Bài giảng Vi sinh thực phẩm: Chương 5 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển vi sinh vật, gồm các nội dung chính như sau: Nhiệt độ; Nước và hoạt độ nước; pH; Oxy và quá trình oxy hóa khử; Ánh sáng, tia chiếu xạ Các yếu tố hóa học; Các yếu tố sinh học. Mời các bạn cùng tham khảo!
CHƯƠNG V CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA VSV 5.1 Nhiệt độ 5.2 Nước hoạt độ nước 5.3 pH 5.4 Oxy trình oxy hóa khử 5.5 Ánh sáng, tia chiếu xạ 5.6.Các yếu tố hóa học 5.7 Các yếu tố sinh học 94 5.1Ảnh hưởng nhiệt độ lên phát triển VSV Phân loại VSV theo nhiệt độ phát triển Vi sinh vật VSV ưa lạnh VSV ưa mát VSV ưa ấm VSV ưa nhiệt VSV ưa nóng Nhiệt độ tối Nhiệt độ Nhiệt độ thiểu (oC) tối ưu (oC) tối đa (oC) - 10 10 – 15 20 - 10 20 – 30 42 28 – 43 52 30 50 – 65 70 65 80 - 90 100 95 Nhiệt độ sinh trưởng VSV ưa mát Vi sinh vật Yersinia enterocolitica Listeria monocytogenes Aeromonas hydrophila Clostridium botulinum E Nhiệt độ tối thiểu (oC) -1.3 Nhiệt độ Nhiệt độ tối ưu tối đa o ( C) (oC) 28-29 44 -0.4 30-37 45 0-4 37 45 3.3 35 45 5.2 Phạm vi hoạt độ nước aw mà VSV phát triển 96 Vi sinh vật ưa khô (Xerophiles): Vsv sinh trưởng mơi trường có độ ẩm thấp Nhóm nấm ưa khơ phát triển điều kiện sấy khơ, mơi trường có aw 0,96 Những vi sinh vật gây hư hỏng cá ướp muối sấy, ví dụ nấm Xeromyces bisporus Vi sinh vật ưa muối (Halophiles) gồm vi sinh vật cần ion Na+ môi trường để phát triển Nhóm chia làm hai loại: ưa muối bình thường cực ưa muối Vi sinh vật ưa muối bình thường (Moderate halophiles) VSV phát triển nồng độ 1-10% NaCl (vi khuẩn sống gần biển) Ion Na+ vận chuyển chất vào với màng tế bào trình hấp thu vật chất từ mơi trường.Ví dụ Vibro parahaemolyticus phát triển nồng độ 1-8% NaCl phát triển tối ưu 2-4% NaCl Vi sinh vật ưa muối (Extreme halophiles) VSV phát triển nồng độ muối cao Ion Na+ trì ổn định protein thành tế bào làm thành tế bào cứng có dạng hình trụ Khi Na+ giảm, hình dạng tế bào trở nên trịn thành tế bào tan rã tế bào phân hủy Vi khuẩn Halobacterium salinarum tìm thấy muối làm cá ướp muối bị hư Halobacterium phát triển với nồng độ NaCl 12-36% (aw 0,92-0,76), điều kiện tối ưu 25% NaCl (aw 0,8) 97 Vi sinh vật chịu muối (Halotolerant (haloduric) organism) Những vi sinh vật phát triển nồng độ muối cao không cần muối nhu cầu dinh dưỡng Vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm Staphylococcus aureus phát triển nồng độ NaCl khoảng 20% (aw 0,83), điều kiện tối ưu 0,5 4% muối phát triển mơi trường khơng có muối Pediococcus halophilus phát triển nồng độ 20%NaCl (aw 0,83) Nấm men chịu áp suất thẩm thấu (Osmophilis yeast) nấm men phát triển nồng độ đường cao không phát triển hoạt độ nước thấp, có khả chịu muối nồng độ cao Ví dụ Saccharomyces rouxii phát triển có nồng độ đường > 70% (aw 0,62) không phát triển nồng độ đường < 20% (aw 0,986) Sacharomyces rouxii gây hư hỏng thực phẩm có nồng độ đường cao chocolate mềm tham gia vào lên men nước tương điều kiện muối cao VSV chịu áp suất thẩm thấu (Osmotolerant organisms) Thuật ngữ dùng để gọi vi sinh vật (chủ yếu nấm men) phát triển tốt nơi có hoạt độ nước cao nồng độ đường cao Như Saccharomyces cerevisiae phát triển nồng độ đường >=60% 98 Ảnh hưởng aw lên đường cong sinh trưởng Hoạt độ nước aw bảo quản thực phẩm Chất giữ độ ẩm: chất hòa tan thêm vào thực phẩm để hạ thấp hoạt độ nước Một số chất giữ độ ẩm, có chức chất bảo quản niêm mạc ruột không hấp thụ khơng có giá trị dinh dưỡng (sử dụng Sorbitol cho người bị tiểu đường thêm vào mứt có tác dụng giữ độ ẩm giảm độ mứt) Các phương pháp bảo quản liên quan việc giảm aw thực phẩm: Thêm muối Thêm đường rượu Phơi khô Sấy đông khô Đông lạnh 99 5.3 Ảnh hưởng pH đến tốc độ phát triển vi khuẩn, men mốc Ảnh hưởng pH (thấp pH tối thiểu) tới đường cong sinh trưởng VSV 100 Phạm vi pH hoạt động VK gây ngộ độc thực phẩm pH tối pH tối Vi sinh vật pH tối ưu thiểu đa Staph aureus 4,0 6,0 – 7,0 9,8 Clos perfingens 5,5 7,0 8,0 Listeria 4,1 6,0 – 8,0 9,6 monocytogenes Salmonella spp 4,05 7,0 9,0 Vibrio 4,8 8,0 11,0 parahaemolyticus Bacillus cereus 4,9 7,0 9,3 Campylobacter 4,9 7,0 9,0 Clos botulinum 4,2 7,0 9,0 5.4 Ảnh hưởng oxy q trình oxy hóa khử phát triển VSV Dựa vào nhu cầu oxy phân tử, chia VSV làm nhóm: Hiếu khí bắt buộc (obiligate aerobes) Vi hiếu khí (micro-aerophile) Kỵ khí bắt buộc (obiligate anaerobes) Kỵ khí khơng bắt buộc/ kỵ khí tùy tiện (facultative anaerobe) Vi sinh vật chịu dưỡng (oxygen independent) 101 Nhu cầu oxy oxy hóa khử VSV gây ngộ độc thực phẩm Vi sinh vật Salmonella spp Escherichia coli Stap aureus Bac cereus Campylobacter Clos botulium Clos perfringens Mycotoxyngenic mould Nhu cầu Oxy/ oxy hóa khử Hơ hấp kị khí Hơ hấp kị khí Hơ hấp kị khí Hơ hấp kị khí Hơ hấp hiếu khí Kị khí bắt buộc/ oxy chất độc Kị khí bắt buộc/ oxy chất độc Kị khí bắt buộc/ oxy chất độc 5.5 Ánh sáng (tia UV) tia xạ (tia gamma, tia X) 102 Ánh sáng (tia UV) tia xạ (tia gamma, X) – Tác dụng: •Phá vỡ liên kết Hydro, oxy hóa liên kết đơi, phá vỡ cấu trúc vịng, polymer hóa số phân tử •UV (100 – 400 nm): hiệu 260 nm – Ứng dụng: •Vơ trùng dụng cụ, thiết bị, nhà xưởng •Chiếu xạ sản phẩm để kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm 5.5 Các yếu tố hóa học – – – – – Rượu: ethanol, propanol, butanol… Phenol: Halogen: Cl, F,… Các chất oxy hóa mạnh: H2O2, KMnO4… Chất kháng sinh: 103 5.6 Các yếu tố sinh học • Sự tương tác vi sinh vật đa dạng: – Ăn thịt (predation) VD: protozoaire giống Sarcosina, Mastigosphora, Ciliata… số loài vi khuẩn – Ký sinh (parasitism): VD: Streptococcus lactis bacteriophage – Cộng sinh (Symbiose): VD: Nấm men Saccharomyces vi khuẩn lactic, nấm men Asp oryzae – Trung tính (neutralism): VD: Proteus vulgaricus Saccharomyces cerevisiae mơi trường citrate glucose – Hội sinh (commensalism): VD: Saccharomyces cerevisiae Kluyveromyces marxianus nuôi môi trường chứa inlunin Nuôi A B MT, A, B phát triển tốt Nuôi A B MT, A phát triển tốt B phát triển bình thường – Cạnh tranh (competition): VD: Aerobacter aerogenes Torula utilis Nuôi A B MT, A, B phát triển tốt Nuôi A B MT, A, B phát triển cạnh tranh dinh dưỡng, yếu tố sinh trưởng – Đối kháng (amensalism/ antagonism): VD: Penicillium notatum Staphylococcus aureus 104 ... thiểu (oC) -1 .3 Nhiệt độ Nhiệt độ tối ưu tối đa o ( C) (oC) 2 8-2 9 44 -0 .4 3 0-3 7 45 0-4 37 45 3.3 35 45 5.2 Phạm vi hoạt độ nước aw mà VSV phát triển 96 Vi sinh vật ưa khô (Xerophiles): Vsv sinh trưởng... Nhiệt độ thiểu (oC) tối ưu (oC) tối đa (oC) - 10 10 – 15 20 - 10 20 – 30 42 28 – 43 52 30 50 – 65 70 65 80 - 90 100 95 Nhiệt độ sinh trưởng VSV ưa mát Vi sinh vật Yersinia enterocolitica Listeria... 0,96 Những vi sinh vật gây hư hỏng cá ướp muối sấy, ví dụ nấm Xeromyces bisporus Vi sinh vật ưa muối (Halophiles) gồm vi sinh vật cần ion Na+