TỔNG QUAN VỀ THỊT VÀ HỆ VI SINH VẬT THỊT

TỔNG QUAN VỀ THỊT VÀ HỆ VI SINH VẬT THỊT

Hệ vi sinh vật thịt và các phương pháp bảo quản MỤC LỤC MỤC LỤC 1 GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hiền Trang 1 Hệ vi sinh vật thịt và các phương pháp bảo quản DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG Chương 1 TỔNG QUAN VỀ THỊT VÀ HỆ VI SINH VẬT THỊT GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hiền Trang 2 Hệ vi sinh vật thịt và các phương pháp bảo quản Thịt là một trong những nguồn thức ăn cung cấp protein động vật quan trọng nhất trong khẩu phần ăn của con người. Thành phần hoá học của thịt gồm có nước, protein, lipid, muối khoáng và các vitamin. Các chất trích ly trong thịt có tác dụng tạo ra mùi và vị đặc trưng cho thịt khi chế biến. Giá trị thực phẩm của thịt được xác định theo thành phần các chất có trong thịt, độ sinh học năng lượng, các đặc tính về mùi, vị và khả năng tiêu hoá của thịt. Bảng 1.1: Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của thịt một số vật nuôi Loại thịt Thành phần hoá học (g/100g) Nước Protein Lipid Khoáng Năng lượng (cal) Bò 70,5 18,0 10,5 1,0 171 Heo mỡ 47,5 14,5 37,5 0,7 406 Heo ½ nạc 60,9 16,5 21,5 1,1 268 Heo nạc 73,0 19,0 7,0 1,0 143 Trâu 72,3 21,9 4,9 0,9 118 Gà 69,2 22,4 7,5 0,9 162 Vịt 59,5 17,8 2,8 0,9 276 Thành phần hoá học của thịt cho thấy thịt là môi trường thích hợp cho vi sinh vật phát triển. Trong số này thường gặp vi khuẩn gây thối rửa, các bào tử của nấm mốc, và tế bào nấm men. Vi sinh vật nhiễm vào thịt theo hai con đường: nội sinh và ngoại sinh. • Nhiễm nội sinh: là do con vật bị bệnh. Mầm bệnh ở một bộ phận hoặc cơ quan nào đó của con vật, sau đó lan vào máu, thịt và các cơ quan khác. Nếu con vật làm việc quá sức, đói và lạnh cũng làm cho các vi sinh vật từ đường tiêu hóa tràn vào bắp thịt và các cơ quan khác theo mạch máu. Thức ăn mà gia súc ăn trước khi giết mổ cũng là nguồn nhiễm vi sinh vật từ bên trong cho thịt. GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hiền Trang 3 Hệ vi sinh vật thịt và các phương pháp bảo quản Hình1.1: Con vật bị bệnh Hình 1.2: Con vật bị kiệt sức • Nhiễm nội sinh: là do nhiễm bẩn từ ngoài vào thịt trong quá trình giết mổ và vận chuyển. Trong khi giết mổ, vi sinh vật ở da, lông, móng, ở dao mổ và các dụng cụ chứa từ người giết mổ, từ đất, nước, không khí…cũng có thể nhiễm vào thịt. Các chất chứa trong đường tiêu hoá thường có rất nhiều vi sinh vật. Khi chọc tiết, áp suất máu giảm dần, tạo ra điều kiện cho vi sinh vật tràn vào mạch máu và lan đi khắp cơ thể. Vì vậy sau khi giết mổ phải lấy ngay dạ dày và nội tạng ra khỏi con vật. Trên da và lông của con vật cũng có nhiều vi sinh vật, do đó, khi giết mổ gia súc, gia cầm, người ta thường nhúng nước nóng để khử trùng. Quá trình giết mổ gia súc, gia cầm tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn bám trên bề mặt thịt. Một lượng lớn vi sinh vật từ nhiều nguồn khác nhau xuất hiện trên bề mặt giàu dinh dưỡng và có độ ẩm cao. Chỉ một vài vi sinh vật nhiễm có khả năng phát triển tiếp, và chỉ một vào loài trong số này gây ra sự hư hỏng cuả thịt do các đặc tính sinh hoá của chúng. Sự phát triển chiếm ưu thế của các loài vi sinh vật trên thịt tùy thuộc vào tính chất của thịt, môi trường bảo quản thịt cũng như các công đoạn chế biến thịt. Chương 2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ VI SINH VẬT THỊT 1. Nhiệt độ và thời gian Dựa theo nhiệt độ sinh trưởng tối thích có thể chia vi sinh vật thành các nhóm: o Nhóm ưa lạnh: phát triển tốt ở nhiệt độ 0 - 20 o C. Ví dụ như giống vi khuẩn Pseudomonas và một số loài nấm men, nấm mốc GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hiền Trang 4 Hệ vi sinh vật thịt và các phương pháp bảo quản Hình 2.1: Nấm mốc Hình 2.2: Nấm men Hình 2.3: Pseudomonas o Nhóm ưa ấm: phát triển tốt ở nhiệt độ 20 - 45 o C, phần lớn các vi khuẩn đều thuộc nhóm này, như Staphylococcus aureus. Hình 2.4: Staphylococcus aureus o Nhóm ưa nóng: phát triển ở nhiệt độ cao, khoảng 45 - 65 o C, như Clostridium botulinum. Hình 2.5: Clostridium botulinum GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hiền Trang 5 Hệ vi sinh vật thịt và các phương pháp bảo quản Thường ít có vi sinh vật gây hại nào phát triển ở nhiệt độ dưới 4 o C. Tuy nhiên hiện nay với những phương pháp triệt để hơn, các nhà khoa học đã phát hiện rằng những vi sinh vật gây hại như Listeria monocytogense và Yersinia enterocolitica có thể phát triển ở nhiệt độ khoảng 2 o C. Hình 2.6: Listeria monocytogense Hình 2.7: Yersinia enterocolitica Thực tế hiện nay thịt càng được giữ ở nhiệt độ thấp, khoảng dưới -2 o C trong các quá trình bảo quản, chuyên chở và bày bán thì thời gian bảo quản càng dài (màu sắc, độ an toàn và vị ngon vẫn được giữ nguyên) Nguyên nhân phổ biến nhất dẫn đến sự bùng phát của các căn bệnh có nguồn gốc từ thực phẩm là do không kiểm soát được nhiệt độ. Một nguyên nhân nữa là do khoảng thời gian dừng ở một nhiệt độ tới hạn. Vì vậy sự kết hợp giữa nhiệt độ và thời gian đóng vai trò quan trọng bậc nhất trong việc đảm bảo an toàn chất lượng thịt. Quá trình làm lạnh có thể ngăn chặn sự phát triển của một số vi sinh vật nhưng không thể tiêu diệt chúng. Mặt khác, nhiệt độ lạnh đông tuy diệt được một số ký sinh trùng và vi khuẩn, nhưng phần lớn vi khuẩn chỉ ở trạng thái nghỉ và được phục hồi khi rã đông. Để có thể tiêu diệt vi sinh vật bằng nhiệt cần thiết phải có sự kết hợp giữa nhiệt độ và thời gian. Để quá trình tiêu diệt đạt hiệu quả cao việc giữ ở nhiệt độ tới hạn trong một khoảng thời gian là rất quan trọng. Nếu xây dựng mối quan hệ giữa số lượng vi sinh vật còn sống sót theo thời gian ở một nhiệt độ xác định, ta sẽ thu được đường cong biểu diễn tốc độ tiêu diệt ở dạng hàm số mũ. Giá trị D cho biết thời gian cần thiết tính theo phút để làm giảm đi 90% lượng tế bào vi sinh vật. Trong ngành thực phẩm, thời gian xử lý nhiệt độ ở một nhiệt độ xác định thường được biểu diễn bằng D như 4D GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hiền Trang 6 Hệ vi sinh vật thịt và các phương pháp bảo quản hay 7D cho biết thời gian cần thiết để tiêu diệt 10000 (4D) hay 10000000 (7D) vi khuẩn trong 1gr. Ở nhiệt độ 60 o C, phần lớn nhưng không phải tất cả vi sinh vật đều bị tiêu diệt. Ở nhiệt độ này thịt bò thì chỉ chin tái. Tuy nhiên hàng triệu người trên thế giới đã ăn thịt bò tái nhưng vẫn không ảnh hưởng gì đến sức khỏe. Như vật thịt bò tái coi như an toàn. Bề mặt ngoài của thịt rất dễ bị nhiễm trong quá trình chế biến. Vì thế để đảm bảo an toàn đối với thịt gia cầm nên gia nhiệt đến 180 o F (82 o C) và nếu đun lại thịt đỏ thì phải đạt đến nhiệt độ 165 o F (74 o C) Nhiệt độ bảo quản lạnh ( -5 o C) có thể là yếu tố thích hợp cho sự phát triển của nấm men và nấm mốc. Ban đầu, nấm men chỉ chiếm khoảng 0,1% (10 sinh vật/cm 2 ) trên một miếng thịt lưng cừu được gói trong một màng plastic thấm khí, nhưng sau 20 tuần bảo quản thì chúng đã lên tới 10 6 nấm men/cm 2 (Lowry,1984; Lowry và Gill,1984a). Nấm men có thể thay đổi thành phần acid béo nội bào tương ứng với nhiệt độ ủ, kết quả là sẽ hình thành lượng acid béo không no cao hơn ở một nhiệt độ thấp hơn, nhất là nấm men ưa lạnh. Khả năng này có thể bảo vệ màng tế bào của nấm men tránh các tổn thương (Watson và cộng sự, 1976; Viljoen và cộng sự, 1993). Đặc tính này cùng với khả năng chịu được hoạt độ nước thấp và trung bình, khả năng chống lại các chất bảo quản cho phép nấm men cạnh tranh tốt ở nhiệt độ thấp (Guerzoni và cộng sự, 1993). Ví dụ như Debaryomyces hansenili có tốc độ phát triển cao ở nhiệt độ thấp và hoạt độ nước thấp (Guerzoni và cộng sự, 1993). 2. Độ ẩm Hoạt tính nước a w = áp suất hơi của dung dịch/áp suất hơi của dung môi nguyên chất Độ ẩm cân bằng tương đối ERH = a w × 100 Phần lớn các vi sinh vật gây hư hỏng đều cần hoạt tính nước từ 0,9 trở lên để có thể phát triển. Do thịt có a w khoảng 0,99 hoặc cao hơn nên nó là môi trường rất thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật. Một số vi sinh vật gây hại có thể phát triển ở môi trường có a w nhỏ hơn 0,9. Hàm lượng nước có thể biểu diễn một cách đơn giản qua thành phần phần trăm nước trong nguyên liệu. Khi đó vi khuẩn yêu cầu môi trường phải có ít nhất 18% GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hiền Trang 7 Hệ vi sinh vật thịt và các phương pháp bảo quản nước. Nấm mốc có thể phát triển trong môi trường có thành phần nước thấp khoảng 13%. Tuy nhiên a w và thành phần nước không giống nhau. Hoạt tính nước a w thể hiện khả năng tham gia của nước trong rất nhiều các phản ứng và hoạt động trong cơ thể và không có quan hệ gì với thành phần phần trăm nước trong thực phẩm. Việc giảm hoạt độ nước của quá trình chế biến và của thịt muối đã ngăn cản sự phát triển cua vi khuẩn gram (-), vì chúng chỉ có thể phát triển được ở a w = 0,94 – 0,97. Do đó, nấm men có thể phát triển mạnh mẽ vì chúng có thể sống ở điều kiện hoạt độ nước thấp đến a w = 0,62. Nấm men có thể phát triển mạnh trên thịt muối là nhờ một số loài có thể chịu được hoạt độ nước thấp nhất (Bem và Leistner, 1970). Trong số các nấm men được phân lập từ jambon ướp muối có 43% là Pichia ciferrii, 36% P.holstii, 21% P.sydowiorim, 19% Rh.glutinis, 9% Cr.albidus và 5% Deb.hansenii (Monila và cộng sự, 1990). Nấm men phát triển trên African Biltong (một loại thịt sấy khô) là C.zeylanoides, Deb.hansenii và Tr.beigelii (Var Der Reit, 1976) Nấm mốc có thể phát triển mạnh ở điều kiện hàm lượng nước thấp và hoạt tính nước trong khoảng a w =0,65 – 0,9. Các loài Aspergillus, Penicillium và Eurotium là những loài nấm mốc có khả năng chịu đựng tốt nhất. Đáng chú ý đây là 3 loài rất quan trọng làm hư hỏng thịt. Aspergillus và Penicillium có thể chịu đựng được a w = 0,8 trong khi Eurotium lại sống được ở điều kiện a w = 0,62 - 0,70 (Leistner và Rodel, 1976) Hình 2.8: Aspergillus Hình 2.9: Eurotium GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hiền Trang 8 Hệ vi sinh vật thịt và các phương pháp bảo quản Hình 2.10: Penicillium Hoạt độ nước thấp cho phép nấm mốc phát triển, tuy nhiên lại chưa đủ cho sự hình thành bào tử, cho sự nảy mầm hay sự sản xuất mycotoxin ( Beuchat, 1983). Những nấm mốc thường được phân lập từ jambon ướp muối của Mỹ (American Country Cured Hams) bởi Leistner và Ayres (1968) là các loài Aspergillus, Penicillium cùng với Cladosporium, Phizopus và Alternaria. Trong các giai đoạn đầu của quá trình làm chín, Penicillium chiếm ưu thế hơn nhưng sau đó Aspergilus phát triển mạnh vì chúng có thể chịu được a w thấp. 3. Oxy Tùy theo nhu cầu về oxy, chia vi sinh vật ra thành các nhóm: hiếu khí, kị khí và nhóm kị khí không bắt buộc Trong nhóm vi sinh vật kị khí trong thịt nguy hiểm nhất là Clostridium do nó có khả năng sinh độc tố gây chết người Hình 2.11: Clostridium 4. Thế oxy hoá khử (E h ) Trong thịt không đồng nhất , E h luôn thay đổi. Môi trường hiếu khí thì E h cao và có thể lên tới 300 mV, trong khi đó môi trường kị khí thì thường có E h thấp khoảng - 420 mV. E h cao ức chế sự phát triển của vi sinh vật. Có thể điều chỉnh E h bằng cách cho vào hay rút bớt oxy trong bao gói E h thấp ( đóng gói chân không hay khí quyển điều chỉnh), thì vi khuẩn lactic sẽ chiếm ưu thế ( chủ yếu là Lactobacillus, Leuconostoc, Carnobacterium ) GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hiền Trang 9 Hệ vi sinh vật thịt và các phương pháp bảo quản 5. pH Phần lớn các VSV phát triển mạnh ở pH gần trung tính. Các sản phẩm thịt nói chung có pH nằm trong vùng từ 4,8 – 6,8. Nhìn chung, vi sinh vật phát triển chậm hơn và ít hiệu quả hơn ở pH từ 5,0 trở xuống. Vì thế, ở xúc xích lên men, độ acid vừa đóng vai trò bảo quản, vừa góp phần tạo hương vị. Ngồi ra, người ta còn có thể phun dung dịch acid hữu cơ lỗng ( 1 – 2%) như dung dịch acid lactic lên bề mặt xác động vật để kiểm sốt sự phát triển của vi sinh vật. Vi khuẩn bị kiềm hãm ở pH < 5,5 nhưng sự phát triển của nấm men có khả năng chịu được pH acid lại tăng. Vì vậy các sản phẩm thịt có pH thấp được lên men từ các vi khuẩn lactic sẽ ưu tiên cho nấm men phát triển. Ví dụ, nấm men được phân lập từ xúc xích lên men của Ý có 50% Deb.hansenii, 12,1% Deb.vanrijiae, 11,2% C.zeylanoides, 6,9% Candida apis, 4,3% Rh. glutinis, 8,6% Rh.mucilaginosa, 4,3% Zygosaccharomyces rouxii và 2,6% Tr.cutaneum . Tương tự, 82% nấm men phân lập từ salami Ý là Deb.hansenii, 2% là Deb.castellii, 5% là Kloeckera apiculata, 8% Candida và 1% là các là loại khác (Grazia et al, 1989) pH thấp của các sản phẩm thịt lên men cũng đẩy mạnh sự phát triển của nấm mốc. Aspergillus và Penicillium là các nấm mốc thơng dụng nhất được phân lập từ xúc xích lên men và thịt muối ( Leistner và Ayres, 1968; Takatori và cộng sự, 1975; Hadlok và cộng sự, 1976). Ví dụ như các lồi Penicillium, Scopulariopsis, Aspergillus và Rhizopus được phân lập từ xúc xích lên men (Leistner và Ayres, 1968). Hệ vi sinh vật của xúc xích lên men tự nhiên bao gồm 96% Penicillium spp cùng với các lồi Aspergillus, Eurotium, Cladosporium, Wallemia và nấm men (Anderson, 1993) 6. Tính chất vật lí của thịt Diện tích tiếp xúc của thịt với mơi trường càng lớn thì sự phát triển của vi sinh vật càng dễ dàng. Vì vậy thịt bị chế biến ( cắt nhỏ, xay) càng nhiều thì càng dễ nhiễm vi sinh vật. 7. Các vi sinh vật cạnh tranh Ở bất cứ lúc nào, các yếu tố thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật cũng có thể tồn tại. Sự xuất hiện và phát triển của những vi sinh vật có ích ( những vi sinh vật sinh acid lactic) có thể làm cản trở sự phát triển của các vi sinh vật gây hại. 8. Các chất khác Các phụ gia như kháng sinh dùng để kiềm hãm sự phát triển của vi khuẩn có thể thúc đẩy sự phát triển của nấm men GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hiền Trang 10 [...]... quả những vi sinh vật gây hư hỏng và cả những vi sinh vật gây bệnh có trong thực phẩm Hiệu quả của quá trình tiêu diệt vi sinh vật phụ thuộc vào các yếu tố như cường độ và thời gian xử lý, nhiệt độ, thành phần môi trường, giống vi sinh vật và pha phát triển của chúng Các vi sinh vật ưa lạnh nói chung là nhạy cảm với cả nhiệt độ và áp suất GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hiền Trang 35 Hệ vi sinh vật thịt và các... trình chiếu xạ gây ra (Mc Carthy và Damoglou, 1996) GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hiền Trang 11 Hệ vi sinh vật thịt và các phương pháp bảo quản Chương 3 CÁC BIẾN ĐỔI DO HỆ VI SINH VẬT THỊT GÂY RA 1 Biến đổi có hại 1.1 Các biến đổi làm hư hỏng thịt 1.1.1 Cơ chế của sự hư hỏng gây ra do vi sinh vật Vi khuẩn gram âm là nguyên nhân chính gây hư hỏng đối với thịt và các sản phẩm thịt Khi thịt tươi được trữ lạnh trong... bì chưá thịt hoặc các sản phẩm từ thịt 1.2 Các chất độc sinh ra do vi khuẩn Trong quá trình sinh trưởng và phát triển vi sinh vật nói chung hay vi khuẩn nói riêng, vi sinh vật có khả năng tạo ra các chất có khả năng gây độc cho người và các động vật khác Các chất này được gọi là độc tố ( toxin) Độc tố gồm hai dạng là nội độc tố và ngoại độc tố 1.2.1 Ngoại độc tố: Là những chất được vi sinh vật tổng hợp... chất lượng thực phẩm bao gồm các biến đổi về vật lý, hoá học, hoá sinh ,vi sinh và cảm quan Khi quá trình bảo quản thịt thất bại, những biến đổi nguy hiểm và trầm trọng nhất là những biến đổi về mặt vi sinh, trong đó liên quan đến sự sống sót hay phát triển của những vi sinh vật gây bệnh ( như các chủng Samonella, Campyobacter jejuni và coli), những vi sinh vật gây độc tế bào ( như các loài Escherichia... với Pseudomonas Vì thịt lạnh đông và các sản phẩm thịt dạng này (< -12oC) không cho vi sinh vật phát triển, vi khuẩn gây hư hỏng chủ yếu là do số lượng vi sinh vật nhiễm trước khi lạnh đông, loại vi sinh vật nhiễm, và điều kiện rã đông Thịt rã đông dễ hư hỏng hơn thịt tươi, do có phần dịch tiết ra khi rã đông rất dễ bị vi sinh vật tấn công Pseudomonas spp có thể phát triển trên thịt lạnh đông Chúng... Trang 27 Hệ vi sinh vật thịt và các phương pháp bảo quản nào Giữ lạnh là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự phát triển của vi khuẩn Ngăn chặn vi sinh vật trong không khí và vật gây hại bằng cách sử dụng các tấm chặn hay các hàng rào thích hợp khác giữa các khu vực chế biến khác nhau Thịt, xác súc vật, thịt cắt lớn và cắt sơ phải được bao gói trong suốt quá trình vận chuyển Thịt bán... độ vi khuẩn ban đầu tối thiểu là 1 log UFC/cm2 3.5 Làm chủ sự nhiễm bẩn quầy thịt ở cuối dây chuyền giết mổ với vi c sử dụng acid lactic [4] GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hiền Trang 30 Hệ vi sinh vật thịt và các phương pháp bảo quản Để cải thiện vi c làm chủ những nguy cơ về Salmonella nói riêng và về vi sinh vật nói chung, cần dự phòng những biện pháp bổ sung với vi c tuân thủ các hướng dẫn thực hành vệ sinh. .. của một số nhóm vi sinh vật nhất định Độ ẩm cao và lượng chất dinh dưỡng dồi dào tạo điều kiện thuận lợi cho nhiều nhóm vi sinh GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hiền Trang 12 Hệ vi sinh vật thịt và các phương pháp bảo quản vật phát triển Tuy nhiên, các vi sinh vật ưa lạnh thường chỉ sử dụng các hợp chất có phân tử lượng thấp hơn là các thành phần phức tạp như protein và lipid (Gill, 1982) Ban đầu vi khuẩn phát... hỏng Bắt đầu ức chế vi sinh vật ưa mát Bảo quản thịt cắt miếng ở nhiệt độ nhỏ hơn 7oC 6,5oC Ngưng quá trình sinh trưởng của 5,2 C Clostridium perfringers Ngưng quá trình sinh trưởng của 3oC Samonella nhiệt độ nhỏ hơn 4oC Chấm dứt hoàn toàn rủi ro do vi sinh vật ây là nhiệt độ để bảo quản thịt xay hay o Để bảo quản lạnh thịt thỏ, thịt rừng dùng 2C gây bệnh và sản sinh chất độc Vi sinh vật ưa lạnh bắt đầu... độ CO2 càng cao, khả năng ức chế vi sinh vật gây hư hỏng càng tốt Tuy nhiên, tùy thuộc vào nhiều yếu tố (pH, nhiệt độ bảo quản, lượng vi sinh vật có sẵn, loại bao bì…), Enterobacteriaceae và Aeromonas spp có thể phát triển và gây hư hỏng (Gill và Penney, 1985, 1988; Gill và Harrison, 1989; McMullen và Stiles, 1993) Vi sinh vật nhiễm trong quá trình giết mổ và bảo quản thịt là nguồn gây hư hỏng đáng kể . Hiền Trang 1 Hệ vi sinh vật thịt và các phương pháp bảo quản DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG Chương 1 TỔNG QUAN VỀ THỊT VÀ HỆ VI SINH VẬT THỊT GVHD: Th.S. con vật, sau đó lan vào máu, thịt và các cơ quan khác. Nếu con vật làm vi c quá sức, đói và lạnh cũng làm cho các vi sinh vật từ đường tiêu hóa tràn vào