Bài giảng Vi sinh thực phẩm - Chương VII: Nguyên tắc cơ bản về vi sinh vật

120 TP lên men với sự tham gia của VSV trong tự nhiên (TP lên men truyền thống) TP lên men với sự tham gia của VSV thuần khiết (TP lên men công nghiệp) Sx thủ công, quy mô nhỏ, năng suất không cao  Không kiểm soát được quá trình, chất lượng chưa ổn định và chưa đồng đều.  Mang bản sắc ẩm thực, kinh nghiệm, văn hóa của mỗi dân tộc Sx quy mô lớn, năng suất cao  Chủ động cấy 1 lượng VSV vào nguyên liệu Kiểm soát được quá trình lên men, chất lượng ổn định & đồng đều CHƯƠNG VII. NGUYÊN TẮC CƠ BẢN VỀ VSV Phải có tốc độ sinh trưởng và phát triển mạnh, thuần Phải tạo ra sản phẩm có năng suất sinh tổng hợp cao, chất lượng tốt Phải có tính thích nghi nhanh trong điều kiện sx CN Phải có khả năng chống chịu lại VSV tạp nhiễm Phải có kích thước đủ lớn, thuận tiện cho quá trình lắng, lọc, tinh chế sau này. Sản phẩm sinh khối dễ tách ra khỏi môi trường nuôi cấy  Chủng VSV được bảo quản dễ dàng, tồn tại các đặc tính trong suốt thời gian sử dụng  Có khả năng thay đổi các đặc tính bằng kỹ thuật di truyền để cải thiện, nâng cao năng suất  Không hoặc ít tạo thành sản phẩm không mong muốn 7.1. Yêu cầu giống VSV 121 7.2. Kỹ thuật tạo giống Phân lập trong tự nhiên PL trong đk sx công nghiệp Tạo giống VSV mới (áp dụng kỹ thuật di truyền) Yêu cầu trình độ cao, thiết bị hiện đại Tạo được giống VSV có đặc tính mong muốn Tiếp hợp, tái tổ hợp Tạo VSV = KTDT /Hiệu quả cao, VSV đã quen với điều kiện sx công nghiệp Tính thích nghi caoPL trong sx CN Tốn thời gian, hoạt lực VSV còn thấp nguồn VSV phong phú đa dạng có cơ chất, có VSV phân giải cơ chất PL trong tự nhiên NhượcƯu điểmNguyên tắcPP Các trung tâm lưu trữ giống trên thế giới và Việt Nam ABBOTT: Abbott Lab, North Chicago, III.60064, USA ATCC: America Type Culture Collector, 12301, Parklaw Drive Rockvill Md20852, USA HIR: Food and Fermentation Divisio, Hokkatdo Profectural Industrial Research Institute Saporo, Japan FERM: Fermentation Research Institute, Agency of Industrial Science and Technology Ministry of Industrial Trade and Industry, Chiba, Japan VTCC, IMBT, National University, HaNoi, VietNam vtcc@vnu.edu.vn; www.biotechvnu.edu.vn (Ngân hàng giống quốc gia, HN) Bảo tàng giống: www.bacteriummuseum.org 122 7.3. Kỹ thuật nhân giống Nhân giống trong PTN Nhân giống trong quy mô sx lớn PPnhân giống khởi động truyền thống và hiện đại Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nhân giống Thành phần các chất trong MT nhân giống (không chứa chất kháng sinh, chất ức chế). Penicillin, chloramphenycol ức chế sinh trưởng của VK lactic. Nồng độ các chất trong MT nhân giống. Nồng độ đường hoặc muối cao tăng p thẩm thấu ức chế VSV pH: chọn pH của MT nhân giống = pHop của VSV. pH ảnh hưởng trực tiếp lên bề mặt tế bào tích điện khác nhau làm cho hoạt độ các loại enzyme VSV thay đổi. pH ảnh hưởng đến sự phân ly của các chất dinh dưỡng có trong MT  Nhiệt độ: chọn To nhân giống = Toop của VSV 123 Quan sát đại thể  Quan sát vi thể Kiểm tra hoạt lực giống VSV (thoái hóa) Giống VSV bị tạp nhiễm, thoái hóa phải phân lập lại hoặc thay giống khác 7.4. Kỹ thuật kiểm tra chất lượng của giống VSV Kiểm tra độ thuần của giống thường xuyên (bị nhiễm từ ống gốc) Khử trùng MT dinh dưỡng; với các MT có bào tử cần khử trùng triệt để hơn. Ví dụ diệt bào tử Bac. subtilis 1800C/60’ - 90’ (Bị nhiễm trong qt nhân giống) Giống VSV bị thoái hóa: do tác động của môi trường bên trong và tác động của những sản phẩm TĐC do chính VSV tiết ra 7.5. Kỹ thuật bảo quản giống VSV Mục đích: đảm bảo được tính chất của VSV (duy trì gần như nguyên vẹn đặc tính ban đầu của giống VSV trước lúc cất giữ) đủ tiêu chuẩn cho quá trình sản xuất. Nguyên tắc: làm chậm quá trình hô hấp và trao đổi chất ở VSV, đồng thời ngăn cản sự sinh sản của chúng. Phương pháp: Bước 1: Tiền bảo quản (thuần hóa giống). Chọn chủng VSV ở điều kiện và giai đoạn tối ưu cho bảo quản. Bước 2: Chọn phương pháp thích hợp cho bảo quản. 124 7.5.1 BQ VSV trong thạch nghiêng (cấy truyền định kỳ) Nguyên tắc: luôn đổi mới tế bào, không gây ra bất thường. Biện pháp: môi trường tối thiểu, nếu môi trường giàu dinh dưỡng, VSV phát triển nhanh sẽ thoái hóa nhanh. Ưu: đơn giản, dễ thực hiện, ít tốn kém, thích hợp ở quy mô nhỏ Nhược điểm: tốn thời gian, thời gian BQ ngắn (1- 2 tháng) Vô tình đã huấn luyện VSV sống ở điều kiện lạnh, làm biến đổi giống VSV ban đầu. 7.5.2. BQ VSV trong lớp dầu khoáng Nguyên tắc: ức chế quá trình hô hấp ở VSV trong cả VSV yếm khí và hiếu khí, hạn chế tiếp xúc với oxy, ngăn hiện tượng mất nước của môi trường và VSV. Biện pháp: đổ 1 lớp dầu khoáng hoặc parafin lỏng Ưu điểm: đơn giản, hiệu quả cao, thời gian BQ dài (1 năm) Nhược điểm: Có lẫn dầu 7.5.3. BQ VSV trong cát, đất sấy khô Nguyên tắc: Sử dụng đất, cát như những giá thể mang. Khi độ ẩm môi trường giảm tối thiểu, VSV không phát triển nữa. (Đất và cát là môi trường tối thiểu) Cách thực hiện: Xử lý đất, cát (rây đều, ngâm trong HCl hoặc H2SO4 đậm đặc 8-12h. Rửa dưới vòi nước cho đến pH trung tính, sấy đất, cát > 1000C. BQ ở điều kiện vô trùng. VSV được nuôi ở môi trường thạch. Đổ cát, đất đã vô trùng vào ống nghiệm, lắc đều, sau đó rót qua ống nghiệm khác. Hàn kín miệng ống Ưu điểm: thích hợp để BQ các giống VSV trong xử lý môi trường, trong nông nghiệp (phân bón) không đòi hỏi mức độ tinh khiết cao. Sử dụng bảo quản giống VSV tạo bào tử. Thời gian bảo quản dài (2 năm) Nhược điểm: không dùng trong sản xuất công nghệ thực phẩm 125 7.5.4 BQ VSV trong các hạt ngũ cốc Nguyên tắc: sử dụng hạt ngũ cốc như giá thể mang Thường sử dụng BQ các nấm sợi và VSV trong thực phẩm Mục đích: giữ VSV ở trạng thái tiềm sinh. Cách thực hiện: Hạt ngũ cốc rời, hấp chín, nuôi nấm mốc trực tiếp (3 – 5 ngày), sấy ở t0 < 500C đạt độ ẩm W <15%. Nhiệt độ bảo quản: 15 – 200C Thời gian bảo quản: 2 năm (châu Âu), 1 năm (Việt nam) 7.5.5 BQ VSV trong giấy lọc Nguyên tắc: áp dụng với VSV có bào tử. Ngoài giấy lọc, có thể sử dụng B.C (bacterium cellulose) Cách thực hiện: 1. Chuẩn bị giấy lọc vô trùng:Cắt giấy lọc 1 – 3 cm. Cho giấy lọc đã cắt vào ống nghiệm, đậy nút bông, sấy 1600 C/ 2h hoặc khử trùng 1210 C/30’. 2. Nuôi VSV trong môi trường lỏng đến khi tạo thành bào tử 3. Dùng pi pet vô trùng hút 1 giọt Vi khuẩn vào giấy lọc. Sấy ở 400 C dến khi thấy miếng giấy lọc khô thì chuyển giấy lọc vào ống nghiệm. Thời gian BQ: 5 năm 126 7.5.6 BQ VSV trong gelantine Cách thực hiện: 1. Chuẩn bị môi trường: Môi trường N.B bổ sung 10% gelantin và 5% acid ascorbic. Khử trùng 1210C/ 15’ 2. Chuẩn bị giống VSV: nuôi giống VSV 3. Trộn VSV với môi trường. 4. Dùng ống nhỏ giọt vô trùng tạo thành từng giọt gelantine nhỏ. Sấy khô trong tủ hút chân không 7.5.7 B Q VSV = pháp lạnh đông Nguyên tắc: Sự phát triển của VSV sẽ bị ức chế ở nhiệt độ lạnh sâu. Cần sử dụng chất bảo vệ VSV (glycerin 15%, saccharose 10% + gelantin 10%... Giúp VSV không bị chết ở nhiệt độ lạnh sâu Thời gian BQ: -300C: 9 tháng; - 400C: 1 năm; - 700C: 10 năm 7.5.8 BQ VSV bằng PP đông khô (được sử dụng trong các ngân hàng giống, cơ quan nghiên cứu lớn) Nguyên tắc: sấy ở nhiệt độ thấp trong điều kiện chân không, không ảnh hưởng đến chất lượng giống và có thể tạo ra các ống giống theo quy mô công nghiệp. Cách thực hiện: giống, nhân giống trong môi trường lỏng, kiểm tra giống (đặc điểm sinh hóa, sinh lý), nếu đạt tiêu chuẩn, máy đông khô 24h, hàn nắp lại. Thời gian bảo quản: 20 năm Ưu điểm: chất lượng giống không đổi, bảo quản ở nhiệt độ thường, thời gian bảo quản dài Nhược điểm: chi phí lớn