ảnh hưởng của hoạt độ nước đến chất lượng thực phẩm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM



Bài tiểu luận:

Hóa Học Thực Phẩm
ĐỀ TÀI: Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến chất lượng sản
phẩm ( vi sinh vật, lưu biến của thực phẩm)

Gvhd: Lê Thị Thúy Hằng
Nhóm thực hiện: nhóm 2

[Date]

1


Danh sách thành viên nhóm:
stt

Họ và tên

MSSV

Phân công nhiệm vụ
Tổng hợp sửa bài, làm file word và file
powerpoint
Phần ảnh hưởng của hoạt độ nước đến
sự phát triển của vi sinh vật

Phần ảnh hưởng của hoạt độ nước đến
tính chất lưu biến của thực phẩm
Phần câu hỏi ôn tập
Thuyết trình

1

Nguyễn Thị nhàng

2005140366

2

Nguyễn Thị Kim Phụng

2005140423

3

Nguyễn Hoài Thanh Thanh

2005140508

4
5

Võ Thị Hoàng Vân
Trần Thị Nhung

2005140717

2005149390

[Date]

0


Nội dung bài tiểu luận:

Ảnh hưởng của hoạt độ nướđến chất lượng
sản phẩm
I) Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến sự phát triển của vi
sinh vật
II) Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến chất lưu biến của
thực phẩm
III) Tài liệu tham khảo
IV) câu hỏi ôn tập

[Date]

1


Mục lục
Danh sách thành viên nhóm: ............................................... 0
Nội dung bài tiểu luận: ......................................................... 1
Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến chất lượng sản phẩm ... 3
I)Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến sự phát triển của vi
sinh vật: ............................................................................... 3
II) Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến tính chất lưu biến

của thực phẩm .................................................................... 8
III) Tài liệu tham khảo: ................................................... 10
IV) Câu hỏi ôn tập: .......................................................... 10

[Date]

2


Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến
chất lượng sản phẩm
I)Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến sự phát triển của vi sinh vật:
Vi sinh vật có vai trò rất to lớn trong ngành công nghệ thực phẩm. Nhờ vi
sinh vật, các loại thực phẩm lên men có giá trị như sữa chua (yogurt), các loại
bia, rượu và nhiều sản phẩm lên men có giá trị cao khác được sản xuất. Tuy nhiên
trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm, cần hạn chế sự phát triển của vi
sinh vật. Trong dó, vi sinh vật là nhân tố chính gây ngộ độc thực phẩm và làm
giảm chất lượng của thực phẩm.

Hoạt độ nước đóng vai trò quan trọng trong việc hạn chế hoặc tăng cường sự
phát triển của vi sinh vật trong thực phẩm.
Các yếu tố như nhiệt độ, pH và CO2 cũng như sự có mặt của các chất kiềm
hãm và chất bảo vệ cũng sẽ có những tác động nhất định lên sự sống và sự phát
triển của vi sinh vật.
[Date]

3


Vi khuẩn có hoạt độ nước tối thiểu là 0,91, riêng vi khuẩn ưa mặn là 0,75. Vi

khuẩn không chịu mặn phát triển cực đại tại aw=0,997÷0,980 ( môi trường canh
thang thường có aw= 0,999, thêm chất hòa tan vào aw sẽ giảm đi). Clostridium
botulinum có thể gây ngộ độc thịt(0,9< aw< 0,95) do tiết ra độc tố exotoxine ngăn
cản sự giải phóng acetylcholine hủy hoại thần kinh trung ương và gây tử vong.
Vi khuẩn chịu mặn được chia thành 2 nhóm :
+ Nhóm vi khuẩn chịu mặn vừa phải bắt đầu phát triển ở nồng độ muối
NaCl từ 0,2 đến 0,5M, phát triển tối ưu ở nồng độ NaCl gần 1M và có thể phát
triển ở nồng độ 3M. Các nồng độ này sẽ tạo ra aw tương ứng là 0,99; 0,96 và
0,98.
+Nhóm vi khuẩn chịu rất mặn phát triển ở nồng độ NaCl 4M (aw=0,83).
Nói chung, nhóm này có khoảng phát triển ở nồng độ muối từ 3M (aw=0,88) đến
bão hòa(aw=0,75). Mặc dù vi khuẩn thích nghi với hoạt độ nước thấp, nhưng
chúng vẫn rất nhạy cảm với các chất bão hòa có khả năng làm giảm a w. Thực tế,
nhóm vi khuẩn này chỉ có liên quan đến những thực phẩm có muối.
Giá trị aw tối thiểu cho phép các vi sinh vật phát triển được tại nhiệt độ gần
ưu thể hiện như sau:

Vi sinh vật

Aw

Nấm mốc
Alternaria

0,84

Aspergillus candidus

0,75

Asp. Conicus

0.70

Asp. Flavus

0,78

Asp. Funigatus

0,82

Asp. Niger

0,77

Asp. Tamarii

0,78

Erémacus abus

0.70

Erémacus fertilis

0,77

Mucor phumbeus

0.93

Penicillium brevicomoactum

0,81

p. chrysogenum

0,79

[Date]

4


p. citrinum

0.80

rhizopus nigricans

0,93

Nấm men
Sacharomyces bailii

0,80

s. ceveisae

0,90

s. rouxii

0,62

Vi khuẩn
Aerobacter aeogenes

0,94

Bacillus cereus

0,95

B. stearothermophilus

0,93

B. subtilis

0,90

Clostridium botulinum A

0,95

Clostridium botulunum B

0,94

Escherichia coli

0,95

Lactobacillus vividescens

0,95

Pseudomonas fluorescens

0,97

Staphylococcus arueus

0,86

Có thể kể thêm vài ví dụ khác về trị số aw: máu người- 0,995; quả tươi- 0,970,98; nước biển- 0,98; thịt gia súc tươi- 0,97; sirô- 0,90; giăm bông- 0,90; lạp
xường- 0,85; mứt quả- 0,80; nước đường bão hòa- 0,76; bột mỳ- 0,65...
Mỗi loại vi khuẩn, nấm mốc và nấm men đều có một giới hạn hoạt độ nước
cho sự phát triển và tồn tại nhất định.

[Date]

5


Các loại nấm men thường có hoat độ nước tối thiểu là 0,8. Chẳng hạn
Saccharomyces cerevisae phát triển ở gần 0,90. Loài ưa ẩm như S. ruoxii phát
triển ở aw tối thiểu là 0,62 trên siro fructose

Hầu hết nấm mốc có hoạt độ nước tooiss thiểu là 0,80, riêng với nấm mốc ưa
khô aw tối thiểu là 0,65
Nấm men và nấm mốc phát triển trong điều kiện môi trường acid hơn hay
khô hơn ở vi khuẩn, cho thấy hoạt độ nước cần thiết để ngăn cản sự phát triển ở
nấm mốc là thấp hơn so với vi khuẩn.
Như vậy, giá trị hoạt độ nước được ứng dụng để dự đoán sự phát triển của vi
khuẩn, nấm men và nấm mốc. Một thực phẩm có thời hạn sử dụng tốt mà không
cần sự bảo quản ở nhiệt độ thấp thì điều cần thiết phải điều chỉnh hoạt độ nước
và môi trường acid của thực phẩm. Điều này có thể kéo thời gian bảo quản của
thực phẩm và có thể xác định được bởi thời gian bảo quản của thực phẩm nếu biết
điều kiện bao quản. Thực phẩm có thể sản xuất ra an toàn và bảo quản bằng việc
hạ thấp hoạt độ nước đến giá trị tối thiểu mà tại đó vi sinh vật không phát triển
được. Chẳng hạn, với aw nhỏ hơn 0,86 làm chậm sự phát triển của vi sinh gây
ngộ độc thực phẩm. Thực phẩm mà vi sinh vật dễ phát triển thường có hàm ẩm
cao.
Tế bào vi sinh vật tách với môi trường của chúng bằng loại màng sinh chất
có tính thẩm thấu chọn lọc cho nên vi sinh vật chịu ảnh hưởng của sự biến đổi
nồng độ thẩm thấu trong môi trường. Nếu một vi sinh vật được đưa vào dung dịch
có nồng độ thẩm thấu thấp thì nước sẽ xâm nhập vào tế bào, nếu không có sự
khống chế hữu hiệu thì tế bào sẽ bị trương lên và vỡ ra. Nhờ có các thể nội hàm
mà có thể giảm thấp nồng độ thẩm thấu của tế bào chất. Lúc tính thẩm thấu của
môi trường thấp hơn tính thẩm thấu của tế bào chất, các vi sinh vật nhân nguyên
thủy cũng có thể phá vỡ các kênh mẫn cảm với áp suất làm cho dung chất thấm
ra.
Phần lớn vi khuẩn, tảo và nấm thường có thành tế bào vững chắc, có thể duy
trì hình thái và tính hoàn chỉnh của tế bào. Lúc đưa tế bào các vi sinh vật có thành
tế bào vững chắc vào môi trường áp suất thẩm thấu cao thì nước sẽ thoát ra, màng
sinh chất sẽ tách ra khỏi thành tế bào và tạo ra tình trạng co nguyên sinh. Sự mất
nước này của tế bào sẽ tổn hại tới màng tế bào chất, tế bào sẽ mất khả năng trao
đổi chất và ngừng sinh trưởng. Điều này liên quan đến việc bảo quản thực phẩm

nhờ muối mặn hoặc tẩm đường (làm mứt, ngâm mật ong...).

[Date]

6


Nhiều vi sinh vật sử dụng dung chất hỗn hợp (compatible solute) để làm cho
nồng độ thẩm thấu của nguyên sinh chất cao hơn môi trường chung quanh, làm
cho màng sinh chất vẫn gắn được với thành tế bào. Sở dĩ gọi là dung chất hỗn
hợp là vì dung chất đó có thể thích hợp để tế bào sinh trưởng và phát triển ngay
khi có nồng độ cao trong tế bào. Phần lớn vi sinh vật nhân nguyên thủy có thể
nâng cao nồng độ thẩm thấu trong tế bào ở môi trường áp suất thẩm thấu cao là
nhờ tổng hợp hoặc hấp thu choline, betaine, proline, acid glutamic và các acid
amin khác. Việc nâng cao nồng độ K+ cũng có thể ở một mức độ nào đó giúp
nâng cao nồng độ thẩm thấu trong tế bào. Tảo và nấm thì sử dụng saccharose và
các polyol, ví dụ như arabitol, glycerol, mannitol,... để đạt được mục đích như
vậy. Polyol và acid amin là những dung chất lý tưởng để nâng cao nồng độ thẩm
thấu trong tế bào bởi vì chúng không phá hủy cấu trúc và chức năng của enzym.
Nhiều vi sinh vật nhân nguyên thủy như Halobacterium salianarium sử dụng
K+ để nâng cao nồng độ thẩm thấu trong tế bào, Na+ cũng có tác dụng này nhưng
không sử dụng được cao như K+. Các enzyme của Halobacterium cần nồng độ
muối cao để duy trì hoạt tính. Động vật nguyên sinh do không có thành tế bào
nên phải sử dụng các không bào (vacuoles) để bài xuất phần nước dư thừa khi
sống trong môi trường có nồng độ thẩm thấu thấp.
Vi sinh vật muốn giữ lượng nước bằng cách duy trì dung chất nội bào ở nồng
độ cao khi sinh trưởng trong môi trường có hoạt độ nước thấp sẽ gặp khó khăn
khá lớn. Những vi sinh vật có thể tồn tại trong những điều kiện như vậy được gọi
là các vi sinh vật chịu áp(osmotolerant). Chúng có thể sinh trưởng được trong
một phạm vi nồng độ thẩm thấu hoặc hoạt độ nước khá rộng.

Ví dụ : vi khuẩnStaphylococcus aureus có thể nuôi cấy trên môi trường có
nồng độ NaCl cao tới 3 mol/L. Chúng cũng có thể thích ứng sinh trưởng trên da
người. Nấm men Saccharomyces rouxii có thể sinh trưởng trên dung dịch đường
có hoạt độ nước thấp đến 0,6. Tảo lụcDunaliella viridis có thể chịu được nồng độ
NaCl cao đến 1,7mol/L hoặc nồng độ bão hòa.
Mặc dầu một số ít vi sinh vật có thể thực sự chịu áp nhưng phần lớn vi sinh
vật chỉ có thể sinh trưởng tốt ở hoạt độ nước khoảng 0,98 (tương đương với a w của
nước biển) hoặc cao hơn nữa. Lợi dụng điều này người ta sử dụng phương pháp
sấy khô hay dùng muối, dùng đường để bảo quản thực phẩm, phòng tạp nhiễm
bởi vi sinh vật. Tuy nhiên nhiều nấm chịu áp vẫn có thể làm hư hỏng các thực
phẩm đã sấy khô hoặc ướp muối, tẩm đường.
Vi sinh vật ưa mặn (Halophile) hoàn toàn thích ứng với môi trường cao áp
(hypertonic), cần nồng độ NaCl cao để sinh trưởng. Phạm vi nồng độ muối cần
thiết để sinh trưởng đối với nhóm vi khuẩn ưa mạn cực đoan (extreme halophilic
bacteria) là 2,8-6,2 mol/L (nồng độ muối bão hòa). Tại Biển Chết (Dead Sea)-

[Date]

7


một hồ thấp nhất thế giới nằm giữa Israel và Jordan, và tại hồ Đại Diêm (Great
Salt Lake) ở bang Utah (Hoa Kỳ) và tại các môi trường khác có nồng độ muối
gần với bão hòa, có thể phân lập được các Cổ khuẩn (archeon) thuộc
chi Halobacterium. Chúng cùng các vi khuẩn ưa mặn cực đoan khác không giống
với phần lớn các vi sinh vật chịu áp (osmotolerant) ở chỗ không phải là đơn giản
thông qua việc nâng cao nồng độ dung chất nội bào, mà chủ yếu là sửa đổi cấu
trúc protein và màng của mình để thích ứng với nồng độ muối cao. Những vi
khuẩn ưa mặn cực đoan này duy trì nồng độ kali nội bào sao cho áp suất thẩm
thấu cao hơn môi trường sống; nồng độ K+ nội bào có thể tới 4-7 mol/L. Các

enzym, ribosom và protein vận chuyên của các vi khuẩn này cần nồng độ K+ cao
để duy trì tính ổn định và hoạt tính. Ngoài ra nồng độ Na + cao cũng giúp cho sự
ổn định của tế bào và màng sinh chất của vi khuẩn Halobacterium. Nếu nồng độ
Na + quá thấp thì thành tế bào và màng sinh chất sẽ hoàn toàn bị phá hủy. Vi
khuẩn ưa mặn cực đoan thích ứng thành công với điều kiện môi trường muối cao,
nơi có thể tiêu diệt hầu hết các sinh vật khác. Tuy nhiên chúng cũng đã biệt hóa
(specialized), mất đi tính linh hoạt (flexibility) sinh thái và chỉ có thể sinh trưởng
trong một ít môi trường cực đoan.

II) Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến tính chất lưu biến của thực
phẩm
Tính chất lưu biến của thực phẩm có liên quan đến độ cứng, độ đàn hồi và
độ dai, độ dẻo của thực phẩm.
Nhiều nghiên cứu cho thấy điều kiện ẩm của thực phẩm khô và bán khô có
vai trò quan trọng trong việc tạo ra tính chất lưu biến của thực phẩm. Nguyên
nhân là do sự có mặt của nước dẫn đến protein, các hợp chất carbohydrat bị
hydrat hóa (các chất trên hút nước), trương nở, biến tính, tạo gel, tăng khả năng
phân tán trong nước hay bị thủy phân...
Ví dụ:
 Độ ẩm của thực phẩm thấp rất cần thiết để tạo độ giòn của bánh bích
qui , bắp rang hay khoai tây chiên.

[Date]

8


 Còn để tạo độ dính cho sản phẩm kẹo cần hoạt độ nước không quá
thấp tùy vào độ dẻo, độ cứng của loại kẹo

 Hay quá trình làm bánh từ đường, sữa, bột cà phê cần tránh độ ẩm
thấp.
Độ ẩm cực đại cho phép mà không ảnh hưởng đến tính chất của sản phẩm
khô là 0,35 – 0,5, tùy thuộc vào từng loại thực phẩm.

[Date]

9


Nếu tăng độ ẩm tương đối của thực phẩm có độ ẩm trung gian gần điểm
uốn của vùng đơn tầng khoảng 20% - 66% sẽ làm tăng độ cứng, độ dính hầu hết
của thực phẩm.

III) Tài liệu tham khảo:
Cuốn: Food Chemistry, tác giả: H-D. Belitz, năm xuất bản: 2009, Nhà xuất
bản: Springer
Cuốn: Hóa học thực phẩm, Hoàng Kim Anh (2005), NXB Khoa học và kỹ
thuật Hà Nội
Cuốn: bài giảng Hóa học thực phẩm, Lê Phước Trung (2008) trường cao
đẳng công nghiệp thực phẩm Tp. Hồ Chí Minh
Cuốn: Hóa sinh học, Phạm Thị Trân Châu (2007) NXB Giáo Dục

IV) Câu hỏi ôn tập:
1.phát biểu nào sau đây là đúng:
A. Đơn vị của hoạt độ nước là %
B. Sản phẩm có hàm ẩm cao thì hoạt độ nước cao
C. Hoạt độ nước không phụ thuộc vào nhiệt độ
2. Khi hoạt độ nước thấp thì;
A. Sự ôxi hóa chất béo xảy ra mạnh

B. Sự ôxi hóa chất béo xảy ra yếu
C. Không ảnh hưởng đến ôxi hóa chất béo
3. Vi khuẩn ecoli phát triển ở hoạt độ nước bằng bao nhiêu
A.0.95
B. 0.94
C.0.96
4. Hoạt độ nước là hàm số của:
A. Độ ẩm
B. Thành phần hóa học
C. Độ ẩm ,thành phần hóa học và cấu trúc sản phẩm
5. hoạt độ nước bằng bao nhiêu thì hầu hết vi khuẩn không thể phát triển được
A.>0.91
B.<0.91
C.=0.91
6. Hầu hết các nấm ngừng phát triển khi
a.Aw > 0.91

[Date]

10


b.Aw < 0.8
c.Aw =0.8
7.tìm phát biểu sai
A. Hoạt độ nước thấp thì thời gian bảo quản các loại vitamin càng tăng
B. Hoạt độ nước cao thì độ giòn của sản phẩm càng cao
C. Các phản ứng của enzim chỉ được thực hiện trong môi trường nước tự do
8) Hầu như tất cả các loại rau đều có thể lên men tự nhiên nhờ quá trình lên men
tự nhiên vì:

A) Chúng chứa rất nhiều vi sinh vật khác nhau
B) chúng chứa rất nhiều vi khuẩn Lactic
C) Chúng chứa rất ít vi khuẩn lactic
9) Trong quá trình lên men sữa bơ để giết chết vi khuẩn va Phage cần tiến hành
ở điều kiện
A) 185ºF ( 85ºC)
B) 110ºF ( 43.3ºC)
C) 72ºF (22ºC)
10) Đối với sản phẩm thịt lên men, vì nguyên liệu thịt chứa các tác nhân gây
bệnh và vi khuấn gây nguy hiểm nên điểm quan trọng là:
A) Giống khởi động phải tạo ra một lượng acid lớn
B) Giống khởi động phải sinh trưởng nhanh, tạo ra lượng Acid lớn
D) Giống khởi động phải tạo ra lượng Acid lớn, phải sinh trưởng chậm

[Date]

11


[Date]

12