Sự hư hỏng của các sản phẩm thực vật

Sự hư hỏng Các sản phẩm thực vật Trang  PAGE \* MERGEFORMAT 4 VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM VI SINH THỰC PHẨM MÔN HỌC : ĐỀ TÀI SỰ HƯ HỎNGCÁC SẢN PHẨM THỰC VẬT Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2011  MỤC LỤC Trang Lời mở đầu 3  TOC \h \z \t "cap 1,1"  HYPERLINK \l "_Toc294060635" I. Ngũ cốc  PAGEREF _Toc294060635 \h 6  HYPERLINK \l "_Toc294060636" II. Bảo quản các loại ngũ cốc có độ ẩm cao  PAGEREF _Toc294060636 \h 11  HYPERLINK \l "_Toc294060637" III. Các loại đậu đỗ, quả hạch và hạt có dầu  PAGEREF _Toc294060637 \h 11  HYPERLINK \l "_Toc294060639" IV. Hoa quả và các sản phẩm từ hoa quả  PAGEREF _Toc294060639 \h 13  HYPERLINK \l "_Toc294060641" V. Rau quả và các sản phẩm làm từ rau quả  PAGEREF _Toc294060641 \h 16 Kết luận 22 Tài liệu tham khảo 23  LỜI MỞ ĐẦU Thực vật là một nguồn tài nguyên phong phú, cung cấp lương thực, thực phẩm và nhiều sản phẩm thiết yếu cho đời sống con người. Nguồn sản phẩm do thực vật cung cấp là vô cùng phong phú và đa dạng. Tuy nhiên, bên cạnh vấn đề khai thác, canh tác, con người còn quan tâm đặc biệt đến vấn đề bảo quản, cất trữ các sản phẩm từ thực vật được lâu hơn, phục vụ nhu cầu đời sống. Hiện nay, hệ thống vi sinh vật ngày càng phức tạp, có nhiều tác động không tốt đến chất lượng thực phẩm. Nếu không biết cách giữ gìn thực phẩm, sử dụng những thực phẩm bị nhiễm độc do vi sinh vật gây nên sẽ làm tổn hại đến sức khỏe.Tìm hiểu về các loại vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm nhằm tìm ra những biện pháp tối ưu nhất giúp con người bảo quản tốt hơn nguồn lượng thực, thực phẩm của mình, nâng cao chất lượng các sản phẩm có nguồn gốc thực vật, phục vụ tốt hơn cho đời sống của chính mình. Trong bài tiểu luận này, nhóm chúng em muốn tập trung tìm hiểu một số loại vi sinh vật gây hư hỏng ở thực phẩm để có thêm những hiểu biết về vi sinh vật cũng như biết cách lựa chọn thực phẩm an toàn và bảo quản một số loại thực phẩm thông dụng: ngũ cốc, đậu đỗ, trái cây, rau quả,….  CÁC SẢN PHẨM CÓ NGUỒN GỐC THỰC VẬT Giới thực vật đáp ứng một phần đáng kể nhu cầu thực phẩm của con người, và tùy theo từng loài thực vật khác nhau, giá trị sử dụng của thực vật được tạo nên từ các bộ phận khác nhau của chúng như rễ, củ, thân, lá, quả và hạt,…. Thực vật đã tiến hóa để tồn tại trước việc chúng nghiễm nhiên là thức ăn của động vật ăn cỏ và động vật ăn tạp, bao gồm cả con người; những sự tiến hóa này không chỉ là các cơ chế bảo vệ các bộ phận của thực vật như rễ, thân, lá,…mà còn là sự phát triển của các loại quả, chúng trở nên ngon hơn, đa dạng hơn nhằm thu hút động vật giúp chúng phát tán hạt giống. Cùng với quá trình phát triển của loài người từ săn bắt, hái lượm du mục đến hình thành xã hội rộng lớn, ổn định một cách nhanh chóng đã kéo theo một phạm vi rộng các loài thực vật được đưa vào canh tác. Các sản phầm từ thực vật thường được trồng với số lượng lớn và phần nhiều được cất trữ trong một thời gian dài sau khi thu hoạch và có thể được vận chuyển từ nơi này đến các nơi khác trên thế giới. Những vấn đề thuộc về vi sinh vật có thể nảy sinh trong tất cả các giai đoạn của quá trình sản xuất các sản phẩm thực vật. Trong suốt quá trình phát triển của thực vật ngoài đồng ruộng, chúng phải đối mặt với nhiều loại mầm bệnh, các mầm bệnh này hầu hết là nấm, tuy nhiên cũng có một số lượng đáng kể vi-rút và vi khuẩn.Một số loại vi sinh vật khác có thể gây hư hỏng thực phẩm sau thu hoạch dù rằng không có một ranh giới rõ ràng tuyệt đối nào giữa những mầm gây bệnh ở thực vật và những vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm, bởi vì có nhiều sản phẩm từ thực vật được làm từ mô thực vật sống kể cả sau khi thu hoạch. Thực vật đã phát triển nhiều cơ chế nhằm ngăn cản sự xâm nhập của vi khuẩn đối với mô thực vật. Bề mặt bên ngoài thì thường được bảo vệ bởi một lớp biểu bì cứng, chắc dù rằng sự cần thiết trao đổi không khí với bên ngoài đòi hỏi phải có những những phần hở trên bề mặt lá, và những lỗ khí (hay khí khổng) này có thể là đường xâm nhập của vi sinh vật vào mô thực vật. Trong các mô thực vật có thể sẵn có những chất kháng sinh, thường là các chất chuyển hóa phenol, thực chất những chuỗi polyphenol phức tạp như lignin đặc biệt bền đối với sự thoái biến do vi sinh vật gây nên. Nhiều loài thực vật sản xuất được một nhóm kháng sinh đặc biệt, ví dụ nhóm chất phetoalexin để chống lại sự xâm nhập ban đầu của vi khuẩn. Độ pH thấp ở một số loại quả là cách tự bảo vệ đáng chú ý chống lại vi khuẩn và sự hư hỏng ở các loại hàng hóa này hầu hết bị gây nên bởi nấm. Ngược lại, nhiều loại rau quả có độ pH cao hơn có thể dễ bị hư hỏng bởi vi khuẩn. (Bảng 5.8). Bảng 5.8. Giá trị pH của một số loại trái cây và rau quả. Trái câypHRaupHTáo2.9 – 3.3Măng tây5.4 – 5.8Mơ3.3-4.4Bông cải xanh5.2 – 6.5Chuối4.5 – 5.2Cải bắp5.2 – 6.3Anh đào3.2 – 4.7Cà rốt4.9 – 6.3Bưởi3.0Súp lơ trắng6.0 – 6.7Nho3.4 – 4.5Cần tây5.6 – 6.0Chanh2.0 – 2.4Rau diếp6.0 – 6.4Dưa6.2 – 6.7Cây phòng phong5.3Cam3.3 -4.3Đại hoàng3.1 – 3.4Lê3.4 -4.7Đậu cô ve4.6Mận2.8 – 4.6Rau bina5.1 – 5.6Quả mâm xôi2.9 – 3.5Khoai lang5.3 – 5.6Cà chua3.4 – 4.9Củ cải5.2 – 5.6 Một yếu tố vật lý khác ảnh hưởng đến sự hư hỏng thực phẩm, đó là lượng nước sẵn có trong thực phẩm. Ngũ cốc, các loại đậu, quả hạch và hạt có dầu thường được sấy khô sau khi thu hoạch và hoạt độ nước thấp giúp hạn chế những hư hỏng của thực vật do nấm xerophil và nấm xerotoleran gây ra. Sau đây, ba nhóm sản phẩm từ thực vật nói trên (trái cây, rau quả và ngũ cốc,..vv..) sẽ được xem xét một cách đầy đủ và riêng biệt. Ngũ cốc Lúa mì - Ngô - Hạt kê Tất cả các loại ngũ cốc thuộc họ Gramineae hoặc họ lúa, là một trong những nguồn cac-bon-hy-drat quan trọng nhất trong bữa ăn của con người. Một số các loại cây ngũ cốc quan trọng tiêu biểu được liệt kê trong Bảng 5.9. Bảng 5.9: Một số loại cây ngũ cốc quan trọng Tên ngũ cốcTên thường gọiTriticum aestivumLúa mì thông thường (loại dùng làm bánh mì)Triticum durumLúa mì (loại dùng làm mì ống)Hordeum spp.Lúa mạchAvena sativaYến mạchSecale cerealeLúa mạch đenZea maysNgô (bắp Mỹ)Oryza sativaGạoSorghum vulgareCây bo boPanicum miliaceumCây kêPennisetum typhoideumCây bồ hoàng kê Lúa mì, gạo và ngô là những loại ngũ cốc quan trọng nhất trên cơ sở thống kê tỷ trọng toàn thế giới và có hơn ba triệu tấn mỗi loại được sản xuất hàng năm. Tuy nhiên, mỗi loại ngũ cốc chỉ thích hợp tăng trưởng trong một điều kiện khí hậu cụ thể mặc dù các nhà máy đã áp dụng nhiều chương trình nhân giống cây trồng nhằm mở rộng phạm vi của một số loại ngũ cốc nói trên. Lúa mì là ngũ cốc chủ yếu của vùng ôn đới, và được trồng rộng rãi trong cả hai bán cầu bắc và nam, trong khi lúa mì cứng chỉ được trồng rộng rãi ở khu vực Địa Trung Hải và trong vùng ấm hơn, khô hơn của khu vực Đông Nam Á, Bắc và Nam Mỹ. Lúa mạch đen có thể được trồng ở vùng lạnh hơn và là một cây trồng quan trọng ở miền Trung Châu Âu và Nga. Ngô có nguồn gốc từ Tân Thế Giới. Ngày nay, chúng đã được trồng rộng rãi trên khắp các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới của cả Bắc và Nam bán cầu. Cũng như ngô, ban đầu gạo có nguồn gốc châu Á; Hiện nay, chúng đã được trồng ở nhiều nơi trên thế giới. Mặc dù bo bo và hạt kê dường như không quan trọng lắm và không có tỉ trọng cao trên thế giới, chúng cũng đặc biệt thích nghi tốt với khí hậu ấm, khô và là loại ngũ cốc chính yếu tại một số địa phương ở những khu vực có điều kiện thích ứng, như các ranh giới phía Nam của Sa mạc Sa-ha-ra. Trong suốt quá trình tăng trưởng, thu hoạch và lưu trữ, các vi sinh vật trong ngũ cốc bị chi phối bởi các loại nấm mốc; nhân đây, ta xem xét hai nhóm nấm sau. Loại nấm trên đồng ruộng thì thích nghi với những điều kiện thay đổi nhanh chóng xảy ra không thường xuyên trên bề mặt già nua của cây trồng trên đồng ruộng. Các loại nấm này phát triển tối ưu trong điều kiện hoạt độ nước tương đối cao, tuy nhiên, một số loại phổ biến như Cladosporium, Alternaria và Epicoccum cũng tồn tại được trong điều kiện khí hậu thay đổi đột ngột, ví dụ như từ nhiệt độ nóng và khô của ngày nắng nóng chuyển sang ẩm và lạnh về đêm. Các giống Fusarium bao gồm các loài có cả các hoạt động gây bệnh và hoại sinh. Vì vậy, F.Culmorum và F.Graminearum có thể gây thối thân và bạc đầu lá lúa mì và lúa mạch trên đồng ruộng và các bệnh lây truyền trên đồng ruộng này có thể gây hư hỏng nặng hơn đối với những sản phẩm nói trên sau thu hoạch nếu chúng được cất trữ ở hoạt độ nước quá cao. Ngược lại, các loại nấm trong quá trình bảo quản có vẻ thích nghi hơn với điều kiện ít thay đổi của ngũ cốc trong kho lưu, và chúng thường phát phát triển ở hoạt độ nước thấp.(Bảng 5.10). Bảng 5.10: Yêu cầu hoạt độ nước tối thiểu của một số loại nấm trên đồng ruộng và nấm trong quá trình bảo quản LoàiAw tối thiểuNấm trên đồng ruộngFusarium culmorum0.89Fusarium graminearum0.89Alternaria alternata0.88Cladosporium herbarum0.85Nấm trong quá trình bảo quảnPenicillium aurantiogriseum0.82Penicillium brevicompactum0.80Aspergillus flavus0.78Aspergillus candidus0.75Eurotium amstelodami0.71Wallemia sebi0.69 Loại nấm quan trọng bậc nhất trong số nấm xuất hiện trong quá trình lưu trữ là Penicillium và Aspergillius, dù rằng những loại nấm thuộc họ Fusarium cũng có thể tham gia vào quá trình hư hỏng nếu bảo quản các loại hạt ở điều kiện ẩm ướt. Penicillium sản sinh độc tố mycotoxin trên ngô Hoạt độ nước và nhiệt độ là các nhân tố môi trường quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự hỏng mốc của ngũ cốc, và có thể sản xuất các chất độc mycotoxin; Bảng 5.11 thể hiện mối quan hệ giữa thể tích và hoạt độ nước đối với đại mạch, yến mạch và bo bo; trong khi Hình 3.10 cho thấy đối với lúa mì, các thông tin tương ứng là một đường đẳng nhiệt. Mặc dù các chủng nấm như Eurotium spp. và Aspergillus restrictus có thể phát triển rất chậm ở vùng thấp hơn giới hạn dưới của khoảng hoạt độ nước của chúng (0.71 tương ứng với khoảng 14% lượng nước trong lúa mì ở 25oC) một khi chúng bắt đầu phát triển và chuyển hóa chúng sẽ sản xuất nước trong quá trình hô hấp và hoạt độ nước tại đó sẽ tăng lên cho phép chúng tăng trưởng nhanh chóng. Thực chất nó có thể tăng đến mức đủ để các bào tử nấm mốc mesophilic nảy mầm và phát triển; quá trình này giống như là một quá trình tự xúc tác. Có một loạt hậu quả trông thấy của quá trình này, đó là sự phát triển của nấm mốc trong ngũ cốc làm giảm sức nẩy mầm của hạt. Tiếp đó là sự đổi màu, quá trình sản sinh các chất chuyển hóa nấm mốc bao gồm độc tố, có thể minh chứng là sự tự ấm lên của ngũ cốc, xuất hiện mùi mốc, đông cứng và hoạt độ nước tăng đột biến dẫn đến sự phân rã hoàn toàn của ngũ cốc cùng với sự phát triển vi sinh vật trên diện rộng.  Hình 3.10. Đường đẳng nhiệt - ẩm của lúa mì ở 25oC Bảng 5.11: Cân bằng độ ẩm tương đối, hoạt tính nước và hàm lượng ẩm ( như % trọng lượng ẩm ướt ) của ngũ cốc tại 25oC Cân bằng độ ẩm tương đối (% )Hoạt độ nước AwThế nước ( MPa )Hàm lượng nước (% trọng lượng ẩm ướt )Đại mạchYến mạchBo bo150.15-2616.05.76.4300.30-1668.48.08.6450.45-11010.09.610.5600.60-7012.111.812.0750.75-3914.413.815.2900.90-14.519.518.518.81001.000.026.824.121.9 Bảo quản các loại ngũ cốc có độ ẩm cao Dù không liên quan trực tiếp đến thức ăn của con người, công dụng của những loại ngũ cốc có độ ẩm cao, như lúa mạch, là cung cấp thức ăn mùa đông có dinh dưỡng cao cho gia súc. Loại nguyên liệu này có thể bảo quản trong một thời gian dài bằng cách cho lên men lactic tương tự như quá trình ủ chua, hoặc thận trọng thêm các acid béo vào, như acid propionic. Nếu quá trình này không tiến hành thận trọng, lượng acid propionic có thể đủ lớn để ức chế những loại nấm mốc gây hư hỏng thông thường tác động lên ngũ cốc vùng ôn đới, nhưng nó không đủ để ức chế Aspergillus flavus. Có thể thấy rằng, ngay cả khi bị ức chế, loại nấm mốc này vẫn có thể sản xuất được độc tố aflatoxin B1 ở mức độ tăng cường. Nếu chất này có trong thức ăn bò sữa, nó có thể làm tiết ra chất độc aflatoxin M1 ngầm trong sữa, và như vậy, nó không chỉ là một vấn đề đáng quan tâm trong thức ăn chăn nuôi, mà nó thực sự trở thành một vấn đề đáng lo đối với thực phẩm cho con người. Các loại đậu đỗ, quả hạch và hạt có dầu Đậu đỗ là thành viên của đại gia đình họ đậu, Fabaceae, được biết đến như là Papilionaceae và Leguminosae, là một nguồn protein thực vật chủ yếu và bao gồm những cây trồng quan trọng không kém như đậu Hà Lan, đỗ, đậu nành, lạc và đậu lăng. Dù các giống đậu Hà Lan và đỗ tròn được sử dụng như rau tươi và đã trở nên quen thuộc với chúng ta, hàng năm, hàng triệu tấn hạt đậu nành, đậu phộng (lạc) được thu hoạch và cất trữ trong một thời gian dài và rất có thể dễ bị hư hỏng do nấm mốc nếu không được lưu trữ trong điều kiện thích hợp. Một số loại hạt đậu, như lạc, đậu tương, cũng là một nguồn cung cấp dầu thực vật có giá trị, nhưng có những cây thuộc các họ đa dạng khác nhau, tất cả đều đang được sử dụng để cung cấp các loại dầu thực vật chất lượng như là dầu hạt cải từ crucifers (một loài thuộc họ cải) , hạt hướng dương từ họ hoa cúc, cây cọ dầu và ô liu. Những loại quả hạch có thể ăn được có nguồn gốc từ nhiều loài cây họ botanical và nhiều loài trong số này giàu chất dầu và chúng phát sinh những vấn đề vi sinh tương tự như các loại hạt có dầu.  Những loại hạt nhiều dầu như lạc có hàm lượng nước thấp hơn nhiều tại cùng một hoạt độ nước với ngũ cốc, vậy lạc với 7,2% hàm lượng nước có hoạt độ nước trong khoảng 0,65-0,7 ở 25 oC. Ngoài vấn đề hình thành độc tố mycotoxin trong những hạt dầu bị mốc, vài loài nấm mốc khác có hoạt động lipolytic mạnh dẫn đến ô nhiễm dầu chiết do các acid béo tự do có khả năng oxy hóa tạo nên sản phẩm có mùi ôi. Chủng nấm mốc lipolytic quan trọng nhất là các loài thuộc họ Aspergillus, ví dụ A.niger và A.tamarii, Penicillium và Paecilomyces, trong khi tại hoạt độ nước cao hơn thì các chủng Rhizopus có vẻ trở nên có ảnh hưởng lớn hơn. Hình 5,8 biểu hiện ảnh hưởng của hàm ẩm,và sự phá hủy trong quá trình hình thành acid béo tự do (FFA) ở lạc đã bảo quản khoảng 4 tháng. Có thể thấy rằng trong toàn bộ các quả hạch, sự hình thành FFA tăng một cách đều đặn cùng với sự tăng lên của hàm ẩm và điều này tùy thuộc vào loài thực vật chứa các enzym lipolytic. Tuy nhiên, đối với những trái lạc đã hỏng, tốc độ tăng nhanh hơn khi hàm lượng ẩm thấp hơn, cũng có thể do tăng sự tiếp xúc giữa enzym và cơ chất dẫn đến làm hỏng trái lạc, nhưng người ta cũng cho thấy rằng có một sự gia tăng FFA đặc biệt khi hàm ẩm lớn hơn 7.2% tương đương với hoạt động tăng trưởng của nấm mốc. Nếu ngũ cốc, đậu đỗ, hạt có dầu và cây quả hạch được thu hoạch với ít thiệt hại đến mức có thể và được làm khô đến lượng nước thích hợp thì chúng có thể lưu trữ được trong một khoảng thời gian đáng kể nếu không bị xử lý quá nhiệt trong suốt quá trình lưu trữ.  Các vấn đề có thể phát sinh khi những thiết bị lớn, chẳng hạn như silo (hầm ủ tươi thức ăn cho vật nuôi) , không được thiết kế cẩn thận để tránh sự chênh lệch nhiệt độ phát sinh trong sản phẩm lưu trữ đã được thảo luận tại mục 3.3.1 (Nói về độ ẩm tương đối). Sự dịch chuyển của nước trong trường hợp này có thể sẽ sản sinh bào tử nấm và sự phát triển của sợi nấm tạo ra một khu vực nội bộ dành cho hoạt động của nấm, hoạt động này cung cấp nước cho toàn khu vực. Theo cách này, một sản phẩm được đưa vào cửa hàng lúc đầu được đánh giá là an toàn, có thể bị mốc sau một khoảng thời gian. Cần chú ý rằng, dù hàng hóa có thể đủ khô để tránh những hư hỏng vi sinh trực tiếp, chúng có thể không đủ an toàn để chống lại sự phá hoại của sâu bệnh như côn trùng và động vật gặm nhắm và hoạt động của chúng có thể dẫn đến xâm nhập thứ cấp và hỏng mốc. Hình 5,8 Ảnh hưởng của độ ẩm trên hình thành acid béo tự do trong lạc được lưu trữ trong bốn tháng. Ta thấy rằng 7,2% độ ẩm tương ứng với aw 0,65-0,70 ở 25 oC để nấm tăng trưởng. Hoa quả và các sản phẩm từ hoa quả Hầu hết trái cây dù có hoạt độ nước cao, nhưng pH thấp dẫn đến sự hư hỏng của trái cây được gây nên bởi nấm, đặc biệt về sau là cả nấm nem và nấm mốc. Mức độ đặc trưng được thể hiện bằng số lượng các loài nấm mốc, hoạt động gây hư hỏng đối với trái cây đã thu hoạch bán trên thị trường, thể hiện vai trò là tác nhân gây bệnh hoặc là những chất nội bào của cây trồng trước khi thu hoạch. Vì vậy Penicillium italicum và P.digitatum đặc trưng ở các loại trái cây thuộc loại có múi, là nấm mốc xanh dương và nấm mốc xanh lá cây tương ứng với cam, chanh và các loại trái cây có múi khác. Penicillium expansum gây ra thối mềm ở táo, và dù bản thân chỗ bị thối thường mềm và nâu tái nhạt, sự xuất hiện của những cuống bào tử cuộn tròn thật chặt sinh ra một số lượng lớn hạt bào tử màu xanh dương, điều này làm cho loài nấm này được gọi chung là nấm xanh dương ở táo. Loài này có một ý nghĩa đặc biệt do khả năng sản xuất ra độc tố mycotoxin patulin, chất được tìm ra như một tác nhân gây ô nhiễm trong các loại nước táo chưa lên men (đối với rượu táo thì không có). Các bệnh khác thường gặp ở táo và lê bao gồm bệnh đốm đen, gây ra bởi các ascomycete Venturia inaequalis (giai đoạn Spilocaea pomi = Fusicladium dendriticum), vết thối màu nâu gây ra bởi một ascomycete khác, Monilinia fructigena (= Sclerotinia fructigena, giai đoạn Monilia fructigena) . Vảy đen xuất hiện ở hoa quả, chắc chắn sẽ làm giảm giá trị thương mại của nó, nhưng không gây ra sự thối rữa trên diện rộng của các mô. Tuy nhiên, các đốm thối nâu có thể gây thiệt hại lớn đến quả cả khi còn trên cây cho đến khi lưu trữ trong kho. Các vết thối nâu điển hình thường kèm theo mụn mủ bột màu nâu ở những quả không nguyên vẹn, hoặc từng giai đoạn, từng thời kì,….tuy nhiên, những quả đã nhiễm bệnh với vẻ ngoài khỏe mạnh vẫn sẽ có cơ hội được đưa vào cửa hàng, khi vào cửa hiệu, chúng có thể bị giảm xuống cấu trúc cứng chắc và đen bóng, lúc đó, các mô tế bào đã bị thay thế bởi các tế bào bị nhễm nấm mốc và cả quả táo sẽ bị chế ngự và trở thành nơi nghỉ đông của nấm. Hầu như rất khó tìm thấy ở Vương Quốc Anh, cấu trúc này sẽ nảy mầm vào mùa xuân để sản xuất các cuống apothecia hoàn hảo. Một loại nấm đặc biệt phổ biến rộng rãi trên cả hai loại trái cây và rau quả là đốm xám tro Botrytis cinerea, đó là trạng thái biến thái không hoàn toàn của túi nấm khác, Botryotinia fuckeliana (= Sclerotinia fuckeliana). Vai trò của nó trong quá trình hư hỏng của dâu tây đã được mô tả trong Phần 2.5. Nhiễm trùng nho trên cây nho cũng do loại nấm này gây ra có thể dẫn đến làm khô nước trong quả nho và sự gia tăng nồng độ đường và các loại rượu vang được làm từ những quả nho bị nhiễm bệnh này được coi là rất đặc biệt. Trường hợp này được gọi là La Pourriture Noble – Kiểu thối quý tộc! Để tránh cho trái cây sau thu hoạch bị hỏng mốc quá nhiều trong thời gian lưu trữvà vận chuyển, chúng ta cần phải thu hoạch ngay trong giai đoạn trưởng thành và tránhlàm bầm, dập. Nên loại bỏ những trái đã bị mốc và vệ sinh tốt các dụng cụ chứa và thiết bị đóng gói để ngăn chặn sự sinh sôi của chồi nấm mốc. Sự phát triển của thương mại quốc tế ở nhiều loài cây ăn quả đã dẫn đến việc sử dụng của một số chất bảo quản sinh học (Hình 5,9) nhằm ngăn chặn hư hỏng mốc. Benomyl đã chứng minh hữu ích mà nó có thể được áp dụng cho các bề mặt của trái cây, như cây có múi và chuối, trong đó có da bình thường bị dập (điều này, tất nhiên, không dùng cho trái có múi mà được áp dụng trong làm mứt và các cách bảo quản khác). Trong một số loại nấm trên thế giới như Penicillium digitatum đã phát triển tăng sức chịu đựng đối với benomyl. Biphenyl là chất bảo vệ khá hiệu quả khi đưa vào các gói trái cây như cam khi chúng được bao gói riêng. Captan đã được sử dụng như là một cái bơm phun trên các cánh đồng dâu tây để kiểm soát Botrytis nhưng phải ngưng sử dụng trước khi thu hoạch. Hình 5,9 Ví dụ về các biocides kháng nấm có thể được sử dụng để bảo vệ trái cây hư hỏng do mốc. Giảm nhiệt độ và tăng nồng độ CO2 cũng có thể hữu ích trong việc kiểm soát hỏng do mốc trong suốt quá trình lưu trữ và vận chuyển, nhưng khá nhiều loại trái cây nhạy cảm với nhiệt độ thấp, mức tăng CO2 và các điều kiện thích hợp cần phải được thiết lập cho từng mặt hàng. Trái cây đóng hộp thường được xử lý ở nhiệt độ tương đối thấp do chúng có độ pH thấp và mặc dù hầu hết các chồi mốc sẽ bị tiêu diệt, các nang bào tử của một số loài thuộc chủng Eurotiales chịu nhiệt đủ để sống sót. Loài Byssochlamys là loài được biết đến nhiều nhất hiện nay, nhưng việc sử dụng ngày càng tăng của nhiều loại trái cây nhập khẩu là những trường hợp hư hỏng đối với trái cây đóng hộp do các sinh vật như Neosartorya fischeri (giai đoạn Aspergillus fischerianus) và Talaromyces flavus var. macrosporus (giai đoạn Penicillium sp.) Rau quả và các sản phẩm làm từ rau quả Giá trị pH cao hơn ở các mô của nhiều loại rau quả khiến chúng dễ bị vi khuẩn xâm nhập hơn là đối với trái cây, dù rằng trong rau quả lưu trữ cũng có một lượng khá lớn nấm gây hỏng rau quả. Các vi khuẩn tham gia thường là những vi khuẩn thủy phân pectin và là những vi khuẩn Gram âm Pectobacterium, Pseudomonas và Xanthomonas, tuy nhiên, trong một số trường hợp, các vi khuẩn thủy phân pectin thuộc chủng Clostridium cũng đáng lo ngại trong các quá trình làm hư hỏng khoai tây, và các vi khuẩn Gram dương không hình thành bào tử như Corynebacterium sepedonicum gây ra thối vòng ở khoai tây. Bảng 5.12 liệt kê một loạt các vi sinh vật có thể gây hư hỏng đối với rau quả tươi. Bảng 5.12 Một số loại vi sinh vật liên quan đến quá trình hư hỏng của rau quả tươi Vi sinh vậtRau quảTriệu chứngVI KHUẨNCorynebacterium sepedonicumKhoai tâyThối vòng ở củRalstonia solanacearumKhoai tâyThối mềmPectobacterium carotovorum var. atrosepticumKhoai tâyThối mềmVi khuẩn nấm StreptomycesKhoai tâyVảy nấm (ghẻ)Xanthomonas campestris BrassicasThối đenNẤMBotrytis cinereaNhiều loạiMốc xámBotrytis alliiHành Thối cổMycocentrospora acerinaCà rốtThối cam thảoTrichothecium roseumCà chuaCây họ bầu bíThối hồngFusarium coeruleumKhoai tâyThối khôAspergillus alliaceusHànhTỏiThối đenThối vòng ở khoai lang Vai trò của các tác nhân gây bệnh ở thực vật trong chuỗi hư hỏng sau thu hoạch có thể xem là khá phức tạp, vì vậy sự xâm nhập của Phytophthora gây ra nhiều loại bệnh trên cây khoai tây, thông thường nó gây chết cây, tuy nhiên nó cũng có thể nằm im tiềm tàng trong củ và gây thối củ trong quá trình bảo quản, hoặc tạo nên một vòng tuần hoàn bệnh mới trong vụ mùa vụ kế tiếp (nếu củ khoai tây được lấy làm giống). Tuy nhiên, các tác nhân gây hư hỏng thường gặp nhất lại không phải là bản thân những mầm gây bệnh ở thực vật mà là các vi sinh vật cơ hội lợi dụng cơ hội xâm nhập vào mô thực vật thông qua các vết thương, vết nứt, những chỗ hư hại do côn trùng gây ra, thậm chí qua các vết tổn thương do các tác nhân gây bệnh ở thực vật. Tất cả các loại rau tươi đã thu hoạch đều có một bề mặt tự nhiên chứa một số ít vi khuẩn thủy phân pectin, và nó sẽ ngày càng tăng lên, dĩ nhiên là những mô thực vật khỏe của những cây không bị ảnh hưởng có thể chứa rất ít vi sinh vật sinh dưỡng (vi sinh vật nội bào). Sự tấn công và tỷ lệ hư hỏng thực phẩm phụ thuộc vào sự tương tác giữa những biến đổi sinh hóa xảy ra trong mô thực vật sau khi thu hoạch và những biến đổi trong hoạt động của vi sinh vật. Bản thân việc thu hoạch sẽ sản sinh ra những áp lực về sinh lý, mà kết quả chủ yếu là sự mất nước và héo, và lát cắt thực phẩm có thể sẽ giải phóng các chất dinh dưỡng cho sự phát triển của vi sinh vật. Áp lực này cũng có thể tạo điều kiện cho những vi sinh vật nội bào tiềm ẩn phát triển. Dạng hư hỏng thường thấy nhất là sự mềm nhũng của các mô do hoạt động thủy phân pectin của vi sinh vật. Pectin, một este metyl của axit 1,4-poly-D-galacturonic, và các chất họ pectin là thành phần chính của vách ngăn mỏng giữa các tế bào tạo nên mô tế bào thực vật và ngay khi nó bị phá vỡ, mô mất đi tính toàn vẹn và các tế bào thực vật riêng lẻ thì dễ bị xâm nhập và phá hủy. Các chất thuộc họ pectin này thì khá phức tạp và bao gồm các axit pectic không bị este hóa cũng như có các mạch nhánh như L-rhamnose, L-arabinose, D-galactose, D-glucose và D-xylose. Một số enzym tham gia vào quá trình phân hủy pectin và vai trò của chúng được minh họa trong hình 5.10. 5.10 Những hoạt động của enzyme làm thủy phân pectin Như đã mô tả trong trường hợp của trái cây, việc ngăn chặn hư hỏng thực phẩm trong suốt quá trình lưu trữ và vận chuyển rau quả phải cần có một loạt các biện pháp. Việc kiểm soát độ ẩm và điều chỉnh thành phần không khí trong môi trường bảo quản rau củ là quan trọng, nhưng có sự hạn chế về việc giảm độ ẩm tương đối bởi vì, ở giá trị độ ẩm dưới 90 – 95%, các mô rau quả bị mất nước sẽ bị héo. Việc tránh sự hiện diện của nước tự do trên bề mặt rau quả là thiết yếu, và điều khiển nhiệt độ có thể chỉ quan trọng trong việc ngăn ngừa sự ngựng tụ hơi nước. Sự hiện diện của một lớp nước trên bề mặt sẽ tạo điều kiện cho những vi khuẩn di động như Erwinia Pectobacterium và pseudomonas xâm nhập vào các vết nứt, vết thương và những lỗ hở tự nhiên như lỗ khí khổng. Sự kết hợp của nhiệt độ thấp và không đổi, độ ẩm tương đối được kiểm soát, và pha khí đã giảm oxy (khoảng 2-3%) và tăng cường CO2 (khoảng 2-5%) đã tạo điều kiện để lưu trữ những bắp cải cứng, lớn dùng trong sản xuất xà lách trộn trong nhiều tháng, tạo nên quá trình sản xuất liên tục của mặt hàng này mà không phụ thuộc vào mùa vụ nữa. Thông thường, rau quả không phải là nguyên nhân đáng quan tâm đối với sức khỏe cộng đồng, nhưng sự truyền nhiễm các mầm bệnh đường ruột như Salmonella, VTEC và Shigella là có thể xảy ra do nhiễm bệnh trực tiếp từ nông trại và phân của các loài chim và động vật, việc sử dụng phân ủ hay bùn cống làm phân bón, hay sử dụng nước tưới đã bị nhiễm bẩn. Cần tây, cải xoong, rau diếp, rau đắng, cải bắp và giá đỗ, tất cả đều liên quan đến sự nhiễm Salmonella, bao gồm sốt thương hàn và phó thương hàn và sự bùng phát của dịch Shigellosis bắt nguồn từ rau diếp thái nhỏ bán trên thị trường. Kể từ khi các loại rau xà lách thường không được nấu chín trước khi tiêu thụ, việc thực hành theo nền nông nghiệp sạch trở nên quan trọng hơn nhằm tránh sự nhiễm bệnh trong suốt quá trình sản xuất. Sự nhiễm bệnh có thể được giảm bằng cách rửa với nước sạch nhưng ngay cả khi sử dụng nước Clo thường cũng chỉ giảm số lượng vi sinh vật 2-3 lần khi một số vi khuẩn bề mặt bị giữ lại trong hàng rào hydrophobic hoặc trong các bào tử và do đó tránh bị xử lý. Không phải tất cả các tác nhân gây bệnh nhất thiết phải truyền vào rau quả bằng cách trực tiếp hoặc nhiễm gián tiếp qua phân. Các loại vi khuẩn như Clostridium botulinum có nguồn gốc tự nhiên trong đất và những sản phẩm bị vấy bẩn bởi đất đều có thể được giả định là đã bị nhiễm bào tử của loại vi khuẩn này, với một số lượng rất thấp. Thông thường thì điều này không phải là một vấn đề đáng quan tâm trừ khi điều kiện của quá trình chế biến hay bảo quản được lựa chọn đủ để các bào tử này nảy mầm, phát triển và sản sinh độc tố. Trong quá khứ, điều này đã được xem xét chủ yếu như một vấn đề liên quan đến quá trình chế biến ra quả đóng hộp, nhưng ngày nay nó nhất thiết phải được xem xét trong môi trường kín, chân không hoặc bao gói có điều chỉnh khí trong quy trình chuẩn bị salad. Xà lách này có chứa một thành phần đã được nấu chín, nơi mà các bào tử đã được kích hoạt và những đối thủ cạnh tranh tiềm ẩn bị giảm về số lượng, có thể gây ra các vấn đề riêng biệt. Năm 1987, một ca ngộ độc do Clostridium botulinum loại A có liên quan đến một túi cơm và salad đóng gói sẵn được dùng như một phần của bữa ăn trên máy bay. Những vấn đề tương tự có thể xảy ra khoai tây nấu chín được gói bằng giấy bạc hoặc đóng gói chân không hay nấm gói bằng giấy bọc film và trong tất cả những trường hợp này, việc giữ đủ lạnh trở thành yếu tố an toàn, hiệu quả nhất. Một nhóm các tác nhân liên kết một cách tự nhiên với môi trường chứa loài vi khuẩn psychrotrophic Listeria monocytogenes,loài này thường liên kết với nguyên liệu từ thực vật, đất, động vật, nước thải và nhiều tài nguyên môi trường khác. Cây cần tây thô, cà chua và xà lách đều bị liên quan trên cơ sở dịch tễ học như là một nguyên nhân gây bệnh listeriosis xảy ra tại một số bệnh viện ở Boston, Hoa Kỳ năm 1979, dù rằng bằng chứng vi sinh vật trực tiếp gây bệnh đã bị mất. Một đợt bùng phát bệnh listeriosis ở Canada năm 1981 có liên quan đến salad trộn. Chủng L.monocytogenes hiển nhiên có thể phát triển trên mẩu bắp cải và các loại rau salad trộn như rau diếp chẳng hạn ở nhiệt độ thấp 51oC và điều chỉnh khí dường như không có hiệu quả đối với loại vi khuẩn này. Những người thường xuyên kiểm tra thực phẩm thuộc phòng bảo vệ sức khỏe công cộng ở Anh tiết lộ rằng, trong 567 mẫu rau quả và salad đã qua chế biến được kiểm tra thì có đến 87 mẫu(chiếm 15%) được tìm thấy chứa vi khuẩn Listeria spp. đặc biệt trong đó 72 mẫu (chiếm 13%) chứa L.monoocytogenes. Hai loại vi khuẩn psychrotrophic khác cũng dễ bị phân lập từ môi trường, đó là Yersinia enterocolitica và Aeromonas hydrophila. Cả hai loại này được dự kiến sẽ kết hợp với rau quả và có thể phát triển đến cấp độ đủ để gây bệnh nếu không chú ý trong quá trình phát triển, thu hoạch, lưu trữ và xử lý các mặt hàng này.  KẾT LUẬN Hệ thống vi sinh vật phá hủy thực phẩm hiện nay vô cùng đa dạng, gây nên nhiều chứng bệnh khác nhau ở cây trồng, cũng như sản sinh nhiều độc tố trong thực phẩm. Đối với ngũ cốc: F.Culmorum và F.Graminearum có thể gây thối thân và bạc đầu lá lúa mì và lúa mạch trên đồng ruộng, Penicillium sản sinh ra độc tố mycotoxin ở ngô, ….gây thiệt hại mùa màng và giảm nhanh chất lượng nông sản. Đối với đậu đỗ, quả hạch, hạt có dầu: Các chủng nấm mốc lipolytic quan trọng nhất là các loài thuộc họ Aspergillus, ví dụ A.niger và A.tamarii, Penicillium và Paecilomyces sản sinh ra các chất độc, làm biến chất các loại hạt,…. Đối với trái cây: các chủng nấm, cả nấm men và nấm mốc gây hại nặng nề; Penicillium italicum and P.digitatum ảnh hưởng lớn đối với các loại trái cây thuộc loại có múi, nấm mốc xanh dương và nấm mốc xanh lá cây tác động xấu tới cam, chanh và các loại trái cây có múi khác,…. Rau quả: Các loại vi khuẩn thủy phân pectin - những vi khuẩn Gram âm Pectobacterium, Pseudomonas và Xanthomonas, vi khuẩn Clostridium botulinum gây hại cho khoai tây,…. Nắm được đặc điểm và phương thức gây hại của các loại vi sinh vật đối với những sản phẩm từ thực vật, con người có thể chủ động bảo vệ mùa màng và bảo vệ sức khỏe cho bản thân và cộng đồng xã hội.  TÀI LIỆU THAM KHẢO Food Microbiology, Martin R. Adams and Maurice O. Moss, University of Surrey, Guildford, UK, Third Edition. Giáo trình Vi sinh vật đại cương, Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM.