[2024] Kiểm nghiệm vi sinh thực phẩm là gì? Các phương pháp và xu hướng kiểm nghiệm mới

Các trường hợp ngộ độc thực phẩm, truyền nhiễm bệnh qua đường ăn uống ngày càng trở nên phổ biến và xảy ra ở quy mô rộng tại nhiều quốc gia. Tìm ra phương án phòng ngừa, xử lý tình trạng trên đã trở thành một thách thức của toàn nhân loại. Và, kiểm nghiệm vi sinh thực phẩm chính là một trong những yêu cầu cần thiết không thể thiếu. Thông qua đó, các cơ quan nhà nước có thể đánh giá chính xác chất lượng thực phẩm từ đó đưa ra quyết định lưu hành hay loại bỏ.

Tìm hiểu tổng quan về sinh thực phẩm

Trước khi tìm hiểu về kiểm nghiệm vi sinh thực phẩm, cần phải nắm rõ khái niệm vi sinh thực phẩm là gì, phân loại chi tiết cũng như các trạng thái tồn tại.

Vi sinh thực phẩm là gì?

Vi sinh thực phẩm được biết đến là các loại sinh vật đơn bào hoặc đa bào nhân sơ có kích thước siêu nhỏ vì vậy không thể quan sát được bằng mắt mà phải dùng kính hiển vi.

Các trạng thái tồn tại

Vi sinh vật thực phẩm tồn tại ở nhiều trạng thái khác nhau, cụ thể là:

• Trạng thái sống: Đây là các loại vi sinh vật vẫn còn sống và có thể tăng sinh trong môi trường nuôi cấy lỏng hoặc phát triển tạo khuẩn lạc khi ở trong môi trường thạch nuôi cấy.

• Trạng thái tổn thương: Các loại vi sinh vật bị tổn thương gây ra do các yếu tố tâm lý, hóa học phát sinh trong quá trình chế biến thực phẩm. Những loại này thường không thể tăng sinh trong môi trường chọn lọc tuy nhiên nếu thời gian đủ lâu hoặc có điều kiện phù hợp thì có thể khôi phục về dạng sống.

• Trạng thái sống nhưng không thể nuôi cấy: Bị mất khả năng tăng sinh khi ở trong môi trường nuôi cấy nhưng vẫn có thể phục hồi về dạng sống nếu gặp điều kiện phù hợp. Vì vẫn còn sống nên các loại vi sinh này vẫn có biểu hiện gen và protein, được phát hiện qua hoạt động trao đổi chất.

• Trạng thái bền bỉ: Vi sinh vật thực phẩm thay đổi điều kiện tăng sinh vì phơi nhiễm với kháng sinh hoặc loại hóa chất nào đó trong thời gian dài. Các loại này không có khả năng tăng sinh trong môi trường thường mà phải tạo stress để tăng sinh.

• Trạng thái ngủ đông: Đây là những loại vi sinh vật thực phẩm không tăng sinh cũng không trao đổi chất. Điểm đặc biệt là không thể hiện bất kỳ dấu hiệu nào của sự sống nhưng lại có thể sống lại bất cứ lúc nào.

Phân loại vi sinh vật trong thực phẩm

Các loại vi sinh vật trong thực phẩm có thể phân loại theo các nhóm là virus, archaea, vi khuẩn, xạ khuẩn, vi nấm và vi tảo. Bên cạnh đó, cũng có thể dựa vào lợi ích của từng nhóm mà phân loại hành vi sinh vật có lợi và vi sinh vật có hại.

Một số vi sinh vật phổ biến

Một số vi sinh vật phổ biến trong thực phẩm phải kể đến là E. coli, Salmonella, Vibrio cholerae, Vibrio parahaemolyticus, Listeria monocytogenes, Coliforms, Fecal coliform,Enterobacteriaceae,Shigella, Staphylococcus aureus, Bacillus aureus, Vibrio parahaemolyticus, Listeria monocytogenes, Pseudomonas aeruginosa, Clostridium perfringens, Aspergillus spp, Lactobacillus acidophilus, vi khuẩn sinh lactic,...

Xem thêm: Kiểm nghiệm thực phẩm

Các chỉ tiêu vi sinh vật trong thực phẩm

Khi thực hiện kiểm nghiệm vi sinh vật, các chỉ tiêu phải đáp ứng theo yêu cầu đặt ra để đảm bảo chất lượng theo tiêu chuẩn.

Vi sinh vật chỉ thị

Những nhóm vi sinh vật có mặt trong thực phẩm ở một giới hạn nhất định có thể gây ra nguy hiểm cho sức khỏe người dùng được biết đến là vi sinh vật chỉ thị vệ sinh thực phẩm. Trong đó bao gồm các loại vi sinh vật ưa nhiệt độ trung bình như vi sinh vật hiếu khí ưa nhiệt độ trung bình, vi sinh vật kị khí ưa nhiệt độ trung bình và vi sinh vật ưa lạnh; Coliforms và E.coli; vi khuẩn đường ruột; tụ cầu khuẩn; cầu khuẩn đường ruột. Đánh giá chỉ tiêu này có ý nghĩa rất lớn trong việc kiểm soát chất lượng thực phẩm.

Ý nghĩa vi sinh vật chỉ thị

Từng loại vi sinh vật chỉ thị sẽ có những ý nghĩa khác nhau trong kiểm nghiệm.

• Vi sinh vật hiếu khí ưa nhiệt độ trung bình thể hiện chính xác lượng vi sinh vật này bị nhiễm trong nguyên liệu và sản phẩm thực phẩm. Trong trường hợp này, người quản lý và thực hiện sản xuất phải kiểm tra lại điều kiện vệ sinh, bảo quản và phân phối.

• Vi sinh vật kỵ khí ưa nhiệt độ trung bình: Tổng lượng trung bình đánh giá chính xác khả năng thực phẩm bị nhiễm Clostridium.

• Vi sinh vật ưa lạnh: Tổng lượng cho biết trước lượng thời gian cần thiết để bảo quản lạnh và đảm bảo sự an toàn thực phẩm.

• Coliforms: Cho biết thực phẩm được sản xuất chưa đảm bảo điều kiện vệ sinh vì cho phép các loại Salmonella, Shigella, Staphylococcus phát triển.

• E.coli giúp xác định được thực phẩm bị nhiễm bẩn tương đối do phân vì E.coli thường sống ở phần cuối đường ruột của người và động vật có xương sống.

• Vi khuẩn đường ruột thuộc họ Enterobacteriacelle cho biết thực phẩm đã bị nhiễm tương đối phân.

• Cầu khuẩn đường ruột Staphylococcus aureus trong thực phẩm chứng tỏ vệ sinh trong chế biến thực phẩm và nhiệt độ diệt khuẩn chưa tốt.

Các chỉ tiêu vi sinh vật trong thực phẩm quan trọng

Các chỉ tiêu vi sinh vật trong thực phẩm được thực hiện theo quy định của Bộ Y Tế ban hành bao gồm tổng số vi khuẩn hiếu khí, tổng số nấm men nấm mốc và các loại vi khuẩn Coliforms, E.coli, Salmonella, Staphylococcus aureus, Vibrio parahaemolyticus, Streptococcus faecalis, Bacillus cereus, Pseudomonas aeruginosa, Clostridium perfringens, Clostridium botulinum. Giới hạn cho phép của từng chỉ tiêu kiểm nghiệm vi sinh vật thực phẩm sẽ thay đổi theo từng nhóm và từng chủng loại thực phẩm.

Tìm hiểu về kiểm nghiệm vi sinh vật thực phẩm

Khái niệm kiểm nghiệm vi sinh vật thực phẩm vẫn còn xa lạ với rất nhiều người tuy nhiên đây lại là một phần không thể thiếu trong hệ thống kiểm soát chất lượng và an toàn thực phẩm.

Kiểm nghiệm vi sinh vật thực phẩm là gì?

Kiểm nghiệm vi sinh vật thực phẩm là việc thực hiện hàng loạt các hoạt động thử nghiệm, đánh giá các chỉ tiêu hàm lượng vi sinh vật có trong thực phẩm theo tiêu chí an toàn mà Bộ Y Tế đã ban hành. Từ đó đưa ra kết luận thực phẩm có đạt tiêu chuẩn chất lượng, an toàn với sức khỏe người dùng hay không.

Việc kiểm nghiệm vi sinh vật thực phẩm không chỉ giúp các tổ chức kinh doanh mang đến cho người tiêu dùng thực phẩm đạt chất lượng tốt mà còn ngăn ngừa được những rủi ro nặng nề như ngộ độc, nhiễm bệnh do vi sinh vật gây ra.

Tại sao cần kiểm nghiệm vi sinh vật thực phẩm?

Kiểm nghiệm vi sinh vật thực phẩm là thước đo đánh giá chính xác các loại thực phẩm có đạt ngưỡng giới hạn cho phép theo quy định an toàn thực phẩm của các thị trường nội địa và xuất khẩu hay không. Chính vì vậy, để có thể được cấp phép lưu hành sản phẩm tại các thị trường trong nước và ngoài nước, phải trải qua quy trình kiểm nghiệm đã được ban hành.

Thực hiện kiểm nghiệm vi sinh vật thực phẩm không chỉ giúp kiểm soát chất lượng hiệu quả mà còn giúp các doanh nghiệp dễ dàng xác định nguyên nhân nhiễm khuẩn và đưa ra phương án giải quyết.

Hiện nay, Bộ Y Tế đã quy định rõ giới hạn vi sinh vật thực phẩm theo quyết định 46/2007/QĐ-BYT đã ban hành. Tại thị trường Mỹ, áp dụng quy chuẩn riêng APC/SPC theo USDA FSIS, FDA… Liên minh Châu Âu cũng áp dụng quy chuẩn EC 2073/2005 để đánh giá các tiêu chí an toàn cho thực phẩm đối với một số vi khuẩn cụ thể.

Nền mẫu phân tích vi sinh vật thực phẩm

Việc kiểm nghiệm phân tích vi sinh vật thực phẩm được thực hiện trên các nền mẫu:

• Nông sản thực phẩm, phụ gia thực phẩm, sữa, chế phẩm từ sữa, thủy sản, chế phẩm từ thủy hải sản, đồ uống, probiotics, các loại thực phẩm chức năng,...

• Các loại thức ăn chăn nuôi như thức ăn cho thủy sản, thức ăn cho gia súc gia cầm, phụ gia thức ăn chăn nuôi,...

• Các loại nước ăn uống, nước sinh hoạt, nước dùng trong sản xuất, nước uống đóng chai, nước khoáng, nước đá,...

Phương pháp thu, bảo quản và chuẩn bị mẫu thực phẩm đúng quy định

Phương pháp thu, bảo quản và chuẩn bị mẫu được thực hiện theo đúng quy định. Trong đó các loại dung cụ thu và chứa mẫu phải vô trùng để đảm bảo tính chính xác khi kiểm nghiệm bằng phương pháp định lượng. Khối lượng cần thu của từng mẫu thay đổi theo khối lượng các chỉ tiêu cần phân tích. Yêu cầu mẫu thử phải đảm bảo tính đại diện và dụng cụ chứa sử dụng các loại bình nhựa có nắp bằng nhôm hoặc chất dẻo, bao nilon chứa mẫu. Không nên sử dụng các bình thủy tinh dễ vỡ để thu và đựng mẫu.

Quy trình bảo quản độc lập trong các thùng làm lạnh bằng các bao nước đá. Chú ý là nước đá phải không tan chảy trong suốt quá trình vận chuyển đưa mẫu đến phòng thí nghiệm. Ngay khi đến nơi thì lập tức chuyển vào tủ đông và được phân tích ngay khi có thể. Trong trường hợp không được phân tích luôn phải bảo quản ở nhiệt độ âm 20 độ C. Nếu mẫu không thể bảo quản đông thì phải để trong tủ lạnh ở dải nhiệt 0 đến 4 độ C nhưng không quá 36 giờ. Đối với mẫu thử là các loại đồ hộp, thực phẩm khó hư hỏng thì có thể bảo quản ở nhiệt độ phòng cho đến khi thực hiện quy trình kiểm nghiệm vi sinh vật thực phẩm.

Phương pháp chuẩn bị mẫu được tiến hành theo 3 bước bao gồm giải đông, đồng nhất và cân mẫu. Yêu cầu mẫu đông lạnh được giải đông trong điều kiện vô trùng trước khi đưa vào phân tích ở nhiệt độ 2 đến -5 độ C trong 18 giờ. Để giải đông nhanh trong 15 phút ở 45 độ C thì cần phải lắc liên tục. Sau đó tiến hành đồng nhất trong điều kiện vô trùng, lắc đều với chất lỏng rồi đảo trộn. Cuối cùng thực hiện cân chính xác lượng mẫu cần thiết để tiến hành phân tích.

Các phương pháp định lượng vi sinh vật phổ biến

Hiện nay có tới 3 phương pháp định lượng vi sinh vật để ứng dụng trong kiểm nghiệm vi sinh vật.

• Phương pháp đếm trực tiếp: Sử dụng kính hiển vi soi chiếu và đếm trực tiếp, được áp dụng với mục đích xác định mật độ vi sinh vật đơn có kích thước lớn.

• Phương pháp đếm khuẩn lạc: Dùng để xác định mật độ tế bào còn sống hiện diện trong mẫu bằng cách pha loãng mẫu thành nhiều độ pha loãng bậc 10 liên tiếp nhau.

• Phương pháp MPN: Có tác dụng đánh giá số lượng vi vật theo số lượng vi sinh vật có xác suất lớn nhất trong 1 đơn vị thể tích mẫu và định lượng mọi nhóm vi sinh vật có thể nuôi cấy trong môi trường lỏng chọn lọc cũng như cho kết quả biểu kiến thích hợp. Thực hiện dựa trên kết quả định tính của các thí nghiệm lặp lại theo một số độ pha loãng khác nhau.

Cập nhật các phương pháp kiểm nghiệm vi sinh trong thực phẩm mới nhất 2023

Để tiến hành kiểm nghiệm vi sinh thực phẩm có thể áp dụng các phương pháp truyền thống hoặc công nghệ hiện đại.

Phương pháp truyền thống

Nuôi cấy vi khuẩn và đếm trực tiếp là phương pháp kiểm nghiệm truyền thông được thực hiện phổ biến.

Phương pháp nuôi cấy vi khuẩn

Phương pháp được thực hiện với mục đích kiểm tra sự hiện diện và phát triển của vi sinh vật có trong thực phẩm thông qua việc sử dụng vi khuẩn. Đầu tiên mẫu thử sẽ được tiến hành đưa vào môi trường nuôi cấy thích hợp. Sau đó đếm hoặc nhận dạng các vi sinh vật thông qua những đặc điểm sinh học của chúng.

Phương pháp đếm trực tiếp

Phương pháp đếm trực tiếp thường được áp dụng kiểm nghiệm cho các loại vi sinh vật như vi khuẩn, nấm, và vi khuẩn coliform. Tiến hành thực hiện bằng cách đếm trực tiếp số lượng vi sinh vật có trong một mẫu thử.

Công nghệ PCR

Đây là công nghệ được ứng dụng phổ biến hiện nay nhờ hàng loạt ưu điểm kèm theo.

Ứng dụng PCR trong kiểm nghiệm vi sinh thực phẩm

Phương pháp này còn được gọi là phản ứng chuỗi Polymerase, giúp người thực hiện thí nghiệm có thể dễ dàng nhân đôi và tạo ra lượng lớn một đoạn DNA cụ thể một mẫu thử nhỏ. Từ đó giúp xác định chính xác nguồn gốc của vi sinh vật có trong thực phẩm và phát hiện các chủng vi khuẩn gây ra bệnh tật.

Các ưu điểm của PCR

Lý do khiến công nghệ PCR được ứng dụng rộng rãi trong kiểm nghiệm vi sinh vật chính là nhờ các ưu điểm về độ nhạy, độ chính xác và tốc độ nhanh. Phương pháp này cũng cho phép phân tích nhiều mục tiêu khác nhau cùng lúc trên cùng một mẫu thử, từ đó tối ưu quy trình và tiết kiệm chi phí, công sức thực hiện.

Công nghệ ứng dụng trên kháng nguyên

Công nghệ dựa trên kháng nguyên bao gồm phương pháp ELISA và quang sinh học.

ELISA (Phương pháp miễn dịch phản ứng nhiễm sắc thể liên kết)

ELISA hay còn được biết đến là phương pháp miễn dịch phản ứng nhiễm sắc thể liên kết, ứng dụng phổ biến với mục đích xác định và định lượng các chất kháng nguyên hoặc kháng thể xuất hiện trong một mẫu thử, từ đó giúp phát hiện nhanh chóng loại vi khuẩn gây bệnh và các chất gây dị ứng có trong thực phẩm.

Công nghệ quang sinh học

Công nghệ này là sự kết hợp giữa quang học và sinh học, được tiến hành để xác định cũng như phân tích vi sinh vật. Đúng như cái tên của nó, sử dụng ánh sáng kết hợp với các phản ứng sinh hóa nhằm nhận dạng, định lượng chất kháng nguyên hoặc kháng thể có mặt trong một mẫu thử.

Công nghệ dựa trên kháng thể

Công nghệ dựa trên kháng thể sử dụng kháng thể đơn dòng và kháng thể đa dòng.

Sử dụng kháng thể đơn dòng

Kháng thể đơn dòng trong kiểm nghiệm vi sinh vật được ứng dụng để xác định sự hiện diện cụ thể của một chất kháng nguyên trong mẫu thử như vi khuẩn, virus hoặc các chất gây dị ứng trong thực phẩm.

Sử dụng kháng thể đa dòng

Phương pháp kiểm nghiệm dùng kháng thể đa dòng có khả năng phát hiện, định lượng các chất kháng nguyên có bên trong mẫu thử. Đồng thời cho phép phân tích cùng lúc nhiều chất kháng nguyên và làm tăng độ nhạy cũng như độ chính xác của kết quả kiểm nghiệm.

Kiểm nghiệm nhanh bằng cảm biến

Hiện nay công nghệ kiểm nghiệm cảm biến đã phát triển đáng kể trong ứng dụng kiểm nghiệm vi sinh thực phẩm.

Xu hướng phát triển của công nghệ cảm biến

Công nghệ cảm biến đang có xu hướng phát triển trong việc kiểm nghiệm vi sinh thực phẩm nhờ khả năng phát hiện, xác định sự hiện diện của những loại vi sinh vật một cách nhanh chóng và đáng tin cậy.

Ứng dụng cảm biến trong kiểm nghiệm vi sinh thực phẩm

Thông thường công nghệ cảm biến xuất hiện trong quy trình kiểm tra và giám sát vi sinh vật trong các loại thực phẩm thịt cá hải sản và rau quả. Nhờ đó có thể tiết kiệm thời gian và công sức trong quy trình kiểm nghiệm.

Tiến độ phát triển của công nghệ di động trong kiểm nghiệm vi sinh thực phẩm

Công nghệ di động trong kiểm nghiệm vi sinh thực phẩm đem lại sự tiện lợi và linh hoạt với khả năng cho phép người dùng kiểm tra vi sinh vật có trong thực phẩm tại nơi tiêu dùng hoặc sản xuất.

Việc ứng dụng công nghệ này có thể giúp tối ưu quy trình nhờ khả năng tiết kiệm thời gian và công sức. Người tiến hành kiểm nghiệm có thể thực hiện kiểm tra một cách nhanh chóng và nhận được kết quả chính xác trong thời gian ngắn.

Những xu hướng mới trong kiểm nghiệm vi sinh thực phẩm

Hiện nay có 2 xu hướng mới xuất hiện trong kiểm nghiệm vi sinh thực phẩm là sử dụng trí tuệ nhân tạo cùng học máy và kỹ thuật gắn kết với thực phẩm.

Trong đó, kỹ thuật nhân tạo và học máy có tác dụng phân tích dữ liệu và đưa ra những dự đoán có độ chính xác cao. Bởi lẽ các thuật toán thông minh sẽ tăng hiệu suất và giảm thiểu sự sai lệch trong suốt quá trình kiểm tra.

Bên cạnh đó, kỹ thuật gắn kết được sử dụng để xác định sự hiện diện của những loại vi sinh vật có trên bề mặt thực phẩm và đang có xu hướng ngày càng phát triển.

Những thử thách và cơ hội trong kiểm nghiệm vi sinh thực phẩm

Song hành với những thử thách là các cơ hội phát triển tương lai trong ngành kiểm nghiệm vi sinh thực phẩm.

Hạn chế tồn đọng của các phương pháp hiện tại

Hiện nay các phương pháp kiểm nghiệm vi sinh thực phẩm vẫn còn tồn đọng một số hạn chế như chi phí cao, tiêu tốn nhiều thời gian và quy trình thực hiện phức tạp. Vậy nên phải cần có thời gian để cải tiến và phát triển để khắc phục những hạn chế này một cách hiệu quả nhất.

Xác định hướng phát triển trong tương lai

Để mở ra những cơ hội phát triển trong tương lai đáp ứng nhu cầu kiểm nghiệm ngày càng gia tăng thì định hướng phát triển là cực kỳ quan trọng. Để thực hiện được điều này, cần phải tập trung vào việc phát triển các phương pháp kiểm nghiệm một cách chính xác, nhanh chóng và tiết kiệm chi phí. Trong đó, chắc chắn không thể bỏ qua các công nghệ di động, trí tuệ nhân tạo và kỹ thuật gắn kết.

Trên đây là chia sẻ của VCR về kiểm nghiệm vi sinh vật thực phẩm, qua đó giúp bạn đọc hiểu sâu hơn về khái niệm này và hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của việc thực hiện kiểm nghiệm.