đề cương vi sinh thực phẩm cuối kì

ĐỀ CƯƠNG VI SINH THỰC PHẨM CUỐI KÌ Câu 1: Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến phát triển S.cerevisiae Nhiệt độ: 25-28°C - Khi nhiệt độ giảm tốc độ phát triển sinh khối nấm men giảm dần - bị ức chế nhiệt độ 2-5°C Nhiệt độ tăng cao sinh trưởng nấm men bị ức chế, nhiệt độ >40°C enzyme bị giảm hoạt tính 50% làm sinh trưởng phát triển nấm men ngừng lại, nấm men bắt - đầu chết Nhiệt độ ảnh hưởng tới sinh tổng hợp sản phẩm phụ thứ cấp Nhiệt độ cao dễ sinh tích tụ sản phẩm phụ, - khơng có lợi cho chất lượng sản phẩm Hoạt tính hơ hấp nấm men giảm nhiệt độ xuống thấp, - cường độ hô hấp 5°C 1/5 30°C Nhiệt độ có liên quan với độ hòa tan oxy, nhiệt độ cao lượng oxy hòa tan mơi trường thấp pH: - pH tối thích để tăng sinh khối 4,2 – 5,4 - pH thích hợp để lên men tạo cồn 3,8 – 4,2 - Nếu pH thấp tốc độ phát triển nấm men bị ức chế - pH < hay pH > 7,5 nấm men bị ức chế ngừng phát triển Oxy: Cung cấp liên tục, 50-80 m3/g/m3 môi trường - Lượng oxy cho vào tốc độ nhanh lượng tế bào tích tụ lớn, tổn thất đường trình lên men rượu hay sản phẩm phụ khác tạo thành - Thiếu oxy nấm men chuyển qua tạo cồn sản phẩm phụ khác Thời gian: 12-16 - Thu sinh khối sớm  hiệu suất không cao - Thu sinh khối muộn  tạo sản phẩm thứ cấp Nồng độ chất áp suất thẩm thấu môi trường: - Áp suất thẩm thấu môi trường phụ thuộc vào hàm lượng đường - chất hòa tan khác Độ chênh lệch áp suất thẩm thấu tế bào mơi trường ni lớn tích tụ sinh khối nấm men nhanh Câu 2: Vai trò nguồn dinh dưỡng tế bào nấm men Môi trường dinh dưỡng cần thiết cho sinh trưởng phát triển nấm men phải chứa đầy đủ nghuyên tố vi lượng như: Fe, Cu, Mg, Zn, Ca, K, Cl…Ngồi phải kể đến chất khơng thể thiếu như: nước, cacbon, nitơ… Carbon: có giá trị lớn loại nấm men cần cho sinh tổng hợp thành phần tế bào, glucid, lipid, protein acid nucleic Carbon dùng cho nấm men cung cấp nguồn sau: - Các chất hữu có nguồn gốc glucid, loại đường tinh bột nấm men có khả đồng hóa hồn tồn glucose, fructose - maltose, có chủng đồng hóa galactose, sucrose Các polysaccharide (C6H12O6)n : chất cần thủy phân hồn tồn acid enzyme nấm men sử dụng Nitơ: cung cấp nguyên liệu cho tế bào để hình thành nhóm amin (- NH2-) nhóm imin (-NH-) để tổng hợp Protein hợp chất khác - Hợp chất nito hữu cơ, protein acid amin - Nguồn nito vô cơ, muối amon… Hợp chất nito nấm men đồng hóa tốt ure Các chất khống: tham gia vào trình vận chuyển vật chất qua màng thành tế bào, tham gia vào thành phần cấu tạo protein, enzyme, điều hòa pH mơi trường nuôi cấy vsv - Nếu nồng độ chất q q trình phát triển chậm lại, q nhiều áp suất thẩm thấu tăng, gây ức chế trình - sinh sản K2HPO4, KH2PO4, MgSO4.7H2O, MgSO4.4H2O, FeSO4.7H2O, ZnSO4.7H2O, CuSO4.5H2O, CaCl2 Các chất kích thích sinh trưởng: thường acid amin vitamin, tế bào nấm men sử dụng chất để tạo nguyên sinh chất - Nồng độ vitamin ảnh hưởng đến trình sinh trưởng - phát triển 0,01-0,1mg/l Các vitamin đóng vai trò quan trọng B3, B6, B7 Câu 3: Công nghệ sản xuất rượu - Lên men rượu trình sinh hóa phức tạp chuyển hóa đường - thành rượu có tham gia nấm men điều kiện kị khí Ngồi sản phẩm ethanol, q trình lên men tạo CO2, - glyxerin, rượu bậc cao, aldehyt, axit hữu cơ, sinh khối nấm men Sản phẩm ethanol dùng dạng chưng cất hay không chưng cất - loại chủ yếu: + Rượu trắng (hay gọi rượu cất/ ethanol) + Rượu mùi + Rượu vang Nguyên liệu sản xuất rượu chia làm nhóm: - Các chất giàu đường: rỉ đường, nước mía, củ cải đường, nước trái - chín… Tinh bột: từ loại ngũ cốc lúa mì, gạo, ngơ từ loại củ - khoai tây, khoai lang, khoai mì… Phức hợp lignocellulose từ gỗ: gỗ vụn, mạt cưa, phế thải nông, lâm nghiệp: rơm rạ, giấy in báo… Các phương pháp đường hóa tinh bột: - Phương pháp men thuốc bắc - Phương pháp maltaza Phương pháp amyloza (amylose) Phương pháp myco- malt Các phương pháp đường hóa: Các nguyên liệu chứa cellulose, hemicellulose đường hóa - acid nhiệt độ cao Các nguyên liệu chứa tinh bột đường hóa nhiều phương 2.1 - pháp khác Phương pháp amyloza: Nuôi mốc Rhizopus, Mucor PTN với dung tích 5-10 lít, - cấy vào thùng lên men hàng chục Mốc cấy vào dịch cháo ni theo phương pháp chìm  2.2 giai đoạn sinh hóa: tăng sinh khối, sinh tổng hợp enzyme amylaza - đường hóa tinh bột Sau cấy men cho lên men Khơng tốn thiết bị đòi hỏi kỹ thuật cao: yêu cầu vô trùng - tuyệt đối Phương pháp myco- malt: Đường hóa bàng chế phẩm nấm sợi Aspergillus chứa enzyme hay - gọi chế phẩm enzyme thơ Các chủng nấm mốc nuôi cấy theo phương pháp: nuôi cấy bề 2.3 - 2.4 - mặt (Asp.oryzae) ni cấy chìm (Asp.niger) Thời gian đường hóa: 24 - 40h Kết quả: hỗn hợp dextrin, maltose, glucose Dễ kiểm sốt q trình nhiên tốn thiết bị diện tích PP rút ngắn chu trình sản xuất (1/3 – ½ thời gian pp amyloose) Giai đoạn đường hóa: Nhiệt độ: 60 - 65°C (α- amylaza) 75°C (β- amylaza) Thời gian đường hóa: 1- 30 phút Kết thúc đường hóa: độ khơ > 16%, độ đường >80 g/l, độ acid 1,2 -1,7 g/l Sau đường hóa, hạ t = 30°C Vi sinh vật lên men rượu - Nấm mốc dùng pp myco- malt: Aspergillus oryzae, Asp.flavus, - Asp.niger, Asp.usami… - Mốc Rhizopus, Mucor dùng pp amyloza - Nấm mốc nuôi cấy theo pp bề mặt bề sâu - Nấm men chủ yếu giống Saccaromyces cerevisiae - Các chủng nấm men sản xuất phải có đặc điểm sau: + Có đầy đủ đặc điểm đặc trưng nấm men + Tốc độ phát triển mạnh, hoạt lực lên men cao + Lên men nhiều loại đường: saccaroza, glucoza, rafinoza + Chịu độ cồn cao: 10 – 12% + Thích nghi với điều kiện khơng thuận lợi môi trường - Nấm men lên men cần đạt số sau: + Số lượng tế bào nảy chồi 10-15% + Hàm lượng tế bào chết không 4% + Số lượng tế bào không thấp 120-140 triệu tb/ml + Khơng có loại VK tạp nhiễm Giai đoạn lên men rượu: - Dịch lên men có nồng độ đường 90-120g/l (12-14°Bx) - Cấy giống: 10% - Giai đoạn đầu thổi khí - T = 32-34°C - pH tối thích để tăng sinh khối 4,2-5,4 - pH thích hợp để lên men tạo cồn 3,8-4,2 - Thời gian lên men: 4-5 ngày - Kết thúc lên men: độ rượu 7-9%, đường sót 5g/l (khi lên men TB nấm men, TB nấm men sử dụng đường sót, hết TB nấm men phân hủy sản phẩm) Sau lên men rượu: - Dịch sau lên men  chưng cất thu rượu thô - Tinh chế: tách tạp chất khỏi rượu thô (trong công nghiệp sử dụng pp chưng luyện áp suất thấp p = 0,0525 atm)  rượu tinh khiết Các loại rượu bia chủ yếu: - Loại không chưng cất: + Bia: nguồn nguyên liệu malt (mầm lúa mạch) + Cider (cidre): nước ép trái táo + Vang (Vin, Wine): nho + Sake: gạo loại đặc biệt + Rượu cần: Gạo, nếp, bắp, khoai mì + Rượu nếp than: nếp than - Loại chưng cất: + Rượu đế (Vodka): gạo, nếp, khoai tây, khoai mì, bắp… + Rượu Whisky: bắp, lúa đại mạch + Rượu Rhum: mật rỉ đường + Cognac: nho Câu 4: Thịt Nguồn gây nhiễm VSV: - Từ bên ngồi bụi, da, lơng, kỹ thuật mổ, xẻ, trình bảo quản - 2.1 - - 2.2 - vận chuyển Từ bên trong: trước tiên vật bị bệnh, vật bị bệnh vsv qua máu vào thớ thịt Các dạng hư hỏng thịt: Hóa nhầy Lên men chua Sự thối rữa Sự ôi Sự mốc Sự biến đổi sắc tố Hóa nhầy: giai đoạn đầu q trình hư hỏng thịt Hiện tượng hóa nhầy xảy bề mặt thịt ta ướp lạnh nhiệt độ ẩm cao 90% Các VK thường thấy lớp nhầy: + Lactobacillus + Proteus + Pseudomonas + Achromobacter + Nấm men Tốc độ hóa nhầy phụ thuộc vào độ ẩm thịt nhiệt độ bảo quản Lên men chua: Do phát triển nhiều vsv yếm khí tạo acid hữu - Do vk lactic hoạt động mạnh tạo acid: butyric, axetic, formic gây chua làm cho thịt chất dinh dưỡng, thịt có màu xám có - mùi khó chịu, thời kỳ trước trình thối rữa Khi thịt bị chua nấm mốc phát triển mạnh làm tăng độ pH tạo - đkiện cho vsv gây thối rữa phát triển Các vsv thường thấy: + VK lactic + Một số loại nấm men + Nấm mốc + VK gây thối Sự thối rữa: Do hoạt động protease (có vk) phân giải Protein tạo thành - sản phẩm có mùi hôi thối NH3, indol, mercaptan Cảm quan: chất lượng thịt khơng tươi ngon, thịt có mãu xám, - 2.3 màu xanh xám hay màu đặc trưng vsv có sắc tố như: vàng, đỏ - tía… Thịt bị tính đàn hồi mềm nhũn Về mặt dd: lipid, protein bị thủy phân tạo thành chất khí có mùi - khó chịu sinh nhiều độc tố Độ pH thay đổi: từ acid yếu đến trung tính sau đến kiềm thủy phân tạo thành NH3 làm cho pH tăng kích thích vsv phát triển - mạnh làm cho thịt bị thối rữa Quá trình thối rữa xảy nhiệt độ từ 5°C trở lên 5°C - vsv gây thối rữa ngưng hoạt động hay bị chết Ở nhiệt độ bình thường từ 25-30°C vsv phát triển mạnh thịt dễ - bị thối rữa Các giai đoạn xảy trình thối rữa: + Gđ 1: bề mặt thịt mọc khuẩn lạc vsv thay đổi cảm quan chưa rõ ràng + Gđ 2: thấy rõ khuẩn lạc bề mặt thịt bị mềm, thịt bị thay đổi màu sắc mùi vị, pứ thịt ngả sang kiềm, bên thịt tốt + Gđ 3: vk phát triển mạnh thịt làm cho mô lk bị đứt - Protein bị phân hủy Các vk thường thấy: + VK hiếu khí: Proteus vulgaris, Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus, Bacillus megatherium + VK kỵ khí: Clostridium prtringens, Clost putrificum, Clost 2.4 - - 2.5 - - 2.6 - sporogens Sự (đọc thêm) Vk phân giải mỡ có khả làm tan mỡ, thúc đẩy nhanh trình oxh mỡ Các vk thường thấy: + Pseudomonas + Achromobacter Sự mốc (đọc thêm) Các nấm mốc thường thấy: + Murco + Penicillium + Aspergillus Kết quả: + Thịt bị nhớt, có màu đen xám + Có lơng tơ, có mùi mốc + Làm cho thịt giảm chất hòa tan, tăng tính kiềm phân hủy Protein Lipid tạo thành acid bay Sự biến đổi sắc tố (đọc thêm) Do loại vk sinh sắc tố phát triển bề mặt làm cho thịt biến đổi màu  thịt chuyển từ màu đỏ sang xám, nâu xanh lục - sản sinh chất oxh hydro sunfua vk Các vk thường thấy lạp xưởng, xúc xích đổi màu: + Lactobacillus + Leuconostoc Câu 5: Các dạng hư hỏng tôm Biến đỏ: - Khi tôm bị ươn thối kèm theo biến đỏ - Vỏ thịt chứa astaxanthin (màu xanh tím), bình thường kết hợp với - protein tạo phức bền Nhưng tác dụng nhiệt độ, phân hủy thịt tôm làm cho - phần protein bị tách bị oxh tạo thành astaxin có màu đỏ gạch Xảy tơm để 8-12 sau đánh bắt nhiệt độ 30-40°C Các vsv thường thấy: + Pseudomonas + Lactobacillus + Coryneformes Biến đen: Có thể nguyên nhân sau: Do vk lây nhiễm vào tôm, chúng pt thành khuẩn lạc màu đen Do tyrozin có tơm bị oxh tạo thành chất màu tối, tích tụ dần - tạo thành chất đen Do phenylalanin bị oxh tạo thành sợi, nhiều sợi tập hợp - - lại thành chất màu tối melanin Câu 6: Sữa Hệ vsv làm xấu sữa (các dạng hư hỏng sữa): - Sữa bị acid hóa: Streptococcus, Micrococcus, Lactobacillus - Sữa có mùi ơi: Bacterium fluorescens, nấm mốc có hệ enzyme - - - proteaza, lipase làm cho sữa có mùi thối Sữa có vị đắng: gồm Micrococcus, Monococcus Sữa có mùi xà phòng: Bacterium fluorescens, Bacterium lactis từ rơm, cỏ khô Sữa bị biến đổi màu sắc: + Sữa có màu xanh: Pseudomonas cyanogenes, Bacillus cyanogenes… + Sữa có màu vàng Sarcina, Saccharomyces… Sữa bị sủi bọt hoạt động nhiều vsv tạo thành bọt khí: nấm men vk đường ruột - Vsv gây bệnh sữa: + Nhóm 1: vsv gây bệnh lao, sẩy thai Brucella, nhiệt thán, lở mồm long móng, nhiễm độc Coli… + Nhóm 2: vsv gây bệnh người truyền qua sữa như: thương hàn, phó thương hàn, lỵ, thổ tả, nhiễm độc Streptpcoccus, - Staphylococcus… Sữa có thành phần vsv thay đổi theo thời gian bảo quản: 12h đầu: có vsv kiềm hóa gây thối rữa Sau 24h: vk bị vk Lactic kiềm chế Sau 72h: vk lactic bị vk chịu acid kiềm chế Giai đoạn cuối cùng, pH giảm xuống nấm men, nấm mốc xuất pt, chúng sử dụng acid trung hòa mơi trường sp kiềm phân hủy protein  Mơi trường thích hợp cho vsv thối rữa pt, tăng nhanh tốc độ phân hủy protein Câu 7: VSV gây bệnh thường gặp Staphylococcus: - Hình cầu, khơng tạo bào tử, gram(+) - t°opt = 37°C, pHopt = 6-7 - Tụ cầu có rải rắc khắp nơi tự nhiên: khơng khí, đất, nước, da, họng, mũi…và gây ngộ độc hình thành độc tố ruột (enterotoxin) Tiêu biểu số chúng Staphylococcus aureus (tụ - cầu vàng) Thời kỳ ủ bệnh ngắn, khoảng 3h Thời kỳ phát bệnh, bệnh nhân cảm thấy chóng mặt, buồn nơn nơn mửa dội, đau bụng quằn quại tiêu chảy, đau đầu, mạch nhanh, t° bình thường - sốt nước Bệnh khỏi hoàn toàn sau 1-2 ngày, tử vong Tụ cầu bền với nhiệt Tuy nhiên độc tố tụ cầu lại chịu t° cao Muốn khử độc tố tụ cầu phải đun sơi thức ăn 2h - Salmonella: Trực khuẩn gram(-), không tạo bào tử, hiếu khí kỵ khí tùy tiện Có tiên mao (trừ S.gallinarum) Kích thước TB: 0,5-3μm Vào thể từ phân người, động vật lông vũ, từ người bệnh t°opt = 37°C (5-45°C), pHopt = 7,6 (4-9) Gây tiêu chảy, ói mửa, buồn nôn, chủng Sal.typhy, Sal.paratyphi gây - sốt thương hàn Khả chịu nhiệt vk kém: 50°C 1h; 70°C 15 - - - phút 100°C vòng phút Biện pháp để phòng chống ngộ độc Salmonella là: + Bảo đảm thời gian cất giữ thức ăn chế biến nguyên liệu + Ướp lạnh để bảo quản thức ăn nguyên liệu + Đun sôi thức ăn trước ăn biện pháp phòng bệnh tích cực hiệu Bacillus: Trực khuẩn gram(+), sinh bào tử, kỵ khí tùy ý Tăng trưởng khoảng nhiệt độ 5-50°C, t° tối ưu 35-40°C Xâm nhập vào sữa, thịt, rau quả, hỗn hợp gia vị, sản phẩm khô Tác hại: gây tiêu chảy, nôn mửa  ... nguyên sinh chất - Nồng độ vitamin ảnh hưởng đến q trình sinh trưởng - phát triển 0,01-0,1mg/l Các vitamin đóng vai trò quan trọng B3, B6, B7 Câu 3: Cơng nghệ sản xuất rượu - Lên men rượu q trình sinh. .. tăng, gây ức chế trình - sinh sản K2HPO4, KH2PO4, MgSO4.7H2O, MgSO4.4H2O, FeSO4.7H2O, ZnSO4.7H2O, CuSO4.5H2O, CaCl2 Các chất kích thích sinh trưởng: thường acid amin vitamin, tế bào nấm men sử... lớn tích tụ sinh khối nấm men nhanh Câu 2: Vai trò nguồn dinh dưỡng tế bào nấm men Môi trường dinh dưỡng cần thiết cho sinh trưởng phát triển nấm men phải chứa đầy đủ nghuyên tố vi lượng như: