Vi sinh học thực phẩm

Ngày nay, vi sinh vật được ứng dụng rất phổ biến trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội, từ y tế, nông nghiệp, công nghiệp,…đến sản xuất thực phẩm, v.v…. Chúng xuất hiện ở khắp mọi nơi, đóng vai trò quan trọng và là hướng đi mới đầy hiệu quả cho bất kỳ lĩnh vực nào mà chúng được ứng dụng. Công nghệ vi sinh có thể là bước nhảy vọt làm thay đổi cuộc sống của chúng ta ở một tương lai không xa.Đối với ngành thực phẩm, vi sinh vật có ứng dụng từ lâu đời và rông khắp trong việc tạo ra các sản phẩm thực phẩm có giá trị cao về dinh dưỡng, về cảm quan trước cả khi con người thật sự phát hiện ra mối quan hệ giữa thực phẩm và vi sinh vật vào những năm 1800. Kể từ đó về sau, vi sinh vật thực phẩm như một bộ phận không thể tách rời của ngành thực phẩm vì những vai trò to lớn mà chúng đóng góp.Tuy nhiên, bên cạnh những ứng dụng và hiệu quả mà vi sinh vật mang lại cho các sản phẩm thực phẩm, thì vi sinh vật cũng là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây hư hại cho thực phẩm. Bởi vậy, việc hiểu biết về các tác hại, ngăn chặn và ức chế những ảnh hưởng xấu của vi sinh vật gây ra đối với thực phẩm là một nhiệm vụ hàng đầu của ngành bảo quản thực phẩm nói chung và những sinh viên ngành thực phẩm nói riêng.Do vi sinh vật. Các nguyên liệu thực phẩm và các sản phẩm thực phẩm nếu không được bảo quản cẩn thận thì rất dễ bị hư hỏng bởi nhiều tác nhân khác nhau từ đó giảm chất lượng của sản phẩm, giảm giá trị dinh dưỡng mà thực phẩm mang lại và thậm chí các sản phẩm ngày có thể trở nên độc hại đối với người sử dụng. Sự hư hỏng thực phẩm xảy ra chủ yếu do một số nguyên nhân sau:

Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông Mục Lục Nhiệm vụ thành viên nhóm .4 Khái quát đề tài 2.1 Các yếu tố gây hư hại thực phẩm .5 2.1.1 Do vi sinh vật 2.1.2 Do enzyme nội 2.1.3 Ảnh hưởng từ môi trường 2.2 Các biện pháp ức chế vi sinh vật thực phẩm Đặc điểm phương pháp hóa học ức chế vi sinh vật thực phẩm .7 3.1 Chất bảo quản 3.1.1 Định nghĩa chất bảo quản 3.1.2 Yêu cầu với chất bảo quản 3.1.3 Các chất bảo quản dùng bảo quản 3.2 Điều chỉnh pH 14 3.2.1 Ảnh hưởng pH 14 3.2.2 Cơ chế .14 3.2.3 Phương pháp 15 3.2.4 Một số acid dùng để điều chỉnh pH 17 3.3 Sử dụng tinh dầu ức chế vi sinh vật 19 3.3.1 Giới thiệu tinh dầu 19 3.3.2 Cơ chế tác động .20 3.3.3 Khả ức chế vi sinh vật số loại tinh dầu 21 3.3.4 Những khó khăn việc ứng dụng tính kháng khuẩn tinh dầu bảo quản thực phẩm: 23 Câu hỏi ôn tập .24 Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông Tài liệu tham khảo 26 Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông Mở Đầu Ngày nay, vi sinh vật ứng dụng phổ biến nhiều lĩnh vực đời sống xã hội, từ y tế, nông nghiệp, công nghiệp,…đến sản xuất thực phẩm, v.v… Chúng xuất khắp nơi, đóng vai trò quan trọng hướng đầy hiệu cho lĩnh vực mà chúng ứng dụng Cơng nghệ vi sinh bước nhảy vọt làm thay đổi sống tương lai không xa Đối với ngành thực phẩm, vi sinh vật có ứng dụng từ lâu đời rông khắp việc tạo sản phẩm thực phẩm có giá trị cao dinh dưỡng, cảm quan trước người thật phát mối quan hệ thực phẩm vi sinh vật vào năm 1800 Kể từ sau, vi sinh vật thực phẩm phận tách rời ngành thực phẩm vai trò to lớn mà chúng đóng góp Tuy nhiên, bên cạnh ứng dụng hiệu mà vi sinh vật mang lại cho sản phẩm thực phẩm, vi sinh vật nguyên nhân hàng đầu gây hư hại cho thực phẩm Bởi vậy, việc hiểu biết tác hại, ngăn chặn ức chế ảnh hưởng xấu vi sinh vật gây thực phẩm nhiệm vụ hàng đầu ngành bảo quản thực phẩm nói chung sinh viên ngành thực phẩm nói riêng Được phân cơng GVHD, với đề tài “Đặc điểm phương pháp hóa học sử dụng ức chế vi sinh vật thực phẩm” Nhóm 14 chúng em sâu tìm tòi kiến thức mà đề tài yêu cầu tổng hợp lại báo cáo Hy vọng, với nỗ lực nghiêm túc thành viên nhóm 14 dạy tận tình GVHD, thầy Liêu Mỹ Đông, báo cáo tài liệu hữu ích để bạn lớp hiểu đề tài “ Đặc điểm phương pháp hóa học sử dụng ức chế vi sinh vật thực phẩm” Cuối cùng, người biên tập báo cáo-nhóm trưởng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thành viên nhóm 14 nỗ lực cao để hồn thành báo cáo cách tốt Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông Nhiệm vụ thành viên nhóm Khái quát đề tài 2.1 Các yếu tố gây hư hại thực phẩm Các nguyên liệu thực phẩm sản phẩm thực phẩm không bảo quản cẩn thận dễ bị hư hỏng nhiều tác nhân khác từ giảm chất lượng sản phẩm, giảm giá trị dinh dưỡng mà thực phẩm mang lại chí sản phẩm ngày trở nên độc hại người sử dụng Sự hư hỏng thực phẩm xảy chủ yếu số nguyên nhân sau: 2.1.1 Do vi sinh vật Các vi sinh vật nguyên nhân hàng đầu chủ yếu gây hư hỏng cho thực phẩm sản phẩm thực phẩm Vi sinh vật gây hư hỏng chủ yếu vi khuẩn, sau đến nấm mốc, nấm men số lồi tảo, kí sinh trùng,virut,…Khi xâm nhập vào thực phẩm, ban đầu chúng phát triển mặt số lượng, q trình đó, chúng tiết sản phẩm thải, làm biến đổi màu sắc, trạng thái, mùi vị thực phẩm dẫn đến hư hỏng giảm chất lượng thực phẩm Động vật Đất Tự nhiên Nước Khơng khí Con đường lây nhiễm vi sinh vật thực phẩm Quá trình chế biến Kí chủ trung gian Sơ đồ đường lây nhiễm vi sinh vật thực phẩm Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông 2.1.2 Do enzyme nội Một số vi khuẩn có thực phẩm khơng gây ngộ độc thực phẩm q trình sống chúng, chúng lại tiết enzyme phân giải thành phần thực phẩm Đồng thời với enzyme vi khuẩn enzyme có sẵn thân thực phẩm kích hoạt tham gia phản ứng phân hủy làm tăng tốc độ hư hỏng thực phẩm 2.1.3 Ảnh hưởng từ môi trường  Nhiệt độ: Nhiệt độ khoảng 30 đến 35 độ C khoảng nhiệt độ mà đa số vi sinh vật enzyme hoạt động mạnh nhất, hoạt động sinh lý, sinh hóa diễn mạnh mẽ Nên để thực phẩm nhiệt độ thường thực phẩm nhanh bị hư hỏng  Độ ẩm: Độ ẩm môi trường thấp làm giảm phần lớn hoạt động vi sinh vật gây thối rửa lại làm tăng bay nước thực phẩm làm ảnh hưởng lớn đến cấu trúc thực phẩm gây tượng co nguyên sinh dẫn đến rối loạn trao đổi chất khả đề kháng với tác động bên  Khơng khí ánh sáng: Ngồi yếu tố trên, khơng khí ánh sang tác nhân gây hư hỏng thực phẩm nghiêm trọng làm nước thực phẩm, đặc biệt thực phẩm tươi rau, củ, Làm giảm hàm lượng dinh dưỡng, vitamin, khoáng chất,…trong thực phẩm 2.2 Các biện pháp ức chế vi sinh vật thực phẩm Có nhiều phương pháp bảo quản thực phẩm nhằm hạn chế tác nhân xấu từ vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm Các phương pháp chia làm nhóm chính:  Các phương pháp vật lý  Các phương pháp hóa học Tùy theo điều kiện bảo quản, mục đích bảo quản, loại thực phẩm cần bảo quản,…mà áp dụng phương pháp khác để bảo quản thực phẩm Nhưng mục đích cuối phương pháp ức chế vi sinh vật gây ảnh hưởng xấu thực phẩm đảm bảo tính an Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đơng tồn cho thực phẩm sức khỏe người sử dụng Báo cáo sau tìm hiểm phương pháp hóa học ức chế vi sinh vật gây hại thực phẩm Đặc điểm phương pháp hóa học ức chế vi sinh vật thực phẩm 3.1 Chất bảo quản 3.1.1 Định nghĩa chất bảo quản Chất bảo quản hóa chất tự nhiên hay tổng hợp thêm vào sản phẩm thực phẩm, dược phẩm, sơn, mẫu phẩm sinh học v.v để ngăn ngừa làm chậm lại thối rữa, hư hỏng gây phát triển vi sinh vật hay thay đổi không mong muốn mặt hóa học 3.1.2 Yêu cầu với chất bảo quản Một chất xem chất bảo quản thực phẩm phải bắt buộc có yêu cầu sau nhằm mục đích đảm bảo an tồn cho người sử dụng đảm bảo tác dụng bảo vệ:  Phải có tính kháng khuẩn, kháng nấm mốc kháng nấm men mạnh phải có tính chất chống oxy hoá xảy bảo quản chế biến lương thực, thực phẩm  Không gây độc cho người gia súc  Không làm thay đổi hay làm thay đổi tính chất hố lý, cảm quan thực phẩm  Không tạo phản ứng phụ, sản phẩm độc hại thực phẩm  Các chất bảo quản thường sử dụng dạng hòa tan việc hòa tan giúp q trình bảo quản có tác dụng nhanh Nhưng k phải chất dạng hòa tan  Các chất bảo quản làm thay đổi yếu tố môi trường, ức chế phát triển vi sinh vật Chất bảo quản tác động đến hệ thống protein cấu trúc, enzyme tham gia vào trình trao đổi chất, tiêu diệt hay ức chế phát triển vi sinh vật Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông 3.1.3 Các chất bảo quản dùng bảo quản Hiện nay, phát nhiều loại hóa chất dùng để bảo quản nguyên liệu bảo quản thực phẩm chế biến có hiệu quả, đa số loại chất bảo quản đặc biệt kết hợp bảo quản với nhiệt độ thấp  Sulfurous dioxide (SO2)  Là chất sát khuẩn mạnh môi trường axit ví có hiệu rau nồng độ 0,12 đến 0,2% thực phẩm  Khí SO2 ảnh hưởng đến q trình oxy hóa tế bào vi sinh vật, đồng thời có tác dụng tương hỗ với nhóm cacboxyl hợp chất đặc biệt có thành phần chất nguyên sinh, làm thay đổi trạng thái lý, hóa học chất nguyên sinh  Phương pháp sử dụng:  Phương pháp sunfit hóa ướt : cho trực tiếp SO2 vào rau chuyển SO2 thành H2SO3 nước lạnh với nồng độ 4,5% đến 5,5% trộn với thực phẩm dạng lỏng  Phương pháp sunfit hóa khơ : cho đựng vào thùng kín có chứa SO2  Dạng sử dụng: khí SO2, acid sulfurous (H2SO3), loại muối Natri bisulfite NaHSO3, Kali bisulfite KHSO3, Canxi bisulfile Ca(SO3)2, Natri sulfite Na2SO3, Kali sulfite K2SO3  Không dùng hợp chất SO2 để bảo quản thịt, ngũ cốc, đậu đỗ, sữa  Ozon (O3)  Khí ozone chất an toàn với hầu hết loại thực phẩm có khả khử trùng, khử khuẩn mạnh mẽ, sử dụng để kiểm soát khả sinh trưởng vi sinh vật, vi khuẩn không mong muốn sản phẩm thiết bị sử dụng ngành công nghiệp chế biến thực phẩm Ngồi ra, khí ozone khơng tạo chất phụ có hại cho sức khỏe người sau trình bảo quản thực phẩm nên cho nguyên liệu tất yếu bảo quản thực phẩm Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đơng  Ở dạng lỏng, dung dịch ozone sử dụng khử trùng thiết bị y tế, xử lý nước số thực phẩm Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông  Nhiều loại trái rau sản xuất ethylene – khí làm tăng tốc q trình chín trái Ozone có tác dụng oxy hóa nhanh chóng ethylene  Ứng dụng phổ biến sử dụng ozon bảo quản thực phẩm:  Bảo quản loại rau, củ khoai tây, cà rốt, su hào; trái táo, cam, quýt, lê  Bảo quản trứng kho lạnh  Xử lý nước sản xuất nước tinh khiết, nước uống đóng chai, nước khống  Bảo quản cá, thịt loại hải sản tươi sống  Các thực phẩm cần bảo quản lạnh nói chung Máy bảo quản thực phẩm khí ozon  Phương pháp ứng dụng ozon  Khí ozone sử dụng khắp nhà kho lạnh mức thấp Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông  Nước khử trùng ozone sử dụng đóng gói thủy hải sản tươi sống kéo dài độ tươi thực phẩm mà không cần dùng hóa chất độc hại 10 Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông  Acid sorbic (C5H7COOH)  Dạng thường sử dụng làm chất bảo quản là: acid sorbic, sorbate natri, sorbate calci, sorbate kali  Acid sorbic kali sorbat có tác dụng ức chế nấm mốc nấm men, có tác dụng với vi khuẩn Acid sorbic ảnh hưởng tới protein màng tế bào nấm mốc, gây ảnh hướng đến trình vận chuyển ion âm qua màng: làm chuyển đổi pH bên tế bào, thay đổi vận chuyển acid amin; làm giảm sinh tổng hợp protein thay đổi tích lũy nucleotide tế bào  Acid sorbic ảnh hưởng tới hoạt tính enzyme enzyme dehydrogenase  Sử dụng cho bảo quản sản phẩm làm nguyên liệu cho chế biến: bảo quản rau cho muối chua, sữa làm sữa chua  Acid benzoic, muối benzoat (C6H5COOH, C6H5COONa)  Ức chế mạnh nấm men nấm mốc, có tác dụng yếu vi khuẩn.Tác động lên màng tế bào nấm, ức chế trình hơ hấp tế bào, ức chế q trình oxy hóa glucose pyruvate, ức chế q trình biến dưỡng hợp chất đa lượng (N, P,…) sinh vật  Tác dụng bảo quản Acid benzoic Natri benzoat xảy môi trường acid, pH=2,5-3,5  Nồng độ acid benzoic sử dụng thực phẩm: 0,05-0,15% 15 Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đơng  Nồng độ benzoat sản phẩm có tác dụng bảo quản 0,07-0,1%  Acid benzoic sử dụng nhiều bảo quản trái rau Nếu sử dụng nồng độ cao làm thay đổi mùi vị sản phẩm, ảnh hưởng tới thận người sử dụng  Dùng benzoic benzoat bảo quản sản phẩm làm cho sản phẩm bị thâm đen, dễ nhận biết dư vị, làm giảm tiêu cảm quan sản phẩm  Liều gây chết người: 500 mg/kg  Axit ascorbic (Vitamin C)  Axit ascorbic dùng thực phẩm dạng kết tinh màu trắng 1g tan 3,5ml nước hay 30ml etanol , không tan dầu mỡ  Muối Natri ascorbat dùng thực phẩm phải dạng kết tinh màu trắng , không mùi, g tan 2ml nước  Cơ chế tác dụng:  Axit ascorbic dùng làm để ức chế biến chất ( sẫm màu ) hoa cắt gọt , mứt nước không xử lý SO2  Natri ascorbat dùng làm chất chống oxi hóa cho thịt đóng thùng , làm chất chống oxi hóa cho hoa đóng chai, làm chất chống oxi hóa chế biến gia vị  Nếu dùng 6000mg/ngày bị ngộ độc gây tượng : nôn mửa, tiêu chảy đỏ mặt , nhức đầu ,  Ướp muối ướp đường  Sử dụng đường hay muối bảo quản thực phẩm làm gia tăng áp xuất thẩm thấu môi trường, tạo áp suất thẩm thấu cao  nước tế bào thấm khỏi màng tế bào chất gây tượng co nguyên sinh; đồng thời tế bào vi sinh vật hấp thu chất dinh dưỡng, làm ức chế hoạt động phát triển vi sinh vật  Sử dụng nồng độ muối từ 5-20% 30%, nồng độ đường 50-60%  Thường ứng dụng sản phẩm mứt trái cây, cá muối , thịt muối, 16 Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông 3.2 Điều chỉnh pH 3.2.1 Ảnh hưởng pH pH môi trường có ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng vi sinh vật Các ion H+ OH- hai ion hoạt động lớn số tất loại ion Những biến đổi nhỏ nồng độ chúng ảnh hưởng mạnh đến tế bào Nó khơng ảnh hưởng mạnh mẽ đến sinh trưởng mà tác động sâu sắc đến trình trao đổi chất vi sinh vật, pH thay đổi làm điện tích màng tế bào chất thay đổi, dẫn đến thay đổi tính thẩm thấu màng Ngồi ra, pH ảnh hưởng đến phân ly phân tử chất dinh dưỡng, làm thay đổi khả hấp thụ chúng vào tế bào Mặt khác, pH phần làm ức chế chức enzyme thành tế bào làm biến đổi trạng thái ổn định hoạt động enzyme Mỗi loài vi sinh vật có khoảng pH thích hợp pH tối thiểu khác cho sinh trưởng phát triển: nhiều nấm mốc mọc pH = – 4,5; nấm men pH = – 4,5; vi khuẩn gây bệnh vi khuẩn thối rữa thường phát triển tốt mơi trường trung tính mơi trường kiềm, mơi trường acid bị ức chế, chí bị chết Vì vậy, thay đổi pH môi trường bảo quản sản phẩm để ức chế vi khuẩn gây thối gây bệnh 3.2.2 Cơ chế Cơ chế diệt khuẩn pH giải thích theo hai hướng sau:  pH ảnh hưởng tới hoạt động enzyme, hai enzyme decarboxylase desaminase  Giá trị pH môi trường ảnh hưởng đến tích điện protein màng tế bào, từ ảnh hưởng đến khả vận chuyển thức ăn vào màng tế bào Khi ức chế vi sinh vật acid hữu yếu, phân tử không phân ly ưa lipid, xâm nhập vào tế bào phân ly để tạo thành H + tế bào chất Điều gây giảm pH nội bào, hậu phá hủy gradient proton phía bên phía bên tế bào làm lực chuyển dời proton (PMF) khả phát sinh lượng tế bào Từ làm ảnh hưởng đến hoạt động enzyme acid nucleic tế bào, 17 Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông làm thay đổi trạng thái tích điện màng tế bào dẫn đến rối loạn trình trao đổi chất làm cho tế bào bị chết 3.2.3 Phương pháp Có nhiều cách làm thay đổi pH pH acid làm ức chế vi sinh vật gây thối rữa nên người ta thường dùng acid để bảo quản ngâm dấm, muối chua rau quả…  Ngâm dầm dấm: Có thể dùng acid hữu acid acetic, acid citric, acid tartaric,… hay dùng acid acetid Vì vậy, phương pháp gọi phương pháp ngâm dấm pH thấp 2,3 – 2,5, tương đương với nồng độ acid 1,7 – 2%, nhiều loài vi khuẩn gây thối rữa không phát triển Nhưng nhiều nấm men, đặc biệt nấm mốc phát triển, đồng thời đồng hóa acid acetic thành CO nước, làm giảm độ chua, tăng pH tạo điều kiện cho vi sinh vật khác phát triển làm hư hỏng sản phẩm Sản phẩm ngâm dấm không để lâu Muốn giữ lâu phải kết hợp đóng hộp, tiệt trùng để nhiệt độ thấp Sản phẩm ứng dụng kĩ thuật ngâm dầm dấm 18 Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông  Muối chua Thực chất trình lên men lactic số sản phẩm muối dưa chua từ số rau, nem chua từ thịt nạc, mắm chua từ tơm cá… Trong q trình muối chua người ta cho vào thực phẩm đường, muối Vi khuẩn lactic lên men đồng hình dị hình làm chua sản phẩm, pH hạ xuống làm ức chế vi khuẩn gây thối Muối chua hay lên men chua biện pháp bảo quản thực phẩm hiệu Ngoài lên men lactic dùng lên men sữa chua, cất giữ cỏ cho trâu bò, sản xuất bánh mì,… Ngày nay, vi khuẩn lactic chủng dùng cho sản phẩm lên men như: muối chua bắp cải, muối chua dưa chuột, táo, làm nem chua…Tuy nhiên, số loài vi sinh vật, đặc biệt loài chịu acid nhiều loài nấm mốc, phát triển pH mơi trường thấp, dùng acid làm nguồn cacbon acid lactic bị phân hủy, độ chua môi trường giảm tạo điều kiện cho nhiều vi sinh vật khác phát triển, dẫn tới làm hư hỏng thực phẩm Các sản phẩm muối chua 19 Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông 1.1.1 Một số acid dùng để điều chỉnh pH  Acid acetic Acid acetic muối chúng sử dụng rộng rãi chất tạo acid cho thực phẩm gây ức chế vi sinh vật Ở pH = acid acetic ảnh hưởng đến Bacillus, Clostridium vi khuẩn Gram(-) Ở pH = ảnh hưởng nhiều đến vi khuẩn Gram(+) Ở pH = 4,1 ức chế Aspergillus niger Ở pH = 3,9 ức chế Saccharomyces cerevisiae Ở pH = 3,5 có tác dụng tốt với A.niger Rhizopus nifricans, với nồng độ 0,8 – 1% có khả ức chế S.cerevisiae, S.ellipsoideus Pennicillium glaucum Acid acetic ứng dụng thực phẩm chế biến đồ hộp, rau,  Acid lactic: Trong công nghệ thực phẩm acid lactic sử dụng chất bảo quản chất tạo mùi Có hoạt lực ức chế Bacillus coagulans dịch cà chua mạnh gấp lần acid propionic, acid acetic, acid citric với liều lượng – 8μm Ở pH = có tác dụng ức chế vi khuẩn tạo bào tử lại tác dụng yếu nấm men nấm mốc Staphylococcus aureus bị ức chế từ 90 – 99% 12 pH = 4,6 4,9 Sản phẩm lên men lactic 20 Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông  Acid propionic: Acid propionic sản xuất từ vi khuẩn Propionibacterium freudenreiichi Acid propionic – 12% ức chế phát triển nấm mốc Một số nấm men, vi khuẩn Gram(-) bị ức chế Ở pH = muối propionate ức chế vi khuẩn tạo bào tử Bacillus subtilis Acid propionic thường dùng để bảo quản thịt, cá Ảnh minh họa  Acid fumaric: Acid fumaric ester chúng monomethyl, dimethyl, ethyl với liều lượng 0,125% ức chế vi khuẩn gây phồng đồ hộp Clostridium botulinum 56 ngày 30 độ C Ảnh minh họa 21 Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông  Acid citric: Không sử dụng trực tiếp chất chống khuẩn, chúng có khả chống số nấm mốc vi khuẩn Acid citric với liều lượng 0,75% làm giảm phát triển Aspergillus paraciticus làm giảm khả sinh tổng hợp độc chất Staphylococcus aureus bị ức chế 90 – 99% 12 pH = 4,7 4,5 1.2 Sử dụng tinh dầu ức chế vi sinh vật Để tránh công loại vi sinh vật thực phẩm người sản xuất thường sử dụng chất bảo quản hóa học Những chất ngày hoạt động hợp chất kháng sinh ức chế tăng trưởng vi sinh vật khơng mong muốn Tuy nhiên, khía cạnh an tồn loại chất bảo quản khơng đảm bảo Chúng xem nguyên nhân gây ung thư độc tố sót lại thực phẩm sử dụng Chính để tìm hợp chất kháng khuẩn có nguồn gốc tự nhiên khơng bảo quản thực phẩm mà an tồn cho người sử dụng vấn đề cấp thiết Và việc sử dụng loại tinh dầu chất bảo quản tự nhiên hướng nhiều nhà khoa học nghiên cứu 3.2.4 Giới thiệu tinh dầu  Tinh dầu loại chất lỏng chứa hợp chất thơm dễ bay có mùi thơm đặc trưng  Tinh dầu thu từ nguyên liệu thực vật trình chiết nước, chưng cất khô,ép lạnh từ cây; thân cây;hoa; vỏ quả; vỏ rễ cây; từ phân khác thực vật Phương pháp khác để tách chiết tinh dầu tách chiết dung môi  Về thành phần hóa học tinh dầu chứa terpen- Terpen có cấu trúc hóa học chung (C10H16)n –và dẫn xuất chứa oxi terpen rượu, aldehyde,ester,… 22 Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông  Tinh dầu sử dụng nhiều kỷ dùng y học, nước hoa, mỹ phẩm, làm hương liệu ngành thực phẩm  Ngành công nghiệp thực phẩm chủ yếu sử dụng loại tinh dầu hương liệu, bên cạnh khả kháng sinh tự nhiên chúng để bảo quản thực phẩm tiềm lớn Tuy vậy, ứng dụng loại tinh dầu chất bảo quản thực phẩm đòi hỏi kiến thức sâu rộng tinh dầu, tức nồng độ tối thiểu ức chế (MIC), phạm vi ảnh hưởng, chế tác động, ảnh hưởng thành phần thực phẩm đặc tính kháng khuẩn tinh dầu 3.2.5 Cơ chế tác động  Bản chất kị nước tinh dầu cho phép chúng xâm nhập vào tế bào vi khuẩn gây thay đổi cấu trúc chức tế bào Cơ chế hoạt động tinh dầu bao gồm suy thoái tế bào, làm tổn hại đến màng tế bào chất, làm hư hỏng protein màng tế bào, tăng tính thấm dẫn đến rò rỉ thành phần tế bào,…  Mức độ ảnh hưởng khác vi khuẩn gram dương vi khuẩn gram âm  Cấu trúc thành tế bào vi khuẩn gram dương cho phép phân tử kị nước dễ dàng thâm nhập vào tế bào hoạt động thành tế bào tế bào chất  Các vi khuẩn gram âm có cấu tạo phức tạp có lớp màng ngồi(OM) nằm bên lớp peptidoglycan mỏng OM peptidoglycan liên kết chặt chẽ với điều không cho phép lối vào phân tử kỵ nước 23 Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông dễ dàng vi khuẩn gram dương tinh dầu có khả ảnh hưởng đến tăng trưởng tế bào vi khuẩn gram âm  Cơ chế tác động tinh dầu phụ thuộc vào thành phần hóa nồng độ hợp chất tinh dầu, nồng độ cao chúng can thiệp vào enzyme tham gia vào việc sản xuất lượng nồng độ cao làm biến tính protein,hoạt tính kháng khuẩn chế độc đáo loạt phản ứng tác động lên toàn tế bào vi khuẩn 3.2.6 Khả ức chế vi sinh vật số loại tinh dầu  Tinh dầu nghệ vàng:  Các loại tinh dầu khác tinh dầu tách chiết từ nghệ vàng có nhiều thành phần chủ yếu chúng có chất mono sesquiterpenes hợp chất chứng minh có hoạt tính kháng khuẩn Ví dụ, tinh dầu nghệ ức chế trực khuẩn lao nồng độ 1µl  Hoạt tính ức chế phần, ức chế hoàn toàn phát triển vi sinh vật Phổ kháng khuẩn ức chế tinh dầu rộng  Sự hư hỏng hoa kho chứa vấn đề phổ biến nước nhiệt đới Khí hậu nhiệt đới với nhiệt độ độ ẩm cao, điều kiện thuận lợi để loại nấm phát triển, làm hỏng hoa mà chưa có biện pháp thiết thực không gây độc hại để ngăn cản hư hỏng loại hoa kho chứa  Một số nghiên cứu cho thấy, tinh dầu nghệ độc loại nấm làm hỏng nông sản kho Phụ thuộc vào loại nấm, ức chế phát triển chúng dao động từ 36%-77% Aspergillus flavus, Fusarium semitectum, Colletotrichum gloeospporioides C musae loại mẫn cảm bị ức chế phát triển 70% 24 Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đơng  Tinh dầu tía tơ:  Tinh dầu tía tơ từ lâu người khai thác sử dụng vào nhiều mục đích khác Loại tinh dầu chứa số thành phần chủ yếu perillaldehyde, limonene, ápinene, a-caryophyllene, linalool perilla alcohol,…  Perillaldehyd citral có tác dụng kháng khuẩn kháng nấm Các hợp chất perillaldehyde, phenylpropanoid,… tinh dầu tác dụng ức chế loại vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm như: Sallmonella, tụ cầu khuẩn, trực khuẩn lị, trực khuẩn đại tràng  Tinh dầu nguyên chất ức chế hoàn toàn chủng vi khuẩn gram dương nghiên cứu Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Streptococcus feaium (vi khuẩn không mọc toàn đĩa thạch) ức chế hoàn toàn chủng vi khuẩn gram âm nghiên cứu P fluorescens  Nồng độ tinh dầu tối thiểu ức chế phát triển chủng vi khuẩn nghiên cứu chủ yếu nằm dãy nồng độ tinh dầu thử nghiệm, từ 1.024 - 4.096 µg/ml  Tinh dầu tỏi:  Tỏi không dùng làm gia vị hầu hết nấu, xào để tăng thêm mùi vị ăn nhờ mùi thơm đặc trưng Dung dịch nước chiết xuất từ tỏi có tác dụng kháng khuẩn tốt  Có khả chống lại loại vi khuẩn như: Staphylococcus aureus Samonella typhi, Bacillus subtilis 25 Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông  Tinh dầu sả:  Sả không loại gia vị có mùi thơm dễ chịu sử dụng nhiều ăn mà có tác dụng chống vi trùng kháng khuẩn  Đặc biệt dịch tiết từ sả có tác dụng kháng khuẩn tốt vi khuẩn gram dương gram âm như: Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, nấm Aspergillus niger, Steptococcus pnuemonia  Tuy nhiên việc nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn tỏi, sả Việt Nam chưa quan tâm nhiều nghiên cứu hoạt chất kháng khuẩn tỏi đưa vào chăn nuôi để chửa bệnh cho gia cầm gia súc Riêng với sả chưa có nghiên cứu lĩnh vực cơng bố  Do có cơng dụng tuyệt vời nên việc nghiên cứu đặc tính kháng khuẩn từ tỏi, sả đưa chúng vào thực phẩm nói chung bảo quản thực phẩm nói riêng quan tâm 3.2.7 Những khó khăn việc ứng dụng tính kháng khuẩn tinh dầu bảo quản thực phẩm:  Trở ngại cho việc sử dụng tinh dầu làm chất bảo quản thực phẩm chúng thường khơng đủ mạnh để ức chế hồn tồn vi sinh vật với liều lượng gây hiệu ứng cảm quan tiêu cực bổ sung đủ lượng cung cấp cho hiệu ứng kháng khuẩn  Trong nhiều sản phẩm thực phẩm thành phần kị nước tinh dầu bị suy giảm tương tác chúng với thành phần có thực phẩm như: chất béo, tinh bột, protein  Hơn tiềm kháng khuẩn tinh dầu phụ thuộc vào độ pH, Nhiệt độ, mật độ vi sinh vật  Ví dụ: tinh dầu rau mùi có hoạt tính kháng khuẩn đáng để 0.018% ống nghiệm áp dụng cho mơ hình giăm bơng chí 6% tinh dầu mùi khơng có hoạt tính kháng khuẩn  Giá thành tinh dầu nguyên chất cao so với chất bảo quản hóa học  Mỗi loại tinh dầu có khả ức chế loài vi sinh vật định nên cần nghiên cứu sâu tính loại tinh dầu 26 Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông Câu hỏi ôn tập Câu 1: Các chất bảo quản có tác dụng: A Ngăn ngừa vi sinh vật có hại B Tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật C Làm chậm lại thối rữa hư hỏng gây vi sinh vật D Cả A B Câu 2: Yêu cầu chất bảo quản: A Phải có tính kháng khuẩn, kháng nấm mốc kháng nấm mem mạnh khơng có tính chống oxi hóa xảy trình bảo quản chế biến thực phẩm B Khơng làm thay đổi thay đổi đáng kể tính chất hóa lý cảm quan thực phẩm C Khơng tạo tạo phản ứng phụ sản phẩm độc hại thực phẩm D Không gây độc cho người gia súc Câu 3: Chọn câu sai: A Khí SO2 dùng bảo rau B.Có thể dùng SO2 để bảo quản thịt, ngũ cốc, đậu đỗ, sữa với liều lượng cho phép C SO2 có tác dụng bảo vệ nồng độ 0,1-0,2% D SO2 dùng bảo quản nguyên liệu Câu 4: Chọn câu đúng: A Acid acetic acetic làm giảm pH sản phẩm làm cho trình trao đổi ion vi sinh vật không thực B Nồng độ acetic acid thường dùng 4-5% C Acid sorbic kali sorbat có tác dụng khơng thể ức chế nấm mốc nấm mem có tác dụng ức chế hoàn toàn vi khuẩn D Tất ý Câu 5: Chọn câu đúng: A.Nitrit ứng dụng công nghiệp chế biến thịt B Khi dùng để trộn lẫn với muối ăn để ướp thịt tỉ lệ lớp 0,6% 27 Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông C Nitrit có tác dụng chuyển hemoglobin thành methemoglobin gây tượng tím đỏ D Khi ăn phải thức ăn chứa lượng cho phép nitrit gây độc Câu 6: Chọn câu sai: A Mỗi lồi sinh vật có khoảng pH thích hợp pH tối thiểu khác cho sinh trưởng phát triển B Nhiều nấm mốc mọc pH 2-4,5 nấm mem pH 4-4,5 C pH mơi trường có ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng vi sinh vật D.Vi khuẩn gây bệnh vi khuẩn thối rữa không phát triển mơi trường pH trung tính kiềm Câu 7: Chọn câu sai: A Acid propionic 8-12% ức chế phát triển nấm mốc B pH=6 muối propionate ức chế vi khuẩn tạo bào tử Bacillus subtilis C Acid fumaric ester chúng với liều lượng 0,125% ức chế vi khuẩn gây phòng hộp Clostridium botulinum 10 ngày 200C D Acid citric với liều lượng 0,75% làm giảm phát triển Aspergillus Câu 8: Chọn câu đúng: A Tinh dầu loại chất lỏng chứa chất đơn giản dễ bay có mùi thơm đặc trưng B Tinh dầu chứa terpen- Terpen có cấu trúc hóa học chung (C 10H16)n – dẫn xuất chứa oxi terpen rượu, aldehyde,ester,… C Tinh dầu ứng dụng ngành thực phẩm D Chỉ thu tinh dầu từ thực vật phương pháp tách chiết dung môi Câu 9: Sự tác động tinh dầu vi khuẩn gram âm vi khuẩn gram dương khác chúng có: A.Cấu tạo màng sinh chất khác B Cấu tạo tế bào chất khác C Cấu tạo thành tế bào khác D Cả ba ý 10 Chọn câu sai : 28 Vi sinh vật thực phẩm GVHD: Liêu Mỹ Đông A Tinh dầu nghệ ức chế trực khuẩn lao nồng độ 1µl B Tinh dầu nghệ độc loại nấm làm hỏng nông sản kho Phụ thuộc vào loại nấm, ức chế phát triển chúng dao động từ 36%-77% C Tinh dầu tỏi có khả chống lại loại vi khuẩn như: Staphylococcus aureus Samonella typhi, Bacillus subtilis D Các loại tinh dầu có khả ức chế hoàn toàn loại vi sinh vật với liều lượng Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Lân Dũng, Vi sinh vật học, Nhà xuất Giáo dục, 2009 [2] Kiều Hữu Ảnh, Vi sinh vật học thực phẩm, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam, 2010, https://issuu.com/daykemquynhon/docs/gtvsvhtp_khanh [3] Lê Xuân Phương, Vi sinh vật công nghiệp, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội – 2001, https://issuu.com/daykemquynhon/docs/visinhvatcongnghiep_lexuanphuong [4] Vi sinh vật học thực phẩm, Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM, 2011 [5] Vi sinh vật học vệ sinh an toàn thực phẩm, thư viện trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm _The End_ 29