Bài giảng Ứng dụng công nghệ sinh học trong công nghệ thực phẩm - Chương III: Ứng dụng vi sinh vật trong bảo quản và chế biến thực phẩm

CHƯƠNG III: 
ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG 
BẢO QUẢN 
 VÀ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM 
1. Công nghệ sinh học vi sinh vật 
2. Ứng dụng vi sinh vật trong chế biến thực phẩm 
3. Ứng dụng vi sinh vật trong bảo quản thực phẩm 
I. Công nghệ sinh học vi sinh vật 
1.1 CƠ SỞ CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC VI SINH VẬT 
• Trƣớc khi có thuật ngữ Công nghệ sinh học vi 
sinh vật ngƣời ta đã nói đến Vi sinh vật ứng dụng 
hay còn gọi là Vi sinh vật công nghiệp, Công 
nghệ vi sinh vật hay Công nghệ lên men. Đây là 
bộ phận lớn nhất của công nghệ sinh học, nó ra 
đời sớm nhất và có quá trình phát triển lâu dài 
nhất, có nhiều sản phẩm và doanh số lớn nhất. 
Công nghệ sinh học vi sinh vật đƣợc phát triển 
trên cơ sở các kiến thức về thế giới vi sinh vật, 
cũng nhƣ các kĩ thuật và quy trình công nghệ 
đặc trƣng. 
• Các nhóm vi sinh vật (VSV) chủ yếu trong 
CNSH là : vi khuẩn (Bacteria), nấm men, nấm 
mốc, vi tảo (tảo đơn bào).. 
• Trong lịch sử tiến hoá của sinh giới, vi 
khuẩn là những sinh vật đầu tiên xuất hiện 
cách nay khoảng 3,5 tỉ năm (hay 3,8 tỉ năm). 
Chúng phát triển trong hơn 2 tỉ năm đầu khi 
có sự sống và gây những biến đổi địa hoá 
(geochemical) lớn trên hành tinh, mà bầu khí 
quyển O2 do các vi khuẩn quang hợp tạo ra 
là một ví dụ, và đồng thời từ chúng hình 
thành nên các sinh vật đa bào ngày nay. Các 
vi sinh vật rất linh hoạt và đa dạng. Tiềm 
năng ứng dụng của chúng còn rất lớn. 
• 1.2. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA VI SINH VẬT 
• Đặc điểm nổi bậc nhất của các vi sinh vật là kích 
thƣớc rất nhỏ bé. Đặc điểm này chi phối hình dạng, 
hoạt động trao đổi chất và cả sự phân bố rộng trong 
tự nhiên. 
• 1.2.1. Kích thƣớc nhỏ bé 
• Phần lớn các vi khuẩn có đƣờng kính vài 
micromet (1/1000mm). Tế bào nấm men rƣợu 
Saccharomyces cerevisiae có lớn hơn nhiều nhƣng 
cũng không quá 10 micromet. Tế bào nấm men và vi 
khuẩn đều phải nhìn dƣới kính hiển vi quang học mới 
thấy, còn virus thì phải cần đến hiển vi điện tử. Chúng 
có mặt ở khắp mọi nơi mà ta không thấy. Khi nhiễm 
trên mẫu vật ở mức ít thì không thấy đƣợc, khi trông 
thấy dấu vết thì chúng đã sinh sản đến hàng tỉ tỉ tế 
bào. Do đó, việc đánh giá sự hiện diện và số lƣợng của 
chúng có khó khăn. Hơn nữa, các thao tác nuôi cấy và 
phân tích mẫu đều phải thực hiện trong điều kiện vô 
trùng. 
• 1.2.2. Dinh dƣỡng 
• a) Hấp thụ chất dinh dưỡng trực tiếp qua bề mặt tế bào 
• Đa số VSV là đơn bào nên chúng nhận các chất dinh 
dƣỡng bằng hấp thụ (absorbtion) qua bề mặt tế bào, 
khác với thực vật là tự dưỡng (autotrophic) và động vật 
là nội tiêu hoá (ingestion) qua ống tiêu hoá. Chính điều 
này mà việc nuôi các VSV đƣợc thực hiện dễ dàng và 
nhanh chóng. 
• b) Kiểu dinh dưỡng đa dạng 
• – Quang tự dƣỡng (Photoautotroph) : VSV dùng năng 
lƣợng ánh sáng khử CO2 nhƣ ở các vi khuẩn tía (purple 
bacteria), Cyanobacteria, tảo và thực vật. 
• – Quang dị dƣỡng (Photoheterotroph) : VSV dùng năng 
lƣợng ánh sáng để khử các hợp chất hữu cơ nhƣ ở các vi 
khuẩn tía và lục không lƣu huỳnh (purple nonsulfur and 
green nonsulfur bacteria). 
• – Hoá tự dưỡng (Chemoautotroph) : VSV 
thường dùng các điện tử từ các hợp chất vô 
cơ để khử CO2 như ở các vi khuẩn 
hydrogen, sulfur, sắt và nitrit hoá (hydrogen, 
sulfur, iron and nitrifying bacteria). 
• – Hoá dị dưỡng (Chemoheterotroph) : VSV 
thường dùng các điện tử từ các hợp chất 
hữu cơ để khử các hợp chất hữu cơ như ở 
phần lớn các vi khuẩn, nấm và động vật. Đa 
phần các VSV sử dụng trong CNSH thuộc 
kiểu dinh dưỡng này và glucose là chất cung 
cấp năng lượng chủ yếu. Nhờ vậy mà các 
VSV dễ nuôi từ các nguồn phụ phế phẩm 
khác nhau có glucose và một số loại đường 
khác. Ngoài ra, các điều kiện yếm khí và háo 
khí có ảnh hưởng đáng kể đến thu hồi sản 
phẩm. 
• 1.2.3. Sự phân bố và vai trò trong sinh quyển 
• Nếu nhƣ sự phân bố rộng rãi của thực vật dễ nhận 
thấy qua màu xanh ở trên Trái đất thì các vi khuẩn là 
một thế giới vô hình khó nhìn thấy bằng mắt thƣờng, 
nhƣng chúng hiện diện ở khắp nơi, cả ở những nơi có 
điều kiện sống khắc nghiệt nhƣ băng giá ở các cực của 
Trái đất, hay nhƣ ở dƣới đáy đại dƣơng. Hiện nay, 
tổng số lƣợng tế bào vi khuẩn trên Trái đất ƣớc tính 
khoảng 5.1030, tổng sinh khối của nó gần bằng của 
thực vật trên cạn. Lƣợng carbon chứa trong vi khuẩn 
khoảng 350 – 550 tiû tấn với khối lƣợng khô khoảng 
700 – 1100 tiû tấn. Trong khi đó, lƣợng carbon của 
thực vật trên cạn khoảng 550 tiû tấn. Vi khuẩn chứa 
số lƣợng nitrogen và phosphore 10 lần nhiều hơn của 
thực vật, ƣớc khoảng 85 – 130 tiû tấn nitrogen và 9 – 
14 tiû tấn phosphore. 
• Do tỉ lệ của bề mặt/thể tích lớn nên 
hoạt động sống vi sinh vật diễn ra 
nhanh hơn nhiều so với động vật và 
thực vật. Tương ứng với hoạt động 
sống mạnh, nhịp độ tăng trưởng của 
VSV rất cao, thời gian thế hệ ngắn nên 
sinh sản nhanh, tạo sinh khối lớn khi 
có đủ dinh dưỡng. Tế bào E. coli nhân 
đôi chỉ trong 20 phút. Nấm men nhân 
đôi chậm hơn, nhưng cũng chỉ trong 2 
 3 giờ nếu có đủ điều kiện thích hợp. 
• 1.2.4. Sự đa dạng của các phản ứng hoá học 
• Các phản ứng sinh hoá trong cơ thể VSV thƣờng 
đơn giản hơn nhiều so với trong cơ thể động, thực vật. 
Nhƣng mỗi loài có một số phản ứng riêng nên các 
phản ứng sinh hoá của các loài VSV khác nhau rất đa 
dạng. Dù một hợp chất có phức tạp đến đâu, trong 
thiên nhiên đều có các VSV sử dụng hoặc phân hủy 
chúng. Sản phẩm do loài này tạo ra có thể đƣợc loài 
khác sử dụng. 
• Mỗi loài thƣờng tạo ra một số chất trao đổi thứ cấp 
(secondary metabolites) đặc hiệu giúp cho chúng phát 
triển tốt hơn và kìm hãm một số loài khác. Ví dụ : các 
loài nấm men rƣợu thích nghi với nồng độ đƣờng cao 
và tạo ra rƣợu là chất hạn chế sự phát triển nhiều loài 
khác. Do đặc điểm này, sản phẩm khi bị nhiễm sẽ kìm 
hãm sự tăng trƣởng của các chủng sản xuất. 
 Töø nhöõng ñaëc ñieåm chung cuûa caùc vi sinh 
vaät vöøa neâu, trong saûn xuaát caàn löu yù : 
– Caùch toát nhaát ñeå traùnh nhieãm laø taïo moâi 
tröôøng choïn loïc thích hôïp cho ñoái töôïng saûn 
xuaát. Xu höôùng hieän nay laø söû duïng caùc 
VSV cöïc ñoan nhaèm haïn cheá nhieãm caùc 
VSV bình thöôøng. 
– Saûn xuaát baèng caùc VSV coù nhieàu bieán 
ñoäng vaø dieãn bieán nhanh, caàn xöû lí kòp thôøi. 
1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG 
• 1.3.1 Nhiệt độ cao 
• – Đốt cháy : Dùng lửa đèn cồn hoặc gas đốt cháy các 
dụng cụ kim loại nhƣ que cấy, kẹp, kéo, dao. 
• – Nhiệt khô dùng để diệt trùng các dụng cụ kim loại 
hay thủy tinh trong lò Pasteur (1800C trong 30 phút 
hay 1600C trong 2 giờ)ø. 
• – Nước sôi diệt đƣợc các tế bào sinh dƣỡng. 
• – Hơi nước bão hoà dưới áp suất cao sẽ cho nhiệt độ 
cao hơn 1000C nhƣ ở áp suất thƣờng (1atm), áp suất 
hơi nƣớc tƣơng ứng với 1210C. Dụng cụ để khử trùng 
thông dụng là nồi hấp áp suất (autoclave). 
• – Hấp Pasteur (Pasteurisation) : Một số thực phẩm nhƣ 
sữa ở nhiệt độ cao sẽ mất một phần phẩm chất, và 
phƣơng pháp hấp Pasteur đƣợc sử dụng để khử trùng 
cho sữa (đun nóng hơn 1 lần ở 630C trong 30 phút 
hoặc ở 720C trong 15 giây). 
• 1.3.2 Phương pháp lọc 
• Dùng cho vật lỏng, trong và có độ nhạy 
tương đối yếu nhưng không chịu được nhiệt 
độ cao trên 600C. Vật đem lọc qua một màng 
lọc xốp có những lỗ với đường kính nhỏ hơn 
đường kính của tế bào vi sinh vật nhỏ nhất. 
Vi trùng sẽ bị giữ lại trên màng lọc còn dung 
dịch đi qua sẽ vô trùng. 
• Màng xốp có thể bằng sứ, amiante, 
cellulose Trong các phòng vô trùng hiện 
đại thường dùng màng bông thủy tinh lọc 
khí để hạn chế nhiễm. 
1.3.3 Diệt trùng bằng bức xạ 
• Tia tử ngoại (UV), tia X và các tia 
phóng xạ ion hoá nhƣ tia alpha, beta, 
gamma,  đều có khả năng diệt trùng. 
Tia tử ngoại thƣờng đƣợc dùng nhất trong 
diệt trùng không khí các bệnh viện hoặc 
các phòng cấy vi sinh vật. Tia tử ngoại chỉ 
diệt trùng bề mặt, không thấm sâu vào 
phẩm vật. 
1.3.4 Phƣơng pháp hoá học 
• Nhiều hoá chất có khả năng diệt trùng. Rƣợu 
cồn (trên 70oC) thƣờng đƣợc dùng để sát trùng 
ngoài da. Oxyde ethylene thƣờng dùng để khử 
trùng các dụng cụ làm bằng plastic. 
• Ngoài ra, nhiều hoá chất khác nhau nhƣ 
phenol, formaline, cũng là những chất sát trùng 
có thể dùng khử trùng phòng cấy, cần lƣu ý một 
số chất sát trùng có tác dụng độc với ngƣời. 
• Có nhiều phƣơng pháp khử trùng khác nhau. 
Tùy đối tƣợng, tùy tính chất công việc mà sử dụng 
phƣơng pháp này hay phƣơng pháp khác. 
• 1.4 GIỮ GIỐNG VÀ CHỌN GIỐNG 
• Giống là yếu tố quan trọng đầu tiên chi phối giá 
thành sản phẩm. Công nghiệp VSV thành công lớn 
nhờ vào các giống có năng suất cao. 
• Để có các chủng năng suất cao, công việc căn 
bản đầu tiên là thu thập rất nhiều chủng từ thiên 
nhiên, lập bộ sưu tập giống (culture collection) và 
giữ chúng trong các bảo tàng giống (museum). Các 
nước có công nghiệp VSV phát triển đều có bảo 
tàng giống lớn như ATCC (American Type Culture 
Collection Mĩ), Các bảo tàng lớn lưu giữ hàng 
trăm nghìn, thậm chí hàng triệu chủng đã được định 
danh và mô tả các đặc tính sinh học. Các chủng vi 
khuẩn thường được sấy thăng hoa (đông khô – 
lyophilization) trong các ống thủy tinh (ampule) hàn 
kín và giữ trong nitrogen lỏng ở -192OC (ở nhiệt độ 
này trao đổi chất của tế bào hầu như dừng lại). Các 
chủng mốc và nấm giữ ở nhiệt độ lạnh. 
• * Tầm soát giống 
• Tầm soát có định hướng (goal-oriented 
screening) các chủng từ thiên nhiên hay bảo tàng 
giống là công việc cần thiết để tiến tới tạo ra giống 
sản xuất. Trong CNSH, có nhiều ví dụ thành công 
điển hình trong tầm soát nhƣ: 
• – Tìm ra chủng tạo penicillin đầu tiên tăng trƣởng 
tốt trong bồn lên men khuấy (well-mixed 
fermenter) từ vết mốc trên trái bƣởi ở Peoria 
(Illinois,Mĩ). 
• – Chủng VSV đầu tiên sản sinh cephalosporin 
phân lập từ nƣớc thải ở Sardinia. 
• Đây là công việc phức tạp nên cần có 
sự phối hợp chặt chẽ giữa các nhà VSV 
học, sinh học, hoá học và phải tiến 
hành qua nhiều bước. Ví dụ như tầm 
soát chủng VSV sản sinh một loại 
enzyme cần qua 8 bước : 
• 1) Chọn chủng VSV thích hợp nhất ; 
• 2) Chủng này tạo enzyme năng suất cao trong thời 
gian ngắn khi lên men chìm ; 
• 3) Chủng tạo enzyme từ cơ chất rẻ tiền ; 
• 4) Tế bào dễ tách khỏi dịch lên men ; 
• 5) Enzyme ngoại bào thì tốt hơn và dễ chiết tách 
khỏi dịch lên men ; 
• 6) VSV không gây bệnh ; 
• 7) Không tạo độc tố và các chất có hoạt tính sinh 
học khác ; 
• 8) Chủng ổn định về mặt di truyền và kháng 
bacteriophage. 
• Các nhà VSV học Nhật Bản được coi là thành công 
nhất trong tầm soát các chủng vi sinh công nghiệp 
như chủng Corynebacterium glutamicum sinh 
glutamic acid, chủng tạo enzyme nitrilase dùng 
chuyển acrylonitrile thành acrylamide để sản xuất 
nhựa polyacrylamide ở quy mô công nghiệp,. Họ 
đã dùng lực lượng đông đảo của các trường đại học 
để phân lập và tầm soát. Các số liệu sau giúp hình 
dung khối lượng công việc và phí tổn công sức 
trong tầm soát các chủng tạo các chất thuốc có giá 
trị : 
• – Từ 1 – 3 năm : Phân lập 100000 chủng và qua sơ 
tuyển được 10 ứng viên. 
• – Trong 4 – 5 năm : Qua xác định hoạt tính thuốc thì 
từ 10 ứng viên còn lại 2 – 5 chủng vào vòng sau. 
• – Cần 3 – 7 năm để chọn từ 2 – 5 chủng còn một cho 
đến chấp thuận ứng dụng lâm sàng. 
• Do vậy, tổng chi phí cho một loại thuốc bán ra 
thị trường trong khoảng 200 triệu đến 750 triệu USD.
Tiến trình phát triển một loại thuốc ở Mỹ 
• Các thành tựu của công nghiệp VSV không 
thể tách rời với những tiến bộ nhảy vọt trong 
chọn lọc các chủng có năng suất cao. Các 
phương pháp chọn lọc đột biến được ứng 
dụng vào chọn giống làm tăng năng suất tạo 
các sản phẩm, làm biến đổi bản chất hoá học 
các chất và khắc phục một số nhược điểm 
của chủng được dùng trong sản xuất công 
nghiệp. 
• Phương pháp chọn giống này có các đặc 
điểm : 
• – Thu nhận kết quả rất nhanh. 
• – Chỉ đánh giá sản phẩm thu được, không 
quan tâm các biến đổi sinh lí, sinh hoá. 
• 2. Ứng dụng vi sinh vật trong chế biến thực 
phẩm 
• 2.1. SẢN XUẤT SINH KHỐI VI SINH VẬT 
• 2.1.1. Giống ban đầu cho các quy trình lên 
men VSV 
• Tất cả các quy trình lên men VSV đều cần 
giống ban đầu (starter culture), tức phải có 
đủ số lượng tế bào cần thiết cho thực hiện 
phản ứng sinh học trong lên men. Khâu này 
phải đảm bảo 2 điều kiện : 
• Đủ số lượng tế bào cần thiết. 
• Các tế bào có số lượng lớn nhưng hoạt 
tính không thay đổi. 
• Trong đa số quy trình, các tế bào sinh 
sản tốt trong điều kiện thổi khí đủ. Tuy nhiên, 
trong một số trường hợp tế bào lên men yếm 
khí, nếu thổi khí mạnh tế bào sinh sản nhanh 
có thể sản phẩm kém chất lượng. Ví dụ, 
trong làm bia nếu thổi khí mạnh cho tế bào 
sinh sản nhanh ở giai đoạn đầu thì hương vị 
bia có thể giảm. 
• 2.1.2. Sản xuất men bánh mì 
• Ngay từ năm 1858, Pasteur phát hiện sự 
tăng nhanh sinh khối tế bào nấm men khi sục 
khí mạnh, nhƣng mãi đến năm 1919 quy trình 
sản xuất men bánh mì mới ra đời. Men bánh mì 
thực chất là sinh khối tế bào nấm men 
Saccharomyces cerevisiae đƣợc nuôi trong môi 
trƣờng giàu đƣờng (mật rỉ đƣờng) có bổ sung 
phosphore và ammonium nhƣ DAP 
(diammonium phosphate), urea,.. 
• Tế bào nấm men có 3 vai trò trong sản xuất 
bánh mì : làm nở bột mì nhão do lên men rƣợu 
sinh ra khí CO2, các bọt khí làm xốp bánh và 
góp phần tạo hƣơng. Men bánh mì đƣợc bán ra 
ở dạng sấy khô hay tƣơi, đƣợc ép thành bánh 
(paste). Nhu cầu tiêu thụ trên thế giới rất lớn. 
• 2.2. PROTEIN ĐƠN BÀO (SCP) 
• Sinh khối vi khuẩn, nấm men, nấm sợi, 
vi tảo có nhiều protein nên gọi là protein đơn 
bào (Single cell protein – SCP). Do lịch sử, 
khái niệm protein đơn bào hiểu theo 2 nghĩa 
khác thƣờng : 
• – Gồm cả sinh khối của tế bào với nhiều chất 
chứ không chỉ protein. 
• – Không chỉ sinh vật đơn bào, mà có thể là 
nấm sợi đa bào. 
• 
• Sau cuộc Cách mạng xanh vào những năm 
của thập niên 1960, nạn đói protein vẫn 
chƣa khắc phục đƣợc. Con ngƣời tính đến 
nguồn protein từ VSV do chúng đa dạng, 
lại có tốc độ sinh sản nhanh. 
• Sinh khối của tế bào VSV luôn có hàm 
lượng protein cao. Năng suất tạo protein 
của các VSV cao hơn nhiều so với chăn 
nuôi nhờ tốc độ sinh sản nhanh. Hơn nữa, 
các VSV có thể tạo SCP từ các nguyên liệu 
rẻ tiền, thậm chí từ nhiều phụ phế liệu 
công, nông, lâm nghiệp. 
2.2.1. SCP từ nguồn carbohydrate 
• Thực ra, việc sử dụng VSV làm nguồn thực phẩm đã 
đƣợc Đức thực hiện với nấm men Torula trong Thế chiến I. 
Đến 1930, bắt đầu ứng dụng VSV để tạo nguồn thực phẩm 
và trong Thế chiến II đạt 15000 tấn. Để nhân sinh khối, các 
loài Torula và Candida cho hiệu quả tốt hơn. Năm 1967, 
tập đoàn BP (British Petroleum) đã thông báo về kết quả 
sản xuất SCP nhờ lên men công nghiệp bằng nấm men từ 
parafin dầu mỏ, n-alkane. Đến năm 1973, các kết quả tốt 
hơn đƣợc thông báo. Protein nấm men có tên thƣơng mại 
là Toprina từ dầu mỏ. Do đó có lúc ngƣời ta nói đến 
“biptết từ dầu mỏ”. Tƣơng tƣ,ï ở Ý và Nhật đã sản xuất 
SCP từ n-paraffin với công suất 100000 – 200000 tấn/năm. 
• Ngoài ra, vi khuẩn Methylophilus methylotrophus sử 
dụng methanol, một phụ phẩm dồi dào của công nghiệp 
dầu mỏ, để tạo SCP và đã đạt 100.000 tấn/năm. 
• Những protei ... m putrificus và Cl. 
Sporogenes không phát triển ở nồng độ 
muối 12%. Nấm men và nấm mốc còn mọc 
được ở nồng độ muối 20%. 
Thịt hộp sau khi thanh trùng vẫn còn một số tế 
bào vi khuẩn thuộc các giống B.substilis, 
B.mesentericus, Cl. Botulinum sinh độc tố, 
làm phồng hộp 
Những hiện tượng hư hỏng của thịt: 
• Sinh nhớt: Thường xuất hiện ở bề mặt thịt 
ướp lạnh hoặc nơi có độ ẩm cao. Thực chất 
đây là giai đọan đầu của sự hư hỏng, lớp 
nhớt này có nhiều vi khuẩn khác nhau. 
• Thịt bị chua: Do vi khuẩn lactic và nấm men 
hoặc do thịt tự phân bởi các enzyme có 
trong thịt mà không có sự tham gia của VSV. 
Môi trường acid kìm hãm VSV gây thối phát 
triển, song ở môi trường này nấm mốc mọc 
rất tốt và tạo thành amoniac và các baz nitrit 
làm cho môi truờng trung tính tạo điều kiện 
cho VK gây thối phát triển. Lên men chua là 
thời kỳ trước của quá trình thối rữa. 
• Sự thối rữa thịt: Do các VSV hiếu khí và kỵ khí sinh 
ra các enzyme protease phân giải protein. Trong thịt 
bị thối rữa, các phân tử protein bị phân hủy đầu tiên 
thành các polypeptid và acid amin, sau đó sẽ khử 
amin các hợp chất này thành acid béo và các 
amoniac tự do. 
• Sự biến màu thịt: Một số lòai Lactobacillus 
leuconostoc làm cho xúc xích, lạp xưởng có màu 
xám. 
• Sự phát quang của thịt: Do các vi khuẩn 
photobacterium phát triển trên bề mặt thịt gây ra. 
• Thịt mốc:Do các mucor và aspergillus phát triển trên 
thịt làm cho thịt giảm tuyệt đối các chất hòa tan, tăng 
tính kiềm do phân hủy protein và lipid, tạo thành các 
acid bay hơi. 
3.3.2 Vi sinh vật trứng 
- Trứng là môi trường dinh dưỡng rất tốt đối 
với VSV. Lòng đỏ và lòng trắng trứng có khả 
năng tự bảo vệ vì có tính miễn dịch. Có vỏ và 
màng bao bọc ngăn chặn khả năng xâm 
nhiễm của VSV. 
- Quá trình trứng bị VSV xâm nhiễm: 
- Vỏ quả trứng nhiễm bẩn, nấm mốc và VK mọc qua 
vỏ trứng ẩm ướt mà vào trứng. 
- Trứng cất ở tủ lạnh có thể bị nhiễm VK ưa lạnh. 
- Trứng vô khuẩn cũ dần, khả năng miễn dịch giảm. 
- Hệ VSV trứng có thể từ nguồn gốc nội sinh (do có 
mầm bệnh) nhưng chủ yếu do nguồn gốc ngoại 
sinh. 
- Sinh sản của VK ở lòng trắng thường chậm 
hơn ở lòng đỏ vì lòng trắng còn có những 
chất kháng khuẩn như lysozym, ovidin và 
có pH cao. 
- VK làm hỏng trứng thường gặp: 
Pseudomonas fluorescens, Proteus vulgaris, 
Micrococcus roseus, Bacillus subtilis, 
Clostridium putrificum 
- Hiện tượng hư hỏng: Lòng trắng trứng bị 
phân giải thành chất nhớt, màng noãn bị phá 
hủy làm cho lòng đỏ trộn lẫn với lòng trắng, 
lòng trăng đổi màu, lòng trắng có mùi thối 
H2S, khí tích lũy nhiều làm nứt vỡ trứng 
3.3.3 Vi sinh vật cá 
Hệ VSV của cá chủ yếu gồm các VSV tự nhiên 
của cá mà thành phần và số lượng của 
chúng thường phụ thuộc vào các điều kiện 
sống, và các VSV nhiễm từ dụng cụ, từ 
không khí 
Hệ VSV của cá rất đa dạng: 
- Trên bề mặt cá thường có một lớp nhày chứa 
một lượng lớn protein, là môi trường dinh 
dưỡng tốt đối với VSV. Những VSV này 
thuờng là những trực khuẩn sinh bào tử 
hoặc không sinh bào tử, cầu khuẩn nhỏ, 
sarcina và nấm men, nấm mốc có trong 
nước. 
- Ở mang cá có nhiều VSV hiếu khí. 
- Trong ruột cá, nguồn VSV cá đa dạng và là 
nguồn gây thối rữa khi cá chết. 
- Trong thịt cá tuơi sống thường không có VK, 
còn khi cá yếu hoặc chết, VSV xâm nhập vào 
mô thịt từ ruột, mang và từ ngoài da. Có 
khoảng 20 loài có hoạt tính protease. 
Cá tươi không bảo quản được lâu nếu không 
được xử lý. Cá bắt đầu thối rữa khi số lượng 
VSV lên tới 107-108 tế bào/ 1g thịt cá. 
Cá bị ươn không chỉ do quá trình VSV mà 
còn do quá trình hoá sinh do các 
enzyme trong tế bào, cơ quan của cá, 
đặc biệt là trong hệ tiêu hoá. 
Quá trình thối rữa cá bắt đầu từ mặt 
ngoài rồi xâm nhập vào bên trong cá, 
protein bị phân hủy tạo thành một 
lượng ít các chất hữu cơ có chứa lưu 
huỳnh. Phản ứng của thịt cá nhanh 
chóng chuyển thành môi trường kiềm, 
tạo điều kiện cho VSV phát triển. Thịt 
cá thay đổi màu sắc, xuất hiện mùi khó 
ngửi. 
3.3.3 Vi sinh vật sữa 
- Vi khuẩn: 
 VK lactic là nhóm VSV quan trọng nhất của 
sữa. Nhóm này có tác dụng lớn trong bảo 
quản cũng như trong chế biến sữa và các 
sản phẩm từ sữa. Chúng biến đổi đường 
lactose thành acid lactic. Chúng còn tạo 
thành một số sản phẩm phụ có tác dụng 
nâng cao phẩm chất sữa, đặc biệt là 
hương vị (acid bay hơi, ester, cồn, 
aceton). 
 Các liên cầu khuẩn lactic: làm đông tụ sữa 
sau 10-12 giờ phát triển. 
 Các vi khuẩn sinh hương có khả năng 
tạo một lượng lớn các acid bay hơi và 
các ester. 
 Các trực khuẩn lactic. 
 Vi khuẩn propionic: không sinh bào tử, 
không chuyển động, hiếu khí tùy tiên, 
phát triển tốt trong điều kiện kỵ khí; 
đóng vai trò quan trọng trong chế biến 
phô mai (tạo acid acetic, propionic, vit, 
B12) 
 Một số VK gây thối, hoại sinh cũng có 
mặt trong sữa. 
- Nấm men: 
 Nấm men rượu có thể lên men được 
đường lactose. 
 Nấm men tạo màng mycoderma có hoạt 
tính protease, gây cho sản phẩm sữa có vị 
đắng. 
 Nhiều giống phân hủy được casein và chất 
béo của sữa. 
- Nấm mốc: 
 Có hoạt tính protease và lipase. 
 Trong quá trình bảo quản sữa, hệ VSV thay đổi và 
đa dạng phụ thuộc thời gian, nhiệt độ bảo quản 
khi nhiễm vào sữa làm cho sữa chóng hỏng, mất 
phẩm chất. 
Vị đắng 
Vị ôi 
Các mùi vị lạ 
Sữa sủi bọt 
Sữa đông ở độ acid thấp 
Sữa kéo sợi 
Sữa có màu sắc 
Sữa đặc quánh 
Sữa tạo thành cục 
Sữa mốc 
Sữa có mùi phô mai và ôi 
3.3.4 Vi sinh vật rau quả 
Trên bề mặt rau quả có một số VSV với số 
lượng nhiều ít khác nhau gồm vi khuẩn, 
nấm mốc, nấm men. 
Quá trình xâm nhiễm: 
- Trong quá trình vận chuyển và bảo quản, 
VSV xâm nhập vào. 
- Quả chứa nhiều đường dễ hư hỏng do 
nấm men và nấm mốc. Nấm men sau khi 
xâm nhiễm có thể gây ra sự lên men 
rượu; một số VK gây lên men lactic, 
acetic làm chua nước quả. 
- Quả chín dễ bị dập, tạo điều kiện cho 
VSV thâm nhập và phát triển. 
Một số hiện tượng: 
- Thối quả: Do nấm Monilia fructigena 
gây ra, quả xuất hiện các đốm màu nâu 
xám rồi chuyển nâu. 
- Thối xám: Nấm gây bệnh là Monilia 
cinerea. 
- Thối đồng: Do nấm Gloeosporium 
fructigena gây ra, quả có vị đắng. 
3.3.5 Vi sinh vật của bột 
Do hai nguồn nhiễm: có từ trong hạt, 
hoặc rơi từ ngoài không khí, nước, từ 
dụng cụ khi xay bột. 
VSV: Thường có vi khuẩn và nấm mốc 
(trực khuẩn khoai tây Bacillus 
mesentencus; trực khuẩn cỏ khô 
Bacillus subtilis; E.coli). 
Hiện tượng: Bột mốc, bột chua, bột ôi. 
3.3.6 Vi sinh vật trong bánh mì 
Quá trình làm bánh mì dựa trên hàng loạt các 
phản ứng hoá sinh do nấm men sinh ra. 
Nấm men biến đổi đường của bột thành 
rượu và khí CO2.Ngoài nấm men còn có VK 
lactic. 
VSV làm nở bột nhào và tạo hương cho 
bánh. 
Một số VSV không mong muốn cũng có thể 
có mặt: Candida torulopsis (men tạp làm 
giảm chất lượng bột nhào); Escherichia 
aerogenes (một dạng trực khuẩn đường 
ruột). 
• Hiện tượng hư hỏng bánh mì: 
– Nhớt ruột bánh mì. 
– Ruột bánh mì bị đỏ 
– Mốc bánh mì 
– Trong ruột bánh mì xuất hiện bột phấn do 
nấm men. 
– Bệnh say bánh mì (người ăn bánh mì 
nhiễm khuẩn cảm thấy ngây ngất như say 
rượu, giảm bạch cầu). 
– Bánh để lâu bị thiu, ôi, có mùi thối do VK 
phân hủy chất béo, protein. 
3.4 Một số cách bảo quản thực phẩm 
3.4.1 Bảo quản ở nhiệt độ thấp 
Nhiệt độ thấp ức chế quá trình phát triển của 
VSV nhưng không tiêu diệt được chúng. Ở 
nhiệt độ từ 00C trở xuống, VSV không phân 
hủy được protein, chất béo, còn chất dinh 
dưỡng bị phân giải rất ít. 
Những sinh vật ưa lạnh còn phát triển ở nhiệt 
độ thấp. Nhìn chung, nếu giữ thực phẩm ở 
nhiệt độ thấp, VSV không phát triển, không 
tăng số lượng, giữ càng lâu số lưọng càng 
giảm, VSV ít hoặc không hoạt động. 
• Các phương pháp bảo quản lạnh: Tùy 
từng lọai sản phẩm và mục đích sử 
dụng, chọn phương pháp bảo quản 
lạnh thích hợp: 
– PP giữ lạnh bằng ướp lạnh bằng nước đá, 
có thể cho thêm một số hóa chất như 
kháng sinh, muối ăn. PP này giữ thực 
phẩm trong thời gian ngắn. 
– PP ướp lạnh trong kho lạnh, giữ thực 
phẩm ở nhiệt độ cao hơn băng điểm của 
dịch tế bào. 
– PP đông lạnh: nhiệt độ có thể ở -180C, -
400C, -500C, giữ thực phẩm từ 5-10 tháng. 
3.4.2 Ướp muối, ướp đường 
Dựa trên cơ sở là dung dịch muối hoặc 
đường tăng áp suất thẩm thấu đối với 
các tế bào của sản phẩm cũng như 
VSV. Áp suất thẩm thấu cao, nước 
trong tế bào có chiều huớng thấm ra 
khỏi màng tế bào chất và sinh ra hiện 
tượng co nguyên sinh, làm ức chế họat 
động và phát triển của VSV. 
• Ướp muối: 
– Tác dụng: sát khuẩn nhẹ, ở nồng độ 3,5 – 4,4%, 
muối không làm ngừng sự phát triển của VSV 
gây bệnh; ở 12% một sô VK gây thối và VK ưa 
muối vẫn còn sống. Nồng độ muối cao có tính 
sát khuẩn mạnh hơn nhưng không thể ướp 
muối thực phẩm ở nồng độ quá cao được. 
– Ướp muối kết hợp với natri hoặc kali nitrat với 
nồng độ 0,5 – 1% sẽ làm cho thịt lâu hỏng. Tuy 
nhiên khi luộc chín, nitrat có thể khử thành 
nitrit và chất này kết hợp với mioglobin thành 
nitrozo-hemoglobin có màu hồng. Nitrit là chất 
độc, do đó dùng trong bảo quản thịt cần thận 
trọng và phải kiểm sóat liều lượng sử dụng. 
• Ướp đường: Áp suất thẩm thấu của 
đường kém muối. Nồng độ đường 
dùng để ướp là từ 60-65%, có thể làm 
ngừng sinh trưởng nhiều lọai VSV. 
Trong quá trình ngâm đường, nồng độ 
đường giảm dần do nước trong tế bào 
sản phẩm thóat ra ngòai cùng với các 
chất dinh dưỡng tạo điều kiện thuận lợi 
cho VSV phát triển làm hư hỏng sản 
phẩm. 
3.4.3 Bảo quản bằng cách thay đổi pH 
Mỗi nhóm VSV có khỏang pH thích hợp hoặc 
pH tối thiểu cho sinh trưởng và phát triển, vì 
vậy thay đổi pH môi trường bản quản sản 
phẩm để ức chế VK gây thối và gây bệnh. 
Có nhiều cách làm thay đổi pH: 
- Ngâm và dầm dấm: Có thể dùng acid hữu cơ 
như acid acetic, citric, tartaric. pH có thể 
thấp đến 2,3 – 2,5. Nhưng nhiều nấm men và 
nấm mốc vẫn phát triển và đồng hóa được 
acid acetic thành CO2 và nước làm giảm độ 
chua, tăng pH, tạo cho VSV khác phát triển 
làm hư hỏng sản phẩm. 
- Muối chua: Thực chất đây là quá trình lên 
men lactic đối với một số sản phẩm như 
muối dưa chua từ một số rau, nem chua từ 
thịt nạc, mắm chua từ tôm cá. 
Muối chua là biện pháp bảo quản thực phẩm 
rất hữu hiệu. Ngòai ra lên men lactic còn 
được dùng trong lên men sữa chua, trong 
sản xuất bánh mì. 
Một số lòai VSV có thể phát triển ở pH môi 
trường thấp, dùng acid lactic làm nguồn 
carbon và như vậy acid lactic sẽ bị phân hủy, 
độ chua môi truờng giảm tạo điều kiện cho 
VSV khác phát triển. 
3.4.4 Bảo quản bằng cách thay đổi thành 
phần CO2 và O2 trong khí quyển quanh 
sản phẩm 
PP này thích hợp với bảo quản các lọai 
quả và hạt giống. 
Mỗi lọai quả có yêu cầu riêng về nồng độ 
CO2và O2 trong khí quyển có trong kho 
hoặc túi kín. 
Nồng độ bảo quản tương đối thích hợp là 
2-5% CO2. 
3.4.5 Bảo quản bằng hóa chất 
Các hoá chất dùng trong bảo quản thực 
phẩm là các chất có tính sát khuẩn, các 
chất kháng sinh, các chất chống oxy hoá 
và một số chất khác dùng trong chế biến. 
Các hoá chất này phải: 
- Không gây độc cho người tiêu dùng. 
- Bản thân chất đó hoặc các sản phẩm 
chuyển hoá không được liệt vào dạng 
nguy hiểm đối với người. 
• Một số chất có tính sát khuẩn nhưng không 
được liệt vào nhóm hoá chất có tính sát 
khuẩn: muối ăn, đường, dấm, rượu, acid 
lactic, acid ascorbic. Những chất này không 
độc hại với người. 
• Các chất hoá học dùng trong bảo quản thực 
phẩm thường được gọi là chất bảo quản. 
Các chất bảo quản phổ biến là: 
– Acid acetic HCH3CO. 
– Acid citric C6H8O7. 
– Acid ascorbic (Vitamin C). 
– Acid benzoic C6H5COOH (liều lượng dùng bảo 
quản thực phẩm từ 0,1-0,12%). 
– Acid sorbic CH3-CH=CH-CH=CH-COOH và 
các sobat kali, natri, có tác dụng ức chế 
nấm mốc, nấm men mạnh hơn vi khuẩn. 
Hoạt tính diệt mốc mạnh lên ở môi trường 
acid, pH tối thích là 4,5 (liều dùng là 0,05-
0,06% cho nước quả sẽ đạt hiệu quả cao). 
– Anhydric sulfur SO2: dạng khí dùng để 
xông phòng bảo quản các đồ chứa đựng. 
Natri sulfit Na2SO3 dùng làm chất sát 
khuẩn, chống oxy hoá cho các dịch ép 
quả. Không dùng bảo quản thịt. 
– Natri nitrat – NaNO3 sử dụng trong bảo 
quản thịt, cá và một số loại phô mai. 
Sử dụng hai loại chất này cần phải thận trọng. Nếu 
dùng với liều lượng quá quy định sẽ gây ngộ 
độc và nhiễm độc tích tụ có thể là tác nhân gây 
ung thư. 
– Chất kháng sinh: biomycin, tetramycin có tác 
dụng kéo dài thời gian bảo quản. Chất kháng 
sinh do vi khuẩn tạo ra, đặc biệt là vi khuẩn 
lactic gọi chung là bactenocin với 2 chế phẩm 
đã từng biết là diplococin và nisin. Nisin được 
dùng trong chế biến phô mai để diệt VK kỵ khí 
clostridium, dùng cho nước ép, đồ hộp, rau 
quả tươi. Đây là chất kháng sinh có thể bị tiêu 
hủy khi tiêu hoá thức ăn nên không có tác 
dụng độc hại đối với người. 
3.4.6 Bảo quản ở trạng thái vô trùng 
Ở nhiệt độ 1000C, hầu hết VSV bị chết nhưng 
các bào tử VK vẫn còn sống. Cần phải nâng 
nhiệt độ bằng cách khử trùng với hơi nước 
nóng. 
Số lượng VSV nhiều, môi trường có pH trung 
tính hoặc kiềm, các chất dinh dưỡng làm cho 
tính chịu nhiệt của VSV tăng nên thời gian 
khử khuẩn phải kéo dài. Ngược lại, thêm 
muối, hoá chất bảo quản, hạ pH xuống vùng 
acid làm cho tính chịu nhiệt của chúng 
giảm. 
Tuỳ theo loại sản phẩm sẽ chọn phương 
pháp diệt trùng thích hợp. Hai pp phổ 
biến là: 
• PP hấp thanh trùng. 
• PP hấp Pasteur. Có thể hấp Pasteur vài 
lần để tăng hiệu quả diệt khuẩn. 
3.4.7 Bảo quản khô 
VSV cần có một độ ẩm tối thiểu mới phát triển 
được. Với vi khuẩn là 18%, nấm men 20%, nấm 
mốc 13-16%. Vì vậy muốn bảo quản sản phẩm cần 
phải đưa độ ẩm sản phẩm xuống dưới độ ẩm giới 
hạn này. 
Một số pp làm khô sản phẩm: 
 - Phơi nắng hoặc hong khô. 
 - Sấy khô. 
 - Sấy phun. 
 - Sấy thăng hoa. 
• Phơi nắng hoặc hong khô: Phơi nắng 
thích hợp cho các loại hạt ngũ cốc, các 
loại thủy sản ướp muối. Hong khô là 
phơi trong điều kiện không cần nắng, 
thích hợp với rau quả. PP này cho chất 
lượng sản phẩm không cao và dễ bị ẩm 
mốc. 
• Sấy khô: Sấy thủ công cho chất lượng 
sản phẩm không cao, dễ bị thay đổi 
tính chất cơ lý của sản phẩm, các chất 
dinh dưỡng, đặc biệt là protein dễ bị 
ảnh hưởng 
• Sấy phun: Các loại dịch thực phẩm 
được cô đặc tới nồng độ nhất định (cô 
ở áp suất thấp hoặc cô chân không nên 
ít bị thay đổi giá trị dinh dưỡng) rồi đưa 
qua vòi phun cao áp tạo thành dạng 
sương mù rơi trong buồng sấy tiếp xúc 
với nhiệt độ 950C, sản phẩm bị khô 
ngay tức khắc và VSV bị chết. Sản 
phẩm thu được là bột khô có chất 
lượng cao như sữa bột, men bánh mì 
• Sấy phun trong điều kiện áp lực thấp: 
Chỉ cần sấy ở 50-600C trong buồng sấy 
được giảm áp suất bằng hút chân 
không, sản phẩm thu được ở phương 
pháp này rất tốt. 
• Sấy thăng hoa: Làm đông lạnh các 
thực phẩm lỏng rồi cho bốc hơi ở nhiệt 
độ thấp. Sản phẩm thu được cho chất 
lượng tốt và chỉ có thể dùng cho sản 
phẩm có giá trị cao, dịch quả sấy thăng 
hoa thu được dạng bột. Khi hoà nước 
trở lại, các sản phẩm này có hương vị 
như ban đầu.