Hệ vi sinh vật ở hạt ngũ cốc

  Hệ vi sinh vật ở hạt ngũ cốc Giảng viên: Phạm Thị Tuyết Mai Sinh Viên: Trần Thị Hồng Thắm Lớp:K39 BQCBNS Mục lục Đặc trưng dinh dưỡng trong hạt ngũ cốc Hệ vi sinh vật hại ngũ cốc Hư hỏng của hạt ngũ cốc Phương pháp bảo quản ngũ cốc Tài liệu tham khảo Một thuyết liệt kê ngũ cốc bao gồm đạo (lúa-Oryza spp.), thử (kê Proso-Panicum miliaceum), tắc (hay túc)là ngô,mạch (bao gồm đại mạch, tiểu mạch, hắc mạch và yến mạch), thục (đậu tương). Nhưng căn cứ vào các ghi chép trong Kinh Lễ thì ngũ cốc lại bao gồm ma (hạt gai dầu), thử, tắc, mạch, thục. Hai thuyết này chỉ khác nhau ở chỗ một thuyết thì có lúa gạo nhưng không có gai dầu, còn thuyết kia thì có gai dầu nhưng không có lúa gạo. Khi kết hợp cả hai thuyết này lại sẽ có đạo, thử, tắc, mạch, thục, ma là 6 loại lương thực. Lúa mì Lúa gạo Lúa mạch Yến mạch Ng« Đậu tương Hạt được chia làm 4 phần: vỏ hạt, lớp alơron, nội nhũ và phôi hạt. Cấu tạo hạt lúa Cấu tạo hạt ngô 2. Ngô. Protein: Ngô có từ 8,5-10% protein, protein chính của ngô là zein, một loại prolamin gần như không có ly sin và tryptophan. Lipit: Lipit trong hạt ngô toàn phần từ 4-5%, phần lớn tập trung ở mầm. chất béo của ngô có 50% là axit linoleic, 31% là axit oleic, 13% là axit panmitic và 3% là Stearic. Gluxit: Gluxit trong ngô khoảng 60% chủ yếu là tinh bột. ở hạt ngô non có thêm một số đường đơn và đường kép. Chất khoáng: Ngô nghèo canxì, giầu photpho. Vitamin: Vitamin của ngô tập trung ở lớp ngoài hạt ngô và ở mầm. Ngô cũng có nhiều vitamin B1. Vitamin PP hơi thấp cộng với thiếu tryptophan một axit min có thể tạo vitamin PP. Vì vậy nếu ǎn ngô đơn thuần và kéo dài sẽ mắc bệnh Pellagre. Riêng ngô vàng có chứa nhiều caroten (tiền vitamin A). Đậu tương: Trong hạt đậu tương trung bình có : +40-45%protein +18-20%Lipit +30-35%Gluxit +5%tro Lúa mì; Vỏchiếm từ 6-8,5%KL hat +:hemixelluloza và pentoza 43-45%, xelluloza (18-22%) ,N2 (4,5-4,8)%, tro (3,5-5)% Lớp alơron Nội nhũ chiếm 82%KL toàn hạt trong đó tinh bột chiếm (78-82%),đường saccarozơ (2%), đường khử(0,1-0,2%)protein (13-15%),tro(0,3-0,5%), chất béo (0,5-0,8%), xelluloza(0,07-0,12%) Phôi Đối với lúa gạo: Vỏ trấu chiếm19-21% kl hạt, Vỏ quar5-6%,vỏ hạt 1-2,5% Lớp alơron chiếm 6 – 12 khối lượng hạt Gồm: +) Protein: 35 - 45% +) Đường: 6 - 8% +) Chất béo: 8 - 9% +) VTM và khoáng: 11 - 14% +) Cellulose : 7 - 10% +) Pentozan: 15 - 17% Nội nhũ tinh bội chiếm tới 80% Phôi chiếm tới 2,5% kl gạo lật 1 Đậu đỗ: Hạt đậu đỗ khô nói chung cung cấp Lượng protein cao từ 17-25%, riêng đậu tương 34%,. Chất béo 1-3%, riêng đỗ tương 18%. Đậu đỗ là nguồn khá tốt về vitamin nhóm B, PP, Canxi và Fe. Hầu như không có vitamin C và caroten. Giá trị sinh học protein đậu đỗ thấp ( 40-50 ) riêng đậu tương 75, thấp hơn so với thức ǎn động vật. Đậu đỗ nói chung nghèo các axit min chứa lưu huỳnh như metionin, xystin, nhưng có nhiều lysin Một số chế phẩm của đậu đỗ thường dùng: - Giá đậu xanh: nghèo nǎng lượng nhưng có nhiều vitamin nhóm B nhất là B1 và có nhiều vitamin C. - Sữa đậu nành: Giá trị dinh dưỡng còn phụ thuộc vào tỉ lệ đậu nành nhiều hay ít. Nói chung sữa đậu nành có nhiều protein, lipit. - Đậu phụ:. Trong quá trình sản xuất đậu phụ, protein đậu tương đã được thủy phân thành dạng dễ hấp thu. Protein đậu phụ khoảng 10-12% và lipit 5-6%. Theo lời khuyên ǎn uống hợp lý của Viện dinh dưỡng Quốc gia thì hàng tháng mỗi người nên ǎn từ 2-3 kg đậu phụ. - Tương: là thức ǎn được dùng thay nước mắm làm nước chấm. Trong quá trình ủ lên men, protein thực vật (từ nguyên liệu đậu tương và gạo hoặc ngô) đã chuyển thành axit amin và pepton. Trong kỹ thuật ủ lên men rất có thể bị nhiễm mốc Aspergillus flavus từ không khí vào. Đây là loại mốc có khả nǎng sinh độc tố aflatoxin, một độc tố gây ung thư mạnh ở gan và các phủ tạng khác . 1) Vỏ hạt: Chiếm 4 – 12% khối lượng hạt. Bao bọc xung quanh hạt, có tác dụng bảo vệ, chống lại ảnh hưởng xấu của điều kiện ngoại cảnh, bảo vệ phôi hạt. Thành phần vỏ hạt: cellulose và hemicellulose là chủ yếu. Đặc điểm chung của các hạt ngũ cốc Lớp alơron chiếm từ 6-12% kl hạt Là lớp tế bào trong cùng của vỏ hạt tiếp giáp với nội nhũ. Chiều dày của lớp alơron phụ thuộc vào giống, điều kiện trồng trọt. Lớp alơron tập trung nhiều chất dinh dưỡng quan trọng: protein, lipit, muối khoáng, vitamin, đường Do chứa nhiều chất dinh dưỡng quan trọng nên lớp alơron dễ bị oxy hoá và biến chất trong điều kiện bảo quản không tốt 3) Nội nhũ: Nằm sau lớp alơron. Đây là thành phần chiếm tỷ lệ lớn nhất trong các thành phần cấu tạo nên hạt. Ví dụ: Ngô (bắp): 72–75% khối lượng toàn hạt. Lúa mì: 82% .Tập trung toàn bộ chất dinh dưỡng chủ yếu của hạt. Nội nhũ của hạt càng lớn thì giá trị của hạt càng tăng. +) Hạt giàu tinh bột thì nội nhũ chứa nhiều tinh bột: lúa mì, ngô, gạo. +) Hạt giàu dầu: nội nhũ chứa nhiều dầu: thầu dầu, lạc,… +hat giàu chất béo như lạc vừng Nội nhũ là nơi dự trữ nguyên liệu hô hấp của hạt. Chất lượng hạt được đánh giá qua chất lượng nội nhũ. Ví dụ: hạt thóc có nội nhũ trong thì chất lượng tốt. Khi xay xát ít bị vỡ vụn và nát hạt. 4) Phôi hạt: - Vị trí: thường nằm ở góc hạt, được bảo vệ bởi lá mầm. Qua lá mầm phôi nhận được đầy đủ chất dinh dưỡng chủ yếu để duy trì sức sống và để phát triển thành cây khi hạt nảy mầm. Cấu tạo: gồm 4 phần chính: mầm phôi, rễ phôi, thân phôi và tẻ diệp. Phôi hạt chiếm từ 2-13% khối lượng hạt. Phôi hạt có chứa nhiều chất dinh dưỡng có giá trị cao như protein, lipit, gluxit, vitamin, 1 số enzyme,… Ngoài dinh dưỡng cao, phôi lại có cấu tạo +Xốp +hoạt động sinh lý mạnh nên phôi dễ nhiễm ẩm và hư hỏng. Do đó hạt có phôi lớn thường khó bảo quản hơn những hạt có phôi nhỏ. Hệ vi sinh vật: 1/ Vi sinh vật phụ sinh: Là thành viên chủ yếu của hệ vi sinh vật hạt. Vì vậy nguồn lây nhiễm Vi sinh vật này là từ rễ cây và thân cây lên hạt. Điển hình là Pseudomonas Herbicola và Pseudomonas Fluorescens. Phương thức dinh dưỡng: Trực tiếp phá hoại tế bào ký chủ. Hút những vật chất sống trong tế bào ký chủ (phá hoại ký chủ, có mối tương quan mật thiết với cường độ trao đổi chất & sức sống của cây). 2. Vi sinh vật hoại sinh: Có mặt ở khắp nơi: không khí, hạt bụi, trên bề mặt hoặc ở sâu phía trong sản phẩm. Chủ yếu là những loại nấm phát sinh và phát triển mạnh trong hạt, cả ở sản phẩm rau quả và một số nông sản phẩm khác. Một số loài chủ yếu thường gặp: Aspergillus, Penicillium, Micrococcus collectotricum sản phẩm, Helmintho sporium,… Trong nhóm Vi sinh vật hoại sinh, ngoài các loại nấm ra, người ta còn gặp nhiều vi khuẩn và xạ khuẩn khác nhau, gồm có loại tạo bào tử và không tạo bào tử. Đặc điểm sinh sống của VSV hoại sinh: Lấy những chất hữu cơ bị phá huỷ làm thức ăn đồng thời phá hoại những cơ thể có sức sống thấp và tính tự đề kháng thấp. VSV hoại sinh Aspergillus và Penicilium ít tồn tại trên đồng ruộng, chỉ phát sinh trong điều kiện ẩm ướt sau thu hoạch. Là loại nấm mốc chủ yếu ở các hạt ngô, đậu tương 3. VSV kí sinh, bán kí sinh và cộng sinh: vi khuẩn thuộc giống azotobacter sống ký sinh nhiễm vào hạt Cộng sinh: là sự kết hợp giữa hai bên ký sinh và ký chủ. Điển hình là các loại nấm Alternaria, Cladosporium, Helmintho sporium,… Một số loại vi khuẩn thuộc nhóm này chủ yếu sống hoại sinh theo nấm và bán ký sinh . Sự phát triển của loại vi sinh vật này phụ thuộc vào: Độ ẩm khối nông sản. Nhiệt độ khối nông sản. Phẩm chất hạt và các thành phần của hạt. Phẩm chất hạt và các đặc tính của hạt Xâm nhiễm ngoài đồng và trong khi thu hoạch. Một số loài VSV chủ yếu gây hại xâm nhiễm như loài nấm Alternaria, Clodosporium, Helminthosporium và Fusarium. Hầu hết các nấm đồng ruộng đều ưa ẩm, một số có thể sống sót trên hạt tới vài năm nhưng chết rất nhanh nếu φmt <75% Đối với phần lớn các NS dễ hỏng, nguồn bệnh ngoài đồng đóng vai trò khá quan trọng trong việc phát bệnh trong bảo quản. II.2. Xâm nhiễm sau thu hoạch và trong BQ Chủ yếu là nấm và vi khuẩn xâm nhiễm NS trong quá trình vận chuyển, chăm sóc sau thu hoạch và trong BQ và bệnh lây truyền thông qua sự tiếp xúc giữa các NS với nhau, giữa NS với các dụng cụ, nguồn nước rửa, trong môi trường không khí… Với các sản phẩm hạt, các nấm có trong kho bao gồm hơn 10 loài Aspergillus, một số loài Penicilium, một loài Sporendonema, ngoài ra còn có thể có loài nấm men. Tất cả các loài nấm kho này có khả năng phát triển gây hại trên hạt có độ ẩm tương đối 70-90%. Tốc độ gây hại nhanh hay chậm phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện ẩm độ và nhiệt độ của môi trường BQ. Ví dụ: Ở ngô thì thường nhiễm loại nấmmốc: Aspergillus flavus ,A.parasitus sinh ra độc tố aflatoxin B1-Là tác nhân gâu ung thư gan, 1 số bệnh đường ruột, đường hô hấp , khối u ở thận dạ dày… Xử lý ngô nhiễm nấm bằng dung dịch nước vôi trong Ca(OH)2trong vòng 24h sau đó đưa ngô về độ ẩm an toàn III. Điều kiện phát triển và tác hại của VSV đối với NS III.1. Điều kiện phát triển của Vi sinh vật a) Ảnh hưởng của độ ẩm và hàm lượng nước của NS Độ ẩm của sản phẩm là yếu tố quan trọng nhất quyết định đến khả năng sinh sản và phá hoại của vi sinh vật. Mỗi loại vi sinh vật khác nhau đòi hỏi giới hạn độ ẩm khác nhau. Sự phát triển của vi sinh vật phụ thuộc vào trạng thái ẩm bề mặt hạt vì nó thường tập trung chủ yếu ở phôi. b) Ảnh hưởng của môi trường Mỗi vi sinh vật khác nhau cần khoảng nhiệt độ sinh trưởng và phát triển khác nhau. Nhiệt độ thấp quá hoặc cao quá đều ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của chúng. c) Ảnh hưởng của điều kiện không khí: Tuỳ thuộc vào các loại VSV gây hại trên các loại NS khác nhau mà điều kiện không khí có ảnh hưởng nhất định. Đối với những loại hạt có W thấp, trong quá trình bảo quản cần: +) Hạn chế quạt không khí vào khối hạt +) Nên quạt không khí khô mát để làm giảm độ ẩm và nhiệt độ khối hạt, hạn chế sự hoạt động của khối hạt. d) Ảnh hưởng của chất lượng NS phẩm và khả năng sống của hạt Hạt có chất lượng càng tốt thì khả năng kháng bệnh càng cao. III.2.Tác hại của VSV đối với NS bảo quản - Chất lượng cảm quan: +) Dấu hiệu chứng tỏ VSV gây hại nông sản là sự thay đổi màu sắc của nông sản.từ mau bình thương hạt trở lên xám và có những xám đen Các sợi nấm và vi khuẩn pt trên hạt sẽ phân hủy các lớp mô bào ngòai hạt rồi xâm nhập phá hủy phôi khiến màu sắc phôi nhũ thay đổi lúc này vỏ hạt mất tính đàn hồi khi xay xát dễ bị gãy Đối với hạt giống và hạt nông sản: vsv gây hại pt mạnh ở phôi làm cho phôi chết hoặc làm giảm sức sống vi sinh vật còn có khả năng làm cho protopectin phân hủy thành celluloza, tinh bột bị thủy phân… kết quả :làm ảnh hưởng trực tiếp đến mầm và phôi hat bị giảm hoặc ko nảy mầm.khi hạt bị xâm nhập vào nông sản trong quá trình hoạt động chúng tiết ra độc tố đó là các sản phẩm trung gian của quá trình trao đổi chất như các men, các loại axit hữu cơ, rượu aldehyt, xêton…lượng này tích lũy trong sản phẩm và gây độc Đối với hạt người ta dùng nhiều cách để tẩy mùi hôi của hạt bằng cách rửa rồi sấy khô hoặc dùng những chất hấp phụ như than hoạt tính than cám cỏ thơm hoặc dùng H2O2.nước CLor và anhydric sulfat để khắc phục Sự phát triển mạnh của vsv còn thúc đẩy qt hô hấp của chúng và chúng thường xuyên tỏa ra 1 lượng nhiệt khá lớn -1 phần dùng cho bản thân chúng -1 phần làm cho sp nóng lên Quá trình pt của vsv càng mạnh thì độ ẩm của khối sp càng lớn điều này càng thúc đẩy vsv hoạt động mạnh hơn do đó khối hạt và sản phẩm càng mau chóng bốc nóng Chất lượng giống Làm giảm sức sống hoặc làm chết phôi. - Chất lượng dinh dưỡng +) Làm giảm nghiêm trọng chất lượng của NS, đặc biệt là khoáng và vitamin. Trong quá trình hoạt động sống còn tiết ra các hoá chất hoặc tạo ra các sản phẩm trung gian của các quá trình trao đổi chất gây ra các mùi hôi, mốc, chua. . Phòng trừ bệnh hại - Phòng bệnh cho NS trước quá trình bảo quản là cách an toàn nhất và ít tốn kém nhất. - Sau thu hoạch phải chú ý đưa nông sản về độ ẩm an toàn và giám sát chặt chẽ các công đoạn xử lý NS trước bảo quản. Phương pháp bảo quản: +Phương pháp bảo quản ở trạng thái thoáng +Phương pháp bảo quản ở trạng thái kín + Phương pháp bảo quản ở trạng thái lạnh + Phương pháp bảo quản bàng phương pháp hóa học +Phương pháp bảo quản trong khí quyển điều chỉnh +Phương pháp sấy khô Bảo quản ở trạng thái thoáng Bảo quản để khối sản phẩm tiếp xúc với môi trường bên ngoài dễ dàng nhằm điều chỉnh nhiệt độ độ ẩm trong kho do đó giữ được thủy phần, nhiệt độ 1 cách an toàn +Thông thoáng tự nhiên +Thông gió tích cực : Giảm càng thấp ẩm độ, càng tăng thêm thời gian bảo quản. Phơi càng khô, bảo quản càng được lâu hơn. Lưu ý khi bảo quản đậu tương Phương pháp bảo quản kín: Có nghĩa là đình chỉ sự trao đổi không khí giửa hạt ngũ cốc với môi trường bên ngoài bảo quản trong điều kiện thiếu oxi Ưu điểm:bq kín vẫn giữ được tính chất thực phẩm của hạt song hô hấp trong quá trình này lại làm sản sinh rượu etylic độc cho phôi thế nên đối với các hạt sd làm giống thì ko sử dụng phương pháp này Yêu cầu về kho: phải kín, thiết bị kho đảm bảo chống nóng chống ẩm tốt ngoài ra đối với hạt thì phải đảm bảo thủy phần phải dưới mức an toàn độ tạp chất phải thấp hơn mức quy định Ngoài các yêu cầu trên để ngăn ngừa oxi không khí từ môi trường bên ngoài thì ngăn cản oxi không khí từ môi trường ngoài xâm nhập vào có 2 cách : +Để cho lượng CO2 tích tụ lại và O2mất dần trong quá trình hô hấp của hạt +thường cho CO2 vào khối hạt CO2 không những ngăn ngừa O2 thâm nhập mà còn giảm nhiệt độ khối hạt Bảo quản hạt ngũ cốc ở trạng thái lạnh dùng nhiệt làm tê liệt các hoạt động của côn trùng Bảo quản bằng hóa chất : Đối với cây lúa Mới đây, Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã công bố phương pháp bảo quản thóc lúa quy mô hộ gia đình bằng chất hoạt động bề mặt do các nhà khoa học Việt Nam nghiên cứu. Thành phần chủ yếu của những chất hoạt động bề mặt chủ yếu kết tinh từ silicon dioxide, dung hoà với một số khoáng chất silic. Dựa trên nguyên lý phá lớp biểu bì, làm mất nước, mất dầu và ngăn cản quá trình hô hấp qua da của côn trùng, các chất hoạt động bề mặt rất hữu hiệu trong việc tiêu diệt côn trùng, nên chúng được sử dụng trong bảo quản hạt lương thực Đối với các loại ngũ cốc nói chung Để khống chế sâu bọ trong ngũ cốc người ta phải sử dụng một số loại hóa chất nhất định như thuốc trừ sâu, thuốc xông khói, không khí trơ hay bụi trơ. Những chất này phải được các cơ quan có thẩm quyền cho phép mới được sử dụng. Mục tiêu là sử dụng hóa chất một cách hợp lý nhằm giảm liều áp dụng, sao cho dư lượng của chúng trong ngũ cốc ở mức thấp nhất đồng thời bảo vệ cho con người và môi trường được an toàn. Dùng hóa chất để bảo quản ngũ cốc không phải là chuyện mới. Đó là cách làm cũ nhưng được cải tiến dựa trên các tiến bộ công nghệ và tình hình thực tế nơi cần áp dụng. Sử dụng "không khí trơ là một ví dụ của công nghệ rất cũ được áp dụng trong thời hiện đại. Thời xưa, người ta đã dùng các bình có gắn xi để chứa ngũ cốc. Các hoạt động hô hấp của côn trùng và của chính ngũ cốc sẽ tiêu hao hầu hết oxy trong bình kín và như vậy côn trùng sẽ bị chết. Việc sử dụng CO2 để bảo quản ngũ cốc đã được áp dụng khá rộng rãi, Người ta cũng sử dụng cả hệ thống bảo quản có oxy với nồng độ thấp và dùng nitơ để thay không khí. Phương pháp này bảo quản ngũ cốc rất có hiệu quả. Một ví dụ khác là người ta đã dùng thuốc trừ sâu (thí dụ DDT) để bảo quản ngũ cốc trong những năm 1940 và vào giữa những năm 1960 cũng đã từng sử dụng tới các chất malathion, Malathion được phun thẳng vào ngũ cốc tại nơi cần bảo vệ và giữ cho ngũ cốc an toàn trong vòng từ 9 - 12 tháng. Bảo quản trong khí quyển điều chỉnh : Trong điều kiện thiếu õi vi sinh vật hoạt động khá kém vifthees người ta thường thay đổi 1 phần oxi bằng 1 số khí trơ như N2,CO2thì quá trình sinh hóa bị hạn chế nhưng lưu ý chỉ thay 1 phần nếu thay thế hoàn toàn ảnh hưởng đến toàn bộ nông sản Sấy khô: Trước khi nhập kho cần phải có độ ẩm an toàn Điều kiện thích của độ ẩm là ở giới hạn từ 12-14% Với độ ẩm lớn hơn 14% thì hoạt động sống của vsv sống tăng, hô hấp mạnh , lô hạt bị nóng và ẩm thêm Đối với hạt tự bốc nóng ở thời kỳ đầu nhờ quá trình phơi sấy hạt trở về trạng thái bình thường Nấm mốc Aspergillus flavus Nấm mốc Tû lÖ c¸c protein trong c¸c h¹t ngò cốc   Tài liệu tham khảo Phương pháp phòng chống biểu hiện bất lợi trong nông sản Bảo quản sản phẩm nông sản sau thu hoạch Hóa học thực phẩm Từ nguồn thông tin trên internet