Bài giảng Chương 3 - Ứng dụng vi sinh vật trong bảo quản và chế biến thực phẩm

Bài giảng Chương 3 - Ứng dụng vi sinh vật trong bảo quảnvà chế biến thực phẩm giới thiệu tới các bạn những thông tin kiến thức về: Công nghệ sinh học vi sinh vật, ứng dụng vi sinh vật trong chế biến thực phẩm, ứng dụng vi sinh vật trong bảo quản thực phẩm. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm bắt thêm nội dung chi tiết của bài giảng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Chương 3 - 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 PHẨM1. Công nghệ sinh học vi sinh vật2. Ứng dụng vi sinh vật trong chế biến thực phẩm3. Ứng dụng vi sinh vật trong bảo quản thực phẩmI. Công nghệ sinh học vi sinh vật1.1 CƠ SỞ CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC VI SINH VẬT• Trước khi có thuật ngữ Công nghệ sinh học vi sinh vật người 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 được phát triển trên cơ sở các kiến thức về thế giới vi sinh vật, cũng như các kĩ thuật và quy trình công nghệ đặc trưng.• 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 thước 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 thước nhỏ bé• Phần lớn các vi khuẩn có đường kính vài micromet (1/1000mm). Tế bào nấm men rượu Saccharomyces cerevisiae có lớn hơn nhiều nhưng cũng không quá 10 micromet. Tế bào nấm men và vi khuẩn đều phải nhìn dưới 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 được, 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 lượng 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 dưỡng• 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 dưỡng 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 được thực hiện dễ dàng và nhanh chóng.• b) Kiểu dinh dưỡng đa dạng• – Quang tự dưỡng (Photoautotroph) : VSV dùng năng lượng ánh sáng khử CO2 như ở các vi khuẩn tía (purple bacteria), Cyanobacteria, tảo và thực vật.• – Quang dị dưỡng (Photoheterotroph) : VSV dùng năng lượng ánh sáng để khử các hợp chất hữu cơ như ở các vi khuẩn tía và lục không lưu 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• 1.2.3. Sự phân bố và vai trò trong sinh quyển• Nếu như 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 thường, nhưng chúng hiện diện ở khắp nơi, cả ở những nơi có điều kiện sống khắc nghiệt như băng giá ở các cực của Trái đất, hay như ở dưới đáy đại dương. Hiện nay, tổng số lượng tế bào vi khuẩn trên Trái đất ước tính khoảng 5.1030, tổng sinh khối của nó gần bằng của thực vật trên cạn. Lượng carbon chứa trong vi khuẩn khoảng 350 – 550 tiû tấn với khối lượng khô khoảng 700 – 1100 tiû tấn. Trong khi đó, lượng carbon của thực vật trên cạn khoảng 550 tiû tấn. Vi khuẩn chứa số lượng nitrogen và phosphore 10 lần nhiều hơn của thực vật, ước 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 ...