Vi sinh vật trong thực phẩm – Sự hư hỏng thực phẩm bởi vi sinh vật

Vi sinh vật trong thực phẩm – Sự hư hỏng thực phẩm bởi vi sinh vật Thịt là thực phẩm có nguồn gốc từ động vật, rất giàu dinh dưỡng (nước, protein, lipid, ). Tùy theo từng loại thịt mà hàm lượng dinh dưỡng khác nhau. Thịt là môi trường thích hợp cho VSV phát triển. Loại thịt Nước (%) Protein (%) Lipid (%) Thịt bò 70,5 18 10,5 Cừu 65,5 16,4 17 Dê 74,4 26,7 4,3 Gà 65,6 20,3 13,1 Heo nạc 73 19 7 Ngỗng 46,1 14 39,2 Thịt vịt 59,5 17,8 21,8 Thịt trâu (đùi) 74,9 21,2 3  Các nguồn nhiễm VSV vào thịt  từ cơ thể động vật sống  trong quá trình giết mổ  trong khi vận chuyển, tiêu thụ, bảo quản  trong quá trình chế biến, ăn uống  Yếu tố ảnh hưởng tới sự xâm nhập của VSV vào thịt sau khi giết mổ  Chất có trong ruột động vật  Điều kiện sinh lý của con vật trước khi mổ  Phương pháp giết và chọc tiết  Tốc độ làm lạnh →Thịt sau giết mổ (có độ ẩm cao, giàu dinh dưỡng, có yếu tố sinh trưởng và pH thuận lợi) là môi trường lý tưởng cho nhiều VSV Dạng hư hỏng VSV gây hư hỏng Thịt tươi Thối rữa Clostridium, Pseudomonas, Proteus, Alcaligenes, Chromobacterium Chua Chromobacterium, Lactobacillus, Pseudomonas Thịt tẩm ướp Mốc Penicillium, Aspergillus, Rhizopus Chua Pseudomonas, Micrococcus, Bacillus Hóa xanh Lactobacillus spp., Streptococcus, Pediococcus Nhầy Leuconostoc Thịt đóng gói chân không Chua Hóa xanh Lactobacillus, Carnobacterium, Leuconostoc Thịt gia cầm Mùi, nhầy Pseudomonas, Alcaligenes, Xanthomonas  Các dạng hư hỏng thịt  Hóa nhày trên bề mặt thịt  Giai đoạn đầu của sự hư hỏng thịt  Trên bề mặt thịt hình thành lớp nhầy do sự phát triển dày đặc của nhiều loại vsv  Xảy ra khi ướp lạnh ở độ ẩm cao hơn 90%  Vsv thường gặp: Pseudomonas, Lactobacillus, Proteus, Achromobacter, nấm men  Thịt bị biến màu  Do các loại VSV sinh/tiết sắc tố phát triển trên bề mặt thịt  Vd: Bacterium prodigiosum tiết sắc tố đỏ Micrococcus tạo thành màu vàng Pseudomonas pyocyanes tạo vết xanh  Hiện tượng phát quang: do Photobacterium (thường gặp khi bảo quản chung với cá)  Thịt ôi thiu: do mỡ bị oxy hóa  Thịt bị mốc: Mucor, Penicillium, Aspergillus  Thịt bị chua  Do các loại VK lên men glycogen trong thịt tạo acid lactic như các VK lactic, Leuconostoc.  Thịt bị thối rữa  Vsv tiết ra các protease ngoại bào phân giải protein của thịt, tạo các sản phẩm gây thối  Có thể xảy ra ở nhiệt độ từ 50 C trở lên  Vsv hiếu khí: B. subtilis, B. mesentericus, B. megaterium, Proteus vulgaris  Vsv kỵ khí: Cl. putrificum, Cl. perfringen Pr VK H2S + myoglobin H2O2 + nitrosohemochrome Cơ chế của hiện tượng thịt có màu xanh lục sulfmyoglobin choleglobin VSV hiếu khí Hiện tượng hư hỏng trên thịt Leuconostoc, Pseudomonas, E. coli, Strep. liquefaciens, Micrococus, Lactobacillus, B. subtilis, B. mycoides, Actinomycetes Thịt hóa nhầy trên bề. Tốc độ sinh nhớt =f (nhiệt độ). Dung giải mỡ, mất màu hoặc màu sắc mới như màu trắng hồng, nâu và có mùi khó chịu Mốc Cladosporium herbarium Thịt có vết đen Mốc Sporotrichum carnis, Geotrichum Thịt có vết trắng Bào tử của Penicillium expanxum, P. asperulum, P. oxalicum. Thịt có dấu xám Nấm mốc Phân huỷ Protein và Lipid làm thịt tăng tính kiềm, thúc đẩy quá trình phân giải mỡ, thịt có mùi mốc, dính nhớt và biến màu VK lactic Thịt càng có nhiều glycogen càng dễ bị chua có màu xám và mùi khó chịu, pH thịt giảm, sinh acid formic, acetic, butyric, lactic, propionic, succinic... thịt bị chua Bacterium megaterium, B. subtilis, B. mesentericus, Proteus vulgaris... gây thối VSV yếm khí Hiện tượng hư hỏng trên thịt Clostridium butyricum và VK Coliforms Phân giải carbohydrate làm sinh acid và khí. Cl.perfringens, Cl. putrificum, Cl. sporogenes Thịt bị thối rữa QUÁ TRÌNH THỐI RỮA CỦA THỊT GĐ VSV phân giải Hiện tượng GĐ 1 Nhóm VK hiếu khí Bacillus, Diplococcus, Streptococcus, E.coli, Staphylococcus Protein ở bề mặt bị phân giải làm thịt nhày nhớt, có mùi lạ. Lượng axit hữu cơ tạo ra thấp nên thường không gây độc. GĐ 2 (sau 24h) Streptococcus và Staphylococcus chiếm ưu thế xâm nhập vào cơ thịt tạo điều kiện cho các VSV khác phát triển pH thịt trở nên axit, thịt có vị chua khó chịu GĐ 3 (sau 72h) E.coli phát triển mạnh, khống chế các VSV khác Hình thành nhiều amoniac,pH chuyển về trung tính. Ăn thịt lúc này có thể ngộ độc GĐ 4 (sau 120h) VK tăng nhanh về số lượng. VK kỵ khí xuất hiện bào tử Thịt có mùi NH3, H2S, indole, mùi xà phòng, Thịt thối rữa ở mức độ cao nhất, không thể ăn được.  Cấu trúc khác thịt  Dao động lớn về thành phần chất béo (0.5 – 25%)  Ít mô liên kết (~ 3% < 15% của thịt)  Cấu trúc sợi cơ ngắn, bị tách biệt nhau bởi các lớp mô liên kết  cấu trúc lỏng lẻo  Chứa 15-20% protein, < 1% carbohydrate  Nhiều protein đơn giản hơn thịt  Cá tươi khỏe mạnh mới đánh bắt có phần thịt và cơ quan nội tạng vô khuẩn ≠ da, mang, đường ruột có khá nhiều VSV (103 - 109 CFU/g)  Chủ yếu là VK gram (-)  Pseudomonas  Shewanella  Psychrobacter  Vibrio  Flavobacterium  Cytophaga Và vài loại VK gram (+)  Coryneforms  Micrococci Các loại VSV trong cá và động vật thủy hải sản (tươi và hư hỏng)  Hệ VSV tự nhiên trong cá phần lớn được quyết định bởi nhiệt độ và độ mặn vùng nước đánh bắt.  Khi bị hư hỏng, hệ VSV giới hạn lại còn một số loại và không phụ thuộc vào nhiệt độ và độ mặn của vùng nước đánh bắt  Pseudomonas spp.  Shewanella spp.  Acinetobacter/Moraxella  Sự hư hỏng ở cá nước ngọt và nước mặn xảy ra gần như giống nhau.  Vsv gây hư hỏng sử dụng các chất đơn giản trước và tạo nên các thành phần gây mùi dễ bay hơi.  trimethylamine oxide, creatine, taurine, anserine, và các sản phẩm tương tự và một số acid amin bị phân giải thành các sản phẩm như: trimethylamine, ammonia, histamine, hydrogen sulfide, indole, và những hợp chất khác.  Quá trình thối rữa của cá  Do vi sinh vật ▪ VSV trong mang, ruột, da cá phát triển mạnh và xâm nhập vào các mô ▪ Protein bị thủy phân  cá bị thối rữa ▪ Thối rữa bắt đầu khi tổng số VSV đạt 107 - 108 /g  Do sinh hóa (hiện tượng tự phân – autolysis) ▪ Do các enzyme nội tại tiến hành phân giải protein cá ▪ Tạo thành các hợp chất N, thịt cá có tính kiềm tạo điều kiện cho VSV hoại sinh phát triển ▪ Cá biến màu, mùi khó ngửi (NH3 , H2 S, indole, cadaverine) Các loại mùi và cơ chất trong các sản phẩm thủy hải sản hư hỏng  Cá ướp lạnh  Nhóm VK ưa lạnh tồn tại như Pseudomonas flourescens, Pseudomonas fragi,  Một số nấm mốc: Mucor, Aspergillus, Penicillium  Cá đông lạnh  Nhiệt độ bảo quản -18  -200 C  Hầu hết các vsv đều bị ức chế  Sau 2-3 tháng, cá thay đổi chất lượng do chất béo bị oxy hóa  Cá muối: phụ thuộc vào hàm lượng muối  Một số vsv bị ức chế ở nồng độ muối không cao, nhưng sống được rất lâu ở nồng độ muối cao (Cl. botulinum, Samonella )  Các vi sinh vật thường thấy :  Serratia salinaria  Torula wehmeri  Micrococcus roseus  Cá khô: phụ thuộc vào độ ẩm Các vi sinh vật thường thấy:  Vi khuẩn : độ ẩm ≥ 30%  Nấm mốc: độ ẩm ≥ 15%  Cá hộp thường thấy bào tử của các VK kỵ khí  Clostridium sporogenes  Clostridium botulinum,  Gồm các loại tôm cua với sự hư hỏng gần như tương tự nhau, khác biệt chủ yếu do quá trình xử lý chế biến và thành phần hóa học đặc trưng  ĐV Giáp xác khác với cá ở lượng carbohydrate khoảng 0.5% (cá gần như không có)  Tôm có lượng a.a tự do cao hơn cá  protein dễ bị phân hủy  Hệ vsv của ĐV giáp xác phụ thuộc vào môi trường nước nơi đánh bắt, tác nhân gây nhiễm từ sàn tàu, người tiếp xúc/chế biến và nước rửa.  Hệ vsv gây hư hỏng: chủ yếu là Pseudomonas, Acinetobacter/Moraxella, nấm men.  Tôm bảo quản ở 00 C/13 ngày  Pseudomonas chiếm ưu thế  ở 5.6 và 11.10 C  Moraxella chiếm ưu thế  Sự biến đỏ của tôm Astaxanthin+crustacyanin (protein ở vỏ tôm)  phức màu xanh xám (do sự hấp thu ánh sáng thay đổi) protein + Astaxanthin Một số vsv cũng có thể gây ra hiện tượng này: Lactobacillus, Nhiệt  Sự biến đen của tôm • Do vi khuẩn lây nhiễm gây hư hỏng: chủ yếu là Pseudomonas fragi, Shewanella putrefaciens • Do tyrosine bị oxy hóa (do polyphenoloxydase) tạo thành các chấm đen (melanosis). Xảy ra 2-12h sau đánh bắt khi tiếp xúc nhiều với oxy, kể cả ở nhiệt độ ướp lạnh  Gồm: hàu, nghêu, trai/sò, mực  khác với cá và ĐV giáp xác ở chỗ có hàm lượng carbohydrate cao và lượng N tổng thấp.  Carbohydrate này chủ yếu là glycogen  hướng hư hỏng chủ yếu là lên men  Tác nhân lan truyền vsv gây bệnh như V.parahaemolyticus, V.vulnificus; ngoài ra còn là nguồn truyền virus (norovirus, enterovirus)  Hệ vsv gây hư hỏng: Serratia, Pseudomonas, Proteus, Clostridium, Bacillus, Escherichia, Enterobacter, Shewanella, Lactobacillus, Flavobacterium, Micrococcus  Khi hư hỏng bắt đầu, Pseudomonas và Acinetobacter/Moraxella chiếm ưu thế, sau đó là Enterococci, Lactobacilli, và nấm men chiếm ưu thế  Do có hàm lượng lycogen khá cao nên một số tác giả đã dùng giá trị pH để đánh giá mức độ hư hỏng của hàu  Sự hình thành vết màu ở mực:  Màu vàng: Do Pseudomonas putida  Màu đỏ: Do Serratia marcescens  Sự thối rữa ở hàu, sò: Salmonella, Vibrio  Sự hình thành vết màu • Màu hồng: Do Rhodotorula • Màu vàng: Do oxy hóa  Thành phần dinh dưỡng trung bình của sữa bò thường gồm có:  Nước: 87.3%,  Chất béo 4.2%,  Lactose 4.6% ,  Protein 3.25%,  Khoáng 0.65%  Sữa từ ĐV khác như sữa trâu, cừu, ngựa, lạc đà khác biệt nhiều so với sữa bò về thành phần hóa học và tính chất vật lý (Nguồn: Walstra and Jenness, 1984; Nickerson, 1995; Schlimme and Buchheim 1999; Walstra et al., 1999)  Hệ VSV trong sữa tươi sau khi vắt phụ thuộc vào:  Phần bên trong của bầu vú  Bề mặt bầu vú và núm vú  Thiết bị vắt sữa, dây chuyền vận chuyển sữa và bồn chứa sữa  Môi trường xung quanh như khí và nước  Người tiếp xúc sữa  Sữa trong bầu vú của con vật khỏe mạnh về cơ bản là vô trùng.  Việc vắt sữa có thể gây ra các vấn đề ở bầu vú  VSV xâm nhập  Thường thấy: Streptococci, Staphylococci, và Micrococci (thường >50%), Corynebacterium spp., Coliforms, Lactic acid bacteria, và những vk khác  Ở những con vật bị viêm vú thường thấy Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae , Strep. dysgalactiae, and Strep. uberis, các Staphylococci cho phản ứng coagulase âm tính, và Mycoplasma.  Escherichia coli và Coliforms, Corynebacterium bovis, Arcanobacterium pyogenes, Listeria monocytogenes , Pseudomonas aeruginosa, và nấm men cũng gây viêm vú HỆ VSV TRONG SỮA VSV THƯỜNG GẶP VSV KHÔNG BÌNH THƯỜNG VSV GÂY HƯ HỎNG VSV GÂY BỆNH VK Lactic (hình que, cầu): lên men lactose tạo lactic, sinh khí VK gây thối (Pseudomonas): sinh Protease, Lipase phân giải Protein, mỡ sữa. Trực khuẩn đường ruột (Coliforms, E. coli): đánh giá mức độ nhiễm khuẩn, vệ sinh của sữa Trực khuẩn cỏ khô (VK Butyric kháng nhiệt, sinh bào tử): có khi vắt sữa không đúng yêu cầu vệ sinh thú y. Gây cho phomat mùi khó chịu Men, mốc: có ở bề mặt sữa, Tbị, dụng cụ, gây trở ngại khi CB VSV gây hư hỏng sữa Hiện tượng hư hỏng Nấm men Torula, VK Sarcina Sữa chuyển từ trắng thành hồng, đỏ Bacillus cyanogenes Sữa có màu xanh Bacillus viscosum Tiết ra micum làm sữa bị nhầy (sữa để lâu ngày) Streptococcus agalactiae (viêm tuyến vú) Làm sữa có vị mặn VSV gây bệnh Bệnh trên ĐV có vú Mycobacteria tuberculosis Lao (bệnh Tuberculosis) Brucella melitensis Xảy thai truyền nhiễm (Bruccellosis) cho ngựa, dê Brucella abortus Xảy thai truyền nhiễm cho bò Brucella suis Xảy thai truyền nhiễm cho lợn Staphylococcus aureus Bệnh viêm vú Người sẽ bị bệnh nếu uống sữa của các ĐV mắc bệnh Biện pháp phòng ngừa: kiểm tra định kỳ cho động vật nuôi  Sữa bột BQ CB trong điều kiện không thích hợp bị nhiễm Aspergillus glaucus, Asp. versicolor, Penicillium oxalicum, P. cyclopium, P. stoloniferum, P. viridicatum, Scopulariopsis brevicaulis  Sữa đặc có đường bảo quản không vệ sinh thường bị Asp. repens (chủ yếu phân giải chất béo)  Phomai trong quá trình CB có thể bị nhiễm Mucor racemosus, M. globosus, P. brevicompactum, Scopulariopsis brevicaulis, Cladosporium herbarum gây vết hoặc gây mùi khó chịu trên phomat  Thanh trùng sữa có thể bất hoạt được  Listeria monocytogenes  Salmonella  Bào tử Clostridium tyrobutiricum  B. stearothermophilus (sinh khí, đắng, mùi khó chịu)  B. cereus (gây mùi khó chịu, đông tụ sữa mà không giảm pH (đông ngọt), tạo vị đắng của kem (do proteinase, lipase, phospholipase) Sản phẩm VSV gây hư hỏng Sữa tươi Nhiều loại VSV khác nhau Sữa thanh trùng VSV ưa lạnh, VK sinh bào tử Sữa đặc VK tạo bào tử, nấm ưa áp suất thẩm thấu Bơ VSV ưa lạnh Cultured buttermilk, sour cream VSV ưa lạnh, Coliforms, nấm men, LAB Cottage cheese VSV ưa lạnh, Coliforms, nấm men, nấm mốc Sữa chua, sữa chua uống Nấm men Phomai tươi Nấm mốc, VK sinh bào tử Phomai ủ Nấm, LAB, VK sinh bào tử • VSV lên men chua • Streptococcus lactis • Streptococcus cremoris • Lactobacterium bulgaricum • Lactobacterium lactis • Lactobacterium casei • Lactobacterium plantarum • Lactobacterium helveticum • Propionibacterium • Nấm men  Penicillium roqueforti Blue cheese  Penicillium camemberti  Camembert cheese  Propionibacterium: tạo hương và sinh lỗ.  Phomát mềm: 1-5 tháng  Phomát cứng: 3 -12 tháng  Phomát rất cứng: 12-16 tháng  Vk sinh hương • Streptococcus citrovorus • Streptococcus paracitrovorus • Streptococcus diacetilactis • Lactobacterium lactis • Leuconostoc citrovorum VSV gây hư hỏng phomai Food Types of Spoilage Spoilage Microorganisms MILK (pasteurized) Bitterness Pseudomonas spp. Souring Lactobacillus thermophilus Sweet curdling Bacillus cereus CHEESE Green discoloration Penicillium Green to black discoloration Cladosporium Black discoloration Candida Sliminess (high pH) Pseudomonas spp. “Gassy” cheese Coliforms, LAB, Clostridia  Vi khuẩn gây đắng • Streptococcus liquefaciens • Trực khuẩn đường ruột • Vi khuẩn butyric  Vi khuẩn gây thối • Hiếu khí: Bacterium fluorescen, Proteus vulgaris, Bacillus subtilis, Bacilus mesentericus. • Kỵ khí: Bacillus putrificus, Bacillus botulinus  Trong syrup • Leuconostoc mesenteroides • Bacillus subtilis • Bacillus cereus • Bacillus megaterium • Bacillus mesentericus • Micrococcus • Flavobacterium • Achromobacterium • Escherichia  Đường thô  Vi khuẩn: Bacillus  Nấm mốc:  Penicillium glaucum  Aspergillus sydowii  Aspergillus niger  Aspergillus glaucus  Nấm men:  Saccharomyces  Torula  Monillia  Đường cát trắng • Bacillus stearothermophilus • Clostridium thermosaccharolyticum • Clostridium nigrificans • Bacillus subtilis • Bacillus megatherium • Bacillus cereus • Leuconostoc • Sarcina • Aerobacter • Pseudomonas Bacillus  Glucose • Trong nguyên liệu: ▪ Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus, Bacillus megaterium, Bacillus mycoides ▪ Vi khuẩn lactic không điển hình ▪ Vi khuẩn butiric • Trong công nghệ: ▪ Bacillus subtilis ▪ Bacillus mesentericus ▪ Vi khuẩn butiric ▪ E.coli Lactobacillus  VSV có lợi  Saccharomyces cerevisiae  Lactobacillus plantarum  Lactobacillus brevis  Lactobacillus fermentum Saccharomyces  VSV có hại  Vi khuẩn: Bacillus  Nấm men:  Trichosporon variabile  Endomycopsis fibuligera  Rhodotorula  Nấm mốc:  Penicillium islandicum tạo luteoskyrin  Aspergillus flavus tạo aflatoxin Aspergillus  VSV gây hư hỏng bánh mì  Vi khuẩn: Bacillus mesentericus  Nấm mốc:  Penicillium olivaceum  Aspergillus niger  Rhizopus nigricans Penicillium  Kẹo: ít tồn tại  Mứt: thường gặp nấm men, nấm mốc (Rhizopus, Mucor)  Bánh kem:  E.coli  Bacillus coli  Bacillus subtilis  Bacillus mycoides  Micrococcus, Food Types of Spoilage Spoilage Microorganisms FRESH FRUITS AND VEGETABLES Bacterial soft rot Erwinia carotovera, Pseudomonas spp. Gray mould rot Botryitis cinerea Rhizopus soft rot Rhizopus nigrican Blue mould rot Penicillium italicum Black mould rot Aspergillus niger, Alternaria Sliminess and Souring Saprophytic bacteria  Hư hỏng do nấm mốc • Aspergillus niger : gây thối đen rau quả tươi, mốc đen hành • Penicillium: gây thối xanh rau quả tươi, thối mốc cà chua, thối nhũn quả tươi. • Fusarium: gây thối mốc cà rốt, thối khô khoai tây • Mucor: gây mốc thối cần tây • Rhizopus: gây nhũn đen rau tươi  Hư hỏng do nấm mốc • Thối quả: các loại quả đều có thê ̉ bị thối rữa, bệnh này do Monilia fructigena gây ra. Loại này có hệ sợi đơn bào phân nhánh. Nấm phát triển làm cho quả bị hỏng và có màu nâu Thối quả do Monilia fructigena  Hư hỏng do nấm mốc  Thối xám: nấm gây bệnh là Monilia cinerea. Loại này sợi nấm mọc theo các mô quả và các nhánh cây. Các đính bào tử có màu xám Thối xám do Monilia cinerea  Thối đồng: nấm gây bệnh là Gleosporium fructigena. Nấm phát triển ở quả gây thối hỏng và làm cho quả có vị đắng. Gleosporium fructigena IX. VI SINH VẬT TRONG RAU QUẢ  Bệnh thối khoai tây: do Phytophtora infestans gây nên. Hê ̣sợi mọc khắp bề mặt củ khoai làm cho khoai mềm và nát.  Bệnh sùi khoai tây: do Synchytrium endobiotiam, làm cho củ bị đen giảm giá trị kinh tế.  Thối khô khoai tây: do nấm Fusarium gây ra, nấm mọc trên vỏ củ khoai đầu tiên tạo thành những vết xám, rồi mọc sâu vào bên trong củ, làm cho củ khoai nhăn nheo và trên bề mặt có những mảnh màu trắng, hồng, vàng.  Bệnh thối hồng: do nấm Fusarium solani, làm cho quả bị mềm, thâm, sũng nước.  Bệnh thối trắng: do nấm Sclerotinia libertiana ký sinh ở rau củ được phủ một lớp trắng với những hạch nấm lớn màu đen làm cho rau củ mềm. Sclerotinia libertiana  Bệnh thối đen: do nấm Sterigmatocytis nigra, phía trong và bên ngoài củ có những vết đen, đó là những bào tử của nấm.  Botrytis cinerea: có một lớp lông tơ màu xám, chúng làm cho rau quả bị thâm và bị phân hủy nhanh. Botrytis cinerea  Colletotrichum lagenarium: loại này làm cho quả dưa hoặc bầu bí có những vết nâu xám ăn sâu vào bên trong thành các vết loét.  Hư hỏng do vi khuẩn  Pseudomonas như P. fluorescens: gây thối nhũn rau tươi; P. cepacia gây thối hành  Corynebacterium: gây thối khoai tây theo vòng  Clostridium: gây phồng đồ hộp, sinh độc tố.  Bacillus: làm nhũn, đen, nhớt rau ngâm dấm.  Lactobacillus, Acetobacter: làm chua nước ép rau, nước ép trái cây  Hư hỏng do nấm men  Candida  Debariomyces  Hansen  Kloeckera  Pichia  Rhodotorula  Saccharomyces  Torulopis