Đề cương vi sinh vật

Là vi sinh vật đơn bào, có cấu tạo đơn giản, có nhiều tính chất và dấu hiệu của một cơ thể thực vật. Ởmộtsố vi khuẩn có khả năng phát triển một hoặc nhiều sợi nhỏ, mảnh phía ngoài là tiên mao. Tiên mao giúp tế bào vi khuẩn chuyển động, chiều rộng 0,010,15 micromet, chiều dài 620 micromet. Thành phần hóa học: chủ yếu là protein(>90%), phần còn lại là các chất vô cơ. Nhóm vk di động chủ động được chia thành các nhóm sau: + Đơnmaokhuẩn:vkcó một tiên mao ở đầu tế bào. + Chùmmaokhuẩn:cómột chùm tiên mao ở đầu tế bào. + Chumaokhuẩn: có tiên mao bố trí xung quanh tế bào. Sự bố trí tiên mao ảnh hưởng lớn đến tốc độ và hướng di động của VK. Sợi bám: là các lông tơ phủ ngoài cùng tế bào VK, có tác dụng bảo vệ và là chỗ bám khi 2 tế bào tiếp hợp với nhau. Một tế bào có tới hàng nghìn sợi bám, thành phần hóa học chủ yếu là protein. Sexpili: giúp thực hiện quá trình sinh sản hữu tính nguyên thủy, có dạng ống trụ nhỏ. Giáp mạc: 98% là nước, là bộ phận phụ, có thể tách ra mà không gây ảnh hưởng đến hoạt động sống của vk. Đó là lớp chất nhầy, lỏng lẻo bám xung quanh tế bào. Thành phần chủ yếu là polysaccharide hoặc polypeptide tùy loại vk, hình thành trong điều kiện môi trường giàu đường, ít đạm. Thành tế bào: Nằm phía trong của lớp vỏ nhầy, giúp bảo vệ tế bào và luôn giữ cho tế bào ở trạng thái định hình. Bề dày 1020 nm, chiếm 1020% trọng lượng khô của tế bào, có tính đàn hồi, tính bán thấm và độ bền cơ học cao nhờ đó chống được sự va đập, giúp vk trao đổi chất dễ dàng với môi trường. Thành phần hóa học chủ yếu là polysaccharide, lipid, lipoid, protein với các loại đường glucose, arabinose, lactose. Không có hợp chất cellulose. Cấu trúc là lớp peptidoglycan, có sự khác biệt giữa VK gram âm và gram dương: + VKgram+:thànhtế bào dày hơn, gồm 3045 lớp peptidoglycan. + VKgram:thành tế bào được bao bọc bởi lớp màng lipid và ít lớp peptidoglycan hơn. Màng nguyên sinh chất: nằm phía trong thành tế bào, có vai trò vận chuyển các chất dinh dưỡng trong và ngoài tế bào và bào thải các chất không cần thiết ra ngoài tế bào. Ngoài ra còn giữ cho áp suất thẩm thấu trong và ngoài tế bào ổn định, là nơi sinh tổng hợp lớp vỏ nhầy. Thường dày 50100 A( 1010m) ,cấu tạo từ lipoprotein, chiếm khoảng 1015% trọng lượng khô của tế bào. Gồm 3 lớp: trong và ngoài cùng là protein, giữa là phospholipid. Nguyên sinh chất: là bộ phận chính, chủ yếu của tế bào, nằm phía trong màng nguyên sinh chất, là nơi thực hiện mọi quá trình tổng hợp và phân giải các chất của tế bào. Thành phần hóa học gồm 90% là nước còn lại là protein.

Câu 1: Cấu tạo vi khuẩn Là vi sinh vật đơn bào, có cấu tạo đơn giản, có nhiều tính chất dấu hiệu thể thực vật Ở số vi khuẩn có khả phát triển nhiều sợi nhỏ, mảnh phía ngồi tiên mao Tiên mao giúp tế bào vi khuẩn chuyển động, chiều rộng 0,01-0,15 micromet, chiều dài 6-20 micromet Thành phần hóa học: chủ yếu protein(>90%), phần cịn lại chất vơ Nhóm vk di động chủ động chia thành nhóm sau: + Đơn mao khuẩn: vk có tiên mao đầu tế bào + Chùm mao khuẩn: có chùm tiên mao đầu tế bào + Chu mao khuẩn: có tiên mao bố trí xung quanh tế bào Sự bố trí tiên mao ảnh hưởng lớn đến tốc độ hướng di động VK Sợi bám: lông tơ phủ ngồi tế bào VK, có tác dụng bảo vệ chỗ bám tế bào tiếp hợp với Một tế bào có tới hàng nghìn sợi bám, thành phần hóa học chủ yếu protein Sexpili: giúp thực trình sinh sản hữu tính ngun thủy, có dạng ống trụ nhỏ Giáp mạc: 98% nước, phận phụ, tách mà không gây ảnh hưởng đến hoạt động sống vk Đó lớp chất nhầy, lỏng lẻo bám xung quanh tế bào Thành phần chủ yếu polysaccharide polypeptide tùy loại vk, hình thành điều kiện mơi trường giàu đường, đạm Thành tế bào: Nằm phía lớp vỏ nhầy, giúp bảo vệ tế bào giữ cho tế bào trạng thái định hình Bề dày 10-20 nm, chiếm 10-20% trọng lượng khơ tế bào, có tính đàn hồi, tính bán thấm độ bền học cao nhờ chống va đập, giúp vk trao đổi chất dễ dàng với mơi trường Thành phần hóa học chủ yếu polysaccharide, lipid, lipoid, protein với loại đường glucose, arabinose, lactose Khơng có hợp chất cellulose Cấu trúc lớp peptidoglycan, có khác biệt VK gram âm gram dương: + VK gram +: thành tế bào dày hơn, gồm 30-45 lớp peptidoglycan + VK gram -: thành tế bào bao bọc lớp màng lipid lớp peptidoglycan Màng nguyên sinh chất: nằm phía thành tế bào, có vai trị vận chuyển chất dinh dưỡng tế bào bào thải chất không cần thiết ngồi tế bào Ngồi cịn giữ cho áp suất thẩm thấu tế bào ổn định, nơi sinh tổng hợp lớp vỏ nhầy Thường dày 50-100 A( 10^-10m) ,cấu tạo từ lipoprotein, chiếm khoảng 10-15% trọng lượng khô tế bào Gồm lớp: protein, phospholipid Nguyên sinh chất: phận chính, chủ yếu tế bào, nằm phía màng nguyên sinh chất, nơi thực trình tổng hợp phân giải chất tế bào Thành phần hóa học gồm 90% nước lại protein Ở tế bào trẻ, nguyên sinh chất đồng quang học, già tính đồng hình thành số bào quan không bào số thể vùi dự trữ Ribosome: thành phần hóa học protein ARN với tỉ lệ 40-60% ARN 40-60% protein Tồn dạng hạt gồm tiểu thể 50S 30S Mỗi tế bào vk có trung bình khoảng 1000 ribosome Khơng bào: có cấu trúc hình cầu bầu dục, xuất tế bào già Chứa nhiều nước số chất vơ hịa tan, giúp điều chỉnh áp suất thẩm thấu tế bào Nhân: chưa có nhân hồn chỉnh, tồn dạng thể nhân Đó sợi ADN mạch vịng nằm phân tán tế bào chất, chưa hình thành loại hạt cụ thể Ở số vi khuẩn, ADN lại nằm tập trung vùng định tế bào chất, tạo nên vùng nhân Đây nơi tham gia nhiều phản ứng sinh hóa quan trọng nơi điều khiển hoạt động sống tế bào Plasmid: sợi ADN xoắn kép dạng vịng khép kín, chứa khoảng 5-100 gen có chức giúp tế bào tăng sức đề kháng với chất độc Có thể truyền qua lại lồi gần gũi Ngun sinh chất vi sinh vật cịn có sắc thể (chuyển quang thành hóa năng), thể vùi dự trữ (hạt volutin, glycogen, lipid, S, ) Bộ máy golgi (dạng túi với màng mỏng tham gia vào trình vận chuyển vật chất tế bào), mesosome Câu 2: Nêu cấu tạo, hình thành bào tử vi khuẩn So sánh bào tử vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, vai trò vi khuẩn thực phẩm thực phẩm bảo vệ sức khỏe Mỗi tế bào tạo bào tử ( trường hợp có hay nhiều bào tử ) Thường gặp bào tử hai chi trực khuẩn Gram+ Bacillus Clostridium Ở vk bào tử giữ chức sinh tồn Có khả lưu tồn tốt điều kiện khó khăn mơi trường sống( nhiệt độ cao, khơ cạn, mơi trường có độc tố, ) sống lâu - Chỉ 1/3 số vk tự nhiên có khả tạo bào tử điều kiện khó khăn - Cấu trúc bào tử: Phần vỏ Bên ngoại mạc cấu tạo từ lipid khơng thấm nước chất hịa tan có chức bảo vệ bào tử Vỏ - nội mạc chủ yếu protein, lớp màng mỏng có chức hình thành tế bào chất bào tử nảy mầm Phần lõi Chứa đầy đủ bào quan, song có nước liên kết Thành phần hóa học: Hàm lượng nước: bào tử khơng có nước tự do, có nước liên kết nên có khả chịu nhiệt cao tế bào bình thường nước liên kết khơng làm biến tính protein tác dụng nhiệt độ cao Muối canxi dipicolinat có tác dụng giữ cho bào tử có tính ổn định nhiệt cao Q trình hình thành bào tử: Các tế bào sinh bào tử gặp điều kiện thiếu thức ăn có tích lũy sản phẩm TDC có hại bắt đầu thực trình hình thành bào tử Quá trình tập trung, cô đặc tế bào chất chất nhân vùng định tế bào gọi vùng bào tử Lượng nước tự giảm dần, hàm lượng nước liên kết tăng lên Bên ngồi vùng bào tử hình thành lớp vỏ dày lipid khó thấm nước chất hịa tan từ ngồi vào, làm cho q trình sinh hóa giảm xuống mức tối thiểu tế bào biến thành bào tử Như vậy, bào tử cường độ trao đổi chất cực tiểu Thời gian từ 4-5h đến vài chục Khi điều kiện môi trường thuận lợi, bào tử hút nước, trương nở dần, trình TDC phục hồi, lúc lớp nội mạc dần hình hình thành tế bào, lớp ngoại mạc bị thủy phân giải phóng tế bào sinh dưỡng ngồi - Đặc tính: + Có thể chịu nhiệt cao + Rất bền chất phóng xạ độc tố có ngoại mạc bảo vệ + Khả chịu khô hạn cao - So sánh bào tử vk, nấm men, nấm mốc *Giống - Đều có sức chịu đựng cao với điều kiện khắc nghiệt môi trường( nhiệt độ cao, chất độc, khô cạn…) - Gặp điều kiện thuận lợi phát triển thành thể *Khác Vi khuẩn Nấm men Nấm mốc Có dạng hình cầu bầu Có nhiều hình dạng khác Có nhiều hình dạng khác dục nhau: hình mũ, hình nhau: hình elip, hình cầu, thận, hình cầu… hình sợi… Khơng chứa chức Nấm men sinh sản vô Bào tử quan sinh sản quan sinh sản, hình tính hữu tính bào nấm mốc thức sống tiềm sinh vk tử, khơng điển hình Bào tử sinh nấm mốc điều kiện khắc nghiệt giúp vi khuẩn vượt qua điều kiện bất lợi ngoại cảnh(thiếu thức ăn, nhiệt độ, pH khơng thích hợp…) Khơng thực Sinh sản hữu tính bào Sinh sản hữu tính bào tử nấm men: túi hay tử nấm mốc: nang bào tử theo hình thức: đẳng giao, dị giao, tiếp hợp Các loại bào tử hữu tính: bào tử nang, bào tử đảm, bào tử tiếp hợp Không thực Sinh sản vơ tính bào tử Sinh sản vơ tính bào tử nấm men: nấm mốc: ● Bào tử bắn ● Bào từ nội sinh (bào ● Bào tử áo tử nang) ● Bào tử động ● Bào tử ngoại sinh (bào tử đính) ● Chuyển từ đoạn sợi thành bào tử ( bào tử đốt, áo, phấn) Mỗi vi khuẩn có Có thể hình thành nhiều bào Mỗi khuẩn ty sinh sản nội bào tử, nhiên số trường hợp tử lúc hình thành nhiều bào tử có hay nhiều bào tử Được tạo bên tế bào Được tạo bên Được tạo bên vi khuẩn sinh bào tử bên tế bào sinh bên tế bào sinh bào tử bào tử, cách xếp thay đổi từ giống sang giống khác ● Vai trò vi khuẩn công nghiệp thực phẩm thực phẩm bảo vệ sức khỏe - Một số lồi vk có khả lên men rượu, ứng dụng để sản xuất rượu, bia; hay lên men lactic lại ứng dụng sản xuất sữa chua, muối chua rau quả, chúng nuôi để thu sinh khối, sinh khối giàu protein dùng làm thực phẩm cho người thức ăn cho gia súc, hay vk tạo màng nhầy BC dùng làm thạch dừa… - Dựa sở tác động vk sức khỏe người, số vk xem lợi khuẩn, uống đủ lượng đem lại lợi ích sức khỏe cho người vd probiotics, ứng dụng để sản xuất thực phẩm chức năng, men vi sinh, Câu 3: Các phương pháp trùng ưu nhược điểm ● Sử dụng sức nóng ướt Phương pháp Pasteur Nguyên tắc: - Gia nhiệt gián đoạn đột ngột vật phẩm cần trùng Cách tiến hành: - Nâng nhiệt độ lên cao 60oC – 70oC 30’ làm lạnh đột ngột nâng nhiệt độ lên 80oC – 90oC 10 – 15 phút làm lạnh đột ngột - Sự thay đổi nhiệt độ tức thời làm rách màng tế bào khiến cho tế bào bị phá vỡ Mục tiêu: Tiêu diệt tế bào sinh dưỡng, VSV không sinh bào tử Phạm vi sử dụng: - Ứng dụng cho sản phẩm, môi trường nhiệt độ cao bị ảnh hưởng sâu sắc, phẩm chất giá trị dinh dưỡng - Sử dụng cho sản phẩm giàu đường, giàu đạm: nước giải khát, bia, rượu, đồ hộp Ưu điểm: - Nhanh chóng - Khơng làm biến tính, giảm giá trị sản phẩm Nhược điểm: - Thanh trùng không triệt để (Không diệt bào tử) - Thời gian bảo quản ngắn ( sau trùng bảo quản lạnh) Phương pháp Tyndall Nguyên tắc: Phương pháp trùng sức nóng ướt gián đoạn Cách tiến hành: - Thanh trùng 60-80oC liên tục - ngày, ngày lần ( 30’), lần cách 24h - Trong thời gian hai lần hấp, để mơi trường thích hợp để bào tử phát triển thành dạng tế bào sinh dưỡng để tiêu diệt lần hấp trùng Ưu điểm: Hiệu suất cao phương pháp Pasteur, đơn giản k địi hỏi thiết bị đắt tiền, khơng thay đổi nhiều thành phần môi trường với môi trường giàu dinh dưỡng Nhược điểm: Ít sử dụng tốn thời gian, lượng Phương pháp trùng áp suất nước bão hòa Nguyên tắc: - Gia nhiệt vật nước bão hòa áp suất lớn áp suất khí - Áp suất nước tăng nhiệt độ tăng theo, khống chế nhiệt độ thông qua điều chỉnh áp suất Ưu điểm: hiệu trùng tương đối triệt để Trong phịng thí nghiệm vi sinh thường kết hợp phương pháp với pp tindal để trùng mtdd Câu 4: Các yếu tố vật lý ảnh hưởng đến vi sinh vật, ứng dụng Nhiệt độ Mỗi lồi vi sinh vật có khả hoạt động giới hạn nhiệt độ định Ngồi khoảng nhiệt độ vi sinh vật bị hạn chế sinh trưởng phát triển Tuỳ theo mức độ chịu nhiệt chúng mà người ta có số khái niệm sau: - Nhiệt độ tối ưu: vi sinh vật phát triển thuận lợi - Nhiệt độ cao (nhiệt độ tới hạn): mức độ giới hạn tối đa Ở vi sinh vật sinh trưởng phát triển chậm yếu Nếu giới hạn vi sinh vật bị tiêu diệt - Nhiệt độ thấp nhất: mức nhiệt độ thấp mà vi sinh vật tồn tại, phát triển yếu Nếu thấp mức độ vi sinh vật bị tiêu diệt Căn vào khoảng nhiệt độ phát triển vi sinh vật chia chúng làm nhóm sau: vi sinh vật ưa lạnh, ưa ấm ưa nóng (kể chịu nhiệt) Nhiệt độ thường gây cho vi sinh vật chiều hướng sau: - Nhiệt độ thấp, thường không gây chết vi sinh vật mà tác động lên khả chuyển hoá hợp chất, làm ức chế hoạt động enzyme, thay đổi khả trao đổi chất chúng => vi sinh vật khả sinh trưởng phát triển, chí bị chết Khả gây chết chúng từ từ không xảy đột ngột giống nhiệt độ cao Dựa vào đặc tính này, người ta cất giữ lương thực, thực phẩm, bảo quản giống vi sinh vật nhiệt độ thấp - Nhiệt độ cao thường gây chết vi sinh vật cách nhanh chóng Đa số vi sinh vật bị chết 60-80 0C Một số khác chết nhiệt độ cao Đặc biệt bào tử có khả tồn nhiệt độ lớn 100 0C Nhiệt độ cao thường gây biến tính protein, làm hệ enzyme không hoạt động được, vi sinh vật dễ dàng bị tiêu diệt => người ta dùng nhiệt độ cao để sấy khô lương thực, thực phẩm, trùng, khử trùng môi trường nuôi cấy - Nhiệt độ tối thích để vsv phát triển nhiệt độ Độ ẩm Độ ẩm khơng khí, độ ẩm vật liệu hay độ ẩm môi trường ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng phát triển vi sinh vật (do phần chủ yếu tế bào nước, nước mơi trường cho phản ứng chuyển hóa nội bào…) Đa số vi sinh vật phát triển tốt độ ẩm môi trường lớn 20% Nếu hạ thấp độ ẩm môi trường làm rối loạn trình sinh lý bình thường vi sinh vật Hầu hết lồi vi sinh vật bị đình hoạt động độ ẩm thấp (17-20%) Tuy nhiên, độ ẩm thấp không làm chết vi sinh vật, độ ẩm tăng lên hoạt động tdc chúng lại phục hồi Nhờ có độ ẩm mơi trường thích hợp vi sinh vật dễ dàng tiếp nhận thức ăn, chất dinh dưỡng dễ dàng thâm nhập vào thể, hệ enzyme thuỷ phân hoạt động Tuy nhiên ngồi độ ẩm mơi trường phải ý đến độ ẩm khơng khí Giữa độ ẩm mơi trường khơng khí có cân độ ẩm Vi khuẩn địi hỏi mơi trường có nước dạng giọt hay dung dịch nấm mốc phát triển chất rắn có độ ẩm khơng khí định Độ ẩm khơng khí tối thích nấm mốc 95-100%, độ ẩm cực tiểu 65-70% Lợi dụng đặc điểm người ta tiến hành phương pháp sấy khô, phơi khô làm giảm độ ẩm ngun liệu Làm khơ khơng khí để hạn chế phát triển vi sinh vật Nồng độ chất hoà tan Nồng độ chất hoà tan thường gây áp suất thẩm thấu lên màng tế bào vi sinh vật Ở thường xảy trường hợp: - Trường hợp thứ nhất: Chất hồ tan mơi trường cao, tế bào vi sinh vật xảy tượng tách nước ngồi mơi trường Vì tế bào bị nước hay teo (co) nguyên sinh chất Kết làm thay đổi khả trao đổi chất tế bào, làm tế bào dễ bị chết - Trường hợp thứ hai: Tế bào vi sinh vật có khả thích ứng với điều kiện áp suất thẩm thấu môi trường thay đổi Trong điều kiện xuất tích luỹ dịch bào muối khống chất hồ tan làm điều hoà áp suất tế bào Đây tượng tự điều chỉnh áp suất vi sinh vật Ứng dụng tượng người ta muối dưa, cà, rau muối thịt ngâm đường - Vsv vào mt có nồng độ thẩm thấu thấp nước xâm nhập vào tb, khơng có khống chế hữu hiệu tế bào trương lên vỡ Đa số vi sinh vật gây thối bị ức chế nồng độ muối 5-10% Vì nồng độ muối có khả bảo quản số thực phẩm, thực tế người ta thường dùng nồng độ cao Thịt thường với nồng độ 30%, dưa chuột 12-15%, cá 20%, với nồng độ đường cao lên tới 40% Một số vi sinh vật khác có khả tồn nồng độ đường lớn 80% Ánh sáng Ánh sáng mặt trời có tác dụng trực tiếp đại đa số vi sinh vật Ánh sáng mặt trời chiếu rọi xuống đất, vi sinh vật phát triển bề mặt đất bị tiêu diệt trừ vi khuẩn tự dưỡng quang năng.Thông thường chúng bị tiêu diệt nhanh sau vài phút đến vài Các vi sinh vật gây bệnh thường nhạy cảm với ánh sáng vi sinh vật gây thối Tác dụng ánh sáng phụ thuộc vào bước sóng tia sáng Bước sóng ngắn, khả tác dụng quang hóa mạnh, làm vi sinh vật dễ bị tiêu diệt Lợi dụng tính chất này, người ta thường phơi nóng dụng cụ cần bảo quản, mặt làm giảm độ ẩm, mặt tiêu diệt vi sinh vật bề mặt Một điều cần ý nhiều người tắm nắng lượng, làm hệ vi sinh vật da bị tiêu diệt lại có tác dụng hại cho sức khỏe Tia tử ngoại Phần lượng có tác dụng mạnh vi sinh vật tia tử ngoại (tia cực tím) Tất tia tử ngoại có bước sóng 2000-3000A0 có tác dụng sát khuẩn hiệu tia có bước sóng 2650-2660A0 Tia tử ngoại có tác dụng làm phân huỷ số chất hữu tế bào, làm đơng tụ protein làm hoạt tính enzym phá huỷ tế bào vi sinh vật Lợi dụng đặc tính này, người ta sử dụng tia tử ngoại phương thức tiệt trùng nghiên cứu hay sản xuất Tuy nhiên với lượng tia tác dụng lên gen, làm ảnh hưởng tính di truyền gây biến đổi Bào tử vi khuẩn, nấm bị tiêu diệt tia tử ngoại sức chịu đựng bào tử cao Muốn tiêu diệt bào tử phải tăng liều lượng lên 4-5 lần so với thể dinh dưỡng Tia phóng xạ, tia Rơnghen Các tia phóng xạ (gamma, bêta, anpha) tia Rơnghen (tia X) tác dụng lên thể vi sinh vật khác tùy theo liều lượng chiếu Nếu chiếu với lượng khơng liên tục kích thích sinh trưởng phát triển chúng Một số vi sinh vật nâng cao tổng hợp lipit, protit, axit nucleic, chất kháng sinh…khi chiếu xạ, với liều lượng cao gây chết vi sinh vật Nhìn chung tác động tia gây biến đổi sâu sắc q trình sinh hố cấu trúc tế bào Một tác dụng gây chết mạnh ion hoá chất tế bào, tạo nên hợp chất độc peoxit, oxy hóa gốc – SH protit enzim tế bào oxy hoá hợp chất khác Hiện tia Rơnghen tia phóng xạ sử dụng gây biến đổi vi sinh vật, khử trùng nghiên cứu việc bảo quản lương thực thực phẩm Siêu âm Siêu âm tạo thành dao động với tần số cao 200.000 dao động/giây (200.000 hec), siêu âm tác dụng mạnh lên tế bào vi sinh vật Nhiều vi sinh vật bị chết sau tác dụng siêu âm phút Siêu âm gây lên chấn động dung dịch làm cho vi sinh vật bị ép va chạm mạnh làm vỡ vỏ tế bào đồng thời tạo nên môi trường chất độc vi sinh vật H2O2, nitơ oxit Siêu âm cịn tạo nên bọt khí hồ tan ngun sinh chất môi trường ảnh hưởng đến hoạt động vi sinh vật Hiện người ta sử dụng siêu âm trùng nước uống, rượu đồ giải khát… Câu 5: Các yếu tố hóa học tác động lên vsv, ứng dụng pH môi trường pH môi trường tác động trực tiếp lên vi sinh vật Ion H+ nằm thành phần môi trường làm thay đổi trạng thái điện tích thành tế bào Tuỳ theo nồng độ chúng mà làm tăng hay giảm khả thẩm thấu tế bào ion định Mặt khác chúng làm ức chế phần ion có mặt thành tế bào Sự phát triển vi sinh vật ảnh hưởng nghiêm ngặt pH môi trường Đối với vi khuẩn, thuận lợi chúng phát triển mơi trường trung tính kiềm yếu Đối với nấm men nấm mốc phát triển mơi trường axit yếu Nếu nồng độ ion H+ vượt mức bình thường vi sinh vật sống bị ức chế Sự thay đổi pH mơi trường gây thay đổi kiểu lên men hay đặc tính lên men Ứng dụng ảnh hưởng pH, người ta sử dụng sản xuất phân lập chọn giống vi sinh vật chủ yếu tạo điều kiện cho vi sinh vật có lợi phát triển ức chế hoạt động vi sinh vật có hại Ví dụ ngâm dấm, dầm dấm cách bảo quản Các sản phẩm trao đổi chất Đồng hoá dị hoá trình khơng thể thiếu q trình sinh trưởng phát triển loài vi sinh vật Do q trình dị hố mà nhiều sản phẩm trao đổi chất chúng có tác dụng ngược lại q trình đồng hố Các sản phẩm trao đổi chất thường có tác dụng độc hại vi sinh vật Bình thường vi sinh vật lấy chất dinh dưỡng môi trường đồng thời thải chất cặn bã xung quanh Các chất thải phần gây ức chế trình hấp thụ thức ăn vi sinh vật tạo thành lớp màng bao bọc xung quanh tế bào làm cho chất dinh dưỡng khơng chui vào tế bào Mặt khác sản phẩm trao đổi chất gây tác động ức chế trình sinh tổng hợp enzyme, làm ức chế hoạt động enzyme => cần phải cải tiến phương pháp nuôi cấy vi sinh vật để thu sinh khối mà sản phẩm trao đổi chất gây độc vi sinh vật Các phương pháp cụ thể là: - Khuấy trộn: làm cho thành phần trao đổi chất không bám xung quanh tế bào, không ức chế hoạt động vi sinh vật - Thường xuyên sục khí, nhằm đẩy nhanh chất độc hại khỏi môi trường - Tiến hành nuôi cấy liên tục làm thay đổi thành phần môi trường nuôi cấy, làm giảm nồng độ chất thải vi sinh vật mơi trường Thế oxy hố - khử Thế oxy hố - khử mơi trường kích thích hay ức chế hoạt động sống nhóm vi sinh vật - Vi sinh vật hiếu khí phát triển oxy hóa - khử cao Chúng có hệ enzim đầy đủ để tiến hành trình oxy hóa dùng O2 làm chất nhận H2 cuối cùng, O2 mơi trường làm cho hoạt động chúng tăng cƣờng - Vi sinh vật kỵ khí khơng có hệ enzim trên, nên khơng sử dụng O2 làm chất nhận H2 cuối cùng, chí O2 chất độc Nồng độ H2O2 0,0004% ức chế hoạt động chúng - Vi sinh sinh vật kỵ khí tùy tiện sống điều kiện oxy hóa khử thay đổi - Thế oxy hố khử cịn làm thay đổi chiều hướng q trình sinh hố vi sinh vật, loại kỵ khí tùy tiện Thí dụ: Nấm men điều kiện khơng có oxy tiến hành lên men rƣợu, điều kiện có đủ oxy lại tiến hành q trình oxy hóa tăng sinh khối Các chất độc, chất diệt khuẩn Nhiều chất hố học có khả tiêu diệt vi sinh vật Cơ chế tác dụng chúng khơng đồng khác nhau, phụ thuộc vào chất hoá học, nồng độ chất loài vi sinh vật Dựa vào nguồn gốc chất độc vi sinh vật chia làm nhóm: - Các hợp chất vơ cơ: axit vô cơ, bazơ vô cơ, H2O2, Cl2, I2, KMnO4, kim loại nặng nhƣ chì, thuỷ ngân… - Các hợp chất hữu cơ: axit hữu cơ, rượu, phenol, cloramin, kháng sinh, foocmon… Dựa vào khả ức chế tiêu diệt vi sinh vật chất độc người ta chia chúng thành nhóm: - Chất ức chế: Chỉ làm ngừng trình sinh trưởng phát triển vi sinh vật, vi sinh vật không chết mà trạng thái tiềm sinh - Chất kháng khuẩn: Có khả làm ngăn cản làm ngừng trình sinh trưởng phát triển vi sinh vật Tế bào vi sinh vật chết khơng chết - Chất diệt khuẩn: Tiêu diệt hết tế bào vi sinh vật (thậm chí bào tử) * Cơ chế tác động hợp chất độc lên vi sinh vật: - Làm đông tụ protein, vô hoạt enzyme, phá hoại cấu trúc tế bào, làm đình phản ứng hoá sinh tế bào vi sinh vật (muối, kim loại nặng, axit, kiềm, rượu, phenol ) - Trực tiếp giải phóng chất có tính oxy hố mạnh làm oxy hố hợp chất hữu tế bào (một số axit, H2O2, Cl2, KMnO4, cloramin ) - Tạo áp suất thẩm thấu cao, gây co nguyên sinh chất, cản trở trình trao đổi chất vi sinh vật (muối, đường, axit, glyxerin ) - Liên kết với protein làm thay đổi hoạt tính hố học protein (các chất kháng sinh) Câu 6: Các yếu tố sinh học - mối quan hệ vsv Môi trường sống VSV đa dạng phong phú Môi trường mà VSV bậc cao phát triển VSV phát triển Môi trường mà VSV bậc cao không phát triển VSV phát triển VSV tồn nơi, từ núi cao đến đáy biển sâu, từ nơi có pH thấp đến nơi có áp suất cao Quan hệ cộng sinh Là mối quan hệ sống chung, có lợi sinh vật khác nhau, hoạt động sống sinh vật thúc đẩy sinh trưởng sinh vật ngược lại, mối quan hệ chúng khó tách rời Nếu tách rời ảnh hưởng đến hoạt động chúng Ví dụ: Mối quan hệ vi khuẩn nốt sần họ Đậu cấu sinh lý đặc biệt làm cho vi khuẩn sống tốt cố định N phân tử cung cấp cho phát triển Mối quan hệ vi sinh vật động vật nhai lại, hình thành vi sinh vật cỏ Hay địa y mối quan hệ cộng sinh nấm tảo Quan hệ tương hỗ Chỉ mối quan hệ sinh vật sống cạnh có tác dụng hỗ trợ q trình sống.Khơng có ràng buộc chặt chẽ sinh vật mối quan hệ này, chúng sống tách rời nhau, khơng cần đến chúng có bên có lợi Ví dụ: Trong mơi trường sống nấm men lên men đường thành rượu, tạo điều kiện thuận lợi cho oxy hóa rượu thành giấm vi khuẩn axetic có khơng khí Khi lên men tự nhiên, vi sinh vật hiếu khí phát triển, sử dụng hết oxy, tạo điều kiện yếm khí cho vi khuẩn tiến hành lên men, tạo hợp chất khác Quan hệ đối kháng Là mối quan hệ khơng có lợi, hoạt động sống sinh vật kìm hãm, lấn áp tiêu diệt loài Mối quan hệ phổ biến giới vi sinh vật Ví dụ: Sự lên men axit lactic vi khuẩn Lactic ức chế nhóm vi khuẩn gây thối rữa, ví dụ axit lactic làm cho độ pH giảm thấp Một số nhóm vi sinh vật tiết độc tố số vi khuẩn gây bệnh, nhiều nhóm vi sinh vật cịn tiết chất kháng sinh gây ức chế nhóm vi sinh vật khác Quan hệ ký sinh Là mối quan hệ cá thể sinh vật, mà bên có lợi bên có hại Sinh vật sống nhờ hoàn toàn vào sinh vật cách sử dụng thân sinh vật làm nguồn cung cấp dinh dưỡng cho nó, làm cho sinh vật bị ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển bị chết Ví dụ: Mối quan hệ ký sinh vi sinh vật gây bệnh thể động vật, thực vật Hay thực khuẩn thể sống bắt buộc tế bào vi khuẩn Mối quan hệ chủ yếu đem lại cho sinh vật cao cấp tác hại to lớn Ví dụ nấm sống kí sinh trồng, gây bệnh cho Câu 7: Lên men rượu ứng dụng cntp Lên men trình chuyển hóa vật chất hữu khơng chứa nito (cacbon, chất béo) tác dụng vi sinh vật, cịn thối rữa q trình phân hủy hợp chất hữu chứa nito Định nghĩa Dưới tác dụng số loại vi sinh vật điều kiện yếm khí, đường glucose chuyển hố thành rượu etylic CO2 đồng thời giải phóng lượng Q trình gọi trình lên men rượu Cơ chế C6H12O6 —> 2C2H5OH + 2CO2 + Q Thực tế trình lên men phức tạp qua nhiều giai đoạn tạo thành nhiều sản phẩm phụ: glyxerin, andehit axetic, axit sucxinic, axetic, lactic, citric, este rượu bậc cao Glyxerin tạo thành tới 3,6% tạo thành giai đoạn đầu q trình lên men, sản xuất glyxerin từ hydrat cacbon Nguyên liệu Monosacarit: glucoza, fructoza, Disacarit: sacaroza Đường lactose lên men tác dụng nấm men Saccharomyces lactis Tinh bột xenlulozơ khơng thể lên men được, công nghiệp dùng chất làm nguyên liệu sản xuất nhờ thuỷ phân biến chúng thành đường Vi sinh vật chủ yếu: Nấm men vd S.cerevisiae, …Dựa vào đặc tính nấm men, ngta chia làm hai loại nấm men nấm men chìm : + Nấm men : Nhiệt độ lên men cao từ 20 đến 28 độ Lên men nhanh , tạo nhiều bọt Nấm men lơ lửng canh trường , thường lắng trình lên men kết thúc Có ứng dụng sản xuất rượu trắng , nấm men bánh mì + Nấm men chìm: Nhiệt độ lên men thấp đến 10 độ Lên men chậm CO2 thoát Dùng để sản xuất rượu vang, bia,… Điều kiện môi trường ● pH: 4-6 ● Nhiệt độ: tốt khoảng 30oC, thấp 3-5oC, cao 35-40oC, 0oC < t < 50oC trình lên men bị đình ● Nồng độ đường: thích hợp 10-20%, 30-35% bị đình ● Nồng độ rượu tạo thành : Đa số nấm men lên men tối đa nồng độ rượu 12 đến 14 % nồng độ rượu lớn 15% ức chế trình lên men ● Nồng độ oxy cực tiểu Ứng dụng Lên men rượu ứng dụng sản xuất rượu, bia, rượu vang, men bánh mì, sinh khối nấm men dùng chăn nuôi lên men glyxerin, lên men rượu với lên men lactic dùng sản xuất nước giải khát, sữa chua muối dưa Song lên men tự nhiên thường thấy loại dịch đường siro, nước quả, kem mứt…lại gây hư hỏng sản phẩm Câu 8: Lên men lactic ứng dụng cntp Định nghĩa Q trình chuyển hố từ đường glucose tác dụng vi sinh vật điều kiện yếm khí thành axit lactic số axit hữu khác đồng thời giải phóng lượng gọi lên men lactic Cơ chế - trình lên men lactic khác là: lên men lactic đồng hình (điển hình) lên men lactic dị hình (khơng điển hình) Lên men lactic đồng hình, glucose chuyển hố thành axit lactic đồng thời giải phóng lượng Phương trình tổng quát: C6H12O6 —> 2CH3 – CHOH - COOH + Q (Glucose) (axit lactic) Trong trình lên men lactic dị hình, ngồi axit lactic cịn tạo thành sản phẩm khác như: axit axetic, rượu etanol, khí CO2, glyxerin… Phương trình tổng quát: C6H12O6 —> 2CH3 – CHOH - COOH + CH3 - COOH + CH3- CH2OH + CO2 +… (Glucose) (Axit lactic) (Axit lactic) (Rượu etylic) Sản phẩm chủ yếu ax lactic chiếm 90-98% Vi sinh vật: vi khuẩn lactic, chủ yếu thuộc giống Lactobacillus Nguyên liệu: đường mono disaccharide, không lên men tinh bột, muốn lên men tinh bột phải bị phân giải thành đường Điều kiện: ● Nhiệt độ: tùy loại vk lactic ưa ấm, ưa lạnh hay ưa nóng ● pH: tùy loại vk lactic , hoạt lực lên men tốt 5,5-6 ● Môi trường phải có đầy đủ chất dinh dưỡng, ax am, vitamin, Ứng dụng Vi khuẩn lactic sử dụng nhiều ngành kinh tế quốc dân khác nhau, đặc biệt ngành công nghiệp sữa Các vi khuẩn có ý nghĩa lớn sản xuất sữa chua, phomat, muối chua rau quả, ủ chua thức ăn chăn ni, sản xuất bánh mì.Vi khuẩn lactic đưa vào chế biến số dạng giò chả, xúc xích, q trình làm chín cá muối để rút ngắn thời gian q trình cơng nghệ cải thiện số tính chất sản phẩm (vị, hương thơm, độ rắn chắc…) Được dùng nhiều cho công nghiệp đồ hộp, bánh kẹo, sản xuất thức ăn ăn kiêng, thức ăn suy dinh dưỡng cho trẻ em người già Muối canxi lactat dùng nhiều làm tá dược Gần axit lactic đƣợc ứng dụng làm ngun liệu cho cơng nghiệp tổng hợp hố học để sản xuất dạng vỏ chai chứa thực phẩm (sau sử dụng loại vỏ làm từ polime-axetic bị vi sinh vật tiêu huỷ nhanh chóng khơng gây nhiễm mơi trường) Muối canxi lactat dùng nhiều làm tá dược Câu 9: Vai trò vi khuẩn công nghệ thực phẩm ( lợi ích+tác hại) Vi khuẩn đóng vai trị quan trọng ngành công nghiệp thực phẩm ● Lợi ích: Một số lồi vi khuẩn có khả lên men rượu, ứng dụng sản xuất rượu, bia, men bánh mì, kombucha, Số khác lại có khả lên men lactic ứng dụng để sản xuất sữa chua, phomat, muối chua rau quả, công nghiệp đồ hộp, bánh kẹo, thức ăn cho người suy dinh dưỡng, Khả lên men propionic số vi khuẩn khác lại có tác dụng ức chế nấm mốc, làm chất chống mốc, làm chín phomat, hay lên men butyric, este butyric ứng dụng làm chất tạo mùi hương vd mùi dứa, mùi táo… Màng cellulose vi khuẩn ứng dụng sản xuất thạch dừa, da nhân tạo, ● Tác hại: Bên cạnh lợi ích mà vi khuẩn mang lại, ẩn chứa nhiều nguy hại Lên men tự nhiên loại dịch đường nước quả, kem mứt lại gây hư hỏng sản phẩm, lên men axetic làm hỏng rượu, bia…Đáng kể vi khuẩn gây bệnh nhiễm vào thực phẩm gây hại cho sức khỏe người gia súc (ngộ độc) hay khả gây thối rữa số loài vi khuẩn tạo khơng tổn thất cho ngành thực phẩm vd thịt, cá, rau để lâu có mùi chua, hóa nhày, đổi màu, thối rữa… *Mở rộng thực tế: - Vi khuẩn tham gia tích cực vào việc khép kín vịng tuần hồn vật chất tự nhiên - Vi khuẩn phân hủy chuyển hố chất đất mơi trường để cung cấp dinh dưỡng cho trồng, làm mơi trường - Một số lồi vi khuẩn làm giàu dinh dưỡng nitơ cho đất, số khác tiết enzim quý để sử dụng vào quy trình cơng nghệ sản xuất chế phẩm, dùng hoạt động sống người Câu 10: Vai trò nấm mốc cntp , có lợi + khơng có lợi Nấm mốc đóng vai trị quan trọng ngành cơng nghiệp thực phẩm Nó mang lại nhiều lợi ích to lớn, kèm với bất lợi đáng kể: ● Có lợi: Sử dụng nấm mốc để sản xuất tương, đậu phụ, loại enzyme amilaza, proteaza… Nếu sản xuất ethanol từ tinh bột phải qua bước đường hóa, giai đoạn chuyển tinh bột thành đường Ở giai đoạn này, nấm mốc sử dụng chủ yếu Nấm mốc cịn có khả lên men, thực phẩm lên men nấm mốc kể đến nhiều loại với tảng chất khác tương, chao, rượu trắng, phomai….Axit citric tạo thành từ trình lên men citric nấm mốc dùng để pha chế rượu, định hình bánh kẹo, bảo quản thực phẩm… ● Khơng có lợi: Nhiều loại nấm mốc nhiễm vào thực phẩm gây lên nhiều bệnh phổ biến khó điều trị người, gia súc, gia cầm, thực vật, hắc lào, nấm vảy rồng, nấm kẽ chân, nấm phổi, nấm tóc Đặc biệt chúng tiết độc tố gây ngộ độc thực phẩm (Aspergillus) Các sợi nấm phát triển bề mặt thịt, cá, làm tăng độ kiềm, thủy phân protein, tạo axit bay làm thực phẩm có mùi ngái khó chịu, dần dần bị thay đổi sắc tố, có mùi chua hư hỏng *Mở rộng thực tế: - Nấm men góp phần quan trọng vào việc khép kín vịng tuần hồn vật chất tự nhiên, chúng có khả phân huỷ mạnh mẽ hợp chất hữu phức tạp - Nhiều loại nấm mốc có khả tích lũy vitamin, chất sinh trưởng nhiều loại ancaloit có giá trị cao - Nấm men có khả tiết chất kháng sinh có giá trị như: penicillin, fucidin, fumagillin… - Bên cạnh đó, nấm men nguyên nhân gây tổn thất to lớn cho việc bảo vệ mùa màng, lương thực thực phẩm, hàng hóa, khí tài, dụng cụ quang học, phim ảnh Câu 11: Vai trò nấm men cntp Nấm men đóng vai trị quan trọng ngành cơng nghiệp thực phẩm Nó mang lại nhiều lợi ích to lớn, kèm với bất lợi đáng kể: - Nấm men phân bố rộng rãi tự nhiên, mơi trường có đường, độ pH thấp lượng thực, thực phẩm, rau quả, mật mía, rỉ đường Nhiều loại nấm men ứng dụng rộng rãi sản xuất rượu, bia, cồn, glyxerin điều chế số hóa chất khác nhờ khả lên men Nấm men sinh sản nhanh chóng, sinh khối chúng lại giàu protein chứa nhiều loại vitamin, sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp sản xuất thức ăn cho người gia súc Nấm men cịn sử dụng làm nở bột mì, gây hương vị nước chấm, sản xuất số dược phẩm, - Tuy nhiên bên cạnh nấm men có ích có số nấm men gây hại cho người gia súc sinh độc tố nhiễm vào thực phẩm làm hư hại lương thực, thực phẩm Câu 12: Quá trình sinh trưởng phát triển vi sinh vật ● Môi trường ni cấy tĩnh Pha tiềm phát (lag) Bắt đầu tính từ cấy vi sinh vật vào môi trường vi sinh vật đạt tốc độ sinh trưởng cực đại Trong pha này, vi sinh vật chưa sinh sản thể tích, khối lượng tăng lên rõ rệt Nguyên nhân: Nguyên nhân bên điều kiện thân vi sinh vật cấy vào môi trường Nếu giống dạng bào tử bào tử cần thời gian để ngấm nước trương lên, enzim chuyển từ trạng thái không hoạt động sang hoạt động, bào tử nảy mầm sinh trưởng Nếu giống non tiếp tục sinh trưởng đến kích thước đạt tối đa đến tuổi sinh lý trưởng thành Cịn giống trưởng thành khơng sinh sản mà phải có thời gian làm quen với mơi trường đồng thời tích lũy lượng chuẩn bị cho giai đoạn sinh sản Đặc điểm loài vi sinh vật, khả thích ứng chúng yếu tố quan trọng Nguyên nhân bên điều kiện mơi trường gồm có chất dinh dưỡng, độ pH môi trường, độ ẩm, nhiệt độ, oxy hố- khử Nếu mơi trường ni cấy giống với mơi trường ni cấy cũ thời gian làm quen với môi trường rút ngắn-> pha tiềm phát ngắn Ngoài ra, vấn đề chủng loại vi sinh vật liên quan nhiều đến thời gian pha tiềm phát Có loại vi khuẩn điều kiện thuận lợi pha tiềm phát kéo dài vài phút đến vài chục phút, lồi khác hàng đến vài Pha phát triển (pha logarit) Trong pha số lượng vi sinh vật tăng với tốc độ nhanh sau làm quen với mơi trường sinh trưởng mạnh vi sinh vật bắt đầu sinh sản với tốc độ cao Thời gian sinh sản hệ phụ thuộc vào loài vi sinh vật Vi sinh vật sinh sản theo cấp số nhân, nên số lượng tăng ngày nhanh Số lượng tế bào ban đầu lớn tốc độ phát triển pha nhanh thời gian tăng đến số lượng cực đại ngắn Trong pha này, vi sinh vật thích nghi với mơi trường bên ngồi, q trình trao đổi chất diễn mạnh Đặc tính sinh hố đặc trưng cho lồi vi sinh vật thường biểu rõ rệt pha Sau thời gian nuôi cấy, cuối pha logarit điều kiện sinh trưởng môi trường thay đổi nhiều, chất dự trữ môi trường cạn dần, số sản phẩm trao đổi chất có tính độc tích tụ lại, pH mơi trường thay đổi, Những cá thể bắt đầu gây trở ngại cho Tốc độ sinh sản giảm Số tế bào chết xuất (N=No.2^n) Pha cân Tiếp theo pha logarit pha cân Trong pha tổng số tế bào không thay đổi Trong đơn vị thời gian số lượng tế bào sinh số lượng tế bào chết -> trạng thái cân động Trong pha chất dinh dưỡng môi trường giảm nhiều Các sản phẩm trình trao đổi chất có tính độc với tế bào tích tụ ngày nhiều, tế bào bắt đầu đến giai đoạn già sinh lý=> Số lượng tế bào sinh sản giảm, tế bào chết ngày tăng Đặc biệt q trình lên men, vi sinh vật tích tụ nhiều sản phẩm môi trường nuôi cấy Càng cuối pha số lượng tế bào chết tăng bắt đầu bước vào pha suy vong Pha suy vong Trong pha tổng số tế bào giảm dần, số vi sinh vật chết tăng nhanh số vi sinh vật sinh Điều xảy điều kiện sống tạo nên, chủ yếu chất dinh dưỡng cạn kiệt, sản phẩm trao đổi chất tích tụ nhiều môi trường nuôi cấy ● Nuôi cấy liên tục Liên tục bổ sung thêm môi trường dinh dưỡng vào sản phẩm liên tục lấy với số lượng cho thể tích môi trường nuôi cấy không đổi vi sinh vật sử dụng tối đa chất dinh dưỡng môi trường Pha tiềm phát Tương tự môi trường ni cấy tĩnh, pha tính từ lúc bắt đầu cấy đến vi sinh vật đạt tốc độ sinh trưởng cực đại Trong pha này, vi sinh vật chưa phân chia, thể tích khối lượng tế bào tăng lên rõ rệt Thời gian pha phụ thuộc vào tuổi ống giống thành phần môi trường Pha phát triển ( ) Pha cân Trong pha môi trường dinh dưỡng bổ sung kịp thời, sản phẩm trao đổi chất có tính độc với tế bào đƣợc lấy kịp thời Số tế bào già, chết theo đường sản phẩm bổ sung kịp thời tế bào sinh Vì pha tổng số lượng tế bào luôn cực đại đường sinh trưởng phát triển vi sinh vật pha cân kéo dài song song với trục hoành ● Chất lượng canh trường đánh giá qua yếu tố: + Mật độ tế bào canh trường tốc độ biến thiên lượng VSV canh trường + Hàm lượng sinh khối tốc độ biến thiên hàm lượng sinh khối + Tỉ lệ tế bào sinh sản tỉ lệ tế bào chết + Hoạt lực chuyển hố chất hay tốc độ tích tụ sản phẩm Đặc điểm VSV môi trường đặc - Giai đoạn sinh trưởng VSV bao gồm giai đoạn: thích nghi, phát triển luỹ tiến, cân chết dần - Từ hay số tế bào đứng sát sinh trưởng phát triển thành quần thể có vơ số tế bào với kích thước lớn quan sát mắt thường gọi khuẩn lạc - Mỗi loài VSV điều kiện sống định hình thành kiểu khuẩn lạc đặc trưng cho loài - Đặc điểm khuẩn lạc: màu, hình dạng, kích thước, mép bờ, bề mặt… Sự phát triển VSV môi trường lỏng - VSV phát triển tất mơi trường, nhiên tùy thuộc vào đặc tính sinh lý chủng VSV mà chúng phát triển mạnh bề mặt VSV hiếu khí) hay phát triển đáy (VSV kị khí) hay phát triển khắp nơi môi trường(VSV hô hấp tùy nghi) - Sự sinh trưởng phát triển VSV làm xuất biến đổi nhận biết mắt thưởng (hay giác quan khác) độ đục dung dịch, bọt, váng, có cặn hay thay đổi màu sắc môi trường Câu 13: Cấu tạo nấm men Hầu hết nấm men đơn bào Thành tế bào: bao bọc xung quanh tế bào, có độ bền cao, chiều dày 1500-2500 nm Khi non thành tế bào tương đối mỏng, theo thời gian nuôi dưỡng mà dày lên Thành phần hóa học chủ yếu glucan mannan, cịn lại protein, lipid, polyphosphate, enzyme, sắc tố ion vơ cơ, đặc biệt chứa kitin Chiếm 20-30% trọng lượng tế bào Tác dụng bảo vệ tế bào trước tác động bên ngồi, khống chế q trình trao đổi chất áp suất thẩm thấu tế bào, tạo hình dáng cho tế bào Màng nguyên sinh chất: chiều dày 7-8 nm cấu tạo chủ yếu protein, chiếm khoảng 50% khối lượng khơ tế bào, cịn lại lipid 40% polysaccharide Hầu hết màng nguyên sinh chất nấm men có sterol Nguyên sinh chất: phân bố khắp tế bào, cấu tạo chủ yếu từ protein với lượng nước lớn, dạng dung dịch keo Tất hoạt động sống xảy nguyên sinh chất, môi trường cần thiết để tế bào hòa tan chất dinh dưỡng, nơi thực phản ứng sinh hóa liên kết chặt chẽ thành phần tế bào Ribosome: số lượng ribosome thay đổi theo loài, điều kiện phát triển môi trường nuôi cấy, lơ lửng tế bào chất hay bám vào mạng lưới nội chất Thành phần protein ARN Có hai loại riboxom: loại ribosome 70S ribosome 80S Ty thể: thể hình cầu, hình que, hình sợi, kích thước (0,2-0,5)x(0,4-1) micromet Gồm lớp màng: màng màng ngồi Màng có hình lượn sóng hay hình lược để tăng diện tích tiếp xúc, hai màng có hạt nhỏ gọi hạt bản, bên ti thể chất dịch hữu Chứa nhiều loại men khác nhau: oxidase, phosphatase, Chức năng: + Tham gia thực phản ứng oxy hóa giải phóng lượng khỏi chất, làm cho lượng tích lũy dạng ATP + Giải phóng lượng khỏi ATP chuyển dạng lượng thành dạng lượng có ích cho hoạt động sống tế bào + Tham gia vào việc tổng hợp nên số hợp chất protein, lipid, hidratcarbon tham gia cấu tạo màng tế bào Khơng bào: tế bào nấm men có khơng bào lớn nhiều khơng bào nhỏ có tác dụng điều hòa áp suất thẩm thấu, tham gia q trình sinh trưởng, phát triển TDC Nó cịn coi phần dự trữ quan trọng tế bào, chứa enzyme thủy phân, polyphosphate, ion kim loại….và số hạt dự trữ: hạt lipid, glycogen, hạt tinh bột Nhân: nhân thật Có dạng hình cầu oval bao bọc lớp màng, bên có dịch nhân Trong có thể rắn gọi hạch nhân Kích thước 1-3 micromet, bề mặt màng nhân có hạt ribosome nhân chứa ADN, ARN, nucleoprotein gen, nhân đóng vai trị quan trọng sinh sản di truyền tính trạng cho hệ sau Mạng lưới nội nội chất: nằm lơ lửng tế bào chất, bao gồm nhiều lớp màng kép liên kết với nối thông với nhờ ống màng nhỏ Mạng LNC nối với màng tế bào chất nối với màng nhân làm hình thành vơ số khoang nhỏ Plasmid: 1976 phát S.cerevisiae có plasmid gọi “2 micro plasmid” Đây ADN dạng vịng chứa 6300 cặp bazo, có vai trị quan trọng thao tác chuyển gen Nsc nấm có chứa hạt dự trữ glycogen, granulosa, chất béo, volutin, hạt S thể vùi vơ cơ… Bộ máy golgi (Thu nhận, đóng gói đưa đến mạng lưới nội chất từ mạng lưới nội chất bào quan khác), mesosome Câu 14: Hô hấp vi sinh vật Hô hấp biểu sống, nhờ có q trình hơ hấp mà vi sinh vật sinh trưởng phát triển Q trình hơ hấp q trình oxy hóa vi sinh vật, oxy hóa biến đổi hợp chất hữu cao phân tử thành hợp chất đơn giản giải phóng lượng ● Hơ hấp hiếu khí Là q trình hơ hấp điều kiện có O2 Vi sinh vật sử dụng O2 khơng khí để oxy hóa hợp chất hữu đồng thời giải phóng lượng Ngun liệu dùng cho q trình hơ hấp hiếu khí thường hợp chất gluxit ngồi cịn có protein, lipit, rượu, axit hữu cơ… Trong q trình hơ hấp hiếu khí, chất hữu bị oxy hố hồn tồn tạo sản phẩm cuối CO2, H2O với lượng giải phóng hồn tồn Ví dụ: C6H12O6 + 6O2→ 6CO2 + 6H2O + Q1 C2H5OH + O2→ CO2+ H2O + Q2 Trường hợp oxy hố khơng hồn tồn, lượng giải phóng phần, phần cịn lại tích trữ sản phẩm trung gian Ví dụ: C6H12O6 + 6O2 →CH3COOH + 6H2O + Q1’’ C2H5OH + O2→ C6H8O7 + H2O + Q2’’ Sự oxy hóa hồn tồn ngun nhân gây hư hỏng nơng sản thực phẩm, oxy hố khơng hồn tồn ứng dụng nhiều sản xuất loại axit: axit axetic, xitric… Vi sinh vật thực q trình hơ hấp hiếu khí gọi vi sinh vật hiếu khí Chúng chia thành nhóm: * Vi sinh vật hiếu khí bắt buộc: bao gồm nấm mốc, tảo số vi khuẩn Chúng hô hấp điều kiện bắt buộc phải có O2 khơng khí Trong điều kiện khơng có oxy chúng bị ức chế bị tiêu diệt * Vi sinh vật hiếu khí tùy tiện: điển hình nấm men Chúng hơ hấp điều kiện có khơng có O2 khơng khí Trong điều kiện có O2 chúng hơ hấp hiếu khí Khi có O2 chúng hơ hấp kỵ khí Ví dụ nấm men Saccharomyces cerevisiae: Hơ hấp hiếu khí C6H12O6 + O2 →CO2 + H2O + Q1 Hơ hấp kỵ khí ● Hơ hấp kỵ khí C6H12O6→ C2H5OH + CO2 + Q2 Là kiểu hô hấp không cần đến O2 Cơ chất q trình hơ hấp gluxit số hợp chất hữu khác Các vi sinh vật hơ hấp kỵ khí gọi vi sinh vật kỵ khí Chúng chia làm nhóm: * Vi sinh vật kỵ khí tuyệt đối: điển hình trực khuẩn Clostridium Chúng hô hấp môi trường hồn tồn khơng có O2, có mặt O2 môi trường làm cho vi sinh vật bị ức chế bị tiêu diệt * Vi sinh vật kỵ khí tùy tiện: nhóm vi sinh vật phát triển tốt điều kiện khơng có O2, chúng phát triển chậm yếu điều kiện có O2 Điển hình nấm men Câu 15: Cấu tạo, hình thái nấm mốc ● Hình thái Hình dạng: đa số có dạng sợi, sợi nấm gọi khuẩn ty Khi phát triển sợi chằng chịt với làm thành hệ sợi nấm gọi khuẩn ty thể Có loại sợi: + Sợi đơn bào: toàn sợi hệ thống nhất, khơng có vách ngăn + Sợi đa bào: có nhiều vách ngăn ngang, đánh dấu nơi tiếp giáp tế bào Khuẩn ty gồm khuẩn ty khí sinh khuẩn ty chất: + Khuẩn ty chất đâm sâu với mơi trường hút nước, muối khống, chất dinh dưỡng ni tồn hệ sợi + Khuẩn ty khí sinh phát triển bề mặt chất, có chức hô hấp, chứa quan sinh sản bào tử Kích thước: ngang 1-5 micromet, dài vài chục micromet, tới kích thước cm ● Cấu tạo Nấm mốc chia làm loại *Loại nấm có vách ngăn : Phần lớn hệ sợi nấm có vách ngăn, khoang tế bào riêng biệt chúng sinh vật có cấu tạo đa bào Ví dụ: Penicillium, Aspergillus… * Loại nấm mốc khơng có vách ngăn: số nấm mốc hệ sợi khơng có vách ngăn, tồn khuẩn ty coi tế bào Đó loại đơn bào Ví dụ: Mucor, Rhizopus Nấm mốc thuộc lồi có nhân chuẩn Cấu tạo tế bào nấm mốc nấm men Khác với loài vsv khác, thành tb nấm mốc chứa cellulose hemicellulose, tế bào chất khơng có lục lạp Mỗi tế bào nấm mốc có nhiều nhân ● Sinh lý Dinh dưỡng: thực vật hạ đẳng khơng có diệp lục nên tự tổng hợp chất hữu => dị dưỡng, sống hoại sinh chủ yếu, số ký sinh Hơ hấp: phần lớn hơ hấp hiếu khí, vài lồi hơ hấp tùy tiện, số yếm khí Sinh sản: Nấm mốc sinh sản nhiều phương thức: + sinh sản hữu tính tiếp hợp tử + Sinh sản sinh dưỡng đoạn sợi nấm + Sinh sản vơ tính hạch chủ yếu bào tử Khả tạo bào tử: bào tử đốt, bào tử nội sinh (bào tử nang), bào tử ngoại sinh(bào tử đính), bào tử động Khả chuyển động: khơng di động, phân bố rộng rãi tự nhiên nhờ gió phát tán Câu 16: So sánh bào tử vi khuẩn nấm mốc ● Giống - Đều có sức chịu đựng cao với điều kiện khắc nghiệt môi trường( nhiệt độ cao, chất độc, khô cạn…) - Gặp điều kiện thuận lợi phát triển thành thể ● Khác Vi khuẩn Nấm sợi Có dạng hình cầu bầu dục, không chứa Bào tử quan sinh sản nấm mốc chức quan sinh sản, hình Các bào tử hình thành từ khuẩn ty sinh thức sống tiềm sinh vk Bào tử sản sinh điều kiện khắc nghiệt giúp vi khuẩn vượt qua điều kiện bất lợi ngoại cảnh (thiếu thức ăn, nhiệt độ, pH khơng thích hợp, tích tụ độc tố…) Được tạo bên tế bào vi khuẩn sinh Được tạo bên (bào tử nội sinh) bào tử bên tế bào sinh bào tử (bào tử ngoại sinh), cách xếp ngoại bào tử thay đổi từ giống sang giống khác Mỗi vi khuẩn có nội bào tử, Mỗi khuẩn ty sinh sản hình thành nhiên số trường hợp có nhiều bào tử hay nhiều bào tử Một số nấm mốc có khả tạo bào tử Bào tử vk khơng có khả di động động, có khả di chuyển roi Câu 17: Dinh dưỡng vi sinh vật ● Dinh dưỡng carbon Cacbon chiếm tỷ lệ 50% chất khô tế bào Cacbon yếu tố đặc biệt quan trọng cấu trúc tất hợp chất có mặt tế bào vi sinh vật Hợp chất cacbon nguồn lượng quan trọng hoạt động sống Trong tự nhiên có hai nguồn cacbon cacbon vô cacbon hữu Tuỳ thuộc vào khả đồng hoá nguồn cacbon ta chia vi sinh vật thành nhóm: tự dưỡng dị dưỡng Nhóm vi sinh vật tự dưỡng bon Là vi sinh vật sử dụng nguồn cacbon tự nhiên từ hợp chất cacbon vô CO2 muối cacbonat Dựa vào nguồn lượng vi sinh vật sử dụng chúng phân thành nhóm: * Tự dưỡng quang năng: nhóm vi sinh vật có khả sử dụng nguồn cacbon vô với nguồn lượng ánh sáng mặt trời để tổng hợp lên hợp chất cacbon hữu cần thiết lượng cho tế bào Thường vi sinh vật có màu, bào tương có sắc tố giống diệp lục tố, thuộc nhóm gồm có vi khuẩn lam, vi khuẩn tía, tảo Ví dụ trình tổng hợp hợp chất hữu cơ, vi khuẩn lam, tảo, giống thực vật chúng sử dụng H2O để khử CO2 theo phản ứng sau: H2O + CO2 + ánh sáng >1/6 C6H12O6 + O2 Một số vi khuẩn khác chúng không sử dụng phân tử nước mà sử dụng phân tử H2S theo pư: H2S + CO2 + ánh sáng >1/6 C6H12O6 + H2O + S H2S + CO2 + H2O + ánh sáng ->1/6 C6H12O6 + H2SO4 *Tự dưỡng hoá năng: nhóm vi sinh vật có khả sử dụng nguồn cacbon vô cơ, với nguồn lượng lấy từ phản ứng hố học (oxy hố chất vơ cơ) để tổng hợp lên hợp chất cacbon hữu cần thiết lượng cho tế bào Thuộc nhóm gồm có vi khuẩn nitrat, vi khuẩn lưu huỳnh khơng màu, vi khuẩn sắt Ví dụ vi khuẩn nitrat sử dụng lượng phản ứng oxy hoá NH3 để tổng hợp chất hữu khác 2NH3 + 2O2 2HNO2 + 4H + Q 4H + CO2 + Q 1/6 C6H12O6 + O2 Nhóm vi sinh vật dị dưỡng carbon Phần lớn vi sinh vật thuộc nhóm này, vi sinh vật sử dụng nguồn cacbon hợp chất hữu cơ, loại vi sinh vật thích nghi với số loại hợp chất hữu khác Dựa vào khả sử dụng nguồn cacbon ta có: * Nhóm vi sinh vật hoại sinh: vi sinh vật thuộc nhóm sử dụng hợp chất hữu cacbon có sẵn xác tế bào động, thực vật như: hydratcacbon, rượu etylic, axit béo… * Nhóm vi sinh vật ký sinh: vi sinh vật sống nhờ thể sống khác (vật chủ) Chúng phát triển, sinh sản chủ yếu dựa vào nguồn dinh dưỡng cacbon vật chủ Thuộc nhóm hầu hết vi sinh vật gây bệnh, virus Nhóm vi sinh vật trung gian Là nhóm vi sinh vật mơi trường có cacbon hữu chúng dinh dưỡng theo kiểu dị dưỡng cacbon, môi trường hết cacbon hữu chúng lại sử dụng cacbon vô dinh dưỡng theo kiểu tự dưỡng cacbon Đây vi sinh vật sống nhờ phân huỷ chất hữu (có thể xác động vật, thực vật chất hữu khác), ngồi chúng cịn có khả đồng hố hợp chất cacbon vơ CO2 Ví dụ: vi khuẩn propionic có khả tạo thành axit Succinic từ axit piruvic (dị dưỡng cacbon) từ CO2 (tự dưỡng cacbon) ● Dinh dưỡng Nitơ Trong tự nhiên nitơ tồn dạng khác nhau: Nitơ phân tử (N2), nitơ vô (NH+ , NO3-, ) nitơ hữu (protein, cấu tử protein, axit amin) Vi sinh vật cần nitơ nhiều dạng khác Một số vi khuẩn có khả sử dụng N phân tử gọi vi khuẩn cố định Nitơ Đại đa số vi sinh vật cịn lại khơng có khả này, chúng phải sử dụng nguồn nitơ hữu vô Căn vào khả sử dụng nguồn nitơ, vi sinh vật chia thành nhóm sau: Nhóm vi sinh vật tự dưỡng amin Khơng địi hỏi axit amin nào, chúng có khả tổng hợp tất axit amin cần thiết cho tế bào từ nitơ vơ Tùy thuộc vào đặc tính lồi vi sinh vật mà chúng có khả sử dụng loại nitơ vô khác Các loại nitơ vô thường sử dụng là: Các muối amoni (NH4 + ): nguồn nitơ vô dễ hấp thụ nhất, nhiên chúng có nhược điểm làm chua môi trƣờng cho lượng lớn vào môi trường Người ta thường sử dụng muối amoni hữu chua amoni vơ cơ, muối nitrat (NO3 - ): nguồn nitơ thích hợp với nhiều loại tảo, nấm sợi xạ khuẩn khơng thích hợp với vi khuẩn nấm men, Urê - (NH2)2CO: nguồn thức ăn trung tính, thích hợp cho nhiều loại vi sinh vật đặc biệt nấm men Nhóm vi sinh vật dị dưỡng amin Khơng tự tổng hợp axit amin từ hợp chất nitơ vô =>môi trường sống chúng bắt buộc phải bổ sung axit amin từ bên vào Nguồn axit amin bổ sung từ bên vào protein protein vi sinh vật thuỷ phân thành peptit axit amin có phân tử lượng thấp để chúng sử dụng Nhóm vi sinh vật trung gian Là nhóm vi sinh vật mà mơi trường có axit amin chúng sống theo kiểu dị dưỡng amin cịn mơi trường khơng có axit amin chúng lại tự tổng hợp axit amin từ hợp chất nitơ vô - tự dưỡng amin Câu 18: Sản xuất axit lactic ( lên men đồng hình) Do có vị chua dịu đặc tính bảo quản: dùng CNTP gia vị đồ uống nhẹ, mứt, dịch quả, siro ngành đồ hộp hoa cá - Axit hố mơi trường - Trên giới, 70% ax lactic sản xuất đường lên men - Nguyên liệu sử dụng: rỉ đường, glu, mal, sử dụng tinh bột phải đường hóa sơ trước Dịch lên men chứa 10 đến 15% đường cần bổ sung nguồn thức ăn nitơ chất kích thích sinh trưởng - Gia nhiệt đến 90-95 độ , giữ 1-2h sau làm nguội xuống 50 độ bổ sung CaCO3 ( gián đoạn liên tục nhằm kết tủa ax lactic tạo thành để trì pH) cấy giống - Quá trình lên men nhiệt độ 48 đến 50 độ canh trường lên men khuấy trộn để ngăn ngừa CaCO3 kết tủa Thông thường sau đến ngày đường chuyển hố hồn tồn - Lọc thu tinh thể , bổ sung H2SO4 để kết tủa CaSO4 giải phóng a lactic tự - Khử màu sử dụng than hoạt tính - Hệ số thu hồi 70- 90% Câu 19: Muối chua hoa - Là trình chế biến sản phẩm từ rau phương pháp lên men , để tạo sản phẩm hợp vị người tiêu dùng bảo quản lâu dài - Bản chất muối chua trình lên men nhiều lồi vsv ( có sẵn ngun liệu ) biến đổi định thành cơng q trình lên men lactic vi khuẩn lên men lactic gây Động học trình gồm giai đoạn: + Giai đoạn 1: thời kì đầu tiên, chuẩn bị nguyên liệu muối chua làm cho dịch có oxy, lồi VSV hiếu khí phát triển ⇨ Tạo phổ sản phẩm đa dạng môi trường cạn dần đến hết oxi hồ tan + Giai đoạn 2: Mơi trường trở nên yếm khí, lồi VSV yếm khí phát triển ⇨ Tạo phổ sản phẩm đa dạng, nồng độ a lactic tăng dần (do nhóm VK lactic phát triển) ⇨ Dần dẫn tới ức chế phát triển VSV khác trước, tiếp sau ức chế loài VK lên men lactic dị hình + Giai đoạn 3: pH giảm mạnh nên cịn VK lên men lactic đồng hình phát triển ⇨ Phổ sản phẩm đơn điệu, song, axit lactic tăng nhanh ⇨ pH môi trường giảm nhanh + Giai đoạn 4: bảo quản: Do axit lactic tổng hợp tích tụ đủ lớn, làm pH giảm mạnh, dẫn tới ức chế phát triển tất loài VSV, kể VK lactic ⇨ Có thể bảo quản sản phẩm lâu dài - Các yếu tố ảnh hưởng đến trình muối chua +Nhiệt độ: ▪ Nhiệt độ thích hợp 30 độ, nhiên nhiệt độ hương vị sản phẩm trình lên men lactic dị hình ko đạt mức độ cần thiết, đồng thời xảy tạo màng nhày, phân huỷ C màu xấu ▪ Nhiệt độ tốt 15-20 độ ▪ Nhiệt độ khơng thích hợp ngun nhân tạo phát triển VSV có hại q trình TĐC khơng mong muốn + Nồng độ muối ăn: ▪ Muối bổ sung nhàm trích ly nước chất dinh dưỡng từ rau môi trường tạo điều kiện cho VK phát triển: tạo đk cho VK lactic phát triển kìm hãm VK thối rữa, tạo hương vị thơm ngon cho sản phẩm ▪ Nồng độ tối ưu: 2,2 – 2,5 %, nồng độ thấp lên men tạo nhiều axit lactic rau bị nhũn ▪ Nồng độ muối cao làm sản phẩm cứng hương vị kém, thường tạo điều kiện cho Rhodotorula phát triển làm sản phẩm có màu hồng ▪ Chú ý đến chất lượng muối: muối có nhiều muối khác nhau, muối Mg làm đắng sản phẩm ▪ Hệ VSV có sẵn rau tác nhân trình lên men khơng thể sát trùng rau trước đem muối ▪ Để ngăn chặn VSV gây thối rữa đảm bảo thành cơng cho q trình muối chua, số trường hợp cần cấy bổ sung thêm VK lactic khiết Câu 20: Sản xuất sữa chua - Quá trình lên men sữa chua VK lactic phát triển tích tụ lượng a lactic gây đơng tụ sữa - Sữa tươi sau trùng sơ cấy bổ sung VK lên men lactic dị hình Vk lên men tích tụ a lactic làm giảm pH môi trường, kết gây đông tụ casein Để đảm bảo vị cho sữa chua, thường để trình lên men đến độ định, phân phối, trùng đưa bảo quản lạnh Sản phẩm có màu trắng ngà, chua, nhẹ, có mùi thơm đặc biệt Câu 21: Sản xuất phomat - Phomat sản phẩm thu được từ casein sữa đông tụ lên men tiếp nhờ VSV propionic (hoặc nấm mốc) - Nguyên liệu: sữa bò, dê cừu - Chu trình sản xuất phomat gồm cơng đoạn chính: đơng tụ casein q trình làm chín phomat Câu 22: Sản xuất rượu etylic - Nguyên liệu : + Rỉ đường: nấm men lên men trực tiếp để chuyển hoá thành rượu + Tinh bột: có hai phương pháp sản xuất amylo myco-malt - Phương pháp lên men: +Phương pháp amylo: Mucor, Rhizopus cấy vào thùng tinh bột ngày sau cấy nấm men Sau ngày nấm mốc chết sau đến ngày kết thúc trình lên men Nhược điểm dễ nhiễm, thời gian dài +Phương pháp Myco Malt: Aspergillus niger, Asp oryzae cấy vào cấy vào khay cám thức ăn vô pH 4-5 lượng nước 55% nhiệt độ 30- 33 hàm ẩm 100% Sau 43 đến 45 h thu hệ sợ bào tử Dùng hệ enzyme nấm để thuỷ phân tinh bột đến 6h sau cho nấm men vào để lên men Thời gian lên men 48h sau tiến hành chưng cất Ưu điểm: thời gian ngắn, bị nhiễm Câu 23: Sản xuất rượu vang - Nguyên liệu: nho loại có đường khác nấm men rượu vang - Công nghệ: Quả => dịch chà => dịch lên men => lên men => vang non => lên men phụ => vang chín => lọc => đóng chai - Xử lý thu dịch lên men: Quả chà, nghiền ép thu dịch chà = > bổ sung chế phẩm pectinase để làm - SO2 cho vào dịch khoảng 30-120mg/l để chống dịch bị oxh, ức chế phát triển số VSV không mong muốn Không dùng nhiều ức chế phát triển hoạt động chuyển hoá đường thành rượu nấm men - Bổ sung đường saccaroza để tăng lượng đường dịch lên men với hàm lượng từ 10-20% - Điều chỉnh độ pH thích hợp để tránh phát triển VSV gây hại - Ngồi cịn bổ sung thêm vitamin, nguồn Nitơ (muối ammonium),…