinh vi sinh vật (lờn thuốc) làm cho việc điều trị bệnh khơng hiệu 06 01 • Các chất kháng sinh có tác dụng chủ yếu với vi khuẩn, tác động yếu nấm mốc, nấm men 02 - Làm ngưng tổng hợp thành tế bào vi khuẩn; phá vỡ tính thẩm thấu màng tế bào - Ảnh hưởng tới trình tổng hợp protein vi khuẩn 03 - Ảnh hướng acid nucleic Các chất kháng sinh phép dùng: biomixin (clotetraxyclin), teramixin, oreomixin, … 04 05 06 01  Nguyên tắc sử dụng kháng sinh làm chất bảo quản thực phẩm: 02 - Chỉ sử dụng kháng sinh không dùng cho chữa bệnh quan trọng, không gây tượng kháng sinh, không ảnh hưởng đến việc sử dụng kháng sinh khác điều trị bệnh 03 - Không sử kháng sinh gây hại cho sức khoẻ người tiêu dùng - Cần xác minh loại kháng sinh sử dụng không gây hại cho hệ vi sinh vật đường ruột, bụng 04 Khi sử dụng kháng sinh để bảo quản, phải đảm bảo không hạ thấp tiêu vệ sinh khác 05 06 01 • Ethanol 02 - Ở nồng độ cao, ethanol có tác dụng biến tính protein màng tế bào, làm chết vi sinh vật - Ứng dụng: Dùng để bảo quản dạng bán chế phẩm • H2O 03 04 - Có khả oxy hóa mạnh - Ứng dụng: Trong bảo quản sữa, phomat, sản phẩm từ cá 05 06 01 • Hợp chất halogen 02 - Biến đổi protein, gây rối loạn hoạt động sống sinh vật, ức chế tiêu diệt vi sinh vật - Ứng dụng: Sát trùng dụng cụ hoạt động sống sinh đựng thực phẩm halogen vật, ức chế tiêu diệt vi sinh vật • 03 Chất tạo mùi - Chất tạo mùi hỗn hợp chiết xuất hương kết hợp chất tự nhiên tổng hợp nhằm chép mùi 04 thành phần đó, ví dụ mùi dưa leo việt quất 05 06 01  Phân loại chất tạo mùi Có chất tạo mùi là: 02 - Nhóm I: bao gồm chất có khả gây kích ứng từ đến nhiều bao gồm: Oak moss, isoeugenol, eugenol, cinnamic aldehyde, geraniol, hydroxycitronellal, cinnamic alcohol, 03 - Nhóm II bao gồm: Lyral, citral, farnesol, coumarin, citronellol, and Alpha-hexyl cinnamal - Các chất khác: bao gồm 26 loại chất tạo mùi (bao gồm chất tìm thấy nhóm I II) phát phân tích, dẫn đến 04 quy định việc dán nhãn bao bì Trong danh sách bao gồm số chất phổ biến như: Benzoyl acohol, limonene 05 06 II Ức chế vi sinh vật phương pháp sinh học 01 Phương pháp lên men (muối chua) Sử dụng vi sinh vật lên men tạo acid làm thay đổi pH môi trường ức chế phát triển vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm kéo 02 dài thời gian bảo quản thực phẩm Vi khuẩn sinh acid lactic (LAB) nhóm vi khuẩn đa dạng có sản phẩm trao đổi chất cuối acid lactic 03 .Phân loại: - Dựa sản phẩm cuối: nhóm vi khuẩn lên men lactic đồng hình nhóm vi khuẩn lên men lactic dị hình 04 - Dựa khả chịu nhiệt: nhóm chịu nhiệt cao , nhóm chịu nhiệt trung tính, nhóm ưa lạnh - Trong trình lên men vi khuẩn tiết acid lactic acid acetic làm acid hóa mơi trường góp phần kìm hãm tiêu diệt vi khuẩn 05 gây hư hỏng thực phẩm Ngoài vi khuẩn sinh lactic tiết bacteriocin kháng khuẩn 06 Phương pháp sử dụng Bacteriocin (sử dụng vi sinh đối kháng)  Định nghĩa 01 Bacteriocin chất kháng khuẩn có chất peptide tổng hợp riboxom vi khuẩn Gram âm vi khuẩn Gram dương để ức chế vi khuẩn cạnh tranh khác  02 Đặc điểm tính chất - Bacteriocin tổng hợp vi khuẩn gặp điều kiện ức chế - tác động môi trường sống, cạnh tranh nguồn dinh dưỡng, không gian sống 03 Bacteriocin có chất peptid kháng khuẩn sinh vi khuẩn để chống lại vi khuẩn khác Như vậy, loại vi khuẩn tạo loại bacteriocin có khả kháng lại bacteriocin ( Các tế bào sản xuất miễn dịch với hoạt tính bacteriocin) 04 - Các bacteriocin có hoạt tính kháng khuẩn cao chí nồng độ thấp - Đặc tính diệt khuẩn cao pH thấp, tương đối bền nhiệt độ cao không bị ảnh hưởng dung mơi hữu - Do có chất protein (thử nghiệm với enzyme phân giải protein trypsin, pepsin) nên bacteriocin không gây tác dụng phụ, không gây phản ứng dị 05 ứng thể người vấn đề sức khỏe bị phân cắt nhanh chóng protease, lipase đường tiêu hóa 06  Ứng dụng bảo quản sinh học thực phẩm - Bảo quản sinh học thực phẩm với việc sử dụng vi sinh vật đối kháng (giống bảo vệ) hay sản phẩm trao đổi chúng (chất bảo quản sinh học) để ức 01 chế hay tiêu diệt vi sinh vật không mong muốn giải pháp có nhiều tiềm - Ưu điểm bacteriocin bảo quản sinh học thực phẩm tăng thời hạn sử dụng, hạn chế truyền mầm bệnh chuỗi thức ăn, giảm thiệt hại kinh 02 tế hư hỏng thực phẩm, hạn chế sử dụng chất bảo quản hóa học xử lí nhiệt khắt khe - Bacteriocin giúp bảo quản giá trị dinh dưỡng vitamin, cung cấp thực phẩm (ít acide, hàm lượng muối thấp hàm lượng nước cao) thỏa mãn 03 nhu cầu công nghiệp người tiêu dùng - Bacteriocin có đặc điểm lí tưởng bảo quản sinh học thực phẩm Nhiều bacteriocin bền điều kiện nhiệt độ chế biến cao hoạt động 04 phạm vi pH rộng - Bacteriocin không mùi, khơng màu, khơng vị, ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật đường ruột, có phổ kháng khuẩn, mầm bệnh vi khuẩn gây hỏng thực phẩm tương đối rộng 05 - Tính hiệu bacteriocin thường bị ảnh hưởng yếu tố môi trường pH, nhiệt độ, thành phần thực phẩm cấu trúc, vi khuẩn thực phẩm Do đó, cần xác định hiệu bacteriocin cho hệ thống thực phẩm 06  Các bacteriocin sử dụng bảo quản sinh học thực phẩm ba dạng 01 - Ủ thực phẩm với giống bảo vệ (thường vi khuẩn lactic - LAB: Lactic acide bacteria) để tạo bacteriocin in situ Trong trường hợp này, định khả LAB sinh trưởng tạo bacteriocin sản phẩm 02 - Bổ sung bacteriocin tinh chế hay bán tinh chế chất bảo quản thực phẩm Sử dụng bán thành phẩm lên men với chủng sinh bacteriocin thành phần trình chế biến thực phẩm 03 - Một lựa chọn dùng màng polyethylen hoạt tính bacteriocin cho đóng gói thực phẩm - Bacteriocin protein có tính kháng số gây hư hỏng gây ngộ độc thực phẩm, vi sinh vật chủ yếu nhóm vi khuẩn 04 sinh lactic tiết 05 06  Nisin bacteriocin sinh Lactococcus lactis Streptococcus lactis 01 02 03 04 - Nisin liên kết với anion phospholipid → di chuyển vào tế bào gây rối loạn trình trao đổi ion làm chết vi sinh vật - Nisin có tác dụng với số vi khuẩn (Enterococcus, Listeriamonocytogenes, Staphylococcus aureus, Bacillus 05 cereus,Clostridium botulinum ), khơng có tác dụng với nấm men, nấm mốc o - Nisin bị phá hủy pH=8,0 nhiệt độ 37 C từ 15-30 phút Nó dùng cơng nghiệp chế biến mát, bảo quản đồ hộp,nước ép đóng hộp, rau tươi… - Liều dùng thực phẩm 20 U.I/g thực phẩm 06 Phương pháp sử dụng enzyme 01 Enzyme Nguồn gốc Cơ chế Lyzozyme Sữa động vật Xúc tác trình cắt đứt nối peptidoglycan vách tế bào vi khuẩn 02 03 Lactose peroxidase Sữa bò Glucose peroxidase A.niger Xúc tác q trình oxy hóa, giải phóng chất độc hay sản phẩm làm bất hoạt vi khuẩn 04 05 Glucose oxidase Penicillium, Xúc tác trình oxy hóa loại bỏ chất hay chất dinh dưỡng 06 A.niger Hydrolase Nhiều nguồn khác Xúc tác trình thủy phân polysaccharide ngoại bào Cảm ơn bạn lắng nghe .. .Ức chế vi sinh phương pháp hóa học 01 Nguyên nhân gây hư hỏng 02 Các vi sinh vật thực phẩm 03 Đường lây nhiễm vi sinh vật vào thực phẩm 04 Ức chế hóa học thực phẩm gì? 05 Yêu cầu hóa chất... vi sinh vật vào thực phẩm 01 02 03 04 05 06 01 Ức chế hóa học thực phẩm ? - Sử dụng chất hóa học để ức chế tác nhân làm biến đổi thành phần hóa học thực phẩm - Ức chế phát triển vi sinh vật hệ... quản thực phẩm 06 Cơ chế tác dụng loại hóa chất thực phẩm Ức chế vi sinh phương pháp sinh học 01 Phương pháp lên men(muối chua) 02 Phương pháp sử dụng Bacteriocin(sử dụng vi sinh đối kháng) 03 Phương