Bài giảng ứng dụng vi sinh vật trong bảo quản thực phẩm

Company LOGO II Ứng dụng vi sinh vật bảo quản thực phẩm Các khái niệm • Kiểm soát sinh học (biocontrol) • Vi sinh vật đối kháng (antagonistic microorganism) • Bảo quản phương pháp sinh học (biopreservation) • Vi sinh vật bảo vệ (protective culture) II.1 Kiểm soát sinh học (biocontrol) • Biocontrol- Biological Control – Google 2.390.000 kết quả; tiếng Việt: 8.910 kết – PubMed: 7988 báo • Kiểm soát sinh học gắn liền với phát triển nông nghiệp bền vững • Định nghĩa kiểm soát sinh học: “Dùng loài sinh vật sản phẩm sinh vật sống để hạn chế, tiêu diệt sinh vật khác” Kiểm soát sinh học sản phẩm sau thu hoạch • Có từ lâu đời • Thế kỷ 19: Có số công bố nhà khoa học • Khoảng năm 60: Dịch bệnh  Phát triển sản phẩm trừ sâu sinh học • Những năm 80: Phát triển ứng dụng vi sinh vật đối kháng sản phẩm sau thu hoạch II.2 Tác nhân kiểm soát sinh học Vi sinh vật đối kháng • Vi sinh vật có khả ức chế tiêu diệt vi sinh vật có hại (antagonistic microorganism) – Trichoderma kháng mốc thối xám (Botrytis) dâu tây – Pseudomonas syringae Van Hall có khả kháng Botrytis, Penicillium, Mucor Geotricum – Candida oleophila Montrocher kháng Botrytis, Penecillium spp Yêu cầu vsv đối kháng Bền di truyền Hoạt động có hiệu nồng độ thấp Có khả kháng nhiều loại vsv gây hỏng, gây bệnh Nhu cầu dinh dưỡng đơn giản Có khả sống môi trường không thuận lợi Yêu cầu vsv đối kháng Có thể sinh trưởng chất đơn giản thiết bị phản ứng Không gây độc hại vật chủ, không sinh độc tố gây hại cho người Bền tác dụng chất bảo quản khác, chịu công đoạn xử lý hóa học vật lý II.3 Cơ chế hoạt động tác nhân kiểm soát sinh học Vật chủ (thực phẩm) VSV gây hại, gây bệnh VSV khác VSV đối kháng Cơ chế hoạt động Khả sinh kháng sinh Cạnh tranh dinh dưỡng không gian Khả bám lên VSV có hại tác dụng trực tiếp lên chúng (ký sinh) Kích thích khả chống chịu VSV gây bệnh vật chủ Khả sinh kháng sinh • Đây chế hiệu • Bacillus subtilis sinh – Iturin: peptide có tính kháng nấm – Gramicidin S • Cơ chế thường phối hợp số chế khác theo “công nghệ rào cản” (hurdle technology) Yếu tố ảnh hưởng đến tác dụng axit hữu • Trong thực tế thường ứng dụng thực phẩm_ hệ phức tạp chất hữu • Các chất thực phẩm ảnh hưởng đến khả kháng VSV vi khuẩn lactic – Cao nấm men làm giảm khả kháng khuẩn vk lactic axetic – Sữa máu tăng cường khả kháng khuẩn axit axetic H 2O • Vi khuẩn lactic có O2 chuyển thành H2O2 tác dụng oxidases, NADH oxidases có chứa flavoprotein superoxide dismutase • Một lý lactic không sinh catalase để phân hủy H2O2 hệ phân hủy yếu hệ sinh • Thực tế theo số nhà nghiên cứu H2O2 không tích tụ lại nhiều in vivo, thường bị phân hủy nhanh chóng Cơ chế tác dụng H2O2 • Tính kháng khuẩn dựa vào khả oxy hóa đại phân tử H2O2 bị phân hủy • Protein lipid phía vỏ tế bào bị ôxy hóa • Một số phản ứng xảy vi khuẩn lactic để tạo H2O2 lấy hết oxy, tạo môi trường yếm khí, lợi cho số vsv • Vi khuẩn lactic sinh H2O2 có mặt đường tiết niệu, đóng vai trò quan trọng việc tránh viêm nhiễm H 2O • Trong tự nhiên, tác dụng kháng khuẩn H2O2 tăng lên lactoperoxidase thiocyanate (SCN-) • SCN- + H2O2 OSCN- + H2O lactoperoxidase • Cấu trúc màng tế bào vsv bị thay đổi tiếp xúc với OSCN• Hiệu chủ yếu chu trình glycolysis bị chặn enzym bị ảnh hưởng • Tác dụng nhanh VK G-, lâu G+ CO2 • Tạo môi trường yếm khí, ức chế số vi khuẩn • Quá trình decarboxyl hóa bị ức chế • Tích tụ CO2 màng lipid tế bào làm vô hoạt thẩm thấu chât qua thành tế bào • Vi khuẩn G- nhạy cảm vi khuẩn G+ Tác dụng Diacetyl • Diacetyl kháng vi sinh vật tốt pH 100 mg/l 2-Pyrrolidone-5-carboxylic Acid • Tìm thấy Lactobacillus casei ssp casei, Lb casei ssp.pseudoplantarum Streptococcus bovis • Bền nhiệt (121oC, 20 phút), giảm hoạt tính pH tăng 2,5 Bacteriocin • • • • • Hợp chất sinh tổng hợp ribosome Bản chất Protein Ức chế vi khuẩn khác Có mặt hầu hết vi khuẩn Phổ ức chế tương đối hẹp: – Nhược điểm – Ưu điểm: Tiêu diệt có chọn lọc vi sinh vật đặc hiệu mà không ảnh hưởng đến hệ sinh vật có ích Bacteriocin kháng sinh Đặc điểm Bacteriocin Kháng sinh Ứng dụng Thực phẩm Y dược Sinh tổng hợp Ribosome SP trao đổi chất bậc hai Hoạt độ Phổ hẹp Phổ khác Miễn dịch sinh vật chủ Có Không Cơ chế thích nghi vsv đích Sự thích nghi màng tế bào Có thể biến đổi mặt di truyền vị trí tác dụng Cơ chế tác dụng Thường tạo lỗ màng tế bào Màng tế bào nội bào Phản ứng phụ Chưa có báo cáo Có Tác dụng Pediocin AcH lên Listeria monocytogenes L monocytogenes chưa xử lý Sau 30 phút xử lý với Pediocin Sau xử lý với Pediocin Ennahar et al (1996) Production of pediocin AcH by Lactobacillus plantarum WHE 92 isolated from cheese Applied and Environmental Microbiology 62 (12) 4381-4387 [...]... ứng dụng đối với rau quả tươi II Ứng dụng vi sinh vật trong bảo quản thực phẩm • II.1 Kiểm soát sinh học (biocontrol) • II.2 Tác nhân kiểm soát sinh học Vi sinh vật đối kháng • II.3 Cơ chế hoạt động của các tác nhân kiểm soát sinh học • II.4 Các bước phát triển một sản phẩm kiểm soát sinh học • II.5 Vi khuẩn Lactic trong bảo quản thực phẩm Company LOGO II.5 Vi khuẩn Lactic trong bảo quản thực phẩm Vi. .. - - - + - + - Sinh CO2 từ glucoza - ± - - - + - - - + Sinh trưởng ở 10oC + ± + + + + ± - + + Sinh trưởng ở 45oC - ± - + - - ± ± - - Chịu muối 6,5% ND ± + + - ± ± - + ± Chịu muối 18% - - - - - - - - + - Sinh trưởng pH4,4 ND ± - + ± ± + - - ± Sinh trưởng pH9,6 - - + + - - - - + - Axit lactic L D, L, DL L L L D D, DL L L D,D L II.5.2 Cơ chế tác dụng của vi khuẩn lactic trong bảo quản thực phẩm • Cạnh tranh... lactic làm hư hỏng thực phẩm hay bảo quản thực phẩm? Giới thiệu chung • Vi khuẩn lactic: lactic acid bacteria, vi khuẩn làm chua sữa • 1873: J Lister thu nhận Bacterium lactis (nay có thể là Lactococcus lactis) • 1919: Orla-Jensen phân loại vi khuẩn lactic dựa theo đặc điểm – – – – Hình thái (cầu, que, …) Kiểu lên men glucoza: đồng hình, dị hình Nhiệt độ sinh trưởng Khả năng sử dụng các loại đường... sản phẩm kiểm soát sinh học Khả năng tương thích Thu thập các tác nhân KSSH Xác định đặc tính và phân loại Đánh giá áp dụng thử nghiệm Đánh giá trong PTN Phát triển Nhân giống hàng loạt Mở rộng Áp dụng trên diện rộng Phối trộn định dạng sản phẩm Cải thiện chủng Tương tác với vùng rễ Lưu kho và phân phối Đánh giá sự chấp nhận sản phẩm Sản phẩm cuối cùng Nghiên cứu Xác định sự nhiễm tạp Một số chế phẩm. .. phẩm kiểm soát sinh học đã thương mại hóa Tên chế phẩm Tác nhân kiểm soát sinh học Bio-save 100 Bio-save 1000 Bio-save 110 Pseudomonas syringae ESC10 Pseudomonas syringae ESC11 BlightBan A506 Pseudomonas fluorescens A506 Tác nhân gây hư hỏng Dạng chế phẩm Ứng dụng Nước sản xuất Botrytis cinerea, Penecillium spp., Mucor pyroformis, Geotrichum candidum Tế bào vi n nhỏ dạng lạnh đông Bảo quản quả sau thu... vi khuẩn gây nâu đỏ Bột pha nước Phun vào hoa lúc mới nở hoặc trực tiếp lên quả Plan Health Technology, USA Một số bước tiếp cận nhằm ứng dụng sản phẩm KSSH trong bảo quản rau quả Áp dụng sau thu hoạch • Thông thường VSV đối kháng được phân lập ngay từ bề mặt rau quả • Số lượng tự nhiên của VSV đối kháng thường không đủ để biểu hiện hoạt tính mạnh • Đưa vào một lượng lớn VSV đối kháng đối với sản phẩm. .. đường II.5.1 Đặc điểm chung của VK lactic • Vi khuẩn G+ • Không sinh bào tử (còn tranh cãi, Sporolactobacillus) • Catalase – • Yếm khí tùy tiện • Chịu được axit • Lên men đường tạo thành chủ yếu là axit lactic • Vi khuẩn lactic thường sống ở nơi có môi trường dinh dưỡng dồi dào (thực phẩm) , có một số sống trong cơ thể động vật Các đặc điểm phân loại của vi khuẩn lactic Đặc điểm Hình que Hình cầu Carnob... tính trong điều kiện khắc nghiệt (nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, VSV khác, các thuốc diệt sâu bọ,…) • Biện pháp: – Lựa chọn VSV có khả năng thích nghi tốt – Cho VSV làm quen, thích nghi với một số stress trước khi ứng dụng Dùng những chủng biến đổi • Các loại hạt lạc, đậu đỗ: – Ứng dụng nấm mốc Aspergillus flavus không sinh độc tố aphlatoxin để cạnh tranh với những chủng hoang dã sinh độc tố • Thường ít ứng. .. • Cạnh tranh không gian • Cạnh tranh dinh dưỡng • Sinh ra một số chất kháng vi sinh vật Cạnh tranh không gian • Nhiều loài thuộc giống Lactobacillus có khả năng ngăn chặn sự bám dính của vi sinh vật gây bệnh trên bề mặt • Bản chất chất này chưa được nghiên cứu nhiều • Chất hoạt động bề mặt (surlactin), glycoprotein, glycolipid Các chất kháng VSV từ vi khuẩn lactic • Axit hữu cơ • H2O2 • CO2 • Diacetyl... hoạch • Tăng sinh đối với VSV đối kháng đã có sẵn trên sản phẩm Áp dụng sau thu hoạch • Ưu điểm – Đơn giản, dễ thực hiện ngay sau thu hoạch bằng cách phun, ngâm, tưới – Nếu đúng cách, đúng thời điểm (trước khi VSV gây bệnh xâm nhập) sẽ có hiệu quả cao – Ít tốn kém hơn vi c phun thuốc cả diện tích lớn, có thể dùng VSV nồng độ cao Candida oleophila, Cryptococcus albidus, Pichia membranefaciens Áp dụng sau ... triển sản phẩm kiểm soát sinh học • II.5 Vi khuẩn Lactic bảo quản thực phẩm Company LOGO II.5 Vi khuẩn Lactic bảo quản thực phẩm Vi khuẩn lactic làm hư hỏng thực phẩm hay bảo quản thực phẩm? Giới... năm 80: Phát triển ứng dụng vi sinh vật đối kháng sản phẩm sau thu hoạch II.2 Tác nhân kiểm soát sinh học Vi sinh vật đối kháng • Vi sinh vật có khả ức chế tiêu diệt vi sinh vật có hại (antagonistic... tươi II Ứng dụng vi sinh vật bảo quản thực phẩm • II.1 Kiểm soát sinh học (biocontrol) • II.2 Tác nhân kiểm soát sinh học Vi sinh vật đối kháng • II.3 Cơ chế hoạt động tác nhân kiểm soát sinh học