chuong III Dinh dưỡng và sinh trưởng của vi sinh vật

Ch ng 3:Dinh d vi sinh v t ng – Sinh tr ng c a Thành ph n hóa h c c a t bào vi sinh v t Thành ph n hóa h c t bào vi sinh v t Ü Ü Bao g m: Suy ra: ¬ ¬ Ü Các nguyên t c b n: Các nguyên t khoáng: • a l ng: P, S, Na, Ca, K, Mg, Fe, Cl… • Vi l ng: Zn, Mn, Co… M t s ví d (Atkinson B., Mavituna F., 1983): ¬ ¬ Vi khu n: C (53,0%), N (12,0%), O (19,0%), H (7,3%), khoáng (8,7%) N m men: C (47%), N (7,5%), O (31%), H (6,5%), khoáng (8%) N Ü Ü Ü c Chi m 70 – 90% kh i l ng t bào Là môi tr ng cho ph n ng hóa sinh N c g m lo i: ¬ ¬ N N c t do: c liên k t: å Ch có n c t tham gia vào ph n ng trao đ i ch t c a vi sinh v t N Ü c Nhu c u v n c c a VSV r t khác nhau, đ c tr ng b i ho t đ n c môi tr ng aw aw = P/Po = n2/(n1 + n2) P: áp l c h i b m t môi tr ng nhi t đ nh t đ nh Po: áp l c h i n c c t nhi t đ n1: s phân t ch t tan n2: s phân t dung môi Ü H u h t VSV phát tri n aw = 0,9 ÷ 0,99 N c m t đ i c a môi tr Ü ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ng: m t đ i = L ng n c / L ng nguyên li u m t đ i đ có th nuôi c y VSV môi tr ng r n: 30 – 70% m t đ i t i thích: 45 – 60% N m m c < Vi khu n n m men m t đ i c a mt nuôi c y m i lo i VSV khác khác N c mt Ü ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ng đ i c a môi tr ng: RH (Relative Humidity) = aw x 100% m cao quá: m th p N m m c có kh n ng phát tri n N m men Vi khu n có kh n ng phát tri n RH >= 80% RH >= 85% RH >= 90% Mu i khoáng Ü Ü Ü Ü Không chi m thành ph n cao Gi vai trò quan tr ng: Có nhi u lo i nguyên t : Fe, Cu, P, Cl, Na, Mg… Mu i phosphate r t c n cho VSV vì: Protein Ü Ü Ü Ü Ü Là enzyme tham gia xúc tác Tham gia c u t o t bào Protein ho t tính: Protein phi ho t tính: M t s VSV có kh n ng t ng h p l ng l n acid amin t å ng d ng công nghi p ¬ VD: Corynebacterium glutamicum: acid glutamic å b t ng t Lipid Ü Lipid đ n gi n Ü Lipid ph c t p ánh giá s sinh tr m vi sinh v t bu ng đ m chuyên dùng: Ü ¬ ¬ Ü ng thông qua s t bào Bu ng đ m Thoma (chi u cao 0,1 mm): n m men Bu ng đ m Petroff-Hausser (chi u cao 0,02 mm): vi khu n K thu t đ m khu n l c h p pertri: ánh giá s sinh tr l ng sinh kh i Ü ng thông qua Xác đ nh hàm l ng ch t khô (dry weight) c a sinh kh i b ng ph ng pháp s y đ n kh i l ng không đ i ánh giá s sinh tr l ng sinh kh i Ü ng thông qua Xác đ nh đ đ c c a canh tr A = log (lo/l) = K.C.L ~ K.C đó: ng: l: c ng đ ánh sáng tr c sau qua m u ¬K: h s h p thu ¬C: n ng đ t bào vi sinh v t m u ¬L: đ dày cuvet ch a m u D ng đ ng chu n bi u di n m i quan h gi a đ đ c l ng ch t khô c a sinh kh i cho t ng loài vi sinh v t ¬lo, The most probable number (MPN) method The most probable number (MPN) method (In the example below, three sets of five tubes of broth were inoculated with 10 ml, ml and 0.1 ml of a water sample The tubes were incubated to allow any bacteria present to multiply in number, and were scored as ‘growth’ (dark shading) or ‘no growth’(no shading) The cell density statistically most likely to give rise to the result obtained (5-3-1) is then looked up on a set of MPN tables The table (only part shown) indicates that there is a 95% probability that the sample fell within the range 40ứ300 cells/ml, with 110 cells/ml being the most likely value Các quy lu t sinh tr sinh v t ng c a vi Các khái ni m c b n Ü Ü Ü Ü Ü Ü Sinh tr ng: Sinh s n: ng cong sinh tr ng c a VSV: X = f(t) T c đ sinh tr ng: dX/dt H ng s t c đ sinh tr ng: Hi u su t t ng h p sinh kh i: đó: ¬ X1, X2: l ng sinh kh i t i m th i đ u k t thúc trình nuôi c y ¬ S1, S2: l ng c ch t t i th i m đ u k t thúc trình nuôi c y Ph ng cong sinh tr Ü ¬ ¬ ¬ ¬ Ü ng pháp nuôi c y t nh ng g m giai đo n: Thích nghi Sinh tr ng logarit n đ nh Suy vong Ph ng trình Monod: đó: ¬ ¬ ¬ μx: h ng s t c đ sinh tr ng t i giai đo n sinh tr logarit [S]: n ng đ c ch t môi tr ng nuôi c y Ks: h ng s bão hòa ng Ph ng pháp nuôi c y t nh (batch culture) Exponential Microbial Growth Ph ng pháp nuôi c y t nh ng cong sinh tr Ü ¬ ¬ Sinh tr Sinh tr ng thêm ng kép ng đ c bi t: Ph ng pháp nuôi c y liên t c (continuous culture) Ü Công th c t ng quát: Ü T c đ pha loãng: Trong đó: Ü ¬ ¬ (đ n v : h-1) F: t c đ n p c ch t vào thi t b lên men V: th tích s d ng c a thi t b lên men Các ph Ü Ü ng pháp khác Ph ng pháp fed-batch Ph ng pháp s d ng vi sinh v t c đ nh trên/trong ch t mang [...]... Polysaccharide: i: Vitamin Ü VSV t d ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ Ü ng ch t sinh tr ng (auxoautotroph): Riboflavin (Clostridium, Candida, Ashbya, Eremothecium) coenzyme A (Brevibacterium) vitamin B12 (Streptomyces, Propionibacterium, Pseudomonas) vitamin C (Gluconobacter, Erwinia, Corynebacterium), β-carotene (Dunaliella), vitamin D (Saccharomyces) VSV d d ng ch t sinh tr ng (auxoheterotroph): Nhu c u dinh d ng c a vi sinh v t... quan tr ng nh t: P và S ¬ ¬ Ü Ü Th ng dùng d i d ng phosphate vô c VSV có kh n ng s d ng sulfate vô c t t M t s nguyên t khoáng khác: Mg, Ca, Zn… N ng đ khoáng trong môi tr ng nh h ng đ n s sinh tr ng c a vi sinh v t và quá trình t ng h p các s n ph m trao đ i ch t Y u t sinh tr Ü Ü ng (growth factor) M t s ch t sinh tr ng: purine, pyrimidine, vitamine, acid amine… Hàm l ng t i u ch t sinh tr ng trong... sinh tr Ü Ü ng (growth factor) M t s ch t sinh tr ng: purine, pyrimidine, vitamine, acid amine… Hàm l ng t i u ch t sinh tr ng trong môi tr ng ph thu c vào loài vi sinh v t và đ c xác đ nh b ng ph ng pháp th c nghi m C ch v n chuy n các ch t dinh d ng vào t bào VSV S th m th u Ü Môi tr ng đ ng tr Ü Môi tr ng nh Ü Môi tr ng u tr å ng d ng: ng: c tr ng: ng: 4 ki u v n chuy n 1 Khu ch tán đ n gi n (facilitated... nhân nguyên th y (vi khu n) Ch t hòa tan, sau khi vào t bào, s b thay đ i thành ph n hóa h c (phosphoryl hóa) 4 ki u v n chuy n 4 V n chuy n ch đ ng: ¬ ¬ ¬ Ng c chi u gradient n ng đ N ng l ng l y c a t bào Ch t hòa tan không b thay đ i thành ph n hóa h c Môi tr ng nuôi c y vi sinh v t (medium, media) M c đích s d ng Ü Nghiên c u: phân l p, đ nh l ng, kh o sát các đ c đi m v hình thái, sinh lý… Ü S n... protein, vitamin, khoáng Cellulose: • Ví d : Trichoderma viride, Asp Niger • sinh t ng h p cellulase Ngu n th c n Carbon Ü R ¬ Ü u: D cháy n , có tính đ c h i v i VSV å cho vào môi tr ng t t Acid h u c : ¬ ¬ Trong công nghi p s n xu t acid amin VD: acid acetic đ s n xu t lysine Ngu n th c n Nit Ü N phân t (N2): ¬ Ü N vô c : ¬ ¬ ¬ Ü VSV s ng c ng sinh trong r cây h đ u (Rhizobium, Clostridium, Azobacter)... Ho i sinh: ¬ Kí sinh: ¬ å Tùy thu c vào nhóm VSV mà ngu n carbon cung c p có th là vô c hay h u c Ngu n th c n Carbon Ü Carbohydrate: ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ng: glucose, fructose, lactose, galactose, maltose Tinh b t: • ng c c, các lo i c • M t s VSV s d ng tr c ti p tinh b t (amylase) VD: Aspergillus niger, Rhizopus, 1 s n m men R đ ng: 30% saccharose Huy t thanh s a (whey): • 50% ch t khô, 20-25% protein, vitamin,... ng (auxoheterotroph): Nhu c u dinh d ng c a vi sinh v t Ngu n th c n Carbon C n c vào ngu n th c n C, chia VSV thành: a) Nhóm t d ng (autotroph): ¬ T d ng quang n ng (photoautotroph, photolithotrophs): Vd: t o, 1 s vi khu n quang h p l u hu nh ¬ T d ng hóa n ng (chemoautotroph, chemolithotrops): Ngu n th c n Carbon C n c vào ngu n th c n C, chia VSV thành: b) Nhóm d d ng (heterotroph): ¬ D d ng quang... lo i môi tr Ü Theo thành ph n môi tr ¬ ¬ Ü Môi tr Môi tr ng ng: ng t nhiên: ng t ng h p: Theo tr ng thái v t lý: ¬ ¬ Môi tr Môi tr ng r n, môi tr ng l ng: ng đ c: å Cách thi t l p: t i u hóa (đ nh tính và đ nh l ng) các thành ph n có trong môi tr ng theo ph ng pháp qui ho ch th c nghi m