TÀI LIỆU GIÁO TRÌNH VI SINH

LỜI NÓI ĐẦU Vi sinh công nghiệp môn học thuộc khối kiến thức sở chuyên ngành , ngành Chế biến bảo quản thực phẩm Mục tiêu môn học học sinh có kiến thức hình thái, cấu tạo, sinh sản, sinh lý, sinh hoá vi sinh vật ứng dụng vi sinh vật chế biến bảo quản lƣơng thực, thực phẩm Với mục tiêu trên, biên soạn Giáo trình Vi sinh công nghiệp Nội dung giáo trình đƣợc trình bày cách ngắn gọn, đầy đủ bám sát với chƣơng trình môn học, bao gồm phần sau: Chương I: Hình thái, cấu tạo, sinh sản vi sinh vật trình bày đặc điểm hình thái, cấu tạo sinh sản loài vi sinh vật phổ biến thực phẩm nhƣ: vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, … hƣớng đến nhận biết phân loại vi sinh vật Chương II: Sinh lý vi sinh vật giới thiệu chức sống vi sinh vật bao gồm: trình trao đổi chất, trình sinh trƣởng, phát triển mối quan hệ tƣơng tác vi sinh vật với môi trƣờng bên Chương III: Các trình sinh hoá vi sinh vật trình bày trình vi sinh quan trọng liên quan đến chế biến bảo quản lƣơng thực thực phẩm nhƣ: trình lên men, thối rữa Chương IV: Vi sinh vật tự nhiên giới thiệu đặc điểm phân bố vi sinh vật tự nhiên: đất, nƣớc, không khí, ngƣời Chương V: Vi sinh vật lương thực thực phẩm trình bày nguồn lây nhiễm vi sinh vật vào thực phẩm, loài vi sinh vật thƣờng gặp biện pháp phòng trừ vi sinh vật gây hại thực phẩm Chúng hy vọng giáo trình vi sinh công nghiệp tài liệu hữu ích cho việc giảng dạy, học tập, nghiên cứu môn học Vi sinh công nghiệp giáo viên, học sinh ngành Chế biến bảo quản thực phẩm Đây tài liệu tham khảo học sinh ngành học khác có giảng dạy môn Vi sinh công nghiệp Trong trình biên soạn, thời gian có hạn nên giáo trình chắn không tránh khỏi thiếu sót, tác giả xin tiếp nhận chân thành cảm ơn ý kiến đóng góp độc giả để lần tái sau đƣợc hoàn thiện Mọi ý kiến góp ý xin vui lòng gửi khoa Công nghệ Lƣơng thực thực phẩm - Trƣờng Cao đẳng Công nghệ Kinh tế Hà nội Tác giả Nguyễn Thị Khả CHƢƠNG I: HÌNH THÁI, CẤU TẠO, SINH SẢN CỦA VI SINH VẬT Vi sinh vật sinh vật vô nhỏ bé mà mắt thƣờng không nhìn thấy đƣợc Muốn quan sát đƣợc phải sử dụng kính hiển vi Các dạng vi sinh vật khác hình dạng, kích thƣớc mà khác cấu tạo đặc tính sinh học Các dạng vi sinh vật thƣờng gặp là: vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, vi rút, thực khuẩn thể, số loại tảo I Vi khuẩn Vi khuẩn sinh vật đơn bào, cấu tạo đơn giản (không có màng nhân) kích thƣớc nhỏ bé Mỗi tế bào vi khuẩn hoạt động sống độc lập Hình dạng kích thƣớc vi khuẩn Vi khuẩn có nhiều hình dạng kích thƣớc khác Căn vào hình dạng vi khuẩn ngƣời ta chia chúng thành nhóm sau: Cầu khuẩn, trực khuẩn, xoắn khuẩn 1.1 Cầu khuẩn Trong thiên nhiên cầu khuẩn phổ biến Đại đa số cầu khuẩn có dạng hình cầu, có đƣờng kính từ 0,5-1µm (µm – micromet, µm = 10-6m) Đặc tính chung cầu khuẩn: - Tế bào hình cầu đứng riêng rẽ hay liên kết với - Có nhiều loài có khả gây bệnh cho ngƣời gia súc - Không có quan di động (tiên mao) - Không sinh bào tử Tuỳ theo phƣơng hƣớng mặt phẳng phân chia cách liên kết tế bào mà hình thành nhóm cầu khuẩn sau: * Đơn cầu khuẩn (Monococcus): Thƣờng đứng riêng rẽ tế bào một, đa số thuộc loại hoại sinh, chúng thƣờng có nhiều đất, nƣớc không khí * Song cầu khuẩn (Diplococcus): Tế bào phân cách theo mặt phẳng xác định dính với thành đôi Một số loài có khả gây bệnh nhƣ Hình 1.1 Song cầu khuẩn liên cầu giống neisseria, meningitidis khuẩn * Liên cầu khuẩn (Steptococcus): Tế bào phân chia theo mặt phẳng xác định đính với thành chuỗi dài, có nhiều tự nhiên Chúng có nhiều ứng dụng công nghiệp thực phẩm: chế biến sữa chua, sản xuất axit lactic…Ngoài có nhiều loài gây bệnh * Tứ cầu khuẩn (Tetracoccus): Tế bào phân cách theo hai mặt phẳng Sarcina vuông góc, thƣờng liên kết với thành nhóm gồm bốn tế bào Hình 1.2 Tứ cầu khuẩn bát cầu khuẩn Chúng thƣờng gây bệnh cho ngƣời, động vật * Bát cầu khuẩn (Sarcina): phân chia theo ba mặt phẳng vuông góc tạo thành tế bào xếp hàng nhƣ gói bánh vuông vắn * Tụ cầu khuẩn (Staphylococcus): Các tế bào liên kết với thành đám, trông nhƣ chùm nho Chúng phân cách theo mặt phẳng Hình 1.3 Tụ cầu khuẩn 1.2.Trực khuẩn Trực khẩn tên chung tất loài vi khuẩn có hình que Kích thƣớc thƣờng từ (0,5-1,0) x (1-4) µm Thƣờng gặp loài trực khuẩn sau: * Bacillus: Thƣờng trực khuẩn Gram (+), sinh bào tử Chiều ngang bào tử không vƣợt chiều ngang tế bào tạo thành bào tử tế bào không thay đổi hình dạng, chúng Bacillus thƣờng thuộc loài hiếu khí kỵ khí không bắt buộc Các tế bào đứng riêng rẽ liên kết với * Pseudomonas: Trực khuẩn Gram (-), không sinh bào tử, có tiên mao (hoặc chùm) đầu Pseudomonas Hình 1.4 Trực khuẩn * Clostridium: Thƣờng trực khuẩn Gram (+), sinh bào tử Kích thƣớc vào khoảng (0,4-1) x (38)µm, chiều ngang bào tử thƣờng lớn chiều ngang tế bào, làm tế bào có hình thoi dùi trống Chúng thƣờng thuộc loại kỵ khí bắt buộc Có nhiều loài có ích, thí dụ nhƣ loài Hình 1.5 Clostridium cố định nitơ, số loài khác gây bệnh nhƣ vi khuẩn uốn ván… * Bacterium: Thƣờng trực khuẩn Gram (-), không sinh bào tử Thƣờng có tiên mao mọc xung quanh tế bào, ngƣời ta gọi chu mao Có nhiều loại Bacterium gây bệnh cho ngƣời gia súc Ví dụ : Salmonella, Escherichia, Shigella, Proteus,… Hình 1.6 Salmonella Hình 1.7 Escherichia 1.3.Phẩy khuẩn Phẩy khuẩn tên chung vi khuẩn hình que uốn cong giống nhƣ dấu phẩy Giống điển hình Vibrio Một số giống phẩy khuẩn có khả gây bênh cho ngƣời ví dụ phẩy khuẩn tả Vibrio cholera Hình 1.8 Phẩy khuẩn 1.4 Xoắn khuẩn Xoắn khuẩn có hình cong, xoắn, gồm tất vi khuẩn có hai vòng xoắn trở lên (có thể tới vòng) Là loại Gram (+), di động đƣợc nhờ hay nhiều tiên mao Đa số chúng thuộc loài hoại sinh, số có khả gây bệnh Kích thƣớc thay đổi (0,5-3,0) x (5-40) µm Hình 1.9 Xoắn khuẩn Cấu tạo tế bào vi khuẩn Vi khuẩn sinh vật đơn bào có cấu tạo đơn giản Tính từ vào trong, cho thấy: Hình 1.10 Cấu tạo tế bào vi khuẩn 2.1 Tiên mao Ở số vi khuẩn có khả phát triển nhiều sợi nhỏ phía tế bào, ngƣời ta gọi chúng tiên mao Tiên mao làm nhiệm vụ giúp tế bào vi khuẩn chuyển động Đây sợi nguyên sinh chất mảnh có chiều rộng khoảng 0,01 – 0,15µm, chiều dày khoảng 80-90 µm Thành phần hoá chủ yếu tiên mao protein (hơn 90%), phần lại chất vô Tuỳ số lƣợng vị trí tiên mao để chia thành dạng sau: * Đơn mao: Có tiên mao, thƣờng nằm đầu tế bào vi khuẩn * Lưỡng mao: Có tiên mao, tiên mao nằm đầu tế bào vi khuẩn *Chùm tiên mao: Có nhiều tiên mao phát triển đầu xung quanh tế bào vi khuẩn Hình 1.11 Các dạng tiên mao 2.2 Tiêm mao Hình 1.12 Tiêm mao Đó lông tơ phủ tế bào vi khuẩn, có tác dụng bảo vệ tế bào chỗ bám hai tế bào tiếp hợp với nhau, giai đoạn trƣởng thành Một tế bào có tới hàng nghìn tiêm mao Thành phần hoá học tiêm mao chủ yếu protein 2.3 Màng nhày ( lớp dịch nhày) Nhiều loài vi khuẩn đƣợc bao bọc phía bên lớp vỏ nhày lớp dịch nhày Nhờ có lớp vỏ nhày mà tế bào vi khuẩn có khả xâm nhập vào vật chủ Thành phần hoá học lớp vỏ nhày khác phụ thuộc vào chủng giống vi khuẩn, giai đoạn sinh trƣởng phát triển vi khuẩn, phụ thuộc vào môi trƣờng sống khác Nhƣng nhìn chung, lớp vỏ đƣợc cấu tạo polisaccarit, polipeptit 98% nƣớc 2.4 Thành tế bào Nằm phía lớp vỏ nhày, có vai trò bảo vệ tế bào giữ cho tế bào trạng thái định hình Thành phần hoá học thành tế bào khác có cấu trúc vô phức tạp đƣợc cấu trúc hợp chất dị cao phân tử Heteropolimer, thành phần tế bào vi khuẩn có nhiều hợp chất murein, hợp chất hữu có cấu trúc phức tạp đƣợc cấu tạo dây nối 1.4, 1.6 pectit Vi khuẩn Gram (+) có thành tế bào dày hơn, thƣờng khoảng 14-18 nm (nm- nanomet, 1nm = 10-9m) Trọng lƣợng chiếm tới 10-20% trọng lƣợng khô tế bào Vi khuẩn Gram (-) có thành mỏng hơn, khoảng 10nm 2.5 Màng sinh chất Nằm phía thành tế bào, có vai trò lớn hoạt động sống tế bào, là: vận chuyển chất dinh dƣỡng vào tế bào bào thải chất không cần thiết tế bào Ngoài có chức giữ cho áp suất thẩm thấu tế bào ổn định, nơi sinh tổng hợp lớp vỏ nhày Màng nguyên sinh chất thƣờng dày 50-100A0 (A0 – ăngxtron, A0 = 10-10m) chiếm khoảng 10-15% lƣợng chất khô tế bào 2.6 Tế bào chất (Chất tế bào) Đây thành phần tế bào vi khuẩn Nó khối keo bán lỏng chứa 80-90% nƣớc Thành phần chủ yếu phức chất lipoprotein Thể keo tế bào chất khác với thể keo khác chúng có tính chất dị thể (các keo có chất kích thƣớc khác phân tán tế bào chất) Thƣờng tế bào non tế bào chất đồng nhất, chúng bắt màu giống nhuộm màu Khi tế bào già xuất không bào thể vùi làm bào chất có dạng lổn nhổn 2.7 Riboxom Thành phần Riboxom protein ARN, tỷ lệ tƣơng ứng khoảng 40-60% ARN 60-40% protein Nó tồn dƣới dạng hạt gồm tiểu thể: tiểu thể lớn có số lắng 50S (S đơn vị Svedberg 1S = 10-13 cm/s), tiểu thể nhỏ có số lắng 30S Mỗi tế bào vi khuẩn trung bình có khoảng 1000 Riboxom, riêng E.coli có 1500 Riboxom Hình 1.13 Riboxom 2.8 Nhân tế bào Nhân tế bào vi khuẩn nhân thật, tồn dạng thể nhân, bao gồm thể axit nucleic protein dạng kiềm bao bọc xung quanh Đây nơi tham gia nhiều phản ứng sinh hoá quan trọng nơi điều khiển hoạt động sống tế bào Đặc biệt nhân có vai trò lớn trình sinh tổng hợp protein tế bào di truyền tính trạng cho hệ sau 2.9 Các hạt dự trữ khác Trong tế bào vi khuẩn có nhiều chất, hạt dự trữ sắc tố, vitamin đóng vai trò quan trọng hoạt động sống vi khuẩn 2.10 Bào tử hình thành bào tử Trong giai đoạn phát triển số vi khuẩn có khả sinh bào tử Bào tử thƣờng gặp hai giống trực khuẩn Gram (+) Bacillus Clostridium * Quá trình tạo bào tử Lúc đầu lớp nguyên sinh chất tế bào đƣợc sử dụng Tế bào chất nhân tập trung lại vị trí định tế bào Tế bào chất tiếp tục đƣợc cô đặc lại tạo thành tiền bào tử Tiền bào tử đƣợc bao bọc lớp màng Tiền bào tử phát triển trở thành bào tử Hình 1.14 Quá trình phát triển bào tử * Cấu tạo bào tử Hình 1.15 Cấu tạo bào tử 10 Vi khuẩn làm trứng thối, trứng có mùi vị khó chịu Dƣới ác dụng enzim vi khuẩn, lòng trắng trứng bị phân giải thành chất nhớt, màng noãn hoàn toàn bị phá huỷ làm cho lòng đỏ trộn lẫn với lòng trắng, lòng trắng biến thành màu xanh xám, màu lục, lòng đỏ màu xanh vàng, màng lòng đỏ màu đen, vỏ màu xám Lòng trắng bị phân giải tiết mùi thối H2S, khí tích luỹ nhiều làm nứt vỡ trứng, lòng trắng lòng đỏ chảy làm hƣ hỏng, làm thối trứng bên cạnh Những vi sinh vật gây hƣ hỏng trứng hay gặp Pseudomonas fluorescens, Proteus vulgaris, Micrococcus roseus, Bacillus subtilis, Clostridium putrificum Ở trứng bảo quản lạnh ta thấy vi khuẩn phát triển vƣợt trội Pseudomonas Achromobacter 2.2 Sự hƣ hỏng nấm mốc Trứng mốc dạng hƣ hỏng phổ biến nấm mốc gây với biểu vết mốc hình đinh gim có nhiều màu sắc, khuẩn lạc nhỏ vỏ vỏ vết có màu sắc khác nhƣ vàng, xanh, đen, hồng Khi bảo quản bầu không khí có độ ẩm cao, số nấm mốc làm hình thành lớp lông tơ vỏ trứng Nấm mốc phổ biến trứng bao gồm: Penicilium, Cladosporium, Mucor, Botrytis, Aspergillus 2.3 Sự hƣ hỏng vi sinh vật gây bệnh Trứng nhiễm vi khuẩn đƣờng ruột nhƣ Salmonella pullorum, S typhimurium… từ bên máy sinh dục gia cầm mắc bệnh mang bệnh nhiễm phân có vi khuẩn Trứng, trứng gà nhiễm phẩy khuẩn tả (Vibrio choleare), trực khuẩn lao số vi khuẩn gây bệnh khác Một số phƣơng pháp bảo quản trứng - Bảo quản nhiệt độ thấp: Trứng đƣợc bảo quản nhiệt độ 0-100C, độ ẩm 80-85% 106 - Bảo quản nhiệt độ cao: dùng nhiệt độ để vô hoạt enzim có trứng, nhiên cần ý đến nhiệt độ gới hạn làm đông đặc lòng đỏ, lòng trắng trứng Nhiệt độ giới hạn 650C, sau bảo quản 25-280C Có thể dùng chế độ nhiệt độ sau: + 600C/320 giây + 57,60C/800 giây + 62,50C/120 giây - Bảo quản hoá chất: dùng nhiều hoá chất khác để ức chế sinh trƣởng phát triển vi sinh vật bề mặt trứng Thƣờng dùng axit benzoic, muối benzoat… VI Hệ vi sinh vật rau Rau đóng vai trò quan trọng bữa ăn ngƣời Trong rau có chất dinh dƣỡng quý nhƣ hydrat cacbon (chủ yếu số loại đƣờng nhƣ glucoza, sacaroza, fructoza, tinh bột, xenluloza), axit hữu cơ, vitamin, chất khoáng, tanin, pectin protein Thịt rau có nhiều dịch bào với 65-95% nƣớc, Trong dịch có chất hữu chất khoáng hoà tan, hàm lƣợng chất khô dao động từ 10-20% Vì rau môi trƣờng tốt cho vi sinh vật sinh trƣởng phát triển Hệ vi sinh vật rau Trên bề mặt rau tồn số vi sinh vật với số lƣợng nhiều khác Phần lớn vi sinh vật số không hoạt động, không tham gia vào trình làm hƣ hỏng rau Ở hoàn toàn lành lặn bề mặt chất dinh dƣỡng, có số vi sinh vật tồn đƣợc ta gọi hệ vi sinh vật bề mặt bắm vào rau quả, bên thƣờng vô trùng Vi sinh vật vào rau nhiều nguyên nhân bụi đem vi sinh vật bám vào bề mặt rau quả, chim loại côn trùng đem lại, hạt giống bị nhiễm bệnh, hạt nảy mầm vi sinh vật tồn phát triển với phát triển 107 ngƣời đem lại trình thu hái, vận chuyển, chế biến thực phẩm Số lƣợng thành phần hệ vi sinh vật rau thay đổi liên tục tuỳ theo loại rau quả, điều kiện địa lý khí hậu, trạng thái sinh lý rau Đại diện đặc trƣng vi sinh vật rau nấm men, vi khuẩn axetic, vi khuẩn lactic bào tử nấm mốc…Ở vỏ bị giập nát, dịch chảy môi trƣờng tốt cho vi sinh vật phát triển Vì thành phần loài số lƣợng vi sinh vật bề mặt tăng lên nhiều nguyên nhân làm cho rau nhiễm vi sinh vật gây bệnh vi sinh vật gây hƣ hỏng rau Một số rau nhiễm vi sinh vật gây bệnh cho ngƣời, nhƣ vi khuẩn thƣơng hàn, vi khuẩn lị, vi khuẩn tả…Trên bề mặt rau ta thƣờng thấy đủ loài vi sinh vật từ vài trăm đến hàng triệu tế bào Các dạng hƣ hỏng rau vi sinh vật Vi sinh vật nguyên nhân quan trọng gây tổn thất thành phần dinh dƣỡng gây lên hƣ hỏng rau thời gian bảo quản Thƣờng tồn dạng hƣ hỏng rau dƣới tác dụng loài vi sinh vật khác Nhƣng thông thƣờng phân huỷ rau hỗn hợp vi sinh vật khác chuỗi phản ứng nối tiếp liên tục * Do nấm mốc Phần lớn trƣờng hợp hƣ hỏng rau nầm mốc, bắt đầu từ rau dập nát tiếp đến rau già, chín.Thƣờng nấm mốc gây lên hƣ hỏng nấm mốc hoại sinh, có số nấm ký sinh hội gây lên hƣ hỏng bệnh rau lúc chƣa thu hoạch Nấm mốc gây lên hƣ hỏng chủ yếu rau dịch bào rau có axit hàm lƣợng đƣờng tƣơng đối cao, điều kiện không thích hợp cho vi khuẩn, nhƣng hoạt động nấm mốc, lƣợng đƣờng sau độ axit bị giảm xuống, tạo điều kiện cho vi khuẩn phát triển mạnh nhƣ trình hƣ hỏng rau kết thúc với tham gia vi khuẩn 108 Nấm mốc phát triển làm thay đổi biến đổi sinh hoá diễn rau Hệ sợi nấm phát triển làm phân huỷ vỏ hệ enzim xenlulaza, pectinaza có tế bào ăn sâu vào mô, vào tế bào làm dịch rau chảy Đồng thời nấm mốc tiết chất độc tiêu diệt tế bào sống rau làm rau bị thối rữa Nấm mốc sau vi khuẩn làm hƣ hỏng hoàn toàn rau quả, ta gọi thối rữa rau Khi chất dinh dƣỡng rau thay đổi sâu sắc, dƣới tác dụng enzim nấm tiết ra, chất protein, pectin, xenlulo, tinh bột không tan đƣợc chuyển hoá thành hợp chất đơn giản tan dịch bào Sau đƣợc nấm hấp thụ để xây dựng thể tiêu thụ trình hô hấp Đồng thời với biến đổi thành phần, hình dạng rau biến dạng, màu sắc trở nên nâu xám, mô màng tế bào bị phân giải trở nên mềm nhũn, ngƣợc lại có trƣờng hợp rau bị méo mó trở lên quắt lại Thƣờng gặp nấm mốc Aspergillus, Penicillium, Mucor * Do nấm men Đôi hƣ hỏng rau, nấm men gây Trong rau quả, nấm men chuyển hoá đƣờng thành rƣợu CO2 Thƣờng mùi rƣợu có lẫn mùi chua rau thối hỏng vi khuẩn axetic phát triển theo chuyển hoá rƣợu thành axit axetic * Do vi khuẩn Rất trƣờng hợp rau tác nhân gây hƣ hỏng rau Phần lớn hƣ hỏng rau kết hợp nấm mốc vi khuẩn Ở rau thƣờng có hàm lƣợng protein tƣơng đối cao, phản ứng axit hƣ hỏng vi khuẩn gây lên thƣờng gặp Bảng5.2 : Vi sinh vật gây hư hỏng rau Loại rau Hƣ hỏng Vi sinh vật Rau tƣơi - Thối nhũn, mốc - Erwinia carotovora, Pseudomonas fluorescens - Thối nhũn đen - Alternaria, Rhizopus nigricans - Thối đen Aspergillus niger 109 - Thối xanh - Rất chua - Bacillus stearothermophilus - Mùi sunfit - Desulfotomaculum nigrificans - Phồng thối - Clostridium sporogenes, Bacillus coagulans - Lên men butyric - Clostridium butyrium -Tạo lớp màng mỏng - Nấm men: Candida, Debaryomyces, Pichia, Rhodotorula, Saccharomyces - Nhũn - Bacillus - Đen - Bacillus - Nhũn, mốc, nhớt - Bacillus subtilis - Thối xanh - Penicillium expasum - Thối đen - Aspergillus niger - Chua vị đắng - Streptococcus faecalis - Thối nhũn - Penicillium, Byssochlamus fulva - Lên men Torulopsis, Candia, Pichia - Chua - Clostridium - Thối nhũn - Byssocharlamys fluva, B nivea - Mềm - Rhizopus stolonifer, R Arrhizus - Có ga Rau đóng hộp Penicillium - Bacillus licheniformic, Lactobacillus brevis Rau lên men -Ngâm muối - Ngâm dấm Quả tƣơi Quả ngâm đƣờng Nguồn : Lê Xuân Phương Các biện pháp chế biến bảo quản rau Trong thực tế ngƣời ta thƣờng sử dụng rau dạng tƣơi, nhƣng để tránh phá hoại vi sinh vật bảo tồn chất dinh dƣỡng rau ngƣời ta thƣờng sử dụng phƣơng pháp chế biến bảo quản rau Thông thƣờng rau đƣợc chế biến theo phƣơng pháp sau : - Muối chua rau nhƣ củ cải, bắp cải, hành củ, su hào - Ngâm đƣờng, ngâm dấm rau, ngâm đƣờng : đu đủ, su hào, cà rốt, ngâm đƣờng nhƣ táo, quất 110 - Làm mứt dẻo, mứt khô loại : dứa, mận, táo, dâu Các loại rau, củ, đƣợc chế biến theo phƣơng pháp dựa sở thay đổi pH môi trƣờng, gây lên khô hạn sinh lý dựa vào nồng độ chất hoà tan có môi trƣờng để ức chế hoạt động vi sinh vật có rau - Bảo quản rau tƣơi phƣơng pháp : Bảo quản lạnh nhƣng đƣợc thời gian ngắn ; bảo quản khô rau cách sấy khô nhiệt độ 45-500C, phơi khô dƣới ánh nắng tự nhiên mặt trời với thoáng gió để làm giảm hàm ẩm rau xuống 8-24%, tạo điều kiện bất lợi cho vi sinh vật - Sản xuất đồ hộp rau tức vừa gia nhiệt, bổ sung gia vị để vừa tăng giá trị dinh dƣỡng, giá trị cảm quan, vừa để bảo quản vận chuyển Thông thƣờng chế biến đồ hộp rau dạng nguyên miếng, nguyên dạng lỏng VII Hệ vi sinh vật bột sản phẩm từ bột Hệ vi sinh vật bột Vi sinh vật bột hai nguồn nhiễm: từ hạt (chủ yếu) rơi vào từ không khí, từ nƣớc dùng xay theo phƣơng pháp ƣớt từ dụng cụ, máy móc, đồ chứa đựng… - Hạt dùng để xay bột chứa lƣợng vi sinh vật Trong trình nghiền phần lớn vi sinh vật bề mặt hạt đƣợc chuyển trực tiếp vào bột Số lƣợng vi sinh vật chuyển vào bột liên quan mật thiết đến chất lƣợng hạt, phƣơng pháp sản xuất nhƣ điều kiện vệ sinh trình sản xuất bột Trong bột thƣờng có vi khuẩn nấm mốc Trong số vi khuẩn thấy tế bào dinh dƣỡng bào tử trực khuẩn khoai tây (Bacillus mesentericus) trực khuẩn cỏ khô (Bacillus subtilis) Ngoài gặp E col, dùng nƣớc rửa hạt trình xay theo phƣơng pháp ƣớt không đủ tiêu chuẩn vệ sinh Các nấm mốc thƣờng gặp Aspergillus, Mucor, Penicillium…chúng mọc điều kiện độ ẩm thấp so với vi khuẩn 111 Ảnh hƣởng vi sinh vật đến phẩm chất bột bào quản Bột tƣơng đối đầy đủ chất dinh dƣỡng vi sinh vật dễ sử dụng chất dinh dƣỡng để phát triển Hơn bột tính chất tự bảo vệ nhƣ hạt nguyên vẹn tăng độ ẩm nhiệt độ lên đủ tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển mạnh mẽ gây hƣ hỏng bột Tuỳ thuộc vào mức độ phát triển nhóm vi sinh vật có bột, bột bị hƣ hỏng sau: mốc, tự đốt nóng, chua, ôi Bột mốc tƣợng hỏng bột hay gặp Ở thấy mốc Aspergillus, Penicilium mọc điều kiện độ ẩm thấp vi khuẩn Bột bắt đầu bị mốc độ ẩm không khí từ 80% trở lên Bột bị mốc trở thành phẩm chất: bột có mùi hôi, độ axit tăng, đồng thời làm giảm chất lƣợng gluten, bị tính đàn hồi, khó rửa thẫm màu Mốc thƣờng mọc lớp khối bột sâu vào lớp bên trong, gây tƣợng tự bốc nóng Kết làm giảm tính chất cảm quan dinh dƣỡng bột, bột tính linh động bị vón cục kết bánh Bột chua thƣờng lớp (mốc lớp ngoài) Nguyên nhân gây bột chua phát triển vi khuẩn lactic loài khác, lên men đƣờng có bột để tạo thành axit khác Kết bột xuất mùi vị chua đặc trƣng độ axit tăng lên rõ rệt Bột ôi oxy hoá chất béo bột oxy không khí cho axit tự sản phẩm phân huỷ chất béo Các sản phẩm gây cho bột mùi khó chịu vị ôi Ngoài chất béo bị enzim lipaza vi sinh vật có bột phát triển tạo thành, phân li chất béo Chính sản phẩm trình phân li làm cho bột có vị ôi Trên tƣợng xảy bột mì, bột gạo, bột đậu, bột ngô Riêng sản phẩm bột giàu chất béo (bột đậu tƣơng, bột lạc, khô dầu đậu tƣơng, khô lạc ) cần phải ý đến tƣợng mốc, cần phòng tránh dạng mốc mốc vàng hoa hoè, hoa cau Aspergillus flavus phát triển 112 làm giảm chất lƣợng bị nhiễm độc độc tố mốc aflatoxin Khi ngƣời sử dụng, độc tố tích luỹ gan gây ung thƣ gan Hệ vi sinh vật sản xuất bánh mì Những giai đoạn trình công nghệ sản xuất bánh mì nhƣ sau: Chuẩn bị nguyên liệu → Hỗn hợp → Lên men → Tạo hình → Nướng bánh →Thành phẩm Quá trình sản xuất bánh mì dựa hàng loạt phản ứng hoá sinh nấm men gây chuẩn bị bột nhào nƣớng bánh Nấm men biến đổi đƣờng bột thành rƣợu CO2 Khí làm phồng gluten bột mì, làm nở bánh Ngoài nấm men có vi khuẩn lactic Những vi khuẩn hoạt động sinh axit lactic axit hữu khác tạo nên pH thích hợp cho nấm men phát triển - Để làm nở bột nhào ngƣời ta thƣờng dùng dạng bánh mì nhƣ men nƣớc, men ép men khô từ loài Saccharomyces cerevisiae - Trong bột nhào có vi khuẩn lactic lên men điển hình không điển hình Nhóm thứ tạo thành axit lactic, nhóm thứ cho sản phẩm axit lactic, axit bay hơi, khí H2, CO2, rƣợu etylic Các vi khuẩn phát triển trình làm bột nhào tạo axit este làm cho bánh có mùi thơm đặc biệt Trong bột nhào có nấm men tạo màng lẫn vào, nhƣ Candida, Torulopsis Những nấm có sẵn bột mì lẫn vào men bánh ép men nƣớc Nấm men tạo màng có lực nở thấp, lên men chúng tạo sản phẩm phụ làm cho bánh có vị cay Đây men nhiễm tạp làm giảm chất lƣợng bột nhào bánh mì Đôi thấy Escherichia earogenes - dạng trực khuẩn đƣờng ruột, phát triển bột nhào Ngoài gặp bột nhào trực khẩn sinh bào tử trực khuẩn khoai tây trực khuẩn cỏ khô (B mesentericus B subtilis) Các vi khuẩn có lẫn bột nhào làm ảnh hƣởng xấu cho bánh mì: bào tử chúng có ruột bánh mì không bị chết nƣớng, gặp điều kiện thuận lợi bào tử nảy mầm phát triển làm hỏng bánh mì 113 Vi sinh vật bánh mì số bánh từ bột mì Hệ vi sinh vật bánh mì bắt nguồn từ bột mì, từ men bánh mì tạp nhiễm Khi làm bột nhào số thành phần hệ vi sinh vật phát triển, đặc biệt men bánh mì phát triển hoạt động lên men tạo cồn sinh CO2 làm nở bột nhào Khi định hình bánh mì đem nƣớng hầu hết vi sinh vật bị chết dƣới tác dụng nhiệt độ cao Khi nƣớng bánh nhiệt độ bên lên tới 180-2000C, vi sinh vật vỏ bánh bị chết hết bên nóng dần lên, nhƣng giữ không 95-980C Các vi sinh vật bánh bị chết, nhƣng bào tử vi khuẩn tế bào nấm men vi khuẩn lactic sống Những bào tử trực khuẩn khoai tây trực khuẩn cỏ khô nảy mầm phát triển thành tế bào làm hỏng bánh mì, mà ngƣời ta gọi bệnh “khoai tây” bánh mì Trong vận chuyển, bảo quản phân phối bánh mì bị nhiễm vi sinh vật, có trực khuẩn đƣờng ruột Do bánh mì cần đƣợc vận chuyển phƣơng tiện chuyên dùng, chứa đựng bao không đƣợc quăng quật, rơi vãi xuống đất, dính đất cát, bụi bẩn Hệ vi sinh vật loại bánh khác làm từ bột mì, sữa, trứng, đƣờng…đều mang thành phần hệ vi sinh vật từ nguyên liệu đƣợc sử dụng chế biến Phần vi sinh vật từ bột mì giống hệ vi sinh vật bánh mì, có phần nấm men không giống, số bánh không dùng men nở mà dùng bột nở, bánh mì đƣợc nƣớng nhiệt độ cao nên hầu hết vi sinh vật bánh mì sau nƣớng bị chết Các bánh gato, bánh kem dùng bơ sữa, trứng thành phần nguyên liệu, nên hệ vi sinh vật loại bánh đa dạng phức tạp Nó bao gồm tất vi sinh vật có dạng nguyên liệu này, có nhiều vi sinh vật có hoạt tính proteaza lipaza dễ làm cho bánh chóng hỏng, chí gây ngộ độc nhƣ bánh không đảm bảo vệ sinh, nhiễm nhiều vi khuẩn sinh độc tố 114 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG V 1, Trình bày đƣờng lây nhiễm vi sinh vật vào lƣơng thực, thực phẩm 2, Phân tích đƣờng lây nhiễm vi sinh vật vào thịt? Cho biết hệ vi sinh vật thƣờng gặp thịt? 3, Trình bày tƣợng hƣ hỏng thịt thƣờng xảy vi sinh vật? 4, Trình bày hệ vi sinh vật sản phẩm từ thịt: thịt muối, thịt hộp, thịt bảo quảo lạnh, thịt muối, giò chả, xúc xích? 5, Cho biết nguồn lây nhiễm vi sinh vật vào cá? Trình bày hệ vi sinh vật có cá? 6, Trình bày hệ vi sinh vật có sản phẩm từ cá? 7, Phân tích nguồn lây nhiễm vi sinh vật vào sữa? Trình bày hệ vi sinh vật bình thƣờng có sữa? 8, Trình bày hệ vi sinh vật gây hƣ hỏng sữa? Các dạng hƣ hỏng sữa vi sinh vật thƣờng gặp? 9, Trình bày hệ vi sinh vật gây bệnh có sữa? Cho biết phƣơng pháp bảo quản sữa đề phòng vi sinh vật? 10, Cho biết nguồn lây nhiễm vi sinh vật vào trứng? Các biện pháp bảo quản trứng đề phòng vi sinh vật? 11, Trình bày hệ vi sinh vật có trứng? 12, Trình bày hƣ hỏng trứng vi sinh vật? 13, Cho biết đặc điểm rau quả? trình bày hệ vi sinh vật có rau quả? 14, Trình bày dạng hƣ hỏng rau vi sinh vật? 15, Trình bày phƣơng pháp bảo quản chế biến rau nhằm phòng tránh vi sinh vật? 16, Cho biết vi sinh vật thƣờng gặp bột? phân tích ảnh hƣởng vi sinh vật đến phẩm chất bột tình bảo quản? 17, Trình bày hệ vi sinh vật sản xuất bánh mì? 18, Trình bày hệ vi sinh vật bột mì số bánh từ bột mì? 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lƣơng Đức Phẩm Vi sinh vật học an toàn vệ sinh thực phẩm, NXB Nông nghiệp, 2007 Nguyễn Xuân Thành Vi sinh vật học công nghiệp, NXB giáo dục, 2006 Nguyễn Thị Hiền Vi sinh vật nhiễm tạp lương thực thực phẩm, NXB Nông nghiệp, 2006 Tổng cục dạy nghề Vi sinh công nghiệp, dự án giáo dục kỹ thuật dạy nghề (VITEP), 2008 Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm văn Tý Vi sinh vật, NXB giáo dục, 2007 116 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG I: HÌNH THÁI, CẤU TẠO, SINH SẢN CỦA VI SINH VẬT I Vi khuẩn Hình dạng kích thƣớc vi khuẩn 2 Cấu tạo tế bào vi khuẩn Sự sinh sản vi khuẩn 11 Vai trò vi khuẩn 13 II Nấm men 13 Hình dạng kích thƣớc nấm men 13 Cấu tạo tế bào nấm men 14 Sinh sản nấm men 16 Vai trò nấm men 18 III Nấm mốc 18 1.Hình dạng kích thƣớc nấm mốc 19 Cấu tạo tế bào nấm mốc 19 Sinh sản nấm mốc 20 Vai trò nấm mốc 21 IV Xạ khuẩn 22 Đặc điểm xạ khuẩn 22 Hình dạng kích thƣớc xạ khuẩn 23 Bào tử hình thành bào tử 24 Sinh sản xạ khuẩn 25 Vai trò xạ khuẩn 25 V Virút thực khuẩn thể 26 Virút 26 Thực khuẩn thể 28 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG I 29 CHƢƠNG II: SINH LÝ VI SINH VẬT 30 I Thành phần hoá học tế bào vi sinh vật 30 Nƣớc 30 Các chất hữu 31 II Dinh dƣỡng vi sinh vật 34 117 Dinh dƣỡng cacbon 34 Dinh dƣỡng nitơ 36 Dinh dƣỡng khoáng 37 Nhu cầu vitamin 38 II Cơ chế vận chuyển chất dinh dƣỡng vi sinh vật 38 Khuếch tán thụ động 38 Khuếch tán xúc tiến 38 IV Quá trình hô hấp vi sinh vật 40 Đặc điểm trình hô hấp 40 Các dạng hô hấp 40 V Sinh trƣởng phát triển vi sinh vật 42 Sự sinh trƣởng phát triển vi sinh vật môi trƣờng nuôi cấy tĩnh 42 Sự sinh trƣởng phát triển vi sinh vật môi tƣờng nuôi cấy liên tục 45 Ứng dụng sinh trƣởng, phát triển vi sinh vật 46 VI Các yếu tố bên ảnh hƣởng đến sinh trƣởng phát triển vi sinh vật 47 Các yếu tố lý học 48 Các yếu tố hoá học 52 Các yếu tố sinh học 57 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG II 60 CHƢƠNG III: CÁC QUÁ TRÌNH SINH HOÁ CỦA VI SINH VẬT 61 I Lên men yếm khí 61 Lên men rƣợu 61 Lên men lactic 63 Lên men propionic 65 Lên men butyric 66 Lên men metan 67 Lên men axeton – butanol 69 II Lên men hiếu khí 69 Lên men axêtic 69 Lên men xitric 70 Phân huỷ xenluloza hợp chất pectin điều kiện hiếu khí 72 Phân huỷ chất béo axit béo 72 III Quá trình thối rữa 73 118 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG III 76 CHƢƠNG IV: VI SINH VẬT TRONG TỰ NHIÊN 77 I Hệ vi sinh vật đất 77 II Hệ vi sinh vật nƣớc 78 Nguồn gốc vi sinh vật nƣớc 78 Sự tồn phát triển vi sinh vật nƣớc 78 Vi sinh vật ao, hồ 79 Vi sinh vật sông ngòi 80 Vi sinh vật nƣớc mạch, nƣớc giếng, nƣớc mặn 80 III Hệ vi sinh vật không khí 81 IV Hệ vi sinh vật ngƣời 82 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG IV 84 CHƢƠNG V: VI SINH VẬT TRONG THỰC PHẨM 85 I Các nguồn lây nhiễm vi sinh vật vào lƣơng thực, thực phẩm 85 Lây nhiễm tự nhiên 85 Lây nhiễm vi sinh vật trình chế biến 86 Lây nhiễm vi sinh vật vật môi giới lây truyền 86 II Hệ vi sinh vật thịt 86 Hệ vi sinh vật thịt phân bố vi sinh vật thịt 86 Các dạng hƣ hỏng thịt 88 Một số sản phẩm chế biến từ thịt 91 III Hệ vi sinh vật cá 94 Hệ vi sinh vật cá 94 Các sản phẩm cá 95 IV Hệ vi sinh vật sữa 99 Nguồn vi sinh vật nhiễm vào sữa 100 Hệ vi sinh vật bình thƣờng sữa sản phẩm sữa 100 Hệ vi sinh vật không bình thƣờng sữa sản phẩm sữa 102 Các phƣơng pháp bảo quản sữa 104 V Hệ vi sinh vật trứng 104 Hệ vi sinh vật trứng 105 Một số phƣơng pháp bảo quản trứng 106 VI Hệ vi sinh vật rau 107 119 Hệ vi sinh vật rau 107 Các dạng hƣ hỏng rau vi sinh vật 108 Các biện pháp chế biến bảo quản rau 110 VII Hệ vi sinh vật bột sản phẩm từ bột 111 Hệ vi sinh vật bột 111 Ảnh hƣởng vi sinh vật đến phẩm chất bột bào quản 112 Hệ vi sinh vật sản xuất bánh mì 113 Vi sinh vật bánh mì số bánh từ bột mì 114 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG V 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO 116 120