1. Màng sinh học là gì?
Màng sinh học (biofilm) là tập hợp của các vi sinh vật (vi khuẩn, nấm men, nấm mốc…) bám dính lên bề mặt và được bao phủ bởi một lớp chất nền ngoại bào (EPS – extracellular polymeric substances) do chính chúng tiết ra. Lớp EPS này giúp bảo vệ các vi sinh vật khỏi môi trường bên ngoài, đồng thời tạo điều kiện cho chúng phát triển và sinh sản.
2. Môi trường hình thànhMàng sinh học có thể hình thành ở bất cứ đâu có:
Độ ẩm cao hoặc môi trường ẩm ướt
- Dinh dưỡng (dù chỉ với lượng rất nhỏ)
- Bề mặt thích hợp như: thép không gỉ, nhựa, cao su, gỗ, kính…
3. Quá trình hình thành màng sinh học
Màng sinh học hình thành qua 5 giai đoạn:
- Gắn kết ban đầu: Vi sinh vật tiếp xúc và bám vào bề mặt.
- Gắn kết không thể đảo ngược: Vi sinh vật cố định vững chắc hơn.
- Sản xuất EPS: Bắt đầu tiết ra chất nền ngoại bào để tạo màng bao quanh.
- Trưởng thành: Màng sinh học phát triển dày và phức tạp.
- Phân tán: Một số vi sinh vật tách ra để tìm bề mặt mới, tiếp tục chu kỳ.
4. Tác hại của màng sinh học
- Trong công nghiệp thực phẩm:
- Gây ô nhiễm sản phẩm, làm hư hỏng thực phẩm
- Là nguồn lây nhiễm của các vi khuẩn nguy hiểm như Listeria, E. coli, Salmonella
- Làm giảm thời gian sử dụng của sản phẩm
- Ảnh hưởng đến chất lượng và an toàn thực phẩm
- Trong thiết bị và máy móc:
- Làm giảm hiệu suất truyền nhiệt
- Gây ăn mòn bề mặt, đường ống
- Làm tắc nghẽn hoặc phá hủy thiết bị
- Trong y tế:
- Là nguyên nhân chính của nhiều bệnh nhiễm trùng mãn tính
- Khó điều trị vì kháng lại thuốc kháng sinh và hệ miễn dịch
5. Vì sao màng sinh học khó loại bỏ?
- Lớp EPS bảo vệ vi sinh vật khỏi hóa chất tẩy rửa và khử trùng thông thường
- Các vi khuẩn trong màng sinh học giao tiếp và hỗ trợ nhau, tăng khả năng sống sót
- Màng sinh học có thể tái phát sau khi vệ sinh nếu không xử lý đúng cách
6. Phát hiện và kiểm soát màng sinh học
Phát hiện:
- Dùng các phương pháp như ATP test, Biofinder, nhuộm màu, kính hiển vi,…
- Biofinder là phương pháp phát hiện màng sinh học nhanh chóng chỉ trong vài giây bằng cách quan sát phản ứng tạo bọt trắng.
- Kiểm soát và loại bỏ:
- Sử dụng enzyme phá vỡ lớp EPS
- Kết hợp chất tẩy rửa chuyên dụng và công nghệ sinh học
- Vệ sinh định kỳ, khử trùng hiệu quả, kiểm soát độ ẩm và cặn thực phẩm