Công nghệ thực phẩm

Chia sẻ: Pham Khanh Dung | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:223

Thêm vào BST

Báo xấu

150
lượt xem 47
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thực phẩm là một khái niệm ngắn gọn về thức ăn, thức uống được cơ thể con người tiếp nhận qua ăn uống hoặc bằng các phương thức khác nhằm thỏa mãn nhu cầu về dinh dưỡng hoặc cảm giác, đồng thời phải phù hợp với thói quen, truyền thống, tập quán, tôn giáo của người sử dụng và không độc hại đối với sức khỏe của con người.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Công nghệ thực phẩm

Bài mở đầu Khái quát về môn học I. Khái niệm chung Thực phẩm là một khái niệm ngắn gọn về thức ăn, thức uống được cơ thể con người tiếp nhận qua ăn uống hoặc bằng các phương thức khác nhằm th ỏa mãn nhu cầu về dinh dưỡng hoặc cảm giác, đồng thời ph ải phù h ợp v ới thói quen, truyền thống, tập quán, tôn giáo của người sử dụng và không độc h ại đối với sức khỏe của con người. Thực phẩm bao gồm thức ăn và thức uống. Thức ăn là những th ực ph ẩm đảm bảo sự phát triển và hoạt động bình th ường của cơ th ể con ng ười. Các thức ăn có nguồn gốc từ động vật hoặc thực vật. Những thành phần cơ bản của thức ăn là gluxit, protit, lipit. Ngoài ra còn có chất khoáng, vitamin, các nguyên tố vi lượng và chất phụ gia. Thức uống chủ yếu có nguồn gốc từ thực vật. Bao gồm đồ uống có ch ất kích thích như bia, rượu, chè, cà phê ... th ường không có giá tr ị l ớn v ề m ặt dinh dưỡng nhưng có ý nghĩa lớn về sự kích thích và gây ra những cảm giác dễ chịu. Đồ uống không có chất kích thích như các loại nước ngọt pha chế, nước khoáng... chủ yếu nhằm đáp ứng nhu cầu về giải khát và cung cấp năng lượng cho cơ thể. ( Theo ủy ban tiêu chuẩn thực phẩm VN – Codex Committee ) - Thực phẩm: Là tất cả các chất đã hoặc chưa chế biến nhằm sử dụng cho con người bao gồm đồ ăn, uống, nhai, ngậm, hút và các ch ất đ ược s ử d ụng để sản xuất, chế biến hoặc xử lý thực phẩm, nhưng không bao gồm m ỹ phẩm và những chất chỉ được dùng như dược phẩm. ( Theo Pháp lệnh VS-ATTP 7/2003 ) 1. Thực phẩm là những sản phẩm mà con người ăn, uống ở dạng tươi, sống hoặc đã qua chế biến, bảo quản. 2. Chất lượng: Toàn bộ các đặc tính của một thực thể, tạo cho thực thể đó khả năng thỏa mãn các nhu cầu đã công bố hay còn tiềm ẩn. 3. Chất lượng thực phẩm = chất lượng hàng hóa + an toàn thực phẩm.
Trong đó, chất lượng hàng hóa bao gồm: chất lượng bao bì, giá trị đích thực của thực phẩm, kiểu dáng, mẫu mã, nhãn sản phẩm... được bảo đảm cho tới khi tới người tiêu dùng. 4. Bảo đảm chất lượng: Mọi hoạt động có kế hoạch và có hệ thống và được khẳng định nếu cần, để đem lại lòng tin thỏa đáng rằng sản phẩm thoả mãn các yêu cầu đã định đối với chất lượng. 5. Vệ sinh thực phẩm: Là mọi điều kiện và mọi biện pháp cần thiết để đảm bảo sự an toàn và phù hợp của thực phẩm ở mọi khâu thuộc chu trình thực phẩm. 6. An toàn thực phẩm: Là sự đảm bảo rằng, thực phẩm không gây hại cho người tiêu dùng khi nó được chuẩn bị và/ hoặc ăn, theo mục đích sử dụng của nó. 7. Vệ sinh an toàn thực phẩm là các điều kiện và biện pháp cần thiết để bảo đảm thực phẩm không gây hại cho sức khỏe, tính mạng của con người. 8. Ngộ độc thực phẩm là tình trạng bệnh lý xảy ra do ăn, uống thực phẩm có chứa chất độc. II. Tầm quan trọng của VSATTP Ảnh hưởng của ngộ độc thực phẩm: Đối với cá nhân • Các chi phí y tế • Thất thoát thu nhập • Đau đớn và chịu đựng • Không còn thì giờ rỗi rãi • Các chi phí bồi dưỡng, phục hồi. • Ảnh hưởng đến người thân, cơ quan…. Đối với công nghiệp thực phẩm • Thu hồi sản phẩm • Đóng cửa nhà máy • Mất nơi tiêu thụ
• Mất uy tín về chất lượng sản phẩm Đối với nhà nước • Giảm xuất khẩu • Chi phí chăm sóc y tế và an toàn xã hội • Thất nghiệp • Thiệt hại về nguồn nhân lực • Tổn thất lao động ở những vùng có dịch • Thiệt hại về du lịch • Chi phí điều tra nghiên cứu sự bùng nổ của bệnh Đối với xã hội - Thực phẩm đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành kinh tế. Ch ất l ượng v ệ sinh an toàn là chìa khoá tiếp thị của sản phẩm th ực ph ẩm. Tăng chất lượng v ệ sinh an toàn thực phẩm đã mang lại uy tín cùng v ới lợi nhu ận cho ngành s ản xu ất nông nghiệp, công nghiệp chế biến, dịch vụ du lịch và thương mại. - Thực phẩm là loại hàng hoá chiến lược, tăng nguồn thu t ừ xu ất kh ẩu, đ ặc bi ệt ở nước ta, với mặt hàng thuỷ hải sản. - Nếu thực phẩm không đảm bảo chất lượng vệ sinh an toàn, sẽ ph ải tiêu t ốn tiền của để cứu chữa, phục hồi sức khỏe cho người tiêu dùng, gây th ất thoát thu nhập lớn III. Thực trạng ô nhiễm thực phẩm hiện nay III.1. Thực trạng vệ sinh an toàn trong sản xuất thực phẩm a. Trong sản xuất lương thực + Thực hiện không đúng quy trình sử dụng phân bón và thuốc BVTV làm cho môi trường đất, nước bị ô nhiễm do đó ảnh hưởng đến tính an toàn c ủa nông sản thực phẩm được nuôi trồng trong môi trường đó. + Chất lượng phân bón hữu cơ vi sinh, phân hỗn hợp NPK thấp làm ô nhiễm môi trường (theo kết quả phân tích của Bộ NN và PTNT) + Công nghệ bảo quản nông sản sau thu hoạch ch ưa phát tri ển gây t ổn th ất lớn sau thu hoạch do lương thực bị nhiễm côn trùng, nấm b. Trong sản xuất rau quả
+ Tình trạng lạm dụng và sử dụng thuốc BVTV nhiều quá mức cần thiết; sự thiếu hiểu biết về tác hại của thuốc, không chấp hành quy trình s ử dụng thu ốc BVTV và thời gian cách ly; - Vẫn còn tình trạng sử dụng các hóa chất không rõ nguồn gốc, thuốc bảo vệ thực vật cấm sử dụng để bảo quản rau quả. c. Trong chăn nuôi và vệ sinh giết mổ gia súc, gia cầm + Hàm lượng độc tố vi nấm Aflatoxin gấp 4 lần so v ới mức quy đ ịnh t ối đa cho phép trong thức ăn chăn nuôi + Hàm lượng kim loại nặng như chì, asen… trong thức ăn chăn nuôi vẫn so với mức quy định tối đa cho phép. + thịt lợn nuôi bằng hormone tăng trọng nguy hiểm. III.2. Thực trạng VSAT trong kinh doanh thực phẩm: + Trên 60% bánh phở chứa formol, hàn the (borax) hay thịt tươi sống có tẩm các loại phụ gia, hóa chất chống thối, giữ cho thịt có màu đỏ tươi… + Các loại thịt gia cầm, gia súc (bò, lợn…) chưa qua kiểm dịch trong khi bệnh cúm gà và lỡ mồm long móng vẫn còn tiếp diễn. + Các loại phẩm màu, chất bảo quản độc hại trong các sản ph ẩm lương th ực ăn sẵn, chế biến…không rõ nguồn gốc và công thức đang được bán lan tràn tại chợ. IV. Mục đích của môn học - Làm cho sinh viên nhận thức được vai trò quan trọng của vấn đề vệ sinh thực phẩm trong sản xuất và đời sống. - Giúp cho sinh viên hiểu được các nguyên nhân gây ra ngộ độc thực ph ẩm, quá trình diễn biến bệnh,cách điều trị và phòng ngừa … V. Yêu cầu của môn học Sau khi học xong môn học này học viên phải hình thành được các năng lực cơ bản sau:
− Nhận thức được vai trò của vi sinh vật trong chế biến cũng như trong bảo quản thực phẩm. Cũng như tác hại của vi sinh vật khi chúng nhi ễm vào thực phẩm. − Biết được nguyên nhân gây ra ngộ độc thực phẩm, cách xử lý khi có ngộ độc thực phẩm. − Áp dụng các yêu cầu về quy định vệ sinh khi bảo quản và ch ế biến th ực phẩm. VI. Nội dung môn học − Bài mở đầu: Khái quát vệ sinh thực phẩm Phần I: Đại cương vi sinh vật học trong thực phẩm − Chương 1: Vi sinh vật và các quá trình vi sinh quan trọng liên quan đ ến th ực phẩm. − Chương 2: Các yếu tố của thực phẩm ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật − Chương 3: Giá trị dinh dưỡng và đặc điểm vệ sinh của thực phẩm Phần II: VSV gây bệnh và ngộ độc thực phẩm − Chương 4: Bệnh nhiễm khuẩn thực phẩm − Chương 5: Ngộ độc thực phẩm − Chương 6: Vệ sinh ăn uống công cộng Phần III: Quản lý chất lượng thực phẩm. Chương 7: Chất lượng thực phẩm và quản lý chất lượng thực phẩm. VII. Tài liệu tham khảo 1. Lương Đức Phẩm – 2001 – Vi sinh vật học và an toàn vệ sinh th ực ph ẩm – NXB Nông nghiệp – Hà Nội 2. Lê Xuân Phương – Vi sinh công nghiệp – NXB xây dựng. 3. Nguyễn Đức Lượng, Phạm Minh Tâm – Vệ sinh và an toàn thực phẩm – Đại học Kỹ thuật – Thành phố Hồ Chí Minh. 4. Trần Linh Thước – Phương pháp phân tích vi sinh vật trong nước, th ực phẩm và mĩ phẩm – NXB Giáo Dục.
5. Hà Huy Khôi – Dinh dưỡng và vệ sinh an toàn thực phẩm – NXB Y học. 6. Nguyễn Thị Chính – Vi sinh vật y học – NXB ĐH Quốc gia Hà Nội 7. Chu Thị Thơm – Hướng dẫn bảo quản, chế biến thực phẩm nhờ VSV- NXB Lao động CHƯƠNG I: ĐẠI CƯƠNG VI SINH VẬT HỌC TRONG THỰC PHẨM 1.1 Khái niệm chung VSV là các sinh vật có kích thước hết sức nhỏ bé, có cấu t ạo rất đơn gi ản, phải nhìn dưới kính hiển vi mới thấy được. Thế giới VSV hết sức đa dạng, bao gồm nhiều giới: vi khuẩn, nấm men, x ạ khuẩn, nấm mốc, một số động vật nguyên sinh, một số tảo, và siêu vi khuẩn. Ba dạng chủ yếu ở vi khuẩn : trực khuẩn, cầu khuẩn và xoắn khuẩn. 1.2. Các đặc điểm chung của vi sinh vật : 1.2.1- Kích thước nhỏ bé : Vi sinh vật thường được đo kích thước bằng đơn vị micromet virus được đo kích thước đơn vị bằng nanomet 1.2.2 -Hấp thu nhiều, chuyển hoá nhanh
Tuy vi sinh vật có kích thước rất nhỏ bé nhưng chúng lại có năng lực hấp thu và chuyển hoá vượt xa các sinh vật khác. Ch ẳng h ạn 1 vi khu ẩn l ắctic (Lactobacillus) trong 1 giờ có thể phân giải được một lượng đường lactose lớn hơn 100-10 000 lần so với khối lượng của chúng. Tốc độ tổng h ợp protein c ủa nấm men cao gấp 1000 lần so với đậu tương và gấp 100 000 lần so với trâu bò. 1.2.3- Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh : Chẳng hạn, 1 trực khuẩn đại tràng ( Escherichia coli ) trong các điều kiện thích hợp chỉ sau 12-20 phút lại phân cắt một lần. Nếu lấy thời gian th ế h ệ là 20 phút thì mỗi giờ phân cắt 3 làn, sau 24 giờ phân cắt 72 l ần và t ạo ra 4 722 366 500 000 000 000 000 000 tế bào (4 722 366. 10 17), tương đương với 1 khối lượng ... 4722 tấn. Tất nhiên trong tự nhiên không có được các điều kiện tối ưu như vậy Trong nòi lên men với các điều kiện nuôi cấy thích hợp từ 1 tế bào có th ể tạo ra sau 24 giờ khoảng 100 000 000- 1 000 000 000 t ế bào. Th ời gian th ế h ệ c ủa n ấm men dài hơn, ví dụ với men rượu (Saccharomyces cerevisiae) là 120 phút. 1.2.4- Có năng lực thích ứng mạnh và dễ dàng phát sinh biến dị : Trong quá trình tiến hoá lâu dài vi sinh vật đã tạo cho mình những c ơ ch ế điều hoà trao đổi chất để thích ứng được với những điều kiện sống rất khác nhau, kể cả những điều kiện hết sức bất lợi mà các sinh vật khác thường không thể tồn tại được. Có vi sinh vật sống được ở môi trường nóng đến 130 0C, lạnh đến 0-50C, mặn đến nồng độ 32% muối ăn, ngọt đến nồng độ mật ong, pH th ấp đến 0,5 hoặc cao đến 10,7, áp suất cao đến trên 1103 at. hay có độ phóng x ạ cao đến 750 000 rad. Nhiều vi sinh vật có th ể phát tri ển t ốt trong đi ều ki ện tuy ệt đ ối kỵ khí, có noài nấm sợi có thể phát triển dày đặc trong bể ngâm tử thi với nộng độ Formol rất cao... Vi sinh vật đa số là đơn bào, đơn bội, sinh s ản nhanh, s ố l ượng nhi ều, ti ếp xúc trực tiếp với môi trường sống ... do đó rất dễ dàng phát sinh biến dị. Tần s ố
biến dị thường ở mức 10 -5-10-10. Chỉ sau một thời gian ngắn đã có thể tạo ra một số lượng rất lớn các cá thể biến dị ở các hế hệ sau. Nh ững biến dị có ích s ẽ đ ưa lại hiệu quả rất lớn trong sản xuất. Nếu nh ư khi mới phát hi ện ra penicillin ho ạt tính chỉ đạt 20 đơn vị/ml dịch lên men (1943) thì nay đã có th ể đ ạt trên 100 000 đơn vị/ml. Khi mới phát hiện ra acid glutamic ch ỉ đạt 1-2g/l thì nay đã đạt đến 150g/ml dịch lên men (VEDAN-Việt Nam). 1.2.5- Phân bố rộng, chủng loại nhiều : Vi sinh vật có mặt ở khắp mọi nơi trên Trái đất, trong không khí, trong đ ất, trên núi cao, dưới biển sâu, trên cơ thể, người, động vật, thực v ật, trong th ực phẩm, trên mọi đồ vật... Người ta ước tính trong số 1,5 triệu loài sinh vật có khoảng 200 000 loài vi sinh vật (100 000 loài động vật nguyên sinh và tảo, 90 000 loài n ấm, 2500 loài vi khuẩn lam và 1500 loài vi khuẩn). Tuy nhiên hàng năm, có thêm hàng nghìn loài sinh vật mới được phát hiện, trong đó có không ít loài vi sinh vật. Virus là m ột dạng đặc biệt chưa có cấu trúc cơ thể cho nên chưa được kể đến trong s ố 200 000 loài vi sinh vật nói trên. Số virus đã được đặt tên là khoảng 4000 loài. 1.2.6- Là sinh vật xuất hiện đầu tiên trên trái đất : Vết tích vi khuẩn lam Vết tích Gloeodiniopsis cách Vết tích Palaeolyngbya cách đây cách đây 3,5 tỷ năm đây 1,5 tỷ năm 950 triệu năm
1.3. Vi sinh vật học thực phẩm 1.3.1. Định nghĩa Vi sinh vật học thực phẩm là một môn khoa h ọc nghiên cứu v ề nh ững ho ạt động sinh lý của vi sinh vật có ảnh hưởng đến chất lượng của lương thực thực phẩm, tìm hiểu các quy luật phát triển của vi sinh vật trên thực phẩm để có những biện pháp ngăn ngừa tác động tiêu cực và phát huy tác động tích cực của chúng trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm. 1.3.2. Lịch sử phát triển ngành vi sinh thực phẩm Các quá trình hư hỏng thực phẩm và những phương pháp bảo quản và lên men thực phẩm đã được con người biết đến từ rất lâu, khi mà người ta ch ưa hi ểu vi sinh vật là gì. Người ta đã biết nấu rượu, làm mắm, lên men sữa…nhưng đây chỉ là những ứng dụng ngẫu nhiên. Mãi sau này khi mà Antoni Van Leeuwenhoek (1632-1723) chế tạo ra được kính hiển vi mới phát hiện ra được những vi sinh vật nhỏ bé mà lâu nay vẫn là điều bí ẩn đối với nhân loại. Mãi đến năm 1800 thì mối liên quan giữa th ực ph ẩm và vi sinh v ật m ới được phát hiện. Sau những khám phá của Pasteur và một số nhà vi sinh vật khác là thời kỳ phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp lên men. Ta có th ể xem xét một số giai đoạn sau: Giai đoạn trước Pasteur (1860): phát hiện và ứng dụng một số quá trình lên men thực phẩm như: làm mắm, làm nước tương, muối chua rau quả, làm bánh mì… Cuối giai đoạn này con người đã biết lên men hiếu khí để s ản xuất giấm. Từ đó đã phát triển một bước lớn trong lĩnh vực nuôi cấy vi sinh vật và vệ sinh thực phẩm. Giai đoạn 1860-1900: phát hiện thêm quá trình lên men lactic và ứng dụng rộng rãi quá trình này vào đời sống thực tiễn. Phát triển nuôi cấy thu sinh kh ối bằng cách thổi không khí vào môi trường lỏng.
Giai đoạn 1900-1920: công nghiệp sản xuất glyxerin, axeton, butanol phát triển mạnh mẽ. Giai đoạn 1920-1940: các thiết bị lên men được hoàn thiện dần. Phát hiện một số quá trình lên men khác như sản xuất sorboza, gluconic. Trong giai đo ạn này người ta đã biết khử trùng không khí trước khi cung cấp cho các quá trình lên men hiếu khí. Giai đoạn 1940-1950: quá trình sản xuất kháng sinh được phát hiện, đặc biệt là quá trình sản xuất penicillin. Bên cạnh đó đã s ản xu ất đ ược vitamin B 12 và riboflavin. Giai đoạn 1950-1960: là giai đoạn hoàn thiện công nghệ sản xuất kháng sinh và bắt đầu công nghệ sản xuất axit amin và enzyme. Giai đoạn 1960 đến nay: là giai đoạn phát triển mạnh mẽ việc sản xuất axit amin, enzyme, đồng thời hoàn thiện toàn bộ thiết bị lên men. Quá trình lên men được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực thực phẩm, y học, nông nghiệp… 1.4. Nguồn lây nhiễm vi sinh vật vào thực phẩm 1.4.1. Lây nhiễm từ tự nhiên - Từ động vật: trên da và qua đường tiêu hóa của gia súc, th ủy s ản luôn luôn có sẵn các VSV, do chúng tiếp xúc trực tiếp với phân, rác rưởi, thức ăn và nước…những giống VSV thường có ở động vật là: Streptococcus, Escherichia, Aerobacter, Pseudomonas, Clostridium…thịt từ những con vật ốm yếu, mang bệnh sẽ chứa những vi khuẩn gây bệnh. - Từ đất: đất có chứa một lượng lớn VSV, chúng có thể nhiễm vào động vật, rau quả, hạt ngũ cốc, hạt có dầu và các sản ph ẩm khác. Chúng cũng t ừ đ ất vào nước, vào không khí rồi nhiễm vào thực phẩm. Hệ VSV đất thấy có mặt ở thực phẩm gồm có: Các giống vi khuẩn Bacilus, Clostridium, Aerobacter, Escherichia, Micrococus, Pseudomonas, Streptoccus, Leuconostoc, Acetobacter Streptomyces (xạ khuẩn), nấm men và nấm mốc.
- Từ nước: nước trong tự nhiên chứa hệ VSV riêng và ngoài ra còn có các VSV từ nước thải, cống rãnh. Số lượngVSV và thành phần loài trong hệ VSV nước thay đổi theo từng mùa, vào lượng mưa, mức độ ô nhiễm….Trong nước thường có Pseudomonas, Micrococcus, Proteus. - Từ không khí: VSV và bào tử của chúng từ mặt đất theo bụi, theo nh ững hạt nước nhỏ bay vào không khí, theo gió phát tán khắp mọi nơi và nhiễm vào thực phẩm. 1.4.2. Nhiễm VSV trong quá trình chế biến Thực phẩm tưới sống được thu hoạch tốt, giết mổ và sơ chế sạch thường có ít VSV. Thịt gia súc, thủy sản từ các con vật kh ỏe có rất ít hoặc không có VSV. Khi giết mổ hoặc sơ chế không đảm bảo vệ sinh, sản phẩm sẽ bị nhiễm VSV. Các chất trong ruột có rất nhiều VSV , dễ bị lây nhiễmvi khuẩn đường ruột và phân vào thịt hoặc các thựcphẩm khác. Hoa quả, trứng lành lặn ở vỏ có chất kháng khuẩn nên các chất bên trong thường tinh khiết. Vỏ trứng dễ nhiễm bẩn từ phân gà, vịt, t ừ tay ng ười, d ụng c ụ chứa đựng. Vỏ hoa quả cũng vậy dễ nhiễm bẩn từ môi trường ngoài. Sữa mới vắt từ bò cái khỏe mạnh chứa rất ít VSV. Do tay người vắt s ữa bò, dụng cụ đựng, vận chuyển sẽ làm cho sữa bị nhiễm khuẩn. 1.4.3. Lây nhiễm VSV do vật môi giới lây truyền Đó là ruồi, nhặng, muỗi, côn trùng…trên thân mình, chân, râu cánh của chúng có nhiễm VSV, rồi đậu vào thực phẩm. 1.5. Tác động của vi sinh vật trong thực phẩm: 1.5.1. Gây hư hỏng thực phẩm: Hệ vi sinh vật thực phẩm được phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau: - Thực phẩm bị nhiễm vi sinh vật từ môi trường bên ngoài, tay công nhân, dụng cụ, quá trình chuyên chở, bảo quản… - Thực phẩm bị nhiễm vi sinh vật từ bản thân nguyên liệu.
Do thực phẩm thường là những chất chứa nhiều nước, nhiều chất dinh dưỡng, vitamin và khoáng chất nên đây là môi trường thuận lợi cho nhiều loài vi sinh vật có hại phát triển. Mỗi loại thực phẩm th ường có một h ệ vi sinh v ật riêng và hoạt động của chúng gây nên những biến đổi sinh hoá, cơ lý trong thực ph ẩm và làm giảm chất lượng hoặc hư hỏng thực phẩm. Ta phải nghiên cứu để hiểu thật rõ về hệ vi sinh vật thực phẩm và những biến đổi do chúng gây nên nh ằm mục đích bảo quản thực phẩm trong thời gian dài nhất v ới s ố l ượng và ch ất lượng hao hụt của thực phẩm là ít nhất. 1.5.2. Thực phẩm mang vi sinh vật gây bệnh Khi chúng ta ăn phải các loại thực phẩm mang vi sinh vật gây bệnh hoặc độc tố của chúng sẽ gây ra nhiều bệnh cho cơ thể người và động vật có thể để lại hậu quả nghiêm trọng thậm chí dẫn đến tử vong. Các bệnh th ường g ặp là thương hàn do vi khuẩn Salmonella, tả do Shigella, lao do Micobacterium,... Ngoài ra còn có thể dẫn đến các triệu chứng ngộ độc nghiêm trọng nếu chúng ta ăn ph ải độc tố của vi khuẩn như độc tố botulin của vi khuẩn độc thịt Clostridium botulinum, độc tố của vi khuẩn tụ cầu vàng Staphylococcus aureus. 1.5.3. Ứng dụng có lợi của vi sinh vật trong chế biến thực phẩm Trong thực tế đời sống hiện nay người ta đã biết lợi dụng những biến đổi có lợi của vi sinh vật để tạo ra những sản phẩm thực ph ẩm có ch ất l ượng và phù hợp hơn cho nhu cầu dinh dưỡng ngày càng cao của con người. Nh ư sử d ụng sinh khối vi sinh vật làm nguồn thức ăn giàu dinh dưỡng, ứng dụng các quá trình lên men rộng rãi trong việc sản xuất các loại thực phẩm quan trọng như: rượu, bia, nước giải khát, bánh mì, nước mắm, mì chính,…cũng như làm gia tăng giá trị dinh dưỡng của các loại thực phẩm như tempeh, natto… được lên men từ đậu nành. 1.6. Hệ VSV trong cơ thể con người Vi khuẩn chiếm một số lượng lớn ở trong và ở trên cơ thể của chúng ta. Chúng có thể xuất hiện trong 1 tuần, 1 tháng hoặc lâu hơn nữa và sau đó bi ến m ất. Tuy
nhiên chúng có thể tồn tại trong một thời gian ngắn như một tác nhân gây b ệnh ngắn ngủi. Nhiều loài VSV bình thường trong cơ thể chúng ta hoạt động nh ư nh ững VSV cơ hội, là nguyên nhân gây bệnh vào bất cứ lúc nào khi hệ miễn dịch của cơ th ể yếu đi. Chúng có thể gây bệnh nếu có được môi trường thích h ợp, đi ều đó có th ể là do các vết thương hoặc do khả năng lây lan. 1.6.1. Khu hệ vi khuẩn chí Một số VSV đã tìm được nơi cư trú của chúng trong nhiều bộ ph ận của cơ thể. Ở các vùng bên trong và trên cơ thể của người đã xác định được sự có mặt của khu hệ VSV tự nhiên này là rất phong phú, trong đó có nhi ều loài có kh ả năng gây bệnh khi có cơ hội. Dưới đây là khu hệ VSV bình thường đã được tìm th ấy ở 1 s ố vùng cơ th ể người. Vùng cơ thể Các họ Vi sinh vật ở miệng và amidan Actinomyces sp. Bacteroides sp. Candica albicans Coliforms Lactobacillus sp. Micrococcus sp. Staphylococcus aureus Streptococcus …… Ruột hồi dưới và ruột già Bacteroides Candida albicans Bifidobacterium Clostridium Eubacterium Lactobacillus Pseudomonas
Staphylococcus aureus…. Nét đặc trưng của đời sống vi khuẩn chí là: nhiệt độ trong c ơ th ể ng ười, ch ất dinh dưỡng sẵn có, và độ pH ảnh hưởng lên sự sống của chúng. Vì những điều kiện này nên các vùng cơ thể khác nhau thì có hệ VSV khác nhau. Hệ VSV bình thường trong cơ thể có lợi vì chúng ngăn ngừa sự sinh trưởng nhanh của những VSV không mong muốn. Sự phá hủy của hệ VSV bình thường làm phá vỡ hiện trạng cân b ằng b ảo v ệ của VSV, dẫn đến sự phát triển của VSv có hại, đi ều này có th ể th ấy rõ qua vi ệc quá lạm dụng kháng sinh. 1.6.2. Hệ VSV trong đường tiêu hóa Hệ tiêu hóa bao gồm miệng, thực quản, dạ dày, ruột (ruột non và ruột già), trực tràng, cũng như là gan, lá lách, mật và tuyến nước bọt.
Sơ đồ ống tiêu hoá 1. Miệng và hầu Các VSV xâm nhập vào miệng cùng với thực phẩm, đồ uống tay và hàng lo ạt những thứ khác mang VSV. Có nhiều khó khăn trong việc nuôi cấy một số VSV có mặt ở trong miệng, vì chúng khócó thể phát triển được khi nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, nhiều VSV có thể được nhận ra như các loài Lactobacillus, Spirochetes, hàng loạt các cầu khuẩn (Streptococcus viridans), các loài Bacillus sinh bào tử, Coliforms, Vibrio và Fusiform có mặt trong khoang miệng. Thức ăn trong miệng và khe răng chính là nguyên nhân làm tăng số lượng lớn các VSV trong miệng. 2. Dạ dày
Dạ dày không có quần thể VSV tự nhiên. Trong điều kiện bị bệnh, viêm loét dạ dày hoặc viêm dạ dày mãn tính các nhà y học th ấy có vi khuẩn Helicobacter pylori ở tế bào biểu mô làm tiết dịch nhày ở dạ dày, chúng nhân lên rất nhi ều d ẫn đến ung thư. 3. Ruột Nhiều nhân tố bên ngoài có ảnh hưởng đến số lượng VSV đường ru ột. Đ ồ ăn hàng ngày là một nhân tố quan trọng, hoặc dùng thuốc kháng sinh trong một thời gian dài cũng vậy làm cho khu hệ vi khuẩn chí có nh ững biến đổi lớn, xu ất hiệnnhững VSV không bình thường với số lượng lớn ( Candida albicans hoặc Clostridium difficile), ngoài ra còn có những VSV khác. Ruột non Trong phần cuối của dạ dày, phần hành tá tràng hoặc phần dẫn trên của ruột non không có khu hệ VSV tự nhiên. Những VSV bắt đầu xuất hiện ở gần đoạn cuối của ruột hồi, với số lượng lớn. Những vi khuẩn ch ủ y ếu tìm th ấy là Enterococcus faecalis, Staphylocus, Lactobacilli, và thỉnh thoảng có E. coli, nấm men xuất hiện. Ruột già Vùng này chứa một lượng lớn thức ăn đã tiêu hóa và th ức ăn th ừa. Đây là đi ều kiện thuận lợi cho sự phát triển của VSV hơn hẳn so với điều kiện thông thường, nghĩa là ruột già có lượng VSV rất đa dạng. Nhóm lớn nh ất là vi khu ẩn Gram âm kị khí bắt buộc. Trong số này Bacteroides chiếm số lượng lớn, tiếp theo là Fusobacterium. Nhiều vi khuẩn Gram dương kị khí cũng được tìm th ấy như Clostridium tetani, C. difficile, C. histolyticum,…. Ruột già cũng chứa một số lượng lớn vi khuẩn Gram âm kị khí không bắt buộc. Ở đây dễ phát triển những VSV kị khí bắt buộc hơn. Phổ biến nhất trong số này là E.coli, Enterobacter aerogenes và Pseudomonas aeruginosa. Ngoài ra còn tìm thấy Enterobacter faecalis, Streptococcus viridans, và cả chủng gây bệnh như Salmonella và Shigella.
Nhóm nấm xuất hiện ở ruột già có Candida, Geotrichum, Penicillium và Aspergillus. Điều đó cho thấy có một số lượng lớn VSV có th ể sinh tr ưởng trong ruột và nó là các VSV gây bệnh cơ hội, cộng sinh lẫn nhau và có th ể t ồn t ại trong ruột già. 1.7. Các quá trình vi sinh quan trọng liên quan đến thực phẩm Trong quá trình sống của mình, vi sinh vật gây ra những quá trình hóa sinh làm ảnh hưởng lớn đến vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên và những quá trình này được ứng dụng trong hàng loạt ngành sản xuất cũng như làm c ơ s ở khoa h ọc để chọn các phương pháp bảo quản và chế biến thực phẩm. Những quá trình hóa sinh này chia thành hai loại: lên men và thối rữa. Lên men là quá trình chuyển hóa vật chất hữu cơ không ch ứa nit ơ (hydrat cacbon, chất béo) dưới tác dụng của vi sinh vật. Thông qua quá trình này mà cung cấp nguyên vật liệu để tạo nên các cấu tử của tế bào. Lên men l ại chia thành hai kiểu chính là: lên men kỵ khí và lên men hiếu khí. 1.7.1. QUÁ TRÌNH LÊN MEN KỴ KHÍ Lên men kỵ khí do các vi sinh vật kỵ khí hoặc kỵ khí tùy tiện gây ra. 1.7.1.1. Lên men rượu: Lên men rượu là quá trình phân giải đường thành rượu và khí cacbonic dưới tác dụng của vi sinh vật. Trong tất cả các quá trình chuyển hóa glucid do vi sinh vật gây ra, sự lên men rượu được ứng dụng rộng rãi nh ất trong công nghi ệp, ứng dụng này đã có từ thời xưa sơ bộ để sản xuất rượu vang, bia và các nước uống giải khát lên men khác.
1.7.1.1.1. Cơ chế của quá trình lên men rượu Phương trình tổng quát của quá trình này như sau: C6H12O6 + 2(P) + 2ADP = 2C2H5OH + 2CO2↑ + 2ATP (glucoza) (rượu etylic) Đường và các chất dinh dưỡng khác của môi trường lên men, trước tiên được hấp thụ trên bề mặt và sau đó khuếch tán qua màng bán th ấm và vào bên trong tế bào nấm men, sự phân hủy đường thành rượu trong tế bào nấm men x ảy ra bằng hàng loạt các phản ứng với sự tham gia rất phức tạp của nhiều loại enzyme khác nhau, bước cuối cùng của quá trình lên men là sự chuy ển hóa axit pyruvic thành rượu etylic và khí CO2. Phương trình tổng quát nêu ở trên chỉ cho thấy nguyên liệu đầu và sản phẩm chính còn thực ra quá trình lên men rất ph ức tạp qua nhi ều giai đo ạn và t ạo thành nhiều sản phẩm phụ: glyxerin, aldehyt axetic, các axit xucsinic, axetic, lactic và xitric, các este và rượu bậc cao. Sự lên men thông thường: khi môi trường có pH từ 4 đến 5, nó chia thành từng thời kỳ khác nhau: • Thời kỳ cảm ứng: - Lượng acetaldehyt (CH3CH=O) được tạo thành còn ít.
- Ion H+ được chuyển từ NADH2 đến glyxeraldehyt-3-photphat để tạo thành glyxerin 3-photphat. - Sau đó glyxerin 3-photphat bị mất gốc photphat để tạo thành glyxerin. NADH2 NAD+ -P Glyxeracetaldehyt–3–photphat Glyxeryl–3–photphat Glyxeryl • Thời kỳ tĩnh: - Khi lượng acetaldehyt (CH3CH=O) tạo thành đạt được một lượng nhất định, - Axetaldehyt bị khử tạo thành rượu etylic. Glyxerin chỉ được tạo thành từ thời kỳ cảm ứng do đó nó chỉ là sản ph ẩm phụ trong khi lên men trong môi trường axit. Phương trình tổng quát của quá trình này như sau: C6H12O6 + 2(P) + 2ADP = 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP Sự lên men trong điều kiện kiềm yếu: • Nếu tiến hành kiềm hoá môi trường bằng Na2CO3, K2CO3 hay (NH4)2CO3 thì axetaldehyt vừa bị khử vừa bị oxi hoá, vì vậy ch ất nh ận H 2 từ NADH là glyxeraldehit 3-photphat và kết quả sẽ tạo thành glyxerin. Nh ư vậy trong môi trường kiềm ta thu được glyxerin, axit axetic và rượu etylic. Phương trình tổng quát như sau: CH2OH 2C6H12O6 + H2O  CHOH + CH3COOH + C2H5OH + 2CO2 CH2OH (glucoza) (glyxerin) (axit acetic) • Nếu thêm NaHSO3 vào môi trường thì nó sẽ kết hợp với axetaldehyt thành acetaldehitbisulfitnatri khó tan. Khi đó không có axetaldehyt làm ch ất nh ận
H2, vì vậy lúc này chất nhận H2 là Dioxyacetonphotphat. Kết quả là tạo thành glyxerin . Phương trình tổng quát của quá trình này như sau: CH2OH OH C6H12O6 + NaHSO3  CHOH + CH3 - CH + CO2↑ CH2OH SO3Na↓ Trong thực tế người ta có thể thu được 40% glyxerin so với nguyên liệu ban đầu. Nếu trong môi trường lên men có các axit amin thì rượu bậc cao (propanol, izobutanol và izoamylic) được tạo thành do các axit amin bị khử amin. 1.7.1.1.2.Vi sinh vật lên men rượu a. Nấm men Nấm men là tác nhân cơ bản gây nên quá trình lên men rượu, tuy nhiên không phải loài nào cũng lên men đường thành rượu được mà chỉ có một số loài có khả năng này. Trong sản xuất hiện nay người ta thường dùng một số loài thuộc họ Saccharomycesaceae. Theo đặc tính lên men người ta chia nấm men thành hai nhóm: n ấm men lên men nổi và nấm men lên men chìm. Nấm men nổi: là những nấm men có cường lực lên men rất nhanh và mạnh. Nhiệt độ thích hợp cho nấm men này sinh trưởng từ 20 ÷ 28 oC, có tốc độ lên men rất lớn, lượng đường tiêu thụ rất nhiều. Do sinh ra nhiều khí CO 2 nên các tế bào nấm men ở dưới sẽ theo CO2 nổi lên trên bề mặt, vì vậy nấm men hoạt động