VI SINH VẬT GÂY ĐỘC TRONG THỰC PHẨM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
--------

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ

Độc chất học môi trường
Đề tài:

VI SINH VẬT GÂY ĐỘC
TRONG THỰC PHẨM
GVHD: PGS TS. Lê Quốc Tuấn
Lớp thứ 3- Tiết 789 CT102
DANH SÁCH THÀNH VIÊN

MSSV

Nguyễn Thị Y Nga

14163151

Trần Nguyễn Thúy Nga

14163153

Lê Thị Trúc Giang

14163072

Nguyễn Thị Bé Ngân

14163156

Võ Thị Huỳnh Như

14163197

Nguyễn Quốc Phú

14163204

Đỗ Minh Quân

14163216
TP.HCM, 10/2016

1


MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH...........................................................................................................3
DANH MỤC BẢNG BIỂU...............................................................................................4
A.

B.

ĐẶT VẤN ĐỀ...............................................................................................................5
1.

Tính cấp thiết của đề tài.......................................................................................5

2.

Mục đích đề tài....................................................................................................5

3.

Nội dung đề tài....................................................................................................6

4.

Phương pháp nghiên cứu.....................................................................................6

NỘI DUNG.......................................................................................................................7
CHƯƠNG 1: NGUỒN GỐC, NGUYÊN NHÂN CÓ SỰ XUẤT HIỆN CỦA VI
SINH VẬT TRONG THỰC PHẨM...............................................................................7
1. Vai trò của con người.................................................................................................7
2. Nguồn đối tượng gây ô nhiễm..................................................................................8
CHƯƠNG 2: ẢNH HƯỞNG CỦA VI SINH VẬT ĐẾN THỰC PHẨM..................10
1. Quá trình lên men....................................................................................................10
2. Hư hỏng thực phẩm.................................................................................................17
3. Vấn đề sức khỏe con người......................................................................................23
CHƯƠNG 3: TÁC ĐỘNG CỦA MỘT SỐ ĐỘC CHẤT SINH RA TRONG QUÁ
TRÌNH CHẾ BIẾN........................................................................................................25
1. Acrylamide...............................................................................................................25
2. Các hợp chất amine có vòng thơm(HAAs):.............................................................28
3. Các hợp chất chứa hydrocarbon có nhiều vòng thơm (PAHs).................................30
4. Các hợp chất N – nitrosamine..................................................................................32
5. Các hợp chất 3-MCPD.............................................................................................36
CHƯƠNG 4: VẤN ĐỀ NGỘ ĐỘC THỰC PHẨM DO VI SINH VẬT....................38
1.

Độc tố vi khuẩn Staphyllococcus aureus...........................................................38

2.

Ngộ độc thực phẩm do vi khuẩn Salmonella.....................................................38

3.

Ngộ độc thực phẩm do vi khuẩn Clostridium perfrigens..................................39

4.

Ngộ độc thực phẩm do vi khuẩn Campylobacter jejuni....................................39

5.

Ký sinh trùng giun sán trong thực phẩm...........................................................40

CHƯƠNG 5: CÁCH PHÒNG TRÁNH THỰC PHẨM NHIỄM VI SINH VẬT....40
C.

KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ........................................................................................43

D.

TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................43

2

DANH MỤC HÌNH
1. Hình 1: Sản xuất phomat Chedda
2. Hình 2: Quá trình làm rượu vang (Theo Prescott-Harley-Klein, 2002)
3. Hình 3: Champagne
4. Hình 4: Quá trình làm hỏng các sản phẩm sữa. Sữa tươi (bên trái) và sữa bị vón
cục (bên phải).
5. Hình 5: Sự làm hỏng thực phẩm khi thực phẩm không được bảo quản thích hợp,
các vi sinh vật có thể gây hư hỏng. Ví dụ: (a) bánh mỳ, (b) ngô (Theo PrescottHarley-Klein, 2002)
6. Hình 6: Một số loại Aflatoxin. Khi Aspergillus flavus và một số nấm khác sinh
trưởng trên thực phẩm,chúng có thể tạo ra aflatoxin gây ung thư.
7. Hình 7: Cấu trúc fumonisin. (Theo Prescott-Harley-Klein, 2002)
8. Hình 8: Các độc tố tảo biển. Cấu trúc hóa học của các độc tố tảo biển tác động tới
con gười khi dùng các sản phẩm hải sản hoặc nước: a. Satitoxin, b. Brevitoxon, c.
ciguatoxin, d. okadaic acid, e. domoic acid. (Theo Prescott-Harley-Klein, 2002)
9. Hình 9: Công thức cấu tạo và cấu trúc mạng tinh thể của acrylamide
10. Hình 10: Công thức cấu tạo HAAs
11. Hình 11: Cấu trúc ba chiều của một phân tử PAHs
12. Hình 12: Công thức cấu tạo Nitosamine
13. Hình 13: Staphylococcus aureus
14. Hình 14: Bệnh do Salmonella gây ra
15. Hình 15: Bệnh do vi khuẩn Clostridium perfrigens gây ra
16. Hình 16: Vi khuẩn Campylobacter jejuni
17. Hình 17: Trứng sán dây Dipylidium caninum

3


DANH MỤC BẢNG BIỂU
1. Bảng 1: Một số chủng loại vi sinh vật thường gây ô nhiễm thực phẩm:

2. Bảng 2. Các triệu chứng độc của một số tảo biển. (Theo Prescott-Harley-Klein, 2002)

3. Bảng 3. Xếp loại các vi sinh vật có trong phân người, gia súc theo mức độ nguy
hiểm
4. Bảng 4 : Hàm lượng acrylamide ở một số thực phẩm
5. Bảng 5: Tỷ lệ lượng tiêu thụ acrylamide bình quân ở các loại thực phẩm khác
nhau (giai đoạn1994-1998)
6.
7.
8.
9.

Bảng 6: Hàm lượng Quinolines và quinoxalines ở các loại thực phẩm
Bảng 7. Hàm lượng 3,4 – benzpyrene ở các sản phẩm xông khói
Bảng 8. Một số hợp chất N – nitroso trong thực phẩm
Bảng 9. Lượng tiêu thụ hàng ngày N-nitrosodinethylamine (NDMA) và nguồn

thực phẩm chính ở các quốc gia khác nhau
10. Bảng 10. Hàm lượng 3-MCPD ở số loại thực phẩm

4


A. ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Tính cấp thiết của đề tài
 Vi sinh vật có khắp mọi nơi xung quanh chúng ta, chúng có thể tồn tại ở bất cứ
môi trường nào (đất, nước, không khí, bên trong cơ thể sống). Để tồn tại được
trong môi trường, chúng sẽ “ăn” tất cả nguồn chất hữu cơ nào mà chúng “gặp”
phải. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong sự phân giải các chất. Tuy nhiên,
đối với quá trình bảo quản thực phẩm thì sự phân giải này lại gây ra trở ngại to

lớn, các chủng loại vi sinh vật trong quá trình sống của mình sẽ gây hư hỏng, ôi
thiu thực phẩm, ngoài ra các dịch thể mà chúng tiết ra còn có thể gây ngộ độc
cho con người.
 Theo thống kê của Tổ chức Y tế thế giới (WHO), mỗi năm thế giới ghi nhận có
420.000 người chết vì các vấn đề liên quan đến thực phẩm không an toàn. Đó là
những thực phẩm chứa chất độc hại như vi khuẩn, virus, ký sinh trùng, các chất
hóa học.... , là nguyên nhân gây ra hơn 200 loại bệnh tật khác nhau từ tiêu chảy
đến bệnh ung thư.
 Hiểu được sự nguy hiểm của vấn đề trên nhóm sinh viên Khoa Môi trường và
Tài nguyên trường Đại học Nông Lâm TP. HCM quyết định thực hiện tiểu luận
với đề tài “VI SINH VẬT GÂY ĐỘC TRONG THỰC PHẨM” dưới sự hướng
dẫn của PGS.TS Lê Quốc Tuấn nhằm mục đích phục vụ cho việc nghiên cứu,
học tập.
 Mặc dù có nhiều sự cố gắng nhưng do thời gian học tập tương đối ngắn và kiến
thức chuyên môn chưa vững chắc, bài làm sẽ không tránh khỏi thiếu sót, mong
thầy và các bạn cùng xây dựng để hoàn thiện hơn.
Xin cảm ơn!

2. Mục đích đề tài
 Nâng cao hiểu biết về nguy hại của các loại thực phẩm, các khâu phân phối và
chế biến không hợp vệ sinh làm ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe của người tiêu
dùng.
 Thực hiện đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm ở tất cả các khâu từ nguồn
nguyên liệu đến chế biến và quản lý.
 Đưa ra những biện pháp xử lý thích hợp những vệ sinh an toàn thực phẩm thích
hợp nhằm đảm bảo quyền lợi của người tiêu dùng và sức khỏe cộng đồng.

3. Nội dung đề tài
 Nguồn gốc, nguyên nhân có sự xuất hiện của vi sinh vật trong thực phẩm
5

 Ảnh hưởng của vi sinh vật đến thực phẩm
 Tác động của một só độc chất sinh ra trong quá trình chế biến
 Cách phòng tránh thực phẩm chưa nhiễm vi sinh vật và an toàn cho sức khỏe
con người
 Vi sinh vật trong thực phẩm và cách phòng ngừa

4. Phương pháp nghiên cứu
 Phương pháp tổng hợp biên dịch tài liệu: tổng hợp các tài liệu đã thu thập
liên quan đến đề tài đang nghiên cứu.
 Phương pháp tham khảo ý kiến giảng viên.

6


B. NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: NGUỒN GỐC, NGUYÊN NHÂN CÓ SỰ XUẤT HIỆN
CỦA VI SINH VẬT TRONG THỰC PHẨM
1. Vai trò của con người
 Sự hiểu biết của con người trong quá trình sống, lao động, phát triển đã nhận
biết nguồn thức ăn thiên nhiên rất phong phú từ thực vật, động vật luôn có sự
cộng sinh đã tàn phá và phân hủy một khối lượng khổng lồ vật chất hữu cơ để
tạo thành năng lượng và các thành phần vô cơ như nitrat, sulfat v.v... Nhận biết
tiếp theo là khi theo dõi, khảo sát trong các phòng thí nghiệm với các nguồn
thức nă thiên nhiên nếu không có biện pháp xử lý bảo quản chủ động đã nhận
thấy có sự tác động của vi sinh vật và được các nhà khoa học phân loại thành
ba nhóm: vi khuẩn (bacteria), nấm mốc (molds) và nấm men (yeasts).
 Một số loại vi khuẩn, nấm mốc, nấm men và động vật đơn bào theo thứ tự bảng
chữ cái được giới thiệu theo bảng 1 dưới đây. Mỗi loại vi sinh vật thường có

yêu cầu về thành phần chất dinh dưỡng và môi trường sống đặc thù. Có tám
nguồn đối tượng quan trọng có thể gây ô nhiễm vi sinh vào thực phẩm.
Bảng 1: Một số chủng loại vi sinh vật thường gây ô nhiễm thực phẩm:
A. Vi khuẩn (Bacteria)
Acinetobacter

Enterobacter

Pediococcsu

Aeromonas

Erwnia

Proteus

Alcaligenes

Escherichia

Pseudomonas

Alteromonas

Flavobacterium

Psychrobacter

Bacillus

Hafnia

Salmonella

Brochthrix

Lactococcus

Serratia

Campylobacter

Lactobacillus

Shewanella

Carnobaterium

Leuconostoc

Shigella

Citrobacter

Listeria

Staphylococcus

Clostridium

Micrococcus

Vagococcus

Corynebacterium

Moraxella

Vibrio

Enterococcus
B. Nấm mốc (Molds)

Pantoea

Yersinia

7


Alternaria

Cladosporium

Penicillium

Aspergillus

Colletotrichum

Rhizopus

Aureobasidium

Fusarium

Thanidium

Botrytis

Geotrichum

Trichothecium

Byssochlamys

Monilia

Wallemia

Mucro

Xeromyces

C. Nấm men (Yeasts)
Brettanomyces

Issatchenkia
Schizosaccharomyces

Candida

Kluyveromyces

Torulaspora

Cryptococcus

Pichia

Trichosporon

Debaryomyces

Rhodotorula
Zygosaccharomyces

Hanseniaspora
Saccharomyces
D. Động vật nguyên sinh (Protozoa)
Cryptosporidium paryum
Entamoeba histolytica
(* Tên loài vi sinh vật gạch chân là loại thường gặp)

Giardia lamblia
Toxoplasma gondii

2. Nguồn đối tượng gây ô nhiễm
 Đất và nước
Hai môi trường đất và và nước được xếp chung do có nhiều loài vi sinh vật đều cư

trú ở cả đất và nước. Các loài vi sinh vật sống trong đất và nước có thể theo khí
quyển phát tán khắp bốn phương do tác động của gió và nước mưa. Một số loài vi
khuẩn sống trong nước có thể không sống được trong đất, đặc biệt là vi khuẩn sống
ở nước mặn như chủng Alteromonas spp. ưa sống trong nước mặn.
 Cây ngũ cốc và sản phẩm rau quả
Các loài vi sinh vật sống trong đất và nước thường gây ô nhiễm cho các cây thực
phẩm và sảm phẩm của chúng, chủ yếu là vi khuẩn, nấm mốc, nấm men trong đó có
nhiều chủng gây bệnh như: Cornybacterium, Curtobacterium, Pseudomonas và
Xanthomonas.
 Vật chứa thực phẩm

8


Khi thu hoạch sản phẩm nông nghiệp hoặc trong quá trình chế biến, thực phẩn được
chứa đựng trong bao bì hoặc vật chứa đựng hay qua các dụng cj chế biến như dao,
thớt, máy xay nghiền, nồi nấu rất dễ bị ô nhiễm bỡi các chủng vi sinh vật.
 Đường tiêu hóa của người và động vật
Hệ vi khuẩn đường ruột dễ gây ô nhiễm thực phẩm từ phân người và động vậy
trong đó có vi khuẩn gây bệnh như Salmonella và cả 4 động vật nguyên sinh được
giới thiệu trong bảng 1. Các loài này thường gây ô nhiễm nguồn nước và lan rộng
do sử dụng các nguồn nước không sạch để rửa thực phẩm.
 Tay người chế biến
Nguồn ô nhiễm từ tay người dich vụ ăn uống và trang phục nhà ăn tại các xí nghiệp
thực phẩm thường phản ánh điều kiện vệ sinh của môi trường và dễ nhiễm vi khuẩn
gây bệnh từ đất, nước, bụi trong không khí hoặc qua lỗ mũi, miệng, tay và da của
người qua quá trình thực hành thiếu vệ sinh.
 Thức ăn gia súc
Thức ăn gia súc là nguồn nhiễm Salmonella phổ biến cho gia súc và gia cầm. Nếu
là cỏ rơm khô có thể là nguồn gây nhiễm Listeria monoacytogenes cho sản phẩm

sữa và thịt. Thức ăn biến ở dang khô cũng tiềm ẩn nhiều loài vi sinh vật có khả
năng phát tán cao.
 Cơ thể động vật
Trong trường hợp là sữa bò các chủng vi sinh vật được phát hiện thường phản ảnh
từ môi trường chăn nuôi, nguồn thức ăn gia súc và cơ thể động vật sẽ gây ô nhiễm
trở lại môi trường, vật chứa đựng, sữa và người chăn nuôi, thu gom, vắt sữa...

 Không khí và bụi

9


Phần lớn các chủng vi sinh vật được ghi trong bảng 1 đều có thể gặp trong bụi và
không khí sẽ gây ô nhiễm trong quá trình chế biến, bảo quản thực phẩm, chủ yếu là
các vi khuẩn gram dương.

10


CHƯƠNG 2: ẢNH HƯỞNG CỦA VI SINH VẬT ĐẾN THỰC PHẨM
1. Quá trình lên men
a. Ưa ấm (Mesophilic)
Trong quá trình lên men sữa ở các vi sinh vật ưa ấm, acid được tạo ra dẫn
đến sự biến tính protein. Để thực hiện quá trình này, người ta thường bổ sung
vào sữa giống khởi động mong muốn, ủ chúng ở điều kiện nhiệt độ tối ưu
(20°C-30°C), sau đó ngăn cản sinh trưởng của vi khuẩn bằng việc làm lạnh.
Chủng Lactobacillus. spp và Lactococcus lactis được nuôi cấy để tạo hương và
tạo acid. Lactococcus lactis subsp. diacetilactis có khả năng chuyển hóa citrate
trong sữa thành diacetyl, chất này làm nên hương vị bơ đặc biệt của sản phẩm
cuối cùng.

b. Ưa nhiệt (Thermophillic)
Quá trình lên men được tiến hành ở nhiệt độ 45°C. Một ví dụ điển hình
của dạng lên men này là sản xuất sữa chua. Sữa chua được tạo ra nhờ sử dụng
giống khởi động là S.thermophilus và L.bulgaricus theo tỷ lệ 1:1. Sự phối hợp
hài hòa 2 chủng vi khuẩn này, trong đó acid được tạo ra nhờ Streptococcus, còn
hương liệu lại được tạo ra nhờ Lactobacillus sẽ tạo ra sản phẩm cuối là sữa chua
có chứa 109 vi khuẩn trên 1 gam.
c. Chữa bệnh (Therapeutic)
 Các loại sữa lên men được cho là có nhiều hiệu quả chữa bệnh. Sữa Acidophilus
được sản xuất nhờ Lactobacillus acidophilus. Vi khuẩn này có thể biến đổi quần
thể vi sinh trong ruột già, tiêu hóa. Nhiều loại vi sinh vật trong sản phẩm lên
men bơ sữa trở nên ổn định trong các quần thể vi sinh đường ruột, và một số
loại xuất hiện có các đặc tính kháng khuẩn.
 Về bản chất của việc bảo vệ sức khỏe vẫn chưa thực sự rõ ràng, nhưng có thể do
khả năng kích thích sự hấp thu lactose, qua đó giảm cholesterol, và các hoạt
động chống ung thư. Nhiều Lactobacillus có các hợp chất chống sự tạo thành u
trong các thành tế bào của chúng. Như vậy, chế độ ăn bao gồm các vi khuẩn
11


sinh acid lactic, đặc biệt L.acidophilus, có thể đóng góp vào việc kiểm soát ung
thư ruột kết.
 Một nhóm đáng chú ý khác được sử dụng trong lên men sữa là
bifidobacteria. Bifidobacterium là các trực khuẩn Gram dương, không sinh bào
tử, có dạng chùy hoặc hình chữ chi ở tận cùng. Bifidobacteria không di động, kị
khí, và lên men lactose cùng các loại đường khác thành acid axetic và acid
lactic. Chúng cư trú đặc biệt trong ruột người và được phát hiện từ năm 1906.
Nhiều đặc tính có lợi của vi khuẩn này là duy trì sự cân bằng bình thường trong
ruột, và cải thiện khả năng chịu lactose, có các hoạt tính chống ung thư; giảm
thiểu nồng độ cholesterol trong máu. Thêm vào đó, một số giả thiết cho rằng

chúng kích thích sự hấp thu canxi và tổng hợp phức hệ vitamin B. Nhóm vi
khuẩn này cũng được cho là có khả năng làm giảm và ngăn cản sự bài tiết các
rotavirus, một nguyên nhân gây ra bệnh tiêu chảy ở trẻ nhỏ. Các sản phẩm sữa
lên men hiện nay đang có rất nhiều loại trên thế giới .
d. Sản xuất phomat
 Phomat là một trong số thực phẩm lâu đời nhất đã làm ra được cách đây gần
8000 năm. Có khoảng 2000 loại phomat khác nhau được sản xuất trên thế giới
và khoảng 20 loại thông dụng. Các loại phomat thường được phân loại dựa
trên kết cấu hoặc độ rắn như: phomat mềm (phomat, kem, phomat mềm của
Pháp), phomat bán mềm (Muenster, Limburger, phomat xanh), phomat cứng
(cheddar, Colby, Thụy Sỹ), hoặc rất cứng (Parmesan). Tất cả các loại phomat
là kết quả của sự lên men acid lactic từ sữa, quá trình này làm cho các protein
sữa đông tụ và hình thành nên sữa đông. Rennin, một loại từ dạ dày bê, hiện
nay đã được sản xuất bởi các vi sinh vật nhờ kĩ thuật di truyền, được sử dụng
để thúc đẩy quá trình hình thành sữa đông. Sau khi sữa đông được hình thành,
đun nóng rồi ép để loại bỏ nước, sau đó bổ sung muối và làm chín.
Hình 1: Sản xuất phomat Chedda.

12


 Cheddar là một làng của nước Anh, được lấy tên để đặt cho loại phomat mà
nhiều nơi trên thế giới sản xuất (Theo Prescott-Harley-Klein, 2002)
 Sữa đông có thể được đóng gói để làm chín mà không cần bổ sung vi sinh vật.
Quá trình ủ sữa đông để sản xuất phomat Roquefort thường được bổ sung nấm
sợi Penicillium roqueforti trước công đoạn cuối cùng. Đôi khi bề mặt của
phomat được hình thành tại thời điểm bắt đầu của việc làm chín ví dụ, phomat
Camembert được bổ sung bào tử của nấm sợi Penicillium camemberti.Độ cứng
cuối cùng của phomat một phần quyết định thời gian làm chín. Các loại
phomat mềm được làm chín chỉ trong 1 đến 5 tháng, trong khi đó phomat cứng

cần từ 3 đến 12 tháng, và loại rất cứng thì từ 12 đến 16 tháng như Parmesan.
 Quá trình làm chín cũng là yếu tố quyết định chất lượng của phomat Thụy Sỹ.
Sự tạo khí nhờ Propionibacterium góp phần tạo nên hương vị cuối cũng như
hình thành các lỗ và tạo mắt của phomat. Một vài loại phomat được ngâm
trong nước muối để kích thích sự phát triển của một số loại vi khuẩn và nấm
đặc thù; Limburger là một loại phomat như vậy.
e. Thịt và cá
Bên cạnh sự lên men của các sản phẩm phomat, nhiều sản phẩm khác như
thịt, đặc biệt là xúc xích cũng có thể được lên men: thịt lợn hun khói, xúc xích
mùa hè, xúc xích Ý, xúc xích ngắn, xúc xích Lebanon, nước mắm (được tạo
thành bởi vi khuẩn Bacillus ưa mặn), izushi và katsuobushi. Pediococcus
13


cerevisiae và Lactobacillus plantarum hầu hết có liên quan đến quá trình lên
men xúc xích. Izuzhi là sản phẩm lên men cá tươi, gạo và rau xanh bởi vi
khuẩn Lactobacillus spp; katsuibushi là kết quả của sự lên men của cá ngừ nhờ
vi khuẩn Aspergillus glaucus. Cả hai loại lên men thịt này đều có nguồn gốc từ
Nhật Bản.
f. Sản xuất đồ uống chứa cồn
 Nhiều nguồn thực vật có chứa hàm lượng carbonhydrat phong phú được sử
dụng để sản xuất đồ uống chứa cồn. Chẳng hạn, nước nho ép được sử dụng để
lên men rượu vang. Người ta sử dụng phương pháp diệt khuẩn Pasteur hoặc
dùng sunfua dioxit, sau đó bổ sung các vi sinh vật mong muốn vào nước nho
ép để lên men.
 Ngược lại, trước khi ngũ cốc và các nguồn tinh bột khác được sử dụng cho sản
xuất rượu, hợp chất carbonhydrat phải được thủy phân. Các hợp chất này được
trộn với nước và được ủ, quá trình này được gọi giai đoạn đường hóa
(mashing). Sau đó, những nguyên liệu không tan được loại ra để tạo thành hèm
rượu - một dung dịch trong có chứa đường được lên men. Nhiều thủ thuật

được sử dụng trong việc kiểm soát sự thủy phân protein và carbonhydrate để
tạo ra hương vị mong muốn của sản phẩm cuối cùng.
g. Rượu vang và Sâm banh
 Sự sản xuất rượu vang bắt đầu bằng việc thu thập nho, ép lấy dịch, rồi lên men
nhờ các vi sinh vật, tiếp đến là giai đoạn bảo quản và làm chín rượu (hình 19).
Rượu vang (vin) là rượu lên men không chưng cất từ nước ép nho (hay sau
này mở rộng ra là nước chiết xuất bằng đường một số loại hoa quả khác).
Rượu vang tuỳ loại mà có nồng độ êtanol thay đổi từ 8% đến 13%. Không có
nước nào (trừ một số công ty ở nước ta!) có chuyện bổ sung cồn (etanol nồng
độ cao) là rượu vang để điều chỉnh nồng độ êtanol lên 12-13% (giúp bảo quản
được ổn định).
Hình 2: Sơ đồ quá trình làm rượu vang (Theo Prescott-Harley-Klein,
2002)
14


 Tất cả dịch nho ép đều có màu trắng, do đó để làm rượu vang đỏ thì vỏ nho
phải được tiếp xúc với nước ép trước khi lên men để các hợp chất tạo màu
được chiết ra từ vỏ. Rượu vang có thể được tạo thành bằng cách sử dụng vi
sinh vật có sẵn trong vỏ nho. Hỗn hợp tự nhiên của vi khuẩn và nấm men có
thể tạo thành những sản phẩm lên men không mong muốn. Để tránh vấn đề
này, có thể xử lý nước ép nho với sulfur dioxide và bổ sung
chủng Saccharomyces cerevisiae hoặc S. elipsoideus đã lựa chọn. Sau khi ủ,
nước ép được lên men từ 3-5 ngày ở nhiệt độ 20-28 oC. Tùy theo mức độ chịu
cồn của từng chủng nấm men, sản phẩm cuối cùng có thể chứa từ 10 -18%
rượu etanol. Sự làm trong và tạo hương vị xảy ra trong suốt quá trình làm chín
rượu.
 Một phần quan trọng của quá trình sản xuất rượu là việc lựa chọn đẻ tạo ra
15

rượu vang khô (dry wine – không chứa đường tự do) hay là rượu vang ngọt
(sweeter wine – chứa một lượng đường tự do). Việc này có thể được kiểm soát
khi điều chỉnh nồng độ ban đầu của đường trong nước nho ép. Trong sản xuất
rượu vang ngọt, với hàm lượng đường cao hơn, rượu sẽ tích lũy do đó kìm
hãm sự lên men trước khi đường được sử dụng hoàn toàn. Trong suốt thời gian
lên men cuối cùng của giai đoạn làm chín, những hợp chất có mùi thơm
thường được tích lũy và tạo ra hương vị của rượu.
 Sự sinh trưởng của vi sinh vật trong suốt quá trình lên men tạo ra chất lắng
cặn, sau đó được loại bỏ trong quá trình chắt rượu. Công đoạn này có thể được
tiến hành ở thời điểm rượu đã được lên men và chuyển vào chai hoặc thùng để
làm chín, hoặc thậm chí sau khi rượu đã được đóng chai.
 Nước Pháp nổi tiếng với rất nhiều loại rượu vang mang tên các vùng trồng nho
như Bordeaux, Alsace, Bergerac, Mâcon, Beaujolais, Côtes du Rhône, Coteaux
du Lyonnais, Clairette de Die, Anjou, Touraine, Corse, Jura và Champagne.
Ngoài rượu vang của Pháp cũng còn có nhiều loại vang nổi tiếng của các nước
khác. Có thể kể đến vang Kendall - Jackson của vùng California / Mỹ (giá 12220 USD/chai), vang Vitiano của vùng Lazio / Ý (giá 9-30 USD/chai, vang
Kendal-Jackson của New Zealand (giá 13-160 USD/chai), vang Santa Cristina
của vùng Toscana /Ý (giá 7-12 USD/chai), vang Monte Anticio cũng của vùng
Toscana/Ý (giá 9-22 USD/chai), vang Ruca Malen của Argenetina (giá 5-10
USD/chai), vang Borgo Maddalena của vùng Nimis/Ý (giá 13-30 USD/chai)...
Các loại rượu vang này gần đây được mua bán rất nhiều qua mạng Internet.
 Champagne (Sâm banh) là rượu vang nổi tiếng đã được sản xuất cả tại nhiều
nước khác. Riêng vùng Champagne (Pháp) sản xuất mỗi năm 200 triệu chai.
Napoléon Bonaparte đã từng có câu nói nổi tiếng: “Khi thắng trận ta uống
Champagne để ăn mừng, khi thua trận ta uống Champagne để tự an ủi mình”.
Đặc biệt , Champagne là loại rượu sủi bọt và nổ mạnh khi mở nút (được gọi là
Sparkling Wine). Chất lượng cao của rượu Champagne quyết định bởi nhiều
nhân tố: loại nho trắng Chardonnay, nho đỏ Pinot Noir, Pinot Meunier, lên
men hai lần - một lần trong các thùng lớn làm bằng gỗ sồi có nút bật lên bật

xuống kêu rầm rập (để cho CO2thoát ra mà không cho O2 lọt vào) và một lần
16


trong các chai thành dầy và cắm ngược lên giá gỗ có xoay bằng tay theo các
độ nghiêng khác nhau. Cả nấm men sẽ lắng dầu ở đầu cổ chai, sau đó có thiết
bị mở và đóng nắp thật nhanh để làm bật cặn ra. Cuối cùng đóng chặt lại bằng
nút bần (liège), khí CO2 (gas) trong chai Champagne là CO2 sinh ra trong quá
trình lên men lâu dài chứ không phải CO2 nén từ ngoài vào như cái gọi là
Sâmbanh sản xuất tại nhà máy... phân đạm Bắc Giang. Lượng bọt tiêu chuẩn
phải khoảng 56. 000. 000 bọt trong 1 chai! (750ml). Trước khi uống cần chuẩn
bị ly cao (để bọt có đường đi dài từ đáy cốc lên miệng). Rót rượu vào ly không
nên rót quá nửa ly và phải chuẩn bị chậu chứa nửa nước đá, nửa nước để ngâm
chai 20-30 phút. Độ rượu của Champagne thường chỉ ở mức 12% mà thôi. Các
chữ VS, VSOP, VVSOP trên nhãn chai là biểu thị thời gian bảo quản lâu dài
của rượu Champagne (Very superior, Very Superior Old Pale,Very, Very
superior Old Pale). Giá một chai 22 năm tuổi hiện nay là khoảng 300 euros
(khoảng 5,6 triệu đồng)
 Rượu sâm banh tự nhiên được sản xuất bằng cách duy trì lên men trong chai
để tạo ra rượu vang sủi tăm tự nhiên. Những chất cặn lắng tập trung ở phần cổ
chai, sau khi cổ chai được đảo ngược một cách cẩn thận, rồi làm lạnh, sau đó
nút chai được mở để đổ những chất cặn bã đã tích tụ. Các chai này được rót
đầy lại bằng sâm banh đã lọc trong từ chai đã được đổ chất cặn bã ra, và sản
phẩm sẵn sàng cho đóng hộp cuối cùng và dán nhãn.

Hình 3: Champagne
 Bánh men là một sáng tạo độc đáo của nhân dân ta (và một số nước Đông
Nam Á khác). Trong bánh men thuốc bắc (phối trộn bột với một số thuốc bắc)
hay men lá (phối trộn với một số loại lá cây được lựa chọn theo kinh nghiệm)
17

luôn luôn thuộc chiSaccharomycopsis có khả năng chuyển bột thành đường và
một là nấm men thuộc chi Saccharomyces có khả năng chuyển đường thành
rượu.
 Rượu Sake cũng là một loại rượu không chưng cất nổi tiếng của Nhật. Công
nghệ sinh học của Nhật có thể coi như bắt đầu từ các ngfhiên cứu về rượu sakê
và người đi tiên phong là nhà khoa học Jokichi Takamine.

2. Hư hỏng thực phẩm


Vì thực phẩm là nguồn dinh dưỡng dồi dào, cho nên nếu có điều kiện bên trong
và bên ngoài thích hợp, vi sinh vật sinh sẽ sinh trưởng nhanh chóng, biến những
thực phẩm bổ dưỡng và ngon miệng trở nên có vị chua, có mùi hôi hay được
bao phủ bởi nấm. Sự sinh trưởng của vi sinh vật trên thực phẩm có thể dẫn tới
sự thay đổi dễ nhìn thấy bởi các màu sắc phong phú do vi sinh vật sinh ra. Một
trong những thông báo nổi tiếng về chuyện này đã được công bố từ năm 1263.
Năm 1870, Bartolomeo Bizio miêu tả loại vi khuẩn là tác nhân của hiện tượng
tạo màu này. Đó là vi khuẩn Serratia marcescens.

Hình 4: Quá trình làm hỏng các sản phẩm sữa.
Sữa tươi (bên trái) và sữa bị vón cục (bên phải).
 Sữa vón cục do trải qua 4 giai đoạn tự nhiên của các vi sinh vật làm hỏng sữa.
Kết quả là tạo ra các cục sữa và dịch sữa. (Theo Prescott-Harley-Klein, 2002)
18


 Thịt và những sản phẩm bơ, với giá trị dinh dưỡng cao, chứa các carbohydrat
dễ sử dụng, lipid và protein, là điều kiện lý tưởng cho vi sinh vật phát triển.

Phân giải protein và thối rữa là kết quả điển hình của sự phá hỏng thực phẩm ở
các nguyên liệu giàu protein đó. Khi sữa không được tiệt trùng, quá trình làm
hỏng sữa sẽ trải qua 4 bước, sự sản xuất ra acid bởi Lactococcus
lactis subsp.lactis có liên quan đến sự sinh trưởng của vi sinh vật chịu được
acid. Nấm men và nấm sợi do có khả năng phân giải các acid lactic tích tụ làm
cho lượng acid giảm đi. Cuối cùng, các vi khuẩn phân giải protein bắt đầu hoạt
động, dẫn tới phá hủy mùi vị thực phẩm. Sữa đó ban đầu mờ đục, cuối cùng có
thể trở nên trong suốt (hình 2)
 So với thịt và bơ sữa, hầu hết hoa quả, rau xanh có ít protein và lipid hơn nên sẽ
bị hư hỏng theo kiểu khác. Rau xanh bị hư hỏng là do vi khuẩn, đặc biệt là vi
khuẩn gây thối Erwinia carotovora tiết enzym thủy phân carbohydrate. Khi thế
oxi hóa khử cao và thiếu điều kiện khử cho phép thì vi khuẩn hiếu khí và hiếu
khí không bắt buộc sẽ tham gia vào quá trình phân hủy. Vi khuẩn dường như
không đóng vai trò quan trọng trong sự phá hỏng ban đầu của hầu hết trái cây
mà chính là vi nấm. Những loại nấm này tiết enzym và xâm nhập qua lớp vỏ
bảo vệ bên ngoài.
 Việc làm hư hỏng cũng xảy ra tương tự như vậy với những sản phẩm từ cam
quýt được chế biến đông lạnh. Những sản phẩm này dường như ít hoặc không
trải qua xử lý, việc làm hỏng chính do Lactobacillus và Leuconostoc gây ra,
những

vi

khuẩn

này

tạo

mùi

thơm

của

diacetyl.

Nấm

men Saccharomyces và Candida cũng có thể làm hỏng nước ép trái cây. Nước
ép trái cây cô đặc có hoạt độ của nước giảm (aw = 0. 8 đến 0. 83), và khi giữ
trong tủ lạnh khoảng -9oC, chúng có thể được bảo quản trong một thời gian dài.
Tuy nhiên, khi nước ép cô đặc được pha loãng với nước có chứa vi sinh vật,
hoặc là nước ép được bảo quản trong vật chứa rửa không sạch thì sẽ bị hư hỏng.
Tương tự như vậy, vi sinh vật trong nước ép cô đặc làm lạnh có thể bắt đầu quá
trình làm hỏng sau khi thêm nước vào. Nước ép dùng ngay cũng xuất hiện các
vấn đề khác, như giá trị aw đủ cao sẽ cho phép vi sinh vật sinh trưởng. Điều
này đặc biệt đúng khi cất giữ nước ép ở nhiệt độ lạnh. Mặc dù có thể dùng biện

19


pháp khử trùng, nhưng hầu hết những người tiêu dùng nhạy cảm với sự mất vị
thơm ngon tự nhiên do khử trùng gây ra.

Hình 5: Sự làm hỏng thực phẩm khi thực phẩm không được bảo quản thích hợp, các
vi sinh vật có thể gây hư hỏng. Ví dụ: (a) bánh mỳ, (b) ngô
(Theo Prescott-Harley-Klein, 2002)
 Vi nấm là vấn đề đặc biệt của cà chua. Thậm chí khi chỉ thấy vết thâm tím nhẹ
nhất trên vỏ cà chua, nhưng nếu bóc ra, sẽ thấy sự sinh trưởng của nấm. Những

chi nấm được gặp thường xuyên bao gồm Alternaria, Cladosporium,
Fusarium và Stemphylium. Sự sinh trưởng của chúng ảnh hưởng tới chất lượng
của sản phẩm cà chua, bao gồm nước ép cà chua và nước sốt cà chua nấm.
 Vi nấm có thể sinh trưởng nhanh trên những hạt ngũ cốc nếu bảo quản trong
điều kiện ẩm ướt (hình 3). Sự xâm nhập của Claviceps purpura vào hạt gây ra
sự nhiễm độc ergotin. Chất gây ảo giác alkaloid được sinh ra bởi nấm này có
thể dẫn tới biến đổi tập tính, phát triển không đầy đủ, và có thể chết nếu ăn phải
hạt bị nhiễm khuẩn.
 Các tác nhân gây ung thư từ nấm bao gồm các aflatoxin và các fumonisin.
Aflatoxin được tạo ra ở hầu hết các sản phẩm quả và hạt ẩm ướt thông thường.
Aflatoxin được phát hiện vào năm 1960, khi 100,000 con gà tây chết do ăn phải
bột xay lạc (đậu phộng) bị nhiễm độc bởi nấm Aspergillus flavus. Những hợp
chất vòng phẳng hai chiều xen vào giữa acid nucleic và hoạt động như một đột
biến dịch khung- chất gây ung thư. Điều này xảy ra đầu tiên trong gan, chúng
được chuyển sang dạng dẫn xuất không ổn định.

20


 Động vật, sau khi tiêu hóa thức ăn có aflatoxin B1 và B2 sẽ biến đổi các chất
này tạo thành aflatoxin M1và M2 (xem hình 4). Nếu gia súc ăn phải những thực
phẩm bị nhiễm aflatoxin này thì chúng cũng thể tồn tại trong sữa và các sản
phẩm bơ sữa. Nếu có cách sàng lọc nhanh aflatoxin trong ngũ cốc, ta có thể hạn
chế sự xuất cảng các các loại ngũ cốc có nguy cơ bị nhiễm. Các loại aflatoxin
chủ yếu và dẫn xuất của chúng có thể được tách dễ dàng ra bởi sắc ký bản
mỏng và có thể nhận biết được dưới ánh sáng của tia UV do đặc tính phát
huỳnh quang. Không chỉ có trong ngũ cốc, chúng còn được tìm thấy ở bia,
coca, nho khô, và đậu tương xay khô.

Hình 6: Một số loại Aflatoxin. Khi Aspergillus flavus và một số nấm khác sinh

trưởng trên thực phẩm, chúng có thể tạo ra aflatoxin gây ung thư.
 Những chất này có 4 cấu trúc cơ bản. (a) thiết kế đánh dấu dựa theo màu sắc
của hợp chất dưới tia cực tím sau khi tách từ hạt và tách chiết nhờ sắc ký. Hợp
chất B1 và B2 phát huỳnh quang màu xanh da trời và hợp chất G1 và G2 có
màu xanh lá cây. (b). Hai loại aflatoxin M được tìm thấy trong sữa động vật khi
ăn phải aflatoxin type B. (Theo Prescott-Harley-Klein, 2002).

21


 Cuối cùng, điều quan trọng là lượng aflatoxin được vô tình đưa vào qua đường
tiêu hóa của cơ thể. Khẩu vị đối với một số loại khẩu phần ăn có vẻ có liên
quan tới sự phơi nhiễm aflatoxin: trung bình aflatoxin được đưa vào theo kiểu
thực đơn điển hình của người châu Âu là 19 ng/ngày (nanogram), trong khi đó
cho thực đơn của người Viễn Đông được ước tính là 103 ng/ngày. Độ nhạy cảm
với aflatoxin có thể bị ảnh hưởng do phơi nhiễm bệnh từ trước. Người ta đã
phát hiện thấy những người bị viêm gan B nếu bị nhiễm aflatoxin thì có nguy
cơ mắc ung thư gan cao hơn gấp 30 lần so với những người viêm gan B mà
không phơi nhiễm aflatoxin.

Hình 7: Cấu trúc fumonisin. (Theo Prescott-Harley-Klein, 2002)
 Các fumonisin do nấm Fusarium moniliforme sinh ra, lần đầu tiên được phân
lập được vào năm 1988, chất này gây nên bệnh viêm chất trắng não ngựa, phù
phổi ở lợn, ung thư thực quản ở người. Fumonisin hoạt động bằng cách phá vỡ
sự tổng hợp, trao đổi chất của các shipgolipid, những hợp chất hoạt động hóa
sinh quan trọng có ảnh hưởng lên chức năng của tế bào. Có ít nhất 10 loại
fumonisin khác nhau, cấu trúc cơ bản của fumonisin FB1 và FB2.
 Ngũ cốc và những thực phẩm chứa ngũ cốc như bột ngũ cốc, bột yến mạch thô,
thường hay bị nhiễm Fusarium moniliforme. Fumonisin do nấm này sinh ra sẽ
ức chế tổng hợp ceramid, một enzym thiết yếu trong việc sử dụng thích hợp các

chất béo trong tế bào. Vì thế điều quan trọng là phải bảo quản những sản phẩm
này trong điều kiện khô, làm cho nấm không thể phát triển được.
 Vi sinh vật nhân chuẩn có thể tổng hợp các chất độc khác thậm chí còn mạnh
hơn cả aflatoxin và fumonisin. Chất độc từ tảo nhiễm bệnh cho cá, ảnh hưởng
cao hơn đến sức khỏe của động vật biển trong chuỗi thực phẩm; chúng cũng có
thể làm nhiễm bệnh đến động vật thủy sinh có vỏ cứng (shellfish) và cá vây (fin
22


fish), cuối cùng được tiêu thụ bởi con người. Hầu hết các chất độc được tạo ra
bởi tảo giáp (dinoflagellates), và một vài tảo cát (diatoms). Những bệnh chủ
yếu của người do hậu quả từ chất độc của tảo trong những sản phẩm từ biển bao
gồm chứng mất trí nhớ (amnesic), tiêu chảy, nhiễm độc thần kinh từ động vật
thân mềm. (bảng 3).

Bảng 2. Các triệu chứng độc của một số tảo biển. (Theo Prescott-HarleyKlein, 2002)
Vector
Hội chứng

Nguyên nhân

truyền

Loại độc tố

bệnh
Ngộ độc do bọn ký
sinh ở nhóm Động
vật thân mềm

Alexandrium spp. Gymnodiniu

Động vật

m spp. Pyrodinium spp.

thân mềm

Ngộ độc thần kinh
do Động vật thân Gymnodinium breve
mềm

Động vật
thân mềm

Sacidoxin

Brevitoxin

Cá bám ở
Ngộ độc cá

Gambierdiscus toxicus

mạch đá Ciguatoxin
ngầm

Hội chứng quên vì
ngộ độc do Động Pseudonitzchia spp.
vật thân mềm

Hội chứng ỉa chảy
do ăn phải Động
vật thân mềm

Động vật
thân mềm

Dinophysis spp. Prorocentrum

Động vật

spp.

thân mềm

Domoic acid

Dinophysistoxin

23


Hội chứng Estuary

Pfiesteria piscicida

Nước

Chưa biết

Hầu hết, những phức chất độc từ tảo biển là bền nhiệt, thường gây ra hiệu ứng hệ
thống thần kinh ngoại biên, xảy ra thường trong vòng 1giờ sau khi ăn phải.

Hình 8: Các độc tố tảo biển. Cấu trúc hóa học của các độc tố tảo biển tác động
tới con gười khi dùng các sản phẩm hải sản hoặc nước: a. Satitoxin, b.
Brevitoxon, c. ciguatoxin, d. okadaic acid, e. domoic acid. (Theo PrescottHarley-Klein, 2002)
3. Vấn đề sức khỏe con người
 Một số vi sinh vật có thể gây bệnh cho người, động vật và thực vật. Những vi
sinh vật gây bệnh là do chúng thực hiện các phản ứng trao đổi trong vật chủ.
Đa số vi sinh vật gây bệnh là loại sống ký sinh và lấy thức ăn từ vật chủ. Còn
dạng khác của vi sinh vật gây bệnh là chúng sản ra các độc tố đối với vật chủ.
 Vi sinh vật gây ra rất nhiều bệnh hiểm nghèo cho người, gia súc, gia cầm. Tuy
nhiên số vi sinh vật gây bệnh chỉ chiếm một phần rất nhỏ trong thế giới vi sinh
vật.
 Các vi sinh gây bệnh rất đa dạng và phong phú về chủng loại và được chia làm
hai loại chính:

24


 Vi sinh vật sống hoại sinh: Ở trạng thái bình thường chúng sống trên da, niêm
mạc, các bộ phận bên ngoài cơ thể và không gây bệnh. Nhưng khi sức đề
kháng của cơ thể yếu, chúng sẽ chui vào các mô, các cơ quan gây bệnh.
 Vi sinh vật sống ký sinh: Khi xâm nhập vào cơ thể thì loại vi sinh vật này sinh
sôi nhanh chóng và gây bệnh nguy hiểm như dịch tả, dịch sốt xuất huyết,…
 Khả năng tồn tại của vi sinh vật ngoài môi trường cũng rất khác nhau: có loài
có thể sống lâu ngoài môi trường dưới dạng bào tử, có loài không thể tồn tại
ngoài cơ thể con người như vi khuẩn gây bệnh đau màng óc khi ra ngoài sẽ
chết.
 Mỗi loài vi sinh vật chỉ gây một bệnh nhất định và có triệu chứng thể hiện

riêng của mỗi loài đó trong khoảng thời gian nhất định.
 Các vi sinh vật gây bệnh nổi bật nhất của nước thường gặp trong thời gian gần
đây là: các động vật nguyên sinh Giardia và Cryptosporidium, các vi khuẩn
Campylobacter, Salmonella, Shigella, Vibrio, và Mycobacterium, các virus
viêm gan A (có thể truyền bệnh qua nước còn loại B do truyền máu) và
Norwalk.
Bảng 3. Xếp loại các vi sinh vật có trong phân người, gia súc theo mức
độ nguy hiểm

Mức độ nguy hiểm cao

Ký sinh trùng (Ancylostoma, Ascaris, Trichuris
và Taenia)

Mức độ nguy hiểm trung bình

Vi khuẩn đường ruột (Chloera vibrio,
Sallmonella typhosa, Shigella và một số loại
khác)

Mức
nguy
hiểm
Các
vi rút
đường
ruộttố sau:
 Vi
sinhđộvật
muốn

gâythấp
bệnh phải phụ
thuộc
vào
các yếu
o Năng lực gây bệnh của vi sinh vật: Độc tố và sức xâm nhập của vi sinh
vật.
o Số lượng vi sinh vật: vi sinh vật gây bệnh phải có số lượng nhất định mới
có khả năng gây bệnh.
25