Vi sinh vật phân bố khắp mọi nơi trong tự nhiên, trên cả cơ thể người và các loài động vật. Vi sinh vật bao gồm vi sinh vật có lợi và vi sinh vật có hại. Trong đó, chỉ có một số ít loài vi sinh vật gây bệnh cho con người.
Giới thiệu về vi sinh vật
Vi sinh vật là những sinh vật đơn bào, đa bào nhân sơ hoặc nhân thực có kích thước rất nhỏ. Không thể quan sát chúng được bằng mắt thường mà phải sử dụng kính hiển vi. Thuật ngữ vi sinh vật không tương đương với bất kỳ đơn vị phân loại nào trong phân loại khoa học. Không bao gồm cả Virus, Vi khuẩn, Cổ khuẩn, nấm, tảo và động vật nguyên sinh.
Hấp thu nhiều, chuyển hóa nhanh. Vi khuẩn lactic (Lactobacillus) trong 1 giờ có thể phân giải một lượng đường lactose. Đường lactose nặng hơn 1000 – 10 000 lần khối lượng của chúng.
So với các sinh vật khác thì vi sinh vật có tốc độ sinh trưởng cực kì lớn. Chúng phân bố rộng, chủng loại nhiều. Số lượng và chủng loại thay đổi theo thời gian. Vi sinh vật có ở khắp mọi nơi trên Trái Đất. Ở điều kiện khắc nghiệt nhất như ở nhiệt độ cao trong miệng núi lửa, nhiệt độ thấp ở Nam Cực, và áp suất lớn dưới đáy đại dương vẫn thấy sự có mặt của vi sinh vật. Chúng có khoảng trên 100 nghìn loài. Bao gồm 30 nghìn loài động vật nguyên sinh, 69 nghìn loài nấm, 1.2 nghìn loài vi tảo, 2.5 nghìn loài vi khuẩn lam, 1.5 nghìn loài vi khuẩn, 1.2 nghìn loài virut và rickettsia.
Do tính chất dễ phát sinh đột biến nên số lượng loài vi sinh vật tìm được ngày càng tăng. Chẳng hạn như nấm trung bình mỗi năm lại được bổ sung thêm khoảng 1500 loài mới.
Dựa vào lợi ích của từng nhóm vi sinh vật, có thể phân loại thành các nhóm sau:
- Vi sinh vật có lợi: vi sinh vật có lợi trong thực phẩm, vi sinh vật có lợi trong đường ruột, vi sinh vật có lợi cho cây trồng,…
- Vi sinh vật có hại: vi sinh vật gây bệnh.
Vi sinh vật ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm
Vì thực phẩm là nguồn dinh dưỡng dồi dào. Nên nếu có điều kiện bên trong và bên ngoài thích hợp. Vi sinh vật sinh sẽ sinh trưởng nhanh chóng. Chúng 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.
Thịt và những sản phẩm bơ, với giá trị dinh dưỡng cao. Chúng chứa các carbohydrat dễ sử dụng, lipid và protein, là điều kiện lý tưởng cho vi sinh vật phát triển. Phân giải protein và thối rữa là kết quả điển hình của sự phá hỏng thực phẩm ở các nguyên liệu giàu protein đó.
Khi sữa không được tiệt trùng. Quá trình làm hỏng sữa sẽ trải qua 4 bước. 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.
Rau xanh bị hư hỏng là do vi khuẩn. Đặc biệt là vi khuẩn gây thối Erwinia carotovora tiết enzym thủy phân carbohydrate. Khi thế oxi hóa khử cao và thiếu điều kiện khử cho phép thì vi khuẩn hiếu khí và hiếu khí không bắt buộc sẽ tham gia vào quá trình phân hủy.
Vi 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. Sự xâm nhập của Claviceps purpura vào hạt gây ra sự nhiễm độc ergotin. Chất gây ảo giác alkaloid được sinh ra bởi nấm này có thể dẫn tới biến đổi tập tính, phát triển không đầy đủ, và có thể chết nếu ăn phải hạt bị nhiễm khuẩn.
Các tác nhân gây ung thư từ nấm bao gồm các aflatoxin và các fumonisin. Aflatoxin được tạo ra ở hầu hết các sản phẩm quả và hạt ẩm ướt thông thường. Aflatoxin được phát hiện vào năm 1960, khi 100,000 con gà tây chết do ăn phải bột xay lạc (đậu phộng) bị nhiễm độc bởi nấm Aspergillus flavus. Những hợp chất vòng phẳng hai chiều xen vào giữa acid nucleic và hoạt động như một đột biến dịch khung chất gây ung thư. Điều này xảy ra đầu tiên trong gan, chúng được chuyển sang dạng dẫn xuất không ổn định.
Các phương pháp phòng ngừa
Theo các chuyên gia Viện An toàn Thực phẩm và Dinh dưỡng (NFSI), để bảo quản thực phẩm khỏi sự tấn công của các loại vi khuẩn, nấm mốc, nấm men và đề phòng sự phát triển của chúng, cần áp dụng phương pháp bảo quản phù hợp.
Vi sinh vật thường cần không khí, độ ẩm, chất dinh dưỡng và nhiệt độ ấm để phát triển. Do vậy, các biện pháp phòng ngừa cần dựa trên một số nguyên tắc và điều kiện cơ bản sau:
- Diệt khuẩn để đề phòng gây ô nhiễm thực phẩm.
- Đề phòng sự phát triển của vi khuẩn trong thực phẩm như: khống chế nhiệt độ, độ ẩm, hoạt tính của nước, áp suất thẩm thấu và các chất bảo quản khác nhau.
- Tiêu huỷ, tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật, vi khuẩn, nấm mốc, nấm men. Tiêu diệt cả bào tử ở các nhiệt độ khác nhau như nấu chín, thanh trùng kiểu pasteur, đóng hộp, và chiếu xạ, ion hoá thực phẩm…
Bảo quản bằng phương pháp sử dụng nhiệt độ
Thời gian cần thiết để giữ nhiệt độ tối ưu có thể diệt vi sinh vật phụ thuộc vào hoạt tính của nước trong thực phẩm. Thực phẩm khô có ít nước cần phải có thời gian lâu hơn mới đạt được hệ số nhiệt độ thích hợp vì khả năng truyền nhiệt kém hơn so với thực phẩm có nhiều nước.
Diệt khuẩn bằng kỹ thuật thanh trùng (Pasteurized) ở nhiệt độ 63°C đến 66°C trong 30 phút hoặc 71°C đến 72°C trong 15 giây, 89°C trong 1/2 giây, 94°C trong 0,1 giây và 100°C trong 0,01 giây – Lưu ý là nhiệt độ tâm sản phẩm.
Diệt khuẩn bằng nhiệt độ cao (Ultra heat temperature – UHT). Sử dụng nhiệt độ 139°C – 141°C trong vòng 1 đến 5 giây, rồi làm lạnh nhanh xuống 20°C đến 25°C.
Trong sản xuất đồ hộp thực phẩm: Sau khi diệt khuẩn bằng nhiệt độ thích hợp. Cần thêm công đoạn bài khí trong hộp ra ngoài trước khi đóng kín hộp. Phòng ngừa trường hợp vi khuẩn sống sót cũng không có ôxy để phát triển.
Bảo quản bằng cách sử dụng nhiệt độ thấp để làm lạnh thực phẩm: Giữ nhiệt độ không quá 5°C. Giúp ngăn cản hoặc làm chậm quá trình phát triển của vi khuẩn gây bệnh trong thực phẩm. Tuy nhiên, cần lưu ý có một số vi sinh vật gây biến chất thực phẩm, vi khuẩn gây bệnh vẫn có thể phát triển ở nhiệt độ 0°C.
Lưu ý khi bảo quản thực phẩm bằng tủ lạnh
- Không để thực phẩm đã chế biến ở bên dưới thực phẩm chưa chế biến.
- Không để các hộp đựng thực phẩm không có nắp đậy chồng lên nhau.
- Không đặt trực tiếp thực phẩm không được bao gói vào trong tủ lạnh.
- Không để quá nhiều thực phẩm làm chật tủ lạnh. Gây cản trở việc lưu thông không khí trong tủ lạnh. Dẫn đến thực phẩm không được làm lạnh nhanh, đồng đều.
- Không để thực phẩm vừa chế biến còn nóng vào tủ lạnh. Hãy để nguội dần ở nhiệt độ phòng trong khoảng 15-20 phút trước khi cho vào tủ lạnh.
Bảo quản bằng phương pháp cấp đông
Khi nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ đông lạnh sẽ hình thành các tinh thể đóng băng. Dẫn đến sự giảm ngừng đột ngột số lượng các tế bào do bị sốc. Ngay sau thời gian giảm các tế bào, tỷ lệ chết sẽ chậm. Một số chủng vi sinh vật có thể sẽ tồn tại với thời gian dài hơn.
Hầu hết các thực phẩm bảo quản đông lạnh. Sẽ sử dụng kỹ thuật cấp đông trong thời gian nhanh ít hơn 30 phút. Tại một số cơ sở thương nghiệp giữ bảo quản đông lạnh thực phẩm. Thời gian hạ nhiệt độ tới nhiệt độ đông lạnh (-18°C) rất nhanh, thường dưới 20 phút hoặc ít hơn.
Bảo quản bằng phương pháp sấy khô
Có nhiều kỹ thuật để phơi sấy làm khô thực phẩm. Làm bốc hơi dưới ánh sáng mặt trời hoặc dùng luồng không khí nóng, sấy khô bằng trục rulô, sấy phun khô hoặc sấy phun làm thăng hoa.Thực phẩm được bảo quản bằng phương pháp này. Thường là hoa, quả, thực phẩm có nhiều xơ, thịt và cá… Men trong thực phẩm cũng bị ngừng hoạt động do thực phẩm thường được trần hấp (làm trắng) trước khi sấy.
Bảo quản bằng phương pháp sấy hun khói
Hun khói nóng:Là dạng nướng, đưa thực phẩm nướng trên ngọn lửa trong điều kiện bão hoà khói. Thực phẩm được bảo quản dưới dạng hun khói thường ướt. Thời gian bảo quản ngắn và cần được bảo quản trong điều kiện lạnh do lượng nước ở trong thực phẩm còn cao.
Hun khói lạnh:Thường sử dụng nhiệt độ thấp (32°C – 43°C). Một số thực phẩm thường chỉ hun khói lạnh trong thời gian ngắn. Nhưng phần lớn thực phẩm hun khói lạnh kéo dài trong một số ngày hoặc hàng tuần. Trong thời gian đó thực phẩm sẽ mất nước dần và bão hoà lượng khói lớn.
Tất cả các loại thực phẩm xông khói thường không bảo quản được lâu. Để tăng thời gian bảo quản, người ta thường thêm vào một lượng muối thích hợp.
Bảo quản bằng phương pháp sử dụng nồng độ thẩm thấu cao
Phương pháp này sẽ làm giảm hoạt tính của nước trong thực phẩm. Ngăn cản các chất dinh dưỡng từ môi trường qua màng tế bào vi sinh vật. Có 2 biện pháp tạo nồng độ thẩm thấu cao trong thực phẩm là sử dụng muối và đường. Và có 3 phương pháp sử dụng muối để bảo quản thực phẩm, đó là:
- Muối khô: Thực phẩm sẽ hấp thụ lượng muối cao và nước muối luôn luôn chảy thoát ra ngoài.
- Muối ướt: Muối và nước trong thực phẩm được hoà tan thành dung dịch muối và bảo quản thực phẩm.
- Muối trong dung dịch đã có sẵn nồng độ muối thích hợp.
Do có một số loại vi sinh vật gây bệnh như vibrio cholerae. Chúng có thể sống nhiều ngày trong dung dịch muối nhạt. Nên ít khi muối ăn được dùng một mình để bảo quản thực phẩm mà thường được cho thêm một lượng muối khác để bảo quản. Bảo quản thực phẩm bằng sử dụng nồng độ đường thích hợp không thấp hơn 60%. Một số nấm mốc, nấm men, cũng có thể phát triển ở nồng độ đường cao. Nên rất cần bổ sung thêm kỹ thuật bao gói kính kết hợp với diệt khuẩn để bảo quản lâu hơn.
Bảo quản bằng phương pháp sử dụng nồng độ pH thích hợp và lên men
Có rất nhiều loại vi khuẩn bị ngừng hoạt động trong môi trường có nồng độ acid cao. Acid hoá môi trường thực phẩm bằng cách cho thêm acid vào thực phẩm hoặc lên men thực phẩm để đạt được dưới 4 độ pH. Trong kỹ thuật lên men thường sử dụng chủng lactobacillus để sản xuất acid lactic.
Trong quá trình lên men, có một số thành phần khác được hình thành. Nhằm có tác dụng ngăn cản sự phát triển của vi sinh vật lên men lactic, gây bệnh và làm biến chất thực phẩm.
Bảo quản bằng phương pháp sử dụng các chất bảo quản
Có khá nhiều chất hoá học phụ gia bảo quản thực phẩm. Ngăn cản sự phát triển và tiết chất độc của một số chủng vi sinh vật như: acid benzoic, boric, propionic và muối của chúng. Có thể sử dụng kết hợp thêm các acid hữu cơ (acetic, lactic) và muối ăn. Tuy nhiên, khi sử dụng các phụ gia này cần tuân thủ quy định của Bộ Y tế về hàm lượng, loại thực phẩm được phép sử dụng.
Bảo quản bằng phương pháp chiếu xạ thực phẩm
Mức độ an toàn của thực phẩm đã qua chiếu xạ sử dụng tia gamma từ nguồn cobalt 60. Kèm với kỹ thuật kích electron đã được Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đánh giá chất lượng từ những năm 1980.
Với liều chiếu nhỏ hơn 10 kilogray (Kgy) không gây ảnh hưởng tới sức khoẻ con người. Liều thấp hơn sẽ phòng ngừa và ngăn sự nẩy mầm của khoai tây, hành. Giúp diệt côn trùng và kéo dài thời gian bảo quản. Với liều trung bình từ 1 đến 10 Kg có thể giảm sự ô nhiễm vi khuẩn gây bệnh như salmonella. Với liều cao hơn đã được sử dụng để diệt các loại vi khuẩn có bào tử gây ô nhiễm trong các loại rau củ và gia vị. Kỹ thuật này cũng được sử dụng trong bảo quản thịt gia cầm, tôm, ếch…
Linh Như
