Đang tải... (xem toàn văn)
Thực phẩm cung cấp dinh dưỡng cho con người, nhưng thực phẩm cũng là môi trường rất tốt cho sự sinh trưởng của vi sinh vật. Trong thực phẩm, sự sinh trưởng của vi sinh vật bị tác động bởi các yếu tố liên quan với thực phẩm cũng như do tương tác với thực phẩm chi phối. Yếu tố nội tại Yếu tố môi trường Các ảnh hưởng này có thể theo chiều hướng có lợi, có thể có chiều hướng có hại đối với vi sinh vật.
BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ THỰC PHẨM ĐẾN SỰ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH VẬT LỜI NÓI ĐẦU Thực phẩm cung cấp dinh dưỡng cho người, thực phẩm cũng là môi trường rất tốt cho sự sinh trưởng của vi sinh vật Trong thực phẩm, sự sinh trưởng của vi sinh vật bị tác động bởi các yếu tố liên quan với thực phẩm cũng tương tác với thực phẩm chi phối - Yếu tố nội tại - ́u tớ mơi trường Các ảnh hưởng theo chiều hướng có lợi, có chiều hướng có hại vi sinh vật I NHÓM YẾU TỐ NỘI TẠI Là yếu tố thuộc chất thực phẩm, yếu tố nằm mô bào thực vật động vật mà ta sử dụng làm nguyên liệu chế biến thực phẩm Các yếu tố bao gồm pH, độ ẩm, oxy, hàm lượng chất dinh dưỡng hay thành phần hóa học… 1.1 Ảnh hưởng pH thực phẩm Mỗi loài vi sinh vật có khoảng pH định để phát triển sinh sản Ở khoảng pH này, lồi vi sinh vật có giới hạn pHmin, pHopt pHmax Dựa vào nhu cầu vi sinh vật pH người ta chia vi sinh vật thành ba nhóm: - Nhóm ưa axit pHopt = - Nhóm ưa trung tính pHopt = - Nhóm ưa kiềm pHopt = 9–10 PH Bảng Khoảng pH phát triển số loài vi sinh vật thực phẩm pH Nấm mốc Nấm men Vi khuẩn lactic Staphylococcus aureus E.coli Y enterocolitica C botulinum Bacillus cereus V parahaemolyricus Campylobacter sp Vibrio sp 10 1.1 Ảnh hưởng pH thực phẩm Tên vi sinh vật pHmin pHopt pHmax Thiobaccillus thiooxidant 0,5 2,0 – 2,8 4,0 – 6,0 Bacillus acidocaldarius 2,0 4,0 6,0 Lactobacilus acidophilus 4,0 5,2 6,8 Staphylococcus aureus 4,2 7,0 – 7,5 9,3 Echerichia coli 4,4 6,0 – 7,0 9,0 5,0 – 5,8 6,0 – 7,6 8,5 – 9,0 Erwinia caratovora 5,6 7,1 9,3 Pseudomonas aeruginosa 5,6 6,6 – 7,0 8,0 Nấm mốc 1,2 1,7 – 7,7 9,2 – 11,1 5,8 6,8 Clostridium sporogenes Saccharomyces cerevisiae Tác động của pH lên tế bào vi sinh vật Tác động pH nguyên liệu lên tế bào vi sinh vật chủ yếu vào hai hướng: - Tác động lên hoạt tính enzyme thành tế bào vi sinh vật - Tác động lên tính thấm màng tế bào vi sinh vật Cơ chế tác pH đến vi sinh vật Ở hầu hết vi sinh vật pH bên tế bào trì pH trung tính pH=7 và pH tế bào thực trao đổi chất tốt - Khi tế bào bị đặt mơi trường có pH bên ngồi đạt gần giá trị pHopt thì ion H+ ion OH- xâm nhập qua màng tế bào không làm ảnh hưởng đến pH bên tế bào chất, tế bào hoạt động bình thường - Khi tế bào đặt mơi trường có pH cực cao (quá axit hay kiềm), màng tế bào bị tổn thương, ion H+ ion OH- từ mơi trường ngồi rị rỉ vào bên tế bào, hậu enzyme axit nucleic bị biến tính dẫn đến tế bào chết Giá trị pH của thực phẩm Độ pH loại thực phẩm khác khác Hầu hết pH thực phẩm thay đổi từ axit gần trung tính Thực phẩm có tính kiềm, trứng gia cầm thuộc số thực phẩm có tính kiềm Sau pH số thực phẩm thông dụng: Thực phẩm pH Chanh 2,2 – 2,4 Dâu 3,1 -3,9 Cà chua 3,9 – 4,6 Chuối 4,5 – 4,7 Cà rốt 5–6 Khoai tây 5,3 -5,6 Thịt 5,4 – 6,9 Rau diếp 6,0 Sữa 6,3 -6,6 Lòng trắng trứng 8,6 – 8,9 Ứng dụng ảnh hưởng pH chế biến bảo quản thực phẩm: Thêm vi khuẩn lactic vào dung dịch lên men, làm hạ thấp pH môi trường tạo điều kiện thuận lợi cho nấm men phát triển tiến hành lên men rượu công nghệ sản xuất rượu cồn Ứng dụng chế biến: tiến hành muối chua rau Trong sản xuất thực phẩm ngâm dấm để hạ thấp pH môi trường, ức chế phát triển vi khuẩn gây thối loại vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm, làm tăng thời gian bảo quản sản phẩm 2.3 Ảnh hưởng của ánh sáng Ánh sáng mặt trời có tác dụng trực tiếp đại đa số vi sinh vật (trừ vi sinh vật quang tổng hợp phát triển tốt ánh sáng) Ánh sáng trực tiếp tiêu diệt vi sinh vật sau vài phút hay vài Ánh sáng khuếch tán ức chế số vi sinh vật, gây chết tác dụng kéo dài Các loài vi sinh vật khác chịu tác dụng ánh sáng khác Vi khuẩn gây bệnh nhạy cảm với ánh sáng: trực khuẩn lao chết sau 20 – 30 phút ánh sáng Cơ chế tác động của ánh sáng: Phần có tác dụng mạnh với vi sinh vật tia tử ngoại Tất tia tử ngoại có bước sóng 2000 – 3000 Ao có tác dụng sát trùng, có hiệu bước sóng 2650 – 2660 Ao Tia tử ngoại có tác dụng làm phân hủy số chất hữu tế bào, làm đơng tụ protit, làm hoạt tính enzyme phá hủy tế bào vi sinh vật Tuy nhiên với lượng tia tác dụng lên gen làm ảnh hưởng đến tính di truyền gây biến đổi Bào tử vi khuẩn, nấm bị tiêu diệt tia tử ngoại sức chịu đựng bào tử cao Muốn tiêu diệt bào tử phải tăng liều lượng lên gấp – lần so với thể sinh dưỡng Ứng dụng: Tia hồng ngoại có tác dụng với vi sinh vật, làm tăng nhiệt độ môi trường thường dùng để sấy khô sản phẩm Từ lâu nhân dân biết dùng ánh sáng mặt trời để khử trùng thực phẩm, đồ dùng cách đem phơi nắng mở cửa cho ánh sáng lọt vào nhà Ngày người ta thường sử dụng đèn tử ngoại để khử trùng khơng khí, trùng thực phẩm, nước uống, bao bì, thiết bị,… Ngồi ra, vi sóng dùng để trùng thực phẩm công nghệ đồ hộp loại thực phẩm hoa (vi sóng qua thủy tinh qua kim loại) 2.5 Ảnh hưởng siêu âm Siêu âm tạo thành dao động có tần số cao 200000 dao động/giây (héc), siêu âm tác dụng mạnh lên tế bào vi sinh vật Nhiều vi sinh vật bị chết sau bị tác dụng siêu âm phút Cơ chế: - Siêu âm gây nên chấn động dung dịch làm vi sinh vật bị ép va chạm mạnh làm vỡ vỏ tế bào - Tạo nên môi trường chất độc vi sinh vật H2O2, nitơ oxit - Tạo nên bọt khí hịa tan ngun sinh chất mơi trường làm ảnh hưởng lớn đến hoạt động vi sinh vật Hiện người ta ứng dụng ảnh hưởng siêu âm trùng nước uống, rượu, nước giải khát… 2.6 Thành phần khí Thực phẩm bảo quản môi trường chân không ức chế phát triển nấm mốc vi sinh vật hiếu khí bắt buộc Đã có nhiều nghiên cứu việc kết hợp tồn trữ lạnh rau với việc điều chỉnh khơng khí phịng tồn trữ Sự kiểm soát bao gồm điều chỉnh đơn nồng độ oxy, khí khơng khí bao gồm bổ sung bớt lại khí CO2 hay O2 bổ sung thêm ozone Ứng dụng: Kiểm sốt khí (CA: control atmosphere) biểu thay đổi nhiều loại khí khác với nồng độ khơng khí bình thường Thơng thường điều thực cách tăng nồng độ CO2 hay giảm nồng độ O2 Một thuật ngữ liên hệ đến thay đổi thành phần khí khơng khí (MA: modify atmosphere) Phương pháp MAP (modify atmosphere packing) phương pháp đóng gói thực phẩm bao PE có chứa thành phần hỗn hợp khí (CO2+ N2+O2) hạn chế phát triển vi sinh vật hiếu khí, nấm mốc 2.7 Ảnh hưởng qua lại hệ vi sinh vật diện thực phẩm Thực phẩm tươi thường bị nhiễm hỗn hợp vi sinh vật bao gồm vi sinh vật tự nhiên có nguồn gốc động vật hay thực vật kể lây nhiễm từ môi trường Trong phát triển thực phẩm, lồi vi sinh vật khơng tác động với theo kiểu cộng sinh mà theo kiểu cạnh tranh, tượng xảy ra, đan chéo vào tạo tranh sinh thái phong phú gọi tượng giao thoa vi sinh vật Tương tác của các vi sinh vật thực phẩm - Hiện tượng cộng sinh : Khi hai sinh vật chung sống hịa bình, Sinh vật hữu ích cho sinh vật lại - Hiện tượng đối kháng (hoại sinh) : Khi hai sinh vật tiêu diệt lẫn - Hiện tượng ký sinh: Sinh vật sống dựa vào sinh vật kia, hút chất dinh dưỡng sinh vật để nuôi sống Ứng dụng cơng nghệ thực phẩm: - Vi khuẩn lactic sản sinh acid lactic sữa ngăn chặn phát triển vi khuẩn gây hư hỏng sữa gây bệnh - Nấm men diện hạt Kefir cung cấp vitamin B kích thích tăng trưởng vi khuẩn lactic - Vi sinh vật cho thấy tương tác hỗ trợ có kích thích phát triển qua lại hiệu hoạt động chung vi sinh vật tăng cường Điều xảy việc lên men yoghourt tương tác Streptococcus salivarius spp thermophilus Lactobacillus delbreukii spp bulgaricus Tác động qua lại yếu tố thực phẩm Trong thực phẩm yếu tố không tác động độc lập lên vi sinh vật Chúng luôn tương tác lẫn Điều làm tăng hiệu ức chế vi sinh vật yếu tố giới hạn (tối thiểu tối đa) Các nhân tố ảnh hưởng đến tăng trưởng vi sinh vật độ ẩm, nhiệt độ, pH, oxy hóa khử, có tác động hỗ trợ Ví dụ 1: Dịng vi khuẩn Clostridium botolinum phân giải protein, phát triển mơi trường có chứa NaCl lên tới 10%, điều kiện thực phẩm có pH tối ưu 7,2 nhiệt độ tối ưu 35oC Nếu giảm pH xuống cịn 5,2 nồng độ NaCl tối đa cịn 5% Ví dụ 2: Hoạt độ nước tối thiểu vi khuẩn Staphylococcus aureus 0,86 điều kiện hiếu khí, điều kiện kỵ khí 0,90 Mỗi tham số yếu tố thực phẩm thay đổi xa giá trị tối ưu trở thành rào cản làm chậm phát triển vi sinh vật gia tăng thời gian bảo quản thực phẩm Vì kết hợp rào cản thật ngăn chặn tốc độ phát triển vi sinh vật kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm không làm thay đổi nhiều tính chất hóa lý phải xử lý nhiệt hay ướp muối với nồng độ cao Khái niệm rào cản quan trọng hệ thống bảo quản sử dụng thực phẩm, tác động qua lại tham số tăng trưởng có liên quan đến chậm ngăn ngừa hư hỏng phát triển vi sinh vật gây ngộ độc thực phẩm Hệ thống bảo quản có sử dụng chất hóa học ảnh hưởng qua lại liên quan đến: chất bảo quản, pH, aw, nhiệt độ… Để xác định liệu loài vi sinh vật có đặc biệt phát triển hay khơng Chất bảo quản trở thành rào cản tăng cường phát triển sinh vật diện thực phẩm III Kết luận nhận xét • Kết luận Qua chuyên đề này, giúp bạn vận dụng yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển vi sinh để kiểm sốt q trình ứng dụng vi sinh vật thực phẩm • Nhận xét Trong q trình làm bài, cịn gặp nhiều thiếu xót, mong thơng cảm, đóng góp ý kiến từ q thầy (cô) bạn Chân thành cảm ơn! TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đức Lượng 2002 Công nghệ vi sinh NXB Đại Học Quốc Gia.HCM Lương Đức phẩm 2001.Vi sinh vật học an toàn vệ sinh thực phẩm Nhà xuất Nông Nghiệp Hà Nội Lê Ngọc Tú 2000 Hố sinh cơng nghiệp NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội ... phẩm 1.4 Ảnh hưởng thành phần hóa học thực phẩm Thành phần hóa học thực phẩm có ảnh hưởng đến phát triển nhóm vi sinh vật - Ảnh hưởng chất dinh dưỡng thực phẩm: Để phát triển bình thường vi sinh. .. độ muối thực phẩm - 5% làm chậm phát triển vi sinh vật, 10 - 12% tất hoạt động sống vi sinh vật ngừng lại Tuy nhiên số vi sinh vật sinh trưởng nồng độ muối cao Một số vi sinh vật phát triển mơi... aw bảo quản thực phẩm: Vi? ??c làm giảm aw thực phẩm phương pháp bảo quản thực phẩm quan trọng lâu đời Làm giảm hoạt tính nước thực phẩm ảnh hưởng đến phát triển vài loại vi sinh vật diện nguyên