CHƯƠNG 2 CÁC NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PEF TIÊU DIỆT VI SINH VẬT
3. Khảo sát xử lý vi sinh vật trong sữa bằng PEF ở 4 loại vi khuẩn gram dương
3.5 Kết quả và bàn luận
Bảng 4: Vi khuẩn đường ruột, vi khuẩn ưa ấm, vi khuẩn ưa lạnh trong sữa nguyên liệu sau quá trình bảo quản lạnh.
Hình 16 Lượng khuẩn lạc của vi khuẩn ưa nhiệt độ trung bình đối với các loại sữa xử lý các phương pháp khác nhau
Mặc dù sữa nguyên liệu dùng trong thí nghiệm này đạt chỉ tiêu về nguyên liệu sữa thanh trùng (HHS/PHS/FDA, 2001), tổng số vi khuẩn ưa ấm vẫn đạt 2.104 CFU/ml sau 4 ngày trong hình 1. Cũng có một lượng lớn vi khuẩn đường ruột xuất hiện trong suốt quá trình bảo quản, tuy nhiên, số lượng của chúng không đổi trong 8 ngày sau đó. Sự phát triển của vi sinh vật đã bị hạn chế khá nhiều do trữ ở nhiệt độ thấp và sự xuất hiện của lợn lớn vi khuẩn lactic. Vi khuẩn ưa lạnh cũng bắt đầu phát triển khá sớm ( so với vi khuẩn đường ruột), tuy nhiên, nó không phát triển nhiều trong suốt thời gian bảo quản.
Xử lý nhiệt
Sự phát triển của vi khuẩn đường ruột và vi khuẩn ưa lạnh trong khi bảo quản sữa xử lý nhiệt 65OC trong 10 giây trong bảng 4. Vi khuẩn ưa ấm phát triển rất nhanh từ 2.8log đến 6log trong 7 ngày còn vi khuẩn đường ruột và vi khuẩn ưa lạnh thì phát triển chậm hơn trong cùng thời gian. Nhiệt sinh ra trong quá trình xử lý có thể cao hơn nhiệt sinh ra trong quá trình xử lý PEF.
Vi khuẩn ưa ấm
Tổng số vi khuẩn ưa ấm trong có trong sữa được mô tả trong hình 16 trong suốt thời gian bảo quản cho từng phương pháp xử lí. Thời gian bảo quản thử nghiệm có thểlên đến 54 ngày cho đến khi vi sinh trong sữa vượt quá giới hạn cho phép (2.104 = 4.3log CFU/ml)của chỉ tiêu sữa thanh trùng loại A (PMO). Có thể thấy rằng sữa thanh trùng, sữa nguyên liệu, sữa xử lý PEF, sữa xử lý HTST lần lượt được bảo quản trong vòng 3, 4, 24, hay 44 ngày bảo quản thì sữa đã đạt đến
chỉ số đó. Do đó, sữa xử lý HTST và PEF đã kéo dài được thời gian bảo quản hơn ở điều kiện bảo quản lạnh.
Thanh trùng HTST
Hình 16 cho thấy tổng số vi khuẩn ưa ấm ở chế độ thanh trùng HTST trong suốt quá trình bảo quản sữa. Vi khuẩn đường ruột và vi khuẩn ưa lạnh không xuất hiện lại trong thời gian bảo quản sau khi thanh trùng HTST (< 10CFU/ mL). Dựa vào lượng vi sinh vật trong sữa và các đặc tính cảm quan mà thời gian bảo quản sữa thanh trùng HTST dao động từ 14 tới 21 ngày (Richter et al., 1992). Tuy nhiên, trong nghiên cứu này thì hạn sử dụng của sữa thanh trùng HTST có thể kéo dài đến 44 ngày trước khi đạt đến độ hư hỏng của sản phẩm theo chỉ tieu vi sinh ( tổng số vi khuẩn 2.104 CFU/ mL). Thời gian bảo quản có thể đạt đến giá trị này là do điều kiện bao gói vô trùng trong phòng thí nghiệm và chắc chắn là điều kiện vô trùng của nhà máy sản xuất sẽ không bao giờ đạt được. Sự tăng lên về số lượng vi sinh vật chủ yếu là do sự phát triển của vi khuẩn ưa ấm.
Sữa được trữ trong điều kiện lạnh mà bị hư hỏng chủ yếu là do nhóm vi khuẩn ưa lạnh gây ra. Craven và Macauley (1992) cho rằng những vi khuẩn nhóm ưa lạnh không thể sống sót được trong điều kiện nhiệt độ thanh trùng. Sau khi thanh trùng xong sẽ không thấy sự có mặt của nhóm vi khuẩn này nữa mà chỉ có nhóm vi khuẩn ưa nhiệt. Chính nhóm vi khuẩn ưa nhiệt này đã làm hư hỏng sản phẩm sữa thanh trùng (Bodyfelt, 1980).
Quá trình xử lý PEF và nhiệt độ:
Hình 17 cho thấy vi khuẩn đường ruột, vi khuẩn ưa ấm và ưa lạnh trong sữa xử lý bằng PEF kết hợp nhiệt độ nhẹ và được trữ lạnh. Sữa sau khi xử lí PEF có thể sử dụng được trong 24 ngày trước khi vượt quá tổng lượng vi sinh cho phép. (4.3 log)
Hình 17 Vi khuẩn đường ruột, vi khuẩn ưa ấm và ưa lạnh trong sữa xử lý bằng PEF kết hợp nhiệt độ nhẹ và được trữ lạnh
Lượng vi sinh vật tăng lên chủ yếu là do nhóm vi khuẩn ưa lạnh. Thực chất mặc dù xử lý PEF sẽ tiêu diệt tận gốc và điều khiển được sự trở lại của vi khuẩn đường ruột nhưng nó không
thể tiêu diệt hoàn toàn vi khuẩn ưa ấm và ưa lạnh như phương pháp HTST. Dù những kết quả này cho thấy khả năng chịu đựng của vi khuẩn ưa lạnh đối với PEF nhưng với điều kiện nhiệt độ bảo quản thì cũng có thể giới hạn được sự phát triển của 2 nhóm vi khuẩn này. Cả hai loại vi khuẩn giảm số lượng đáng kể khi được xử lý PEF. Sự ảnh hưởng qua lại giữ PEF và nhiệt độ (65OC trong 10 giây) có thể kéo dài thời gian bảo quản đáng kể so với những phương pháp PEF khác.
Với những nghiên cứu trước về PEF cho sữa, nếu dùng 20 xung liên tục tăng dần theo cấp số mũ với bề rộng 2 às và cường độ điện trường 40kV/cm ở nhiệt độ 54OC thỡ chỉ cú thể kộo dài được thời gian bảo quản 14 ngày.
Chuẩn độ acid và quan sát các tính chất cảm quan
Chuẩn độ acid ( theo lactic acid) ở hình 18 trong suốt thời gian bảo quản cho cả 2 loại sữa xử lý bằng PEF và HTST vẫn chưa vượt qua khỏi ngưỡng phát hiện (0.2%) (Bassette, Fung, &
Mantha, 1986). Mẫu kiểm soát thì vượt qua giới hạn chỉ số acid sau 8 ngày bảo quản.
Hình 18 Chuẩn độ acid ( theo lactic acid) trong suốt thời gian bảo quản cho cả 2 loại sữa xử lý bằng PEF và HTST
Mặc dù không có phương pháp phân tích cảm quan theo tiêu chuẩn nhưng về mặt trạng thái, màu sắc, mùi vị của sữa HTST và PEF vẫn được tác giả kiểm tra mỗi ngày và không thấy có sự thay đổi bất thường trong bất kỳ mẫu nào khi kết thúc giai đoạn bảo quản. Xử lý nhiệt nhẹ kết hợp với PEF không gây ra bất kì thay đổi đáng kể nào so với những tính chất tự nhiên của sữa nguyên liệu (Morales, Romero, & Jimenez-Perez, 2000). Nhìn chung thì số lượng vi khuẩn trong khoảng 107 CFU/ml vẫn có thể chấp nhận được nếu như không có thay đổi gì nhiều về mặt cảm quan (Griffiths, & Phillips, 1986; Schroder, Cousins, & McKinnon, 1982). Kết thúc quá trình bảo quản, mẫu được xử lý HTST bị vón cục nhẹ là do sự phát triển của các bào tử vi khuẩn.