CHƯƠNG 2 CÁC NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PEF TIÊU DIỆT VI SINH VẬT
2. Khảo sát xử lý vi sinh vật trong sữa bằng PEF ở 4 loại vi khuẩn gram dương ở các điều kiện pH khác nhau
2.5 Kết quả và bàn luận
Khả năng chống chịu của những giống vi khuẩn gram dương sau khi xử lý PEF dựa trên điều kiện pH của môi trường:
Dựa trên số xung, pH của môi trường, cũng như hình dạng và kích thước tế bào vi khuẩn mà ta đã tính được khả năng chống chịu PEF của 4 giống vi khuẩn gram dương. Bảng sau sẽ cho thấy số vòng log10 của quá trình vô hoạt B. subtilis subsp. Niger, L. plantarum, L. monocytogenes và S. aureus sau khi xử lý PEF ở 25kV/cm với số xung tăng theo thập phân 50, 100, 150, 200, và 300 trong dung dịch đệm citrate – phosphate có pH 7 và lưu lại trong dung dịch đệm có pH 4 trong 2 giờ sau đó.
Bảng 2: Log 10 của vi khuẩn gram dương bị tiêu diệt sau xử lý PEF ở 25kV ở pH 7, 4 sau thời gian xử lý 2h
Trong bảng 2, ở cùng điều kiện thí nghiệm, B. subtilis subsp. Niger, L. plantarum, L.
monocytogenes cho thấy kkhả năng chống chịu PEF ở pH 7 lớn hơn ở pH 4 và không phụ thuộc vào thời gian xử lí. S. aureus là giống nhạy cảm nhất ở pH 7 còn L. monocytogenes và L.
plantarum đều có thể kháng lại PEF ở cả pH 7 và pH 4. Trong khi đó, có nhận xét nói rằng khả năng chống lại PEF của L. monocytogenes và L. plantarum không khác nhau là bao so với L.
plantarum ở pH 7. Thực chất, L. plantarum có khả năng chịu được PEF cao tại pH 4 mà không phụ thuộc vào thời gian xử lí.
Về phần ảnh hưởng của thời gian xử lí đến kết quả, trong đa số trường họp, thời gian càng lâu thì hiệu quả vô hoạt tế bào sẽ càng được nâng cao. Khả năng ức chế cao nhất của PEF đạt được sau 200 – 300 xung điện ở 25 kV/cm.
Các mức độ nhạy cảm của tế bào với PEF sau khi được lưu trữ ở cùng điều kiện phòng thí nghiệm cũng được quan tâm. Nếu ta lưu lại trong môi trường xử lí 2 giờ ở pH 7 thì không có sự thay đổi đáng kể nào về lượng vi sinh còn sót lại sau PEF, nhưng nếu lưu các mẫu L.
monocytogenes và L. plantarum cũng trong 2 giờ ở pH 4 trong cùng điều kiện khác thì hiệu quả ức chế vi sinh tăng mạnh. L. plantarum là giống có khả năng chống chịu PEF cao nhất ở pH 4 lại là giống nhạy cảm nhất đối với việc lưu trữ ở pH 4. Khi xử lý PEF với số xung là 100 hoặc nhiều hơn ở 25 kV/cm và giữ mẫu trong 2 giờ ở pH 4 sẽ ức chế nhiều hơn 5log10 chu kì của L.
plantarum. Ngược lại, B. subtilis và S. aureus không quá nhạy cảm đối với việc trữ mẫu lại trong môi trường acid.
Khả năng chống chịu của những giống vi khuẩn gram âm sau khi xử lý PEF dựa trên điều kiện pH của môi trường:
Bảng sau là số lần log10 chu kì ức chế của E. coli, E. coli O157:H7, S. Senftenberg 775W và Y. enterocolitica sau khi xử lí PEF ở 25 kV/cm cho các xung tăng dần theo thập phân 50, 100, 150, 200, và 300 trong dungdịch đệm citrate – phosphate với pH 7, pH 4 và giữ lại trong 2 giờ trong dung dịch đệm đó ở pH 4. Kích thước và hình dạng tế bào của mỗi giống vi sinh vật (Bergey, 1986) cũng được đề cập đến.
Bảng 3 Số lần log10 chu kì ức chế của E. coli, E. coli O157:H7, S. Senftenberg 775W và Y.
enterocolitica sau khi xử lí PEF ở 25 kV/cm cho các xung tăng dần theo thập phân 50, 100, 150, 200, và 300 trong dungdịch đệm citrate – phosphate với pH 7, pH 4 và giữ lại trong 2 giờ trong dung dịch đệm đó ở pH 4
Như trong bảng, 4 vi khuẩn gram âm trên chống chịu PEF tốt hơn ở pH 4 so với pH 7 mà không phụ thuộc vào thời gian thí nghiệm. Nếu xử lí PEF với số xung 200 hoặc nhiều hơn ở 25 kV/cm trong dung dịch đệm citrate – phosphate có pH 7 cho phép ức chế E. coli và Y.
enterocolitica nhiều hơn 5Log10 chu kì. Trong đó E. coli O157:H7 và S. Senftenberg 775W cho kết quả kháng PEF cao nhất ở cả pH 7 và 4.
Nếu giữ mẫu trong 2 giờ ở pH 7 thì không thấy tăng khả năng ức chế vi sinh vật sau xử lý PEF, nhưng nếu các mẫu sau xử lý PEF được giữ trong 2 giờ ở pH4 thì số lượng tế bào bị tiêu diệt tăng từ 1 đến 3log10 chu kì. Trong đa số trường hợp, số tế bào chết đi trong khi xử lý và ủ ở pH 4 ít hơn ở pH 7.
So sánh khả năng chống chịu PEF của vi khuẩn gram dương và gram âm dựa trên độ pH của môi trường.
Hình 13 Số log10 chu kì vi khuẩn B. subtilis subsp. Niger, L. plantarum, L. monocytogenes, S.
aureus, E. coli, E. coli O157:H7, S. Senftenberg 775W và Y. enterocolitica sau khi xử lí PEF ở 25 kV/cm với số xung 300 trong dung dịch đệm citrate – phosphate ở pH 7.
Hình trên, dưới cùng điều kiện thí nghiệm, B. subtilis subsp. Niger, L. plantarum, L.
monocytogenes có khả năng chịu đc PEF tốt hơn 4 vi khuẩn gram âm và S. aureus ở pH 7. Trong khi đó, điều kiện PEF này có thể tiêu diệt 1 log10 chu kì B. subtilis và hơn 4log10 chu kì của 5 giống vi sinh vật còn lại đều bị tiêu diệt. Giống vi khuẩn kháng PEF ở pH 7 cao nhất là L.
monocytogenes.
Hình 14: Mối tương quan giữa khả năng chống PEF của 8 giống vi khuẩn trong dung dịch đệm ở pH 4.
Ở cùng điều kiện thí nghiệm, khả năng chống chịu PEF khác nhau tùy thuộc vào từng giống, trong đó, cao nhất là E. coli O157:H7, S. Senftenberg 775W và thấp nhất là L. plantarum.
Hình 15: Số log10 chu kì ức chế 8 giống vi khuẩn bằng PEF ở 25 kV/cm với số xung là 300 trong dung dịch đệm có pH 4 và sau đó được giữ trong 2 giờ ở cùng môi trường.
Như đã thấy, việc ủ lại sau khoảng thời gian làm tăng mạnh khả năng ức chế hầu hết các vi khuẩn ngoại trừ B. subtilis và S. aureus là 2 giống không thấy sự thay đổi rõ rệt. Lưu lại trong 2 giờ ở pH 4 cho phép tăng lượng tế bào bị ức chế lên đến hơn 4log10 chu kì tùy vào giống vi sinh vật. Với những điều kiện thí nghiệm này thì giống vi khuẩn có khả năng chịu PEF cao nhất vẫn là S. Senftenberg 775W và E. coli O157:H7.