L ỜI CÁM ƠN
1.2. Tổngquan về vi sinhvật trên tôm tươi
Lượng vi sinh vật tổng số phụ thuộc chủ yếu vào mức độ ô nhiễm và nhiệt độ môi trường, phụ thuộc vào phương pháp đánh bắt và các điều kiện xử lý sau khi đánh bắt. Nước ở các vùng biển khơi chứa rất ít các vi sinh vật, chỉ có một vài vi khuẩn/1 cm3, trong khi đó nước ở các vùng ven bờ và các bùn cặn ở đáy các đìa tôm lại bị nhiễm bẩn nặng, nước này chiếm khoảng 106 cfu/cm3 [45], [81], [85].
Đối với tôm đánh bắt được ở các vùng nước bề mặt lạnh sạch lượng vi sinh vật có ở trên bề mặt của nó chỉ từ 1 đến 10 cfu/cm2. Trong khi đó lượng vi sinh vật có trên bề mặt động vật thủy sản thương mại đánh bắt ở các v ùng đáy biển có thể lên đến 105 cfu/cm2. Lượng vi sinh vật có trong hệ tiêu hóa của tôm thường cao hơn nhiều so với lượng vi sinh vật trên bề mặt, lượng vi sinh vật tổng số ở trong ruột là từ 10- 109cfu/g, lượng này phụ thuộc nhiều vào tình trạng ăn của tôm cũng như các loài thủy sản khác nói chung [71].
1.2.2 . Tổng quan về vi sinh vật gây hỏng
Trong thành phần các vi sinh vật trên bề mặt của động vật thủy sản tươi đánh bắt được ở vùng nước lạnh thì các vi sinh vật Gram âm chiếm ưu thế, chủ yếu là Psychrobacter, Acinetobacter, Pseudomonas, Flavobacterium và Vibrio
[45], [53]. Vi sinh vật của động vật thủy sản sống trong nước ấm thì các vi khuẩn Gram dương chiếm ưu thế như: Micrococci, Coryneform và Bacilli. Hệ tiêu hóa của động vật thủy sản nhìn chungđều có Vibrio, một số các vi khuẩn khác như Achromobacter, Pseudomonas, Xanthomonas, và các vi khuẩn Gram dương, mà chủ yếu là Clotridium và một số vi khuẩn sinh bào tử khác [53].
Tổng số vi sinh vậthiếu khí phát triển ở nhiệt độ thấp(TVC)
Vi sinh vật hiếu khí là những vi sinh vật tăng trưởng và hình thành khuẩn lạc trong điều kiện có oxi phân tử. Tổng số vi sinh vật hiếu khí hiện diện trong
sinh của thực phẩm hơn là dự báo về thời hạn sử dụng của chúng bởi khó xác định tỷ lệvi sinh vật gây hư hỏng ở trong đó[12], [17], [46].
Pseudomonas spp
Pseudomonas spp thuộc họPseudomonadaceae, là vi khuẩn Gram âm, hình que thẳng hoặc cong mãnh, không có khả năng sinh bào tử, kích thước 0,5 – 1,0 x 1,5 – 5,0µm, thường di động với một hoặc nhiều roi, hiếu khí bắt buộc. Hầu hếtPseudomonas spp có oxidase dương tính. Nhiệt độ phát triển thích hợp của Pseudomonas spp là 4 –43 oC, phát triển tốt ở nhiệt độ thấp. Pseudomonas
spp phân bố khắp nơi trong môi trường, trong đất và nước. Pseudomonas spp
là mầm bệnh trên nhiều đối tượng nuôi thủy sản kinh tế quan trọng, gây tỉ lệ tử vong khá cao [38].
Pseudomonas spp chính là nguyên nhân sản sinh ra các hợp chất bay hơi như aldehyde, cetone và este do quá trình phân giải các acid amin, làm ảnh hưởng đếnmùi của sản phẩm[42], [80].
Năm 2014, Abbas nghiên cứu về hệ vi sinh vật được phân lập từ cá tại nhiều khu vực ở Baghdad cho thấy: sự hiện diện của Pseudomonas spp chiếm 15%. Theo tác giả, kết quả trên có ý nghĩa rất quan trọng vì vi sinh vật này chủ yếu gây hư hỏng sản phẩm thủy sản. Pseudomonas spp còn liên quan chặt chẽ với quá trìnhđánh bắt, đã phân lập được Pseudomonas spp từ da, ruột, mang của cá vừa đánh bắt [27].
Vi khuẩn sinh H2S
Shewanella putrefaciensđược biết đến là vi khuẩn phổ biến trong nhóm các vi khuẩn sinh H2S. Đây là vi khuẩn kỵ khí Gram âm, có khả năng tạo thành H2S từ các hợp chất hữu cơ và vô cơ, làm giảm TMAO tạo ra TMA [34].
Năm 1985, MacDonnel lần đầu tiên phát hiện ra Shewanella putrefaciens
khi tìm hiểu về sự hư hỏng của cá [56].
Năm 2000, Vogel và cộng sự đã chỉ ra rằng Shewanella putrefaciens là vi
chúng tạo mùi khó chịu và làm giảm acid amin chứa lưu huỳnh và tạo ra các hợp chất sulfua như H2S [83].
1.2.3 Tổng quan về vi sinh vật gây bệnh cho người từ thực phẩm
Có nhiều nghiên cứu đã tiến hành để kiểm tra sự có mặt của các vi sinh vật gây bệnh cho người từ đối tượng tôm. Mặc dù tôm đánh bắt từ các vùng nước không ô nhiễm nhìn chung không có Salmonella và Staphylococcus nhưng chúng có thể bị nhiễm các vi khuẩn gây bệnh này trong quá trình xử lý và chế biến[65], [63].
Tôm được đánh bắt ở các vùng biển ven bờ thường nhiễm các vi sinh vật gây bệnh cho người, trong đó có một số loài Vibrio, đặc biệt là Vibrio.
parahaemolyticus, Vibrio cholerae. Các vi sinh vật này có mặt khá phổ biến ở các vịnh, các cửa sông và thường dao động theo mùa.
Coliform
Coliform là nhóm những trực khuẩn đường ruột, Gram âm, hình que, không sinh bào tử, hiếu khí hoặc kỵ khí tùy ý. Coliform có khả năng phát triển trên môi trường có muối mật, có khả năng sinh acid, sinh hơi do lên men lactose ở 37 oC trong vòng 24 giờ [23], [1]. Coliform có nguồn gốc từ phân, nước nhiễm bẩn, rác, thuộc nhóm vi sinh vật lây nhiễm ưa ấm [13].
Coliform được xem là vi sinh vật chỉ thị mức độ vệ sinh trong quá trình chế biến, bảo quản, vận chuyển thực phẩm, nước uống hay trong các loại mẫu môi trường dùng để chỉ thị khả năng hiện diện của các vi sinh vật gây bệnh khác.
Coliform là một nhóm vi sinh vật bao gồm 4 giống: Escherichia, Citrobacter, Klebsiella và Enterobacter.
Coliform phát triển tốt trên nhiều loại thực phẩm, nhưng chúng phát triển yếu và rất chậm ở 5 oC trên thực phẩm tuy cũng có tài liệu ghi nhận sự phát triển của chúng ở 3 –6oC [13].
trong môi trường ô nhiễm hoặc sau khi thu hoạch, Coliform rất dễ lây nhiễm vào tôm nguyên liệu qua các dụng cụ, môi trường nhiễm bẩn bên ngoài, nhiệt độ ngoài môi trường thúc đẩyColiform phát triển mạnh.
Escherichia coli (E.coli)
Escherichia coli là một trong những loài vi khuẩn chính ký sinh trong đường ruột của động vật máu nóng. Vi khuẩn này cần thiết trong quá trình tiêu hóa thức ăn và là thành phần của khuẩn lạc ruột. Sự có mặt của E.coli trong nước ngầm là một chỉ thị thường gặp cho ô nhiễm phân. E.coli thuộc họ vi khuẩn Enterrobacteriaceae [71], [30].
E.coli là dạng Coliform thuộc giống Escherichia có nguồn gốc từ phân, phát triển được ở nhiệt độ 44÷ 50 oC, nhiệt độ thích hợp là 37 oC trong 24 giờ, pH thích hợp là 7,3 - 7,4 nhưng có thể phát triển ở pH từ 5,5 - 8, có khả năng sinh indol, acid, không sinh aceton và không dùng citrat làm nguồn cacbon.
Thông thường các chủng E.coli định cư trong hệ thống ruột - dạ dày như một loài vi sinh vật vô hại hoặc đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì chức năng sinh lý đường ruột. Tuy nhiên, trong loài này có ít nhất 4 chủng gâybệnh cho người và một số loài động vật: E.coli gây bệnh đường ruột
(Enteropathogenic) (EPEC); E.coli gây ngộ độc đường ruột (Enterotoxigenic)
(ETEC); E.coli gây bệnh lỵ; E.coli gây xuất huyết đường ruột
(Enterohaemorrhagic) (EHEC) [60], [15], [68].
Các chủng E.coli gây các bệnh đường ruột với mức độ nghiêm trọng có thể từ rất nhẹ đến rất nặng, hoặc có thể đe dọa tính mạng tùy thuộc vào những yếu tố như dạng chủng gây bệnh, sức đề kháng của người bệnh và mức độ nhiễm khuẩn [3], [21].
Vibrio
Vibrio là loài vi sinh vật gây bệnh thường có mặt ở hải sản và các sản phẩm hải sản. Vibrio có khoảng 28 loài, trong đó thường gặp trên sản phẩm thủy sản nhất là: Vibrio parahaemolyticusvà Vibrio cholerae.
Vibrio parahaemolyticus là một vi sinh vật biển, tồn tại tự nh iên trong nước biển và trên các động vật biển như nhuyễn thể, giáp xác, có thể lây bệnh dịch đường ruột cho người [52]. Theo Hobbs (1980) cho thấy rằng sự sinh trưởng và phát triển của Vibrio parahaemolyticus không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ mà còn phụ thuộc vào các chất dinh dưỡng hữu cơ. Nó tồn tại rất lâu ở nhiệt độ thấp (0−8 oC) nhưng dễ dàng bị loại khỏi quá trìnhướp đông và sản phẩm thủy sản ướp đông [45]. Loài này có khả năng cạnh tranh với các vi sinh vật khác. Điều này có ý nghĩa rất lớn vì chỉ mộ t lượng nhỏ Vibrio parahaemolyticus
trong thời gian ngắn có thể sản sinh thành một lượng lớn và gây ngộ độc thực phẩm trong vòng vài giờ. Liều cần để gây độc là 106−109 tế bào [12], [39].
Vibrio cholerae là một trong những loài Vibrio hiện diện ở vùng nước ngọt và cũng là loại vi khuẩn phổ biến trong tự nhiên. Chúng gây ra bệnh dịch tả. Đây là bệnh gây ra do nước bẩn và thực phẩm bị nhiễm trùng [ 13], [18].
Salmonella spp
Salmonella là vi sinh vật gây bệnh trong thực phẩm dễ bị lây nhiễm thông qua vấn đề nhiễm tạp chồng chéo giữa thực phẩm tươi sống và thực phẩm chín. Vi khuẩn này chịu được sự mất nước và sinh sản ở nhiệt độ 5−12 o
C [12]. Chúng sống sót tốt ở môi trường bên ngoài, có thể sống được cả với điều kiện bảo quản, ướp muối, ít nước. Người ta gặp chủ yếu trong sản phẩm thực phẩm động vật như thịt, trứng và sản phẩm sữa [52]. Theo nhiều nghiên cứu cho biết,
Salmonella gây ra hơn 25% vụ nhiễm độc, nhiễm trùng thực phẩm và 66% trường hợp tử vong [46]. Việc vệ sinh cá nhân, cũng như nấu chín kỹ thực phẩm và bảo quản ở nhiệt độ thích hợp sẽ loại bỏ phần lớn các vấn đề nhiễm
Staphylococus aureus
Những chủng Staphylococus aureus có khả năng sinh độc tố cao khi nhiễm vào thực phẩm gây ngộ độc thực phẩm. Chúng thường gặp trên tay, da và đặc biệt trên những vết thương sưng mủ. Vì thế, sự lan truyền bệnh dễ dàng xảy ra trong quá trình chế biến thực phẩm nếu vệ sinh kém [18], [82]. Đây là loại vi khuẩn nhạy cảm với nhiệt độ, ít có tính cạnh tranh với các vi khuẩn khác như vi khuẩn lactic, thường nhiễm vào người khi ăn phải thực phẩm đã qua nấu chín không được bảo quản lạnh, không được ướp muối hay có tính acid yếu. Chúng sinh sản chậm tại nhiệt độ làm lạnh 5−12 oC [28].
Sản phẩm thủy sản có thể bị nhiễm Staphylococus aureus từ người xử lý thực phẩm hay từ môi trường, nhưng nhiều hơn cả là lây nhiễm từ tay những cá nhân có mang vi khuẩn hay đang bị viêm họng [52]. Theo nhiều nghiên cứu,
Staphylococus aureus không có khả năng cạnh tranh với các vi sinh vật khác. Vì vậy, sự xuất hiện Staphylococus aureus trong thực phẩm tươi sống đã ô nhiễm không đáng lưu ý mà chúng dễ phát triển, sản sinh độc tố trên thực phẩm nấu chín khi tái nhiễm với nhiệt độ và thời gian cho phép [46]. Sự nhiễm độc nhanh chóng nhưng không kéo dài, diễn ra ngay sau khi ăn phải thực phẩm bị nhiễm độc. Nếu giữ vệ sinh cá nhân, nấu chín hoàn toàn và làm lạnh đầy đủ thực phẩm sẽ loại trừ phần lớn nguyên nhân gây bệnh.
Listeria monocytogenes
Listeria monocytogenes là loài vi khuẩn gây ngộ độc thần kinh, gây nguy hiểm cho bào thai và những người có hệ miễn dịch yếu. Chúng có khả năng sinh sản chậm ở nhiệt độ thấp, chịu được quá trình lạnh đông và sự mất nước, nhạy với thanh trùng Pasteur. Quá trình lây nhiễm qua sản phẩm nhiễm tạp, nhiễm phân. Loài này ít gặp trên thủy sản đánh bắt trong vùng nước sạch xa bờ [2], [28], [46].
1.3 . Một số phương pháp bảo quản tôm nguyên liệu
1.3.1 . Bảo quản tôm bằng phương pháp làm lạnh
Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến tốc độ thối rữa của thực phẩm thông qua ảnh hưởng của nó đối với các enzyme của vi khuẩn và sự tự phân giải. Nhiệt độ cũng ảnh hưởng tới tỷ lệ phát triển của vi khuẩn. Khi hạ thấp nhiệt độ thì hoạt động của enzyme và vi sinh vật trong tôm sẽ giảm xuống, như vậy tôm nguyên liệu có thể giữ tươi được một thời gian. Cách quan trọng nhất để bảo quản thủy sản tươi, ở cả vù ng khí hậu nhiệt đới và vùng khí hậu ôn đới từ giữa thế kỷ XIX tới nay là giữ cho thủy sản ở nhiệt độ khoảng 0 oC. Môi trường làm lạnh phổ biến nhất là nước đá (trên 0 oC), hỗn hợp nước đá và NaCl, hay nước đá được làm từ nước biển [8].
1.3.2 . Bảo quản lạnh kết hợp với hóa chất
Cho đến nay, đã có nhiều nghiên cứu về các loại hóa chất dùng để bảo quản tôm nguyên liệu. Dùng hóa chất để bảo quản tôm tốt nhất là kết hợp với nhiệt độ thấp, yêu cầu của hóa chất dùng là: không độc hại đối với cơ thể người, không có mùi vị lạ, tính chất hóa học ổn định, dễ hòa tan trong nước, không làm hư hỏng dụng cụ bảo quản, có hiệu lực sát trùng mạnh, giá thàn h thấp và cách sử dụng thuận tiện [8].
Sử dụng Chlorine
Cách sử dụng chlorine là được chế thành nước đá hoặc dùng dung dịch để nhúng tôm. Đối với loại dung dịch thời gian ngâm dài hay ngắn phụ thuộc vào loại nguyên liệu và lượng Clo có hiệu quả trong dung dịch.
Năm 1994, nghiên cứu của Nguyễn Trọng Cẩn và Nguyễn Việt Dũng đã cho thấy sử dụng dung dịch chlorine 40 ppm, nhúng tôm sú tươi vào dung dịch 15 phút sau đó vớt ra dùng nước đá để bảo quản trong các thùng cách nhiệt. Kết quả thí nghiệm cho thấy: chlorine có tác dụng bảo quản tương đối tốt, so với bảo quản tôm nguyên liệu bằng nước đá thì tôm sau khi ngâm vào dung
dịch chlorine rồi bảo quản trong nước đá có thời gian bảo quản kéo dài thê m từ 0,5 đến 1 ngày [6].
Các chất polyphosphate
Năm 1988, Menabrito và Regenstein đã chỉ ra các polyphosphate có vai trò quan trọng trong công nghệ chế biến thủy sản, chúng có khả năng tương tác với nhiều thành phần trong thực phẩm, thể hiện nhiều chức năng:
- Tương tác với các ion kim loại
- Tác dụng đệm: các polyphosphate được sử dụng như là các chất đệm, đặc biệt những chất này chứa các natri tripolyphosphat (Na5P3O10). - Tạo liên kết với nước: các phương pháp xử lý thực phẩm thủy sản bằng
polyphosphate làm cho protein của cơ thịt giữ lại nước tự nhiên trong cơ và nhờ đó tránh được hiện tượng mất nước.
- Bảo quản thực phẩm: polyphosphate giúp tránh hoặc làm chậm lại quá trình oxy hóa các chất béo không no có trong thực phẩm và ngăn chặn một số vi sinh vật liên quan đến quá trình làm hư hỏng thực phẩm.
Năm 1982, Anon đã tiến hành bảo quản tôm tươi trong nước đá có natri triphosphate với nhiều nồng độ khác nhau, kết quả cho thấy tôm bảo quản trong nước đá có chứa 1- 2 % natri triphosphate (theo trọng lượng) có chất lượng dinh dưỡng được nâng lên đáng kể so với tôm bảo quản trong nước đá thường[64].
1.3.3 . Bảo quản bằng phương pháp làm lạnh kết hợp điều chỉnh khí quyển
Không khí bình thường chứa khoảng 78 % nitơ, 21 % oxy và 0,1 % CO2. Điều chỉnh khí quyển (modified atmosphere) là phương pháp phân bố lại thành phần các chất khí trong môi trường bảo quản. Trong quá trình này, vi sinh vật sẽ bị ảnh hưởng rất lớn bởi các biến đổi trong thành phần khí và kết quả là kéo dài thời gian bảo quản. Người ta thường sử dụng riêng lẻ các khí CO2, SO2, O2, CO và N2 hay hỗn hợp giữa các khí này để tạo ra sự thay đổi trong thành phần của không khí bảo quản [44].
Ưu điểm của phương pháp làm lạnh kết hợp điều chỉnh khí quyển là: kéo dài thời gian bảo quản và đảm bảo chất lượng sản phẩm.
1.3.4 . Bảo quản bằng phương pháp lạnh đông
Phương pháp làm lạnh đông tức là hạ thấp nhiệt độ của tôm nguyên liệu xuống dưới -8 oC. Như vậy một lượng nước lớn ở trong nguyên liệu sẽ bị đông kết lại, làm ngừng đến mức tối đa hoặc đình chỉ hoàn toàn hoạt động của các enzyme nội tại và các vi sinh vật gây thối rữa. Hiện tại đây là phương pháp giữ tươi nguyên liệu tốt nhất, đảm bảo được tính chất, mùi vị và giá trị dinh dưỡng của tôm nguyên liệu. Tùy theo t hời gian bảo quản dài hay ngắn mà tôm nguyên liệu được bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn như -18 oC hay -25 oC. Phương pháp