Vi sinh học thực phẩm

Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

Mục Lục
1. Nhiệm vụ của các thành viên trong nhóm.........................................................4
2. Khái quát về đề tài.............................................................................................5
2.1. Các yếu tố gây hư hại thực phẩm...............................................................5
2.1.1. Do vi sinh vật......................................................................................5
2.1.2. Do enzyme nội tại................................................................................6
2.1.3. Ảnh hưởng từ môi trường....................................................................6
2.2. Các biện pháp ức chế vi sinh vật thực phẩm..............................................6
3. Đặc điểm các phương pháp hóa học trong ức chế vi sinh vật ở thực phẩm.......7
3.1. Chất bảo quản.............................................................................................7
3.1.1. Định nghĩa chất bảo quản....................................................................7
3.1.2. Yêu cầu với chất bảo quản...................................................................7
3.1.3. Các chất bảo quản dùng trong bảo quản..............................................8
3.2. Điều chỉnh pH..........................................................................................14
3.2.1. Ảnh hưởng của pH............................................................................14
3.2.2. Cơ chế...............................................................................................14
3.2.3. Phương pháp......................................................................................15
3.2.4. Một số acid dùng để điều chỉnh pH...................................................17
3.3. Sử dụng tinh dầu ức chế vi sinh vật..........................................................19
3.3.1. Giới thiệu về tinh dầu........................................................................19
3.3.2. Cơ chế tác động.................................................................................20
3.3.3. Khả năng ức chế vi sinh vật của một số loại tinh dầu........................21
3.3.4. Những khó khăn trong việc ứng dụng tính kháng khuẩn của tinh dầu
trong bảo quản thực phẩm:..........................................................................23
4. Câu hỏi ôn tập.................................................................................................24
1

Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

5. Tài liệu tham khảo...........................................................................................26

2


Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

Mở Đầu
Ngày nay, vi sinh vật được ứng dụng rất phổ biến trong nhiều lĩnh vực của
đời sống xã hội, từ y tế, nông nghiệp, công nghiệp,…đến sản xuất thực phẩm,
v.v…. Chúng xuất hiện ở khắp mọi nơi, đóng vai trò quan trọng và là hướng đi
mới đầy hiệu quả cho bất kỳ lĩnh vực nào mà chúng được ứng dụng. Công nghệ
vi sinh có thể là bước nhảy vọt làm thay đổi cuộc sống của chúng ta ở một tương
lai không xa.
Đối với ngành thực phẩm, vi sinh vật có ứng dụng từ lâu đời và rông khắp
trong việc tạo ra các sản phẩm thực phẩm có giá trị cao về dinh dưỡng, về cảm
quan trước cả khi con người thật sự phát hiện ra mối quan hệ giữa thực phẩm và
vi sinh vật vào những năm 1800. Kể từ đó về sau, vi sinh vật thực phẩm như một
bộ phận không thể tách rời của ngành thực phẩm vì những vai trò to lớn mà
chúng đóng góp.
Tuy nhiên, bên cạnh những ứng dụng và hiệu quả mà vi sinh vật mang lại
cho các sản phẩm thực phẩm, thì vi sinh vật cũng là một trong những nguyên
nhân hàng đầu gây hư hại cho thực phẩm. Bởi vậy, việc hiểu biết về các tác hại,

ngăn chặn và ức chế những ảnh hưởng xấu của vi sinh vật gây ra đối với thực
phẩm là một nhiệm vụ hàng đầu của ngành bảo quản thực phẩm nói chung và
những sinh viên ngành thực phẩm nói riêng.
Được sự phân công của GVHD, với đề tài “Đặc điểm các phương pháp
hóa học sử dụng trong ức chế vi sinh vật ở thực phẩm”. Nhóm 14 chúng em đã đi
sâu tìm tòi về những kiến thức mà đề tài yêu cầu và tổng hợp lại bằng báo cáo
này. Hy vọng, với sự nỗ lực và nghiêm túc của các thành viên nhóm 14 cùng sự
chỉ dạy tận tình của GVHD, thầy Liêu Mỹ Đông, bài báo cáo này sẽ là một tài
liệu hữu ích để các bạn trong lớp hiểu hơn về đề tài “ Đặc điểm các phương pháp
hóa học sử dụng trong ức chế vi sinh vật ở thực phẩm”.
Cuối cùng, người biên tập báo cáo-nhóm trưởng, xin gửi lời cảm ơn chân
thành đến các thành viên nhóm 14 đã nỗ lực cao nhất để hoàn thành bài báo cáo
này một cách tốt nhất.

3


Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

1. Nhiệm vụ của các thành viên trong nhóm.
2. Khái quát về đề tài.
2.1. Các yếu tố gây hư hại thực phẩm.
Các nguyên liệu thực phẩm và các sản phẩm thực phẩm nếu không được
bảo quản cẩn thận thì rất dễ bị hư hỏng bởi nhiều tác nhân khác nhau từ đó giảm
chất lượng của sản phẩm, giảm giá trị dinh dưỡng mà thực phẩm mang lại và
thậm chí các sản phẩm ngày có thể trở nên độc hại đối với người sử dụng. Sự hư
hỏng thực phẩm xảy ra chủ yếu do một số nguyên nhân sau:
2.1.1. Do vi sinh vật.

Các vi sinh vật là nguyên nhân hàng đầu và chủ yếu nhất gây hư hỏng cho
thực phẩm và các sản phẩm thực phẩm. Vi sinh vật gây hư hỏng chủ yếu là vi
khuẩn, sau đến nấm mốc, nấm men và một số loài tảo, kí sinh trùng,virut,…Khi
xâm nhập được vào thực phẩm, ban đầu chúng sẽ phát triển về mặt số lượng,
trong quá trình đó, chúng tiết ra các sản phẩm thải, làm biến đổi màu sắc, trạng
thái, mùi vị của thực phẩm dẫn đến hư hỏng hoặc giảm chất lượng của thực
phẩm.

Động vật
Đất
Tự nhiên
Nước
Không khí
Con đường
lây nhiễm vi
sinh vật
trong thực
phẩm

Quá trình chế biến

Kí chủ trung gian
4
Sơ đồ các con đường lây nhiễm vi sinh vật trong thực phẩm


Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

2.1.2. Do enzyme nội tại.
Một số vi khuẩn có trong thực phẩm không gây ngộ độc thực phẩm trong
quá trình sống của chúng, nhưng chúng lại tiết ra các enzyme phân giải các thành
phần thực phẩm. Đồng thời với các enzyme của vi khuẩn là các enzyme có sẵn
trong bản thân thực phẩm cũng được kích hoạt và tham gia các phản ứng phân
hủy làm tăng tốc độ hư hỏng thực phẩm.
2.1.3. Ảnh hưởng từ môi trường.
 Nhiệt độ: Nhiệt độ trong khoảng 30 đến 35 độ C là khoảng nhiệt độ mà
đa số vi sinh vật và các enzyme hoạt động mạnh nhất, các hoạt động sinh
lý, sinh hóa cũng diễn ra mạnh mẽ. Nên nếu để thực phẩm ở nhiệt độ
thường thì thực phẩm rất nhanh bị hư hỏng.
 Độ ẩm: Độ ẩm môi trường thấp sẽ làm giảm phần lớn hoạt động của các
vi sinh vật gây thối rửa nhưng lại làm tăng sự bay hơi nước của thực phẩm
làm ảnh hưởng lớn đến cấu trúc thực phẩm gây ra hiện tượng co nguyên
sinh dẫn đến rối loạn sự trao đổi chất và mất khả năng đề kháng với những
tác động bên ngoài.
 Không khí và ánh sáng: Ngoài 2 yếu tố trên, không khí và ánh sang cũng
là tác nhân gây hư hỏng thực phẩm nghiêm trọng như làm mất nước trong
thực phẩm, đặc biệt là các thực phẩm tươi như rau, củ, quả. Làm giảm
hàm lượng dinh dưỡng, vitamin, khoáng chất,…trong thực phẩm.
2.2. Các biện pháp ức chế vi sinh vật thực phẩm.
Có nhiều phương pháp bảo quản thực phẩm nhằm hạn chế các tác nhân
xấu từ vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm. Các phương pháp đó được chia ra làm
2 nhóm chính:
 Các phương pháp vật lý.
 Các phương pháp hóa học
Tùy theo điều kiện bảo quản, mục đích bảo quản, loại thực phẩm cần được bảo
quản,…mà chúng ta áp dụng các phương pháp khác nhau để bảo quản thực
phẩm. Nhưng mục đích cuối cùng của các phương pháp này vẫn là ức chế các vi
sinh vật gây ảnh hưởng xấu đối với thực phẩm nhưng vẫn đảm bảo được tính an

5


Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

toàn cho thực phẩm và sức khỏe người sử dụng. Báo cáo này sẽ đi sau tìm hiểm
về các phương pháp hóa học trong ức chế vi sinh vật gây hại trong thực phẩm.
3. Đặc điểm các phương pháp hóa học trong ức chế vi sinh vật ở thực phẩm.
3.1. Chất bảo quản.
3.1.1. Định nghĩa chất bảo quản.
Chất bảo quản là các hóa chất tự nhiên hay tổng hợp được thêm vào sản
phẩm như thực phẩm, dược phẩm, sơn, các mẫu phẩm sinh học v.v để ngăn ngừa
hoặc làm chậm lại sự thối rữa, hư hỏng gây ra bởi sự phát triển của các vi sinh
vật hay do các thay đổi không mong muốn về mặt hóa học.
3.1.2. Yêu cầu với chất bảo quản.
Một chất được xem là một chất bảo quản trong thực phẩm phải bắt buộc
có các yêu cầu sau nhằm mục đích đảm bảo an toàn cho người sử dụng nhưng
vẫn đảm bảo được tác dụng bảo vệ:
 Phải có tính kháng khuẩn, kháng nấm mốc và kháng nấm men mạnh và
phải có tính chất chống oxy hoá xảy ra trong bảo quản và chế biến lương
thực, thực phẩm.
 Không gây độc cho người và gia súc.
 Không làm thay đổi hay làm thay đổi rất ít tính chất hoá lý, cảm quan của
thực phẩm.
 Không tạo ra những phản ứng phụ, những sản phẩm độc hại trong thực
phẩm.
 Các chất bảo quản thường được sử dụng ở dạng hòa tan việc hòa tan giúp

quá trình bảo quản có tác dụng nhanh. Nhưng k phải chất nào cũng ở dạng
hòa tan.
 Các chất bảo quản làm thay đổi các yếu tố môi trường, ức chế sự phát
triển của vi sinh vật.
Chất bảo quản tác động đến hệ thống protein cấu trúc, enzyme tham gia vào các
quá trình trao đổi chất, tiêu diệt hay ức chế sự phát triển của vi sinh vật.

6


Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

3.1.3. Các chất bảo quản dùng trong bảo quản.
Hiện nay, chúng ta đã phát hiện ra nhiều loại hóa chất dùng để bảo quản
nguyên liệu và bảo quản thực phẩm chế biến rất có hiệu quả, đa số các loại chất
bảo quản này đặc biệt kết hợp khi bảo quản với nhiệt độ thấp.
 Sulfurous dioxide (SO2).
 Là chất sát khuẩn mạnh ở môi trường axit ví vậy có hiệu quả đối với rau
quả ở nồng độ 0,12 đến 0,2% trong thực phẩm.
 Khí SO2 ảnh hưởng đến các quá trình oxy hóa trong tế bào vi sinh vật,
đồng thời cũng có tác dụng tương hỗ với các nhóm cacboxyl của các hợp
chất đặc biệt có trong thành phần của chất nguyên sinh, làm thay đổi
trạng thái lý, hóa học của chất nguyên sinh.
 Phương pháp sử dụng:
 Phương pháp sunfit hóa ướt : cho trực tiếp SO2 vào rau quả hoặc
chuyển SO2 thành H2SO3 trong nước lạnh với nồng độ 4,5% đến
5,5% rồi trộn với thực phẩm dạng lỏng.
 Phương pháp sunfit hóa khô : cho quả đựng vào trong thùng kín có

chứa SO2 .
 Dạng sử dụng: khí SO2, acid sulfurous (H2SO3), các loại muối như Natri
bisulfite NaHSO3, Kali bisulfite KHSO3, Canxi bisulfile Ca(SO3)2, Natri
sulfite Na2SO3, Kali sulfite K2SO3.
 Không dùng các hợp chất SO2 để bảo quản thịt, ngũ cốc, đậu đỗ, sữa.
 Ozon (O3).
 Khí ozone là chất an toàn với hầu hết các loại thực phẩm và có khả năng
khử trùng, khử khuẩn mạnh mẽ, nó có thể được sử dụng để kiểm soát
khả năng sinh trưởng của các vi sinh vật, vi khuẩn không mong muốn
trong các sản phẩm và thiết bị được sử dụng trong các ngành công
nghiệp chế biến thực phẩm. Ngoài ra, khí ozone không tạo ra các chất
phụ có hại cho sức khỏe con người sau quá trình bảo quản thực phẩm
nên được cho là nguyên liệu tất yếu trong bảo quản thực phẩm.

7


Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

 Ở dạng lỏng, dung dịch ozone có thể được sử dụng trong khử trùng các
thiết bị y tế, xử lý nước và một số thực phẩm.

8


Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

 Nhiều loại trái cây và rau quả sản xuất ra ethylene – khí này làm tăng tốc
quá trình chín của trái cây. Ozone có tác dụng oxy hóa nhanh chóng
ethylene.
 Ứng dụng phổ biến sử dụng ozon trong bảo quản thực phẩm:
 Bảo quản các loại rau, củ như khoai tây, cà rốt, su hào; trái cây như
táo, cam, quýt, lê...
 Bảo quản trứng trong kho lạnh
 Xử lý nước trong sản xuất nước tinh khiết, nước uống đóng chai,
nước khoáng ...
 Bảo quản cá, thịt và các loại hải sản tươi sống.
 Các thực phẩm cần bảo quản lạnh nói chung.

Máy bảo quản thực phẩm bằng khí ozon
 Phương pháp ứng dụng ozon.
 Khí ozone được sử dụng khắp các nhà kho lạnh ở mức thấp.
9


Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

 Nước khử trùng bằng ozone sử dụng trong đóng gói thủy hải sản
tươi sống và kéo dài độ tươi mới của thực phẩm mà không cần dùng
hóa chất độc hại.

10

Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

 Làm lạnh thịt, hạn chế sự phát triển vi khuẩn, vi sinh và kéo dài
thời gian sử dụng của thực phẩm.
 Ozone được hòa tan vào nước để rửa trái cây và rau quả, loại bỏ
nhiều các loại vi khuẩn và nấm mốc.
 Sử dụng khí ozone ở nồng độ thấp để kéo dài thời gian sử dụng…
 Ozone hòa tan được sử dụng để rửa thịt và gia cầm loại bỏ vi khuẩn
và kéo dài thời hạn sử dụng trong tủ lạnh.
 Formanlin.
 Formalin (thường gọi là formol) là một chất sát khuẩn mạnh, được dùng
dung dịch loãng trong nước (dung dịch 5%) để tẩy uế dụng cụ, mặt đất
và môi trường bị nhiễm khuẩn, nấm mốc. Khi cho vào thực phẩm,
formol ức chế các hoạt động và cũng có thể tiêu diệt một số vi sinh vật
và vi nấm làm hư hỏng thực phẩm, kéo dài được thời gian bảo quản.
 Đây là một chất độc nguy hiểm, làm cho thực phẩm khó ôi thiu nhưng lại
rất khó tiêu hóa khi vào cơ thể, gây hiện tượng đầy bụng, no giả tạo.
Trong cơ thể, formol kết hợp với các nhóm amin hình thành các dẫn xuất
bền vững với các men phân hủy protein làm ảnh hưởng đến quá trình
chuyển hóa các chất dinh dưỡng trong cơ thể.
 Chính vì tính chất dễ dàng kết hợp với các protein tạo thành hợp chất
bền, không thối rửa, không ôi thiu nhưng rất khó tiêu hóa nên formalin
nên thường bị lợi dụng để sử dụng trong bảo quản các thực phẩm như
bánh phở hủ tiú, bún, bánh ướt, và trong cả bia vì giá thành thấp.
 Tuy nhiên do tác hại của formalin là rất lớn đối với sức khỏe nên các
nước trên thế giới đã cấm việc dùng formol để làm chất bảo quản thực
phẩm và đồ uống, kể cả thức ăn chăn nuôi gia súc ăn thịt.
 Ester diethyl của acid pyrocarbonic.

 Là chất lỏng trong suốt không màu, có mùi thơm nhẹ giống mùi của hoa
quả .
 Thường được dùng trong bảo quản nước hoa quả, quả tươi.
 Liều lượng:
11


Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

 Đối với nước dịch quả trong suốt : 20-30mg/l

12


Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

 Đối với nước chanh : 40-50mg/l
 Qủa tươi rửa sạch nhúng vào dung dich 0,001 đến 0,01% để bảo
quản lạnh.
 Có thể sử dụng chất này để thay thể phương pháp sunfit trong bảo
quản rượu nho và nước quả.
 Cơ chế tác dụng : Có tác dụng diệt nấm men nấm móc và vi khuẩn kìm
hãm hoạt động của enzyme . Trong quá trình bảo quản tiếp xúc với nước
bị phân hủy dần thành etanol và CO2. Tốc độ phân hủy phụ thuộc vào
nhiệt độ.
 Việc nghiên cứu chất này trong bảo quản thực phẩm khá được quan tâm

và đã đạt được nhiều kết quả khả quan.
 Nitrit.
 Sử dụng làm chất sát khuẩn và giữ màu cho thịt, các sản phẩm thịt, cá và
phomát.
 Thử nghiệm ngắn ngày ở trâu bò, gia súc ăn cỏ khô (chứa 1,5% nitrat) bị
chết do nitrat bị vi khuẩn đường ruột chuyển hoá thành nitrit.
 Liều lượng sử dụng cho người:
 Không hạn chế 0 - 5 mg/kg thể trọng.
 Có điều kiện 5 - 10 mg/kg thể trọng.

Paté gan

Thịt hộp

Xúc xích

Các sản phẩm ứng dụng nitrit để bảo quản
13


Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

14


Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

 Acid sorbic (C5H7COOH)
 Dạng thường sử dụng làm chất bảo quản là: acid sorbic, sorbate natri,
sorbate calci, sorbate kali.

 Acid sorbic và kali sorbat có tác dụng ức chế nấm mốc và nấm men, ít có
tác dụng với vi khuẩn. Acid sorbic ảnh hưởng tới protein trên màng tế
bào nấm mốc, gây ảnh hướng đến quá trình vận chuyển các ion âm qua
màng: làm chuyển đổi pH bên ngoài tế bào, thay đổi sự vận chuyển của
các acid amin; làm giảm sinh tổng hợp protein và thay đổi sự tích lũy
nucleotide trong tế bào.
 Acid sorbic ảnh hưởng tới hoạt tính của các enzyme nhất là enzyme
dehydrogenase.
 Sử dụng cho bảo quản sản phẩm làm nguyên liệu cho chế biến: bảo quản
rau quả cho muối chua, sữa làm sữa chua.
 Acid benzoic, muối benzoat (C6H5COOH, C6H5COONa)
 Ức chế mạnh nấm men và nấm mốc, có tác dụng yếu đối với vi
khuẩn.Tác động lên màng tế bào nấm, ức chế quá trình hô hấp của tế
bào, ức chế quá trình oxy hóa glucose và pyruvate, ức chế quá trình biến
dưỡng các hợp chất đa lượng (N, P,…) của sinh vật.
 Tác dụng bảo quản của Acid benzoic và Natri benzoat chỉ xảy ra ở môi
trường acid, pH=2,5-3,5.
 Nồng độ acid benzoic sử dụng trong thực phẩm: 0,05-0,15%.
15


Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

 Nồng độ benzoat trong sản phẩm có tác dụng bảo quản là 0,07-0,1%.
 Acid benzoic được sử dụng nhiều trong bảo quản trái cây và rau quả.
Nếu sử dụng ở nồng độ cao sẽ làm thay đổi mùi vị sản phẩm, ảnh hưởng
tới thận của người sử dụng.
 Dùng benzoic hoặc benzoat trong bảo quản sản phẩm có thể làm cho sản
phẩm bị thâm đen, và dễ nhận biết dư vị, làm giảm chỉ tiêu cảm quan của
sản phẩm.
 Liều gây chết ở người: 500 mg/kg.
 Axit ascorbic (Vitamin C)
 Axit ascorbic dùng trong thực phẩm ở dạng kết tinh màu trắng 1g tan
trong 3,5ml nước hay trong 30ml etanol , không tan trong dầu mỡ.
 Muối Natri ascorbat dùng trong thực phẩm phải ở dạng kết tinh màu
trắng , không mùi, 1 g tan trong 2ml nước .
 Cơ chế tác dụng:
 Axit ascorbic được dùng làm để ức chế sự biến chất ( sẫm màu )
của hoa quả cắt gọt , mứt quả và nước quả không xử lý bằng SO2.
 Natri ascorbat được dùng làm chất chống oxi hóa cho thịt khi đóng
thùng , làm chất chống oxi hóa cho hoa quả khi đóng chai, làm chất
chống oxi hóa trong chế biến gia vị.
 Nếu dùng trên 6000mg/ngày có thể bị ngộ độc gây ra các hiện
tượng như : nôn mửa, tiêu chảy đỏ mặt , nhức đầu ,...
 Ướp muối và ướp đường.
 Sử dụng đường hay muối trong bảo quản thực phẩm làm gia tăng áp xuất
thẩm thấu của môi trường, tạo áp suất thẩm thấu cao  nước trong tế bào
thấm ra khỏi màng tế bào chất và gây ra hiện tượng co nguyên sinh; đồng
thời tế bào vi sinh vật không thể hấp thu được các chất dinh dưỡng, làm
ức chế hoạt động và sự phát triển của vi sinh vật.
 Sử dụng nồng độ muối từ 5-20% hoặc 30%, nồng độ đường 50-60%.
 Thường được ứng dụng trong các sản phẩm mứt trái cây, cá muối , thịt
muối,..

16


Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

3.2. Điều chỉnh pH.
3.2.1. Ảnh hưởng của pH.
pH môi trường có ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng của vi sinh vật. Các
ion H+ và OH- là hai ion hoạt động lớn nhất trong số tất cả các loại ion. Những
biến đổi nhỏ nồng độ của chúng cũng ảnh hưởng mạnh đến tế bào. Nó không
những ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự sinh trưởng mà còn tác động sâu sắc đến quá
trình trao đổi chất của vi sinh vật, pH thay đổi làm điện tích màng tế bào chất
thay đổi, dẫn đến sự thay đổi tính thẩm thấu của màng. Ngoài ra, pH còn ảnh
hưởng đến sự phân ly của phân tử các chất dinh dưỡng, làm thay đổi khả năng
hấp thụ chúng vào trong tế bào. Mặt khác, pH cũng phần nào làm ức chế chức
năng của các enzyme trên thành tế bào do làm biến đổi trạng thái ổn định và hoạt
động của các enzyme.
Mỗi loài vi sinh vật có khoảng pH thích hợp và pH tối thiểu khác nhau
cho sinh trưởng và phát triển: nhiều nấm mốc có thể mọc ở pH = 2 – 4,5; nấm
men ở pH = 4 – 4,5; vi khuẩn gây bệnh và vi khuẩn thối rữa thường chỉ phát triển
tốt ở môi trường trung tính hoặc môi trường kiềm, trong môi trường acid nó sẽ bị
ức chế, thậm chí bị chết. Vì vậy, có thể thay đổi pH môi trường bảo quản sản
phẩm để ức chế vi khuẩn gây thối và gây bệnh.
3.2.2. Cơ chế.
Cơ chế diệt khuẩn của pH có thể giải thích theo hai hướng sau:
 pH ảnh hưởng tới hoạt động của các enzyme, nhất là hai enzyme
decarboxylase và desaminase.
 Giá trị pH của môi trường sẽ ảnh hưởng đến sự tích điện của protein trên

màng tế bào, từ đó ảnh hưởng đến khả năng vận chuyển thức ăn vào
màng tế bào.
Khi ức chế vi sinh vật bằng các acid hữu cơ yếu, các phân tử không phân
ly do ưa lipid, sẽ xâm nhập vào trong tế bào và được phân ly để tạo thành H +
trong tế bào chất. Điều này gây ra sự giảm pH nội bào, hậu quả là sẽ phá hủy
gradient proton giữa phía bên trong và phía bên ngoài tế bào và làm mất lực
chuyển dời proton (PMF) cũng như khả năng phát sinh năng lượng của tế bào.
Từ đó làm ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme và acid nucleic trong tế bào,
17


Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

làm thay đổi trạng thái tích điện của màng tế bào dẫn đến rối loạn quá trình trao
đổi chất làm cho tế bào bị chết.
3.2.3. Phương pháp.
Có nhiều cách làm thay đổi pH nhưng do pH acid làm ức chế vi sinh vật
gây thối rữa nên người ta thường dùng acid để bảo quản như ngâm dấm, muối
chua rau quả…
 Ngâm và dầm dấm:
Có thể dùng các acid hữu cơ như acid acetic, acid citric, acid tartaric,…
nhưng hay dùng nhất là acid acetid. Vì vậy, phương pháp này gọi là phương pháp
ngâm dấm ở pH thấp 2,3 – 2,5, tương đương với nồng độ acid 1,7 – 2%, nhiều
loài vi khuẩn gây thối rữa không phát triển được. Nhưng nhiều nấm men, đặc biệt
là nấm mốc vẫn phát triển, đồng thời còn đồng hóa được acid acetic thành CO 2
và nước, làm giảm độ chua, tăng pH tạo điều kiện cho vi sinh vật khác phát triển
làm hư hỏng sản phẩm.
Sản phẩm ngâm dấm không để lâu được. Muốn giữ lâu phải kết hợp đóng

hộp, tiệt trùng hoặc để ở nhiệt độ thấp.

Sản phẩm ứng dụng kĩ thuật ngâm và dầm dấm

18


Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

 Muối chua.
Thực chất đây là quá trình lên men lactic đối với một số sản phẩm như
muối dưa chua từ một số rau, nem chua từ thịt nạc, mắm chua từ tôm cá…
Trong quá trình muối chua người ta cho vào thực phẩm ít đường, ít muối.
Vi khuẩn lactic sẽ lên men đồng hình hoặc dị hình làm chua sản phẩm, pH hạ
xuống làm ức chế vi khuẩn gây thối.
Muối chua hay lên men chua là biện pháp bảo quản thực phẩm rất hiệu quả.
Ngoài ra lên men lactic còn được dùng trong lên men sữa chua, cất giữ cỏ cho
trâu bò, trong sản xuất bánh mì,…
Ngày nay, vi khuẩn lactic thuần chủng được dùng cho các sản phẩm lên
men như: muối chua bắp cải, muối chua dưa chuột, táo, làm nem chua…Tuy
nhiên, một số loài vi sinh vật, đặc biệt là các loài chịu acid và nhiều loài nấm
mốc, có thể phát triển ở pH môi trường thấp, dùng acid làm nguồn cacbon và như
vậy acid lactic sẽ bị phân hủy, độ chua của môi trường giảm tạo điều kiện cho
nhiều vi sinh vật khác phát triển, dẫn tới làm hư hỏng thực phẩm.

Các sản phẩm muối chua

19

Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

1.1.1. Một số acid dùng để điều chỉnh pH.
 Acid acetic.
Acid acetic và các muối của chúng được sử dụng rộng rãi như một chất tạo
acid cho thực phẩm và gây ức chế vi sinh vật. Ở pH = 6 acid acetic ảnh hưởng
đến Bacillus, Clostridium và vi khuẩn Gram(-). Ở pH = 5 ảnh hưởng nhiều nhất
đến vi khuẩn Gram(+). Ở pH = 4,1 ức chế Aspergillus niger. Ở pH = 3,9 ức chế
Saccharomyces cerevisiae. Ở pH = 3,5 có tác dụng tốt với A.niger và Rhizopus
nifricans, với nồng độ 0,8 – 1% có khả năng ức chế S.cerevisiae, S.ellipsoideus
và Pennicillium glaucum. Acid acetic được ứng dụng trong thực phẩm chế biến
đồ hộp, rau, quả.
 Acid lactic:
Trong công nghệ thực phẩm acid lactic được sử dụng như chất bảo quản và
chất tạo mùi. Có hoạt lực ức chế Bacillus coagulans trong dịch cà chua mạnh
hơn gấp 4 lần acid propionic, acid acetic, acid citric với liều lượng 6 – 8μm. Ở
pH = 5 có tác dụng ức chế vi khuẩn tạo bào tử nhưng lại tác dụng yếu đối với
nấm men và nấm mốc. Staphylococcus aureus bị ức chế từ 90 – 99% trong 12
giờ ở pH = 4,6 và 4,9.

Sản phẩm lên men lactic

20


Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

 Acid propionic:
Acid propionic được sản xuất từ các vi khuẩn Propionibacterium
freudenreiichi. Acid propionic 8 – 12% ức chế sự phát triển của nấm mốc. Một số
nấm men, vi khuẩn Gram(-) có thể bị ức chế. Ở pH = 6 các muối propionate ức
chế các vi khuẩn tạo bào tử Bacillus subtilis. Acid propionic thường dùng để bảo
quản thịt, cá.

Ảnh minh họa
 Acid fumaric:
Acid fumaric và ester của chúng như monomethyl, dimethyl, ethyl với liều
lượng 0,125% ức chế vi khuẩn gây phồng đồ hộp Clostridium botulinum trong 56
ngày ở 30 độ C.

Ảnh minh họa
21


Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

 Acid citric:
Không sử dụng trực tiếp như chất chống khuẩn, chúng chỉ có khả năng
chống một số nấm mốc và vi khuẩn. Acid citric với liều lượng 0,75% làm giảm
sự phát triển của Aspergillus paraciticus và làm giảm khả năng sinh tổng hợp độc
chất. Staphylococcus aureus bị ức chế 90 – 99% trong 12 giờ ở pH = 4,7 và 4,5.
1.2. Sử dụng tinh dầu ức chế vi sinh vật.

Để tránh sự tấn công của các loại vi sinh vật trong thực phẩm người sản
xuất thường sử dụng chất bảo quản hóa học. Những chất ngày hoạt động như các
hợp chất kháng sinh ức chế sự tăng trưởng của vi sinh vật không mong muốn.
Tuy nhiên, về khía cạnh an toàn thì các loại chất bảo quản này không được đảm
bảo. Chúng được xem là những nguyên nhân gây ung thư do độc tố còn sót lại
trong thực phẩm khi sử dụng. Chính vì thế để tìm ra các hợp chất kháng khuẩn có
nguồn gốc tự nhiên không những bảo quản thực phẩm mà còn an toàn cho người
sử dụng là một vấn đề cấp thiết. Và việc sử dụng các loại tinh dầu như chất bảo
quản tự nhiên đang là hướng đi được nhiều nhà khoa học nghiên cứu.
3.2.4. Giới thiệu về tinh dầu.


Tinh dầu là một loại chất

lỏng chứa các hợp chất thơm dễ
bay hơi và có mùi thơm đặc
trưng.
 Tinh dầu thu được từ
nguyên liệu thực vật bằng quá
trình chiết hơi nước, chưng cất
khô,ép lạnh từ lá cây; thân
cây;hoa; vỏ quả; vỏ cây rễ cây;
hoặc từ những bộ phân khác của
thực vật. Phương pháp khác để tách chiết tinh dầu là tách chiết dung môi.
 Về thành phần hóa học tinh dầu chứa terpen- Terpen có cấu trúc hóa học
chung là (C10H16)n –và các dẫn xuất chứa oxi của terpen như rượu,
aldehyde,ester,…

22

Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

 Tinh dầu đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ dùng trong y học, nước
hoa, mỹ phẩm, làm hương liệu trong ngành thực phẩm
 Ngành công nghiệp thực phẩm chủ yếu sử dụng các loại tinh dầu như
hương liệu, bên cạnh đó khả năng kháng sinh tự nhiên của chúng để bảo
quản thực phẩm là tiềm năng lớn. Tuy vậy, ứng dụng của các loại tinh
dầu như chất bảo quản thực phẩm đòi hỏi kiến thức sâu rộng về tinh dầu,
tức là nồng độ tối thiểu ức chế (MIC), phạm vi ảnh hưởng, cơ chế tác
động, sự ảnh hưởng của các thành phần thực phẩm trên đặc tính kháng
khuẩn của tinh dầu.
3.2.5. Cơ chế tác động.
 Bản chất kị nước của tinh dầu cho phép chúng xâm nhập vào tế bào vi
khuẩn và gây ra sự thay đổi trong cấu trúc và chức năng của tế bào. Cơ
chế hoạt động của tinh dầu bao gồm sự suy thoái của các tế bào, làm tổn
hại đến màng tế bào chất, làm hư hỏng các protein màng tế bào, tăng tính
thấm dẫn đến rò rỉ thành phần tế bào,…
 Mức độ ảnh hưởng khác nhau giữa vi khuẩn gram dương và vi khuẩn
gram âm

 Cấu trúc thành tế bào của vi khuẩn gram dương cho phép các phân tử kị
nước dễ dàng thâm nhập vào các tế bào và hoạt động trên cả thành tế bào
và trong tế bào chất.
 Các vi khuẩn gram âm có cấu tạo phức tạp hơn có lớp màng ngoài(OM)
nằm bên ngoài lớp peptidoglycan mỏng. OM và peptidoglycan liên kết
chặt chẽ với nhau điều này không cho phép lối vào của phân tử kỵ nước

23


Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

dễ dàng như vi khuẩn gram dương do đó tinh dầu ít có khả năng ảnh
hưởng đến sự tăng trưởng tế bào của vi khuẩn gram âm.
 Cơ chế tác động của tinh dầu phụ thuộc vào thành phần hóa và nồng độ
của các hợp chất trong tinh dầu, ở nồng độ cao chúng can thiệp vào các
enzyme tham gia vào việc sản xuất năng lượng và ở nồng độ cao hơn có
thể làm biến tính protein,hoạt tính kháng khuẩn không phải do một cơ
chế độc đáo nhưng đó là một loạt các phản ứng tác động lên toàn bộ tế
bào vi khuẩn.
3.2.6. Khả năng ức chế vi sinh vật của một số loại tinh dầu.
 Tinh dầu nghệ vàng:
 Các loại tinh dầu khác cũng như tinh
dầu tách chiết từ nghệ vàng có rất
nhiều thành phần nhưng chủ yếu
chúng có bản chất là mono và
sesquiterpenes là những hợp chất đã
được chứng minh có hoạt tính kháng
khuẩn. Ví dụ, tinh dầu nghệ ức chế
trực khuẩn lao ở nồng độ 1µl.
 Hoạt tính này có thể ức chế một phần, hoặc ức chế hoàn toàn sự phát
triển của vi sinh vật. Phổ kháng khuẩn và ức chế của tinh dầu khá rộng.
 Sự hư hỏng của hoa quả trong kho chứa là một vấn đề phổ biến ở các
nước nhiệt đới. Khí hậu nhiệt đới với nền nhiệt độ và độ ẩm cao, là điều
kiện thuận lợi để các loại nấm phát triển, làm hỏng hoa quả mà hiện nay

chưa có những biện pháp thiết thực và không gây độc hại để ngăn cản sự
hư hỏng của các loại hoa quả trong kho chứa.
 Một số nghiên cứu cho thấy, tinh dầu nghệ độc đối với 7 loại nấm làm
hỏng nông sản trong kho. Phụ thuộc vào loại nấm, sự ức chế phát triển
của chúng dao động từ 36%-77%. Aspergillus flavus, Fusarium
semitectum, Colletotrichum gloeospporioides và C. musae là những loại
mẫn cảm nhất bị ức chế sự phát triển trên 70%.

24


Vi sinh vật thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông

 Tinh dầu lá tía tô:
 Tinh dầu lá tía tô từ lâu đã được con
người khai thác và sử dụng vào rất
nhiều mục đích khác nhau. Loại tinh
dầu này chứa một số thành phần chủ
yếu là perillaldehyde, limonene, ápinene, a-caryophyllene, linalool và
perilla alcohol,…
 Perillaldehyd citral có tác dụng kháng khuẩn và kháng nấm. Các hợp
chất perillaldehyde, phenylpropanoid,… trong tinh dầu tác dụng ức chế
các loại vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm như: Sallmonella, tụ cầu khuẩn,
trực khuẩn lị, trực khuẩn đại tràng.

 Tinh dầu nguyên chất ức chế hoàn toàn 4 chủng vi khuẩn gram dương
nghiên cứu là Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus,
Streptococcus feaium (vi khuẩn không mọc trên toàn đĩa thạch) và chỉ ức

chế hoàn toàn được 1 chủng vi khuẩn gram âm nghiên cứu là P.
fluorescens.
 Nồng độ tinh dầu tối thiểu ức chế sự phát triển của các chủng vi khuẩn
nghiên cứu chủ yếu nằm trong dãy nồng độ tinh dầu thử nghiệm, từ
1.024 - 4.096 µg/ml.
 Tinh dầu tỏi:
 Tỏi không chỉ dùng làm gia vị
trong hầu hết các món nấu, xào để
tăng thêm mùi vị món ăn nhờ mùi
thơm đặc trưng. Dung dịch nước
chiết xuất từ tỏi còn có tác dụng
kháng khuẩn rất tốt.

 Có khả năng chống lại các loại vi
khuẩn như: Staphylococcus aureus Samonella typhi, Bacillus subtilis.
25