Bài giảng Thực hành Vi sinh thực phẩm
Tóm tắt
Bài toán tối ưu hai cấp đang hấp dẫn các nhà khoa học nghiên cứu do ý nghĩa khoa học và tính ứng
dụng rộng rãi của bài toán trong thực tế. Tối ưu hai cấp xuất hiện trên sách báo, tạp chí thường có liên
quan đến các hệ thống phân cấp. Bài toán tối ưu hai cấp bao gồm hai bài toán tối ưu, trong đó một
phần dữ liệu của bài toán thứ nhất được xác định ẩn thông qua nghiệm của bài toán thứ hai. Người ra
quyết định ở mỗi cấp cố gắng tối ưu hóa (cực tiểu hay cực đại) hàm mục tiêu riêng của cấp mình mà
không để ý tới mục tiêu của cấp kia, nhưng quyết định của mỗi cấp lại ảnh hưởng tới giá trị mục tiêu
của cả hai cấp và tới không gian quyết định nói chung. Mô hình toán học của bài toán tối ưu hai cấp
cùng với công cụ dưới vi phân suy rộng dùng để thiết lập điều kiện tối ưu cho bài toán được chúng tôi
trình bày trong bài báo này.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Thực hành Vi sinh thực phẩm
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI GIẢNG THỰC HÀNH HỆ CAO ĐẲNG Năm học 2010-2011 NỘI QUI PHÒNG THÍ NGHIỆM Một số vi sinh vật được sử dụng trong các bài thí nghiệm có thể gây bệnh cho người và động vật, vì thế các nội qui được ban hành để ngăn ngừa nguy cơ nhiễm bệnh cho sinh viên và cán bộ phòng thí nghiệm. Bất kỳ cá nhân nào không tuân thủ tốt các nội qui hay gây nguy hại cho người khác đều không được phép vào phòng thí nghiệm. Khi có bất kỳ thắc mắc nào cần phải yêu cầu sự hướng dẫn của giáo viên hoặc cán bộ phòng thí nghiệm. 1. Các qui định chung + Sinh viên vào phòng thí nghiệm phải mặc trang phục bảo hộ (áo khoác trắng) có bảng tên (thẻ sinh viên) + Sinh viên phải tham dự 100% các buổi thí nghiệm + Sinh viên phải đến đúng giờ, nếu đến trễ quá 15 phút, sinh viên không được phép vào phòng thí nghiệm và được xem như vắng mặt không lý do + Nếu vì bất kỳ lý do bất khả kháng nào sinh viên không tham dự được buổi thí nghiệm, sinh viên phải báo trước (hoặc vào buổi thí nghiệm) cho cán bộ các trách nhiệm + Khi làm hư hỏng các trang thiết bị/dụng cụ của phòng thí nghiệm, sinh viên có nghĩa vụ phải hoàn trả lại + Sinh viên phải đọc kỹ bài trước khi vào thí nghiệm và không được mang tài liệu thí nghiệm vào phòng + Khi làm đổ/tràn các dung dịch hoặc làm bể dụng cụ thủy tinh phải báo cáo cho cán bộ phòng thí nghiệm và xin ý kiến giải quyết. + Sinh viên phải nắm vững các thao tác vô trùng. + Giảm thiểu sự hình thành khí dung khi thao tác. + Rửa tay trước và sau khi thí nghiệm. + Không được ăn/uống/nghe nhạc/đọc sách-báo trong phòng thí nghiệm. + Đọc kỹ các nội qui/qui định có ở cửa phòng thí nghiệm. + Vệ sinh bàn/ghế/kệ và các dụng cụ trước và sau khi thí nghiệm. + Đổ bỏ rác thải đúng qui định. + Không ngậm các đồ dùng (viết, kiếng) trong miệng hay gắn vào tai. + Đọc và ký tên vào các qui định/nội qui để chắc chắn sinh viên đã đọc và hiểu. + Trả đầy đủ dụng cụ sau khi hoàn thành xong bài thí nghiệm. Dụng cụ phải được rửa sạch. + Vệ sinh phòng thí nghiệm theo yêu cầu của người phụ trách 2. Các yêu cầu an toàn + Cột tóc, mặc các phục trang bảo hộ (áo khoác trắng, găng tay chống nhiệt) và dùng dụng cụ/thiết bị đúng lúc, đúng nơi. + Nghiêm cấm dùng miệng hút pipette. 3. Trong các tình huống khẩn cấp + Lưu ý vị trí các trang bị cấp cứu khi cần (dụng cụ y tế, bình cứu hỏa, vòi nước, điện thoại và số điện thoại cấp cứu). + Báo cáo các tình huống khẩn cấp ngay lập tức cho giáo viên hướng dẫn hoặc cán bộ phòng thí nghiệm. + Bình tĩnh khi có tình huống khẩn cấp. PTN Chất lượng Thực phẩm PHẦN I: ĐẠI CƯƠNG VỀ VI SINH VẬT HỌC Bài 1: CÁC THAO TÁC CƠ BẢN TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM VI SINH 1. Môi trường , pha chế và chuẩn bị môi trường 1.1. Môi trường nuôi cấy vi sinh vật: Để phân lập, nuôi cấy hay bảo quản giống vi sinh vật, người ta phải sử dụng các môi trường dinh dưỡng đặc (hoặc lỏng). Môi trường dinh dưỡng không chỉ chứa các thành phần cần cho sự phát triển của ví sinh vật mà còn phải đảm bảo các điều kiện lý hóa thích hợp cho sự trao đổi chất của vi sinh vật với môi trường bên ngoài. Vì vậy, để thiết lập môi trường cần phải biết rõ nhu cầu của vi sinh vật về các chất dinh dưỡng và các đặc điểm trao đổi chất của chúng. Cần lưu ý là nồng độ các chất hòa tan trong môi trường phải cân bằng áp suất thẩm thấu của tế bào vi sinh vật thì mới đảm bảo được sự phát triển tối ưu của chúng Môi trường thường đặt tên theo người đã sáng tạo ra chúng (ví dụ môi trường Kzapek, môi trường Hansen) hay theo các thành phần dinh dưỡng đặc trưng của môi trường đó (ví dụ môi trường dịch trích giá đậu, khoai tây) 1.2. Nguyên tắc pha chế môi trường: Nguyên tắc cơ bản nhất để pha chế môi trường là phải đảm bảo các nhu cầu cơ bản của vi sinh vật (nguồn C, N và các khoáng). Ngoài ra còn có một số nguyên tắc sau: a. Tùy theo nhu cầu nghiên cứu hay học tập mà pha chế môi trường phù hợp: - Nếu muốn nuôi cấy vi sinh vật để quan sát hình thái thì phải nuôi cấy trên môi trường đặc - Nếu muốn tìm hiểu sự trao đổi chất của vi sinh vật thi dùng môi trường lỏng - Môi trường chỉ chưa cao thịt, pepton dùng nuôi cấy vi khuẩn hoại sinh b. Tùy vào nhu cầu dinh dưỡng đặc biệt của vi sinh vật để bổ sung thành phần khác nhau nào đó: - Cần nuôi cấy vi sinh vật phân giải cellulose cần bổ sung cellulose vào môi trường - Cần nuôi cấy vi sinh vật chuyển hóa N, cần bổ sung các hợp chất chứa N vào môi trường - Hay bổ sung các kháng sinh vào môi trường nhằm nuôi cấy các vi sinh vật có khả năng kháng lại kháng sinh 1.3. Phân loại môi trường i. Dựa vào thành phần - Môi trường tự nhiên: Các loại môi trường là các hợp chất tự nhiên như: khoai tây, cám gạo, bã khoai mì, phế phẩm chế biến thịt, dịch sữathành phần môi trường thường phức tạp và không ổn định - Môi trường tổng hợp: sử dụng các loại hóa chất hữu cơ hoặc vô cơ tinh khiết để pha chế môi trường với tỷ lệ chính xác - Môi trường bán tổng hợp: sử dụng cả các hóa chất tinh khiết lẫn các thành phần tự nhiên. ii. Dựa vào tính chất vật lý - Môi trường lỏng - Môi trường rắn: thường có từ 1,5-2% agar hoặc gelatine - Môi trường bán lỏng: có khoảng 0,3-0,7% agar iii. Dựa vào công dụng: - Môi trường đặc trưng hay chọn lọc: môi trường có chứa một thành phần đặc biệt chỉ phù hợp với 1 hoặc 1 nhóm vi sinh vật nào đó. Ví dụ môi trường dùng để phân lập vi sinh vật chuyển hóa đạm, chuyển hóa lân - Môi trường kiểm định: dùng để xác định một tính chất nào đó của vi sinh vật. Người ta thương bổ sung một hợp chất đặc biệt có sự biến đổi có thể nhìn thấy được trong quá trình nuôi cấy vi sinh vật như các chất chỉ thị màu. 1.4. Cách pha chế môi trường Pha chế môi trường là một khâu quan trọng do vậy cần phải chính xác. Gồm các bước sau: - Cân các thành phần môi trường - Nếu là môi trường lỏng: pha các thành phần vào nước, chú ý thứ tự pha chế - Nếu là môi trường đặc: hòa tan các thành phần vào nước rồi thêm 1,5-2% agar và đun đến khi agar tan chảy. - Lọc: thường lọc môi trường qua vải hoặc bông - Chỉnh pH: tùy theo yêu cầu vi sinh vật hoặc yêu cầu nghiên cứu, thường điều chỉnh pH phù hợp. Thường dùng các loại hóa chất như: H2SO4, H3PO4, KOH, NaOH - Phân phối vào dụng cụ chứa: nếu là bình chứa thì cho vào khoảng 2/3 thể tích bình, nếu là làm môi trường thạch dĩa thì cho vào khoảng 10-15ml/dĩa, nếu làm thạch nghiêng thì cho vào 1/4-1/5 chiều cao ống nghiệm. - Tiệt trùng môi trường: thường dùng phương pháp chủ yếu là nhiệt ẩm với áp suất cao (121oC, 1atm) nhằm tiêu diệt tất cả các bào tử cũng như các vi sinh vật không mong muốn có sẵn trong môi trường . Thực hiện pha chế môi trường Mỗi nhóm thực hành pha chế hai môi trường dùng để nuôi cấy vi sinh vật như sau: - Môi trường 1 (môi trường dịch trích giá đậu): + Giá đậu: 200g + Glucose: 10g + Trypton: 5g + Yeast extract: 1g + Agar: 15g + H2O: đủ 1000 ml - Môi trường 2 (Môi trường dịch trích khoai tây): + Khoai tây: 200g + Saccharose: 50g + Pepton: 5g + Yeast extract: 1g + Agar: 20g + H2O: đủ 1000 ml Cách thực hiện: giá đậu hoặc khoai tây đun với H2O để sôi trong 20 phút, lọc lấy dịch trong, bổ sung các thành phần còn lại. Sau đó tiếp tục đun đến khi agar tan hoàn toàn. Phân phối vào các bình chứa và đem tiệt trùng ở 121oC trong 15 phút. 2. Các dụng cụ sử dụng trong vi sinh vật học 2.1. Dụng cụ dùng cấy chuyền Các loại dụng cụ được sử dụng cấy chuyền đều nhằm mục mục đích chuyển vi sinh vật từ môi trường cũ sang một môi trường mới cho các nhu cầu khác nhau: cấy chuyền, nhân giống, phân lập vi sinh vật. Tất cả các dụng cụ dùng cấy chuyền đều phải đảm bảo được vô trùng bằng nhiều cách khác nhau, nhằm tránh việc đưa vào môi trường những vi sinh vật không mong muốn. thường sử dụng phương pháp tiệt trùng bằng nhiệt khô 140-150oC trong ít nhất 1 giờ. Các dụng cụ kể trên đều chủ yếu dùng chuyển đổi vi sinh vật từ một môi trường lỏng sang môi trường khác. Để chuyển vi sinh vật từ môi trường rắn sang môi trường khác, người ta chủ yếu sử dụng que cấy vòng/ thẳng hoặc que cấy móc. Que cấy thẳng (a) và que cấy vòng (b) Khi sử dụng que cấy, thường que cấy sẽ được tiệt trùng trên ngọn lửa đèn cồn hoặc đèn Bunsel. Khi tiệt trùng phải đảm bảo đầu que cấy hoặc bất cứ thành phần nào của que cấy phải được tiệt trùng hoàn toàn bằng cách đốt nóng đỏ. 2.2. Các phương pháp phân lập và cấy chuyền vi vi sinh vật: Phân lập vi sinh vật là việc phân tách các chủng vi sinh vật trong môi trường tự nhiên và cô lập chúng nhằm chọn lựa giống vi sinh vật thuần khiết cho những mục đích khác nhau. Để phân lập vi sinh vật, người ta thường tiến hành nuôi cấy vi sinh vật trên các môi trường chọn lọc nhằm ưu tiên sự phát triển của một loại vi sinh vật nào đó. Nếu như không có được môi trường đặc trưng thì thường người ta sẽ nuôi vi sinh trên các môi trường rắn và làm cách nào đó tách rời các tế bào vi sinh vật và cho chúng phát triển riêng rẽ trên môi trường rắn để tạo thành khuẩn lạc (colony) với hình dáng đặc trưng và việc chọn lựa sẽ được tiến hành trên các khuẩn lạc này. Một số hình dạng khuẩn lạc mọc trên môi trường rắn: hàng 1 (nhìn từ trên xuống), hàng 2 (nhìn ngang), hàng 3 (dạng rìa khuẩn lạc) Các phương pháp cấy Cách cấy trong ống thạch nghiêng Cấy trên đĩa môi trường thạch bằng que cấy vòng Cấy trên đĩa môi trường thạch bằng que trãi Các thao tác chính khi cấy ví sinh vật Các khuẩn lạc mọc riêng rẽ, dễ chọn lựa Thực hành: Sử dụng môi trường đã pha chế ở phần trên, tiến hành làm các dạng môi trường thạch đĩa, thạch nghiêng và tiến hành cấy một số giống vi sinh vật do phòng thí nghiệm cung cấp. Nuôi ủ ở nhiệt độ thích hợp và đánh giá kết quả sau 48 giờ nuôi cấy. Bài 2:KÍNH HIỂN VI QUANG HỌC NỀN SÁNG Một kính hiển vi tốt là một dụng cụ rất quan trọng trong phòng thí nghiệm vi sinh. Có nhiều loại kính hiển vi khác nhau, trong đó loại thường dùng nhất là kính hiển vi quang học nền sáng (bright-field light microscope). Kính hiển vi này có nhiều thấu kính và có một nguồn ánh sáng trắng. Chúng phóng đại và chiếu sáng các vật thể nhỏ bé như vi khuẩn và các vi sinh vật khác mà chúng ta không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Kính hiển vi loại này sẽ được chúng ta sử dụng trong toàn bộ môn học này. Nếu sử dụng thành thạo kính hiển vi, sinh viên có thể thu nhận được những thông tin chính xác và hữu ích về các tiêu bản hoặc mẫu nuôi cấy vi sinh vật. Việc nghiên cứu trong phòng thí nghiệm với kính hiển vi sẽ giúp cho chúng ta có được những ấn tượng sâu sắc về các hình thái rất nhỏ bé của sự sống, những hình thái chỉ quan sát được khi chúng được phóng đại nhiều lần. 1. Các bộ phận chủ yếu của kính hiển vi quang học nền sáng và chức năng của chúng a. Hãy nhìn vào kính hiển vi trước mặt và so sánh nó với hình vẽ. Kính hiển vi được đặt trên một chân đế (base) vững chắc và có một bộ phận tay cầm (arm) để chúng ta có thể di chuyển kính hiển vi đến vị trí khác (Lưu ý: khi cầm hoặc mang kính hiển vi đi nơi khác, luôn phải sử dụng cả hai tay; một tay nắm lấy bộ phần tay cầm trong khi tay khác đỡ vào chân đế). Không bao giờ được nhấc kính lên bằng cách nắm vào các thấu kính. b. Hãy nhìn vào bàn chứa tiêu bản, chúng nằm giữa hệ các thấu kính bên trên và một bộ phận cung cấp ánh sáng bên dưới. Bàn chứa tiêu bản có một lỗ tròn ở vị trí trung tâm. Nó cho phép ánh sáng từ bên dưới đi xuyên qua và đến được các thấu kính bên trên. Tiêu bản cần quan sát sẽ được đặt trên bàn chứa tiêu bản, nơi mà có ánh sáng chiếu từ bên dưới tới. Lưu ý đến núm điều chỉnh bên cạnh bàn chứa tiêu bản, chúng dùng để di chuyển tiêu bản qua trái/phải hoặc trước/sau trên bàn chứa tiêu bản . Bàn chứa tiêu bản loại này gọi là bàn chứa tiêu bản cơ khí (mechanical stage) c. Một đèn chiếu được đặt trong chân đế. Anh sáng sẽ đi xuyên qua tụ quang Abbe (Abbe condenser). Tụ quang có chứa các thấu kính. Chúng có tác dụng tập trung các tia sáng vào tiêu bản. Tụ quang có cửa sập (iris diaphragm, shutter) dùng để điều chỉnh lượng ánh sáng. Một thanh gạt (rotating knob) được gắn kèm theo để điều chỉnh cửa sập. Tụ quang có thể được nâng lên hay hạ xuống nhờ một núm điều chỉnh (adjustment knob). Khi hạ kính tụ quang xuống sẽ làm giảm lượng tia sáng chiếu vào tiêu bản (điều này thường không được thực hiện khi nghiên cứu vi sinh vật). Cách tốt nhất là giữ tụ quang ở vị trí cao nhất và chỉ điều chỉnh lượng sáng bằng cách đóng/mở cửa sập. d. Phía trên bàn chứa tiêu bản, được gắn với tay cầm, là một ống tròn (tube) có các thấu kính phóng đại. Bên dưới ống tròn là một cổ xoay (rotating nosepiece) được gắn với ba hay bốn vật kính (objective lenses). Khi xoay cổ xoay, một trong số các vật kính sẽ được đặt đúng vào vị trí lỗ tròn trên bàn chứa tiêu bản. Bên trên ống tròn là thị kính (ocular lens, eyepiece) (kính hiển vi có thể có một thị kính, loại hai thị kính cho phép chúng ta có thể nhìn bằng cả hai mắt). e. Tùy loại kính hiển vi đang sử dụng mà cổ xoay và bàn chứa tiêu bản có thể được nâng lên hay hạ xuống bằng núm sơ cấp (coarse adjustment knob) và núm thứ cấp (fine adjustment knob). Trong một số loại kính hiển vi, chúng được đặt tại hai vị trí riêng hoặc sẽ được đặt cái này bên trên cái kia. Khi sử dụng phải vặn nút sơ cấp một cách nhẹ nhàng để nâng hoặc hạ bàn chứa tiêu bản. Đầu tiên, điều chỉnh cho bàn chứa tiêu bản được nâng lên tối đa gần sát với vật kính, đồng thời phải đưa mắt nhìn từ phía bên ngoài để tránh việc vật kính đâm thủng tiêu bản, từ đó làm hỏng vật kính. Nút thứ cấp sẽ làm di chuyển bàn chứa tiêu bản một cách rất chậm chạp vì vậy không thể thấy sự di chuyển này khi nhìn bên ngoài. Ta sử dụng nút thứ cấp khi mắt đang nhìn vào thị kính và điều chỉnh nhẹ nhàng để chỉnh rõ nét ảnh đang quan sát. f. Lưu ý chỉ được hạ bàn chứa mẫu vật đi xuống khi đưa mắt vào quan sát ở thị kính để tránh trường hợp vật kính đâm thủng tiêu bản; chỉ khi người kỹ thuật viên quan sát từ bên ngoài mới cho phép nâng bàn chứa tiêu bản lên g. Khi xoay nút thứ cấp quá nhanh có thể làm cho nút xoay bị kẹt cứng, khi đó không được cố xoay tiếp mà phải thông báo ngay cho giáo viên hướng dẫn. h. Tổng số lần phóng đại tùy thuộc vào vật kính và thị kính đang dùng. Nhìn vào thị kính, sinh viên sẽ thấy một ký hiệu “10X”, có nghĩa là phóng đại 10 lần. Nhìn vào các vật kính sẽ thấy ký hiệu “4X”, “10X”, “40X” và “100X”, tương ứng với độ phóng đại 4, 10, 40, và 100 lần. Vật kính low-power còn được gọi là vật kính 10x hay 16mm. Vật kính high-dry (high-power) còn được gọi là vật kính 40x hay 4mm. Vật kính dầu còn gọi là vật kính 90x, 100x hay 1.8mm. Khi độ phóng đại tăng, kích thước của đầu vật kính sẽ nhỏ dần và cho phép ít ánh sáng đi qua. Đó là lý do mà sinh viên cần phải điều chỉnh vị trí của tụ quang và cửa sập chắn sáng khi dùng các vật kính khác nhau để có thể nhìn tiêu bản được rõ ràng hơn. Tụ quang tập trung ánh sáng lên một vùng nhỏ bên trên bàn chứa tiêu bản, còn cửa sập điều chỉnh lượng sáng đi vào tụ quang. Kh ... nhiệt độ và thời gian thích hợp. Dựa vào kết quả biểu kiến chứng minh sự tăng trưởng của vi sinh vật cần kiểm định trong từng ống nghiệm (thường là các hiện tượng sinh hơi, đổi màu, đục). Ghi nhận số lượng các ống nghiệm dương tính ở từng độ pha loãng. Sử dụng các số liệu này và dựa vào bảng Mac Crady suy ra mật độ vi sinh vật được trình bày dưới dạng số MPN/100 ml, MPN/1 g mẫu. Độ chính xác của trị số MPN phụ thuộc vào số lượng ống nghiệm lặp lại trong mỗi độ pha loãng: số lượng ống nghiệm lặp lại càng cao thì độ chính xác của trị số vi sinh vật có thể được nuôi cấy trong môi trường lỏng chọn lọc và cho kết quả biểu kiến thích hợp. Ví dụ, môi trường BGBL ở 37oC có thể định lượng nhóm coliforms, cùng môi trường này ở 45oC cho phép định lượng coliforms phân hoặc môi trường Mannitol Salt Broth có thể dùng để định lượng Staphylococcus 3. Định lượng Coliforms bằng phương pháp MPN Tuần tự cấy 1 ml dịch mẫu đã pha loãng 10-1 vào 3 ống nghiệm giống nhau, mỗi ống chứa 10 ml môi trường LST và ống Durham úp ngược. Thực hiện tương tự với dịch mẫu đã pha loãng 10-2, 10-3 đến 10-10Ủ ống nghiệm trong 48 giờ ở 37oC. Ống dương tính là ống có sinh khí bọt khí trong ống Durham). Ghi nhận số ống dương tính. Thử nghiệm khẳng định: dùng que cấy vòng chuyển dịch mẫu từ các ống LST dương tính sang các ống chứa môi trường BGBL và ủ ở 37oC trong 48 giờ. Ghi nhận số ống dương tính ứng với mỗi độ pha loãng Lưu ý: cần loại bỏ các ống nghiệm có chứa bọt khí trong ống Durham sau khi tiệt trùng môi trường. Các ống có khả năng hiện diện của Coliforms là các ống dương tính ở cả môi trường LST lẫn BGBL. Các thao tác chính 4. Lựa chọn các độ pha loãng để tính kết quả Mỗi mẫu kiểm nghiệm chọn 3 độ pha loãng liên tiếp ứng với 1 trong 3 trường hợp sau sao cho thích hợp. Tiến hành thứ tự theo các trường hợp và các bước (a, b,c) sau: Trường hợp 1 a. Chọn độ pha loãng cao nhất (tức là dịch pha loãng có nồng độ mẫu nhỏ nhất) cho 3 ống dương tính, cùng với hai độ pha loãng cao hơn tiếp theo (tức là độ pha loãng này có nồng độ mẫu là 1/10 và 1/100 của độ pha loãng thứ nhất đã được chọn (xem ví du) b. Xem trường hợp 3 c. Nếu các dịch pha loãng tiếp theo ngoài dịch pha loãng cao nhất cũng cho 3 ống dương tính thì chọn tiếp 3 độ pha loãng cao nhất trong cả dãy (tức là những độ pha loãng có nồng độ mẫu nhỏ nhất) (xem bảng 1, ví dụ 2) Trường hợp 2 a. Nếu trường hợp 1 không thể áp dụng, chọn 3 độ pha loãng cao nhất trong cả dãy (tức là những độ pha loãng có nồng độ mẫu nhỏ nhất), trong số đó ít nhất thu được 1 kết quả dương tính (xem bảng 1, ví dụ 3) b. Xem trường hợp 3 Trường hợp 3 (trường hợp đặc biệt) Trong tất cả các trường hợp, khi có nhiều hơn một trong 3 độ pha loãng được chọn theo trường hợp 1 và 2 không có ống dương tính, thì hãy chọn độ pha loãng nào có độ pha loãng thấp nhất không có các ống dương tính (tức là độ pha loãng có nồng độ mẫu cao nhất) và 2 độ pha loãng thấp hơn kế tiếp trong dãy pha loãng (tức là có nồng độ mẫu gấp 10 lần và 100 lần độ pha loãng thứ nhất đã chọn), (xem bảng 1, ví dụ 4 & 5), trừ khi các ống dương tính chỉ tìm thấy ở mức pha loãng đầu tiên được chuẩn bị từ mẫu thử. Trong trường hợp cuối cùng này, cần chọn ra 3 độ pha loãng đầu tiên để tính MPN, thậm chí loạt ống này bao gồm 2 độ pha loãng không có ống dương tính nào Ví dụ lựa chọn các kết quả dương tính đối với việc tính toán MPN 5. Xác định chỉ số MPN Sử dụng kết quả của phần 4. để tra bảng 2 Kết quả (MPN/ml) = kết quả trang bảng x f/10 f: độ pha loãng thấp nhất được chọn (10n) Ví dụ Bảng tra MPN dùng cho loạt 3 ống nghiệm ở 3 nồng độ pha loãng liên tiếp BÀI 4: ĐỊNH LƯỢNG TRỰC TIẾP TẾ BÀO VI SINH VẬT 1. Định lượng trực tiếp tế bào bằng buồng đếm Có thể sử dụng buồng đếm để định lượng vi sinh vật có kích thước tế bào lớn như nấm men, bào tử nấm mốcvới độ phóng đại x100 đến x400. Với tế bào vi khuẩn, do kích thước nhỏ, nên phải sử dụng buồng đếm Petroff-Hasser. Phương pháp đếm trực tiếp còn giúp quan sát được hình thái tế bàoKết quả đếm được là tổng số tế bào có trong mẫu, không phân biệt được tế bào còn sống hay tế bào chết (chỉ phân biệt tế bào nấm men chết khi tiến hành nhuộm với dung dịch methylen blue ) 2. Cấu tạo buồng đếm hồng cầu Buồng đếm hồng cầu là một phiến kính dày hình chữ nhật, giữa là phần lõm phẳng, tại đây có kẻ một lưới gồm 400 ô vuông nhỏ có diện tích tổng cộng là 1mm2.Bao gồm 25 ô vuông lớn; mỗi ô vuông lớn này gồm có 16 ô vuông nhỏ. Vì thế, diện tích một hình vuông nhỏ là 1/400 mm2 và một hình vuông lớn là 1/25 mm2. 3. Cách tiến hành a. Pha loãng huyền phù tế bào vi sinh vật sao cho trong mỗi ô lớn chỉ từ 10 – 50 tế bào). b. Lắc mạnh dịch huyền phù tế bào (đã pha loãng), dùng pippet Pasteur để hút dịch 2. huyền phù này. 3. Đậy buồng đếm bằng một phiến kính mỏng 4. Nhẹ nhàng dùng đầu pippet (chứa một giọt huyền phù vi sinh vật), đặt vào cạnh buồng đếm (nơi tiếp giáp với phiến kính mỏng). Dịch huyền phù sẽ đi vào buồng đếm nhờ cơ chế mao dẫn. Buồng đếm được chuẩn bị đúng khi chỉ có vùng không gian nằm giữa lá kính và buồng đếm được phủ bởi dịch huyền phù tế bào, còn các rãnh chung quanh thì không bị dính ướt. 5. Di chuyển nhẹ nhàng khung đếm để dịch huyền phù tràn đầy các khoang. Khi đó, dịch nằm trong khoang có độ dày khoảng 0.1mm 6. Đặt buồng đếm lên kính hiển vi, sử dụng vật kính x10 để tìm buồng đếm. Chỉnh thật rõ, sau đó chuyển qua vật kính x40 để đếm 7. Điều chỉnh cường độ ánh sáng bằng cửa sập để có thể quan sát rõ ràng cả tế bào lẫn các đường kẻ. Tuỳ vào số lượng tế bào mà có thể chọn cách đếm tất cả các tế bào có trong ô trung tâm hay chỉ đếm các tế bào có trong một số ô vuông lớn đại diện. Thông thường ta chọn 1 ô trung tâm và 4 ô nằm ngoài bìa hoặc 5 ô theo đường chéo (các ô đánh dấu X) 8. Bắt đầu đếm tế bào sau khi nhỏ giọt dịch từ 3 – 5 phút; phải đếm các tế bào nằm trên 2 đường kẻ kề nhau được chọn của từng ô. PHẦN 3: ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM Bài 1: LÊN MEN RƯỢU VANG QUẢ 1. Giới thiệu: Danh từ rượu vang quả được dùng để chỉ loại rượu được lên men từ dịch ép trái cây (nho, dâu, thơm, táo...) của một số chủng nấm men. Rượu vang quả thu được không qua chưng cất, có hương vị thơm ngon của trái cây tự nhiên, có độ cồn nhẹ (10 – 15%) là loại nước giải khát thơm ngon, giàu chất bổ dưỡng, đặt biệt rất thích hợp đối với phụ nữ. Tùy theo lượng đường khử còn lại trong rượu vang sau khi lên men xong, người ta phân biệt: (a) rượu vang khô: 10 g đường/l, (b) nửa khô: 20 – 30 g đường/l, (c) nữa ngọt: 45 g đường/l, và (d) rượu ngọt: 80 – 110 g đường/l. Trong rượu vang có chứa các acid hữu cơ và vô cơ (acid tartric, acid malic, acidcitric, acid oxalic...). pH của rượu vang khoảng từ 2.9 – 3.9. 2. Qui trình thí nghiệm 1. Rửa sạch quả (2~3kg) 2. Làm dập quả (nho,...) hoặc xay dập (thơm, xoài,...) hoặc cắt thành lát mỏng. Với chuối, nên tiến hành xắt lát và sấy khô trước đó. Với các loại quả khác, ta xay dập, vắt lấy nước quả bằng túi vải lọc. 3. Cho quả (hoặc dịch quả) vào trong hũ plastic loại 5 L đã rửa sạch (chọn loại có nắp vặn chắc). 4. Bổ sung thêm nước (1~2 L) sao cho đạt 2/3 thể tích bình chứa. 5. Bổ sung đường cát trắng sao cho dung dịch đạt nồng độ chất khô 25oBx (khuấy đều để đường tan hoàn toàn). 6. Điều chỉnh về pH 5.0 (sử dụng giấy quỳ tím và acid citric). 7. Bổ sung môi trường chứa huyền phù Saccharomyces oviformis đã qua nhân giống trong 30oC /48 giờ với thể tích phù hợp 8. Kết thúc quá trình lên men chính khi nồng độ chất khô không tiếp tục giảm và hầu như không có sự hình thành bọt khí trong bình lên men (khoảng 5 –7 ngày). Ta có được rượu non 9. Lọc bỏ xác quả bằng vải lọc thưa. 10. Tiến hành quá trình lên men phụ trong các chai plastic (chai pet loại 1.25–1.50 L) ở nhiệt độ 15 – 18oC (ngăn mát tủ lạnh). Thỉnh thoảng mở hé nắp vặn để xả bớt lượng khí CO2 tích lũy trong chai (phòng tránh phồng/nổ chai) 11. Sau 7 ngày, lọc bỏ cặn nhiều lần (qua bông gòn loại thấm nước) để có được rượu sống. 12. Tiếp tục ủ chín trong các chai plastic như trên ở 15 – 18oC với thời gian vài tháng để có được rượu vang chín. Gợi ý: tùy điều kiện, sinh viên có thể dùng 100% dịch quả (không bổ sung thêm nước) để có được hương vị của rượu tốt hơn. Để có được loại rượu với hương vị tốt, sinh viên nên sử dụng nho và thơm để làm thí nghiệm. Sinh viên có thể sử dụng rượu sống hoặc tiếp tục ủ chín để có rượu vang chín với hương vị tốt hơn 3. Theo dõi quá trình lên men qua một số chỉ tiêu sau Trong giai đoạn lên men chính: a. Nồng độ chất khô (oBx): kiểm tra 2 ngày/lần. b. pH. c. Sự tạo thành bọt khí bên trong hũ nhựa (ghi nhận kết quả quan sát được). d. Độ cồn: mẫu rượu sau khi kết thúc lên men chính được chưng cất và xác định độ cồn bằng phương pháp chuẩn độ (hoặc phương pháp dùng bình tỉ trọng). Các kết quả được ghi nhận vào bảng biểu và được vẽ đồ thị theo thời gian. . Bài 2: LÊN MEN GIẤM 1. Giới thiệu: Theo khái niệm của Tổ Chức Nông Lương Thế Giới (FAO), giấm được định nghĩa như sau: “Giấm (vinegar) là dung dịch acid loãng mà con người có thể sử dụng được thông qua đường tiêu hóa. Giấm phải được sản xuất từ những nguyên liệu có nguồn gốc từ nông nghiệp chứa tinh bột, đường, đầu tiên bằng quá lên men chuyển đường thành rượu sau đó tiếp tục lên men acetic chuyển rượu thành acid acetic (thành phần chủ yếu của giấm)”. Đây là khái niệm được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới cho tới ngày nay. Một số ứng dụng quan trọng của giấm trong công nghệ thực phẩm là: − Chất gia vị làm tăng giá trị cảm quan của một số sản phẩm thực phẩm như: xốt, tương cà, tương ớt, mayonaise, salad trộn, rau dầm giấm (dưa chuột dầm giấm, rau cải dầm giấm, hành dầm giấm, hương thảo dầm giấm) − Phụ gia bảo quản, khử mùi tanh của thịt cá trước khi chế biến. Ngày nay, giấm đang được đa dạng hóa từ nhiều nguyên liệu khác nhau. Ở Nhật, ngoài vai trò tăng giá trị cảm quan, người ta còn sản xuất một số loại giấm chức năng như giấm từ gạo lức giàu acid amin, giấm từ củ hành giàu acid amin, K, Mg. Hàng năm, trên thế giới, sản lượng giấm tiêu thụ là rất lớn. 2. Quy trình thử nghiệm i. Tiến hành làm rượu vang quả (dứa, nho) hoặc rượu gạo, rượu nếp than, rượu từ dịch chiết malt để thu được rượu non. ii. Lọc bỏ bã bằng vải lọc iii. Hiệu chỉnh nồng độ rượu về 5% bằng nước iv. Bổ sung giống vi khuẩn Acetobacter aceti với tỉ lệ 10% - 30%. v. Cho phần rượu non đã bổ sung giống vi khuẩn đã lọc vào hũ (nhựa hoặc thủy tinh) sao cho phần rượu chiếm 50 – 70% thể tích vật chứa. Lưu ý, sau khi bổ sung giống nồng độ acid của dịch lên men phải đạt tối thiểu 0.5% (tính theo acid acetic), nếu chưa đạt phải hiệu chỉnh bằng acid acetic vi. Để yên trong khoảng 1 tháng. Hàng ngày mở nắp hũ chứa một lần trong khoảng thời gian 1 – 2 phút. Tuyệt đối không được lắc hũ chứa hoặc làm cho lớp váng mỏng bị vỡ hay chìm xuống vii. Kiểm tra độ acid định kỳ hàng tuần. Nếu đạt nồng độ acid acetic >4.5% là đạt yêu cầu. Ta thu được giấm non. viii. Lọc kỹ qua một lớp bông gòn thấm nước hoặc ly tâm 5000 rpm trong 15 phút ix. Cho vào chai thủy tinh và đóng nắp sau đó tiến hành thanh trùng 80 – 90oC (đun cách thủy) trong 15 – 30 phút x. Để có được loại giấm ngon ta có thể tiếp tục ủ chín giấm non ở điều kiện 30oC trong 1 – 2 tháng tiếp theo. Sau đó, lọc, đóng chai và thanh trùng như trên. MỘT SỐ MÔI TRƯỜNG THÔNG DỤNG - M1 (môi trường giá đậu đường) Cân 100g giá đậu (đã rửa sạch), thêm 1000ml nước. Đun sôi 30 phút. Lấy phần dịch trong. Thêm nước cho đủ 1000ml. bổ sung thêm glucose với hàm lượng 5% (w/v) - M2 (môi trường khoai tây đường cám): 1000ml Khoai tây cắt nhỏ, rửa sạch, cân lấy 300g. Thêm 500ml nước, đun sôi 30 phút. Lọc lấty nước trong. Cân 100g cám, thêm 500ml nước, đun sôi 30 phút. Lọc lấy nước trong. Trộn 2 loại dịch lọc trên và thêm sucrose 5% (w/v). Bổ sung nước cho đủ 1000ml. Khoai tây 30% Cám 10% Sucrose 5% Nước đủ 1000ml - M3 (môi trường Sabouraud): 1000ml Pepton 1% Glucose 4% Agar 2% Nước đủ 1000ml pH 5.6 – 6.0 - M4 (môi trường Hansen) Glucose 5% Pepton 1% K2HPO4 0.3% MgSO4.7H2O 0.2% Agar 2% Nước đủ 1000ml - M5 (môi trường Potato Dextrose Agar) Để chuẩn bị chất chiết khoai tây, đun sôi 200g khoai tây xắt lát, không gọt vỏ với 1000ml nước trong 30 phút. Lọc qua vải thưa, giữ lại phần dịch, đó là chất chiết khoai tây. Trộn với các thành phần khác rồi đun sôi để hoà tan (đối với môi trường Potato dextrose salt: chuẩn bị như môi trường M5 rồi thêm: 7.5% NaCl) Chất chiết khoai tây 20% (v/v) Dextrose 2% Agar 2% Nước đủ 1000ml - M6 (môi trường thạch malt) Lấy 250g malt, nghiền nhỏ, hoà vào 1000ml nước cất. Dùng đũa thủy tinh khuấy đều và gia nhiệt từ từ, đến 45 – 50oC, giữ ở nhiệt độ này trong 30 phút. Sau đó nâng nhiệt độ lên 65 – 68oC, có khuấy, cho đến khi quá trình đường hóa xảy ra hoàn toàn (không thấy màu xanh xuất hiện khi thử dịch cháo với dung dịch Lugol). Lọc tách bã qua vải thô (hay bông gòn thấm nước), đem hấp phần dịch 121oC / 30 phút, lấy ra để lắng. Lọc bỏ kết tủa, pha loãng để đạt 6 – 8o Brix, thêm 2% agar, đun và khuấy đều cho đến khi thạch tan hết. Cho môi trường thạch vào các dụng cụ chứa, hấp tiệt trùng 121oC / 15 phút. - M7 (môi trường BGBL 2% Broth – dạng pha sẵn) Peptic digest of animal tissue 1% Lactose 1% Oxygall 2% Brilliant green 0.0133g/L Dùng 40g hỗn hợp pha sẵn để pha thành 1000ml môi trường. - M8 (môi trường Plate Count Agar – ATCC medium 1048): 1000ml Agar 150 g Yeast extract 2.5 g Trypton 5 g Glucose 1.0g - M9 (môi trường LST - Lauryl Sufate Broth/Lauryl Trypton Broth): 1000ml Trypton 20 g Lactose 5 g NaCl 5 g K2HPO4 2.75 g KH2PO4 2.75 g Sodium lauryl sufate 0.1 g pH 6.8 ± 0.2 Nước Đủ 1000ml - M10 (Môi trường VRBL- Crystal Violet neutral Red Bile Lactose agar): Pepton 7g Neutral Red 0,03g Yeast Extract 3g Crystal Violet 0,002g Lactose 10g Agar 15g NaCl 5g Nước đến 1000 ml Muối mật 1,5g Hòa tan các thành phần trên trong nước, để yên vài phút, đặt lên bếp đun sôi và khuấy đều, để sôi 2-5 phút. Làm nguội đến 45oC để sử dụng. Chú ý: - Không để sôi quá lâu - Không được tiệt trùng môi trường - Pha chế xong sử dụng ngay trong vòng 3 giờ TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Phương pháp phân tích vi sinh vật trong nước, thực phẩm và mĩ phẩm – Trần Linh Thước – Nhà xuất bản Giáo dục, 2003 2. Thực tập Vi sinh vật học thực phẩm – Nguyễn Đức Lượng, Nguyễn Chúc, Lê Văn Việt Mẫn – Đại học Bách Khoa TP.HCM 3. Thí nghiệm Vi sinh vật học thực phẩm – Lê Văn Việt Mẫn, Lại Mai Hương – Nhà xuất bản Đại học quốc gia TP.HCM, 2006 4. Handbook of Microbiologycal Media for the Examination of Food – Ronald M. Atlat – CRC Press, Taylor &Francis Group, 2006 5. Laboratory Manual of Food Microbiology for Ethiopian health and Nutrition Research Institute – Dr. Ciira Kiiyukia – Unido project, 2003 6. Food Microbiology Laboratory Manual – Professor Nagendra Shah – School of Molecular Sciences Victoria University, 2004
File đính kèm:
- bai_giang_thuc_hanh_vi_sinh_thuc_pham.pdf