bài giảng Vi sinh thực phẩm

VI SINH VẬTỨng dụng trong công nghệ thực phẩm • Khái quát về công nghệ lên menfermentation • Pasteur: lên men là sự sống không có oxy,là quá trình phân giải các carbonhydrat thành năng l

PHẦN II:VI SINH THỰC

PHẨM PHẦN II:VI SINH THỰC

PHẨM

Chương 1: giới thiệu về vi sinh

thực phẩm

• Nghiên cứu về những hoạt động sinh lý

của vi sinh vật có ảnh hưởng đến chất

lượng của lương thực thực phẩm,

• Tìm hiểu các quy luật phát triển của vi sinhvật trên thực phẩm

• ngăn ngừa tác động tiêu cực và phát huytác động tích cực

• Nghiên cứu về những hoạt động sinh lý

của vi sinh vật có ảnh hưởng đến chất

lượng của lương thực thực phẩm,

• Tìm hiểu các quy luật phát triển của vi sinhvật trên thực phẩm

• ngăn ngừa tác động tiêu cực và phát huytác động tích cực

TÀI LIỆU THAM KHẢO

– Lương Đức Phẩm – 2001 – Vi sinh vật học

và an toàn vệ sinh thực phẩm – NXB Nông nghiệp – Hà Nội

– Nguyễn Đức Lượng, Phạm Minh Tâm – Vệ

sinh và an toàn thực phẩm – Đại học Kỹ

thuật – Thành phố Hồ Chí Minh.

– Lương Đức Phẩm – 2001 – Vi sinh vật học

và an toàn vệ sinh thực phẩm – NXB Nông nghiệp – Hà Nội

– Nguyễn Đức Lượng, Phạm Minh Tâm – Vệ

sinh và an toàn thực phẩm – Đại học Kỹ

thuật – Thành phố Hồ Chí Minh.

- Biện pháp bảo quản thực phẩm

- Biện pháp kiểm tra vệ sinh thực phẩm

- Biện pháp bảo quản thực phẩm

- Biện pháp kiểm tra vệ sinh thực phẩm

VI SINH VẬT

Ứng dụng trong công nghệ thực

phẩm

• Khái quát về công nghệ lên men(fermentation)

• Pasteur: lên men là sự sống không có oxy,là quá trình phân giải các carbonhydrat thành năng lượng, mà trong

đó hydro được tách ra từ cơ chất (thường là glucid) Và chuyển đến chất nhận điện tử cuối cùng là chất hữu cơ trung gian.Đây là quá trình lên men kị khí, oxy có mặt sẽ

ức chế quá trình lên men:lên men rượu, lên men lactic, lên men aceton-butyric.

• Nghĩa mở rộng: lên men là quá trình phân giải đường hay chất hữu cơ khác thành các sản phẩm của tế bào VSV và được sử dụng cho người

• Khái quát về công nghệ lên men(fermentation)

• Pasteur: lên men là sự sống không có oxy,là quá trình phân giải các carbonhydrat thành năng lượng, mà trong

đó hydro được tách ra từ cơ chất (thường là glucid) Và chuyển đến chất nhận điện tử cuối cùng là chất hữu cơ trung gian.Đây là quá trình lên men kị khí, oxy có mặt sẽ

ức chế quá trình lên men:lên men rượu, lên men lactic, lên men aceton-butyric.

• Nghĩa mở rộng: lên men là quá trình phân giải đường hay chất hữu cơ khác thành các sản phẩm của tế bào VSV và được sử dụng cho người

• Sinh khối vi sinh vật(Biomass):protein đơnbào, bánh men, giống khởi động,

NGUYÊN TẮC CHUNG CỦA

KỸ THUẬT LÊN MEN

• Tuyển chọn giống và bảo quản giống

• Giống: năng suất cao

• Không tạo sản phẩm phụ

• Tận dụng nguồn nguyên liệu rẻ tiền, sẵn

có của địa phương

• Thuần khiết, không nhiễm tạp

• Dễ bảo quản, có khả thay đổi các đặc tínhbằng kỹ thuật đột biến, kỹ thuật lắp ghépgen để không ngừng nâng cao năng suất

• Tuyển chọn giống và bảo quản giống

• Giống: năng suất cao

• Không tạo sản phẩm phụ

• Tận dụng nguồn nguyên liệu rẻ tiền, sẵn

có của địa phương

• Thuần khiết, không nhiễm tạp

• Dễ bảo quản, có khả thay đổi các đặc tínhbằng kỹ thuật đột biến, kỹ thuật lắp ghépgen để không ngừng nâng cao năng suất

SƠ ĐỒ QUY TRÌNH LÊN

Nuôi trên máy lắc

Chế tạo môi trường

Khử trùng môi trường

Nguyên liệu (C, N, P, K) Dầu phá bọt

Khử trùng thiết bị,

hệ thống đường ống Giống

Nuôi trên máy lắc

Nhân giống

Trong nồi nhân giống

THU HOẠCH, TINH CHẾ, TẠO THÀNH PHẨM

Cung cấp không khí vô trùng

Khử trùng thiết bị,

hệ thống đường ống

Ly tâm Lọc, sắc ký LÊN MEN

Thiết bị lên men:

o Lên men từng mẻ

o Lên men liên tục

Phương pháp lên men Lên men chìm

Lên men bề mặt

Điều kiện lên men

Lên men hiếu khí

Lên men kị khí

Thiết bị lên men:

o Lên men từng mẻ

o Lên men liên tục

Phương pháp lên men Lên men chìm

Lên men bề mặt

Điều kiện lên men

Lên men hiếu khí

Lên men kị khí

Sinh khối:( Biomasse )

• Là toàn bộ khối lượng tế bào vi sinh vật được

thu hoạch từ quá trình nuôi cấy chúng trong môi trường dinh dưỡng phù hợp với điều kiện thông khí đầy đủ của thiết bị lên men.

• Protein đơn bào(single cell protein)protein từ

sinh khối tế bào vi khuẩn , nấm men, nấm sợi, tảo và ngay cả nấm có quả thể.

• Protein, glucid, phospholipid,glucid, acid hữu cơ, vitamine, enzyme, hormon …

• Là toàn bộ khối lượng tế bào vi sinh vật được

thu hoạch từ quá trình nuôi cấy chúng trong môi trường dinh dưỡng phù hợp với điều kiện thông khí đầy đủ của thiết bị lên men.

• Protein đơn bào(single cell protein)protein từ

sinh khối tế bào vi khuẩn , nấm men, nấm sợi, tảo và ngay cả nấm có quả thể.

• Protein, glucid, phospholipid,glucid, acid hữu cơ, vitamine, enzyme, hormon …

Sinh khối

• Làm thức ăn cho người và vật nuôi

• Làm giống khởi động

• Sử dụng làm các chế phẩm sinh học: chế

phẩm diệt côn trùng Bacillus thuringesis.

• Làm dược phẩm để điều trị:Subtilin từ

Bacillus subtilus dùng để điều trị tiêu chảy.

• Làm thức ăn cho người và vật nuôi

• Làm giống khởi động

• Sử dụng làm các chế phẩm sinh học: chế

phẩm diệt côn trùng Bacillus thuringesis.

• Làm dược phẩm để điều trị:Subtilin từ

Bacillus subtilus dùng để điều trị tiêu chảy.

TIÊU CHUẨN CỦA VIỆC SẢN

XUẤT SINH KHỐI LÀM PROTEIN

ĐƠN BÀO

• Vsv sử dụng được nguồn nguyên liệu rẻ tiền: rỉ đường, bã mía, rơm rạ

• VSV có tốc độ tăng trưởng cao

• Hàm lượng protein trong tế bào phải cao(trên

50-60%)

• Chất lượng protein phải cao

• Khả năng tiêu hóa của protein cao

• VSV có tốc độ tăng trưởng cao

• Hàm lượng protein trong tế bào phải cao(trên

50-60%)

• Chất lượng protein phải cao

• Khả năng tiêu hóa của protein cao

• Sự an toàn về độc tố

• Chủng VSV: dễ tách sinh khối, có khả năng chịu nhiệt, không mẫn cảm với sự tạp nhiễm.

CÔNG NGHỆ SẢN XuẤT

PROTEIN ĐƠN BÀO

• Protein đơn bào từ tảo đơn bào

Protein đơn bào từ tảo đơn bào

• Ưu điểm cơ bản của tảo đơn bào

Hàm lượng protein rất cao (70-75%) chấtkhô

Protein của tảo thuộc loại protein hoàn

hảo và có chất lượng cao

Chưa tìm thấy độc tố nguy hiểm trong sinhkhối tảo

Tảo là vsv tự dưỡng

Chúng không bị virus tấn công, sống trongnhững điều kiện đơn giản

• Ưu điểm cơ bản của tảo đơn bào

Hàm lượng protein rất cao (70-75%) chấtkhô

Protein của tảo thuộc loại protein hoàn

hảo và có chất lượng cao

Chưa tìm thấy độc tố nguy hiểm trong sinhkhối tảo

Tảo là vsv tự dưỡng

Chúng không bị virus tấn công, sống trongnhững điều kiện đơn giản

Sinh khối phục vụ nông nghiệp

• Sinh khối làm thuốc trừ sâu sinh học

• Sinh khối làm phân sinh học

• Sinh khối làm thực phẩm gia súc (giốngsinh khối nấm men)

• Sinh khối làm thuốc trừ sâu sinh học

• Sinh khối làm phân sinh học

• Sinh khối làm thực phẩm gia súc (giốngsinh khối nấm men)

Thuốc trừ sâu sinh học

• Ưu điểm

- Không ảnh hưởng đến cây trồng

- Không làm thay đổi hệ sinh thái

- Dễ phân hủy, không tạo ra dư lượng độchại cho sản phẩm

• Ưu điểm

- Không ảnh hưởng đến cây trồng

- Không làm thay đổi hệ sinh thái

- Dễ phân hủy, không tạo ra dư lượng độchại cho sản phẩm

Thuốc trừ sâu sinh học

Các loại thuốc trừ sâu sinh học

- Chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học từ vi

khuẩn ( được sản xuất nhiều nhất hiện

nay trên thế giới)

- Chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học từ nấmsợi

- Chế phẩm từ virut

Các loại thuốc trừ sâu sinh học

- Chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học từ vi

khuẩn ( được sản xuất nhiều nhất hiện

nay trên thế giới)

- Chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học từ nấmsợi

- Chế phẩm từ virut

Kỹ thuật sản xuất thuốc trừ sâu

- Tế bào riêng rẽ hay xếp thành chuỗi

- Chứa một tinh thể độc hình quả trám cóbản chất protein

- Có khả năng tạo bào tử

Bacillus thurigensis (BT)

-là vi khuẩn Gram (+)

- Kích thước 3-6 x 0.8-1.3 µm

- Có tiên mao

- Tế bào riêng rẽ hay xếp thành chuỗi

- Chứa một tinh thể độc hình quả trám cóbản chất protein

- Có khả năng tạo bào tử

Kỹ thuật sản xuất thuốc trừ sâu

- Tế bào riêng rẽ hay xếp thành chuỗi

- Chứa một tinh thể độc hình quả trám cóbản chất protein

- Có khả năng tạo bào tử

Bacillus thurigensis (BT)

-là vi khuẩn Gram (+)

- Kích thước 3-6 x 0.8-1.3 µm

- Có tiên mao

- Tế bào riêng rẽ hay xếp thành chuỗi

- Chứa một tinh thể độc hình quả trám cóbản chất protein

- Có khả năng tạo bào tử

VI SINH VẬT TRONG CHẾ BIẾN CÁC THỰC PHẨM LÊN MEN

hóa, có lợi cho sức khỏe.

hóa, có lợi cho sức khỏe.

 Sản phẩm lên men rượu: rượu, bia, bánh bò, cơm rượu, bánh mì

 Sản phẩm thủy phân bởi enzym VSV: nước

chấm lên men, nước mắm

 Sản phẩm lên men acid( lên men lactic)sữa lên men: phomat, bơ, yaourt, kefir

sản phẩm rau quả muối chua sản phẩm thịt lên men chua Sản phẩm bột lên men chua

 Sản phẩm lên men rượu: rượu, bia, bánh bò, cơm rượu, bánh mì

 Sản phẩm thủy phân bởi enzym VSV: nước

chấm lên men, nước mắm

KỸ THUẬT LÊN MEN HIỆN ĐẠI

Kỹ thuật lên men truyền thống

• Thực phẩm dễ bị hư hỏng nhanh chóng

• Nhiều cơ hội ô nhiễm vi sinh vật gây hại

• Chất lượng sản phẩm thường không ổnđịnh

• Có mùi vị độc đáo mà biện pháp lên men

kỹ nghệ không thể bắt chước được

• Được nhiều người tiêu dùng sành điệuđánh giá cao

• Thực phẩm dễ bị hư hỏng nhanh chóng

• Nhiều cơ hội ô nhiễm vi sinh vật gây hại

• Chất lượng sản phẩm thường không ổnđịnh

• Có mùi vị độc đáo mà biện pháp lên men

kỹ nghệ không thể bắt chước được

• Được nhiều người tiêu dùng sành điệuđánh giá cao

Lên men lactic

• Lên men lactic đồng hình

LÊN MEN LACTIC

Lên men lactic đồng hình

- Lượng axit lactic tạo thành chiếm hơn

90%

- Chỉ một lượng nhỏ pyruvat bị khử cacbon

để tạo thành axit axetic, etanol, CO2 và

axeton

Lên men lactic đồng hình

- Lượng axit lactic tạo thành chiếm hơn

90%

- Chỉ một lượng nhỏ pyruvat bị khử cacbon

để tạo thành axit axetic, etanol, CO2 và

axeton

LÊN MEN LACTIC

Lên men lactic dị hình

Phương trình lên men cơ bản:

C6H12O6  CH3CHOHCOOH+CH3COOH

+C2H5OH+COOH(CH2)2COOH+CO2

Glucose axit lactic (40%) axit acetic

etanol axit sucxinic

- Vi khuẩn không có các enzym của con đường EMP, phân hủy glucose theo con đường

pentose photphat.

- Axit lactic thường chiếm 40%, axit sucxinic 20%, rượu etylic chiếm 10%, axit axetic 10% và các loại khí gần 20%.

Lên men lactic dị hình

Phương trình lên men cơ bản:

C6H12O6  CH3CHOHCOOH+CH3COOH

+C2H5OH+COOH(CH2)2COOH+CO2

Glucose axit lactic (40%) axit acetic

etanol axit sucxinic

- Vi khuẩn không có các enzym của con đường EMP, phân hủy glucose theo con đường

pentose photphat.

- Axit lactic thường chiếm 40%, axit sucxinic 20%, rượu etylic chiếm 10%, axit axetic 10% và các loại khí gần 20%.

Đặc điểm vi khuẩn lactic

• Chịu được cồn, bền với NaCl

• Có khả năng lên men nhiều loại đườngđơn và đường đôi, không lên men glucidphức tạp và tinh bột

• Có khả năng sinh bacteriocin

• Chịu được cồn, bền với NaCl

• Có khả năng lên men nhiều loại đườngđơn và đường đôi, không lên men glucidphức tạp và tinh bột

• Có khả năng sinh bacteriocin

Đặc điểm vi khuẩn lactic

• pH:5,5-6, pH quá cao ảnh hưởng đến sựphát triển của vi khuẩn

• Nhiệt độ, lên men thích hợp 15-50oC, nhiệt

độ lên men cao hơn 80o C thì bị dừng lại

Ứng DỤNG CỦA QUÁ TRÌNH

LÊN MEN LACTIC

• Sản xuất acid lactic

• Muối chua rau quả

• ủ chua thức ăn gia súc

• Sản phẩm sữa lên men

• Sản phẩm thịt: nem chua, xúc xích lên

men

• Sản xuất acid lactic

• Muối chua rau quả

• ủ chua thức ăn gia súc

• Sản phẩm sữa lên men

• Sản phẩm thịt: nem chua, xúc xích lên

men

Các giống vi khuẩn lactic

đồng hình

• Streptococcus lactis

– Ưa ấm, phát triển tốt ở 30-35

– Làm đông tụ sữa sau 10-12 giờ

– Nhiệt độ tối thiểu 10, tối đa 40-45

– Làm đông tụ sữa sau 10-12 giờ

– Nhiệt độ tối thiểu 10, tối đa 40-45

Streptococcus cremoris

Streptococcus thermophillus

Lactobacillus casei

Lactobacillus acidophilus

Tách sơ bộ huyết thanh sữa

Đổ khuôn & tách huyết thanh

Tách khuôn Ướp muối Cấy giống

Ủ chín Bao gói

Phô mai Camembert

Huyết thanh sữa

Nhân giống

Nấm sợi

P.camemberti

Hệ vi khuẩn trong sản xuất nem

cầu khuẩn Streptococus cumoris, str.

Falecalis, trực khuẩn L brevis, L lycopessici

• Vi khuẩn lactic đồng hình:

delbruckii, Streptococus lactics, Str Cremoris…

• Vi khuẩn lactic dị hình:

cầu khuẩn Streptococus cumoris, str.

Falecalis, trực khuẩn L brevis, L lycopessici

Thịt heo nóng

Lọc bỏ gân mỡ

Xay

Ướp gia vị

Trộn đều Quết nhuyễn

Muối,

đường bột

ngọt

Dầu ăn Tỏi phi

Gói bằng lá chuối

Sơ lược về bánh men rượu

Giới thiệu về bánh men sử dụng

trong sản xuất rượu đặc sản VN

Bánh men rượu – Giới thiệu chung

Sơ lược về bánh men rượu

Hệ VSV có trong bánh men

Hệ VSV trong bánh men: (100 – 300 triệu tế bào

VSV/gr).

Nấm mốc: Mucor sp, Rhizopus sp, Aspergillus ozyzae,

Asp niger, Asp awamori, Asp sp, Penicillium sp

Nấm men: Saccharomyces sp và Candida sp.

Vi khuẩn lactic và VK acetic

Bánh men rượu – Hệ VSV trong bánh men rượu

Hệ VSV trong bánh men: (100 – 300 triệu tế bào

VSV/gr).

Nấm mốc: Mucor sp, Rhizopus sp, Aspergillus ozyzae,

Asp niger, Asp awamori, Asp sp, Penicillium sp

Nấm men: Saccharomyces sp và Candida sp.

Vi khuẩn lactic và VK acetic

Aspergillus oryzae

Thường có màu vàng khi già nên còn được gọi

là nấm màu vàng hoa cau Khi mới phát triển, hệ

sợi có màu trắng, sau đó chuyển dần sang màu lục

và khi già chuyển hẳn sang màu vàng

Phát triển trong khoảng nhiệt độ rất rộng

Thường có màu vàng khi già nên còn được gọi

là nấm màu vàng hoa cau Khi mới phát triển, hệ

sợi có màu trắng, sau đó chuyển dần sang màu lục

và khi già chuyển hẳn sang màu vàng

Phát triển trong khoảng nhiệt độ rất rộng

(15-40 o C), T o op 30-32 o C

Khả năng sinh enzyme rất mạnh, trong đó chủ yếu là các loại enzyme amylase, protease, maltase

Aspergillus niger

Khi mới phát triển, sợi nấm màu trắng, sau đó sẫm lại nhưng không hoàn toàn đen Bào tử có màu đen tuyền

nhỏ Các nhánh này sẽ phát triển thành những đỉnh bào tử và từ

đó sẽ phát triển thành những bào tử màu đen

như: amylase, invertase, maltase, protease, pectinase và cellulase

Bánh men rượu – Hệ VSV trong bánh men rượu

Aspergillus niger

Khi mới phát triển, sợi nấm màu trắng, sau đó sẫm lại nhưng không hoàn toàn đen Bào tử có màu đen tuyền

nhỏ Các nhánh này sẽ phát triển thành những đỉnh bào tử và từ

đó sẽ phát triển thành những bào tử màu đen

như: amylase, invertase, maltase, protease, pectinase và cellulase

bào tử đính Các bộ phận của thể chổi

có thể phát triển đều, đối xứng với

trục cuống hoặc không.

 Có khả năng sinh cellulase,…

Bánh men rượu – Hệ VSV trong bánh men rượu

nhánh hình chổi.

tầng, trên đó là các thể bình rồi đến

bào tử đính Các bộ phận của thể chổi

có thể phát triển đều, đối xứng với

trục cuống hoặc không.

 Có khả năng sinh cellulase,…

Màu trắng, bọc bào tử hình cầu màu trắng hoặc nhạt màu.

Có hệ sợi hình ống, dạng nhung hoặc len, không có thân bò (Stolon) cuống bọc bào tử dựng đứng, luôn luôn

tận cùng bằng bọc bào tử, đơn độc hoặc phân nhánh.

Mucor mọc ở các hạt, thức ăn gia súc, thực phẩm… bị

ẩm tạo thành một lớp lông tơ màu xám Một số loài

Mucor có khả năng lên men và oxy hoá.

Khả năng sinh enzyme protease, amilase

Chúng được dùng trong sản xuất axit hữu cơ, rượu và các chế phẩm enzyme

tận cùng bằng bọc bào tử, đơn độc hoặc phân nhánh.

Mucor mọc ở các hạt, thức ăn gia súc, thực phẩm… bị

ẩm tạo thành một lớp lông tơ màu xám Một số loài

Mucor có khả năng lên men và oxy hoá.

Khả năng sinh enzyme protease, amilase

Chúng được dùng trong sản xuất axit hữu cơ, rượu và các chế phẩm enzyme

Rhizopus sp

Màu trắng xám, rễ giả màu vàng, bọc bào tử hình cầu.

Bào tử kín, phân nhánh.

Phân bố rộng: đất, ngũ cốc, rau quả….

Khả năng sinh enzyme protease,

amilase….

Bánh men rượu – Hệ VSV trong bánh men rượu

Màu trắng xám, rễ giả màu vàng, bọc bào tử hình cầu.

Bào tử kín, phân nhánh.

Phân bố rộng: đất, ngũ cốc, rau quả….

Khả năng sinh enzyme protease,

amilase….