Vi sinh vật học thực phẩm

Bài này Bài 7: Các quá trình lên men.. - Bacillus: endospore, - Bacterium: Salmonella, Shigella BacteriumSalmonella typhi gây Shigella spp - Pseudomonas: - Corynebacterium: thay Coryne

V I SINH V T H C

TH C PH M

VI SINH

I

VI

1

1.1 VI SINH VÀ PHÂN MÔN VI SINH 1

1

1

1.2 CHUNG VI SINH 2

2

2

3

3

4

1.3 TRÍ VI SINH TRONG SINH 5

1.4 PHÁT NGÀNH VI SINH 6

7

Pasteur 8

11

1.5 VAI TRÒ VI SINH TRONG NHIÊN 14

TÓM 16

CÂU ÔN 16

17

2.1 VI (BACTERIA) 17

17

21

38

2.2 MEN (YEAST) 39

39

39

44

46

47

2.3 (MOLDS) 48

53

55

58

59

2.4 QUAN SÁT HÌNH THÁI BÀO VI 59

59

60

61

62

TÓM 63

CÂU ÔN 64

65

3.1 DINH 65

65

68

70

72

74

3.2 CÁC DINH QUA MÀNG BÀO VI SINH 75

75

76

3.3 SINH VÀ PHÁT 77

77

78

re system) 82

86

3.4 CÁC QUÁ TRÌNH SINH VÀ PHÁT VI SINH 94

94

96

107

115

3.5 CÁC P PHÁP VI SINH 115

115

122

123

124

-drying) 124

125

TÓM 126

CÂU ÔN 127

BÀI 4: QUÁ TRÌNH TRA 128

4.1 128

128

129

131

135

137

4.2 CÁC CON PHÂN HEXOSE 138

g Embden-Meyerhof- 138

-hexose mono phosphate) 140

4.2.3 -Doudoroff (ED hay KDPG 2keto-3deoxy-6P-gluconate) 142

4.3 CHU TRÌNH TRICARBOXYLIC ACID TCA / KREBS / ACID CITRIC), HÔ (RESPIRATORY CHAIN) 142

4.3.1 Chu trình Krebs 143

145

4.4 TRAO CARBOHYDRATE, PROTEIN VÀ LIPID 146

146

149

153

4.5 KHOA QUÁ TRÌNH LÊN MEN MEN VÀ VI 155

155

156

157

158

159

4.6 KHOA QUÁ TRÌNH LÊN MEN LACTIC VÀ LACTOBACTERIACEAE 162

162

163

TÓM 167

CÂU ÔN 167

169

169

170

170

5.2 DI VI 170

170

172

174

5.3 VI SINH 177

177

184

TÓM 189

CÂU ÔN 190

191

6.1 VI SINH TRONG NGUYÊN VÀ 191

192

193

193

195

196

197

197

198

199

6.2 CÁC TIÊU VI SINH 201

201

204

6.3 DO VI SINH TRONG VÀ 205

6.4 CÁC PHÁP 208

6.4.1 Các khá 209

211

213

215

215

217

222

ông 224

224

225

227

228

6.4.4.9 229

229

230

235

236

236

236

237

TÓM 237

CÂU ÔN 238

BÀI 7: CÁC QUÁ TRÌNH LÊN MEN TRONG CÔNG N 239

7.1 LÊN MEN VÀ PHÂN LÊN MEN 239

239

240

7.2 VI SINH - QUÁ TRÌNH LÊN MEN 241

7.2.1 241

241

241

242

7.3 LÊN MEN 243

243

247

7.3.3 Lên men bia 251

7.4 LÊN MEN LACTIC 254

7.5 LÊN MEN ACETIC 260

TÓM 264

CÂU ÔN 265

TÀI THAM 266

c c

Bài 4: Trong bài này trình bày các

Bài 6: Bài này

Bài 7: Các quá trình lên men Bài này trình bày

môn hóa sinh

trong thiên nhiên

1.1.2 Phân môn vi sinh v t h c

(prokaryote)

(virology), (bacteriology), (mycology),

(cytology),

(taxonomy), sinh (physiology), (biochemistry),

(genetics)

-(Saccharomyces cerevisiae) Pseudomonas

1.3 V TRÍ C A VI SINH V T TRONG SINH GI I

Loài (Species), Chi,

(Genus), (Family), (Order), (Class), Ngành (Phylum),

-Hình 1.3

Leeuwenhoek

(1632-1723)

Hình 1.4 Leeuwenhoek

-thú tron

1854-1864 ông

k

Hình 1.6

Pasteur

(1822-1895)

Hình 1.7 Thí cong

sinh (Pasteur)

o

gai

1885 p

1.4.3 G n sau Pasteur và vi sinh v t hi i

Hình 1.9

Plasmodium

rét

Escherichia coli Streptococcus pneumoniae

1887 Juliyes Richard Petri

(1852 nay còn dùng

B.E.Chain và H.W.Florey)

y

hloramphenicol (1947), polymyxin (1947), chlortetracycline (1948), cephalosporin (1948), neomycin (1949), erythromycin (1952), griseofulvin (1959), gentamycin (1963), kasugamycin (1964), bleomycin

NAD - nicotinamin adenin dinucleotide)

trình lên men (1912) Betalli và Stern khám phá ra dehydrogenase (1912) Warburg

e-

- (HGH Human Growth Homone),

- phân vi sinh,

-

(heteropolymer): glucopeptide và acid teichoid Glucopeptide

acetyl glucosamine và acid

ribiteichoic và glycerin teichoic

sau:

-

phospholipid

RNA-kia là protein (37%)

- glycogen poly hydroxy

-(polymer) không phân

nhánh (glucogen) poly- -hydroxy butyrate

-100nm

-

Bacillus thuringiensis, Bacillus dechrolimus

Th nhân (Nuclear body)

polyamine specmidin và specmine

genophore men)

các plasmid prophage

E.coli Staphylococcus aureus Streptomyces coelicolor Rhizobium melitoli

Plasmid

n, prophage),

-polysaccharide và ít lipoprotein

Leuconostoc mesenteroides

tranh, v

dùng làm

Bac.anthracis

Diplococcus pneumoniae

hìn

Tiên mao (Flagella) và K (Pilus hay Fimbria)

Tiên mao (lông roi, flagella)

Vibrio, Spirillum

-30nm Proteus, 20- Vibrio và Pseudomonas) Tiên mao

arginine, lysine, acid aspartic, acid glutamic và tyrosine), protein này có tính kháng

nguyên

(basal body),

+

(rod)

hình móc (hook)

m/s

(hay Tiêm mao, Nhung mao, Fimbriae)

2, Trong HgCl2 1%

phenol

(cryptobiosis)

lipoprotein acid amin

(prospore)

Hình 2.16

-50 phút

2.1.3 S

Hình th c sinh s a vi khu n

Hình 2.17

c phân

thì khác nhau

g có

Hình 2.18

Màng t bào

polysaccharide, phosphate và lipid

Không bào (Vaccuole):

Không bào (vaccuole)

keo (protid, lipid, carbohydrate

Candida albicans

(conidie hay conidiospore), các

(pycnide) (Geotrichum) mà (athrospore)

(perenthesome)

(protoplasmic membrane):

(plasmalemmasome) (lomasome)

nang (vesicle), ang (Golgi body, Golgi apparatus, dictyosome),

2.3.3 Các ng bi n hoá c a h i n m

i hút (Haustorium)

m (infection cushion)

i n m b i (traps)

(giun tròn - nematode, amip -

Chúng hình t

(trapping fungi)

Rhizopus Abssidia

Rhizopus

nang

(Sporangiospores) Coccidioides

(Arthrospores)

(Zygospores) Saprolegnia

(Oospore)

Oogonium (nguyên bào

-

bào mang tính

-

-

-

(division, phylum): Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota

aarn, Delft,

Labyrinthomorpha, Pseudofungi, Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota

-1,5 oài

Ngành

Amastigo-mycota

Zygomycotina (Zygomycetes)

Rhizopus

Pyenomycetes Hemiascomycetes

Eurotiales Spahaeriales Endomycetales

Emericella (A.nidulans) Neurospora (N.grassa) Eremothecium Basidiomycotina

(Basidiomycetes)

Hemibasidiomycet

es

Urenidales Ustilaginales

Puccinia Ustilago Candida Geotrichum Deuteromycotina

(Deuteromycete)

(A.flavus, A.niger) Penicillium

Blastomycetes) Hyphomycetes

(P.votatum, P.camenberti, P.roquefortii)

ng thì thôi

Hình 2.36

-(auxoheterotroph),

(CO 2 , NaHCO 3 , CaCO 3 )

(amylase, cellulase, pectinase, protease, lipase )

-0,5% -

carbon

Pseudomonas cepacia

carbon 2

S (cysteine, cystine, methionine),

vitamin (biotin, thiamine )

(H 2 S, cystine, cysteine )

- oxydase, peroxydase, catalase )

(chlorophyll, bacteriochlorophyll)

ascorbic (vitamin C), riboflavin (vitamin B 2 ), cyanocobalamin (vitamin B 12 )

Hình 3.1

I

II

-

protein ) cho

Hình 3.2

Pha lag

(protein, enzyme, acid nucleic )

Pha logaride (pha log):

o.2C.t

inh lý nói chung không

(pha suy tàn):

deaminase, decarboxylase, các amyl

(các

(continuous culture system)

Chemostat:

chemostat

(dilution rate)

(lít): D= f/v

D là 0,3h-1

Turbidostat trong khi Chemostat

sinh tr

Hình 3.7

phenylindole)

(diamidino-2-T PROBABLE NUMBER)

(MPN = Most Probable Number)

Hình 3.8

0.1 0.01 0.001 MPN/g cao 0.1 0.01 0.001 MPN/g cao 0

(hay N)

Hình 3.9

phía trên là

- enzyme lysozyme

-

(H 2 O 2 , các halogen )

-

-

-(H 2 O 2 , halogen)

-

(antimetabolism), quá trình sin

0,55

w

n (extreme halophilic bacteria)

(Great Salt Lake)

+ -7mol/l Các

+ +

(specialized),

Pseudomonas, Vibrio, Alcaligenes, Bacillus, Arthrobacter, Moritella,

thu choline, betaine, proline, acid

(pH 7)

phân

, Acetobacter acidophilus,

-

Saccharomyces cerevisiae, E.coli,

-

(20% O 2 )

-Vibrio cholerae, Hydrogenomonas spp, Zymononas spp, Bacteroides

Bacteroides, Fusobacterium, Clostridiun pasteurianum, Methanococcus

s

-

CO2

không có hydrogenpe

-Clostridium, Fusobacterium, Butyrivibrio, Desulfovibrio, Veillonella

(anaerobic respiration)

nhau

-

Hình 3.12

HClO HCl + O

(chlorination)

Halozone (acid parasulfone dichloramidobenzoic)

(household bleach) (non ionic detergent) sao cho

(nonpolar hydrophobic ends)

q

Mycobacterium tuberculosis

- Các aldehyde: h formaldehyde, glutaraldehyde

30 phút, 62°C 30 phút, 80°C

10 phút, 60-70°C 2-trên 800 phút, 100°C; 0,5-12

phút, 121°C Virus 30 hút, 60°C

cao (high-temperature short-term, HTST),

(ultrrahigh temperature, UHT),

-(coffee creamer)

2-Hình 3.13

-

-5cm

(Laminar flow biological safety cabinet)

HEPA (high-efficiency particulate filter)

(hormones), (plastic)

(pasteurize)

-3.5.6

-196o -80oC)

(dimethyl sulfoxide)

-20oC, -30oC, -40oC, -70oC, -140oC và -196o-30o

hau

sau: v

(pH, các hóa

(glycolysis)

-ng (phototroph) và qua-ng t -ng h p (photosynthesis)

2O và quá trình

2 S, S) (isopropanol)

flavin (FMN, FAD) (NAD, NADP)

4.1.3 Các ki u hô h p, lên men

là

2O2 FADH2 + O2 FAD + H2O2

(fumarate respiration) (anaerobes)

nh

E.coli,

Lên men

2

-men

Hexose 2ethanol + 2CO2 Zymomonas

Lên men lactic Hexose 2lactate + 2H+ Streptococcus, m

Hexose ethanol + butandiol + succinate + lactate + acetate + focmate + H2 + CO2

2,3-Escherichia, Salmonella, Shigella, Klebsiella, Enterobacter

Acid butyric Hexose butyrate + acetate + H2

Homoacetic Fructose 3acetate + 3H+

4H2+ 2CO2 + H+ acetate + 2H2O

Clostridium aceticum, Acetobacterium

- gan)

-

-

(sulfate, sulfite, (H 2 S )

-diphospho-glycerate và phosphoenolpyruvate),

- -1,6- -3-phophate và dihydroxyacetone-phosphate

- Oxy hóa glyceraldehydes-3-phophate thành 1,3-biphosphoglycerate

- hóa

1,3-6H12O6 2CH3COCOOH + 2ATP + 2NADH2

-

-6-P, fructose-6-P, glyceraldehyde, glycerate, phosphoenolpyruvate, pyruvate

3-P

mono phosphate)

-5P và CO2-5P và hexose-6P

Hình 4.2 pentose phosphate

ribulose-5P + CO2 + 2NADPH

-P và ransaldolase

hexose- pyruvate + 3CO2 + 6NADPH2 + NADH2 + ATP

-P-:

bose-5P tham gia vào quá trình

4, C7 tham gia vào quá trình sinh 2

Pseudomonas

-Hình 4.4 Quá trình oxy hóa pyruvate

pyruvate + CoA + NAD+ acetyl-CoA + NADH2 + CO2pyruvate-

+ còn

(thiamine-pyrophosphate) và acid lipoic

P pyruvate + CoA + 2Fd acetyl-CoA + 2FdH + CO2

4.3.1 Chu trình Krebs

-Hình 4.4 Quá trình oxy hóa pyruvate

pyruvate + CoA + NAD+ acetyl-CoA + NADH2 + CO2pyruvate-

+ còn

(thiamine-pyrophosphate) và acid lipoic

P pyruvate + CoA + 2Fd acetyl-CoA + 2FdH + CO2

hóa 2

pyruvate-ferredoxin-oxidoreductase

-2 và

quá trình oxy hóa hoàn toàn)

(ketoacid, acid gluconic, acid malic, acid fumaric )

synthetase, enzyme nà

nucleotide- X.X.X.X.X.X + UDP-X .X.X.X.X.X.X.X + UDP (n - nhánh) ((n + 1) - nhánh)

-n saccharose -n glucose + (fructose)n

n saccharose (glucose)n + n fructose

bào

Hình 4.9

- Bacillus mycoides, B.subtilis, Proteus vulgais, Pseudomonas aeruginosa, E.coli

HOOC-CH2-CH(NH2)-COOH HOOC-CH=CH-COOH + NH3-ketog

-3- (NH4)2SO4 4thành NO3-

- Quá trình nitrite hóa:

(NH4)2CO3 2NH3 + CO2 + H2O 2NH3 + 3O2 2HNO2 + 2H2O + Q

2

(NH 2 OH)

Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira và Nitrosocystis

- Quá trình nitrate hóa:

2HNO2 + O2 2HNO3

Nitrobacter

-ketoglutarate, oxaloacetate, fumarate

-Hình 4.

-oxy hóa

thành

acetyl-Penicillium và Aspergillus

-osphate-dehydrogenase xúc -

(carslbergensis), Schizosaccharomyces pombe và Kluyveromyces

-9,8) (Agave americana)

Zymomonas mobilis

-keto-3deoxi-6-phosphogluconate thành acetaldehyde và dioxide carbon

Ethanol, dioxide carbon

Enterobacteriaceae và Clostridium, ethanol

-2,7%

0,05-0,1mmHg tính theo áp

acid nucleic, và các vitamin)

hay actiso Jerusalem)

-3-phosph vc): Glyceraldehyde-3-phosphate + NAD + Pvc 3-phosphoglycerate + NADH+ ATP

fructose 6-phosphate t-6-

phosphofructokinase

Acetobacter peroxydans và Shigella dysenteriae)

(lactoflavin, tiamin, acid pantotenic, acid nicotinic, acid folic, biotin), và các acid amin, các base

khi

c porphyrin nên khi các porphyrin

Escherichia coli)

có

Lactose + H2O D-glucose + D-galactose

carboncarbon

glyceraldehyde-3-phosphate sang pyruvate:

-, L- hay

DLlactate-racemase

-ethanol, CO2

Lên men lactic d hình

aldolase và

triosephosphate 6-phosphate, phosphogluconate và ribulose-5-

L.mesenteroides lên men thành lactate và acetate

Hình 4.15

BÀI 5: D

Sau khi :

+minh

Hình 5.3 Thí ngh

con và

- Dòng A: -bio-thr+leu+thi+

- Dòng B: +bio+thr-leu-thi

-Hình 5.5

+bio+thr+leu+thi+

- + và F- +

- (base-pair addition/deletion, indel mutation, insertion deletion):

AAGAG

H

(a polypetide-coding part of a gene)

-

(translation termination/stop codon)

UAG: Gln Stop

(conservative

theo cách này

ra

O-6 C

Hình 5.8

(intercalating agents)

ì

E.coli

(spontaneous lesions)

(depurination) và (deamination),

o

-C A-T Deamination methy

5-C thành T

2-), hydrogen peroxide (H2O2 -

(aerobic metabolism)

Các sai

- -strand break):

Hình 5.12

rúc Holliday (holliday structure) do

-

và recA Protein lexA

SOS phiên mã

(error-prone replication)

BÀI 6:

sau:

);

;

6.1 H VI SINH V T TRONG NGUYÊN LI U

VÀ S N PH M TH C PH M

-

Streptococcus, Escherichia, Aerobacter,

-

Bacillus, Clostridium, Aerobacter, Escherichia, Micrococcus, Alcoligenes, Achromobacter, Flavobacterium, Pseudomonas, Proteus, Streptococcus, Leuconostoc và Acetobacter

Streptomyces, vi

-

Pseudomonas, Chromobacterium, Proteus, Achromobacter và Micrococcus

vào: Bacillus, Aerobacter và Escherichia

Pseudomonas, Bacillus, Clostridium và Proteus

mercaptan, amin, indol và acid béo

Pseudomonas:

P.fluorescens Bacillus:

-50o

B.subtilis, B.mesentericus B.mesentericus B.subtilis,

G.candidum (Oospora lactis)

Pichia, Hansenula, Debaryomyces, Mycoderma, Candida

Pichia và Hansenula

Debaryomyces

ành

Saccharomycodes và Hansenula spora

và C.sphaericus, C.kefyr

-

Cladosporium, Sporotrichum, Oospora (Geotrichum), Thamnidium,

Vi k Bacillus subtilis, B.mesentericus, B.mycoides, B.megatherium, Cl.sporogens, Cl.putrificus, E.coli, Bact.feacalis alcaligens, Proteus vulgaris,

-

-5oC

NH3, base nitrite pH trung tính

Bacillus subtilis, B.mesentericus

protease polypeptide + a.amin acid béo +

Ps.fluorescens -Lactobacillus, Leuconostoc

dày -Có

-thanh trùng

3

6.2 CÁC CH TIÊU VI SINH TH C PH M

6.2.1

trong chao), chao

Lactobacillus, Bifidobacterium, Streptococcus, Saccharomyces,

- vi kh

falcium

Clostridium botulinum, C.perfringens, E.coli, Monocytogenes, Listeria, Staphylococcus

- Aspergillus flavus, Penicillium, Fusarium graminearum,

-

hình

E.coli, Enterobacter aerogenes, Shigella

- khô, s , s , hút chân không , siêu âm, l

2, CO2, nitrate, nitrite, acid sorbic, acid benzoic, ethanol, , c

(acid ascorbic, acid citric, acid limonic, acid

+ Sanitization (t : trong quá trình tiêu

6.4.2 Qui lu t trong quá trình thanh trùng và ti t trùng

nhi t

o

Ta có: N = No.e-kt (1)