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 và dấu hiệu của một cơ thể

thực vật

Ở một số 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 0,01-0,15 micromet, chiều dài

6-20 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:

+ Đơn mao khuẩn: vk có một tiên mao ở đầu tế bào

+ Chùm mao khuẩn: có một chùm tiên mao ở 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 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 làprotein

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 giàuđường, 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 10-20 nm, chiếm 10-20% trọng lượng khô của tế bào, có tính đànhồi, 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 đườngglucose, arabinose, lactose Không có hợp chất cellulose

Cấu trúc là lớp peptidoglycan, có sự khác biệt giữa VK gram âm và gram dương:

+ VK gram +: thành tế bào dày hơn, gồm 30-45 lớp peptidoglycan

+ VK gram -: 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 racòn giữ cho áp suất thẩm thấu trong và ngoài tế bào ổn định, là nơi sinh tổng hợp lớp vỏnhầy Thường dày 50-100 A( 10^-10m) ,cấu tạo từ lipoprotein, chiếm khoảng 10-15% trọnglượng 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 phầnhóa học gồm 90% là nước còn lại là protein

Ở tế bào trẻ, nguyên sinh chất đồng nhất quang học, về già nó mất tính đồng nhất do hìnhthành một số bào quan như không bào và một số thể vùi dự trữ

Ribosome: thành phần hóa học chính là protein và ARN với tỉ lệ 40-60% ARN và 40-60%

protein Tồn tại dưới dạng hạt gồm 2 tiểu thể 50S và 30S Mỗi tế bào vk có trung bình

khoảng 1000 ribosome

Không bào: có cấu trúc hình cầu và bầu dục, chỉ xuất hiện ở những tế bào già Chứa nhiều

nước và một số chất vô cơ hòa tan, giúp điều chỉnh áp suất thẩm thấu của tế bào

Nhân: chưa có nhân hoàn chỉnh, chỉ tồn tại ở dạng thể nhân Đó là một sợi ADN mạch vòng

và nằm phân tán đều trong tế bào chất, chưa hình thành một loại hạt cụ thể nào Ở một số ít vikhuẩn, ADN lại nằm tập trung một vùng nhất định trong tế bào chất, tạo nên vùng nhân Đây

là nơi tham gia nhiều phản ứng sinh hóa quan trọng và là nơi điều khiển mọi hoạt động sốngcủa tế bào

Plasmid: là sợi ADN xoắn kép dạng vòng khép kín, chứa khoảng 5-100 gen có chức năng

giúp tế bào tăng sức đề kháng với chất độc

Có thể truyền qua lại giữa các loài gần gũi.

Nguyên sinh chất của vi sinh vật còn có các sắc thể (chuyển quang năng thành hóa năng), các thể vùi dự trữ (hạt volutin, glycogen, lipid, S, )

Bộ máy golgi (dạng túi với màng mỏng tham gia vào quá trình vận chuyển vật chất của tế bào), mesosome

Câu 2: Nêu cấu tạo, sự hình thành bào tử vi khuẩn So sánh bào tử vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, vai trò vi khuẩn trong thực phẩm và thực phẩm bảo vệ sức khỏe

Mỗi tế bào chỉ có thể tạo ra một bào tử ( hiếm trường hợp có 2 hay nhiều bào tử ) Thườnggặp bào tử ở hai chi trực khuẩn Gram+ là Bacillus và Clostridium Ở vk bào tử chỉ giữ chứcnăng sinh tồn Có khả năng lưu tồn tốt trong những điều kiện khó khăn của môi trường sống(nhiệt độ cao, khô cạn, môi trường có độc tố, ) và sống rất lâu

- Chỉ 1/3 số vk trong tự nhiên có khả năng tạo bào tử trong điều kiện khó khăn

- Cấu trúc của bào tử:

Muối canxi dipicolinat có tác dụng giữ cho bào tử có tính ổn định nhiệt cao

Quá trình hình thành bào tử: Các tế bào sinh bào tử khi gặp điều kiện thiếu thức ăn hoặc

có tích lũy các sản phẩm TDC có hại sẽ bắt đầu thực hiện quá trình hình thành bào tử Quátrình này bắt đầu từ sự tập trung, cô đặc tế bào chất và chất nhân ở một vùng nhất định trong

tế bào gọi là vùng bào tử Lượng nước tự do giảm dần, hàm lượng nước liên kết tăng lên Bênngoài vùng bào tử hình thành một lớp vỏ rất dày bằng lipid rất khó thấm nước và chất hòa tan

từ ngoài vào, làm cho các quá trình sinh hóa giảm xuống mức tối thiểu và tế bào đó biếnthành bào tử Như vậy, ở bào tử cường độ trao đổi chất là cực tiểu Thời gian từ 4-5h hoặcđến vài chục giờ Khi điều kiện môi trường thuận lợi, bào tử hút nước, trương nở dần, quátrình TDC được phục hồi, lúc này lớp nội mạc dần hình hình thành tế bào, lớp ngoại mạc bịthủy phân giải phóng tế bào sinh dưỡng ra ngoài

- Đặc tính:

+ Có thể chịu nhiệt rất cao

+ Rất bền đối với chất phóng xạ và độc tố do có ngoại mạc bảo vệ

+ Khả năng chịu khô hạn cao

Có dạng hình cầu hoặc bầu

dục Có nhiều hình dạng khácnhau: hình mũ, hình quả Có nhiều hình dạng khácnhau: hình elip, hình cầu,

thận, hình cầu… hình sợi….

Không chứa chức năng của

cơ quan sinh sản, đây là hình

thức sống tiềm sinh của vk

Bào tử được sinh ra trong

điều kiện khắc nghiệt giúp

vi khuẩn vượt qua những

điều kiện bất lợi của ngoại

cảnh(thiếu thức ăn, nhiệt độ,

Không thực hiện Sinh sản hữu tính bằng bào

tử ở nấm men: bằng túi haynang bào tử

Sinh sản hữu tính bằng bào

Không thực hiện Sinh sản vô tính bằng bào tử

một nội bào tử, tuy nhiên

Được tạo ra bên trong tế bào

vi khuẩn sinh bào tử

Được tạo ra cả bên tronghoặc bên ngoài tế bào sinhbào tử

Được tạo ra cả bên tronghoặc bên ngoài tế bào sinhbào tử, cách sắp xếp thay đổi

từ giống này sang giốngkhác

● Vai trò của vi khuẩn trong công nghiệp thực phẩm và thực phẩm bảo vệ sức khỏe

- Một số loài vk có khả năng lên men rượu, có thể ứng dụng để sản xuất rượu, bia; hay lênmen lactic lại được ứng dụng trong sản xuất sữa chua, muối chua rau quả, hoặc chúng cũngđược nuôi để thu sinh khối, sinh khối giàu protein dùng làm thực phẩm cho người hoặc thức

ăn cho gia súc, hay vk tạo màng nhầy BC dùng làm thạch dừa…

- Dựa trên cơ sở tác động của vk đối với sức khỏe con người, một số vk được xem là lợikhuẩn, khi uống đủ lượng sẽ đem lại lợi ích sức khỏe cho con người vd probiotics, được ứngdụng để sản xuất các thực phẩm chức năng, men vi sinh,

Câu 3: Các phương pháp thanh trùng và ưu nhược điểm

- 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.

- Thanh trùng không triệt để (Không diệt bào tử)

- Thời gian bảo quản ngắn ( sau thanh trùng bảo quản lạnh)

Ưu điểm: Hiệu suất cao hơn phương pháp Pasteur, đơn giản k đòi hỏi thiết bị đắt tiền, không

thay đổi nhiều thành phần môi trường với môi trường giàu dinh dưỡng

Nhược điểm: Ít sử dụng do tốn thời gian, năng lượng

Phương pháp thanh trùng bằng áp suất hơi nước bão hòa

Nguyên tắc:

- Gia nhiệt các vật bằng hơi nước bão hòa dưới áp suất lớn hơn áp suất khí quyển

- Áp suất hơi nước tăng thì nhiệt độ sẽ tăng theo, khống chế nhiệt độ thông qua điều chỉnh ápsuất

Ưu điểm: hiệu quả thanh trùng tương đối triệt để Trong các phòng thí nghiệm vi sinh thường

kết hợp phương pháp này với pp tindal để thanh trùng các mtdd

Câu 4: Các yếu tố vật lý ảnh hưởng đến vi sinh vật, ứng dụng

Nhiệt độ

Mỗi loài vi sinh vật chỉ có khả năng hoạt động trong một giới hạn nhiệt độ nhất định Ngoàikhoảng nhiệt độ đó vi sinh vật sẽ bị hạn chế sự sinh trưởng và phát triển Tuỳ theo mức độchịu nhiệt của chúng mà người ta có một số khái niệm sau:

- Nhiệt độ tối ưu: tại đó vi sinh vật phát triển thuận lợi nhất

- Nhiệt độ cao nhất (nhiệt độ tới hạn): là mức độ giới hạn tối đa Ở đó vi sinh vật vẫn sinhtrưởng và phát triển nhưng hết sức chậm và yếu Nếu quá giới hạn đó vi sinh vật sẽ bị tiêudiệt

- Nhiệt độ thấp nhất: là mức nhiệt độ thấp nhất mà vi sinh vật vẫn tồn tại, phát triển rất yếu.Nếu thấp hơn mức độ đó vi sinh vật sẽ bị tiêu diệt

Căn cứ vào khoảng nhiệt độ phát triển của vi sinh vật có thể chia chúng làm 3 nhóm sau: visinh vật ưa lạnh, ưa ấm và ưa nóng (kể cả chịu nhiệt)

Nhiệt độ thường gây cho vi sinh vật những chiều hướng sau:

- Nhiệt độ thấp, thường không gây chết vi sinh vật ngay mà tác động lên khả năng chuyểnhoá các hợp chất, làm ức chế hoạt động của các enzyme, thay đổi khả năng trao đổi chất củachúng => vi sinh vật mất khả năng sinh trưởng và phát triển, thậm chí có thể bị chết Khảnăng gây chết của chúng hết sức từ từ chứ không xảy ra đột ngột giống như ở nhiệt độ cao

Dựa vào đặc tính này, người ta cất giữ lương thực, thực phẩm, bảo quản giống vi sinh vật ở nhiệt độ thấp.

- Nhiệt độ cao thường gây chết vi sinh vật một cách nhanh chóng Đa số vi sinh vật bị chết ở60-80 0C Một số khác chết ở nhiệt độ cao hơn Đặc biệt bào tử có khả năng tồn tại ở nhiệt độlớn hơn 100 0C Nhiệt độ cao thường gây biến tính protein, làm hệ enzyme lập tức 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, thanh trùng, khử trùng môi trường nuôi cấy.

- Nhiệt độ tối thích để vsv phát triển ở nhiệt độ này

Độ ẩm

Độ ẩm không khí, độ ẩm vật liệu hay độ ẩm môi trường cũng ảnh hưởng rất lớn đến sự sinhtrưởng và phát triển của vi sinh vật (do phần chủ yếu của tế bào là nước, nước là môi trườngcho mọi phản ứng chuyển hóa nội bào…)

Đa số vi sinh vật phát triển tốt ở độ ẩm môi trường lớn hơn 20% Nếu hạ thấp độ ẩm môitrường sẽ làm rối loạn quá trình sinh lý bình thường của vi sinh vật Hầu hết các loài vi sinhvật bị đình chỉ hoạt động ở độ ẩm thấp (17-20%) Tuy nhiên, độ ẩm thấp không làm chết visinh vật, khi độ ẩm tăng lên hoạt động tdc của chúng lại được phục hồi Nhờ có độ ẩm môitrường thích hợp vi sinh vật mới dễ dàng tiếp nhận thức ăn, các chất dinh dưỡng dễ dàngthâm nhập vào cơ thể, các hệ enzyme thuỷ phân mới hoạt động được Tuy nhiên ngoài độ ẩmmôi trường cũng phải chú ý đến độ ẩm không khí Giữa độ ẩm môi trường và không khí cómột sự cân bằng về độ ẩm Vi khuẩn đòi hỏi trong môi trường có nước dưới dạng giọt haydung dịch nhưng nấm mốc có thể phát triển ở cơ chất rắn có độ ẩm không khí nhất định Độ

ẩm không khí tối thích đối với nấm mốc là 95-100%, độ ẩm cực tiểu là 65-70%

Lợi dụng đặc điểm này người ta tiến hành các phương pháp sấy khô, phơi khô làm giảm độ

ẩm nguyên liệu Làm khô không khí để hạn chế sự phát triển của vi sinh vật.

Nồng độ các chất hoà tan

Nồng độ chất hoà tan thường gây áp suất thẩm thấu lên màng tế bào vi sinh vật Ở đây

thường xảy ra 2 trường hợp:

- Trường hợp thứ nhất: Chất hoà tan trong môi trường quá cao, trong tế bào vi sinh vật xảy rahiện tượng tách nước ra ngoài môi trường Vì thế tế bào bị mất nước hay teo (co) nguyên sinhchất Kết quả làm thay đổi khả năng trao đổi chất của tế bào, làm tế bào dễ bị chết

- Trường hợp thứ hai: Tế bào vi sinh vật có khả năng thích ứng với điều kiện áp suất thẩmthấu ở môi trường thay đổi Trong điều kiện đó xuất hiện sự tích luỹ trong dịch bào những

muối khoáng hoặc những chất hoà tan làm điều hoà áp suất trong và ngoài tế bào Đây là hiện tượng tự điều chỉnh áp suất của vi sinh vật Ứng dụng hiện tượng này người ta muối dưa, cà, rau quả và muối thịt hoặc ngâm đường.

- Vsv vào mt có nồng độ thẩm thấu thấp thì nước xâm nhập vào tb, nếu không có sự khốngchế hữu hiệu thì tế bào trương lên và vỡ ra

Đa số vi sinh vật gây thối bị ức chế ở nồng độ muối 5-10% Vì thế ở nồng độ muối này cókhả năng bảo quản một số thực phẩm, trong thực tế người ta thường dùng nồng độ cao hơn.Thịt thường với nồng độ 30%, dưa chuột 12-15%, cá 20%, còn với nồng độ đường cao hơn

có thể lên tới 40% Một số vi sinh vật khác có khả năng tồn tại ở nồng độ đường lớn hơn80%

Ánh sáng

Ánh sáng mặt trời có tác dụng trực tiếp đối với đại đa số vi sinh vật Ánh sáng mặt trời chiếurọi xuống đất, những vi sinh vật phát triển trên bề mặt đất đều bị tiêu diệt trừ những vi khuẩn

tự dưỡng quang năng.Thông thường chúng bị tiêu diệt rất nhanh sau vài phút đến vài giờ Các

vi sinh vật gây bệnh thường nhạy cảm với ánh sáng hơn những vi sinh vật gây thối

Tác dụng của ánh sáng phụ thuộc vào bước sóng của tia sáng Bước sóng càng ngắn, khảnăng tác dụng quang hóa càng mạnh, càng làm vi sinh vật dễ bị tiêu diệt

Lợi dụng tính chất này, người ta thường phơi nóng các dụng cụ cần bảo quản, một mặt làm giảm độ ẩm, một mặt tiêu diệt những vi sinh vật trên bề mặt Một điều cần chú ý là nhiều người tắm nắng quá lượng, đã làm hệ vi sinh vật trên da bị tiêu diệt lại có tác dụng hại cho sức khỏe.

Tia tử ngoại

Phần năng lượng có tác dụng mạnh đối với vi sinh vật là tia tử ngoại (tia cực tím) Tất cả cáctia tử ngoại có bước sóng 2000-3000A0 đều có tác dụng sát khuẩn nhưng hiệu quả nhất là cáctia có bước sóng 2650-2660A0 Tia tử ngoại có tác dụng làm phân huỷ một số chất hữu cơ

trong tế bào, làm đông tụ protein làm mất hoạt tính của enzym phá huỷ tế bào vi sinh vật Lợi

dụng đặc tính này, người ta sử dụng tia tử ngoại như một trong những phương thức tiệt trùng trong nghiên cứu hay sản xuất Tuy nhiên với một lượng nào đó tia này có thể tác dụng lên bộ gen, làm ảnh hưởng tính di truyền và gây biến đổi.

Bào tử của vi khuẩn, nấm cũng bị tiêu diệt bởi tia tử ngoại nhưng sức chịu đựng của bào tửcao hơn 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) và tia Rơnghen (tia X) tác dụng lên cơ thể vi sinh vậtkhác nhau tùy theo liều lượng chiếu Nếu chiếu với lượng ít và không liên tục thì có thể kíchthích sự sinh trưởng và phát triển của chúng Một số vi sinh vật có thể nâng cao sự tổng hợplipit, protit, axit nucleic, chất kháng sinh…khi được chiếu xạ, nhưng với liều lượng cao có thểgây chết vi sinh vật Nhìn chung tác động của các tia trên gây biến đổi sâu sắc trong quá trìnhsinh hoá và cấu trúc tế bào Một trong những tác dụng gây chết mạnh là do sự ion hoá cácchất của tế bào, tạo nên các hợp chất độc như peoxit, oxy hóa các gốc – SH trong protit vàcác enzim trong tế bào cũng như oxy hoá các hợp chất khác

Hiện nay các tia Rơnghen và tia phóng xạ đã được sử dụng gây biến đổi vi sinh vật, khửtrùng và đang được nghiên cứu trong việc bảo quản lương thực thực phẩm

Siêu âm

Siêu âm được tạo thành do những dao động với tần số cao trên 200.000 dao động/giây

(200.000 hec), siêu âm tác dụng rất mạnh lên tế bào vi sinh vật Nhiều vi sinh vật bị chết chỉsau tác dụng của siêu âm trong 1 phút Siêu âm gây lên những chấn động trong dung dịch làmcho vi sinh vật bị ép và va chạm mạnh có thể làm vỡ vỏ tế bào đồng thời tạo nên trong môitrường những chất độc đối với vi sinh vật như H2O2, nitơ oxit Siêu âm còn tạo nên nhữngbọt khí hoà tan trong nguyên sinh chất và môi trường ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinhvật

Hiện nay người ta đã sử dụng siêu âm trong thanh trùng nước uống, rượu và các đồ giảikhát…

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 trong thành phần môi trườnglàm thay đổi trạng thái điện tích của thành tế bào Tuỳ theo nồng độ của chúng mà làm tănghay giảm khả năng thẩm thấu của tế bào đối với những ion nhất định Mặt khác chúng làm ứcchế phần nào các ion có mặt trên thành tế bào

Sự phát triển của vi sinh vật ảnh hưởng rất nghiêm ngặt đối với pH của môi trường Đối với

vi khuẩn, thuận lợi nhất là chúng phát triển trong môi trường trung tính hoặc kiềm yếu Đốivới nấm men và nấm mốc thì phát triển ở môi trường axit yếu Nếu nồng độ ion H+ vượt quámức bình thường đối với vi sinh vật nào đó thì sự sống bị ức chế Sự thay đổi pH của môi

trường có thể gây ra thay đổi kiểu lên men hay đặc tính lên men Ứng dụng ảnh hưởng của

pH, người ta sử dụng trong sản xuất cũng như phân lập chọn giống vi sinh vật chủ yếu là tạo điều kiện cho vi sinh vật có lợi phát triển và ức chế hoạt động của các vi sinh vật có hại Ví

dụ ngâm dấm, dầm dấm đó là một cách bảo quản.

các sản phẩm trao đổi chất ít gây độc đối với vi sinh vật Các phương pháp cụ thể đó là:

- Khuấy trộn: làm cho các thành phần trao đổi chất không bám xung quanh tế bào, không ứcchế hoạt động của vi sinh vật

- Thường xuyên sục khí, nhằm đẩy nhanh các chất độc hại ra khỏi môi trường

- Tiến hành nuôi cấy liên tục làm thay đổi thành phần môi trường nuôi cấy, làm giảm nồng độcác chất thải của vi sinh vật trong môi trường

- Vi sinh vật kỵ khí không có hệ enzim trên, nên không sử dụng được O2 làm chất nhận H2cuối cùng, thậm chí O2 có thể là chất độc Nồng độ H2O2 0,0004% có thể ức chế hoạt độngcủa chúng

- Vi sinh sinh vật kỵ khí tùy tiện có thể sống trong điều kiện thế oxy hóa khử thay đổi

- Thế oxy hoá khử còn làm thay đổi chiều hướng quá trình sinh hoá của vi sinh vật, nhất là

loại kỵ khí tùy tiện Thí dụ: Nấm men trong điều kiện không có oxy tiến hành lên men rƣợu, trong điều kiện có đủ oxy lại tiến hành quá trình oxy hóa tăng sinh khối.

Các chất độc, các chất diệt khuẩn

Nhiều chất hoá học có khả năng tiêu diệt vi sinh vật Cơ chế tác dụng của chúng không đồngnhất và rất khác nhau, nó phụ thuộc vào bản chất hoá học, nồng độ của từng chất và loài visinh vật Dựa vào nguồn gốc các chất độc đối với vi sinh vật chia làm 2 nhóm:

- Các hợp chất vô cơ: axit vô cơ, bazơ vô cơ, H2O2, Cl2, I2, KMnO4, các kim loại nặng nhƣchì, thuỷ ngân…

- Các hợp chất hữu cơ: axit hữu cơ, rượu, phenol, cloramin, kháng sinh, foocmon…

Dựa vào khả năng ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật của các chất độc người ta có thể chiachúng thành các nhóm:

- Chất ức chế: Chỉ làm ngừng quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật, vi sinh vậtkhông chết mà ở trạng thái tiềm sinh

- Chất kháng khuẩn: Có khả năng làm ngăn cản hoặc làm ngừng quá trình sinh trưởng pháttriển của vi sinh vật Tế bào vi sinh vật có thể chết hoặc không chết

- Chất diệt khuẩn: Tiêu diệt hết các tế bào vi sinh vật (thậm chí cả bào tử)

* Cơ chế tác động của các hợp chất độc lên vi sinh vật:

- Làm đông tụ các protein, vô hoạt các enzyme, phá hoại cấu trúc tế bào, làm đình chỉ cácphản ứng hoá sinh trong tế bào vi sinh vật (muối, các kim loại nặng, axit, kiềm, rượu,

Câu 6: Các yếu tố sinh học - mối quan hệ giữa các vsv

Môi trường sống của VSV rất đa dạng và phong phú Môi trường mà VSV bậc cao phát triểnđược thì VSV cũng phát triển được Môi trường mà VSV bậc cao không phát triển được thìVSV vẫn phát triển được

VSV tồn tại ở mọi 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, đều có lợi giữa 2 sinh vật khác nhau, hoạt động sống của sinh

vật này sẽ thúc đẩy sự sinh trưởng của sinh vật kia và ngược lại, mối quan hệ giữa chúng khó

có thể tách rời Nếu tách rời sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của chúng

Ví dụ: Mối quan hệ giữa vi khuẩn nốt sần và cây họ Đậu là một cơ cấu sinh lý đặc biệt làm cho vi khuẩn sống tốt và cố định được N phân tử cung cấp cho cây phát triển Mối quan hệ giữa vi sinh vật và động vật nhai lại, như sự hình thành vi sinh vật của dạ cỏ Hay địa y là mối quan hệ cộng sinh giữa nấm và tảo.

Quan hệ tương hỗ

Chỉ mối quan hệ giữa các sinh vật sống cạnh nhau và có tác dụng hỗ trợ nhau trong quá trìnhsống.Không có sự ràng buộc chặt chẽ giữa các sinh vật trong mối quan hệ này, chúng có thểsống tách rời nhau, không cần đến nhau và giữa chúng chỉ có một bên có lợi

Ví dụ: Trong cùng một môi trường sống nấm men lên men đường thành rượu, tạo điều kiện thuận lợi cho sự oxy hóa rượu thành giấm của vi khuẩn axetic khi có không khí Khi lên men

tự nhiên, đầu tiên các vi sinh vật hiếu khí phát triển, sử dụng hết oxy, tạo điều kiện yếm khí cho các vi khuẩn tiến hành lên men, tạo ra các hợp chất khác nhau.

Quan hệ đối kháng

Là mối quan hệ không có lợi, hoạt động sống của sinh vật này sẽ kìm hãm, lấn áp hoặc tiêudiệt loài kia Mối quan hệ này rất phổ biến trong giới vi sinh vật

Ví dụ: Sự lên men axit lactic của vi khuẩn Lactic đã ức chế các nhóm vi khuẩn gây thối rữa,

ví dụ axit lactic làm cho độ pH giảm thấp Một số nhóm vi sinh vật tiết ra độc tố như một số

vi khuẩn gây bệnh, nhiều nhóm vi sinh vật còn tiết ra chất kháng sinh gây ức chế các nhóm vi sinh vật khác.

Quan hệ ký sinh

Là mối quan hệ giữa 2 cá thể sinh vật, mà một bên có lợi và một bên có hại Sinh vật nàysống nhờ hoàn toàn vào sinh vật kia bằng cách sử dụng bản thân sinh vật ấy làm nguồn cungcấp dinh dưỡng cho nó, làm cho sinh vật ấy bị ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển hoặc

có thể bị chết

Ví dụ: Mối quan hệ ký sinh của vi sinh vật gây bệnh đối với cơ thể động vật, thực vật Hay thực khuẩn thể sống bắt buộc trong tế bào vi khuẩn Mối quan hệ này chủ yếu đem lại cho sinh vật cao cấp những tác hại to lớn Ví dụ nấm sống kí sinh trên cây trồng, gây bệnh cho cây.

Câu 7: Lên men rượu và ứng dụng cntp

Lên men là quá trình chuyển hóa các vật chất hữu cơ không chứa nito (cacbon, chất béo) dưới tác dụng vi sinh vật, còn thối rữa là quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ chứa nito.

Định nghĩa

Dưới tác dụng của một số loại vi sinh vật trong điều kiện yếm khí, đường glucose chuyển hoáthành rượu etylic và CO2 đồng thời giải phóng năng lượng Quá trình này gọi là quá trình lênmen rượu

Cơ chế

C6H12O6 —> 2C2H5OH + 2CO2 + QThực tế quá trình lên men rất phức tạp qua nhiều giai đoạn và tạo thành nhiều sản phẩm phụ:glyxerin, andehit axetic, các axit sucxinic, axetic, lactic, citric, các este và rượu bậc cao.Glyxerin tạo thành tới 3,6% và chỉ tạo thành ở giai đoạn đầu của quá trình lên men, do đó cóthể sản xuất glyxerin từ hydrat cacbon

Nguyên liệu

Monosacarit: glucoza, fructoza, Disacarit: sacaroza Đường lactose chỉ lên men được dưới tácdụng của nấm men Saccharomyces lactis Tinh bột và xenlulozơ thì không thể lên men được,nhưng trong công nghiệp dùng 2 chất này làm nguyên liệu sản xuất nhờ thuỷ phân biến chúngthành đường

Vi sinh vật chủ yếu: Nấm men vd S.cerevisiae, …Dựa vào đặc tính của nấm men, ngta chia

làm hai loại là nấm men nổi và nấm men chìm :

+ Nấm men nổi : Nhiệt độ lên men cao từ 20 đến 28 độ Lên men nhanh , tạo nhiều bọt Nấmmen nổi hoặc lơ lửng trong canh trường , và thường lắng khi quá trình lên men kết thúc.

Có ứng dụng trong sản xuất rượu trắng , nấm men bánh mì

+ Nấm men chìm: Nhiệt độ lên men thấp 5 đến 10 độ Lên men chậm CO2 thoát

ra ít Dùng để sản xuất rượu vang, bia,…

Điều kiện môi trường

Câu 8: Lên men lactic và ứng dụng cntp

Định nghĩa

Quá trình chuyển hoá từ đường glucose dưới tác dụng của vi sinh vật trong điều kiện yếm khíthành axit lactic và một số axit hữu cơ khác đồng thời giải phóng năng lượng được gọi là lênmen lactic

C6H12O6 —> 2CH3 – CHOH - COOH + CH3 - COOH + CH3- CH2OH + CO2 +…

(Glucose) (Axit lactic) (Axit lactic) (Rượu etylic)

Sản phẩm chủ yếu là ax lactic chiếm 90-98%

Vi sinh vật: vi khuẩn lactic, chủ yếu thuộc giống Lactobacillus.

Nguyên liệu: đường mono hoặc disaccharide, không lên men được tinh bột, muốn lên mentinh bột phải bị phân giải thành đường

Điều kiện:

● Nhiệt độ: tùy loại vk lactic là ưa ấm, ưa lạnh hay ưa nóng

● pH: tùy loại vk lactic , hoạt lực lên men tốt nhất là 5,5-6

● Môi trường phải có đầy đủ các chất dinh dưỡng, ax am, vitamin,

Ứng dụng

Vi khuẩn lactic được sử dụng nhiều trong các ngành kinh tế quốc dân khác nhau, đặc biệttrong ngành công nghiệp sữa Các vi khuẩn này có ý nghĩa rất lớn trong sản xuất sữa chua,phomat, muối chua rau quả, ủ chua thức ăn chăn nuôi, trong sản xuất bánh mì.Vi khuẩn lactic

đã được đưa vào chế biến một số dạng giò chả, xúc xích, trong quá trình làm chín cá muối đểrút ngắn thời gian quá trình công nghệ và cải thiện một số tính chất của sản phẩm (vị, hương

thơm, độ rắn chắc…).

Được dùng nhiều cho công nghiệp đồ hộp, bánh kẹo, trong sản xuất thức ăn ăn kiêng, thức ănsuy dinh dưỡng cho trẻ em và người già Muối canxi lactat còn được dùng nhiều làm tá dược.Gần đây axit lactic còn đƣợc ứng dụng làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hoá học

để sản xuất ra các dạng vỏ chai chứa thực phẩm (sau khi sử dụng các loại vỏ được làm từpolime-axetic bị vi sinh vật tiêu huỷ nhanh chóng không gây ô nhiễm môi trường) Muốicanxi lactat được dùng nhiều làm tá dược

Câu 9: Vai trò của vi khuẩn trong công nghệ thực phẩm ( lợi ích+tác hại)

Vi khuẩn đóng một vai trò rất quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm

● Lợi ích: Một số loài vi khuẩn có khả năng lên men rượu, ứng dụng trong sản xuấtrượu, bia, men bánh mì, kombucha, Số khác lại có khả năng lên men lactic ứngdụng để sản xuất sữa chua, phomat, muối chua rau quả, trong công nghiệp đồ hộp,bánh kẹo, thức ăn cho người suy dinh dưỡng, Khả năng lên men propionic của một

số vi khuẩn khác lại có tác dụng ức chế nấm mốc, làm chất chống mốc, làm chínphomat, hay như lên men butyric, este của butyric được ứng dụng làm các chất tạomùi hương vd mùi dứa, mùi táo… Màng cellulose vi khuẩn cũng được ứng dụng sảnxuất thạch dừa, da nhân tạo,

● Tác hại: Bên cạnh những lợi ích mà vi khuẩn mang lại, nó cũng ẩn chứa rất nhiềunhững nguy hại Lên men tự nhiên trong các loại dịch đường như nước quả, kem mứtlại gây hư hỏng sản phẩm, lên men axetic làm hỏng rượu, bia…Đáng kể hơn là vikhuẩn gây bệnh nhiễm vào thực phẩm sẽ gây hại cho sức khỏe con người và gia súc(ngộ độc) hay khả năng gây thối rữa của một số loài vi khuẩn cũng tạo ra không ít tổnthất cho ngành thực phẩm vd thịt, cá, rau để lâu sẽ có mùi chua, hóa nhày, đổi màu,thối rữa…

*Mở rộng thực tế:

- Vi khuẩn tham gia tích cực vào việc khép kín vòng tuần hoàn các vật chất trong tự nhiên.

- Vi khuẩn phân hủy và chuyển hoá các chất trong đất và trong môi trường để cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng, làm sạch môi trường.

- Một số loài vi khuẩn làm giàu dinh dưỡng nitơ cho đất, một số khác có thể tiết ra enzim quý

để sử dụng vào quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm, dùng trong hoạt động sống của con người.

Câu 10: Vai trò nấm mốc trong cntp , có lợi + không có lợi

Nấm mốc đóng một vai trò rất quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm Nó mang lạirất nhiều lợi ích to lớn, nhưng đi kèm với đó cũng là những bất lợi đáng kể:

● Có lợi: Sử dụng nấm mốc để sản xuất tương, đậu phụ, các loại enzyme như amilaza,proteaza… Nếu sản xuất ethanol từ tinh bột thì phải qua bước đường hóa, đó là giaiđoạn chuyển tinh bột thành đường Ở giai đoạn này, nấm mốc sẽ được sử dụng chủyếu Nấm mốc còn có khả năng lên men,trong các thực phẩm lên men bởi nấm mốc

có thể kể đến rất nhiều loại với nền tảng cơ chất rất khác nhau như tương, chao, rượutrắng, phomai….Axit citric tạo thành từ quá trình lên men citric của nấm mốc cònđược dùng để pha chế rượu, định hình bánh kẹo, bảo quản thực phẩm…

● Không có lợi: Nhiều loại nấm mốc nhiễm vào thực phẩm cũng gây lên khá nhiều bệnhphổ biến và khó điều trị ở người, gia súc, gia cầm, thực vật, như hắc lào, nấm vảyrồng, nấm kẽ chân, nấm phổi, nấm tóc Đặc biệt chúng có thể tiết độc tố gây ngộ độcthực phẩm (Aspergillus) Các sợi nấm phát triển trên bề mặt thịt, cá, làm tăng độkiềm, thủy phân protein, tạo axit bay hơi làm thực phẩm có mùi ngái khó chịu, dầndần sẽ bị thay đổi sắc tố, có mùi chua và hư hỏng

*Mở rộng thực tế:

- Nấm men góp phần quan trọng vào việc khép kín vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên, chúng có khả năng phân huỷ mạnh mẽ các hợp chất hữu cơ phức tạp.