noi dung on tap vi sinh vat hoc thuc pham

vi sinh vật

NỘI DUNG ÔN TẬP

1 Tên học phần : VI SINH VẬT HỌC THỰC PHẨM

2 M học phần : 05200005

3 Giáo viên giảng dạy: Hoàng Xuân Thế

Chương 1 Mở đầu (Nguyễn Lân Dũng – Nguyễn Đình Quyến – Phạm Văn Ty, Vi sinh

vật học, NXB Giáo dục, 2009-chương 1)

1.1 Khái niệm

1.2 Lịch sử phát triển của ngành học

Một số mốc thời gian quan trọng

1857 - Louis Pasteur (1822-1895) chứng minh quá trình lên men lactic là gây nên bởi vi sinh vật

1858 - Virchov tuyên bố tế bào được sinh ra từ tế bào

1861 - Pasteur chứng minh vi sinh vật không tự phát sinh như theo thuyết tự sinh

1867 - Lister công bố công trình nghiên cứu về phẫu thuật vô khuẩn

1869 - Miescher khám phá ra acid nucleic

1876 – 1877 - Robert Koch (1843-1910) chứng minh bệnh than do vi khuẩn

Bacillus anthracis gây nên

1881 - Robert Koch nuôi cấy thuần khiết được vi khuẩn trên môi trường đặc chứa gelatin

Pasteur tìm ra vaccin chống bệnh than

1882 - Koch phát hiện ra vi khuẩn lao - Mycobacterium tuberculosis

1884 - Lần đầu tiên công bố Nguyên lý Koch

Elie Metchnikoff (1845-1916) miêu tả hiện tượng thực bào (phagocytosis)

Triển khai nồi khử trùng cao áp (autoclave)

Triển khai phương pháp nhuộm Gram

1885 - Pasteur tìm ra vaccin chống bệnh dại

Escherich tìm ra vi khuẩn Escherichia coli gây ra bệnh tiêu chảy

1886 - Fraenkel phát hiện thấy Streptococcus pneumoniae gây ra bệnh viêm phổi

1887 - Richard Petri phát hiện ta cách dùng hộp lồng (đĩa Petri) để nuôi cấy vi sinh vật

1887 - 1890 - Winogradsky nghiên cứu về vi khuẩn lưu huỳnh và vi khuẩn nitrat hoá

1889 - Beijerink phân lập được vi khuẩn nốt sần từ rễ đậu

1890 - Von Behring làm ra kháng độc tố chống bệnh uốn ván và bệnh bạch hầu

1892 - Ivanowsky phát hiện ra mầm bệnh nhỏ hơn vi khuẩn (virus) gây ra bệnh khảm ở cây thuốc lá

1894 - Kitasato và Yersin khám phá ra vi khuẩn gây bệnh dịch hạch (Yersina pestis)

1895 - Bordet khám phá ra Bổ thể (complement)

1896 - Van Ermengem tìm ra mầm bệnh ngộ độc thịt (vi khuẩn Clostridium botulinum)

1897 - Buchner tách ra được các men (ferments) từ nấm men (yeast)

Ross chứng minh ký sinh trùng sốt rét lây truyền bệnh qua muỗi

1899 - Beijerink chứng minh những hạt virus đã gây nên bệnh khảm ở lá thuốc lá

1900 - Reed chứng minh bệnh sốt vàng lây truyền do muỗi

1902 - Landsteiner khám phá ra các nhóm máu

1903 - Wright và cộng sự khám phá ra Kháng thể (antibody) trong máu của các động vật đã miễn dịch

1905 - Schaudinn và Hoffmann tìm ra mầm bệnh giang mai (Treponema pallidum)

1906 - Wassermann phát hiện ra xét nghiệm cố định bổ thể để chẩn đoán giang mai

1909 - Ricketts chứng minh bệnh Sốt ban núi đá lan truyền qua ve là do mầm bệnh

vi khuẩn (Rickettsia rickettsii)

1910 - Rous phát hiện ra ung thư ở gia cầm

1915 - 1917 - D’Herelle và Twort phát hiện ra virus của vi khuẩn (thực khuẩn thể)

1921 - Fleming khám phá ra lysozyme

1923 - Xuất bản lần đầu cuốn phân loại Vi khuẩn (Bergey’s Manual)

1928 - Griffith khám phá ra việc biến nạp (transformation) ở vi khuẩn

1929 - Fleming phát hiện ra penicillin

1931 - Van Niel chứng minh vi khuẩn quang hợp sử dụng chất khử như nguồn cung cấp electron và không sản sinh ôxy

1933 - Ruska làm ra chiếc kính hiển vi điện tử đầu tiên

1935 - Stanley kết tinh được virus khảm thuốc lá (TMV)

Domag tìm ra thuốc sulfamide

1937 - Chatton phân chia sinh vật thành hai nhóm: Nhân sơ (Procaryotes) và Nhân thật (Eucaryotes)

1941 - Beadle và Tatum đưa ra giả thuyết một gen- một enzym

1944 - Avery chứng minh ADN chuyển thông tin di truyền trong quá trình biến nạp

Waksman tìm ra streptomycin

1946 - Lederberg và Tatum khám phá ra quá trình tiếp hợp (conjugation) ở vi khuẩn

1949 - Enders, Weller và Robbins nuôi được virus Polio (Poliovirus) trên mô người nuôi cấy

1950 - Lwoff xác định được các thực khuẩn thể tiềm tan (lysogenic bacteriophages)

1952 - Hershey và Chase chứng minh thực khuẩn thể tiêm ADN của mình vào tế bào vật chủ

Zinder và Lederberg khám phá ra quá trình tải nạp (transduction) ở vi khuẩn

1953 - Frits Zernike Làm ra kính hiển vi tương phản pha (phase-contrast

microscope)

Medawar khám phá ra hiện tượng nhờn miễn dịch (immune tolerance)

Watson và Crick khám phá ra chuỗi xoắn kép của ADN

1955 - Jacob và Monod khám phá ra yếu tố F là một plasmid

Jerne và Burnet chứng minh lý thuyết chọn lọc clone (clonal selection)

1959 - Yalow triển khai kỹ thuật Miễn dịch phóng xạ

1961 - Jacob và Monod giới thiệu mô hình điều hoà hoạt động gen nhờ operon

1961 – 1966 - Nirenberg, Khorana và cộng sự giải thích mã di truyền

1962 - Porter chứng minh cấu trúc cơ bản của Globulin miễn dịch G

Tổng hợp được quinolone đầu tiên có tác dụng diệt khuẩn ( acid nalidixic)

1970 - Arber và Smith khám phá ra enzym giới hạn (restriction endonuclease)

Temin và Baltimore khám phá ra enzym phiên mã ngược (reverse transcriptase)

1973 - Ames triển khai phương pháp vi sinh vật học để khám phá ra các yếu tố gây đột biến (mutagens)

Cohen, Boyer, Chang và Helling sử dụng vectơ plasmid để tách dòng gen ở

1979 - Tổng hợp Insulin bằng kỹ thuật tái tổ hợp ADN

Chính thức ngăn chặn được bệnh đậu mùa

1980 - Phát triển kính hiển vi điện tử quét

1982 - Phát triển vaccin tái tổ hợp chống viêm gan B

1982 - 1983 - Cech và Altman phát minh ra ARN xúc tác

1983 – 1984 - Gallo và Montagnier phân lập và định loại virus gây suy giảm miễn dịch ở người Cùng năm đó, Mulli triển khai kỹ thuật PCR (polymerase chain reaction)

1986 - Lần đầu tiên ứng dụng trên người vaccin được sản xuất bằng kỹ thuật di truyền (vaccin viêm gan B)

1990 - Bắt đầu thử nghiệm lần đầu tiên liệu pháp gen (gene-therapy) trên người

1992 - Thử nghiệm đầu tiên trên người liệu pháp đối nghĩa (antisense therapy)

1995 - Hoa Kỳ chấp thuận sử dụng vaccin đậu gà

Giải trình tự hệ gen của vi khuẩn Haemophilus influenzae

1996 - Giải trình tự hệ gen của vi khuẩn Methanococcus jannaschii

Giải trình tự hệ gen nấm men

1997 - Phát hiện ra loại vi khuẩn lớn nhất Thiomargarita namibiensis

Giải trình tự hệ gen vi khuẩn Escherichia coli

2000 - Phát hiện ra vi khuẩn tả Vibrio cholerae có 2 nhiễm sắc thể riêng biệt

1.3 Đối tượng nghiên cứu của môn học

- Vi sinh vật đại cương là môn học nghiên cứu về hình thái, cấu tạo tế bào, sinh lý, sinh thái… và ứng dụng của vi sinh vật, từ đó làm cơ sở cho môn học vi sinh thực phẩm và những ứng dụng có liên quan đến vi sinh vật

- Vi sinh vật học thực phẩm là một chuyên ngành vi sinh vật ứng dụng, chuyên nghiên cứu về các đối tượng là vi sinh vật thường có mặt trong thực phẩm

- Đối tượng nghiên cứu của vi sinh vật học thực phẩm gồm 2 nhóm chính:

 Nhóm có lợi: Vi sinh vật ứng dụng trong lên men thực phẩm

 Nhóm có hại: Vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm và bệnh cho người

- Cả hai nhóm này chủ yếu gồm : vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm men, nấm mốc, vi tảo và virus Học phần sẽ được nghiên cứu qua các nội dung:

 Hình thái - cấu tạo tế bào - sinh sản ở vi sinh vật

 Sinh lý của vi sinh vật (dinh dưỡng, các yếu tố tác động đến sự sinh trưởng, các con đường trao đổi chất ở vi sinh vật…)

 Các cơ chế lên men trong lên men thực phẩm

 Phương pháp nghiên cứu vi sinh vật

1.4 Đặc điểm chung của vi sinh vật

Vi sinh vật có các đặc điểm chung sau đây :

Hình 2 Mối quan hệ giữa kích thước và sự vật

Hình 3 Kích thước vi khuẩn so với đầu kim khâu 2) Hấp thu nhiều, chuyển hoá nhanh :

Tuy vi sinh vật có kích thước rất nhỏ bé nhưng chúng lại có năng lực hấp thu và chuyển

hoá vượt xa các sinh vật khác Chẳng hạn 1 vi khuẩn lactic (Lactobacillus) trong 1 giờ có

thể phân giải được một lượng đường lactose lớn hơn 100-10 000 lần so với khối lượng của chúng tốc độ tổng hợp protein của nấm men cao gấp 1000 lần so với đậu tương và gấp 100 000 lần so với trâu bò

Hình 4 Lactobacillus qua KHV điện tử 3) Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh :

Chẳng hạn, 1 trực khuẩn đại tràng (Escherichia coli ) trong các điều kiện thích hợp chỉ

sau 12-20 phút lại phân cắt một lần Nếu lấy thời gian thế hệ là 20 phút thì mỗi giờ phân cắt 3 lần, sau 24 giờ phân cắt 72 lần và tạo ra 4,722 366 1021, tương đương với 1 khối lượng 4722 tấn Tất nhiên trong tự nhiên không có được các điều kiện tối ưu như vậy (

vì thiếu thức ăn, thiếu oxy, dư thừa các sản phẩm trao đổi chất có hại ) Trong nòi lên men với các điều kiện nuôi cấy thích hợp từ 1 tế bào có thể tạo ra sau 24 giờ khoảng 108 –

109 tế bào Thời gian thế hệ của nấm men dài hơn, ví dụ với men rượu (Saccharomyces cerevisiae) là 120 phút Với nhiều vi sinh vật khác còn dài hơn nữa, ví dụ với tảo Tiểu cầu (Chlorella) là 7 giờ, với vi khuẩn lam Nostoc là 23 giờ Có thể nói không có sinh vật nào

có tốc độ sinh sôi nảy nở nhanh như vi sinh vật

Escherichia coli S cerevisiae Penicillium conida Spirulina maxima

Hình 5 Vi khuẩn, nấm men, nấm mốc và vi tảo 4) Có năng lực thích ứng mạnh và dễ dàng phát sinh biến dị :

Trong quá trình tiến hoá lâu dài vi sinh vật đã tạo cho mình những cơ chế điều hoà trao đổi chất để thích ứng được với những điều kiện sống rất khác nhau, kể cả những điều kiện hết sức bất lợi mà các sinh vật khác thường không thể tồn tại được Có vi sinh vật sống được ở môi trường nóng đến 130oC, lạnh đến 0-5oC, mặn đến nồng độ 32% muối ăn, ngọt đến nồng độ mật ong, pH thấp đến 0,5 hoặc cao đến 10,7, áp suất cao đến trên 1103 at hay có độ phóng xạ cao đến 750 000 rad Nhiều vi sinh vật có thể phát triển tốt trong điều kiện tuyệt đối kỵ khí, có loài nấm sợi có thể phát triển dày đặc trong bể ngâm tử thi với nộng độ formol rất cao

Vi sinh vật đa số là đơn bào, đơn bội, sinh sản nhanh, số lượng nhiều, tiếp xúc trực tiếp với môi trường sống do đó rất dễ dàng phát sinh biến dị Tần số biến dị thường ở mức

10-5 - 10-10 Chỉ sau một thời gian ngắn đã có thể tạo ra một số lượng rất lớn các cá thể biến dị ở các hế hệ sau Những biến dị có ích sẽ đưa lại hiệu quả rất lớn trong sản xuất Nếu như khi mới phát hiện ra penicillin hoạt tính chỉ đạt 20 đơn vị/ml dịch lên men (1943) thì nay đã có thể đạt trên 100 000 đơn vị/ml Khi mới phát hiện ra acid glutamic chỉ đạt 1-2g/l thì nay đã đạt đến 150g/ml dịch lên men (VEDAN-Việt Nam)

5) Phân bố rộng, chủng loại nhiều :

Vi sinh vật có mặt ở khắp mọi nơi trên Trái đất, trong không khí, trong đất, trên núi cao, dưới biển sâu, trên cơ thể, người, động vật, thực vật, trong thực phẩm, trên mọi đồ vật

Vi sinh vật tham gia tích cực vào việc thực hiện các vòng tuần hoàn sinh-địa-hoá học (biogeochemical cycles) như vòng tuần hoàn carbon (C), vòng tuần hoàn nitơ (N), vòng tuần hoàn phospho (P), vòng tuần hoàn lưu huỳnh (S), vòng tuần hoàn sắt (Fe)

Trong nước vi sinh vật có nhiều ở vùng duyên hải (littoral zone), vùng nước nông (limnetic zone) và ngay cả ở vùng nước sâu (profundal zone), vùng đáy ao hồ (benthic zone)

Trong không khí thì càng lên cao số lượng vi sinh vật càng ít Số lượng vi sinh vật trong không khí ở các khu dân cư đông đúc cao hơn rất nhiều so với không khí trên mặt biển và nhất là trong không khí ở Bắc cực, Nam cực

Hầu như không có hợp chất carbon nào (trừ kim cương, đá granite ) mà không là thức ăn của những nhóm vi sinh vật nào đó (kể cả dầu mỏ, khí thiên nhiên, formol, dioxin ) Vi sinh vật có rất phong phú các kiểu dinh dưỡng khác nhau : quang tự dưỡng (photoautotrophy), quang dị dưỡng (photoheterotrophy), hoá tự dưỡng (chemoautotrophy), hoá dị dưỡng (chemoheterotrophy).tự dưỡng chất sinh trưởng (auxoautotroph), dị dưỡng chất sinh trưởng (auxoheterotroph)

6)- Là sinh vật xuất hiện đầu tiên trên trái đất :

Trái đất hình thành cách đây 4,6 tỷ năm nhưng cho đến nay mới chỉ tìm thấy dấu vết của

sự sống từ cách đây 3,5 tỷ năm Đó là các vi sinh vật hoá thạch còn để lại vết tích trong các tầng đá cổ Vi sinh vật hoá thạch cổ xưa nhất đã được phát hiện là những dạng rất giống với Vi khuẩn lam ngày nay Chúng được J.William Schopf tìm thấy tại các tầng đá

cổ ở miền Tây Australia Chúng có dạng đa bào đơn giản, nối thành sợi dài đến vài chục

mm với đường kính khoảng 1-2 mm và có thành tế bào khá dày Trước đó các nhà khoa

học cũng đã tìm thấy vết tích của chi Gloeodiniopsis có niên đại cách đây 1,5 tỷ năm và vết tích của chi Palaeolyngbya có niên đại cách đây 950 triệu năm

Hình 6 Mô hình sự phát triển của sự sống trên trái đất

Chương 2 Hình thái – Phân loại – Cấu tạo – Sinh sản ở vi sinh vật

(Nguyễn Lân Dũng – Nguyễn Đình Quyến – Phạm Văn Ty, Vi sinh vật học, NXB Giáo

dục, 2009-chương 2,3,4)

Một số nội dung cốt lõi cần ôn tập

2.1 Vi sinh vật tiền nhân (Prokaryotes)

Vi sinh vật tiền nhân là những cơ thể đơn bào chưa có màng nhân, trong đó bao gồm hai giới: giới vi khuẩn cổ (Archaeobacteria) và giới vi khuẩn (Eubacteria)

Những vi khuẩn cổ là nhóm vi sinh vật tiền nhân có từ cách đây hơn 3,5 tỷ năm Chúng từng chiếm ưu thế trên hành tinh này cho tới khi trái đất trải qua những thời kỳ biến đổi

và chúng đã bị tiêu diệt mà nay chỉ còn lại những di tích hóa thạch Số ít những loài còn lại hiện nay thường sống trong những điều kiện khắc nghiệt (môi trường có nhiệt độ cao, acid…như ở những miệng núi lửa trong cac đại dương hoặc các hồ acid gần miệng núi lửa) Chúng có thành phần cấu tạo thành tế bào và kiểu trao đổi chất khác với vi khuẩn Những vi sinh vật tiền nhân đang chiếm ưu thế trong tự nhiên hiện nay là những vi khuẩn, thành tế bào của chúng được cấu tạo từ peptidoglycan (murein), tùy theo nhóm vi khuẩn

mà hàm lượng peptidoglycan là khác nhau như: vi khuẩn Gram dương thì peptidoglycan ở thành tế bào dầy, vi khuẩn Gram âm thì mỏng, ở vi khuẩn lam (Cyanophyta) ngoài lớp peptidoglycan còn có cellulose… Vì vi khuẩn phổ biến trong tự nhiên, cho nên chúng cũng thường có mặt trong thực phẩm

- Theo nghĩa hẹp: Vi khuẩn chỉ bao gồm thuộc lớp Eubacteriae Dựa vào hình dáng bên

ngoài, chúng được chia làm bốn loại:

(1) Cầu khuẩn (Coccus- Từ tiếng Hy lạp Kokkos có nghĩa là hạt quả)

Là loại vi khuẩn có hình cầu, nhưng có một số loại không hẳn như hình cầu, như: hình

ngọn nến ở phế cầu khuẩn (Diplococcus pneumoniae) hoặc hình hạt cà phê ở lậu cầu

khuẩn (Neisseria gonorrhoeae)

- Kích thước của cầu khuẩn: thường thay đổi trong khoảng 0,5 – 1,0 m (1 m = 10-6

m)

- Đặc tính chung của cầu khuẩn:

 Tế bào hình cầu có thể đứng riêng rẽ hay liên kết với nhau

 Không có cơ quan di động

 Không tạo thành bào tử

 Có nhiều loài có thể gây bệnh cho người và cho gia súc

Hình 2.1 Các hình dạng thường gặp của cầu khuẩn

Cầu khuẩn thường gặp các giống sau:

Monococcus (Monos trong tiếng Hy lạp có nghĩa là đơn)

Thường đứng riêng rẽ từng tế bào một, đa số chúng thuộc loại hoại sinh Chúng hiện diện nhiều trong đất, nước và không khí

Diplococcus (Diplos trong tiếng Hy lạp có nghĩa là đôi)

Dính nhau thành từng chùm đôi một Một số có thể gây bệnh cho người, như: Neisseria gonorrhoeae gây bệnh lậu

Neisseria meningitidis gây bệnh viêm não mô cầu

1 Monococcus 2 Diplococcus 3 Tetracoccus

4 Streptococcus 5 Sarcina 6 Staphylococcus

Hình 2.2 Neiseria meningitidis

Propionibacterium khi nuôi cấy trong điều kiện trung tính kỵ khí chúng có dạng hình cầu

dính nhau từng đôi một nhưng trong điều kiện hiếu khí chúng có dạng hình que hoặc

phân nhánh Propionibacterium freudenchii được ứng dụng trong lên men phomat (fromage), Propionibacterium shermanii được ứng dụng trong lên men sản xuất vitamin

B12 (cyanocobalamine)

Tetracoccus (Tetra trong tiếng Hy lạp có nghĩa là bốn)

Thường liên kết với nhau thành từng nhóm 4 tế bào một

Streptococcus (Streptos trong tiếng Hy lạp có nghĩa là chuỗi)

Chúng được phân cắt theo mặt phẳng nhất định và dính với nhau tạo thành dạng chuỗi

Streptococcus pneumoniae Phế cầu khuẩn gây viêm phổi

Streptococcus mutans gây bệnh sâu răng

Hình 2.3 Streptococcus mutans

Streptococcus suis gây bệnh heo tai xanh

Streptococcus lactis ứng dụng trong lên men phomat “Parmenson”

Streptococcus thermophilus ứng dụng trong lên men phomat “Romano”

Streptococcus cremoris và S diacetilactis được ứng dụng trong lên men sữa chua S cremoris dùng lên men chính tạo nhiều lactic, S diacetilactis lên men phụ tạo diacetin,

các este và các acid hữu cơ khác tạo hương thơm cho sữa chua

Hình 2.4 Streptococcus thermophilus

Sarcina (Sarcirio trong tiếng Hy lạp có nghĩa là gói hàng)

Phân cách theo 3 mặt phẳng trực giao với nhau tạo thành những khối từ 8 – 16 tế bào (hoặc nhiều hơn nữa)

Vi dụ: Sarcina auratiaca, Sar ventriculi

Staphylococcus (Staphile trong tiếng Hy lạp có nghĩa là chùm nho)

Chúng phân cách theo một mặt phẳng bất kỳ và liên kết với nhau thành từng đám trông như chùm nho

Ví dụ: Staphylococcus aureus gây viêm nhiễm nặng trên da, đường hô hấp, tiêu hóa và

sinh dục

Hình 2.5 Staphylococcus aureus

(2) Trực khuẩn

Trực khuẩn là các loại vi khuẩn có hình que Kích thước của chúng: chiều ngang 0,5 – 1,0

m, chiều dài 1 - 4 m Thường gặp các giống trực khuẩn sau:

Bacillus : là trực khuẩn Gram dương, sinh bào tử, hiếu khí hoặc kỵ khí không bắt buộc

Bacillus anthracis gây bệnh than, đây là vi khuẩn đầu tiên được chứng minh là nguyên

nhân gây bệnh cho loài người

Bacillus subtilis ứng dụng làm men tiêu hóa ở người

Hình 2.6 Bacillus subtilis Bacterium : là trực khuẩn Gram âm, không sinh bào tử, có chu mao Các giống có hình

thái giống Bacterium, như:

Shigella sp trực khuẩn gây bệnh lỵ

Serratia sp được ứng dụng trong lên men formic

Salmonella typhimurium trực khuẩn đường ruột gây bệnh thương hàn

Hình 2.7 Salmonella typhimurium Escherichia: là trực khuẩn (dài 1 - 3 µm) Gram âm, kỵ khí tùy ý, di động hoặc không di

động, ưa ấm Tìm thấy nhiều trong đường ruột của người, động vật máu nóng và chim Hầu hết các dòng (dưới loài_strain) đều không gây bệnh cho người, chỉ có 4 dòng là gây bệnh trên người Giống này chỉ có 1 loài duy nhất:

Escherichia coli

Hình 2.8 Escherichia coli Pseudomonas là trực khuẩn (0,5 x 5,0 µm) Gram âm, không sinh bào tử có một tiên mao

hoặc một chùm tiên mao ở một đầu và là vi khuẩn ưa lạnh (psychrotroph), phát triển tốt ở nhiệt độ nhỏ hơn 20 oC, phân bố rộng trong tự nhiên Một số loài gây hại cho bảo quản rau quả và cũng có một số gây hại cho người Các giống có hình thái giống

Acetobacter: là trực khuẩn (0,6 x 4,0 µm) cho đến hình ellip, đơn bào hoặc dính thành

chuỗi ngắn, di động hoặc không di động, hiếu khí, oxi hóa ethanol thành acid acetic

Acetobacter làm chua rượu và các loại nước quả vì thế mà người ta dùng để làm giấm

Một số loài làm thối trái cây Chúng phân bố rộng trên các loại thực vật và ở những nơi xảy ra quá trình lên men ethanol Một số loài quan trọng trong thực phẩm:

Acetobacter aceti ứng dụng sản xuất acid acetic

Acetobacterium xylinum được ứng dụng trong lên men thạch dừa

Hình 2.10 Acetobacter xylinum Corynebacterium : không sinh bào tử, hình dạng và kích thước thay đổi khá nhiều Khi

nhuộm màu tế bào thường tạo thành các đoạn nhỏ bắt màu khác nhau Các giống có hình

thái giống Corynebacterium như:

Corynebacterium glutamicum được ứng dụng trong lên men glutamic trong sản xuất bột

ngọt (glutamat natri)

Corynebacterium diphtheriae gây bệnh bạch hầu

Listeria monocytogenes thường nhiễm trên rau quả, thuỷ sản gây bệnh viêm màng não,

nhiễm trùng máu Đây là loại vi khuẩn nguy hiểm cho người, các quy định về vệ sinh an toàn thực phẩm không cho phép sự có mặt của vi khuẩn này trên thực phẩm (0 CFU/25g)

Hình 2.11 Listeria monocytogenes Clostridium: Thường là trực khuẩn Gram dương, sinh bào tử, chiều ngang của bào tử

thường lớn hơn chiều ngang của tế bào, do đó tế bào có hình thoi hay hình dùi trống Chúng thuộc loại kỵ khí bắt buộc, như:

Clostridium botulinum nhiễm vào trong các loại đồ hộp thực phẩm gây ngộ độc thực

phẩm bằng độc tố botulin (thuộc neurotoxin)

Clostridium tetani vi khuẩn gây bệnh uốn ván

Clostridium acetobutylicum được ứng dụng trong lên men công nghiệp sản xuất aceton và

butanol

Hình 2.12 Clostridium

(3) Phẩy khuẩn

Phẩy khuẩn là các loại vi khuẩn hình que uốn cong như dấu phẩy

Vibrio cholerae vi khuẩn gây bệnh dịch tả

Hình 2.13 Vibrio cholerae

(4) Xoắn khuẩn

Xoắn khuẩn là những loại vi khuẩn có hai vòng xoắn trở lên Chúng là loại Gram dương,

di động được nhờ có một hay nhiều tiên mao mọc ở đỉnh Đa số các loài thuộc loại hoại sinh và một số gây bệnh cho người:

Campylobacter: là những xoắn khuẩn nhỏ (0,2 x 1µm) Gram âm, vi hiếu khí, di động,

được tìm thấy trong đường ruột của người, động vật và chim Campylobacter là giống vi

khuẩn gây bệnh trong thực phẩm, có hai loài:

Campylobacter jejuni và Cam coli

Hình 2.14 Campylobacter jejuni

2.1.1.2 Cấu tạo tế bào vi khuẩn

Hình 2.15 Cấu tạo tế bào vi khuẩn

THÀNH TẾ BÀO

Thành tế bào (cell envelope) gồm nhiều lớp bao bọc tế bào chất, giúp duy trì hình thái của

tế bào, hỗ trợ sự chuyển động của tiên mao (flagellum), giúp tế bào đề kháng với áp suất thẩm thấu, hỗ trợ quá trình phân cắt tế bào, cản trở sự xâm nhập của một số chất có phân

tử lớn, liên quan đến tính kháng nguyên, tính gây bệnh, tính mẫn cảm với thực khuẩn thể (bacteriophage)

Năm 1884 Han Christian Gram đã nghĩ ra phương pháp nhuộm phân biệt để phân chia vi khuẩn thành 2 nhóm khác nhau : vi khuẩn Gram dương (G+) và vi khuẩn Gram âm (G-) Phương pháp nhuộm Gram về sau được sử dụng rộng rãi khi định loại vi sinh vật Thành phần hoá học của 2 nhóm này khác nhau chủ yếu như sau :

Thành phần

Tỷ lệ % đối với khối lượng khô của thành tế bào

Hình 2.16 Cấu trúc thành tế bào của vi khuẩn Gram dương và Gram âm

Thành tế bào bao gồm các lớp sau:

- Vi khuẩn Gram dương : Vách tế bào (cell wall) và màng tế bào chất (plasma membrane)

- Vi khuẩn Gram âm: Màng ngoài (outer membrane); Chu chất (Periplasmic space) có chứa vách tế bào; và màng tế bào chất

Vách tế bào giúp định hình dạng của tế bào, bảo vệ tế bào khỏi những tác động cơ học, tia bức xạ, ngăn cản sự xâm nhập của các hợp chất có phân tử lượng lớn

MÀNG TẾ BÀO CHẤT

Màng tế bào chất (Cytoplasmic membrane, CM) hay còn gọi là màng nguyên chất là màng có cấu tạo bởi lớp đôi phospholipid, chiếm 30-40% khối lượng của màng và các protein nằm trong, nằm ngoài hay xen giữa màng, chiếm 60-70% khối lượng của màng

Hình 2.18 Cấu trúc màng tế bào chất

Thành phần cấu tạo màng gồm: lớp đôi phospholipid, các loại protein xen màng,

carbohydrate, glycoprotein, glycolipid, cholesterol Ở tất cả các sinh vật khác cũng có cấu tạo màng tế bào chất giống như ở vi khuẩn

Phân tử phospholipid gồm: đầu phosphate tích điện, phân cực nên ưa nước ; đuôi

carbonhydrate không tích điện, không phân cực nên kỵ nước Vì thế mà mà hai đưôi kỵ nước quay ngược vào nhau và hai đầu ưa nước quay ra ngoài nơi có nước cả trong và ngoài tế bào

Hình 2.19 Cấu tạo phân tử phospholipid

Chức năng chủ yếu của màng tế bào sau đây:

- Vận chuyển có chọn lọc sự qua lại của các chất dinh dưỡng, các sản phẩm trao đổi chất

- Duy trì áp suất thẩm thấu bình thường trong tế bào

- Là nơi sinh tổng hợp các thành phần của thành tế bào và các polymer của bao nhày (capsule)

- Là nơi tiến hành quá trình phosphoryl oxy hóa và quá trình phosphoryl quang hợp (ở

vi khuẩn quang tự dưỡng)

- Là nơi tổng hợp nhiều enzym, các protein của chuỗi hô hấp

- Cung cấp năng lượng cho sự hoạt động của tiên mao

TẾ BÀO CHẤT

Tế bào chất (TBC-Cytoplasm) là phần vật chất dạng keo nằm bên trong màng sinh chất, chứa tới 80% là nước Trong tế bào chất có protein, acid nucleic, hydrat carbon, lipid, các ion vô cơ và nhiều nhiều chất khác có khối lượng phân tử thấp Bào quan đáng lưu ý trong TBC là ribosom (ribosome) Ribosom nằm tự do trong tế bào chất và chiếm tới 70% trọng lượng khô của TBC Ribosom gồm 2 tiểu phần (50S và 30S), hai tiểu phần này kết hợp với nhau tạo thành ribosom 70S S là đơn vị Svedberg- đại lượng đo tốc độ lắng khi ly tâm cao tốc Ở các sinh vật nhân thật (nấm, thực vật, động vật) có ribosom 80S

Hình 2.20 Ribosome ở vi khuẩn

Trong tế bào chất của vi khuẩn còn có thể gặp các chất dự trữ như các hạt glycogen, hạt PHB (Poly-ß-hydroxybutyrat), Cyanophycin, Phycocyanin, các hạt dị nhiễm sắc (metachromatic body), các giọt lưu huỳnh

Ở loài vi khuẩn diệt côn trùng Bacillus thuringiensis và Bacillus sphaericus còn gặp tinh

thể độc (parasoral body) hình quả trám, có bản chất protein và chứa những độc tố có thể giết hại trên 100 loài sâu hại (tinh thể độc chỉ giải phóng độc tố trong môi trường kiềm do

đó các vi khuẩn này hoàn toàn vô hại với người, gia súc, gia cầm, thuỷ hải sản- có hại đối

với tằm) Bacillus sphaericus có thể diệt cung quăng của các loài muỗi

THỂ NHÂN

Thể nhân (nuclear body) là vật chất di truyền của vi khuẩn vì chưa có màng nhân nên không có hình dạng cố định và vì vậy còn được gọi là vùng nhân (nuclear body) Khi nhuộm màu tế bào bằng thuốc nhuộm Feulgen có thể thấy thể nhân hiện màu tím Đó là 1 nhiễm sắc thể (NST, chromosome) duy nhất dạng vòng chứa 1 sợi ADN xoắn kép (ở Xạ

khuẩn Streptomyces có thể gặp nhiễm sắc thể dạng thẳng) NST ở vi khuẩn Escherichia coli dài tới 1mm, có khối lượng phân tử là 3.109, chứa 4,6.106 cặp base Thể nhân là bộ phận chứa đựng thông tin di truyền của vi khuẩn

Hình 2.21 Thể nhân trong tế bào vi khuẩn Escherichia coli

Ngoài NST, trong tế bào nhiều vi khuẩn còn gặp những ADN ngoài NST Đó là những ADN xoắn kép có dạng vòng khép kín, có khả năng sao chép độc lập, gọi là Plasmid

BAO NHÀY

Bao nhày hay nang (Capsule) gặp ở một số loài vi khuẩn với các mức độ khác nhau:

- Bao nhày mỏng ( Vi nang, Microcapssule)

- Bao nhày (Nang, Capsule)

- Khối nhày ( Zooglea)

Muốn quan sát bao nhày thường lên tiêu bản với mực tàu, bao nhày có màu trắng hiện lên trên nền tối

Thành phần chủ yếu của bao nhày: polysaccharide, ngoài ra cũng có polypeptid và

protein Trong thành phần polysaccarid ngoài glucose còn có glucozamin, ramnose, acid 2-keto-3-deoxygalacturonic, acid uronic, acid pyruvic, acid acetic

Chức năng sinh học của bao nhầy:

- Bảo vệ vi khuẩn trong điều kiện khô hạn, bảo vệ vi khuẩn tránh bị thực bào (trường

hợp Phế cầu khuẩn-Diplococcus pneumoniae)

- Cung cấp chất dinh dưỡng cho vi khuẩn khi thiếu thức ăn

- Là nơi tích luỹ một số sản phẩm trao đổi chất (dextran, xantan )

- Giúp vi khuẩn bám vào giá thể ( trường hợp các vi khuẩn gây sâu răng như

Streptococcus salivarrius, Streptococcus mutans )

Hình 2.22 Vi khuẩn Acetobacter xylinum tạo bao nhày

Vi khuẩn Acetobacter xylinum có bao nhầy cấu tạo bởi cellulose Người ta dùng vi khuẩn

này nuôi cấy trên nước dừa để chế tạo ra thạch dừa (Nata de coco)

Hình 2.23 Sản phẩm thạch dừa

Vi khuẩn Leuconostoc mesenteroides có bao nhầy dày chứa hợp chất polymer là Dextran

có tác dụng thay huyết tương khi cấp cứu mà thiếu huyết tương Sản phẩm này rất quan trọng khi có chiến tranh Vi khuẩn này thường gặp ở các nhà máy đường và gây tổn thất đường trong các bể chứa nước ép mía Nhờ enzyme dextransuccrase mà đường saccharose bị chuyển thành dextran và fructose

Hình 2.24 Vi khuẩn Leuconostoc mesenteroides

Bao nhầy của vi khuẩn Xanthomonas campestris còn được dùng để sản xuất Xanthane

dùng làm chất phụ gia trong công nghiệp thực phẩm, dầu mỏ, mỹ phẩm…

KHUẨN MAO

Tiên mao (Lông roi, flagella) là một dạng khuẩn mao nằm ở một đầu hoặc hai đầu của tế bào giúp cho vi khuẩn chuyển động Tiên mao thường xuất hiện trên trực khuẩn, chúng quyết định khả năng và phương thức di động của vi khuẩn Tiên mao là những sợi lông dài, dưới kính hiển vi quang học chỉ có thể thấy rõ khi nhuộm theo phương pháp riêng Dưới kính hiển vi điện tử có thể thấy rất rõ cấu trúc của từng sợi tiên mao Để xác định xem vi khuẩn có tiên mao hay không còn có cách thử gián tiếp nhằm biết khả năng di động của chúng Cấy bằng que cấy nhọn đầu vào môi trường thạch đứng chứa 0,4% thạch (agar-agar), còn gọi là môi trường thạch mềm Nếu thấy vết cấy lan nhanh ra

Nhung mao là một dạng khuẩn mao ngắn mọc khắp bề mặt tế bào vi khuẩn như ở tế bào

E coli

Hình 2.25 Tiên mao và nhung mao ở vi khuẩn E coli

Tiên mao của vi khuẩn có các loại khác nhau tuỳ từng loài :

- Không có tiên mao (vô mao, atrichous)

- Có 1 tiên mao mọc ở cực ( đơn mao, monotrichous)

- Có 1 chùm tiên mao mọc ở cực ( chùm mao, lophotrichous)

- Có 2 chùm tiên mao mọc ở 2 cực ( song chùm mao, amphitrichous)

- Có nhiều tiên mao mọc khắp quanh tế bào (chu mao, peritrichous)

- Có loại tiên mao mọc ở giữa tế bào như trường hợp vi khuẩn Selenomonas ruminantium

Hình 2.26 Các loại tiên mao ở vi khuẩn

Kiểu sắp xếp tiên mao liên quan đến hình thức di động của vi khuẩn Tiên mao mọc ở cực giúp vi khuẩn di động theo kiểu tiến- lùi Chúng đảo ngược hướng bằng cách đảo ngược hướng quay của tiên mao Vi khuẩn chu mao di động theo hướng nào thì các tiên mao chuyển động theo hướng ngược lại Khi tiên mao không tụ lại về một hướng thì vi khuẩn chuyển động theo kiểu nhào lộn Tốc độ di chuyển của vi khuẩn có tiên mao thường vào khoảng 20-80µm/giây, nghĩa là trong 1 giây chuyển động được một khoảng cách lớn hơn gấp 20-80 lần so với chiều dài của cơ thể chúng

Các chi vi khuẩn thường có tiên mao là Vibrio, Spirillum, Pseudomonas, Escherichia, Shigella, Salmonella, Proteus Ở các chi Clostridium, Bacterium,Bacillus, .có loài có tiên mao có loài không Ở cầu khuẩn chỉ có 1 chi (Planococcus) là có tiên mao

Những vi khuẩn có khả năng tạo nội bào tử gồm nhiều loài thuộc giống: Bacillus,

Clostridium, Desulfotomaculum, Sporosarcina, Sporolactobacillus,

Thermoactinomycetes

Nội bào tử Nội bào tử của Bacillus

Hình 2.27 Nội bào tử của vi khuẩn

Quá trình hình thành nội bào tử rất phức tạp có thể chia thành 5 – 6 giai đoạn có liên quan đến hình thành hợp chất Dipicolinate calcium Hợp chất này và acid L-N-succinyl glutamic giúp cho bào tử chống chịu ở nhiệt độ cao, tác động của cơ học và bức xạ

2.1.1.3 Sinh sản ở vi khuẩn

Vi khuẩn sinh sản theo hình thức phân đôi tế bào (Fission): Quá trình được diễn ra bắt đầu bằng sự nhân lên của nhiễm sắc thể (NST) vòng Khi kết thúc sự nhân đôi NST vòng, ở giữa tế bào hình thành hạt mesosome, nơi định vị của nhiễm NST vòng nhân đôi Tại đây hình thành vách ngăn tế bào và NST vòng nhân đôi tách rời nhau ra và rời khỏi mesosome

đi về hai cực hình thành hai tế bào con

Hình 2.28 Một số dạng tế bào vi khuẩn đang phân đôi

Hình 2.29 Mô hình quá trình phân bào ở vi khuẩn

2.1.2 Xạ khuẩn (Đọc thêm)

Xạ khuẩn từ tiếng Hy lạp Mykes là nấm và Actis là tia là những loài vi khuẩn có nhân nguyên thuỷ (Prokaryotes) phân bố rộng trong thiên nhiên Phần lớn xạ khuẩn là các tế bào Gram dương, hiếu khí hoại sinh, có cấu tạo sợị phân nhánh (khuẩn ty) Trong số

8000 chất kháng sinh trên thế giới thì trên 80% là được sản xuất từ xạ khuẩn

Trước đây, vị trí phân loại của Xạ khuẩn luôn là câu hỏi gây nhiều tranh luận giữa các nhà

Vi sinh vật học ,do nó có những đặc điểm vừa giống Vi khuẩn vừa giống Nấm Tuy nhiên, đến nay, Xạ khuẩn đã được chứng minh là Vi khuẩn với những bằng chứng sau đây:

1 Một số xạ khuẩn như các loài thuộc chi Actinomyces và Nocardia rất giống với các loài vi khuẩn thuộc chi Lactobacillus và Corynebacterium

2 Xạ khuẩn giống vi khuẩn ở chỗ không có nhân thật, chúng chỉ chứa nhiễm sắc chất phân bố dọc theo các sợi hoặc các tế bào

3 Đường kính của sợi xạ khuẩn và bào tử giống với ở vi khuẩn Đồng thời sợi xạ khuẩn thường không chứa vách ngăn

4 Xạ khuẩn là đích tấn công của các thực khuẩn thể giống như vi khuẩn, trong khi

đó, nấm không bị tấn công bởi thực khuẩn thể

5 Xạ khuẩn thường nhạy cảm với các kháng sinh có tác dụng lên vi khuẩn, nhưng lại thường kháng với những kháng sinh tác dụng lên nấm như các polyen

6 Xạ khuẩn không chứa chitin, chất có mặt trong sợi và bào tử của nhiều nấm, mà không có ở vi khuẩn Đồng thời giống như phần lớn vi khuẩn, xạ khuẩn không chứa cellulose

7 Tương tự với vi khuẩn, xạ khuẩn nhạy cảm với phản ứng acid của môi trường, đặc điểm này không có ở nấm

8 Các đặc điểm về sợi và nang bào tử kín (sporangium) của chi Actinoplanes cho

thấy có thể chi này là cầu nối giữa vi khuẩn và các nấm bậc thấp

Xạ khuẩn thuộc về lớp Actinobacteria, bộ Actinomycetales, bao gồm 10 bộ, 35 họ,

110 giống và 1000 loài Hiện nay, 478 loài đã được công bố thuộc chi Streptomyces và

hơn 500 loài thuộc tất cả các chi còn lại và được xếp vào nhóm xạ khuẩn hiếm

2.1.2.1 Hình thái xạ khuẩn

Khuẩn ty của xạ khuẩn trông giống như khuẩn ty của nấm mốc chúng phân nhánh

và không có vách ngăn Khuẩn ty của xạ khuẩn được chia thành hai loại là khuẩn ty khí sinh và khuẩn ty cơ chất (không mang bào tử được gọi là khuẩn ty dinh dưỡng)

Hình 2.30 Khuẩn lạc xạ khuẩn Streptomyces coelicolor

Đường kính khuẩn ty của xạ khuẩn thay đổi trong khoảng 0,2 – 3,0 m Màu sắc khuẩn ty của xạ khuẩn rất đa dạng, như: trắng, vàng, cam, đỏ, lục, tím, nâu, đen

Hình 2.31 Khuẩn ty Streptomyces coelicolor

Hình 2.32 Màu sắc của khuẩn lạc xạ khuẩn

(Vị trí giữa màu vàng: Nocardia asteroides)

2.1.2.2 Cấu tạo tế bào xạ khuẩn

Cấu tạo tế bào của xạ khuẩn tương tự như ở vi khuẩn, gồm:

- Thành tế bào: dày 150 – 200 Ao , vững chắc và có nhiều lớp, bên ngoài thành tế bào có màng nhầy

- Màng nguyên sinh chất: dày khoảng 50 nm và có cấu tạo không khác màng nguyên sinh chất của vi khuẩn Gram dương

- Tế bào chất: giống với tế bào chất của vi khuẩn Trong tế bào cũng có nucleotide, hạt volutin, không bào, nhưng không có ty thể

Hình 2.33 Các loại khuẩn ty ở xạ khuẩn

2.1.2.3 Sinh sản ở xạ khuẩn

Xạ khuẩn sinh sản bằng cách tạo bào tử Bào tử được hình thành trên các nhánh phân hóa của khuẩn ty khí sinh Quá trình tạo bào tử có thể theo hai cách:

- Cách thứ nhất là kết đoạn: Lúc đầu vật chất di truyền được phân chia tạo thành các

hạt cromatin trong tế bào chất được phân bố đều khắp cuống sinh đính bào tử Sau đó

tế bào chất co lại và bao quanh hạt cromatin tạo thành một khối gọi là tiền bào tử và tiền bào tử được bao màng tạo thành bào tử

- Cách thứ hai là cắt khúc: Cuống sinh bào tử hình thành các vách ngăn ngang Vật

chất di truyền được phân chia tạo thành các hạt cromatin phân bố khắp trong cuống sinh bào tử thành một hàng dọc Tế bào chất bao quanh các cromatin tạo tiền bào tử và tiếp tục được bao màng tạo thành tạo tử

Thường trên mỗi đính bào tử có khoảng 30 – 100 bào tử, có khi tới 200 bào tử Bào tử xạ khuẩn thường hình cầu, oval hay hình trụ

Hình 2.34 Một số loại bào tử ở xạ khuẩn

2.2 Vi sinh vật nhân thật (Eukaryote)

Một số nội dung cốt lõi cần ôn tập

2.2.1.1 Hình thái – phân loại nấm men

Thuật ngữ Nấm men (yeast, levure) chỉ là tên chung để chỉ nhóm vi nấm thường có cấu tạo đơn bào và thường sinh sôi nảy nở bằng phương pháp nẩy chồi (budding) Nấm men không thuộc về một taxon phân loại nào nhất định, chúng có thể thuộc lớp nấm túi

(Ascomycetes), lớp nấm đảm (Basidiomycota) và lớp nấm bất toàn (Deuteromycetes)

Hình dạng tế bào và phân loại nấm men

Trong số 80.000 loài nấm hiện biết, thì có hơn 500 loài nấm men thuộc 50 giống Nấm men thường có hình trứng, hình quả dưa đứng riêng lẻ hoặc tập hợp thành hình sợi dễ gẫy

Hình trứng: Saccharomyces cerevisiae ứng dụng trong lên men bia, rượu ethanol, vang

(trong sản xuất rượu vang, Saccharomyces cerevisiae subsp ellipsoideus

có năng lực chống chịu với nồng độ đường cao, nồng độ CO2 cao, tạo nhiều ethanol, kháng SO2 và tạo hương vị đặc trưng.) Nó cũng là nguyên nhân gây hư hỏng thực phẩm

Hình 2.35 Nấm men S cerevisiae

Hình elip: Saccharomyces ellipsoideus ứng dụng trong lên men glycerin

Hình gậy: Saccharomyces pasteurianus

Hình 3.38 Cấu trúc tế bào S cerevisiae

Cấu tạo tế bào nấm men

Hình cầu: Torulopsis giống này thường gây hư hỏng sữa vì chúng có thể lên men

lactose như Torulopsis versatilis Một số loài cũng làm hư hỏng nước trái

cây cô đặc và những thực phẩm vị chua

Hình 2.36 Nấm men Torula sp

Hình dài: Pichia thường tạo thành lớp váng (pellicle) trong dịch lên men bia, rượu và

làm tăng vị mặn hoặc làm hư dịch lên men Loài thường gặp Pichia membranaefaciens

Hình 2.37 Nấm men Pichia farinosa

Hình trái cam: Pseudosaccharomyces apiculatus

Kích thước tế bào nấm men

Tế bào nấm men có kích thước lớn gấp 5

– 10 lần tế bào vi khuẩn Kích thước

trung bình:

Chiều dài 9 – 10 m

Chiều rộng 2 – 7 m

Kích thước này thay đổi ở thời gian sinh

trưởng khác nhau, điều kiện nuôi cấy

khác nhau và các loài khác nhau

2.2.1.2 Cấu tạo tế bào nấm men

Tế bào nấm men cũng như nhiều loại tế

bào vi sinh vật khác được cấu tạo chủ

yếu từ các thành phần cơ bản sau:

Sinh sản vô tính:

- Sinh sản bằng cách nảy chồi: ở tất cả các giống nấm men

Đầu tiên nhân kéo dài ra tạo chồi, giữa chồi và tế bào mẹ bị thắt lại tạo vách ngăn Nhân

và tế bào chất một phần chuyển vào tế bào mẹ và một phần vào chồi Chồi lớn dần, khi chồi gần bằng tế bào mẹ nó được tách ra và sống độc lập Trong cùng một lúc tế bào mẹ

có thể tạo ra nhiều tế bào con

- Sinh sản bằng cách phân đôi: ở giống Schizosaccharomyces

Hình thức sinh sản bằng cách phân đôi tế bào tương tự như ở vi khuẩn tế bào mọc dài ra

và hình thành vách ngăn tạo thành hai tế bào con tương ứng nhau Mỗi tế bào con chứa 1 nhân

Hình 2.39 Sự phân đôi tế bào của nấm men

- Sinh sản bằng bào tử:

 Bào tử đốt:

 Bào tử bắn: ở chi Sporobolomyces, Sporidiobolus, Bullera và Aessosporon

Bào tử này có hình thận sinh ra trên một cuống bào tử mọc ở các tế bào dinh dưỡng hình trứng Sau khi bào tử chín nhờ một cơ chế đặc biệt bào tử được bắn ra phía đối diện

 Bào tử áo: như ở nấm Candida albicans Nhiều loài thuộc giống Candida làm hư

hỏng thực phẩm có nhiều vị chua, muối và đường hình thành lớp váng trên bề mặt

dịch lỏng Nhiều loài gây ra vị ôi trên bơ và các sản phẩm của sữa như: Candida lipolyticum

Bào tử áo hay bào tử màng dày thường mọc ở đỉnh của các khuẩn ty giả

Bào tử đốt Bào tử bắn Bào tử màng dày

Hình 2.40 Một số loại bào tử của nấm men Sinh sản hữu tính:

Bào tử túi ở các giống Saccharomyces, Zygosaccharomyces và nhiều giống nấm men

khác thuộc bộ Endomycetales Zygosaccharomyces là nguyên nhân gây hư hỏng các thực

phẩm có độ chua cao như: nước sốt (sauces), nước sốt cà chua-nấm (ketchups), dưa muối chua (pickles), mù tạc (mustards), mayonnaise, xà lách trộn (salad dressings) và đặc biệt

dẽ làm hư hỏng các loại thực phẩm này nếu độ chua thấp và ít muối, ít đường như loài:

Zygosaccharomyces bailii

Bào tử túi được sinh ra trong các túi Hai tế bào khác giới (+ và -) đứng gần nhau sẽ mọc

ra hai mấu lồi Chúng tiến lại gần nhau và tiếp nối với nhau Chỗ tiếp nối sẽ tạo ra một lỗ thông và qua đó chất nguyên sinh có thể qua lại để tiến hành phối chất, nhân cùng đi qua

để tiến hành phối nhân Sau đó nhân phân cắt thành 2, thành 4 thành 8 Mỗi nhân được bao bọc bởi chất nguyên sinh rồi được tạo màng dày xung quanh và hình thành các bào tử túi Tế bào dinh dưỡng biến thành túi

Hình 2.41 Bào tử túi của nấm men

2.2.2 Nấm mốc

Nấm mốc là vi sinh vật cơ thể có cấu tạo hình sợi, phân nhánh đa bào Chúng được phân

bố rộng và phát triển nhanh trên thực phẩm và trên các nguồn dinh dưỡng hữu cơ khác kể

cả gỗ Nhiều loài nấm mốc có vai trò rất quan trọng trong thực phẩm vì chúng có thể phát triển trong điều kiện mà nhiều loài vi khuẩn không thể phát triển được như: pH thấp, hoạt

độ nước thấp và áp suất thẩm thấu cao Nhiều loài được tìm thấy trong thực phẩm, chúng gây hư hỏng thực phẩm và cũng có nhiều loài tạo ra mycotoxin gây ngộ độ thực phẩm ngược lại cũng có nhiều loài được ứng dụng trong các quy trình công nghệ sinh học thực phẩm và có nhiều loài dùng để sản xuất các enzyme và phụ gia thực phẩm

2.2.2.1 Hình thái nấm mốc

Nấm mốc có cấu tạo hình sợi phân nhánh gọi là khuẩn ty Những sợi phân nhánh này phát triển thành từng đám chằng chịt tạo thành hệ khuẩn ty Hệ khuẩn ty phát triển trên môi trường đặc thường phân làm hai loại rõ rệt:

- Khuẩn ty khí sinh

- Khuẩn ty dinh dưỡng

Hình 2.42 Hệ khuẩn ty Penicillium notatum

Hai loại khuẩn ty này đóng vai trò và nhiệm vụ khác nhau Khuẩn ty dinh dưỡng làm nhiệm vụ như rễ của cây xanh hút dinh dưỡng nuôi cơ thể Khuẩn ty khí sinh đóng vai trò sinh sản, tạo bào tử

2.2.2.2 Cấu tạo và phân loai nấm mốc

Nấm mốc có cấu tạo đặc biệt, khác với vi khuẩn và nấm men Dựa vào cấu tạo của chúng người ta chia nấm mốc ra làm hai loại:

(1) Nấm mốc có vách ngăn: Khuẩn ty được cấu tạo từ một chuỗi tế bào nối tiếp nhau

Ngăn cách hai tế bào là một vách ngăn Mỗi tế bào có cấu trúc tương tự nấm men (vách, chất nguyên sinh, nhân và các bào quan)

Hình 2.43 Khuẩn ty có vách ngăn Sordaria fimicola Aspergillus: Chúng phân bố rộng và có nhiều loài quan trọng trong thực phẩm Giống

Aspergillus là nấm mốc có vách ngăn (septae), sinh bào tử trên đính bào tử (conodia), bào

tử có màu đen Nhiều loài có thể sống trong điều kiện khô hạn (xerophilic) và có thể phát triển trên các hạt ngũ cốc, nên thường làm hư hỏng ngũ cốc trong quá trình bảo quản Chúng cũng làm hư hỏng các loại thực phẩm như: mứt (jams), giăm bông (hams), hạt điều… rau và quả