Ứng dụng của nấm mốc Penicillium

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU . 03 1. Giới thiệu về nấm mốc penicillium 04 1.1 Vị trí phân loại 04 1.2 Đặc điểm cấu tạo của nấm Penicillium 04 1.3 Đặc điểm sinh hóa 06 1.4 Đặc điểm sinh lý . 07 1.5 Đặc điểm sinh thái học . 07 1.6 Đặc điểm hình thái 09 1.7 Hình thức sinh sản 11 1.7.1 Sinh sản vô tính 11 1.7.2 Sinh sản hữu tính 12 2. Một vài ứng dụng, tác hại và nghiên cứu của nấm Penicillium 13 2.1 Ứng dụng của nấm penicillium . 13 2.1.1 Nấm khô bảo vệ bông khỏi nấm gây bệnh 13 2.1.2 Làm phomat . 14 2.1.2.a Phomát Camembert 14 2.1.2.b Phomat roqueforti . 16 2.1.3 Sản xuất thuốc kháng sinh penicillin 17 2.1.4 Làm thuốc chống nấm (Griseofulvin) . 18 2.2 Tác hại của nấm penicillium . 19 2.2.1 Penicillium gây bệnh mốc xanh trên cây ăn quả có múi 19 2.2.2 Penicillium gây bệnh mốc xanh trên hạt và mầm ngô . 20 2.2.3 Gây nhiễm trùng toàn thân nặng trên bệnh nhân HIVAIDS . 20 2.3 Nghiên cứu về Penicillium 21 2.3.1 Nghiên cứu về ảnh hưởng của nấm penicillium.sp trên hương vị rượu Lô Châu_Trung Quốc 21 2.3.2 Nghiên cứu sản xuất dầu diesel sinh học Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ . 22

BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

TP HỒ CHÍ MINHKHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC - KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG



Tiểu luận

Đề tài: Ứng dụng của nấm mốc Penicillium

GVHD: NguyễnThị Quỳnh Mai

Sinh viên thựchiện:

Lê Thị Thu Hà 2008100037Phu Quỳnh Phương 2008100070Nguyễn An Phúc 2008100140Nguyễn Thu Thủy 2008100266

Ngày 14 tháng 12 năm 2011

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 03

1 Giới thiệu về nấm mốc penicillium 04

1.1 Vị trí phân loại 04

1.2 Đặc điểm cấu tạo của nấm Penicillium 04

1.3 Đặc điểm sinh hóa 06

1.4 Đặc điểm sinh lý 07

1.5 Đặc điểm sinh thái học 07

1.6 Đặc điểm hình thái 09

1.7 Hình thức sinh sản 11

1.7.1 Sinh sản vô tính 11

1.7.2 Sinh sản hữu tính 12

2 Một vài ứng dụng, tác hại và nghiên cứu của nấm Penicillium 13

2.1 Ứng dụng của nấm penicillium 13

2.1.1 Nấm khô bảo vệ bông khỏi nấm gây bệnh 13

2.1.2 Làm pho-mat 14

2.1.2.a Pho-mát Camembert 14

2.1.2.b Phomat roqueforti 16

2.1.3 Sản xuất thuốc kháng sinh penicillin 17

2.1.4 Làm thuốc chống nấm (Griseofulvin) 18

2.2 Tác hại của nấm penicillium 19

2.2.1 Penicillium gây bệnh mốc xanh trên cây ăn quả có múi 19

2.2.2 Penicillium gây bệnh mốc xanh trên hạt và mầm ngô 20

2.2.3 Gây nhiễm trùng toàn thân nặng trên bệnh nhân HIV/AIDS 20

2.3 Nghiên cứu về Penicillium 21

2.3.1 Nghiên cứu về ảnh hưởng của nấm penicillium.sp trên hương vị rượu Lô Châu_Trung Quốc 21

2.3.2 Nghiên cứu sản xuất dầu diesel sinh học Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ 22

KẾT LUẬN 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24

LỜI MỞ ĐẦU

Nhắc đến nấm mốc chắc hẳn trong chúng ta ai cũng hình dung ra rằng đây làmột loài vi sinh vật có hại, làm hư hỏng thức ăn, nước uống Nhưng có một loài nấmmốc mà sản phẩm của nó đã cứu sống rất nhiều nguồi trong chiến tranh thế giới thứ II

Đó là nấm mốc Penicillium.

Penicillium là một chi của nấm ascomycetous là thành viên của các chi sản

xuất penicillin - thuốc kháng sinh Nó được tìm thấy vào năm 1928 do Alexander

Flemming Sau đó nấm mốc Pennicillium được các nhà khoa học tìm hiểu, nghiên cứu

và ứng dụng các sản phẩm của chúng vào trong đời sống của con người như thực phẩm

và y dược Vì vậy, để giúp mọi người có cái nhìn khái quát sâu sắc và thấy được vai tròcủa loại nấm mốc này trong đời sống chúng ta nên nhóm 9 xin được giới thiệu bài tiểu

luận: Ứng dụng của nấm mốc Penicillium.

Chắc hẳn bài tiểu luận không thể tránh khỏi những sai xót mong Cô và các bạn đóng góp ý kiến để bài được hoàn thiện hơn.

Xin trân trọng cảm ơn !

1. Giới thiệu về nấm mốc Penicillium.

1.1 Vị trí phân loại

Penicillium là một loại nấm và là nguồn nấm mốc có nhiều nhất trong đất Các

nhà khoa học đã nghiên cứu thì có hơn 150 loài Penicillium

Penicillium được phân loại như sau:

Ainsworth (1973) chia ngành phụ Ascomycotina thành 6 lớp: Hemiascomycetes, Loculoascomycetes, Plectomycetes, Laboulbeniomycetes, Pyrenomycetes và

Discomycetes

Alexopoulos và Mim (1979) chia lớp Plectomycetes thành 4 lớp phụ trong đó lớp phụ Plectomycetidae Plectomycetidae có 5 bộ trong đó 2 bộ Eurotiales và bộ Erysiphales Chi Penicillium thuộc họ Eurotiaceae, bộ Eurotiales.

1.2 Đặc điểm cấu tạo nấm Penicillium

Khuẩn lạc màu lục, vàng lục, xanh lục, lục xám, xám, đôi khi có màu vàng, đỏ,tím hoặc trắng Mặt trái khuẩn lạc không màu hoặc có màu sắc khác nhau, môi trườngthạch nuôi cấy không màu hoặc có màu sắc do có mặt các sắc tố hòa tan tương ứng.Khuẩn lạc có hoặc không có vết khía xuyên tâm hay đồng tâm, có hoặc không có giọttiết (exudat)

Bộ máy mang bào tử trần (còn gọi là "chổi", penicillius) hoặc chỉ gồm giá bào

tử trần với một vòng thể bình ở đỉnh giá (cấu tạo một vòng, monoverticillate), hoặcgồm giá bào tử trần với hai đến nhiều cuống thể bình (metulae) ở phần ngọn giá, trênđỉnh của mỗi cuống thể bình đó có các thể bình (cấu tạo hai vòng, biverticillate).Trường hợp các giá bào tử trần mang một hoặc nhiều nhánh (branch) ở phần ngọn giá,sau đó các nhánh mang các cuống thể bình và các cuống thể bình lại mang các thể bìnhcũng được coi là cấu tạo hai vòng Khi các cuống thể bình xếp đều đặn và sát nhau trênngọn giá, cấu tạo hai vòng đó gọi là cấu tạo hai vòng đối xứng, trường hợp các cuốngthể bình xếp không đều đặn trên phần ngọn giá hoặc có nhánh, cấu tạo này được gọi làcấu tạo hai vòng không đối xứng Trường hợp giá bào tử trần mang nhiều nhánh và cácnhánh này cùng với các cuống thể bình, các thể bình xếp đều đặn và sát nhau, bộ máymang bào tử trần có cấu tạo nhiều vòng (polyverticillate)

Giá bào tử trần có thể phát triển từ các sợi nấm nằm sát cơ

đều nhau và khẩn lạc có dạng mặt

là nhánh của các sợi nấm khí sinh,

dạng len hoặc xốp bông (lanate,

là các nhánh của các bó sợi

Hình 1 : Bộ máy sinh bào tử trần của pennicillum

hoặc bản thân chúng tụ họp lại với nhau thành các bó giá, khuẩn lạc đặc trưngbởi sự có mặt của các bó sợi (funiculose) hoặc của các bó giá (fasciculate)

Tế bào sinh bào tử trần của các loài thuộc chi Penicillium là các thể bình Thể

bình ở nhiều loài của chi nấm này có phần đỉnh ngắn và thon nhỏ dần, phần đỉnh này

thường có đường kính vào khoảng ⅓ đường kính của phần thân Một số loài thuộcnhóm loài Biverticillata-Symmetrica có thể bình hình mũi dáo (thể bình có phần đỉnh

tương đối dài và thon nhỏ dần) Bào tử trần của các loài thuộc chi Penicillium

thuộc tip phialoconidi (tip cơ bản euconidi), không có vách ngăn, hình cầu, gần cầu,hình trứng, elip, đôi khi hình trụ Khi riêng rẽ, các bào tử trần không màu hoặc màunhạt khi tụ họp thành đám, thường có màu lục, vàng lục, lục xanh, lục xám, xám Cácbào tử trần này tọa thành chuỗi dài trên miệng thể bình

Hình 2: Các kiểu thể bình của chi Penicillium

vách dày, có thể rất cứng hoặc mềm, hình cầu, gần cầu, không màu hoặc

có màu sắc khác nhau, đơn độc hoặc thành cụm Một số loài như đã nói, có bào tử túi(ascosporum) Thể quả túi là những thể quả kín (cleisthothecium), có vỏ thể quả cứnghoặc mềm, có hoặc không có các sợi nấm bao quanh, thể sinh túi cuộn xoắn hoặcthẳng, túi bào tử (ascus) đơn độc hoặc thành chuỗi, bào tử túi không ngăn vách, cóhoặc không có rãnh và gờ quỹ đạo

1.3 Đặc điểm sinh hóa

Nấm mốc sống dị dưỡng và hấp thu hay hoại sinh, cùng với vi khuẩn và nhữngnguyên sinh vật khác giữ vai trò của sinh vật phân hủy Sinh vật hoại sinh tiết ra enzimtiêu hóa vào trong mô thực vật và động vật chết hay những sản phẩm hữu cơ và sau đóhấp thu và sử dụng những sản phẩm tiêu hóa như chất dinh dưỡng Cùng lúc đó, nhiềuchất của mô chết được giải phóng vào môi trường dưới dạng khoáng là nguồn dinhdưỡng cho những sinh vật khác Nấm mốc ký sinh sống trong cơ thể sinh vật sống, sử

dụng nội dung của tế bào hay mô của ký chủ Thường chúng gây bệnh cho thực vật vàđôi khi cho cả động vật

1.4 Đặc điểm sinh lý

Nhiệt độ tối thiểu cần cho sự phát triển là từ 2oC đến 5oC, tối hảo từ 22oCđến 27oC và nhiệt độ tối đa mà chúng có thể chịu đựng được là 35oC đến 40oC, Nóichung, nấm mốc có thể phát triển tốt ở môi trường acit (pH=6) nhưng pH tối hảo là 5 -6,5.Oxi cũng cần cho sự phát triển của nấm mốc vì chúng là nhóm hiếu khí bắt buộc

Sự phát triển sẽ ngưng khi không có oxi Nước là yếu tố cần thiết cho sự phát triển

Theo Alexopoulos và Minns (1979) cho biết nấm mốc có thể phát triển liên tụctrong 400 năm hay hơn nếu các điều kiện môi trường đều thích hợp cho sự phát triểncủa chúng Nấm mốc không có diệp lục tố nên chúng cần được cung cấp dinh dưỡng từbên ngoài (nhóm dị dưỡng), một số sống sót và phát triển nhờ khả năng ký sinh (sống

ký sinh trong cơ thể động vật hay thực vật) hay hoại sinh (saprophytes) trên xác bã hữu

cơ, cũng có nhóm nấm rễ hay địa y sống cộng sinh với nhóm thực vật nhất định.TheoAlexopoulos và Mims (1979) cho biết nguồn dưỡng chất cần thiết cho nấm được xếptheo thứ tự sau: C, O, H, N P, K, Mg, S, B, Mn, Cu, Zn, Fe, Mo và Ca Các nguyên tốnày hiện diện trong các nguồn thức ăn vô cơ đơn giản như glucoz, muối ammonium

sẽ được nấm hấp thu dễ dàng, nếu từ nguồn thức ăn hữu cơ phức tạp nấm sẽ sản sinh

và tiết ra bên ngoài các loại enzim thích hợp để cắt các đại phân tử này thành nhữngphân tử nhỏ để dể hấp thu vào trong tế bào

1.5 Đặc điểm sinh thái học

Loài Penicillium nấm đất phổ biến thích khí hậu mát mẻ và trung bình, thường

có mặt ở bất cứ nơi nào chất hữu cơ có sẵn Loài Penicillium hoại sinh là một trong

những đại diện nổi tiếng nhất của các Eurotiales và sống chủ yếu trên các chất hữu cơphân hủy sinh học Thường được biết đến như khuôn mẫu, nó là một trong nhữngnguyên nhân chính gây

hư hỏng thực phẩm , đặc biệt là loài subgenus Penicillium Khả năng của các loài Penicillium phát triển về giống và các loại thực

mì cũ và có màu xanh mờ

Hình 3 : Loài Penicillium

Một số loài Penicillium ảnh hưởng đến các loại trái cây và bóng đèn của các nhà máy như P expansum; P digitatum và P allii Một số loài được biết là gây bệnh cho động vật như P corylophilum , P fellutanum , P implicatum , P janthinellum , P viridicatum và P waksmanii là tác nhân gây bệnh tiềm năng của muỗi P marneffei là

nguyên nhân gây tử vong con chuột tre ở Việt Nam, đã trở thành một cơ hội nhiễmtrùng phổ biến của các cá nhân nhiễm HIV ở Đông Nam Á

bụi của môi trường trong nhà, chẳng hạn như

dinh dưỡng cho sự phát triển Hình 4: Penicillium trong không khí

Penicillium tăng trưởng vẫn có thể xảy ra trong nhà ngay cả khi độ ẩm tương đối thấp,miễn là có đủ độ ẩm có sẵn trên một bề mặt Một nghiên cứu Anh xác định làPenicillium-loại bào tử phổ biến nhất trong không khí trong nhà tài sản dân cư và vượtquá mức độ ngoài trời Gạch lát trần nhà có thể hỗ trợ sự phát triển của Penicilliumtrong những nghiên cứu chứng minh nếu độ ẩm tương đối là 85% và độ ẩm của gạch làlớn hơn 2,2%

Một số loài Penicillium gây thiệt hại cho máy móc, các vật liệu dễ cháy và chất bôi trơn được sử dụng để chạy và duy trì máy móc Ví dụ: P chrysogenum , P steckii ,

P notatum , P cyclopium , và P nalgiovensis ảnh hưởng đến các loại nhiên liệu; P chrysogenum, P rubrum , và P verrucosum gây thiệt hại cho các loại dầu và chất bôi trơn; P regulosum thiệt hại quang học và kính bảo vệ.

1.6 Đặc điểm hình thái

Penicillium chrysogenum Thom – Khuẩn lạc 5-6 cm đường kính, màu lục vàng,

lục xanh, mặt dạng nhung, đôi khi có vài vùng xốp bông nhẹ, nhiều rãnh xuyên tâm.Mặt trái khuẩn lạc và môi trường xung quanh màu vàng, màu nâu tươi Giọt tiết màuvàng chanh Giá bào tử trần nhẵn, phát triển từ hệ sợi nền, phần lớn 3,0-3,5 x 150-350

μm, mang 1-2 nhánh Nhánh cùng với các vòng cuống thể bình, các vòng thể bình tạothành chổi ba vòng Nhánh nhẵn 3,0-3,5 x 15-25 μm Cuống thể bình 2-5 cái trên đỉnhmột nhánh 2-3 x 12-15 μm Thể bình xếp thành từng vòng 4-6 cái trên đỉnh một cuốngthể bình 2,0-2,5 x 8-10 μm Bào tử trần hình eclip, nhẵn, 2,5-3,5 x 3-4 μm, thành cộtdài tới 200 μm

Hình ảnh 5 : Penicillium chrysogenum Penicillium notatum Westling – Khuẩn

lạc 3,0-4,5 cm đường kính, màu lục xanh, lục

xám xanh, mặt dạng nhung, nhiều rãnh xuyên

tâm Mặt trái khuẩn lạc màu vàng tươi, vàng

nâu tươi Giọt tiết rất nhiều, màu vàng tươi,

vàng nâu nhạt Hình 6: Penicillium notatum

Giá bào tử trần nhẵn, phát triển hầu hết từ hệ sợi nền 2,5-3,0 x 250-500μm, không

có nhánh hoặc mang 1-2 nhánh Nhánh nếu có nhẵn, 2,5-3,0 x 10-20 μm Cuống thểbình thành vòng 3-6 cái trên đỉnh giá bào tử trần hoặc trên đỉnh mỗi nhánh 2,5-3,0 x 10-

15 μm Thể bình xếp thành vòng 3-6 cái 2,0-2,5 x 8-10 μm Bào tử trần hình cầu, gầncầu, nhẵn 3,0-3,5 μm đường kính, xếp thành các chuỗi song song hay dạng cột, dài tới

100 µm

Penicillium roqueforti Thom – Khuẩn lạc 5-6 cm đường kính, mặt dạng nhung,

có các rãnh xuyên tâm không đều, màu lục xanh, lục xám, mặt trái màu lục xanh đếnđen Không có giọt tiết Chổi đa dạng, một vòng, hai vòng, hoặc hai vòng với 1-2nhánh mọc sát vào giá bào tử trần Giá bào tử trần thường ngắn, 4-6 x 100-150 μm, cócác nốt sần hiếm khi nhẵn Cuống thể bình 3-4 cái thành vòng trên đỉnh giá hoặc đỉnhmỗi nhánh 3,0-4,5 x 12-15 μm Thể bình thành vòng 4-6 cái trên đỉnh giá, đỉnh nhánhhoặc trên đỉnh mỗi cuống thể bình3,0-3,5 x 8-12 μm Bào tử trần hình cầu, gần cầu,thường 3,5-5,0μm, đôi khi 7-8 μm đường kính, nhẵn, thành chuỗi song song

Hìnhảnh:

Penicillium roqueforti

Hình 7 : Khuẩn lạc nấm Penicillium roqueforti Thom

Penicillium digitatum có sợi nấm phát triển bên trái, bào tử xuất hiện màu xanh

gắn trực tiếp trên các đài dài từ sợi nấm, bào tử được sinh sản trong những chuỗi hoặc

đứng sátnhau, bào

tử có màu xám nhạt đến màu xanh lá, hình tròn đến hình trứng, thuôn dài, không vách

và có kích thước từ 4-7 x 6-8 μm

Hình 8: Penicillium digitatum

Penicillium italicum có sợi đài ngắn, mọc đứng lên từ sợi nấm và mọc nhánh,

đầu tận cùng thì phát triển các bào tử, bào tử có hình trứng thuôn dài, hình cầu đếnhình tròn có màu xanh nhạt riêng biệt, trong sinh khối thì có màu xanh lơ, kích thức 2-

3 x 3-5 μm

Hình 9 : Penicillium italicum

1.7 Hình thức sinh sản

1.7.1 Sinh sản vô tính

Penicillium sinh sản vô tính với cọng bào tử và đính bào tử, cọng bào tử có thể

không phân nhánh, phân nhánh bậc 1, 2 hay 3 và tận cùng của cọng bào tử là các thểbình, nếu cọng bào tử không phân nhánh thì tận cùng là các thể bình và các chuổi đínhbào tử giống như cây cọ vẽ của các hoạ sĩ nên còn gọi là thể bình vẽ (metulae), cán(ramus) và cọ vẽ (penicillus) Đính bào tử có dạng tròn có vách láng hay xần xùi nhưng

chỉ có đơn nhân nhưng cũng có khi chúng có đa nhân Penicillium có đính bào tử mang

màu xanh đặc trưng và phát tán dể dàng bởi gió và không khí

Hinh 10 : sơ dồ sinh sản vo tình của nấmPenicillium

1.7.2 Sinh sản hữu tính

Hình 11 : Quá trình sinh sản vô tính của nấm Penicillium

Chỉ có một vài loài trong giống này có sinh sản hữu tính như Penicillium vermiculatum, Penicillium stipitatum Khuẩn ty chứa những tế bào đơn nhân phát triển

thành túi noãn đơn nhân, túi noãn kéo dài và phân chia nhiều lần để cho ra khoảng 64 nhân, đồng thời, một túi đực cũng phát triển và quấn lấy túi noãn đa nhân đó Đầu củahùng cơ đâm xuyên vào noãn phòng, cùng lúc noãn phòng thành lập vách ngăn để chia

ra từng tế bào chứa hai nhân, nhân của noãn phòng sinh sản nhiều trong hùng cơ (điềunày cho thấy hùng cơ phát triển nhiều nhưng vẩn không có tác dụng); Từ những tế bàonhị bội của noãn phòng phát triển thành sợi noãn, nhân trong sợi noãn phân cắt và hìnhthành nhiều nang bên trong Nhiều tác giả không quan sát quá trình thực sự hợp nhân vàgiảm phân nhưng hai nhân của mỗi noãn phòng phải hợp lại thành tế bào nhị bội trongcác nang và nhân tiếp hợp này phải trải qua giai đoạn giảm phân để tạo thành 8 nang bào

tử trong mỗi nang; Nang có hình gần tròn và vách nang sẽ vở để phóng bào tử nang nằmtrong Tử nang cầu, mỗi bào tử nang nẩy mầm cho ra một khuẩn ty mới

2 Một vài ứng dụng , tác hại và nghiên cứu về nấm

pennicillium

2.1 ỨNG DỤNG CỦA NẤM MỐC PENNICILLIUM

2.1.1.Nấm khô bảo vệ bông khỏi nấm gây bệnh

Penicillium chrysogenum (PEN) là một loại nấm mốc được sử dụng trong sản

xuất dược phẩm Nấm sợi khô của nó là một chất thải trong sản xuất penicilin và cũng

có hiệu quả trong việc kiểm soát các bệnh về nấm ở cây trồng

Để tìm hiểu tác động của nó đối với cây bông, ông Hezhong Dong và các đồngnghiệp thuộc Trung tâm nghiên cứu bông thuộc Viện

khoa học nông nghiệp tỉnh Sơn Đông, Trung quốc đã

ứng dụng trên đồng ruộng và cho thấy “sợi nấm khô

của Penicillium chrysogenum (PEN) có thể bảo vệ cây

bông chống lại bệnh héo rũ và tăng sản lượng” Bài

báo của họ được đăng trên tạp chí Bảo vệ thực vật

và Verticillium gây ra trong thời gian từ năm 2001 tới 2004

Các kết quả theo dõi trong giai đoạn 2001-2002 cho thấy liều dùng DM khá cao

có hiệu quả trong việc bảo vệ cây trồng chống lại mầm bệnh, trong khi đó các kết quảtrong giai đoạn 2003-2004 cho thấy mặc dù doanh nghiệp có thể vẫn kiểm soát đượcbệnh nhưng tính hiệu quả của nó phụ thuộc vào tỷ lệ áp dụng Sản lượng xơ cũng giatăng, thực tế này là do việc kiểm soát được cả hai bệnh và tác động của DM đối vớikhía cạnh dinh dưỡng

2.1.2.Làm pho mát