GIÁO TRÌNH VI SINH THỰC PHẨM

PHẦN I – LÝ THUYẾT
Bài 1: Hình thái, cấu tạo và các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động sống của vi sinh
vật
1. Hình thái, cấu tạo của vi sinh vật

Vi sinh vật là những sinh vật vô cùng nhỏ bé mà mắt thường không thể nhìn thấy được mà phải quan
sát bằng kính hiển vi.
Vi sinh vật gồm: vi khuẩn, xạ khuẩn, vi khuẩn lam; nấm men, nấm mốc, tảo, nguyên sinh động vật.
1.1 Hình thái, cấu tạo của vi khuẩn
Vi khuẩn (bacteria) là nhóm vi sinh vật có nhiều hình dạng, có nhân nguyên thủy và sinh sản bằng
cách phân đôi.
Các nhóm vi khuẩn

Kích thước

Cầu khuẩn
Đường kính
0,5 – 1 micromet

Hình dạng
Hình tròn, ovan,...
Gồm 6 nhóm:
- Đơn cầu khuẩn: Micrococcus
- Song cầu khuẩn Diplococcus
- Tứ cầu khuẩn: Tetracoccus
- Bát cầu khuẩn: Sarcina
- Tụ cầu khuẩn: Staphylococcus
- Liên cầu khuẩn: Streptococcus

0,5-1 x 1-4
micromet

Hình que
Gồm 5 nhóm:
-Bacillus: Gram (+), sinh bào tử
-Bacterium: Gram (-), không sinh bào tử, thường có
chu mao
- Pseudomonas: Gram (-), không sinh bào tử, có 1
tiêm mao
- Corynebacterium: Gram (+), không sinh bào tử, có
hình dạng thay đổi tùy loại
- Clostridium: Gram (+), sinh bào tử hình thoi hoặc
hình dùi trống

(0,5-3)x(5-40)
µm

Là vi khuẩn có từ hai vòng xoắn trở lên, Gram (+)

(0,5-3)x(5-10)
µm

Là vi khuẩn có hình dấu phẩy, dưới 2 vòng xoắn

Trực khuẩn

Xoắn khuẩn

Phẩy khuẩn

1

Cấu tạo của vi khuẩn:
Gồm màng nhầy (màng tế bào) có vai trò duy trì áp suất thẩm thấu, khống chế sự vận chuyển, trao
đổi ra vào của các chất dinh dưỡng và các sản phẩm trao đổi chất, sinh tổng hợp các chất, tiến hành
phosphoryl hóa và phosphoryl quang hợp, ...
Tế bào chất gồm toàn bộ phần nằm trong màng tế bào, là vùng dịch thể dạng keo khi tế bào non và
có cấu trúc phức tạp khi tế bào già. Gồm cơ chất tương bào chứa enzim, các cơ quan con như
mesosome, ribosome, không bào, hạt sắc tố, chất dự trữ.
Chất nhân
Bào tử
Tiên mao và nhung mao
Hình 1: Cấu tạo của vi
khuẩn
1.2 Hình thái, cấu tạo
của nấm men
Hình dạng:hình cầu, hình
trứng, hình oval,...
Cấu tạo: gồm màng tế
bào, tế bào chất: lưới nội chất, nhân,
ribosome, ty thể,
lysosome, golgi

Hình 2: Hình dạng và cấu tạo của nấm men
1.3 Hình thái, cấu tạo của nấm mốc
Hình sợi
Sinh sản bằng bào tử, có các dạng: bào tử đính, bào nử nang,

Hình 3: Hình thái của nấm mốc
2. Ảnh hưởng của yếu tố lý học đối với sự sinh trưởng , phát triển của vi sinh vật và ứng dụng

trong bảo quản chế biến thực phẩm
2.1Ảnh hưởng của tác nhân vật lý
Độ ẩm
Hoạt động sống của vi sinh vật đều liên quan đến nước và tỷ lệ nước trong tế bào của chúng rất cao.
Nấm men 73-82%, nấm mốc 84- 90%, vi khuẩn 75-85%. Vì vậy thiếu nước tế bào có thể bị chết do
hiện tượng loại nước ra khỏi tế bào.
Sự đề kháng của vi sinh vật với trạng thái khô phụ thuộc vào:
+Nguồn gốc vi sinh vật: vi sinh vật trong không khí chịu khô tốt hơn vi sinh vật trong đất, nước.
+Loại hình vi sinh vật: sự đề kháng với trạngthái khô của nhóm xạ khuẩn > vi khuẩn > nấm mốc.
2


+Trạng thái tế bào:tế bào già, tế bào có nha bào đề kháng đè kháng tốt hơn tế bào khô, tế bào không
có nha bào.
Do vi khuẩn cần độ ẩm nhất định để sinh trưởng nên bằng cách phơi khô hoặc sấy khô, ta có thể bảo
quản được lâu dài nhiều loại sản phẩm (hoa quả khô, cỏ khô, ruốc thịt khô,...).
Nhiệt độ
Hoạt động trao đổi chất của vi khuẩn có thể coi là kết quả của các phản ứng hóa học. Vì các phản
ứng này phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ, nên yếu tố nhiệt độ rõ ràng ảnh hưởng sâu sắc đến các quá
trình sống của tế bào. Tế bào thu được nhiệt độ chủ yếu từ môi trường bên ngoài, một phần cũng do
cơ thể thải ra, do kết quả của hoạt động trao đổi chất. Như đã nói trên, hoạt động của vi sinh vật bị
giới hạn trong môi trường chứa nước ở dạng có thể hấp thụ. Vùng này của nước nằm từ 20 đến
khoảng 1000 gọi là vùng sinh động học.
Hầu hết tế bào sinh dưỡng của vi sinh vật bị chết ở nhiệt độ cao protein bị biến tính, một hoặc hàng
loạt enzyme bị bất hoạt. Các enzyme hô hấp đặc biệt là các enzyme trong chu trình Krebs rất mẫn
cảm với nhiệt độ. Sự chết của vi khuẩn ở nhiệt độ cao cũng có thể còn là hậu quả của sự bất hoạt hóa
ARN và sự phá hoại màng tế bào chất (nói chung các acid nucleic ít mẫn cảm với nhiệt độ so với
các enzyme).
Nhiệt độ thấp: (dưới vùng sinh động học) có thể làm bất hoạt các chất vận chuyển các chất hòa tan
qua màng tế bào chất, do thay đổi cấu hình không gian của permease chứa trong màng hoặc ảnh

hưởng đến việc hình thành và tiêu thụ ATP cần cho quá trình vận chuyển chủ động các chất dinh
dưỡng. Vi khuẩn thường chịu đựng được nhiệt độ thấp. Ở nhiệt độ dưới điểm băng hoặc thấp hơn
chúng không thể hiện hoạt động trao đổi chất rõ rệt. Nhiệt độ thấp có thể coi là yếu tố chế khuẩn nếu
làm lạnh quá nhanh. Trong trường hợp làm lạnh dần dần xuống dưới điểm băng, cấu trúc tế bào bị
tổn hại do các tinh thể băng được tạo thành nhưng kích thước nhỏ, do tế bào không bị phân hủy. Nếu
làm lạnh trong chân không, các tinh thể băng sẽ thăng hoa, đó là phương pháp đông khô vi sinh vật
Nhiệt độ cao: Nhiệt độ cao trên 65oC sẽ gây tác hại cho vi sinh vật và ở nhiệt độ 100 oC hoặc hơn vi
sinh vật sẽ bị tiêu diệt gần hết trong một thời gian nhất định. Đó là do nhiệt độ cao đã làm biến tính
protein tế bào, enzyme bất hoạt, mang tế bào bị phá hủy và có thể tế bào bị đốt cháy hoàn toàn. Tác
dụng của nhiệt độ cao đối với vi sinh vật còn có quan hệ với các nhân tố khác như thời gian tác
động, sức chịu nhiệt của vi sinh vật , sức chịu nhiệt phụ thuộc vào bản chất tế bào đó là tính di
truyền, tuổi và có hay không có nha bào và sau cùng là sự tồn tại của chúng trong môi trường có độ
pH, thẩm áp và hợp chất hữu cơ khác nhau. Đây chính là cơ sở của việc khử trùng nhiêt độ cao có
hiệu quả. Giới hạn giữa nhiệt độ cực tiểu và nhiệt độ cực đại là vùng nhiệt sinh trưởng của vi sinh
vật. Giới hạn này rất khác nhau giữa các loài vi khuẩn: tương đối rộng ở các vi khuẩn hoại sinh
nhưng rất hẹp ở các vi khuẩn gây bệnh. Tùy theo quan hệ với vùng nhiệt có thể chia vi khuẩn thành
một số nhóm.
+ Vi khuẩn ưa lạnh: sinh trưởng tốt nhất ở nhiệt độ dưới 20 oC thường gặp trong nước biển, các hồ
sâu và suối nước lạnh, chẳng hạn vi khuẩn phát quang, vi khuẩn sắt, hoạt tính trao đổi chất ở các vi
khuẩn này thấp. Trong điều kiện phòng thí nghiệm, nhiều vi khuẩn ưa lạnh dễ dàng thích ứng với
nhiệt độ cao hơn.
+ Vi khuẩn ưa ấm: chiếm đa số, cần nhiệt độ trong khoảng 20- 400C. Ngoài các dạng hoại sinh ta
còn gặp các dạng ký sinh gây bệnh cho người và động vật, chúng sinh trưởng tốt nhất ở 37 oC (tương
ứng với nhiệt độ cơ thể người và động vật).
+ Vi khuẩn ưa nóng: giới hạn nhiệt độ sinh trưởng là 30-70 oC, thích hợp 55-60oC gồm các vi sinh
vật sinh trưởng trong đất, phân rác, suối nước nóng. Các vi khuẩn ưa nóng gồm chủ yếu là các xạ
khuẩn, các vi khuẩn sinh bào tử. Thường gặp chúng trong suối nước nống, trong phân ủ. Các giới
hạn nhiệt độ cực tiểu, tối thích và cực đại được trình bày trong bảng sau. Các loài Bacillus sống
trong đất, thường có nhiệt độ sinh trưởng khá rộng (15 – 40 oC). Vi khuẩn E. coli có nhiệt độ sinh
3

trưởng 10 - 47,5oC. Vi khuẩn gây bệnh lậu gonococcus phát triển ở nhiệt độ 36 – 40 oC. Năm 1983 J.
A. Baross đã phát hiện có một loài vi khuẩn ưa nhiệt, sinh trưởng thích hợp ở 25 – 30oC.
Áp suất thẩm thấu
Áp suất thẩm thấu và áp lực thủy tĩnh cũng ảnh hưởng đến sự phát triển của tế bào vi khuẩn. Màng
tế bào vi khuẩn là màng bán thấm và việc điều chỉnh thẩm áp qua các hệ thống permease đều có liên
quan đến màng này. Trong môi trường ưu trương tế bào mất khả năng hút nước và các chất hòa tan,
tế bào chịu trạng thái khô sinh lý, bị co nguyên sinh chất và có thể chết nếu kéo dài. Trong thực tế
người ta áp dụng hiện tượng này để bảo quản cá bằng muối, muối dưa, bảo quản trái cây. Ngược lại
khi đưa vi khuẩn vào dung dịch nhược trương nước sẽ xâm nhập vào tế bào, áp lực bên trong tế bào
tăng lên. Đa số vi khuẩn sinh trưởng tốt hơn trong môi trường chứa ít hơn 20% muối. Nồng độ muối
cao hơn có hại cho tế bào, nhưng cũng có loại vi khuẩn sinh trưởng tốt trong môi trường chứa 30%
muối, ta gọi chúng là vi khuẩn ưa muối, nhiều vi khuẩn ở biển thuộc nhóm này. Chúng có thể phát
triển tốt trong môi trường có nồng độ đường cao gọi là vi khuẩn ưa đường.
Sóng siêu âm
Sóng âm thanh đặc biệt là trong vùng siêu âm có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của vi khuẩn. Với
tần số 8.800-8.900Hz xử lý trong 40-60 phút sẽ giảm 99% vi khuẩn. Các tế bào sinh dưỡng bị chết
nhanh chóng, tế bào non mẫn cảm hơn nhiều so với tế bào già. Mẫn cảm nhất là tác dụng của sóng
siêu âm lên các tế bào hình sợi, ít mẫn cảm nhất là các tế bào hình cầu. Nhưng sóng siêu âm hầu như
không có tác dụng với các bào tử và các tế bào vi khuẩn kháng acid. Do tác dụng của siêu âm mà độ
nhớt của môi trường tăng lên, xuất hiện các chất nâng cao sức căng bề mặt và trong nguyên sinh
chất hình thành bọt khí nhỏ. Kết quả là tế bào bị hủy hoại. Hiện nay người ta ứng dụng siêu âm để
thu nhận các chế phẩm vô bào hoặc để tách các enzyme nội bào, phân lập một số thành phần của tế
bào, riboxom, thành tế bào và màng tế bào chất.
Sức căng bề mặt
Khi sinh trưởng trong môi trường dịch thể, vi khuẩn chịu ảnh hưởng của sức căng bề mặt của môi
trường. Đa số các môi trường dịch thể dùng trong phòng thí nghiệm có sức căng bề mặt trong
khoảng 5,7- 0,63 mN/cm. Những thay đổi mạnh mẽ của sức căng bề mặt có thể làm ngừng sinh
trưởng và làm chết tế bào. Khi sức căng bề mặt thấp, các thành phần tế bào bị tách khỏi tế bào. Điều

này chứng tỏ thành tế bào bị tổn thương. Các chất nâng cao sức căng bề mặt, hầu hết là các muối vô
cơ, các chất làm giảm sức căng bề mặt hầu hết là các acid béo, anchol, các chất này được gọi là các
chất có hoạt tính bề mặt. Tác dụng của chúng thể hiện trong việc làm thay đổi các đặc tính của bề
mặt tế bào vi khuẩn, trước hết là nâng cao tính thấm của tế bào. Trong thực tế người ta ứng dụng
hiện tượng này trong nuôi cấy vi khuẩn kháng acid. Khác với các vi khuẩn khác, vi khuẩn kháng
acid, có bề mặt kỵ nước và giảm sức căng bề mặt của môi trường sẽ kích thích sinh trưởng của
chúng. Sức căng bề mặt còn ngăn cản vi khuẩn gắn vào bề mặt cứng, tránh cho chúng khỏi cạnh
tranh sinh trưởng.
Tia bức xạ
Ánh sáng có thể gây ra những biến đổi hóa học và tổn thương sinh học, nếu tế bào hấp thu. Mức độ
gây hại tùy thuộc vào mức năng lượng trong lượng tử ánh sáng hay tùy thuộc vào chiều dài bước
sóng ánh sáng. Các tia bức xạ gây nên những biến đổi hóa học của các nguyên tử và phân tử có
chiều dài sóng khoảng 10000 A0 . Thuộc loại sau: ánh sáng mặt trời, tia tử ngoại, tia X, tia Gamma
và tia vũ trụ, các tia sáng này có frnăng lượng rất lớn. Khi được vật chất hấp phụ chúng có thể làm
bắn ra các electron từ vật chất đó. Vì vậy các tia này được gọi là tia bức xạ ion hóa. Những bức xạ
với chiều dài bước sóng lớn hơn có năng lượng quá nhỏ, không đủ gây nên những biến đổi hóa học
và tác dụng biểu hiện chủ yếu là nhiệt như tia hồng ngoại.
Ánh sáng mặt trời: Là nguồn tia sáng chiếu tự nhiên và có tác dụng phá hủy tế bào vi khuẩn (ngoại
lệ vi khuẩn quang hợp sử dụng ánh sáng mặt trời làm nguồn năng lượng). Tác dụng này bị yếu đi
4


nếu vi khuẩn chứa sắc tố hay vỏ nhầy. Ánh sáng mặt trời cũng có thể gián tiếp tác động lên tế bào
làm biến đổi môi trường. Chẳng hạn, các tụ cầu khuẩn Staphylococcus không sinh trưởng được
trong môi trường thạch bị chiếu tia sáng mặt trời vài giờ. Ảnh hưởng của ánh sáng mặt trời lên tế
bào vi khuẩn được tăng cường khi xử lý tế bào bằng một số thuốc nhuộm (metylen,...). Người ta gọi
hiện tượng này là có tác dụng quang động học ánh sáng.
Tia tử ngoại (tia cực tím -UV): So với các bức xạ ion thì tia tử ngoại có năng lượng nhỏ hơn. Khi bị
vật chất hấp phụ, tia tử ngoại không gây nên hiện tượng ion hóa nhưng kích thích các phân tử, nghĩa
là chuyển điện tử đến một mức cao hơn. Tác dụng mạnh nhất của tia tử ngoại là là vùng có chiều dài

bước sóng khoảng 254-260 nm nghĩa là vùng hấp thụ cực đại của acid nucleic và nucleoprotein.
Dưới ảnh hưởng của tia tử ngoại, vi khuẩn bị chết hoặc bị đột biến theo loại vi khuẩn và liều lượng
chiếu, bào tử của mốc có sức đề kháng cao. Điều đáng chú ý là những hư hại do tia tử ngoại gây ra
cho tế bào phần nào có tính đảo ngược. Nếu sau khi chiếu tia tử ngoại, ta lại cho vi khuẩn chịu tác
dụng của ánh sáng ban ngày, thì nhiều vi khuẩn có khả năng sống sót và tiếp tục phân chia.. Tia sáng
mặt trời tuy có chứa một phần tia tử ngoại nhưng phần lớn những tia này bị khí quyển (mây,
ozon,...) giữ lại. Vì vậy ánh nắng có tác dụng diệt khuẩn nhỏ hơn so với tia tử ngoại dùng trong
phòng thí nghiệm. Do lực xuyên sâu của tia tử ngoại kém, chỉ xuyên qua lớp nước trong và thủy tinh
mỏng nên thường được sử dụng trong khử trùng không khí, như buồng cấy vi sinh vật, phòng mổ.
2.1.1 Ứng dụng trong bảo quản chế biến thực phẩm
Dưới tác động của các yếu tố lý học, tế bào vi sinh vật bị ức chế một phần hoặc hoàn toàn. Trên cơ
sở đó, người ta áp dụng các phương pháp vật lý để bảo quản thực phẩm khỏi tác hại của vi sinh vật
Thanh trùng, tiệt trùng sản phẩm: sử dụng nhiệt độ cao để tiêu diệt vi sinh vật
Khử trùng dụng cụ, buồng cấy bằng tia UV
Bảo quản rau quả bằng cách ướp đường, ướp muối…
2.2 Ảnh hưởng của các yếu tố hóa học đến sự sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật và ứng
dụng trong bảo quản chế biến thực phẩm
2.2.1 Ảnh hưởng của yếu tố hóa học đối với sự sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật
Độ pH
Độ pH có quan hệ rất lớn đối với sự sinh trưởng của VSV.
Giới hạn pH của sự sinh trưởng: là khoảng pH từ cực tiểu đến cực đại mà vsv có khả năng sinh
trưởng. Trong khoảng pH này có pH thích hợp nhất, ở đó vsv có sự sinh trưởng và phát triển cao
nhất. Tác dụng của pH có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình trao đổi chất của tế bào vì pH cần cho
hoạt động của nhiều enzyme, nồng độ ion H còn ảnh hưởng trực tiếp đến độ hòa tan của một số
muối khoáng như K, Na, Mg… do đó ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của vsv.
Đa số vsv thích ứng ở pH từ 4,5 đến 9,0, tùy từng chủng giống vsv khác nhau mà thích ứng khác
nhau.
Ví dụ: Rhizobium , pH thích hợp ở 6,5 đến 7,5
Saccharomyces, pH thích hợp ở 4,0 đến 6,0
Điện thế oxi hóa khử

Trong hoạt động sống của vsv chịu ảnh hưởng rất lớn của điện thế oxi hóa khử trong môi trường,
thường thì vsv yếm khí chịu được ở rH2 thấp từ 0-12 vôn, đối với vsv hảo khí từ 10-30 vôn. Tùy
từng chủng giống vsv khác nhau mà chịu được rH2 khác nhau.
2.2.1.1 Các chất sát trùng, ức chế, diệt khuẩn
Chất sát trùng là chỉ những chất có thể giết chết vsv gây bệnh hoặc không gây bệnh nhưng không
giết chết được nha bào
Chất ức chế là những chất chỉ làm ngừng quá trình sinh trưởng, phát triển, vsv không bị giết chết mà
ở trạng thái tiềm tàng.
5


Chất diệt khuẩn là chỉ các chất có thể giết chết toàn bộ vi khuẩn kể cả nha bào. Ví dụ: HgCl, AgNO 3,
CuSO4…
Một chất có thể vừa là chất sát trùng, ức chế hay diệt khuẩn… tùy thuộc vào nồng độ, thời gian, loại
vsv tác động và các yếu tố khác.
2.2.1.2 Các chất hóa trị liệu
Các chất hóa trị liệu gồm các chất có thể tổng hợp được bằng phương pháp hóa học, có tác dụng độc
đối với vsv nhưng hầu như không gây hại cho động vật.
Các chất hóa trị liệu có hoạt tính cao nên đã tranh chỗ trong phản ứng sinh tổng hợp của tế bào, vì
vậy đã hình thành nên các hợp chất không cần thiết cho cơ thể làm cho các phản ứng sinh hóa của tế
bào bị kìm hãm, gây ức chế quá trình sinh trưởng, phát triển của tế bào vi khuẩn.
Ví dụ: sunfolamit.
Các chất kháng sinh
Kháng sinh là chất do vsv sinh ra, ngay ở nồng độ thấp, kháng sinh cũng có khả năng ức chế hoặc
tiêu diệt các vsv một cách đặc hiệu, mỗi kháng sinh chỉ tác động lên một vi khuẩn hoặc một nhóm vi
khuẩn bằng cách gây rối loạn phản ứng sinh vật ở ngưỡng phân tử.
Cơ chế tác động của thuốc kháng sinh lên vsv:
+ Ức chế sinh tổng hợp hoặc phá hủy vách tế bào, nên vi khuẩn sinh ra không có vách tế bào, do đó
bị tiêu diệt
+ Gây rối loạn chức năng màng nguyên sinh, đặc biệt là chức năng thẩm thấu, chọn lọc, do đó làm

ngừng quá trình trao đổi chất
+ Làm ngừng quá trình tổng hợp protein
+ Gây ức chế sự tổng hợp axit nucleic, ngăn cản sự sao chép AND, ngăn cản ính tổng hợp ARNpolimeraza, tức là ức chế sinh tổng hợp những chất cần thiết cho tế bào.
Tùy từng chủng giống vsv khác nhau mà khả năng chịu được các loại thuốc và liều lượng kháng
sinh khác nhau.
2.2.2 Ứng dụng trong bảo quản chế biến thực phẩm
Căn cứ vào tác động của các chất hóa học lên tế bào vi sinh vật mà có các cách bảo quản chế biến
thực phẩm khác nhau.
Ứng dụng giảm pH để bảo quản rau quả trong các sản phẩm rau quả dầm giấm, rau quả muối chua.
Sử dụng một số chất bảo quản có bản chất là chất ức chế vi sinh vật…

Bài 2: Sự phân giải của hợp chất hữu cơ dưới tác dụng của Vi sinh vật và ứng
dụng trong công nghiệp
1 Sự phân giải của các hợp chất hữu cơ có Nitơ
Nitrogen cycle chu trình nitơ, sự tuần hoàn của nitơ giữa các sinh vật và môi trường. Nitơ dạng khí
trong khí quyển chỉ được sử dụng trực tiếp bởi một số vi sinh vật (clostridium) và một số tảo lam
(nostoc). Chúng biến đổi nitơ thành dạng amon, nitrit và nitrat, những chất này sau đó được giải
phóng vào đất bởi các quá trình bài tiết và phân giải. Có một cách khác để niư tơ khí quyền được cố
6


định là nhờ các tia lửa điện của sấm sét. Phần lớn thực vật chỉ có thể sử dụng nitơ dưới dạng nitrat,
trừ một số thực vật cộng sinh với vi khuẩn nốt sần Rhizobium hoặc các sinh vật khác tạo nốt sẵn của
rễ. Khi thực vật và động vật chất thì nitơ hữu cơ trong chúng biến đổi trở lại thành dạng nitrat trong
quá trình gọi là nitrat hoá. Một phần nitrat này được thực vật hấp thụ, còn một phần bị mất do quá
trình khử nitrit và quá tình rửa trôi. Sự tăng cường sử dụng phân bón trong nông nghiệp (nitrat
amon) hiện nay trở thành một nhân tố quan trọng trong chu trình nitơ .x.nitrogen fixation.
1.1 Vai trò của vi sinh vật trong vòng tuần hoàn Nitơ
Trong các môi trường tự nhiên, nitơ tồn tại ở các dạng khác nhau, từ nitơ phân tử ở dạng khí cho đến
các hợp chất hữu cơ phức tạp có trong cơ thể động, thực vật và con người. Trong cơ thể sinh vật,

nitơ tồn tại chủ yếu dưới dạng các hợp chất đạm hữu cơ như protein, axit amin. Khi cơ thể sinh vật
chết đi, lượng nitơ hữu cơ này tồn tại ở trong đất. Dưới tác dụng của các nhóm vi sinh vật hoại sinh,
protein được phân giải thành các axit amin. Các axit amin lại được một nhóm vi sinh vật phân giải
thành NH3 hoặc NH4+ gọi là nhóm vi khuẩn amôn hoá. Quá trình này còn gọi là sự khoáng hoá chất
hữu cơ vì qua đó nitơ hữu cơ được chuyển thành dạng nitơ khoáng. Dạng NH 4+ sẽ được chuyển hoá
thành dạng NO3- nhờ nhóm vi khuẩn nitrat hoá. Các hợp chất nitrat lại được chuyển hoá thành dạng
nitơ phân tử, quá trình này gọi là sự phản nitrat hoá được thực hiện bởi nhóm vi khuẩn phản nitrat.
Khí nitơ sẽ được cố định lại trong tế bào vi khuẩn và tế bào thực vật sau đó chuyển hoá thành dạng
nitơ hữu cơ nhờ nhóm vi khuẩn cố định nitơ. Như vậy, vòng tuần hoàn nitơ được khép kín. Trong
hầu hết các khâu chuyển hoá của vòng tuần hoàn đều có sự tham gia của các nhóm vi sinh vật khác
nhau. Nếu sự hoạt động của một nhóm nào đó ngừng lại, toàn bộ sự chuyển hoá của vòng tuần hoàn
cũng sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng.
1.2 Quá trình amôn hoá
Trong thiên nhiên tồn tại nhiều dạng hợp chất nitơ hữu cơ như protein, axit amin, axit nucleic, urê ...
Các hợp chất này đi vào đất từ nguồn xác động, thực vật, các loại phân chuồng, phân xanh, rác rưởi.
Thực vật không thể đồng hoá được dạng nitơ hữu cơ phức tạp như trên, nó chỉ có thể sử dụng được
sau quá trình amôn hoá. Qua quá trình amôn hoá, các dạng nitơ hữu cơ được chuyển hoá thành dạng
NH4+ hoặc NH3.
1.3 Sự amôn hoá urê
Urê có trong thành phần nước tiểu của người và động vật, chiếm khoảng 2,2% nước tiểu. Urê chứa
tới 46,6% nitơ, vì thế nó là một nguồn dinh dưỡng đạm tốt với cây trồng. Tuy nhiên, thực vật không
thể đồng hoá trực tiếp Urê mà phải qua quá trình amôn hoá. Quá trình amiin hoá Urê chia ra làm 2
giai đoạn, giai đoạn đầu dưới tác dụng của enzym ureaza tiết ra bởi các vi sinh vật Urê sẽ bị thuỷ
phân tạo thành muối cacbonat amoni, giai đoạn 2 cacbonat amoni chuyển hoá thành NH 3, CO2 và
H2O:

Trong nước tiểu còn có axit uric, tồn tại trong đất một thời gian axit uric sẽ bị phân giải thành urê và
axit tactronic. Sau đó urê sẽ tiếp tục bị phân giải thành NH3.

7

Nhóm vi sinh vật phân giải Urê và axit uric còn có khả năng amôn hoá cyanamid canxi là một loại
phân bón hoá học. Chất này sau khi đi vào đất cũng bị chuyển hoá thành Urê rồi sau đó qua quá
trình amôn hoá được chuyển thành NH3:

Nhiều loài vi khuẩn có khả năng amôn hoá Urê, chúng đều tiết ra enzym ureaza. Trong đó có một số
loài có hoạt tính phân giải cao như Planosarcina ureae, Micrococcus ureae, Bacillus amylovorum,
Proteus vulgaris ...
Một số loài vi khuẩn có khả năng amôn hoá Urê. Đa số vi sinh vật phân giải Urê thuộc nhóm háo
khí hoặc kỵ khí không bắt buộc, chúng ưa pH trung tính hoặc hơi kiềm. Bởi vậy khi sử dụng Urê
làm phân bón người ta thường kết hợp với bón vôi hoặc tro, đồng thời xới xáo làm thoáng đất.
1.4 Sự amôn hoá protein
Khác với lên men, cơ chất của quá trình thối rữa là protein. Protein là một trong những thành phần
quan trọng của xác động vật, thực vật và vi sinh vật. Protein thường chứa khoảng 15,0 - 17,6% nitơ
(tính theo chất khô). Nếu như tổng lượng cacbon trong cơ thể các sinh vật sống trên mặt đất là vào
khoảng 700 tỉ tấn thì tổng lượng nitơ ít ra cũng tới 10 - 25 tỉ tấn. Trong lớp đất sâu 30 cm bao quanh
Trái Đất người ta còn thấy thường xuyên có khoảng 3 - 7,5 tỉ tấn nitơ mà phần lớn là tồn tại trong
các hợp chất hữu cơ chứa nitơ. Sự phân giải các hợp chất hữu cơ chứa nitơ có ý nghĩa rất lớn đối với
nông nghiệp và đối với vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên. Người ta còn gọi là quá trình phân
giải này là quá trình amôn hoá.
Muốn phân giải protein, cũng giống như đối với các hợp chất cao phân tử khác, đầu tiên vi sinh vật
phải tiết ra các enzym phân giải protein ngoại bào và làm chuyển hoá protein thành các hợp chất có
phân tử nhỏ hơn (các polipeptit và các oligopeptit). Các chất này hoặc tiếp xúc được phân huỷ thành
axit amin nhờ các peptidaza ngoại bào, hoặc được xâm nhập ngay vào tế bào vi sinh vật sau đó mới
chuyển hoá thành axit amin. Một phần các axit amin này được vi sinh vật sử dụng trong quá trình
tổng hợp protein của chúng, một phần khác được tiếp tục phân giải theo những con đường khác nhau
để sinh NH3, CO2 và nhiều sản phẩm trung gian khác.
Những vi sinh vật không có khả năng sinh ra các enzym phân giải protein ngoại bào rõ ràng là
không có khả năng đồng hoá được các loại protein thiên nhiên. Chúng chỉ có thể sử dụng được các

sản phẩm thuỷ phân của protein (polipeptit, oligopeptit, axit amin)

+ Một số axit amin bị deamin hoá bởi VSV nhờ enzym deaminaza, 1 số phản ứng, một trong những
sản phẩm cuối cùng là amôn, ví dụ:
Đối với các axit amin có vòng như Triptophan, khi phân giải sẽ tạo thành các hợp chất có mùi thối
như Indo vàScaton. Khi phân giải các axit amin chứa S như Metionin, Xistin, vi sinh vật giải phóng
ra H2S, chất này độc đối với cây trồng. Một số hợp chất amin sinh ra trong quá trình amôn hoá có tác
dụng độc đối với người và động vật. Ví dụ như histamin, acmatin ... đó chính là nguyên nhân bị
nhiễm độc khi ăn thịt cá thiu thối hoặc thịt hộp để quá lâu (ô nhiễm thực phẩm).

8


Tỷ lệ C : N trong đất rất quan trọng đối với nhóm vi sinh vật phân huỷ protein. Nếu như tỷ lệ này
quá cao, trong đất quá ít đạm vi sinh vật sẽ tranh chấp thức ăn đạm đối với cây trồng, chúng phân
huỷ được bao nhiêu là hấp thụ hết vào tế bào.
Nếu tỷ lệ C : N quá thấp, đạm dư thừa, quá trình phaâ huỷ sẽ chậm lại, cây trồng không có đạm
khoáng mà hấp thụ. Nhiều công trình nghiên cứu đã rút ra tỷ lệ C:N bằng 20 là thích hợp nhất cho
quá trình amôn hoá protein, có lợi nhất đối với cây trồng.
Nhiều vi sinh vật có khả năng amôn hoá protein. Trong nhóm vi khuẩn có Bacillus mycoides,
Bacillus mesentericus, B. subtilis, Pseudomonas fluorescens, Clostridium sporogenes ... Xạ khuẩn
có Streptomyces rimosus, Stretomyces griseus ... Vi nấm có Aspergillus oryzae, A. flavour, A. niger,
Penicilium camemberti v.v....
Ngoài protein và ure, nhiều loài vi sinh vật có khả naăg amôn hoá kitin là một hợp chất cacbon chứa
gốc amin. Kitin là thành phần của vỏ nhiều loại côn trùng, giáp xác. Hàng năm kitin được tích luỹ
lại trong đất với một lượng không nhỏ. Nhóm vi sinh vật phân huỷ kitin có khả năng tiết enzym
kitinaza và kitobiaza phân huỷ phân tử kitin thành các gốc đơn phân tử, sau đó gốc amin được amôn
hoá tạo thành NH3.
1.5 Quá trình nitrat hoá
Sau quá trình amôn hoá, NH3 được hình thành một phần được cây trồng hấp thụ, một phần phản ứng

với các anion trong đất tạo thành các muối amôn. Một phần các muối amôn cũng được cây trồng và
vi sinh vật hấp thụ. Phần còn lại được oxy hoá thành dạng nitrat gọi là quá trình nitrat hoá. Trước kia
người ta cho rằng quá trình nitrat hoá là một quá trình hoá học thuần tuý. Sau này người ta mới tìm
ra bản chất vi sinh vật học của nó. Nhóm vi sinh vật tiến hành quá trình này gọi chung là nhóm vi
khuẩn nitrat hoá bao gồm hai nhóm tiến hành 2 giai đoạn của quá trình. Giai đoạn oxy hoá
NH4+ thành NO2- gọi là giai đoạn nitrat hoá, giai đoạn oxy hoá NO 2- thành NO3- gọi là giai đoạn nitrat
hoá.
Giai đoạn nitrit hoá
Quá trình oxy hoá NH4+ tạo thành NO2+ được tiến hành bởi nhóm vi khuẩn nitrit hoá. Chúng thuộc
nhóm vi sinh vật tự dưỡng hoá năng có khả năng oxy hoá NH 4+ bằng oxy không khí và tạo ra năng
lượng:
NH4+ + 3/2 O2 → NO2+ + H2O + 2H + Năng lượng
Năng lượng này dùng để đồng hoá CO2 → Cacbon hữu cơ
Enzym xúc tác cho quá trình này là các enzym của quá trình hô hấp háo khí. Nhóm vi khuẩn nitrit
hoá bao gồm 4 chi khác nhau: Nitrozomonas, Nitrozocystis, Nitrozolobus và Nitrosospira chúng đều
thuộc loại tự dưỡng bắt buộc, không có khả năng sống trên môi trường thạch. Bởi vậy phân lập
chúng rất khó, phải dùng silicagen thay cho thạch.
Giai đoạn nitrat hóa
Quá trình oxy hoá NO2- thành NO3- được thực hiện bởi nhóm vi khuẩn nitrat. Chúng cũng là những
vi sinh vật tự dưỡng hoá năng có khả năng oxy hoá NO 2- tạo thành năng lượng. Năng lượng này
được dùng để đồng hoá CO2 tạo thành đường.
NO2- + 1/2 O2 → NO3- + Năng lượng
Nhóm vi khuẩn tiến hành oxy hoá NO 2- thành NO3- bao gồm 3 chi khác nhau; Niitrobacter,
Nitrospira và Nitrococcus.
Ngoài nhóm vi khuẩn tự dưỡng hoá năng nói trên, trong đất còn có một số loài vi sinh vật dị dưỡng
cũng tiến hành quá trình nitrat hoá. Đó là các loài vi khuẩn và xạ khuẩn thuộc các chi Pseudomonas,
Corynebacterium, Streptomyces ...
Quá trình nitrat hoá là một khâu quan trọng trong vòng tuần hoàn nitơ, nhưng đối với nông nghiệp
nó có nhiều điều bất lợi: Dạng đạm nitrat thường dễ bị rửa trôi xuống các tầng sâu, dễ bị đi vào quá
trình phản nitrat hoá tạo thành khí nitơ làm cho đất mất đạm. Anion NO 3- thường kết hợp với ion

9


H+ trong đất tạo thành HNO3 làm cho pH đất giảm xuống rất bất lợi đối với cây trồng. Hơn nữa,
lượng NO3 dư thừa trong đất được cây trồng hấp thu nhiều làm cho hàm lượng nitrat trong sản phẩm
lương thực, thực phẩm cao gây độc cho người. Bởi vậy ngày nay người ta thường hạn chế việc bón
phân đạm hoá học có gốc nitrat.
Quá trình phản nitrat hóa
Các hợp chất đạm dạng nitrat ở trong đất rất dễ bị khử biến thành nitơ phân tử. Quá trình này gọi là
quá trình phản nitrat hoá. Nó khác với quá trình oxy hoá nitrat tạo thành NH 4+ còn gọi là quá trình
amôn hoá. Có thể phân biệt hai quá trình trên qua sơ đồ sau:
Quá trình amôn hoá nitrat do một số vi khuẩn dị dưỡng tiến hành trong điều kiện hiếu khí có chức
năng cung cấp NH4+ cho tế bào vi khuẩn để tổng hợp axit amin.

Phản ứng khử NO3 → N2 chỉ xảy ra trong điều kiện kỵ khí. NO3- là chất nhận điện tử cuối cùng
trong chuỗi hô hấp kỵ khí, năng lượng tạo ra được dùng để tổng hợp nên ATP.
Nhóm vi sinh vật thực hiện quá trình phản nitrat hoá phân bố rộng rãi trong đất. Thuộc nhóm tự
dưỡng hoá năng có Thibacillus denitrificans, Hydrogenomonas agilis ... Thuộc nhóm dị dưỡng có
Pseudomonas denitrificant, Micrococcus denitrificanas ... sống trong điều kiện kỵ khí (ngập nước).
Đối với nông nghiệp quá trình phản nitrat hoá là một quá trình bất lợi vì nó là cho đất mất đạm. Quá
trình này xảy ra mạnh trong điều kiện kỵ khí. Oxy có tác dụng ức chế các enzym xúc tác cho quá
trình khử nitrat, đó là các enzym nitrat reductaza và nitrit reductaza. Ở các ruộng lúa nước người ta
thường làm cỏ xục bùn để hạn chế quá trình này, đồng thời bón đạm amôn chứ không bón đạm
nitrat.
Trong các môi trường tự nhiên ngoài quá trình phản nitrat sinh học nói trên còn có quá trình phản
nitrat hoá học thường xảy ra ở pH < 5,5. Các quá trình này không có sự tham gia của vi sinh vật:

2 Sự phân giải của các hợp chất hữu cơ không có Nitơ
Vòng tuần hoàn cacbon trong tự nhiên
Carbon cycle chu trình cacbon : Sự chu chuyển của nguyên tố cacbon giữa cơ thể và môi trường

nhờ hoạt động sống của các sinh vật trong hệ sinh thái. Cacbon đioxit ( CO 2) trong khí quyển hay
trong nước được sinh vật tự dưỡng hấp thụ và biến đổi thành các hợp chất hữu cơ phức tạp như
hyđrat cacbon, protein, lipit ... thông qua quá trình quang hợp và những phản ứng sinh hoá. Một
phần các chất được tạo thành cấu trúc nên cơ thể thực vật. Thực vật được động vật hay các sinh vật
dị dưỡng sử dụng, sau đó, các chất bài tiết cũng như xác chết của sinh vật bị vi khuẩn phân huỷ đến
giai đoạn cuối cùng ( giai đoạn kháng hoá ) trả lại Cacbon đioxit cho môi trường.

10


Hình 3.1 Chu trình cacbon
Vai trò của vi sinh vật trong vòng tuần hoàn cacbon
Cacbon trong tự nhiên nằm ở rất nhiều dạng hợp chất khác nhau, từ các hợp chất vô cơ đến các hợp
chất hữu cơ. Các dạng này không bất biến mà luôn luôn chuyển hoá từ dạng này sang dạng khác,
khép kín thành một chu trình chuyển hoá hoặc vòng tuần hoàn cacbon trong tự nhiên. Vi sinh vật
đóng một vai trò quan trọng trong một số khâu chuyển hoá của vòng tuần hoàn này.

Các hợp chất cacbon hữu cơ chứa trong động vật, thực vật, vi sinh vật, khi các vi sinh vật này chết
đi sẽ để lại một lượng chất hữu cơ khổng lồ trong đất. Nhờ hoạt động của các nhóm vi sinh vật dị
dưỡng cacbon sống trong đất, các chất hữu cơ này dần dần bị phân huỷ tạo thnàh CO 2. CO2 được
thực vật và vi sinh vật sử dụng trong quá trình quang hợp lại biến thành các hợp chất cacbon hữu cơ
của cơ thể thực vật. Động vật và con người sử dụng cacbon hữu cơ của thực vật biến thành cacbon
hữu cơ của động vật và người. Người, động vật, thực vật đều thải ra CO 2 trong quá trình sống, đồng
thời khi chết đi để lại trong đất một lượng chất hữu cơ, vi sinh vật lại bị phân huỷ nó. Cứ thế trong
tự nhiên các dạng hợp chất cacbon được chuyển hoá liên tục. Dưới đây ta xét đến các quá trình
chuyển hoá chính mà vi sinh vật tham gia.
2.2 Sự phân giải một số các hợp chất cacbon do vi sinh vật
2.2.1 Sự phân giải xenluloza
a.. Xenluloza trong tự nhiên
Xenluloza là thành phần chủ yếu của màng tế bào thực vật. Ở cây bông, xenluloza chiếm tới 90%

trọng lượng khô, ở các loại cây gỗ nói chung xenluloza chiếm 40 - 50%. Hàng ngày, hàng giờ, một
lượng lớn xenluloza được tích luỹ lại trong đất do các sản phẩm tổng hợp của thực vật thải ra, cây
cối chết đi, cành lá rụng xuống. Một phần không nhỏ do con người thải ra dưới dạng rác rưởi, giấy
vụn, phoi bào, mùn cưa v.v.... Nếu không có quá trình phân giải của vi sinh vật thì lượng chất hữu cơ
khổng lồ này sẽ tràn ngập trái đất.
Xenluloza có cấu tạo dạng sợi, có cấu trúc phân tử là 1 polimer mạch thẳng, mỗi đơn vị là một
disaccarrit gọi là xenlobioza. Xenlobioza có cấu trúc từ 2 phân tử D - glucoza. Cấu trúc bậc 2 và bậc
11


3 rất phức tạp thành cấu trúc dạng lớp gắn với nhau bằng lực liên kết hydro. Lực liên kết hydro trùng
hợp nhiều lần nên rất bền vững, bởi vậy xenluloza là hợp chất khó phân giải. Dịch tiêu hoá của
người và động vật không thể tiêu hoá được chúng. Động vật nhai lại tiêu hoá được xenluloza là nhờ
khu hệ vi sinh vật sống trong dạ dày cỏ.
b. Cơ chế của quá trình phân giải xenluloza nhờ vi sinh vật
Xenluloza là một cơ chất không hoà tan, khó phân giải. Bởi vậy vi sinh vật phân huỷ xenluloza phải
có một hệ enzym gọi là hệ enzym xenlulaza bao gồm 4 enzym khác nhau. Enzym C 1 có tác dụng cắt
đứt liên kết hydro, biến dạng xenluloza tự nhiên có cấu hình không gian thành dạng xenluloza vô
định hình, enzym này gọi là xenlobiohydrolaza.
Enzym thứ hai là Endoglucanaza có khả năng cắt đứt các liên kết β - 1,4 bên trong phân tử tạo thành
những chuỗi dài. Enzym thứ 3 là Exo - gluconaza tiến hành phân giải các chuỗi trên thành disaccarit
gọi là xenlobioza. Cả hai loại enzym Endo và Exo - gluconaza được gọi là C x. Enzym thứ 4 là β glucosidaza tiến hành thủy phân xenlobioza thành glucoza.

c. Vi sinh vật phân huỷ xeluloza
Trong thiên nhiên có nhiều nhóm vi sinh vật có khả năng phân huỷ xenluloza nhờ có hệ enzym
xenluloza ngoại bào. Trong đó vi nấm là nhóm có khả năng phân giải mạnh vì nó tiết ra môi trường
một lượng lớn enzym đầy đủ các thành phần. Các nấm mốc có hoạt tính phân giải xenluloza đáng
chú ý là Tricoderma. Hầu hết các loài thuộc chi Tricoderma sống hoạt sinh trong đất và đều có khả
năng phân huỷ xenluloza. Chúng tiến hành phân huỷ các tàn dư của thực vật để lại trong đất, góp
phần chuyển hoá một lượng chất hữu cơ khổng lồ. Tricoderma còn sống trên tre, nứa, gỗ tạo thành

lớp mốc màu xanh phá huỷ các vật liệu trên. Trong nhóm vi nấm ngoài Tricoderma còn có nhiều
giống khác có khả năng phân giải xenluloza như Aspergillus, Fusarium. Mucor ...
Nhiều loài vi khuẩn cũng có khả năng phân huỷ xenluloza, tuy nhiên cường độ không mạnh bằng vi
nấm. Nguyên nhân là do số lượng enzym tiết ra môi trường của vi khuẩn thường nhỏ hơn, thành
phần các loại enzym không đầy đủ. Thường ở trong đất có ít loài vi khuẩn có khả năng tiết ra đầy đủ
4 loại enzy, trong hệ enzym xenlulaza. Nhóm này tiết ra một loại enzym trong hệ enzym xenlulaza.
Nhóm này tiết ra một loại enzym, nhóm khác tiết ra các loại khác, chúng phối hợp với nhau để phân
giải cơ chất trong mối quan hệ hỗ sinh.
Nhóm vi khuẩn hiếu khí bao gồm Pseudomonas, Xenllulomonas, Achromobacter.
Nhóm vi khuẩn kị khí bao gồm Clostridium và đặc biệt là nhóm vi khuẩn sống trong dạ cỏ của động
vật nhai lại. Chính nhờ nhóm vi khuẩn nàu mà trâu bò có thể sử dụng được xenluloza có trong cỏ,
rơm rạ làm thức ăn. Đó là những cầu khuẩn thuộc chi Ruminococcus có khả năng phân huỷ
xenluloza thành đường và các axit hữu cơ.
Ngoài vi nấm và vi khuẩn, xạ khuẩn và niêm vi khuẩn cũng có khả năng phân huỷ xenluloza. Người
ta thường sử dụng xạ khuẩn đặc biệt là chi Streptomyces trong việc phân huỷ rác thải sinh hoạt.
Những xạ khuẩn này thường thuộc nhóm ưa nóng, sinh trưởng, phát triển tốt nhất ở nhiệt độ 45 500C rất thích hợp với quá trình ủ rác thải.
2.2.2 Sự phân giải tinh bột
a. Tinh bột trong tự nhiên
Tinh bột là chất dự trữ chủ yếu là của thực vật, bởi vậy nó chiếm một tỉ lệ lớn trong thực vật, đặc
biệt là trong những cây có củ. Trong tế bào thực vật, nó tồn tại ở dạng cáchạt tinh bột. Khi thực vật
chết đi, tàn dư thực ích luỹ ở trong đất một lượng lớn tinh bột. Nhóm vi sinh vật phân huỷ tinh bột
sống đất sẽ tiến hành phân huỷ chất hữu cơ này thành những hợp chất đơn giản, chủ yếu là đường và
ãit hữu cơ.
12


Tinh bột gồm 2 thành phần amilo và amipectin. Amilo là những chuỗi không phân nhánh bao gồm
hành trăm đơn vị glucoza liên kết với nhau bằng dãy nối 1,4 glucozit. Amilopectin là các chuỗi phân
nhánh; các đơn vị glucoza liên kết với nhau bằng dây nối 1,4 và 1,6 glucozit (liên kết 1.6 glucozit tại
những chổ phân nhánh). Amilopectin chính là dạng liên kết của các amilo thường chiếm 10 -30%,

amilopectin chiếm 30 - 70%. Đặc biệt có một số dạng tinh bột ở một vài loại cây chỉ chứa một trong
hai thành phần amilo hoặc amilope/ctin.
b. Cơ chế của quá trình phân giải tinh bột nhờ vi sinh vật
Vi sinh vật phân giải tinh bột có khả năng tiết ra môi trường hệ enzym amilaza bao gồm 4 enzym:
* α - amilaza có khả năng tác động vào bất kỳ mối liên kết 1,4 glucozit nào trong phân tử tinh bột.
Bởi thế α - amilaza còn được gọi là endoamilaza. Dưới tác động của α - amilaza phân tử tinh bột
được cắt thành nhiều đoạn ngắn gọi là sự dịch hoá tinh bột. Sản phẩm của sự dịch hoá thường là các
đường 3 cacbon gọi là Mantotrioza.
* β - amilaza chỉ có khả năng cắt đứt mối liên kết 1,4 glucozit ở cuối phân tử tinh bột bởi thế còn gọi
là exoamilaza. Sản phẩm của β - amilaza thường là đường disaccarit matoza.
* Amilo 1,6 glucosidaza có khả năng cắt đứt mối liên kết 1,6 glucosit tại những chỗ phân nhánh của
amilopectin.
* Glucoamilaza phân giải tinh bột thành glucoza và các oligosaccarit. Enzym này có khả năng phân
cắt cả hai loại liên kết 1,4 và 1,6 glucozit.
Dưới tác động của 4 loại enzym trên, phân tử tinh bột được phân giải thành đường glucoza.

c. Vi sinh vật phân giải tinh bột
Trong đất có nhiều loại vi sinh vật có khả năng phân giải tinh bột. Một số vi sinh vật có khả năng tiết
ra môi trường đầy đủ các loại enzym trong hệ enzym amilaza. Ví dụ như một số vi nấm bao gồm
một số loài trong các chi Aspergillus, Fusarius, Rhizopus ... Trong nhóm vi khuẩn có một số loài
thuộc chi Bacillus, Cytophaga, Pseudomonas ... Xạ khuẩn cũng có một số chi có khả năng phân huỷ
tinh bột.
Đa số các vi sinh vật không có khả năng tiết đầy đủ hệ enzym amilaza phân huỷ tinh bột. Chúng chỉ
có thể tiết ra môi trường một hoặc một vài men trong hệ đó. Ví dụ như các loài Aspergillus
candidus, A.niger, A.oryzae, Bacillus subtilis, B. mesenterices, Clostridium pasteurianum, C.
butiricum ... chỉ có khả năng tiết ra môi trường một loại enzym α - amilaza. Các loài Aspergillus
oryzae, Clostridium acetobutilicum ... chỉ tiết ra môi trường β - amiloza. Một số loài khác chỉ có khả
năng tiết ra môi trường enzym glucoamilaza. Các nhóm này cộng tác với nhau trong quá trình phân
huỷ tinh bột thành đường.
Trong sản xuất người ta thường sử dụng các nhóm vi sinh vật có khả năng phân huỷ tinh bột. Ví dụ

như các loại nấm mốc thường được dùng ở giai đoạn đầu của quá trình làm rượu, tức là giai đoạn
thuỷ phân tinh bột thành đường. Trong chế biến rác thải hữu cơ người ta cũng sử dụng những chủng
vi sinh vật có khả năng phân huỷ tinh bột để phân huỷ tinh bột có trong thành phần rác hữu cơ.
2.2.3 Sự phân giải đường đơn
Ở phần trên chúng ta thấy kết quả của quá trình phân giải xenluloza và tinh bột đều tạo thành đường
đơn (đường 6 cacbon). Đường đơn tích luỹ lại trong đất sẽ được tiếp tục phân giải các nhóm vi sinh
vật phân giải đường. Có hai nhóm vi sinh vật phân giải đường: nhóm háo khí và nhóm lên men.
Sự phân giải đường nhờ các quá trình lên men
13


Sản phẩm của sự phân giải đường nhờ các quá trình lên men là những chất hữu cơ chưa được oxy
hoá triệt để. Dựa vào các sản phẩm sinh ra người ta đặt tên cho các quá trình đó:
Quá trình lên men etylic
Quá trình lên men etylic còn được gọi là quá trình lên men rượu. Sản phẩm của quá trình là rượu
etylic và CO2. Dưới tác dụng của một hệ thống enzym sinh ra bởi vi sinh vật, glucoza được chuyển
hoá theo con đường Embden - Mayerhof để tạo thành pyruvat. Pyruvat dưới tác dụng của men
piruvat decacboxylaza và tiamin pirophotphat sẽ khử cacboxyl tạo thành axetaldehyt. Axetaldehyt sẽ
bị khử thành rượu etylic. Đó chính là cơ chế của quá trình lên men rượu, quá trình này ngoài tác
dụng của hệ thống enzym do vi sinh vật tiết ra còn đòi hỏi sự tham gia của photphat vô cơ.
2C6H12O6 + 2H3PO4 → 2CO2 + 2CH3CH2OH + 2H2O
+ fructoza 1,6 diphotphat
Đó là kiểu lên men rượu bình thưuờng. Khi có mặt của NaHCO 3 hay Na2HPO4 quá trình lên men sẽ
sinh ra một sản phẩm khác là Glyxerin đồng thời hạn chế sự sịn ra rượu etylic.
Nhiều loài vi sinh vật có khả năng lên men rượu, trong đó mạnh nhất là có ý nghĩa kinh tế nhất là
nấm men Saccharomyces cerevisiae. Người ta thường ứng dụng quá trình lên men rượu để sản xuất
rượu, bia nước giải khát lên men. Khi sử dụng nguồn tinh bột để chế tạo rượu thì người ta phải tiến
hành 2 bước, bước 1 là quá trình phân huỷ tinh bột thành đường thường dùng các loài nấm mốc
phân huỷ tinh bột. Bước 2 mới là quá trình lên men đường thành rượu thường sử dụng nấm men. Để
rút ngắn và đơn giản hoá quá trình, một số nhà nghiên cứu đang tiến hành ghép gen phân huỷ tinh

bột ở một loài nấm mốc có khả năng phân huỷ tinh bột vào Saccharomyces serevisiae.
Quá trình lên men rượu còn được sử dụng trong công nghiệp làm bánh mỳ, CO 2 sinh ra trong quá
trình lên men có tác dụng làm nở bột mỳ. Các nấm men có khả năng lên men rượu còn được dùng
trong việc ủ men thức ăn. Thức ăn gia súc được ủ men có hương vị thơm ngon kích thích tiêu hoá
của gia súc.
Quá trình lên men Lactic
Quá trình phân giải glucoza thành axit lactic được gọi là quá trình lên men lactic. Có 2 loại lên men
lactic đồng hình và lên men lactic dị hình.
Ở sự lên men lactic đồng hình glucoza bị phân giải theo con đường Embden - Mayerhof tạo thành
axit pyruvic, axit pyruvic khử thành axit lactic.

Quá
trình
lên
men
lactic
đồng
hình
được
thực
hiện
bởi
nhóm
vi
khuẩn Lactobacterium và Streptococcus.
Ở sự lên men lactic dị hình glucoza bị phân giải theo con đường pentozophotphat. Sản phẩm của quá
trình lên men ngoài axit lactic còn có rượu etylic, axit axetic và glyxerin.

Vi khuẩn lactic thường đòi hỏi nhiều loại chất sinh trưởng, chúng khó có thể phát triển trên môi
trường tổng hợp mà chỉ có thể sống trên môi trường có các chất hữu cơ như nước chiết nấm men,

14


sữa, máu v.v... Chúng thường phân bố trên thực vật hoặc xác thực vật, trong sữa, các sản phẩm của
sữa, trong ruột người và động vật.
Quá trình lên men lactic được ứng dụng để chế tạo axit lactic, muối rau quả, chế biến sữa chua v.v...
Rau quả được muối, sữa biến thành sữa chua sau quá trình lên men lactic đều có tác dụng tiêu hoá
rất tốt. Việc ủ chua thức ăn gia súc cũng dựa trên sự lên men lactic.
Trong quá trình muối dưa, áp suất thẩm thấu do muối tạo ra sẽ làm cho chất dịch bên trong tế bào
rau đi ra ngoài. Vi khuẩn lactic có sẵn trong không khí sử dụng dịch tế bào đó để sống, lúc đầu cũng
có cả những vi khuẩn hoại sinh khác, sau đó do axit lactic sinh ra làm hạ pH, ức chế các vi khuẩn
khác. Đến một pH nhất định vi khuẩn lactic cũng bị ức chế, lúc đó sẽ xuất hiện váng dưa là một loại
nấm men chịu pH thấp. Nấm men này phân huỷ axit lactic thành CO 2 và H2O làm cho dưa giảm độ
chua, các loại vi khuẩn hoại sinh do pH lên cao lại phát triển trở lại làm cho dưa bị khú.
Ngoài các quá trình lên men rượu, lên men lactic nói trên, trong thiên nhiên còn có nhiều nhóm vi
sinh vật tiến hành phân giải đường nhờ các quá trình lên men khác. Ví dụ như sự lên men propionic,
sản phẩm của quá trình là axit propionic, sự lên men focmic, lên men butiric, lên men metan ... sản
phẩm của quá trình là axit focmic, rượu butiric, khí mêtan ... các nhóm vi khuẩn trên đều phân bố
rộng rãi trong đất và tiến hành phân giải đường đơn thành các sản phẩm khác nhau. Đó là sự phân
giải đường nhờ các quá trình lên men.
Sự phân giải đường nhờ các quá trình oxy hoá
Các nhóm vi sinh vật háo khí có khả năng phân huỷ triệt để đường glucoza thành CO 2 và H2O qua
chu trình Crebs (đọc giáo trình sinh hoá học). Sản phẩm của các quá trình háo khí không phải là các
chất hữu cơ như ở các quá trình lên men mà là CO2 và H2O.
Như vậy nhờ các nhóm vi sinh vật khác nhau mà đường glucoza được sinh ra trong sự phân giải
xenluloza và tinh bột lại được phân giải tiếp tục. Các sản phẩm của quá trình phân giải đường do lên
men cũng được tiếp tục phân giải. Ví dụ như rượu etylic là sản phẩm của quá trình lên men rượu sẽ
được nhóm vi khuẩn axetic chuyển hoá thành axit axetic, đó chính là cơ chế của quá trình sản xuất
dấm ăn v.v...
Các hợp chất cacbon hữu cơ trong đất được các nhóm vi sinh vật khác nhau phân huỷ cuối cùng

thành CO2 và H2O. CO2 và H2O lại được nhóm vi khuẩn dinh dưỡng quang năng và thực vật đồng
hoá thành chất hữu cơ, khép kín vòng tuần hoàn cacbon, nếu như không có sự hoạt động của các
nhóm vi sinh vật trong đất thì vòng tuần hoàn cacbon không thể khép kín, các chất hữu cơ không
được phân huỷ và lúc đó tai họa sinh thái sẽ xảy ra dẫn đến sự khủng hoảng sinh cầu, sự sống trên
trái đất sẽ không thể tiếp diễn.
Sự cố định CO2
Là quá trình quang hợp của cây xanh và vi sinh vật tự dưỡng quang năng. Quá trình này chuyển hoá
CO2 thành chất hữu cơ - sản phẩm của quá trình quang hợp.
Tóm lại, các nhóm vi sinh vật tham gia trong quá trình chuyển hoá các hợp chất cacbon đã góp phần
khép kín vòng tuần hoàn vật chất, giữ mối cân bằng vật chất trong thiên nhiên. Từ đó giữ được sự
cân bằng sinh thái trong các môi trường tự nhiên. Sự phân bố rộng rãi của các nhóm vi sinh vật
chuyển hoá các hợp chất cacbon còn góp phần làm sạch môi trường, khi môi trường bị ô nhiễm các
hợp chất hữu cơ chứa cacbon. Người ta sử dụng những nhóm vi sinh vật này trong việc xử lý chất
thải có chứa các hợp chất cacbon hữu cơ như xenluloza, tinh bột v.v...

Bài 3: Một số vi sinh vật thường gặp
1 Vi sinh vật có lợi
Trong thực tế đời sống hiện nay người ta đã biết lợi dụng những biến đổi có lợi của vi sinh
vật để tạo ra những sản phẩm thực phẩm có chất lượng và phù hợp hơn cho nhu cầu dinh dưỡng
ngày càng cao của con người. Như sử dụng sinh khối vi sinh vật làm nguồn thức ăn giàu dinh
dưỡng, ứng dụng các quá trình lên men rộng rãi trong việc sản xuất các loại thực phẩm quan trọng
15


như: rượu, bia, nước giải khát, bánh mì, nước mắm, mì chính,…cũng như làm gia tăng giá trị dinh
dưỡng của các loại thực phẩm như tempeh, natto… được lên men từ đậu nành.
2 Vi sinh vật có hại
2.1 Gây hư hỏng thực phẩm:
Hệ vi sinh vật thực phẩm được phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau:
Thực phẩm bị nhiễm vi sinh vật từ môi trường bên ngoài, tay công nhân, dụng cụ, quá trình chuyên

chở, bảo quản…
Thực phẩm bị nhiễm vi sinh vật từ bản thân nguyên liệu.
Do thực phẩm thường là những chất chứa nhiều nước, nhiều chất dinh dưỡng, vitamin và khoáng
chất nên đây là môi trường thuận lợi cho nhiều loài vi sinh vật có hại phát triển. Mỗi loại thực phẩm
thường có một hệ vi sinh vật riêng và hoạt động của chúng gây nên những biến đổi sinh hoá, cơ lý
trong thực phẩm và làm giảm chất lượng hoặc hư hỏng thực phẩm. Ta phải nghiên cứu để hiểu thật
rõ về hệ vi sinh vật thực phẩm và những biến đổi do chúng gây nên nhằm mục đích bảo quản thực
phẩm trong thời gian dài nhất với số lượng và chất lượng hao hụt của thực phẩm là ít nhất.
2.2 Thực phẩm mang vi sinh vật gây bệnh
Khi chúng ta ăn phải các loại thực phẩm mang vi sinh vật gây bệnh hoặc độc tố của chúng sẽ gây ra
nhiều bệnh cho cơ thể người là động vật có thể để lại hậu quả nghiêm trọng thậm chí dẫn đến tử
vong. Các bệnh thường gặp là thương hàn do vi khuẩn Salmonella, tả do Shigella, lao do
Micobacterium,... Ngoài ra còn có thể dẫn đến các triệu chứng ngộ độc nghiêm trọng nếu chúng ta
ăn phải độc tố của vi khuẩn như độc tố botulin của vi khuẩn độc thịt Clostridium botulinum, độc tố
của vi khuẩn tụ cầu vàng Staphylococcus aureus

Bài 4: Vi sinh vật trong bảo quản và chế biến thịt, cá, tôm, mực,động vật nhuyễn
thể
1 Hệ vi sinh vật của cá
1.1. Đặc điểm của cá
Thành phần hoá học của cá gần giống thịt: hàm lượng nước từ 65÷85%, nhiều chất dinh dưỡng như
lipid: 0,1÷33%, protein: 12÷23%, vitamin... Cá thường được bảo quản nguyên con, do có lớp nhớt
nên chứa nhiều vi sinh vật sẽ gây hư hỏng khi bảo quản. Ngoài ra cá còn có hệ vi sinh vật đường
ruột, khi vi sinh vật đường ruột phát triển mạnh sẽ thuỷ phân màng ruột, sau đó chúng theo ống
16


xương đến những lớp thịt. Vi sinh vật ở mang cá rất nhiều, mang cá có nhiều mạch máu nên vi sinh
vật xâm nhiễm đến thịt dễ dàng. Mặt khác khi đánh bắt cá không biết con nào mắc bệnh, khi bảo
quản cả khối cá thì vi sinh vật nhiễm từ những con bị bệnh sang những con khác làm cho cả khối cá

bị hư hỏng. Cá có nhiều protein đơn giản hơn thịt nên cá dễ bị thối rữa hơn thịt.
1.2. Hệ vi sinh vật của cá
Hệ vi sinh vật trên bề mặt cá từ 10 3÷106 tế bào trên 1cm2. Hệ vi sinh vật ở cá thường phụ thuộc vào
loài cá, thành phần lớp nhầy trên da cá và phụ thuộc vào các điều kiện khác như thời gian đánh bắt
cá. Những loài cá sống ở tầng đáy, lớp bùn có nhiều vi sinh vật nên hệ vi sinh vật đa dạng hơn cá
sống ở tầng mặt. Cá sống ở nước mặn ít vi sinh vật hơn cá sống ở nước ngọt. Lượng vi sinh vật trên
bề mặt cá cũng phụ thuộc vào lượng vi sinh vật trong nước. Khi trời mưa vi sinh vật trong đất theo
nước xuống ao hồ làm cho lượng vi sinh vật trên cá cũng tăng cao.
Hệ vi sinh vật trên cá rất phong phú và đa dạng gồm: vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm men, nấm mốc… Tuy
nhiên vi khuẩn là chủ yếu: Micrcoccus cereus, Micrcoccus flavus, Pseudomonas fluorescen, Proteus
vulgaris… và phụ thuộc vào môi trường.
Trong mang cá có nhiều mạch máu, O 2, pH trung tính nên ở mang cá chủ yếu là vi sinh vật hô hấp
hiếu khí, thích hợp pH trung tính nhiều nhất làPseudomonas fluorescen.
Trong ruột cá có nhiều vi sinh vật trực khuẩn đường ruột hô hấp kỵ khí như: Clostridium
sporogenes, Clostridium putrificum, Salmonella, Ecoli…
Sự thối rữa cá
Cá tươi sẽ không bảo quản được lâu nếu không xử lý sơ bộ như móc mang cá, ruột cá vì đây là
những bộ phận chứa nhiều vi sinh vật có thể làm hư hỏng cá. Cũng như tất cả sinh vật khác, tế bào
cá cũng có khả năng miễn dịch tự nhiên ức chế đối với các vi sinh vật khi còn sống. Khi bị chết khả
năng này mất đi. Khi cá chết các vi sinh vật trong mang, ruột và trên da cá phát triển mạnh và xâm
nhâp vào các mô làm cho cá bị ươn, sau đó protein bị thuỷ phân làm cho cá bị thối rữa, cá bắt đầu bị
thối rữa khi tế số lượng vi sinh vật lên tới 107÷108 tế bào/ 1g.
Sự ươn cá không những chỉ có quá trình vi sinh mà còn có cả quá trình sinh hoá do sự hoạt động của
các enzyme, quá trình sinh hoá gọi là hiện tượng tự phân. Trước hết sự thối rữa bắt đấu từ ngoài rồi
xâm nhập vào bên trong. Protein bị phân huỷ tạo thành các hợp chất có chứa nitơ làm cho thịt cá có
tính kiềm sẽ tạo điều kiện cho các vi sinh vật hoại sinh phát triển. Thịt cá thay đổi màu sắc, có mùi
khó ngửi do sự phân huỷ protein tao thành ammoniac, sulfuahydro, indol, cadaverin…
Quá trình thối rữa cá rất phức tạp và phụ thuộc vào các điều kiện ngoại cảnh và thành phần vi sinh
vật có mặt.
Các vi khuẩn thường thấy là: Bacillus mycoides, Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus,

Chromobacterium progodiosum, Proteus vulgaris, Clostridium putrificus, Clostridium sporogenes.
Các nấm mốc có khả năng phân huỷ thịt cá là:
Aspergillus, Penicilium, Mucor…Đặc biệt nguy hiểm là loài vi khuẩn Clostridium botulinum trong
quá trình phân huỷ protein thành chất độc botulin.
1.3 Vi sinh vật gây bệnh cá
Các vi sinh vật trong đất, xác động vật nhiễm vào nước là nguyên nhân gây nên các bệnh cho cá.
Khi gặp điều kiện thuận lợi những vi sinh vật này phát triển mạnh và chúng xâm nhập và cơ thể cá
qua đường da, miệng, mang, ruột. Bình thường cá có sức đề kháng nhưng khi gặp điều kiện thuận
lợi chúng xâm nhập vào các tổ chức hay tế bào thịt cá gây nên một số bệnh cho cá. Ví dụ như: bệnh
đinh nhọt ở cá hồi do Bacterium salmonicida, bệnh lao do Mycobacterium piseium…
Ngoài ra cá còn một số bệnh do virus, nấm, Branchiomyces sanguinis gây thối mang, một số nấm
mọc thành sợi trên da cá. Thỉnh thoảng cá truyền bệnh cho nhau bằng các vật ký sinh trên da hoặc
mang.
17


Những vi khuẩn gây bệnh phát triển trên cá tương đối nhiều và đa dạng, khi số lượng nhiều chúng
tạo ra độc tố, khi con người ăn phải những con cá này có thể sẽ bị ngộ độc.
1.4 Các phương pháp bảo quản và hệ vi sinh vật một số sản phẩm từ cá
a. Cá ướp lạnh
Bảo quản lạnh thường từ -1.6 ÷ -1.2 o C đối với cá nước ngọt và -2 oC đối với cá nước mặn. Thành
phần và số lượng vi sinh vật của cá bảo quản lạnh không khác gì cá tươi. Thời gian bảo quản phụ
thuộc vào mật độ vi sinh vật ban đầu. Mặt khác nếu người ta dùng kết hợp hoá chất với phương
pháp bảo quản lạnh thì thời gian sẽ bảo quản lâu hơn. Hoá chất thông dụng thường dùng là:
tetraxilin1-2ppm, NaNO2 0.15%, khí CO2 hoặc SO2 dạng tuyết từ 20-70% so với cá.
Bảo quản ở nhiệt độ thấp được dùng rộng rãi để giữ chất lượng ban đầu của cá. Những vi sinh vật
nhiễm vào cá gồm các nhóm ưa lạnh, ưa ấm và ưa nhiệt. Một trong số chúng chịu được nhiệt độ lạnh
và phát triển ở nhiệt độ 0oC hoặc thấp hơn, tuy rằng sự phát triển có hơi chậm và các vi sinh vật
không bị chết hoàn toàn ở nhiệt độ đông lạnh.
Ướp lạnh cá chủ yếu làm ức chế các quá trình hoạt động của enzyme và các vi sinh vật gây thối.

Trong khi ướp thân nhiệt của cá chưa đến điểm đóng băng của dịch tế bào cá. Đây cũng là điểm
khác nhau cơ bản giữa phương pháp ướp lạnh và phương pháp đông lạnh. Ướp lạnh không làm
ngừng quá trình phân huỷ cá mà chỉ làm quá trình này chậm lại.
Hệ vi sinh vật của cá ướp lạnh về nguyên tắc không khác gì so với cá tươi. Nhưng trong cá ướp lạnh
nhóm vi sinh vật ưa lạnh ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng và thời gian bảo quản cá.
Pseudomonas fluorescens, Bacterium putrifaciens… và một số loài nấm mốc như Mucor,
Aspergillus, Penicilium…
b. Cá đông lạnh
Bảo quản đông lạnh từ -18÷-12 oC tuỳ thuộc vào kích thước cá. Độ tươi phụ thuộc vào số lượng vi
sinh vật có trên cá và thời gian bảo quản, sau 2 đến 3 tháng thì cá bắt đầu thay đổi chất lượng do quá
trình oxi hoá tự nhiên của mỡ và quá trình tự phân huỷ của protein cá.
Cá bảo quản đông lạnh ở nhiệt độ rất thấp nên hầu hết các vi sinh vật đều bị ức chế.
Cá trước khi bảo quản đông lạnh được rửa bằng nước sạch có pha chất sát khuẩn. Cá càng tươi và
làm đông lạnh càng sớm thì chất lượng cá sẽ ít thay đổi. Đông lạnh là phương pháp giữ giá trị dinh
dưỡng và hương vị ban đầu của cá tốt nhất. Ngày nay trong quá trình đánh bắt người ta bảo quản cá
trong buồng đông lạnh của tàu nên chất lượng cá rất tươi ngon.
Cần chú ý là ở nhiệt độ đông lạnh hầu hết các vi sinh vật không chết mà chỉ bị ức chế, về thành phần
hệ vi sinh vật của cá coi như không đổi. Trên bề mặt da cá biển đông lạnh thấy có nhiều loại trực
khuẩn, cầu khuẩn, nấm mốc…
Trong khi bảo quản nếu nhiệt độ tăng lên trên 0 oC sẽ làm tan băng, các tổ chức của cá sẽ bị vỡ ra
làm mất dịch tế bào, giảm chất lượng dinh dưỡng, khi đó vi sinh vật sẽ phát triển mạnh. Vì vậy trong
trường hợp này cá sẽ rất dễ bị hư và không nên bảo quản đông lạnh hai lần đối với cá tươi.
c. Cá muối
Từ xa xưa con người đã biết dùng muối để chượp cá. Ướp cá có thể dùng muối khô, muối ướt hay
ngâm vào dịch nước muối, lượng muối ăn thường từ 15÷20%. Nhờ áp suất thẩm thấu của nước
muối làm cho các tế bào vi sinh vật bị co nguyên sinh. Ở trạng thái này quá trình trao đổi chất của
chúng không thực hiện được và hoạt động sống của tế bào vi sinh vật bị dừng lại, tế bào vi sinh vật
bị chết hay chuyển sang dạng sống tiềm sinh.
Khi muối cá chúng ta cần chú ý một số vi khuẩn gây bệnh và gây ngộ độc như Clostridium
botulinum, Salmonella bị ngừng hoạt động trong nồng độ muối không cao nhưng sống được rất lâu

trong nồng độ muối cao.
Một số loài vi khuẩn thích nghi dần và vẫn phát triển bình thường trong môi trường nước muối, vì
vậy trong chượp muối cá vẫn thấy một lượng lớn vi sinh vật sống trong dịch ngâm.
18


Một số vi sinh vật ưa mặn như: Serracia salinaria, Micrococcus roseus khi lẫn trong muối sẽ làm
tổn thất nặng cho cá chượp muối. Chúng phát triển ở nồng độ muối khá cao làm cho cá muối bị hư
hỏng. Thịt cá chuyển từ axit nhẹ sang kiềm, xuất hiện các sản phẩm phân huỷ từ protein như
amoniac, tiếp nữa là có mùi khó ngửi.
Hệ vi sinh vật của cá muối phụ thuộc vào cá nguyên liệu, số lượng vi sinh vật trong nước và trong
muối, điều kiện vệ sinh và quá trình bảo quản.
Trong cá muối có các biến đổi phức tạp liên quan đến các enzyme protease và phản ứng oxi hoá khử
trong thịt cá, cũng như sự hoạt động của hệ vi sinh vật vì vậy chất lượng cá muối rất khác xa với cá
tươi. Cá muối có thể dùng làm thức ăn mà không cần chế biến vì quá trình muối đã làm cá “chín” tự
nhiên. Nhóm vi khuẩn lactic và vi khuẩn sinh hương đóng vai trò rất lớn trong quá trình tự chín của
cá.
d. Cá khô
Vi sinh vật thường phát triển được khi môi trường có ẩm độ nhất định, độ ẩm tới hạn cho sinh
trưởng của vi khuẩn là 30%, nấm mốc là 15%. Khi môi trường có ẩm độ thấp hơn ngưỡng này thì
chúng không thể phát triển được. Vì vậy để hạn chế vi sinh vật phát triển hư hại cho cá người ta
thường phơi sấy khô cá. Nhiều vi sinh vật bị chết hay bị yếu đi khi ta sấy khô cá. Khi sấy khô cá
không thể tiêu diệt hết tất cả các tế bào vi sinh vật, nhất là các bào tử vi khuẩn và nấm mốc rất bền
với trạng thái khô hạn. Những bào tử này sống được hàng năm và khi gặp điều kiện thuận lợi chúng
sẽ phát triển và gây hư cá khô.
Để thời gian bảo quản lâu hơn người ta thường ướp muối trước khi sấy khô, muối ức chế sự phát
triển của vi sinh vật. Chất lượng cá khô phụ thuộc vào cá nguyên liệu, phương pháp sấy, cũnh như
mức độ vệ sinh ở nơi sản xuất.
Hiện nay người ta dùng phương pháp sấy chân không ở nhiệt độ thấp, sản phẩm sấy sẽ không bị
thay đổi màu sắc, giữ nguyên giá trị dinh dưỡng, vitamin và khoáng chất được ổn định.

e. Một số phương pháp khác
Làm chua cá: thịt cá được ngâm trong dung dịch axit axetic từ 4÷6% làm cho độ pH giảm sẽ hạn
chế được vi sinh vật gây hư hỏng và bảo quản ở nhiệt độ thấp từ -2 đến 6oC.
Đồ hộp: thịt cá đóng hộp sau đó thanh trùng ở nhiệt độ từ 105÷115 0C trong thời gian từ 45÷60 phút,
ngoài ra còn dùng thêm mỡ lợn để hạn chế sự phát triển của vi sinh vật.
g. Cách chượp cá
Đây là một khâu quan trong trong quá trình sản xuất nước mắm. Đem cá đã rửa sạch không bỏ ruột
cho vào chum ướp với muối, để cho cá ngấu, protein sẽ bị thuỷ phân thành axit amin. Đến đây
người ta phải cho đủ lượng muối (20-30%) để ức chế các vi sinh vật gây thối và để các axit amin
không bị thuỷ phân.
Thành phần chính của nước mắm là axit amin, ngoài ra còn có muối khoáng, vitamin…
Biến đổi hoá sinh trong khi chượp cá là do hệ ezyme protease của thịt cá và vi sinh vật. Cá bắt đầu
mềm và chuyển sang rữa nát, protein bị thuỷ phân thành các peptit, peptone rồi axit amin. Hoạt tính
protease ở đây chủ yếu có trong ruột cá và từ các vi sinh vật ưa mặn có sẵn trong cá, trong nước,
trong muối… Có nhiều vi sinh vật ưa mặn hay quen dần với môi trường sẽ phát triển mạnh trong
môi trường muối thấp. Trong số đó có những vi khuẩn có hoạt lực protease cao như vi khuẩn gây
thối. Vì vậy khi ướp chượp cá nên cho muối dần dần và kết hợp với đánh khuấy để rút ngắn thời
gian.
Trong ướp chượp cá thường thấy một lượng lớn vi sinh vật, các vi khuẩn thường gặp ở đây là
Micrococcus, các trực khuẩn gram âm, nhóm sinh axit lactic…
Sự tạo hương nước mắm đến nay vẫn chưa được giải thích rỏ ràng. Nhiều người cho rằng các sản
phẩm trong quá trình thuỷ phân protein kết hợp với nhau tao thành chất sinh hương. Có người laị
cho rằng do hoạt động của vi khuẩn lactis hoặc Clostridium.
19


Các vi sinh vật trong chượp cá chủ yếu là các vi khuẩn gây thối có hoạt lực protease cao là những vi
khuẩn ưa nóng, vì vậy cần giữ nhiệt độ từ 36-44 oC trong quá trình chượp cá. Vi sinh vật phát triển
làm nước chượp ban đầu đục và sủi bọt, cá thay đổi màu sắc dần.
Để đánh giá chất lượng nước mắm người ta dựa vào độ đạm. Nước mắm là nước chượp có nồng độ

muối cao được rút ra đem lọc, nấu rồi pha chế. Vì vậy số lượng vi sinh vật trong nước mắm ít hơn
nhiều so với nước chượp.
2. Hệ vi sinh vật của tôm
a. Đặc điểm của tôm
Tôm là động vật giáp xác phân bố rộng rãi, có nhiều giống khác nhau nhưng có chung đặc
điểm là cơ thể được bao bọc bởi lớp kitin nên sự lây nhiễm của vi sinh vật vào tôm còn sống cũng
như sau đánh bắt khó hơn thịt, cá. Tuy nhiên thành phần dinh dưỡng của thịt tôm rất thích hợp cho
vi sinh vật phát triển.
Thành phần dinh dưỡng của thịt tôm gồm: protein 19-23%, lipid 0,6-1,6%, nước 73%, nhiều
nguyên tố vi lượng và các viatamin nhóm B. Trong protein của tôm gồm từ 18-20 axit amin và hầu
như gần đủ các axit amin không thay thế. Cấu tạo của thịt tôm rất lỏng lẻo, lượng đạm hoà tan nhiều.
Với những thành phần dinh dưỡng như vậy thịt tôm là một thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Tuy
nhiên thịt tôm sau khi đánh bắt rất dễ bị hư, ươn, thối do vi sinh vật. Đầu tôm tập trung các cơ quan
nội tạng và chứa nhiều đạm hoà tan nên sự hư hỏng tôm tập trung chủ yếu ở đầu sau đó lan dần ra.
b. Hệ vi sinh vật của tôm và các dạng hư hỏng
Hệ vi sinh vật của tôm bao gồm hai nguồn gốc: có sẵn trong tôm trước khi đánh bắt và lây nhiễm từ
không khí, nước, đất… sau khi đánh bắt, vận chuyển, sơ chế…Nhìn chung hệ vi sinh vật trên tôm
cũng như cá gồm chủ yếu các vi sinh vật gây thối rữa. Trong đầu tôm thường chứa nhiều vi khuẩn
Pseudononas flourescens, Clostridium sporogenes, Clostridium putrificus, Proteus vugaris… Hệ vi
sinh vật của tôm phụ thuộc vào điều kiện sống, điều kiện đánh bắt, vận chuyển, bảo quản và sơ chế.
Qua nghiên cứu người ta thấy tôm sau khi đánh bắt từ 4÷8h thường xảy ra sự biến đen và biến đỏ.
Khi tôm bị biến đỏ thì bao giờ cũng kèm theo sự thối rữa.
Sự biến đỏ của tôm: khi tôm bị ươn, thối bao giờ cũng kèm theo sự biến đỏ. Biến đỏ cũng xảy ra khi
tôm bị gia nhiệt hay bảo quản trong môi trường axit. Cơ chế của sự biến đỏ được giải thích như sau:
tôm tươi trong vỏ và thịt chứa chất astaxanthin có màu xanh tím, bình thường astaxanthin kết hợp
với protein tạo thành phức bền nhưng dưới tác dụng của nhiệt, axit, sự phân huỷ của thịt tôm làm
cho astaxanthin bị tách ra khỏi protein. Astaxnthin sẽ bị oxi hoá tạo thành astaxin có màu đỏ gạch.
Tôm sau khi đánh bắt từ 8÷12h, bảo quản ở nhiệt độ 30÷40 0C thì sự biến đỏ xảy ra rất nhanh. Kèm
theo sự biến đỏ là sự thối rữa protein làm cho chất lượng tôm giảm.
Cơ chế của quá trình thối rửa:

Protein peptone axit amin ammoniac, sunfuahydro, indol, cadaverin, mercaptal…
Sự biến đen của tôm: hiện tượng biến đen của tôm do hai nguyên nhân khác nhau. Thứ nhất là do vi
khuẩn phát triển mạnh trên tôm sau khi đánh bắt tạo thành các khuẩn lạc màu đen. Thứ hai là do
triozin bị oxi hoá tạo thành melanin, sự tích tụ melanin làm cho tôm có màu đen. Sự biến đen của
tôm chỉ làm giảm giá trị cảm quan còn chất lượng dinh dưỡng vẫn đảm bảo.
c. Phương pháp bảo quản tôm
Để đảm bảo chất lượng tôm sau khi đánh bắt người ta dùng các biện pháp bảo quản sau đây:
- Dùng nhiệt độ thấp như ướp đông.
- Dùng nhiệt độ thấp kết hợp với các hoá chất trong điều kiện môi trường axit.
- Sấy khô.
3. Hệ vi sinh vật trên mực
a. Đặc điểm của mực
20


Mực là động vật chân đầu phân bố rộng trong biển, toàn bộ cơ thể mực có lớp da bao phủ bên ngoài,
vì vậy mực ít bị nhiễm vi sinh vật trong quá trình sống. Tuy nhiên trên da mực lại có chất nhớt rất
thích hợp cho vi sinh vật phát triển sau khi mực chết. Về thành phần dinh dưỡng thì mực cũng là
thực phẩm giàu dinh dưỡng: protein 17÷19%, lipid 0,2÷0,5%, nước 80%, nhiều các chất khoáng và
vitamin…Cấu tạo của thịt mực chặt chẽ hơn cá, tôm nên sau khi đánh bắt mực lâu hư, thối hơn.
b. Hệ vi sinh vật của mực và các dạng hư hỏng
Dạng hư hỏng phổ biến ở mực chủ yếu là dạng thối rữa. Về cơ chế của sự thối rữa và vi sinh vật gây
thối rữa giống ở tôm. Các vi khuẩn gây thối rữa chủ yếu là Pseudononas flourescens, Clostridium
sporogenes, Clostridium putrificus, Proteus vulgaris…
Mực khô bị các vết màu là do nấm mấn mốc phát triển tạo thành các khuẩn lạc có màu đen, vàng,
trắng…
c. Phương pháp bảo quản mực
Mực chủ yếu được bảo quản đông lạnh và phơi khô.
4. Hệ vi sinh vật của động vật thân mềm
a. Đặc điểm của động vật thân mềm

Động vật thân mềm có vỏ cứng bằng đá vôi bao phủ, phần mềm ăn được chỉ chiếm từ 30÷40%,
lượng nước chiếm tới 80%, protein chiếm 17÷19%, gluxid từ 2÷10%, lipid từ 0,2÷0,4%. Cấu tạo cơ
của động vật thân mềm lỏng lẻo nên rất dễ tiêu hoá. Vì vậy chúng cũng dễ bị vi sinh vật gây thối
phân huỷ.
b. Hệ vi sinh vật của thân mềm và các dạng hư hỏng
Sự hư hỏng của động vật thân mềm chủ yếu là quá trình thối rữa, ngoài các sản phẩm cấp thấp như ở
cá, tôm, mực còn có các axit nên tạo thành mùi hôi thối khó chịu.
Ngoài ra khi ướp đông thịt động vật thân mềm thường có màu vàng do quá trình oxi hoá.
c. Phương pháp bảo quản động vật thân mềm
Người ta thường bảo quản thịt của động vật thân mềm bằng phương pháp đông lạnh, sấy khô.

Bài 5: Vi sinh vật trong bảo quản và chế biến đường bột bánh kẹo
1 Vi sinh vật trong bột
Vi sinh vật trong bột do hai nguồn nhiễm chính là từ hạt (chủ yếu) và từ không khí, nước, dụng cụ
xay xát, các đồ chứa đựng…
Hạt dùng để xay bột bao giờ cũng chứa một số lựơng vi sinh vật nhất định nào đó. Trong quá trình
nghiền phần lớn các vi sinh vật trên bề mặt hạt chuyển vào trong bột. Số lượng vi sinh vật có trong
bột ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của bột vi sinh vật thường nhiều nhất là ở cám và bột có chất
lượng cao thì ít vi sinh vật.
21


Trong bột thường có vi khuẩn và nấm mốc. Trong các loài vi khuẩn có thể thấy các tế bào sinh
dưỡng hay bào tử của trực khuẩn khoai tây (Bacillus mesentericus ) và trực khuẩn cỏ khô (Bacillus
subtilis). Những trực khuẩn này lẫn trong bột và sau này gây ra bệnh khoai tây ở bánh mì. Ngoài ra
còn có thể gặp E.coli nếu nước dùng để nghiền bột không hợp vệ sinh.
2 Ảnh hưởng của vi sinh vật đến phẩm chất của bột trong bảo quản
Bột tương đối đủ các chất dinh dưỡng và vi sinh vật có thể dễ sử dụng các chất dinh dưỡng này để
phát triển. Hơn nữa bột không có tính chất bảo vệ như hạt nguyên vẹn. Vì vậy chỉ cần nâng ẩm độ
và nhiệt độ lên một ít cũng đủ tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển và gây hư hỏng bột.

Trong điều kiện độ ẩm không khí dưới 79% và nhiệt độ dưới 20 oC, ẩm độ của hạt dưới 15% vi sinh
vật trong bột sẽ không tăng lên mà dần dần chết đi khi bảo quản bột trong thời gian dài. Nếu ẩm độ
của bột chỉ cần tăng lên 1-2% thì vi khuẩn và nấm mốc trong bột sẽ phát triển mạnh.
Tuỳ thuộc vào mức độ nhiễm vi sinh vật trong bột mà bột có thể bị những hư hỏng sau: mốc, tự bốc
nóng, chua, ôi…
Mốc là hiện tượng hay gặp ở bột hơn cả. Ở đây ta thấy các loài nấm mốc như: Aspergillus,
Penicilium mọc ở trong bột trong điều kiện ẩm độ thấp hơn vi khuẩn. Bột bị mốc ở điều kiện ẩm độ
không khí cao hơn 80%, bột mốc sẽ bị giảm phẩm chất nhanh chóng vì mốc tạo cho bột hôi không
thể khử được. Mùi hôi chủ yếu do Penicilium gây ra. Mốc làm tăng độ axit của bột, do mốc phân
huỷ các chất béo tạo thành axit tự do, đồng thời làm giảm chất lượng gluten, bị mất tính đàn hồi và
thẩm màu.
Mốc bắt đầu từ bên ngoài rồi lan dần vào bên trong sau đó gây ra hiện tượng tự bốc nóng. Mốc và tự
bốc nóng làm cho bột giảm chất lượng cảm quan và bột bị kết vón.
Bột chua thường bắt đầu từ những lớp bên trong khác với hiện tượng mốc. Nguyên nhân gây ra bột
chua là do vi khuẩn lactic và một số vi khuẩn khác lên men đường có trong bột thành những axit
khác nhau. Kết quả là tạo cho bột có độ chua và độ axit trong bột tăng lên rõ rệt. Đường có trong bột
là do enzyme amylase của bản thân bột và vi khuẩn phân huỷ tinh bột tạo thành đường.
Bột bị ôi là do sự oxi hoá các chất béo trong bột bằng oxi không khí tạo thành các chất có vị ôi.
Để bảo quản bột tốt cần bảo quản bột ở ẩm độ không khí dưới 79%, ẩm độ của bột không quá
14÷15% trong điều kiện nhiệt độ ổn định. Ở điều kiện này giữ bột được 3÷5 tháng, ở điều kiện ẩm
độ bột từ 12÷13% giữ được 1 năm.
3 Vi sinh vật trong sản xuất bánh mì
Quá trình làm bánh mì dựa trên hàng loạt các phản ứng hoá sinh do nấm men gây ra trong khi chuẩn
bị nhào bột và nướng bánh. Nấm men biến đổi đường của bột thành rượu và khí cacbonic. Khí này
làm phồng gluten của bột làm bánh nở. Ngoài nấm men còn có vi khuẩn lactis. Những vi khuẩn này
hoạt động tạo ra axit làm giảm pH của môi trường tạo điều kiện cho nấm men phát triển.
Những giai đoạn quan trọng của quá trình làm bánh mì: chuẩn bị nguyên
liệu hỗn hợp bột lên men nặn bánh nướng bánh thành phẩm.
Bột mì làm bánh được đánh giá phẩm chất dựa vào hai chỉ số chính là tạo khí và giữ khí. Ngoài ra
cò chú ý đến độ mịn, màu sắc, độ axit…

Vi sinh vật dùng trong sản xuất bánh mì chủ yếu là Saccharomyces cerevisiae.
a. Vi sinh vật làm nở bột nhào và tạo hương bánh mì
Trong khi nhào bột có hai quá trình xảy ra là lên men rượu etylic tạo khí cacbonic nhờ nấm men
bánh mì Saccharomyce cerevisiae, cùng với quá trình tạo ra axit hữu cơ (chủ yếu là axit lactic) nhờ
vi khuẩn lactic có trong bột, sau đó axit hữu cơ tác dụng với rượu tao ra este có mùi vị thơm ngon.
Để làm bánh mì người ta dùng các loại men nước, men khô, men ép từ loài
Saccharomyce cerevisiae.
Những vi sinh vật tạo hương của bánh mì: trong bột nhào còn có các vi khuẩn lactic lên men điển
hình và không điển hình. Ngoài axit lactic nhóm lên men không điển hình còn tạo ra các axit bay
22


hơi, khí hydro, khí cacbonic, rượu etylic. Các vi khuẩn này tạo ra các este và axit làm cho bánh mì
có mùi thơm đặc biệt.
Một số vi sinh vật khác: trong bột còn có thể có một số nấm men tạo màng lẫn vào như Candida,
Torulopsis. Những nấm men này có sẵn trong bột hoặc lẫn vào nấm men ướt hoặc men ép. Những
nấm men này có áp lực nở thấp, khi lên men chúng tạo ra sản phẩm phụ làm cho bánh mì có vị cay.
Đây là những nấm men tạp làm giảm chất lượng bột nhào và bánh mì.
Đôi khi còn thấy Escherichia aerogenes, một dạng của trực khuẩn đường ruột phát triển trong bột
nhào, ngoài ra còn có thể gặp trực khuẩn khoai tây và trực khuẩn cỏ khô. Các vi khuẩn có trong bột
nhào làm xấu bánh mì, các bào tử của chúng trong ruột bánh không bị chết khi nướng, gặp điều kiện
thuận lợi chúng nẩy mầm và phát triển làm hỏng bánh mì.
b. Các chất bổ sung trong bột nhào và ảnh hưởng của chúng đến hoạt động của vi sinh vật
Trong khi làm bột nhào người ta thường thêm một số nhất như muối, đường, chất béo. Những chất
này đếu có ảnh hưởng đến sự hoạt động của nấm men bánh mì và vi khuẩn lactis.
Muối ăn: nồng độ muối ăn trên 0,8% kiềm hãm hoạt lực tạo khí của nấm men, làm giảm hoạt lực tạo
axit của vi khuẩn lactic.
Đường: khi thêm trên 5% đường sẽ làm tăng hoạt lực của nấm men và vi khuẩn lactic, khí tao thành
nhiều hơn, nhưng khi thêm đường trên 10% thì hoạt lực của nấm men và vi khuẩn lactic bị giảm.
Khi thêm trên 20% đường thì hoạt lực của nấm men và vi khuẩn bị ức chế hoàn toàn.

Chất béo: lượng chất béo cho vào bột nhào dưới 5% không ảnh hưởng đến hoạt lực của nấn men.
Khi nồng độ cao hơn 10% thì khả năng tạo khí của nấm men và hoạt lực của vi khuẩn bị giảm. Điều
này có thể giải thích như sau khi các chất béo bao phủ tế bào nấm men và vi khuẩn lactic làm trở
ngại cho quá trình trao đổi chất.
c. Hệ vi sinh vật bánh mì
Hệ vi sinh vật bánh mì bắt nguồn từ bột mì, men bánh mì và tạp nhiễm. Khi làm bột nhào men bánh
mì hoạt động mạnh tao ra rượu và khí cacbonic làm nở bột nhào. Khi nắn bánh và đem nướng hầu
hết vi sinh vật đều bị tiêu diệt trừ một số bào từ chịu nhiệt còn tồn tại.
Khi nướng bánh nhiệt độ bên ngoài tới 180÷200 oC, các vi sinh vật ngoài vỏ bánh chết hết và trong
ruột bánh nóng dần lên nhưng ở giữa không quá 95÷98 oC. các tế bào sinh dưỡng của vi sinh vật bị
chết nhưng bào tử của chúng vẫn còn sống. Khi gặp điều kiện thuận lợi các bào tử của trực khuẩn
khoai tây và trực khuẩn cỏ khô phát triển làm hỏng bánh mì.
Trong quá trình vận chuyển và bảo quản còn bị tạp nhiễm các vi sinh vật trong đó có cả trực khuẩn
đường ruột rất nguy hiểm. Vì vậy khi vận chuyển và bảo quản cần đảm bảo vệ sinh an toàn.
d. Hư hỏng bánh do vi sinh vật
Do bánh mì thành phẩm còn một số bào tử của các trực khuẩn không bị tiêu diệt khi nướng bánh hay
các tế bào sinh dưỡng của một số vi sinh vật tạp nhiễm trong quá trình vận chuyển và bảo quản. Đó
chính là nguyên nhân gây hư hỏng bánh mì.
Bệnh nhớt ruột bánh mì do vi khuẩn Bacillus : bệnh này do trực khuẩn khoai tây và trực khuẩn cỏ
khô gây ra. Bệnh này còn gọi là hỏng nhớt bánh mì. Trong bột mì có chất lượng kém có nhiễm các
bào tử của hai loại trực khuẩn này. Khi chúng phát triển sẽ tiết ra enzyme protease thuỷ phân protein
làm ruột bánh mì bị dính nhớt, thẫm màu và có mùi khó chịu. Để hạn chế bệnh này cần tăng độ axit
của bột nhào, làm pH giảm xuống khoảng 4,5÷5 sẽ kiềm hãm trực khuẩn
Bacillus mesentericus và Bacillus subtilis phát triển.
Ruột bánh mì bị đỏ: có một số vi khuẩn và nấm sinh sắc tố phát triển trong ruột bánh mì và làm ruột
bánh mì có màu đỏ. Bệnh này không nguy hiểm đối với người, thường gặp vi khuẩn Bacillus
prodigiosum.
Mốc bánh mì: bánh mì thường bị mốc bên ngoài do tạp nhiễm các bào tử nấm mốc và bảo quản
trong điều kiện nóng ẩm cũng như ẩm độ của bánh mì cao và xếp quá chặt.
23

Bệnh say bánh mì: bệnh này do nấm Fusarium sporotrichioides có lẫn trong bột mì từ những hạt lúa
mì ở những cây có nấm này ký sinh trên đồng ruộng. Nấm này chiụ nhiệt cao và không bị chết khi
nướng bánh. Khi chúng phát triển trên bánh mì không thấy dấu hiệu hư rỏ rệt nhưng chúng tiết ra
độc tố khi ăn phải người bị ngộ độc thấy ngây ngất như say rượu.

Bài 6: Vi sinh vật trong bảo quản và chế biến rau quả
1. Đặc điểm của rau quả
Là thành phần thức ăn không thể thiếu trong khẩu phần ăn, cung cấp nhiều chất dinh dưỡng, hợp
chất hữu cơ, đường, tinh bột, vitamin và muối khoáng. Sản phẩm tươi hay qua chế biến có nhiều
dạng: lá, thân, củ, quả, hạt. Mỗi loại rau có đặc điểm sinh lý khác nhau. Nước chiếm phần lớn trong
rau quả từ 85 ÷ 90%. Trong dịch tế bào có đường, axit hữu cơ, vitamin, khoáng chất sử dụng dễ
dàng. pH trong quả nhỏ hơn 4,5, rau từ 4,5÷5.
24


Rau quả sau khi hái vẫn còn sống, còn quá trình trao đổi chất và hô hấp sẽ tác động xấu đến quá
trình bảo quản như héo, mềm , dập làm cho vi sinh vật dễ xâm nhập.
Quả và rau tươi có khả năng miễn dịch trong thời gian nhất định do mô và thành tế bào còn nguyên
lớp bảo vệ. Có tinh dầu, tanin ức chế hay tiêu diệt vi sinh vật.
2. Hệ vi sinh vật của rau quả
a. Nguồn lây nhiễm
Do hạt giống hay quá trình chăm bón phân bón hữu cơ hay do vi sinh vật trong đất, trong không khí,
nước. Do quá trình thu hái, vận chuyển và chế biến vi sinh vật xâm nhiễm vào rau quả.
Thành phần và số lượng vi sinh vật nhiễm vào rau quả phụ thuộc vào từng loại, điều kiện địa lý và
thu hái, tình trạng rau quả.
b. Hệ vi sinh vật của rau qủa
Thường gặp vi khuẩn, nấm men, nấm mốc. Hoa quả tươi lành lặn bên trong coi như vô trùng. Các hệ
vi sinh vật xâm nhiễm vào rau quả làm hư hỏng, hư hỏng quả do nấm, hư hỏng rau do vi khuẩn. Hệ

vi sinh vật rau quả gồm hai loại:
Vi sinh vật hoại sinh: liên quan đến điều kiện trồng, thu hoạch rau qủa. Gồm vi khuẩn gram dương
và vi khuẩn gram âm: vi khuẩn lactis, vi khuẩn axetic, vi khuẩn gây thối rữa. Ngoài ra còn có nấm
men, nấm mốc dạng bào tử. Vi sinh vật hoại sinh từ 10 3 ÷ 106 tế bào trên 1 cm2 không gây hư hại rau
quả lành lặn trong điều kiện thu hái, vận chuyển tốt.
Vi sinh vật gây bệnh: xuất hiện trên rau quả trong điều kiện nhất định như: chăm bón, thu hái, vận
chuyển, giống…Đây là vi sinh vật không tìm thấy trực tiếp trên rau quả nhưng làm giảm sức đề
kháng rau quả và tấn công cây mẹ tạo điều kiện cho vi sinh vật khác tấn công rau quả sau thu hoạch.
c. Sự hư hỏng của rau quả
Nấm mốc là nguyên nhân đầu tiên gây hư hỏng rau quả, do pH của rau quả nhỏ hơn 4,5 tạo điều
kiện cho nấm mốc phát triển nhanh cho đến khi pH tăng lên vi khuẩn khác sẽ tấn công rau quả. Nấm
mốc tồn tại dạng sợi và phát triển nhanh do rau quả có nhiều cenlulose, hemicenlulose, pectin. Vi
sinh vật thường bắt đầu từ rau quả bị dập nát sau đó lan sang rau quả khác và làm hư hỏng rau quả.
Nếu độ dập nát rau quả càng cao thì vi sinh vật xâm nhiễm và phát triển càng nhiều và phong phú.
Chúng tiêu thụ nhiều chất khô và dịch tế bào do nấm mốc xâm hại phá huỷ thành tế bào chảy ra.
Sự hư hỏng do vi khuẩn: Do nấm men phá vỡ thành tế bào làm cho vi khuẩn xâm nhập và phát triển
mạnh làm pH giảm nên vi khuẩn gây thối chậm phát triển. Cuối cùng làm cho rau quả có vị chua và
giảm chất lượng cảm quan.
d. Bảo quản rau qủa
+ Bảo quản tươi
Sư hư hỏng thường do một số quả quá chín vì vậy cần loại những quả đó ra. Rau quả không thể bảo
quản ở nhiệt độ thường mà phải bảo quản ở nhiệt độ lạnh và cho thêm hoá chất bảo quản. Các hoá
chất bảo quản thường dùng là: khí SO2, axit benzoic, muối benzoat… những chất này tốt cho bảo
quản và không độc hại.
Ngoài ra còn dùng một số hợp chất hữu cơ như: nizin, axit sorbic, muối sorbat… Nizin là chất sinh
ra từ kháng sinh hoặc độc tố của vi khuẩn lactic vì vậy chúng tiêu diệt được vi khuẩn gây thối và
không độc hại đối với con người.
+ Sấy khô
Người ta thường sấy khô đến độ ẩm khoảng 15 đến 20% đối với rau và 8 đến 10% đối với quả.
Ngày nay trên thị trường có rất nhiều sản phẩm sấy khô từ rau quả.

+ Chế biến
Rau quả qua chế biến thành nhiều sản phẩm phù hợp khẩu vị, tạo ra sự phong phú đa dạng thức ăn
và giúp bảo quản lâu hơn. Phương pháp thường dùng là ngâm đường để chiết suất dịch bào sau đó
25