BÁO cáo CHUYÊN đề độc chất học môi trường VI SINH vật gây độc TRONG THỰC PHẨM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
--------

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ

Độc chất học môi trường
Đề tài:

GVHD: PGS TS. Lê Quốc Tuấn
Lớp thứ 3- Tiết 789 CT102
DANH SÁCH THÀNH VIÊN

MSSV

Nguyễn Thị Y Nga

14163151

Trần Nguyễn Thúy Nga

14163153

Lê Thị Trúc Giang

14163072

Nguyễn Thị Bé Ngân

14163156

Võ Thị Huỳnh Như

14163197

Nguyễn Quốc Phú

14163204

Đỗ Minh Quân

14163216
TP.HCM, 10/2016

1


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

B.

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

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

2.

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

3.

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

4.

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

NỘI DUNG .............................................................................................................. 7
CHƯƠNG 1: NGUỒN GỐC, NGUYÊN NHÂN CÓ SỰ XUẤT HIỆN CỦA VI
SINH VẬT TRONG THỰC PHẨM ........................................................................... 7
1. Vai trò của con người ............................................................................................ 7
2. Nguồn đối tượng gây ô nhiễm............................................................................... 8
CHƯƠNG 2: ẢNH HƯỞNG CỦA VI SINH VẬT ĐẾN THỰC PHẨM ................ 11
1. Quá trình lên men ................................................................................................ 11
2. Hư hỏng thực phẩm ............................................................................................. 18
3. Vấn đề sức khỏe con người.................................................................................. 24
CHƯƠNG 3: TÁC ĐỘNG CỦA MỘT SỐ ĐỘC CHẤT SINH RA TRONG QUÁ
TRÌNH CHẾ BIẾN ................................................................................................... 26
1. Acrylamide .......................................................................................................... 26
2. Các hợp chất amine có vịng thơm(HAAs):.......................................................... 29
3. Các hợp chất chứa hydrocarbon có nhiều vịng thơm (PAHs) .............................. 31
4. Các hợp chất N – nitrosamine .............................................................................. 33
5. Các hợp chất 3-MCPD......................................................................................... 37
CHƯƠNG 4: VẤN ĐỀ NGỘ ĐỘC THỰC PHẨM DO VI SINH VẬT .................. 40
1.

Độc tố vi khuẩn Staphyllococcus aureus ........................................................ 40

2.

Ngộ độc thực phẩm do vi khuẩn Salmonella .................................................. 40

3.

Ngộ độc thực phẩm do vi khuẩn Clostridium perfrigens ................................ 41

4.

Ngộ độc thực phẩm do vi khuẩn Campylobacter jejuni .................................. 41

5.

Ký sinh trùng giun sán trong thực phẩm ........................................................ 42

CHƯƠNG 5: CÁCH PHÒNG TRÁNH THỰC PHẨM NHIỄM VI SINH VẬT ... 43
C.

KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ ................................................................................... 46

D.

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 47

2


DANH MỤC HÌNH

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

3


DANH MỤC BẢNG BIỂU
1. Bảng 1: Một số chủng loại vi sinh vật thường gây ô nhiễm thực phẩm:
2. Bảng 2. Các triệu chứng độc của một số tảo biển. (Theo Prescott-Harley-Klein, 2002)

3. Bảng 3. Xếp loại các vi sinh vật có trong phân người, gia súc theo mức độ nguy
hiểm
4. Bảng 4 : Hàm lượng acrylamide ở một số thực phẩm
5. Bảng 5: Tỷ lệ lượng tiêu thụ acrylamide bình quân ở các loại thực phẩm khác
nhau (giai đoạn1994-1998)
6. Bảng 6: Hàm lượng Quinolines và quinoxalines ở các loại thực phẩm
7. Bảng 7. Hàm lượng 3,4 – benzpyrene ở các sản phẩm xơng khói
8. Bảng 8. Một số hợp chất N – nitroso trong thực phẩm
9. Bảng 9. Lượng tiêu thụ hàng ngày N-nitrosodinethylamine (NDMA) và nguồn
thực phẩm chính ở các quốc gia khác nhau
10. Bảng 10. Hàm lượng 3-MCPD ở số loại thực phẩm

4


A. ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Tính cấp thiết của đề tài
 Vi sinh vật có khắp mọi nơi xung quanh chúng ta, chúng có thể tồn tại ở bất cứ
mơi trường nào (đất, nước, khơng khí, bên trong cơ thể sống). Để tồn tại được
trong môi trường, chúng sẽ “ăn” tất cả nguồn chất hữu cơ nào mà chúng “gặp”
phải. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong sự phân giải các chất. Tuy nhiên, đối
với quá trình bảo quản thực phẩm thì sự phân giải này lại gây ra trở ngại to lớn,
các chủng loại vi sinh vật trong quá trình sống của mình sẽ gây hư hỏng, ơi thiu
thực phẩm, ngoài ra các dịch thể mà chúng tiết ra cịn có thể gây ngộ độc cho con
người.
 Theo thống kê của Tổ chức Y tế thế giới (WHO), mỗi năm thế giới ghi nhận có
420.000 người chết vì các vấn đề liên quan đến thực phẩm khơng an tồn. Đó là
những thực phẩm chứa chất độc hại như vi khuẩn, virus, ký sinh trùng, các chất
hóa học.... , là nguyên nhân gây ra hơn 200 loại bệnh tật khác nhau từ tiêu chảy

đến bệnh ung thư.
 Hiểu được sự nguy hiểm của vấn đề trên nhóm sinh viên Khoa Môi trường và
Tài nguyên trường Đại học Nông Lâm TP. HCM quyết định thực hiện tiểu luận
với đề tài “VI SINH VẬT GÂY ĐỘC TRONG THỰC PHẨM” dưới sự hướng
dẫn của PGS.TS Lê Quốc Tuấn nhằm mục đích phục vụ cho việc nghiên cứu,
học tập.
 Mặc dù có nhiều sự cố gắng nhưng do thời gian học tập tương đối ngắn và kiến
thức chuyên môn chưa vững chắc, bài làm sẽ khơng tránh khỏi thiếu sót, mong
thầy và các bạn cùng xây dựng để hoàn thiện hơn.
Xin cảm ơn!

2. Mục đích đề tài
 Nâng cao hiểu biết về nguy hại của các loại thực phẩm, các khâu phân phối và
chế biến không hợp vệ sinh làm ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe của người tiêu
dùng.
 Thực hiện đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm ở tất cả các khâu từ nguồn nguyên
liệu đến chế biến và quản lý.
5


 Đưa ra những biện pháp xử lý thích hợp những vệ sinh an tồn thực phẩm thích
hợp nhằm đảm bảo quyền lợi của người tiêu dùng và sức khỏe cộng đồng.

3. Nội dung đề tài
 Nguồn gốc, nguyên nhân có sự xuất hiện của vi sinh vật trong thực phẩm
 Ảnh hưởng của vi sinh vật đến thực phẩm
 Tác động của một só độc chất sinh ra trong q trình chế biến
 Cách phịng tránh thực phẩm chưa nhiễm vi sinh vật và an toàn cho sức khỏe
con người
 Vi sinh vật trong thực phẩm và cách phòng ngừa

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

6


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

Enterobacter

Pediococcsu

Aeromonas

Erwnia

Proteus

Alcaligenes

Escherichia

Pseudomonas

Alteromonas

Flavobacterium

Psychrobacter

Bacillus

Hafnia

Salmonella

Brochthrix

Lactococcus

Serratia

Campylobacter

Lactobacillus

Shewanella

Carnobaterium

Leuconostoc

Shigella

Citrobacter

Listeria

Staphylococcus

Clostridium

Micrococcus

Vagococcus

Corynebacterium

Moraxella

Vibrio

7


Enterococcus

Pantoea

Yersinia

Alternaria

Cladosporium

Penicillium

Aspergillus

Colletotrichum

Rhizopus

Aureobasidium

Fusarium

Thanidium

Botrytis

Geotrichum

Trichothecium

Byssochlamys

Monilia

Wallemia

Mucro

Xeromyces

B. Nấm mốc (Molds)

C. Nấm men (Yeasts)
Brettanomyces

Issatchenkia
Schizosaccharomyces

Candida

Kluyveromyces

Torulaspora

Cryptococcus

Pichia

Trichosporon

Debaryomyces

Rhodotorula
Zygosaccharomyces

Hanseniaspora

Saccharomyces

D. Động vật nguyên sinh (Protozoa)
Cryptosporidium paryum

Giardia lamblia

Entamoeba histolytica

Toxoplasma gondii

(* Tên loài vi sinh vật gạch chân là loại thường gặp)

2. Nguồn đối tượng gây ô nhiễm
 Đất và nước
Hai môi trường đất và và nước được xếp chung do có nhiều lồi vi sinh vật đều cư
trú ở cả đất và nước. Các lồi vi sinh vật sống trong đất và nước có thể theo khí quyển

phát tán khắp bốn phương do tác động của gió và nước mưa. Một số lồi vi khuẩn
sống trong nước có thể khơng sống được trong đất, đặc biệt là vi khuẩn sống ở nước
mặn như chủng Alteromonas spp. ưa sống trong nước mặn.
 Cây ngũ cốc và sản phẩm rau quả
Các loài vi sinh vật sống trong đất và nước thường gây ô nhiễm cho các cây thực
phẩm và sảm phẩm của chúng, chủ yếu là vi khuẩn, nấm mốc, nấm men trong đó có
8


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

 Cơ thể động vật
Trong trường hợp là sữa bò các chủng vi sinh vật được phát hiện thường phản ảnh từ
môi trường chăn nuôi, nguồn thức ăn gia súc và cơ thể động vật sẽ gây ô nhiễm trở
lại môi trường, vật chứa đựng, sữa và người chăn nuôi, thu gom, vắt sữa...

9


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

10


CHƯƠNG 2: ẢNH HƯỞNG CỦA VI SINH VẬT ĐẾN THỰC PHẨM
1. Quá trình lên men
a. Ưa ấm (Mesophilic)
Trong quá trình lên men sữa ở các vi sinh vật ưa ấm, acid được tạo ra dẫn
đến sự biến tính protein. Để thực hiện quá trình này, người ta thường bổ sung vào
sữa giống khởi động mong muốn, ủ chúng ở điều kiện nhiệt độ tối ưu (20°C30°C), sau đó ngăn cản sinh trưởng của vi khuẩn bằng việc làm lạnh.
Chủng Lactobacillus. spp và Lactococcus lactis được nuôi cấy để tạo hương và
tạo acid. Lactococcus lactis subsp. diacetilactis có khả năng chuyển hóa citrate
trong sữa thành diacetyl, chất này làm nên hương vị bơ đặc biệt của sản phẩm
cuối cùng.
b. Ưa nhiệt (Thermophillic)
Quá trình lên men được tiến hành ở nhiệt độ 45°C. Một ví dụ điển hình của
dạng lên men này là sản xuất sữa chua. Sữa chua được tạo ra nhờ sử dụng giống
khởi động là S.thermophilus và L.bulgaricus theo tỷ lệ 1:1. Sự phối hợp hài hòa

2 chủng vi khuẩn này, trong đó acid được tạo ra nhờ Streptococcus, còn hương
liệu lại được tạo ra nhờ Lactobacillus sẽ tạo ra sản phẩm cuối là sữa chua có chứa
109 vi khuẩn trên 1 gam.
c. Chữa bệnh (Therapeutic)
 Các loại sữa lên men được cho là có nhiều hiệu quả chữa bệnh. Sữa Acidophilus
được sản xuất nhờ Lactobacillus acidophilus. Vi khuẩn này có thể biến đổi quần
thể vi sinh trong ruột già, tiêu hóa. Nhiều loại vi sinh vật trong sản phẩm lên men
bơ sữa trở nên ổn định trong các quần thể vi sinh đường ruột, và một số loại xuất
hiện có các đặc tính kháng khuẩn.
 Về bản chất của việc bảo vệ sức khỏe vẫn chưa thực sự rõ ràng, nhưng có thể do
khả năng kích thích sự hấp thu lactose, qua đó giảm cholesterol, và các hoạt động
chống ung thư. Nhiều Lactobacillus có các hợp chất chống sự tạo thành u trong
các thành tế bào của chúng. Như vậy, chế độ ăn bao gồm các vi khuẩn sinh acid
11


lactic, đặc biệt L.acidophilus, có thể đóng góp vào việc kiểm sốt ung thư ruột
kết.
 Một nhóm đáng chú ý khác được sử dụng trong lên men sữa là
bifidobacteria. Bifidobacterium là các trực khuẩn Gram dương, khơng sinh bào
tử, có dạng chùy hoặc hình chữ chi ở tận cùng. Bifidobacteria khơng di động, kị
khí, và lên men lactose cùng các loại đường khác thành acid axetic và acid lactic.
Chúng cư trú đặc biệt trong ruột người và được phát hiện từ năm 1906. Nhiều đặc
tính có lợi của vi khuẩn này là duy trì sự cân bằng bình thường trong ruột, và cải
thiện khả năng chịu lactose, có các hoạt tính chống ung thư; giảm thiểu nồng độ
cholesterol trong máu. Thêm vào đó, một số giả thiết cho rằng chúng kích thích
sự hấp thu canxi và tổng hợp phức hệ vitamin B. Nhóm vi khuẩn này cũng được
cho là có khả năng làm giảm và ngăn cản sự bài tiết các rotavirus, một nguyên
nhân gây ra bệnh tiêu chảy ở trẻ nhỏ. Các sản phẩm sữa lên men hiện nay đang
có rất nhiều loại trên thế giới .

d. Sản xuất phomat
 Phomat là một trong số thực phẩm lâu đời nhất đã làm ra được cách đây gần
8000 năm. Có khoảng 2000 loại phomat khác nhau được sản xuất trên thế giới
và khoảng 20 loại thông dụng. Các loại phomat thường được phân loại dựa trên
kết cấu hoặc độ rắn như: phomat mềm (phomat, kem, phomat mềm của Pháp),
phomat bán mềm (Muenster, Limburger, phomat xanh), phomat cứng (cheddar,
Colby, Thụy Sỹ), hoặc rất cứng (Parmesan). Tất cả các loại phomat là kết quả
của sự lên men acid lactic từ sữa, quá trình này làm cho các protein sữa đơng tụ
và hình thành nên sữa đông. Rennin, một loại từ dạ dày bê, hiện nay đã được
sản xuất bởi các vi sinh vật nhờ kĩ thuật di truyền, được sử dụng để thúc đẩy q
trình hình thành sữa đơng. Sau khi sữa đơng được hình thành, đun nóng rồi ép
để loại bỏ nước, sau đó bổ sung muối và làm chín.

12


Hình 1: Sản xuất phomat Chedda.
 Cheddar là một làng của nước Anh, được lấy tên để đặt cho loại phomat mà
nhiều nơi trên thế giới sản xuất (Theo Prescott-Harley-Klein, 2002)
 Sữa đơng có thể được đóng gói để làm chín mà khơng cần bổ sung vi sinh vật.
Q trình ủ sữa đông để sản xuất phomat Roquefort thường được bổ sung nấm
sợi Penicillium roqueforti trước công đoạn cuối cùng. Đơi khi bề mặt của
phomat được hình thành tại thời điểm bắt đầu của việc làm chín ví dụ, phomat
Camembert được bổ sung bào tử của nấm sợi Penicillium camemberti.Độ cứng
cuối cùng của phomat một phần quyết định thời gian làm chín. Các loại phomat
mềm được làm chín chỉ trong 1 đến 5 tháng, trong khi đó phomat cứng cần từ 3
đến 12 tháng, và loại rất cứng thì từ 12 đến 16 tháng như Parmesan.
 Q trình làm chín cũng là yếu tố quyết định chất lượng của phomat Thụy Sỹ.
Sự tạo khí nhờ Propionibacterium góp phần tạo nên hương vị cuối cũng như
hình thành các lỗ và tạo mắt của phomat. Một vài loại phomat được ngâm trong

nước muối để kích thích sự phát triển của một số loại vi khuẩn và nấm đặc thù;
Limburger là một loại phomat như vậy.
e. Thịt và cá
Bên cạnh sự lên men của các sản phẩm phomat, nhiều sản phẩm khác như
thịt, đặc biệt là xúc xích cũng có thể được lên men: thịt lợn hun khói, xúc xích
mùa hè, xúc xích Ý, xúc xích ngắn, xúc xích Lebanon, nước mắm (được tạo thành
13


bởi

vi

khuẩn Bacillus ưa

mặn),

izushi

và

katsuobushi. Pediococcus

cerevisiae và Lactobacillus plantarum hầu hết có liên quan đến q trình lên men
xúc xích. Izuzhi là sản phẩm lên men cá tươi, gạo và rau xanh bởi vi
khuẩn Lactobacillus spp; katsuibushi là kết quả của sự lên men của cá ngừ nhờ
vi khuẩn Aspergillus glaucus. Cả hai loại lên men thịt này đều có nguồn gốc từ
Nhật Bản.
f. Sản xuất đồ uống chứa cồn
 Nhiều nguồn thực vật có chứa hàm lượng carbonhydrat phong phú được sử dụng

để sản xuất đồ uống chứa cồn. Chẳng hạn, nước nho ép được sử dụng để lên
men rượu vang. Người ta sử dụng phương pháp diệt khuẩn Pasteur hoặc dùng
sunfua dioxit, sau đó bổ sung các vi sinh vật mong muốn vào nước nho ép để
lên men.
 Ngược lại, trước khi ngũ cốc và các nguồn tinh bột khác được sử dụng cho sản
xuất rượu, hợp chất carbonhydrat phải được thủy phân. Các hợp chất này được
trộn với nước và được ủ, quá trình này được gọi giai đoạn đường hóa (mashing).
Sau đó, những ngun liệu khơng tan được loại ra để tạo thành hèm rượu - một
dung dịch trong có chứa đường được lên men. Nhiều thủ thuật được sử dụng
trong việc kiểm soát sự thủy phân protein và carbonhydrate để tạo ra hương vị
mong muốn của sản phẩm cuối cùng.
g. Rượu vang và Sâm banh
 Sự sản xuất rượu vang bắt đầu bằng việc thu thập nho, ép lấy dịch, rồi lên men
nhờ các vi sinh vật, tiếp đến là giai đoạn bảo quản và làm chín rượu (hình 19).
Rượu vang (vin) là rượu lên men khơng chưng cất từ nước ép nho (hay sau này
mở rộng ra là nước chiết xuất bằng đường một số loại hoa quả khác). Rượu vang
tuỳ loại mà có nồng độ êtanol thay đổi từ 8% đến 13%. Khơng có nước nào (trừ
một số cơng ty ở nước ta!) có chuyện bổ sung cồn (etanol nồng độ cao) là rượu
vang để điều chỉnh nồng độ êtanol lên 12-13% (giúp bảo quản được ổn định).

14


Hình 2: Sơ đồ quá trình làm rượu vang (Theo Prescott-Harley-Klein,
2002)
 Tất cả dịch nho ép đều có màu trắng, do đó để làm rượu vang đỏ thì vỏ nho phải
được tiếp xúc với nước ép trước khi lên men để các hợp chất tạo màu được chiết
ra từ vỏ. Rượu vang có thể được tạo thành bằng cách sử dụng vi sinh vật có sẵn
trong vỏ nho. Hỗn hợp tự nhiên của vi khuẩn và nấm men có thể tạo thành những
sản phẩm lên men không mong muốn. Để tránh vấn đề này, có thể xử lý nước

ép

nho

với

sulfur

dioxide

và

bổ

sung

chủng Saccharomyces

cerevisiae hoặc S. elipsoideus đã lựa chọn. Sau khi ủ, nước ép được lên men từ
3-5 ngày ở nhiệt độ 20-28oC. Tùy theo mức độ chịu cồn của từng chủng nấm
men, sản phẩm cuối cùng có thể chứa từ 10 -18% rượu etanol. Sự làm trong và
tạo hương vị xảy ra trong suốt q trình làm chín rượu.
15


 Một phần quan trọng của quá trình sản xuất rượu là việc lựa chọn đẻ tạo ra rượu
vang khô (dry wine – không chứa đường tự do) hay là rượu vang ngọt (sweeter
wine – chứa một lượng đường tự do). Việc này có thể được kiểm sốt khi điều
chỉnh nồng độ ban đầu của đường trong nước nho ép. Trong sản xuất rượu vang
ngọt, với hàm lượng đường cao hơn, rượu sẽ tích lũy do đó kìm hãm sự lên men

trước khi đường được sử dụng hoàn toàn. Trong suốt thời gian lên men cuối
cùng của giai đoạn làm chín, những hợp chất có mùi thơm thường được tích lũy
và tạo ra hương vị của rượu.
 Sự sinh trưởng của vi sinh vật trong suốt quá trình lên men tạo ra chất lắng cặn,
sau đó được loại bỏ trong q trình chắt rượu. Cơng đoạn này có thể được tiến
hành ở thời điểm rượu đã được lên men và chuyển vào chai hoặc thùng để làm
chín, hoặc thậm chí sau khi rượu đã được đóng chai.
 Nước Pháp nổi tiếng với rất nhiều loại rượu vang mang tên các vùng trồng nho
như Bordeaux, Alsace, Bergerac, Mâcon, Beaujolais, Côtes du Rhône, Coteaux
du Lyonnais, Clairette de Die, Anjou, Touraine, Corse, Jura và Champagne.
Ngồi rượu vang của Pháp cũng cịn có nhiều loại vang nổi tiếng của các nước
khác. Có thể kể đến vang Kendall - Jackson của vùng California / Mỹ (giá 12220 USD/chai), vang Vitiano của vùng Lazio / Ý (giá 9-30 USD/chai, vang
Kendal-Jackson của New Zealand (giá 13-160 USD/chai), vang Santa Cristina
của vùng Toscana /Ý (giá 7-12 USD/chai), vang Monte Anticio cũng của vùng
Toscana/Ý (giá 9-22 USD/chai), vang Ruca Malen của Argenetina (giá 5-10
USD/chai), vang Borgo Maddalena của vùng Nimis/Ý (giá 13-30 USD/chai)...
Các loại rượu vang này gần đây được mua bán rất nhiều qua mạng Internet.
 Champagne (Sâm banh) là rượu vang nổi tiếng đã được sản xuất cả tại nhiều
nước khác. Riêng vùng Champagne (Pháp) sản xuất mỗi năm 200 triệu chai.
Napoléon Bonaparte đã từng có câu nói nổi tiếng: “Khi thắng trận ta uống
Champagne để ăn mừng, khi thua trận ta uống Champagne để tự an ủi mình”.
Đặc biệt , Champagne là loại rượu sủi bọt và nổ mạnh khi mở nút (được gọi là
Sparkling Wine). Chất lượng cao của rượu Champagne quyết định bởi nhiều
nhân tố: loại nho trắng Chardonnay, nho đỏ Pinot Noir, Pinot Meunier, lên men
hai lần - một lần trong các thùng lớn làm bằng gỗ sồi có nút bật lên bật xuống
16


kêu rầm rập (để cho CO2thốt ra mà khơng cho O2 lọt vào) và một lần trong các
chai thành dầy và cắm ngược lên giá gỗ có xoay bằng tay theo các độ nghiêng

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

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


men lá (phối trộn với một số loại lá cây được lựa chọn theo kinh nghiệm) ln
ln thuộc chiSaccharomycopsis có khả năng chuyển bột thành đường và một
là nấm men thuộc chi Saccharomyces có khả năng chuyển đường thành rượu.
 Rượu Sake cũng là một loại rượu không chưng cất nổi tiếng của Nhật. Cơng

nghệ sinh học của Nhật có thể coi như bắt đầu từ các ngfhiên cứu về rượu sakê
và người đi tiên phong là nhà khoa học Jokichi Takamine.

2. Hư hỏng thực phẩm


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

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

18


 Thịt và những sản phẩm bơ, với giá trị dinh dưỡng cao, chứa các carbohydrat dễ
sử dụng, lipid và protein, là điều kiện lý tưởng cho vi sinh vật phát triển. Phân
giải protein và thối rữa là kết quả điển hình của sự phá hỏng thực phẩm ở các
nguyên liệu giàu protein đó. Khi sữa khơng được tiệt trùng, quá trình làm hỏng
sữa sẽ trải qua 4 bước, sự sản xuất ra acid bởi Lactococcus lactis subsp.lactis có
liên quan đến sự sinh trưởng của vi sinh vật chịu được acid. Nấm men và nấm
sợi do có khả năng phân giải các acid lactic tích tụ làm cho lượng acid giảm đi.

Cuối cùng, các vi khuẩn phân giải protein bắt đầu hoạt động, dẫn tới phá hủy mùi
vị thực phẩm. Sữa đó ban đầu mờ đục, cuối cùng có thể trở nên trong suốt (hình
2)
 So với thịt và bơ sữa, hầu hết hoa quả, rau xanh có ít protein và lipid hơn nên sẽ
bị hư hỏng theo kiểu khác. Rau xanh bị hư hỏng là do vi khuẩn, đặc biệt là vi
khuẩn gây thối Erwinia carotovora tiết enzym thủy phân carbohydrate. Khi thế
oxi hóa khử cao và thiếu điều kiện khử cho phép thì vi khuẩn hiếu khí và hiếu
khí khơng bắt buộc sẽ tham gia vào q trình phân hủy. Vi khuẩn dường như
khơng đóng vai trị quan trọng trong sự phá hỏng ban đầu của hầu hết trái cây mà
chính là vi nấm. Những loại nấm này tiết enzym và xâm nhập qua lớp vỏ bảo vệ
bên ngoài.
 Việc làm hư hỏng cũng xảy ra tương tự như vậy với những sản phẩm từ cam quýt
được chế biến đơng lạnh. Những sản phẩm này dường như ít hoặc khơng trải qua
xử lý, việc làm hỏng chính do Lactobacillus và Leuconostoc gây ra, những vi
khuẩn

này

tạo

mùi

thơm

của

diacetyl.

Nấm

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

19


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

Hình 5: Sự làm hỏng thực phẩm khi thực phẩm khơng được bảo quản thích hợp, các
vi sinh vật có thể gây hư hỏng. Ví dụ: (a) bánh mỳ, (b) ngô
(Theo Prescott-Harley-Klein, 2002)
 Vi nấm là vấn đề đặc biệt của cà chua. Thậm chí khi chỉ thấy vết thâm tím nhẹ
nhất trên vỏ cà chua, nhưng nếu bóc ra, sẽ thấy sự sinh trưởng của nấm. Những
chi nấm được gặp thường xuyên bao gồm Alternaria, Cladosporium,
Fusarium và Stemphylium. Sự sinh trưởng của chúng ảnh hưởng tới chất lượng
của sản phẩm cà chua, bao gồm nước ép cà chua và nước sốt cà chua nấm.
 Vi nấm có thể sinh trưởng nhanh trên những hạt ngũ cốc nếu bảo quản trong điều
kiện ẩm ướt (hình 3). Sự xâm nhập của Claviceps purpura vào hạt gây ra sự
nhiễm độc ergotin. Chất gây ảo giác alkaloid được sinh ra bởi nấm này có thể
dẫn tới biến đổi tập tính, phát triển khơng đầy đủ, và có thể chết nếu ăn phải hạt
bị nhiễm khuẩn.
 Các tác nhân gây ung thư từ nấm bao gồm các aflatoxin và các fumonisin.

Aflatoxin được tạo ra ở hầu hết các sản phẩm quả và hạt ẩm ướt thông thường.
Aflatoxin được phát hiện vào năm 1960, khi 100,000 con gà tây chết do ăn phải
bột xay lạc (đậu phộng) bị nhiễm độc bởi nấm Aspergillus flavus. Những hợp
chất vòng phẳng hai chiều xen vào giữa acid nucleic và hoạt động như một đột
biến dịch khung- chất gây ung thư. Điều này xảy ra đầu tiên trong gan, chúng
được chuyển sang dạng dẫn xuất không ổn định.
 Động vật, sau khi tiêu hóa thức ăn có aflatoxin B1 và B2 sẽ biến đổi các chất này
tạo thành aflatoxin M1và M2 (xem hình 4). Nếu gia súc ăn phải những thực phẩm
20


bị nhiễm aflatoxin này thì chúng cũng thể tồn tại trong sữa và các sản phẩm bơ
sữa. Nếu có cách sàng lọc nhanh aflatoxin trong ngũ cốc, ta có thể hạn chế sự
xuất cảng các các loại ngũ cốc có nguy cơ bị nhiễm. Các loại aflatoxin chủ yếu
và dẫn xuất của chúng có thể được tách dễ dàng ra bởi sắc ký bản mỏng và có
thể nhận biết được dưới ánh sáng của tia UV do đặc tính phát huỳnh quang.
Khơng chỉ có trong ngũ cốc, chúng cịn được tìm thấy ở bia, coca, nho khơ, và
đậu tương xay khơ.

Hình 6: Một số loại Aflatoxin. Khi Aspergillus flavus và một số nấm khác sinh trưởng
trên thực phẩm, chúng có thể tạo ra aflatoxin gây ung thư.
 Những chất này có 4 cấu trúc cơ bản. (a) thiết kế đánh dấu dựa theo màu sắc của
hợp chất dưới tia cực tím sau khi tách từ hạt và tách chiết nhờ sắc ký. Hợp chất
B1 và B2 phát huỳnh quang màu xanh da trời và hợp chất G1 và G2 có màu xanh
lá cây. (b). Hai loại aflatoxin M được tìm thấy trong sữa động vật khi ăn phải
aflatoxin type B. (Theo Prescott-Harley-Klein, 2002).
 Cuối cùng, điều quan trọng là lượng aflatoxin được vơ tình đưa vào qua đường
tiêu hóa của cơ thể. Khẩu vị đối với một số loại khẩu phần ăn có vẻ có liên quan
tới sự phơi nhiễm aflatoxin: trung bình aflatoxin được đưa vào theo kiểu thực
đơn điển hình của người châu Âu là 19 ng/ngày (nanogram), trong khi đó cho

21


thực đơn của người Viễn Đơng được ước tính là 103 ng/ngày. Độ nhạy cảm với
aflatoxin có thể bị ảnh hưởng do phơi nhiễm bệnh từ trước. Người ta đã phát hiện
thấy những người bị viêm gan B nếu bị nhiễm aflatoxin thì có nguy cơ mắc ung
thư gan cao hơn gấp 30 lần so với những người viêm gan B mà khơng phơi nhiễm
aflatoxin.

Hình 7: Cấu trúc fumonisin. (Theo Prescott-Harley-Klein, 2002)
 Các fumonisin do nấm Fusarium moniliforme sinh ra, lần đầu tiên được phân lập
được vào năm 1988, chất này gây nên bệnh viêm chất trắng não ngựa, phù phổi
ở lợn, ung thư thực quản ở người. Fumonisin hoạt động bằng cách phá vỡ sự tổng
hợp, trao đổi chất của các shipgolipid, những hợp chất hoạt động hóa sinh quan
trọng có ảnh hưởng lên chức năng của tế bào. Có ít nhất 10 loại fumonisin khác
nhau, cấu trúc cơ bản của fumonisin FB1 và FB2.
 Ngũ cốc và những thực phẩm chứa ngũ cốc như bột ngũ cốc, bột yến mạch thô,
thường hay bị nhiễm Fusarium moniliforme. Fumonisin do nấm này sinh ra sẽ
ức chế tổng hợp ceramid, một enzym thiết yếu trong việc sử dụng thích hợp các
chất béo trong tế bào. Vì thế điều quan trọng là phải bảo quản những sản phẩm
này trong điều kiện khô, làm cho nấm không thể phát triển được.
 Vi sinh vật nhân chuẩn có thể tổng hợp các chất độc khác thậm chí cịn mạnh hơn
cả aflatoxin và fumonisin. Chất độc từ tảo nhiễm bệnh cho cá, ảnh hưởng cao hơn
đến sức khỏe của động vật biển trong chuỗi thực phẩm; chúng cũng có thể làm
nhiễm bệnh đến động vật thủy sinh có vỏ cứng (shellfish) và cá vây (fin fish),
cuối cùng được tiêu thụ bởi con người. Hầu hết các chất độc được tạo ra bởi tảo
giáp (dinoflagellates), và một vài tảo cát (diatoms). Những bệnh chủ yếu của
người do hậu quả từ chất độc của tảo trong những sản phẩm từ biển bao gồm
chứng mất trí nhớ (amnesic), tiêu chảy, nhiễm độc thần kinh từ động vật thân
mềm. (bảng 3).

22


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

Nguyên nhân

truyền

Loại độc tố

bệnh

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

Alexandrium spp. Gymnodiniu

Động vật

m spp. Pyrodinium spp.

thân mềm

Ngộ độc thần kinh
do Động vật thân Gymnodinium breve

mềm

Động vật
thân mềm

Sacidoxin

Brevitoxin

Cá bám ở
Ngộ độc cá

Gambierdiscus toxicus

mạch đá Ciguatoxin
ngầm

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

Hội chứng ỉa chảy
do ăn phải Động
vật thân mềm

Hội chứng Estuary

Động vật
thân mềm

Dinophysis spp. Prorocentrum

Động vật

spp.

thân mềm

Pfiesteria piscicida

Nước

Domoic acid

Dinophysistoxin

Chưa biết

23


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

Hình 8: Các độc tố tảo biển. Cấu trúc hóa học của các độc tố tảo biển tác động
tới con gười khi dùng các sản phẩm hải sản hoặc nước: a. Satitoxin, b. Brevitoxon,
c. ciguatoxin, d. okadaic acid, e. domoic acid. (Theo Prescott-Harley-Klein,
2002)
3. Vấn đề sức khỏe con người
 Một số vi sinh vật có thể gây bệnh cho người, động vật và thực vật. Những vi

sinh vật gây bệnh là do chúng thực hiện các phản ứng trao đổi trong vật chủ. Đa
số vi sinh vật gây bệnh là loại sống ký sinh và lấy thức ăn từ vật chủ. Còn dạng
khác của vi sinh vật gây bệnh là chúng sản ra các độc tố đối với vật chủ.
 Vi sinh vật gây ra rất nhiều bệnh hiểm nghèo cho người, gia súc, gia cầm. Tuy
nhiên số vi sinh vật gây bệnh chỉ chiếm một phần rất nhỏ trong thế giới vi sinh
vật.
 Các vi sinh gây bệnh rất đa dạng và phong phú về chủng loại và được chia làm
hai loại chính:
 Vi sinh vật sống hoại sinh: Ở trạng thái bình thường chúng sống trên da, niêm
mạc, các bộ phận bên ngồi cơ thể và khơng gây bệnh. Nhưng khi sức đề kháng
của cơ thể yếu, chúng sẽ chui vào các mô, các cơ quan gây bệnh.
24


 Vi sinh vật sống ký sinh: Khi xâm nhập vào cơ thể thì loại vi sinh vật này sinh
sơi nhanh chóng và gây bệnh nguy hiểm như dịch tả, dịch sốt xuất huyết,…
 Khả năng tồn tại của vi sinh vật ngồi mơi trường cũng rất khác nhau: có lồi
có thể sống lâu ngồi mơi trường dưới dạng bào tử, có lồi khơng thể tồn tại
ngồi cơ thể con người như vi khuẩn gây bệnh đau màng óc khi ra ngoài sẽ chết.
 Mỗi loài vi sinh vật chỉ gây một bệnh nhất định và có triệu chứng thể hiện riêng
của mỗi lồi đó trong khoảng thời gian nhất định.
 Các vi sinh vật gây bệnh nổi bật nhất của nước thường gặp trong thời gian gần
đây là: các động vật nguyên sinh Giardia và Cryptosporidium, các vi khuẩn
Campylobacter, Salmonella, Shigella, Vibrio, và Mycobacterium, các virus
viêm gan A (có thể truyền bệnh qua nước còn loại B do truyền máu) và Norwalk.
Bảng 3. Xếp loại các vi sinh vật có trong phân người, gia súc theo mức
độ nguy hiểm
Mức độ nguy hiểm cao

Ký sinh trùng (Ancylostoma, Ascaris, Trichuris

và Taenia)

Mức độ nguy hiểm trung bình

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

Mức độ nguy hiểm thấp

Các vi rút đường ruột

 Vi sinh vật muốn gây bệnh phải phụ thuộc vào các yếu tố sau:
o Năng lực gây bệnh của vi sinh vật: Độc tố và sức xâm nhập của vi sinh vật.
o Số lượng vi sinh vật: vi sinh vật gây bệnh phải có số lượng nhất định mới
có khả năng gây bệnh.
o Đường xâm nhập: Đường xâm nhập phải thích hợp, nếu khơng thì khơng
thể gây bệnh. Như trực khuẩn uốn ván chỉ gây bệnh khi xâm nhập vào cơ
thể qua vết thương ở da; trực khuẩn lỵ, thương hàn phải qua đường tiêu
hóa,…
o Yếu tố đề kháng của cơ thể.
25