Ảnh hưởng của một số yếu tố vật lý lên sinh trưởng, phát triển của VSV

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG - - Ảnh hưởng số yếu tố vật lý lên sinh trưởng, phát triển VSV GVHD: Cô Nguyễn Thị Quỳnh Mai SVTH: Lê Thị Ngọc Hạnh Nguyễn Đức Huy Đoàn Thành Duy SỐ YẾU TỐ VẬT LÝ ẢNH HƯỞNG LÊN SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA • Độ VSV ẩm • Nhiệt độ • Áp lực, áp suất thẩm thấu áp suất thủy tĩnh • Âm • Sức căng bề mặt • Các tia xạ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ ẨM • Hầu hết trình sống vi khuẩn có liên quan đến nước • Đa số vi khuẩn ưa nước → cần nước dạng tự do, dễ hấp thụ • Một số xạ khuẩn: ưa khô (xerophilic) → sử dụng nước hidroscopic gắn bề mặt hạt đất dạng phân tử • Thiếu nước → loại nước khỏi tế bào vi khuẩn → trao đổi chất bị giảm → tế bào chết Mycobacterium tuberculosis ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ ẨM Làm lạnh Làm khô chân không Bảo quản thời gian dài Nguyên tắc đông khô VK Phơi khô sấy khô → bảo quản lâu dài nhiều loại sản phẩm (hoa khô, cỏ khô, ruốc thịt khô) NHIỆT ĐỘ ẢNH HƯỞNG SÂU SẮC ĐẾN QUÁ TRÌNH SỐNG Trao đổi chất Kết phản ứng hóa học € Nhiệt độ Môi trường bên Cơ thể thải Vùng sinh động học: vùng nước dạng hấp thụ từ 2o → 100o ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ • Nhiệt độ cao: protein biến tính hàng loạt enzyme bất hoạt bất hoạt hóa ARN Phá hoại màng tế bào • Nhiệt độ thấp: bất hoạt trình vận chuyển chất hòa tan qua màng do: • thay đổi hình không gian số permeaza chứa màng • ảnh hưởng đến việc hình thành tiêu thụ ATP cần cho trình vận chuyển chủ động ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ THẤP • Ở nhiệt độ điểm băng thấp → hoạt động trao đổi chất rõ rệt • Làm lạnh nhanh → yếu tố ức khuẩn • Làm lạnh xuống điểm băng → cấu trúc tế bào bị tổn hại • Làm lạnh chân không → tinh thể băng thăng hoa Đó phương pháp đông khô để bảo quản vi sinh vật Nhóm vi VÙNG NHIỆT NhiSINH ệt độ TRƯỞNG sinh trưởng khuẩn Cực tiểu Tối thích Cực đại • Rộng vi khuẩn hoại sinh a lạnh 0-5 5-15 15-20 • ƯHẹp vi khuẩn gây bệnh Ư a ấm 10-20 20-40 40-45 Ưa nóng 25-45 45-60 60-80 • Vi khuẩn ưa lạnh (psychrophilic) 20oC • Vi khuẩn ưa ấm (mesophilic) 20 oC – 40oC • Vi khuẩn ưa nóng (thermophilic) +75 oC – +80oC Cellulomonas E.coli NHÓM VK ƯA ẤM • nhóm: Nhinhiệt ệt độ sinh Nhiệt độ nhóm ưa độ phòng Vi sinh v25 ật oC) trưởng lên men (khoảng o o ( C) ( C) nhóm ưa thân nhiệt (khoảng 37oC) Streptococcus thermophilus 37 47 S lactis 34 40 Streptomyces griseus 37 28 Corynebacretium pekinense 32 33 - 35 Clostridium acetobutylicum 37 33 Penicillium chrysogenum 30 25 NHÓM VSV CHỊU NHIỆT (THERMTOLERENT) • Sinh trưởng thích hợp nhiệt độ trung bình chịu nhiệt độ cao • VD: vi khuẩn Methylococcus capsulatus sinh trưởng thích hợp 37oC sinh trưởng +55oC Tác dụng của: sức căng bề mặt lên vi khuẩn - Môi trường dịch thể phòng thí nghiệm thường có sức căng bề mặt 0,57-0,63 mN/cm - Thay đổi sức căng bề mặt có thề làm ngừng sinh trưởng hay gây chết tế bào vi khuẩn - Khi sức căng bề mặt thấp -> màng tế bào bị tổn thương -> thành phần tế bào bị tách khỏi tế bào - Sức căng bề mặt thấp ngăn cản vi khuẩn gắn lên bề mặt cứng, tránh cạnh tranh sinh trưởng Tác dụng của: sức căng bề mặt lên vi khuẩn Thay đổi sức căng bề mặt môi trường dịch thể: Tác dụng của: sức căng bề mặt lên vi khuẩn Các chất hoạt tính bề mặt tác dụng làm thay đổi đặc tính bề mặt vi khuẩn: - Nâng cao tính thấm bào Sử dụng nuôi cấy vi khuẩn kháng acid Vì vi khuẩn kháng aicd có bề mặt khị nước Giảm sức căng bề mặt kích tích sinh trưởng chúng - Ngăn cản vi khuẩn gắn lên vật cứng Thêm lượng nhỏ chất hoạt tính bề mặt Tween 80 vào môi trường giúp vi khuẩn khuếch tán - Sử dụng sát trùng hay tẩy uế Vi khuẩn Gram dương mẩn cảm với chất Tác dụng của: âm lên vi khuẩn  Sóng âm thanh, đặc biệt sóng siêu âm (>20kHz) ảnh hưởng lớn đến vi khuẩn  Dưới tác dụng siêu âm, môi trường truyền âm bị xô đẩy lại, bị ép tạo chân không liên tiếp sinh nhiều khoảng trống  Lúc đó, chất hòa tan chất lỏng dồn vào khoảng trống ấy, gây tác dụng học làm chết vi sinh vật môi trường (sức căng bề mặt tăng lên)  Mặt khác, trình phần chất khí hoà tan bị ion hóa tạo nước oxi già, nitro oxid chất độc vi sinh vật, vi khuẩn Tác dụng của: âm lên vi khuẩn  Các tế bào sinh dưỡng chết nhanh chóng  Tế bào non mẫn cảm tế bào già  Các loài vi khuẩn khác có sức chịu đựng khác với sóng siêu âm: Vi khuẩn kháng acid Mức độ mẫn cảm vi khuẩn với sóng siêu âm Ứng dụng siêu âm  Thu nhận chế phẩm vô bào  Tách enzyme nội bào  Phân lập số thành phần tế bào: riboxom, thành tế bào, màng tế bào chất ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TIA BỨC XẠ Gây biến đổi hóa học Bước sóng (khoảng 10.000 Å) ánh sáng Mặt Trời mức lượng lượng tử tia tử ngoại tia X Mức độ gây hại tia ɣ tia vũ trụ Bức xạ ion hóa: tia vũ trụ, tia ɣ, tia X (năng lượng lớn) Phổ xạ điện từ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TIA BỨC XẠ Không gây biến đổi hóa học • Tia hồng ngoại • Bước sóng lớn nhỏ lượng • Tác dụng biểu trước hết dạng nhiệt ẢNH HƯỞNG CỦA ÁNH SÁNG MẶT TRỜI • Phá hủy tế bào vi khuẩn (trừ vi khuẩn quang hợp) • Làm biến đổi môi trường → tác động gián tiếp lên tế bào VD: Staphylococcus không sinh trưởng môi trường thạch bị chiếu sáng vài Staphylococcus aureus ẢNH HƯỞNG CỦA ÁNH SÁNG MẶT TRỜI • Yếu tế bào chứa sắc tố hay có vỏ nhầy Acetobacter xylinum • Tăng cường xử lý tế bào số thuốc nhuộm (metilen, eritrozin, xanh toluidin) ← tác dụng quang động ánh sáng Leuconostoc mesenteroides ẢNH HƯỞNG CỦA TIA TỬ NGOẠI • 10 – 300 nm → không gây ion hóa kích thích phân tử • Tác dụng mạnh 260nm = vùng hấp thụ cực đại acid nucleic nucleoprotein • Vi khuẩn bị chết bị đột biến • Ức chế phần hoàn toàn nhân đôi ADN, ảnh hưởng axit nucleic (mARN) TIA TỬ NGOẠI • Diệt khuẩn • Bị hấp thụ Cistein hợp chất chứa –SH • Hiện tượng sửa chữa ADN bị tổn hại sau chiếu tia tử ngoại • Nhờ ánh sáng nhìn thấy → Quang tái hoạt • Trong bóng tối • → vi khuẩn sống sót tiếp tục sinh trưởng, phân chia (nhờ enzyme sửa chữa) ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TIA BỨC XẠ • Tia Rơnghen, tia vũ trụ, tia ɣ gây chết đột biến VSV • Chịu ảnh hưởng số yếu tố môi trường (có oxi VSV nhạy cảm) • Các xạ ion hóa ứng dụng khử trùng thực phẩm, dược phẩm… gây đột biến VSV HẾT [...]... thấy → Quang tái hoạt • Trong bóng tối • → vi khuẩn sống sót và tiếp tục sinh trưởng, phân chia (nhờ enzyme sửa chữa) ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TIA BỨC XẠ • Tia Rơnghen, tia vũ trụ, tia ɣ gây chết hoặc đột biến ở VSV • Chịu ảnh hưởng của một số yếu tố môi trường (có oxi VSV sẽ nhạy cảm) • Các bức xạ ion hóa được ứng dụng trong khử trùng thực phẩm, dược phẩm… và gây đột biến ở VSV HẾT ... nhiệt ẢNH HƯỞNG CỦA ÁNH SÁNG MẶT TRỜI • Phá hủy tế bào vi khuẩn (trừ các vi khuẩn quang hợp) • Làm biến đổi môi trường → tác động gián tiếp lên tế bào VD: Staphylococcus không sinh trưởng được trên môi trường thạch đã bị chiếu sáng vài giờ Staphylococcus aureus ẢNH HƯỞNG CỦA ÁNH SÁNG MẶT TRỜI • Yếu đi khi tế bào chứa sắc tố hay có các vỏ nhầy Acetobacter xylinum • Tăng cường khi xử lý tế bào bằng 1 số. .. các enzyme nội bào  Phân lập một số thành phần của tế bào: riboxom, thành tế bào, màng tế bào chất ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TIA BỨC XẠ Gây biến đổi hóa học Bước sóng (khoảng 10.000 Å) ánh sáng Mặt Trời mức năng lượng trong lượng tử tia tử ngoại tia X Mức độ gây hại tia ɣ tia vũ trụ Bức xạ ion hóa: tia vũ trụ, tia ɣ, tia X (năng lượng rất lớn) Phổ của các bức xạ điện từ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TIA BỨC XẠ Không gây... khô sinh lý, bị co sinh chất và nếu thời gian kéo dài -> chết - Nước từ môi trường sẽ xâm nhập vào tế bào - Áp lực bên trong tế bào tăng lên, do thành tế bào vi khuẩn cứng nên không xảy ra hiện tượng vỡ sinh chất Ứng dụng tác dụng co sinh chất ở các nồng độ: muối cao (10 – 15%) hoặc đường (50 – 80%) để bào quản thực phẩm và làm mứt…vì vi khuẩn sinh trưởng tốt ở môi trường ít hơn 2% muối Tác dụng của: ... tĩnh lên vi khuẩn + Áp suất thủy tĩnh : - Áp suất cao + thể tích tế bào giảm + độ nhớt nội chất tăng -> bất hoạt 1 số enzym, nhất là enzym trong quá trình phân chia -> giảm tốc độ hoặc ngừng phản ứng sinh hóa - Áp lực thủy tĩnh cao -> 1 số chức phận của màng tế bào tổn thương => Gây tác hại làm chậm hoặc mất khả năng di động, làm ngừng sinh trưởng, làm thay đổi quá trình trao đổi chất Tác dụng của: ... eritrozin, xanh toluidin) ← tác dụng quang động của ánh sáng Leuconostoc mesenteroides ẢNH HƯỞNG CỦA TIA TỬ NGOẠI • 10 – 300 nm → không gây ion hóa nhưng kích thích các phân tử • Tác dụng mạnh nhất ở 260nm = vùng hấp thụ cực đại của acid nucleic và nucleoprotein • Vi khuẩn bị chết hoặc bị đột biến • Ức chế một phần hoặc hoàn toàn sự nhân đôi của ADN, ảnh hưởng axit nucleic (mARN) TIA TỬ NGOẠI • Diệt... thanh lên vi khuẩn  Sóng âm thanh, đặc biệt là sóng siêu âm (>20kHz) ảnh hưởng lớn đến vi khuẩn  Dưới tác dụng của siêu âm, môi trường truyền âm bị xô đi đẩy lại, bị ép và tạo chân không liên tiếp sinh ra nhiều khoảng trống  Lúc đó, các chất hòa tan và hơi của chất lỏng lập tức dồn vào các khoảng trống ấy, gây ra tác dụng cơ học làm chết vi sinh vật ở trong môi trường (sức căng bề mặt tăng lên) ... mặt có thề làm ngừng sinh trưởng hay gây chết tế bào vi khuẩn - Khi sức căng bề mặt thấp -> màng tế bào bị tổn thương -> thành phần tế bào bị tách ra khỏi tế bào - Sức căng bề mặt thấp còn ngăn cản vi khuẩn gắn lên bề mặt cứng, tránh sự cạnh tranh sinh trưởng Tác dụng của: sức căng bề mặt lên vi khuẩn Thay đổi sức căng bề mặt môi trường dịch thể: Tác dụng của: sức căng bề mặt lên vi khuẩn Các chất... mặt của vi khuẩn: - Nâng cao tính thấm của thế bào Sử dụng nuôi cấy vi khuẩn kháng acid Vì vi khuẩn kháng aicd có bề mặt khị nước Giảm sức căng bề mặt kích tích sinh trưởng của chúng - Ngăn cản vi khuẩn gắn lên vật cứng Thêm 1 lượng nhỏ chất hoạt tính bề mặt Tween 80 vào môi trường giúp vi khuẩn khuếch tán đều - Sử dụng sát trùng hay tẩy uế Vi khuẩn Gram dương rất mẩn cảm với chất này Tác dụng của: ... chất Tác dụng của: áp lực, áp suất thẩm thấu, áp suất thủy tĩnh lên vi khuẩn Một số vi khuẩn lại sinh trưởng tốt ở những môi trường có áp suất cao: - Vi khuẩn ưa muối (halophilic) ( >30% muối) - Vi khuẩn ưa đường (saccharophilic) - Vi khuẩn thẩm áp (osimophilic) - Vi khuẩn ưa áp (baraphilic) (astt 200-300 atm) Tác dụng của: sức căng bề mặt lên vi khuẩn - Môi trường dịch thể trong phòng thí nghiệm thường ...1 SỐ YẾU TỐ VẬT LÝ ẢNH HƯỞNG LÊN SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA • Độ VSV ẩm • Nhiệt độ • Áp lực, áp suất thẩm thấu áp suất thủy tĩnh • Âm • Sức căng bề mặt • Các tia xạ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ ẨM... bóng tối • → vi khuẩn sống sót tiếp tục sinh trưởng, phân chia (nhờ enzyme sửa chữa) ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TIA BỨC XẠ • Tia Rơnghen, tia vũ trụ, tia ɣ gây chết đột biến VSV • Chịu ảnh hưởng số yếu tố. .. chết vi sinh vật môi trường (sức căng bề mặt tăng lên)  Mặt khác, trình phần chất khí hoà tan bị ion hóa tạo nước oxi già, nitro oxid chất độc vi sinh vật, vi khuẩn Tác dụng của: âm lên vi khuẩn