Các quá trình và thiết bị công nghệ sinh học trong công nghiệp

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CÁC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CƠNG NGHIỆP PGS.TSKH Lê Văn Hoàng ĐÀ NẴNG 2007 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KỸ THUẬT VI SINH VẬT 1.1 NHỮNG KIẾN THỨC TỔNG QUÁT VỀ CÁC LĨNH VỰC VI SINH VẬT VÀ PHÂN LOẠI Vi sinh vật (từ tiếng Hy Lạp mikros - nhỏ, bios - sống, logos - học thuyết) phần ngành khoa học sinh học nghiên cứu hình thái, sinh hố sinh lý, tính chất có lợi có hại vi sinh vật nhằm sử dụng hiệu chúng hoạt động thực tiển người Quá trình phát triển ngành vi sinh học có liên quan chặt chẽ với hoạt động người, hình thành nên lĩnh vực vi sinh học độc lập với định hướng nhiệm vụ đa dạng Những lĩnh vực sinh học bao gồm: đại cương, kỹ thuật, y tế, thú y, nơng nghiệp, nước, vũ trụ v.v Trong vi sinh đại cương kỹ thuật vi sinh có tầm quan trọng lớn lao đời sống xã hội Sinh học đại cương nghiên cứu phát triển hoạt động sống vi sinh vật, vai trò chúng tự nhiên Những hiểu biết cần thiết nghiên cứu lĩnh vực khác có liên quan đến vi sinh vật Kỹ thuật vi sinh hoàn thiện phương pháp thu nhận sinh khối vi sinh vật dạng công nghiệp trình ni cấy chúng Các phương pháp hợp lý nhằm tổng hợp sản phẩm vi sinh cần thiết cho hoạt động thực tiễn người Việc nghiên cứu tính chất khác vi sinh vật đẩy mạnh khám phá loài trước chưa biết đến, số lượng loài ngày nhiều dẫn đến cần thiết phải phân loại cách khoa học có sở Hiện có hai cách phân loại vi sinh vật Cách thứ theo hệ thống, cách thứ hai dựa theo cấu tạo nhân vi sinh vật Theo cách phân loại thứ vi sinh vật xếp ngành protophyta Nó gồm ba lớp Schizomycetes (lớp vi khuẩn), Schizophycecace (lớp tảo), Microtatobiotes (lớp ricketsia vi rút) Hệ thống phân loại đưa sau: Lớp (Class) Giống (Genus) Bộ (Order) Loài (Species) Bộ phụ (Suborder) Thứ (Variety) Họ (Family) Dạng (Forma, Type) Tộc (Tribe) Nòi (Strain) Nòi tên gọi vi sinh vật phân lập khiết Năm 1979 nhà sinh vật học Trung Quốc Trần Thế Tương đưa hệ thống phân loại giới nhóm giới sinh vật sau: I- Nhóm giới sinh vật phi bào: 1- Giới virut II- Nhóm giới sinh vật nhân nguyên thuỷ: 2- Giới vĩ khuẩn 3- Giới vi khuẩn lam (hay tảo lam) III- Nhóm giới sinh vật nhân thật: 4- Giới thực vật 5- Giới nấm 6- Giới động vật Đáng ý vi sinh vật đơn giản hình thái bao gồm nhóm có đặc điểm sinh lý khác biệt xa (hiếu khí, kỵ khí, dị dưỡng, tự dưỡng, hoại sinh, ký sinh, cộng sinh ) Trong sinh vật bậc cao (thực vật, động vật) có hình thái khác xa lại gần gũi với đặc điểm sinh lý 1.2 VAI TRÒ CỦA VI SINH VẬT TRONG TỰ NHIÊN VÀ TRONG NỀN KINH TẾ QUỐC DÂN Vi sinh vật sống khắp nơi Trái đất, nơi mà điều kiện sống tưởng chừng khắc nghiệt thấy có phát triển vi sinh vật (ở đáy đại dương, nhiệt độ 85 ÷ 900C, mơi trường có pH = 10 ÷11, dung dịch bão hồ muối, đồng hố dầu mỏ, phenol, khí thiên nhiên ) Trong g đất lấy tầng canh tác thường có khoảng ÷ 22 tỉ vi khuẩn; 0,5 ÷ 14 triệu xạ khuẩn; ÷ 50 triệu vi nấm; 10 ÷ 30 nghìn vi tảo Trong m3 khơng khí phía chuồng gia súc thường có ÷ triệu vi sinh vật, đường phố có khoảng 5000, mặt biển có khoảng ÷ vi sinh vật mà Vi sinh vật sống đất nước tham gia tích cực vào q trình phân giải xác hữu biến chúng thành CO2 hợp chất vô khác dùng làm thức ăn cho trồng Các vi sinh vật cố định nitơ thực việc biến khí nitơ (N2) khơng khí thành hợp chất nitơ (NH3, NH +4 ) cung cấp cho cối Vi sinh vật có khả phân giải hợp chất khó tan chứa P, K, S tạo vòng tuần hồn tự nhiên Vi sinh vật tham gia vào q trình hình thành chất mùn Vi sinh vật tham gia tích cực vào việc phân giải phế phẩm công nghiệp, phế thải đô thị, phế thải công nghiệp có vai trò quan trọng việc bảo vệ mơi trường Các vi sinh vật gây bệnh lại tham gia vào việc làm nhiễm mơi trường nơi có điều kiện vệ sinh Vi sinh vật có vai trò quan trọng lượng (sinh khối hố thạch dầu hoả, khí đốt, than đá) Trong nguồn lượng mà người hy vọng khai thác mạnh mẽ tương lai có lượng thu từ sinh khối Sinh khối khối lượng chất sống sinh vật Vi sinh vật lực lượng sản xuất trực tiếp ngành công nghiệp lên men chúng sản sinh nhiều sản phẩm trao đổi chất khác Nhiều sản phẩm sản xuất công nghiệp (các loại axit, enzim, rượu, chất kháng sinh, axit amin, vitamin ) Hiện người ta thực thành công công nghệ di truyền vi sinh vật Đó việc chủ động chuyển gen hay nhóm gen từ vi sinh vật hay từ tế bào vi sinh vật bậc cao sang tế bào vi sinh vật khác.Vi sinh vật mang gen tái tổ hợp nhiều mang lại lợi ích to lớn sản sinh quy mô công nghiệp sản phẩm trước chưa tạo thành vi sinh vật Trong cơng nghiệp tuyển khống, nhiều chủng vi sinh vật sử dụng để hoà tan kim loại quý từ quặng nghèo từ bãi chứa xỉ quặng Vi sinh vật có hại thường gây bệnh cho người, cho gia súc, gia cầm, tôm cá trồng Chúng làm hư hao biến chất lương thực, thực phẩm, vật liệu, hàng hoá Chúng sản sinh độc tố có độc tố nguy hiễm Chỉ riêng công virut HIV đủ gây cuối kỷ XX khoảng 30 ÷ 50 triệu người nhiễm HIV 1.3 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM VỀ HÌNH THÁI VÀ SINH LÝ CỦA CÁC NHĨM GIỚI VI SINH VẬT 1.3.1 Hình thái cấu tạo tế bào vi sinh vật nhân nguyên thuỷ Vi sinh vật nhân nguyên thuỷ bao gồm: Vi khuẩn thật (Eubacteria) vi khuẩn cổ (Archaebacteria) Trong vi khuẩn thật lại gồm nhiều nhóm khác nhau, chủ yếu vi khuẩn (Bacteria), xạ khuẩn (Actinomycetes), vi khuẩn lam (Cyanobacteria) nhóm vi khuẩn nguyên thuỷ Micoplatma (Micoplasma), Ricketxi (Ricketsia), Clamidia (chlamydia) 1.3.1.1 Vi khuẩn Vi khuẩn có nhiều hình thái, kích thước xếp khác Đường kính phần lớn vi khuẩn thay đổi khoảng 0,2 ÷ 2,0 μm, chiều dài thể khoảng 2,0 ÷ 8,0 μm Những hình dạng chủ yếu vi khuẩn hình cầu, hình que, hình dấu phẩy, hình xoắn, hình có ống, hình có sợi Ở vi khuẩn hình cầu (cầu khuẩn - coccus) tuỳ theo hướng mặt phẳng phân cắt cách liên kết mà ta có: song cầu khuẩn (Diplococcus), liên cầu khuẩn (Streptococcus), tứ cầu khuẩn (Graffkya), tụ cầu khuẩn (Staphylococcus) Ở vi khuẩn hình que- trực khuẩn (Bacillus); Bacterium gặp dạng đơn, dạng đơi, dạng chuỗi Ở vi khuẩn hình xoắn có dạng hình dấu phẩy: phẩy khuẩn (Vibrio), hình xoắn thưa (Xoắn khuẩn- Spirillum) , hình xoắn khít (Xoắn thể- Spirochaetes) Ngồi ra, gặp hình dạng khác vi khuẩn (hình khối vng, khối tam giác, khối hình ) Chi Beggiatoa Saprospira có tế bào nối dài dạng sợi, chi Caryophanon có tế bào hình đĩa xếp lồng vào xâu đồng xu Tế bào vi khuẩn nhỏ nhẹ Một tỉ trực khuẩn đại tràng Escherichia coli có mg Tiên mao (hay lông roi) sợi lông dài, uốn khúc, mọc mặt số vi khuẩn có tác dụng giúp vi khuẩn chuyển động môi trường lỏng Vi khuẩn di động môi trường lỏng theo kiểu phụ thuộc vào nhiều lý khác nhau, nhiều hoàn toàn ngẫu nhiên Cũng khơng trường hợp tìm đến hay tránh khỏi số yếu tố Ví dụ tìm đến nguồn thức ăn, tìm tới chỗ có ánh sáng, tránh chỗ có hố chất độc hại Vi khuẩn Gram âm (G− ) thường có khuẩn mao, giúp vi khuẩn bám vào giá thể (màng nhầy đường hơ hấp, đường tiêu hố ) Rất nhiều vi khuẩn G− có khuẩn mao vi khuẩn gây bệnh Thê nhân Riboxom Khuẩn nan Thể ẩn nhập Tiên mao Bao nhầy Plasmit Màng tế bào chất Thân tế bào a) + VI KHUẨN Gram dương (G ) (Arthrobacter crystlopoietes) VI KHUẨN Gram âm (G − ) (Lewthrix mucor) Peptidoglican Peptidoglican Màng tế bào chất Màng tế bào chất c) b) Lipopoll saccarit chu chất Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc tế bào vi khuẩn: a- Cấu trúc tế bào vi khuẩn; b- Vi khuẩn G+; c- Vi khuẩn G− So với sinh vật khác, vi khuẩn có tốc độ sinh sản cao điều kiện tối ưu, phát triển nhân đôi tế bào xảy vòng 20 ÷ 30 phút Vi khuẩn sử dụng rộng rãi công nghiệp vi sinh sản xuất axit amin, vitamin, chất bảo vệ thực vật, làm dòng nước thải phương pháp sinh học Dùng vi khuẩn để sản xuất chế phẩm protein từ metan hydro hướng có triển vọng 1.3.1.2 Xạ khuẩn Xạ khuẩn phân bố rộng rãi tự nhiên Trong gam đất nói chung thường có triệu xạ khuẩn Phần lớn xạ khuẩn tế bào Gram dương, hiếu khí, hoại sinh, có cấu tạo dạng sợi phân nhánh (khuẩn ti) Trong số 8000 chất khoáng sinh biết đến giới 80% xạ khuẩn sinh Xạ khuẩn dùng để sản xuất nhiều loại enzim, số vitamin axit hữu Một số xạ khuẩn kỵ khí vi hiếu khí gây bệnh cho người, cho động vật cho trồng Một số xạ khuẩn (thuộc chi Frankia) tạo nốt sần rễ số không thuộc họ đậu có khả cố định nitơ Hệ sợi xạ khuẩn chia thành khuẩn ti chất khuẩn ti khí sinh Đường kính khuẩn ti xạ khuẩn thay đổi khoảng 0,2 ÷ 1,0 μm đến ÷ μm Đa số xạ khuẩn có khuẩn ti khơng có vách ngăn khơng tự đứt đoạn Màu sắc khuẩn ti xạ khuẩn phong phú Có thể có màu trắng, vàng, da cam, đỏ , lục, lam, tím, nâu, đen Khuẩn ti chất phát triển thời gian dài khơng khí thành khuẩn ti khí sinh ADN re cw pm se me ri cp Hình 1.2 Cấu trúc khuẩn ti xạ khuẩn: cp- Tế bào chất; pm- Màng tế bào chât; cw- Thành tế bào; me- Mezoxom; se- Vách ngăn; ri- Riboxom; re: Chất dự trữ Sau thời gian phát triển, đỉnh khuẩn ti khí sinh xuất sợi bào tử Sợi bào tử có nhiều loại hình dạng khác nhau: thẳng, lượn sóng, xoắn, mọc đơn, mọc vòng Một số xạ khuẩn có sinh nang bào tử bên có chứa bào tử nang Khuẩn lạc xạ khuẩn đặc biệt, khơng trơn ướt vi khuẩn nấm men mà thường có dạng thơ ráp, dạng phấn, khơng suốt, có nếp toả theo hình phóng xạ , có tên xạ khuẩn 1.3.1.3 Vi khuẩn lam Vi khuẩn lam trước thường gọi tảo lam (Cyanophyta) Thật nhóm vi sinh vật nhân nguyên thuỷ thuộc vi khuẩn thật Vi khuẩn lam có khả tự dưỡng quang nhờ chứa sắc tố quang hợp chất diệp lục Quá trình quang hợp vi khuẩn lam q trình phosphoryl hóa quang hợp phi tuần hồn, giải phóng oxy xanh Quá trình khác hẳn với trình 10 phosphoryl hố quang hợp tuần hồn khơng giải phóng oxy nhóm vi khuẩn kỵ khí màu tía khơng chứa lưu huỳnh tế bào thuộc Rhodospirillales Vi khuẩn lam khơng thể gọi tảo chúng khác biệt lớn với tảo: Vi khuẩn lam khơng có lục lạp, khơng có nhân thực, có riboxom 7os, thành tế bào có chứa peptidoglican mẫn cảm với penixilin lizozim Đại phận vi khuẩn lam sống nước tạo thành thực vật phù du thuỷ vực Một số phân bố vùng nước mặn giàu chất hữu nước lợ Một số vi khuẩn lam sống cộng sinh Nhiều vi khuẩn lam có khả cố định nitơ có sức đề kháng cao với điều kiện bất lợi, gặp vi khuẩn lam bề mặt tảng đá vùng sa mạc Một số vi khuẩn lam có giá trị dinh dưỡng cao, có chứa số hoạt chất có giá trị y học, lại có tốc độ phát triển nhanh, khó nhiễm tạp khuẩn thích hợp với điều kiện mơi trương đặc biệt (Spirulina thích hợp với pH cao) sản xuất quy mô công nghiệp để thu nhận sinh khối Vi khuẩn lam có hình dạng kích thước khác nhau, chúng đơn bào dạng sợi đa bào 1.3.1.4 Nhóm vi khuẩn nguyên thuỷ Nhóm vi khuẩn có kích thước nhỏ bao gồm loại: Micoplatma, Ricketxi Clamidia Micoplatma vi sinh vật nguyên thuỷ chưa có thành tế bào, loại sinh vật nhỏ sinh giới có đời sống dinh dưỡng độc lập Nhiều loại Micoplatma gây bệnh cho động vật người Micoplatma có kích thước ngang khoảng 150 ÷ 300 nm, sinh sản theo phương thức cắt đơi Chúng sinh trưởng độc lập mơi trường ni cấy nhân tạo giàu dinh dưỡng, phát triển điều kiện hiếu khí lẫn kỵ khí, nghĩa có kiểu trao đổi chất oxy hoá lẫn kiểu trao đổi chất lên men Ricketxi loại vi sinh vật nhân nguyên thuỷ G− tồn tế bào nhân thật Chúng có thành tế bào khơng thể sống độc lập mơi trường nhân tạo 11 Hình 1.3 Hình thái chung vi khuẩn lam: 1- Dạng đơn bào khơng có màng nhầy; 2- Dạng tập đồn; 3- Dạng sợi; 4- Hình trụ, hình cầu, hình elip (có màng nhầy); 5- Oscillatoria; 6- Phormidium ; 7- Lyngbya; 8Schizothrix , Hydrocoleus ; 9- Spirulina, Arthrospira 10- Dạng sợi có tế bào dị hình; 11- Dạng sợi có bào tử; 12- Sợi dính với bào tử; 13-Sợi cách xa bào tử; 14-Tế bào dị hình bên cạnh sợi; 15- Nhánh giả đơn độc; 16- Nhánh giả đôi một; 17- Sợi phân nhánh thực;18- Phân nhánh sợi có bao (nhánh nẩy sinh); 19- Phân nhánh sợi có bao (nhánh phát triển); 20- Phân nhánh bên; 21- Phân nhánh đôi; 22- Phân nhánh dạng chữ V ngược; 23- Vi tiểu bào nang (nannocyst); 24- Sự hình thành ngoại bào tử; 25- Sự hình thành nội bào tử; 26, 27- Hormocyst; 28- Pscudohormogenia; 29Tảo đoạn (hormogonia); 30- Bào tử nghỉ (akinete) hai phía tế bào dị hình; 31Bào tử nghỉ xa tế bào dị hình; 32- Gloeocapsa; 33- Lyngbya; 34- Oscillatoria; 35Phormidium; 36- Anabaenopsis; 37- Cylindrospermum; 38- Anabaena Ricketxi có đặc điểm sau: 12 - Tế bào có kích thước thay đổi, loại nhỏ 0,25 × 1,0 μm, loại lớn 0,6 × 1,2 μm - Tế bào hình que, hình cầu, song cầu, hình sợi - Ký sinh bắt buộc tế bào sinh vật nhân thật Vật chủ thường động vật có chân đốt ve, bọ, rận Các động vật nhỏ bé truyền mầm bệnh qua người - Sinh sản phương thức phân cắt thành hai phần Clamidia loại vi khuẩn bé nhỏ, qua lọc, G−, ký sinh bắt buộc tế bào sinh vật nhân thật Clamidia có chu kỳ sống đặc biệt: dạng cá thể có khả xâm nhiễm gọi nguyên thể Đó loại tế bào hình cầu chuyển động, đường kính nhỏ bé (0,2 ÷ 0,5 μm) Nguyên thể bám vào mặt tế bào vật chủ có tính cảm nhiễm cao Nhờ tác dụng thực bào tế bào vật chủ mà nguyên thể xâm nhập vào tế bào, phần màng bao quanh nguyên thể biến thành không bào Nguyên thể lớn dần lên khơng bào biến thành thuỷ thể Thuỷ thể gọi thể dạng lưới, loại tế bào hình cầu màng mỏng, lớn (đường kính 0,8 ÷1,5 μm) Thuỷ thể liên tiếp phân cắt thành hai phần tạo thành vi khuẩn lạc tế bào chất vật chủ Về sau lượng lớn tế bào lại phân hoá thành nguyên thể nhỏ Khi tế bào vật chủ bị phá vỡ nguyên thể giải phóng xâm nhiễm vào tế bào khác 1.3.2 Hình thái cấu tạo tế bào vi sinh vật nhân thật (eukaryote) Loại bao gồm vi nấm (microfungi), số động vật nguyên sinh, số tảo đơn bào Vi nấm lại chia thành nấm men (yeast) nấm sợi (filamentous fungi) Trong phần xem xét vi nấm (cụ thể nấm men nấm sợi) Nấm men phân bổ rộng rãi tự nhiên, mơi trường có chứa đường, có pH thấp (trong hoa quả, rau dưa, mật mía, rỉ đường, mật ong, đất ruộng mía, đất vườn ăn quả, đất nhiễm dầu mỏ Loại nấm men nhà máy rượu, nhà máy bia thường sử dụng Saccharomyces cerevisiae, có kích thước thay đổi khong 2,5 ữ10 m ì 4,5 ữ21 m Tu loi nấm men mà tế bào có nhiều hình dạng khác Có loại nấm men có khuẩn ti khuẩn ti giả Khuẩn ti giả chưa thành sợi rõ rệt mà nhiều tế bào nối với thành chuỗi dài Có lồi tạo thành váng nuôi cấy môi trường dịch thể Các tế bào nấm men già xuất không bào Trong khơng bào có chứa enzim thuỷ phân, poliphosphat, lipoit, ion kim loại, sản phẩm trao đổi chất trung gian Ngồi tác dụng kho dự trữ, khơng bào có chức điều hồ áp suất thẩm thấu tế bào 13 Sợi nấm khơng có vách ngăn Sợi nấm Vách ngăn Sợi nấm có vách ngăn Hình 1.4 Khuẩn ti nấm Hình 1.6 Sự nẩy mầm bào tử để tạo hệ sợi nấm: 1- Ở nấm Coprinus sterquilinus; 2- Ở nấm Lachnellula willkomii Hình 1.5 Cấu trúc tế bào nấm: 1- Thể biên; 2- Thành tế bào; 3- Màng tế bào; 4- Nhân tế bào; 5- Hạt nhân; 6- Màng nhân ; 7- Không bào; 8- Mạng lưới nội chất; 9- Hạt dự trữ; 10- Ti thể; 11- Tế bào chất Nấm men có nhiều phương thức sinh sôi nẩy nở: Sinh sản vô tính sinh sản hữu tính Nẩy chồi phương pháp sinh sản phổ biến nấm men Ở điều kiện thuận lợi nấm men sinh sối nẩy nở nhanh, tế bào nấm men có chồi Khi chồi xuất enzim thuỷ phân làm phân giải phần polisacarit thành tế bào làm cho chồi chui khỏi tế bào mẹ Vật chất tổng hợp huy động đến 14 chồi làm chồi phình to dần lên, xuất vách ngăn chồi vớí tế bào mẹ Phân cắt hình thức sinh sản chi nấm men Schizosaccharomyces Tế bào dài ra, mọc vách ngăn chia tế bào thành hai phần tương đương Mỗi tế bào có nhân Rất nhiều loại nấm men ứng dụng rộng rãi sản xuất: bia, rượu, nước giải khát, sinh khối, lipit nấm men, enzim, số axit, vitamin B2, axit amin Tuy nhiên có khơng nấm men có hại Có khoảng 13 ÷ 15 lồi nấm men có khả gây bệnh cho người cho động vật chăn nuôi Nấm sợi gọi nấm mốc Chúng phát triển nhanh nhiều nguồn chứa chất hữu gặp khí hậu nóng ấm Trên nhiều vật liệu vơ dính bụi bặm nấm mốc phát triển, sinh axit làm mờ vật liệu Nhiều nấm sợi ký sinh người, động vật, thực vật gây bệnh nguy hiểm Nhiều nấm sợi sinh độc tố gây bệnh ung thư nhiều bệnh tật khác Trong tự nhiên nấm sợi phân bố rộng rãi tham gia tích cực vào chu kỳ tuần hồn vật chất, q trình phân giải chất hữu để hình thành chất mùn Rất nhiều lồi nấm sợi ứng dụng rộng rãi công nghiệp thực phẩm (làm tương, nước chấm, nấu cồn, rượu sakê, axit xitric, axit gluconic ), công nghiệp enzim , công nghiệp dược phẩm, sản xuất thuốc trừ sâu sinh học, kích thích tố sinh trưởng thực vật, sản xuất sinh khối nấm sợi phục vụ chăn nuôi, sản xuất bình nấm giống để mở rộng nghề trồng nấm ăn loại Các nấm có chiều ngang tương tự đường kính nấm men Cấu trúc sợi nấm tương tự cấu trúc tế bào nấm men Bên ngồi có thành tế bào, đến màng tế bào chất, bên tế bào chất với nhân phân hố Màng nhân có cấu tạo hai lớp màng có nhiều lỗ nhỏ Trong nhân có hạch nhân Bên tế bào nấm có không bào, thể màng biên Đỉnh sợi nấm bao gồm chóp nón, chóp nón phần có thành mỏng, phần tạo thành tế bào phần tăng trưởng Ngọn sợi nấm tăng trưởng nhờ phần này.Tiếp phần phần thành cứng hay gọi phần thành thục sợi nấm Bắt đầu từ phần trở xuống chấm dứt tăng trưởng sợi nấm Ở phần tăng trưởng sợi nấm chứa đầy nguyên sinh chất với nhiều nhân, nhiều quan tử, nhiều enzim, nhiều axit nucleic Đây phần định tăng trưởng phân nhánh sợi nấm Khi bào tử nấm rơi vào điều kiện môi trường thích hợp nẩy mầm theo khơng gian ba chiều tạo thành hệ sợi nấm hay gọi khuẩn ty thể Khuẩn ty thể có hai loại: Khuẩn ty chất hay khuẩn ty dinh dưỡng khuẩn ty ký sinh Khuẩn ty chất cắm sâu vào mơi trường khuẩn ty ký sinh phát triển tự khơng khí 15 Bó giá Các dạng biến đổi hệ sợi nấm Thành tế bào có màu xám Biểu bì rỗng Tầng ngồi Tầng Hình 1.7 Các dạng biến đổi hệ sợi nấm hạch nấm 1.3.3 Virut Virut thuộc loại sinh vật phi tế bào, siêu hiển vi, loại virut chứa loại axit nucleic Chúng ký sinh bắt buộc tế bào sống, dựa vào hiệp trợ hệ thống trao đổi chất vật chủ mà chép nucleic, tổng hợp thành phần protein sau tiến hành lắp nối để sinh sản; điều kiện ngồi thể chúng tồn lâu dài trạng thái đại phân tử hoá học khơng sống có hoạt tính truyền nhiễm (theo định nghĩa giáo sư Chu Đức Khánh Đại học Phúc Đán, Trung Quốc) Tuyệt đại đa số virut có kích thước nhỏ, lọt qua lọc vi khuẩn Virut chưa có cấu tạo tế bào, virut goi hạt virut Thành phần chủ yếu hạt virut axit nucleic (AND hay ARN) bao quanh vỏ protein Axit nucleic nằm hạt virut tạo thành lõi hay gen virut Protein bao bọc bên lõi tạo thành vỏ gọi capsit Capsit mang thành phần kháng nguyên có tác dụng bảo vệ lõi nucleic Capsit cấu tạo đơn vị phụ gọi hạt capsit hay capsome Lõi vỏ hộp lại tạo thành nucleocapsit, kết cấu virut Một số virut có cấu tạo phức tạp, bên ngồi capsit có màng bao có chất lipit hay lipoprotein Lúc tế bào nhiễm virut, kính hiển vi quang học thấy đám lớn hạt virut tập hợp lại với tạo thể bao hàm 16 Các virut ký sinh người loài động vật, thực vật, vi sinh vật có ích người thường virut có hại Ngược lại có số virut có ích loại virut ký sinh trùng động vật có hại khác, cỏ dại thực vật có hại khác, vi sinh vật gây bệnh cho người động vật chăn nuôi 1.4 DINH DƯỠNG CỦA VI SINH VẬT 1.4.1 Thành phần tế bào dinh dưỡng vi sinh vật Các chất dinh dưỡng vi sinh vật chất vi sinh vật hấp thụ từ môi trường xung quanh chúng sử dụng làm nguyên liệu để cung cấp cho trình sinh tổng hợp tạo thành phần tế bào để cung cấp cho trình trao đổi lượng Quá trình hấp thụ chất dinh dưỡng để thoả mãn nhu cầu sinh trưởng phát triển gọi trình dinh dưỡng Chất dinh dưỡng phải hợp chất có tham gia vào trình trao đổi chất nội bào Thành phần hoá học tế bào vi sinh vật định nhu cầu dinh dưỡng chúng Thành phần hoá học chất dinh dưỡng cấu tạo từ nguyên tố C, H, O, N, nguyên tố khoáng đa vi lượng Lượng nguyên tố chứa vi sinh vật khác không giống Trong điều kiện nuôi cấy khác nhau, tương ứng với giai đoạn phát triển khác nhau, lượng nguyên tố chứa loài vi sinh vật không giống Trong tế bào vi sinh vật hợp chất phân thành hai nhóm lớn: (1) nước muối khống; (2) chất hữu Nước muối khoáng Nước chiếm đến 70 ÷ 90 % khối lượng thể vi sinh vật Phần nước tham gia vào q trình trao đổi chất vi sinh vật gọi nước tự Đa phần nước vi sinh vật dạng nước tự Nước kết hợp phần nước liên kết với hợp chất hữu cao phân tử tế bào Nước liên kết khả hồ tan lưu động Muối khống chiếm khoảng ÷ % khối lượng khơ tế bào Chúng thường tồn dạng muối sunfat, phosphat, cacbonat, clorua Trong tế bào chúng thường dạng ion Các ion tế bào vi sinh vật luôn tồn tỷ lệ định, nhằm trì độ pH áp suất thẩm thấu thích hợp cho loại vi sinh vật Chất hứu tế bào vi sinh vật chủ yếu cấu tạo nguyên tố: C, H, O, N, P, S Riêng nguyên tố C, H, O, N chiếm tới 90 ÷ 97% tồn chất khơ tế bào Đó nguyên tố chủ yếu cấu tạo nên protein, axit nucleic, lipit, hydratcacbon Trong tế bào vi khuẩn hợp chất đại phân tử chiếm 3,5% , ion vơ có 1% Vitamin có khác lớn nhu cầu vi sinh vật Có vi sinh vật tự dưỡng chất sinh trưởng, chúng tự tổng hợp vitamin cần thiết Nhưng có nhiều vi sinh vật dị dưỡng chất sinh trưởng, chúng đòi hỏi phải cung cấp nhiều loại vitamin khác với liều lượng khác 1.4.2 Nguồn thức ăn cacbon vi sinh vật Căn vào nguồn thức ăn cacbon người ta chia sinh vật thành nhóm sinh lý tự dưỡng dị dưỡng Tuỳ nhóm vi sinh vật mà nguồn cácbon cung cấp 17 chất vô (CO2, NaHCO3, CaCO3 ) chất hữu Giá trị dinh dưỡng khả hấp thụ nguồn thức ăn khác phụ thuộc vào hai yếu tố: thành phần hoá học tính chất sinh lý nguồn thức ăn này, hai đặc điểm sinh lý loại vi sinh vật Thường sử dụng đường làm nguồn cacbon nuôi cấy phần lớn vi sinh vật dị dưỡng Trong môi trường chứa tinh bột trước hết phải tiến hành hồ hố tinh bột nhiệt độ 60 ÷ 700C, sau đun sơi đưa khử trùng Xenluloza đưa vào môi trường nuôi cấy vi sinh vật phân giải xenluloza dạng giấy lọc, dạng xenluloza Khi sử dụng lipit, parafin, dầu mỏ làm nguồn cácbon nuôi cấy số lồi vi sinh vật, phải thơng khí mạnh để tạo giọt nhỏ để tiếp xúc với thành tế bào vi sinh vật Các hợp chất hữu chứa C N (pepton, nước thịt, nước chiết ngô, nước chiết nấm men, nước chiết đại mạch, nước chiết giá đậu ) sử dụng vừa làm nguồn C vừa làm nguồn N vi sinh vật Trong công nghiệp lên men, rỉ đường nguồn cacbon rẻ tiền thích hợp cho phát triển nhiều loại vi sinh vật khác 1.4.3 Nguồn thức ăn nitơ vi sinh vật Nguồn nitơ dễ hấp thụ vi sinh vật NH3 NH +4 Muối nitrat nguồn thức ăn nitơ thích hợp nhiều loại tảo, nấm sợi xạ khuẩn thích hợp nhiều loại nấm men vi khuẩn Thường sử dụng muối NH4NO3 để làm nguồn nitơ cho nhiều loại vi sinh vật Nguồn nitơ dự trữ nhiều tự nhiên nguồn khí nitơ tự (N2) khí Vi sinh vật có khả đồng hoá tốt nitơ chứa thức ăn hữu Nguồn nitơ hữu thường sử dụng để nuôi cấy vi sinh vật pepton loại chế phẩm thuỷ phân không triệt để nguồn protein Nhu cầu axit amin loại vi sinh vật khác khác 1.4.4 Nguồn thức ăn khoáng vi sinh vật Khi tạo môi trường tổng hợp (dùng nguyên liệu hoá chất) bắt buộc phải bổ sung đủ nguyên tố khoáng cần thiết Nồng độ cần thiết nguyên tố vi lượng môi trường thường vào khoảng 10-6÷ 10-8 M Nhu cầu khống vi sinh vật khơng giống lồi, giai đoạn phát triển 1.4.5 Nhu cầu chất sinh trưởng vi sinh vật Một số vi sinh vật muốn phát triển cần phải cung cấp chất sinh trưởng thích hợp Đối với vi sinh vật chất sinh trưởng khái niệm linh động Chất sinh trưởng có ý nghĩa chất hữu cần thiết cho hoạt động sống lồi vi sinh vật khơng tự tổng hợp chúng từ chất khác Như chất coi chất sinh trưởng loại vi sinh vật hồn tồn khơng phải chất sinh trưởng loại vi sinh vật khác 18 Thông thường chất coi chất sinh trưởng loại vi sinh vật chất sau đây: gốc kiềm purin, pirimidin dẫn xuất chúng, axit béo thành phần màng tế bào, vitamin thông thường 1.5 SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH VẬT Sinh trưởng tăng kích thước khối lượng tế bào, phát triển (hoặc sinh sản) tăng số lượng tế bào Khi nói sinh trưởng phát triển vi khuẩn tức đề cập tới sinh trưởng phát triển số lượng lớn tế bào loài Do tế bào vi khuẩn nhỏ nên việc nghiên cứu chúng gặp nhiều khó khăn Sự tăng số lượng khơng phải diễn với tăng sinh khối Vì cần phải phân biệt thơng số số khác xác định số lượng khối lượng vi khuẩn Bảng 1.1 Các thông số số sử dụng xác định số lượng khối lượng vi khuẩn Các thông số cần xác định Đơn vị thể tích Số lần tăng đơi sau đơn vị thời gian Thời gian cần thiết cho tăng đôi Số lượng vi khuẩn Nồng độ vi khuẩn (số tế bào/ ml) Hằng số tốc độ phân chia C (h−1) Thời gian hệ g (h) Khối lượng vi khuẩn Mật độ vi khuẩn (sinh khối khô/ ml) Hằng số tốc độ sinh trưởng μ (h−1) Thời gian tăng đơi (h) Tuỳ theo tính chất thay đổi hệ vi khuẩn có hai phương pháp ni cấy vi khuẩn bản: nuôi cấy tĩnh nuôi cấy liên tục.Trong vi sinh vật học nói đến sinh trưởng nói đến sinh trưởng quần thể Dưới khảo sát mẫu thí nghiệm lí tưởng để theo dõi sinh trưởng phát triển vi khuẩn Nếu số tế bào ban đầu No sau n lần phân chia số tế bào tổng cộng N: N = N o ⋅ 2n (1.1) Giá trị n (số hệ) tính nhờ logarit thập phân: log N = log N o + n log (logN − logN o ) log2 Thời gian hệ (g) xác định theo công thức : t − t1 t g = = log2 n logN − logN o n= (1.2) (1.3) đó: t thời gian vi khuẩn phân chia n lần; t2 − t1 biểu thị sai khác thời gian đầu (t1) thời gian cuối (t2), h 19 Hằng số tốc độ phân chia: n logN − logN o C= = = ⋅ g t log2 t − t1 (1.4) Rõ ràng, thời gian hệ ngắn, vi khuẩn sinh trưởng sinh sản nhanh n Vì (1.5) C = nên n = Ct t Thay giá trị n vào phương trình (1.1), ta có: N = N o ⋅ 2Ct (1.6) Hằng số tốc độ phân chia C phụ thuộc vào số điều kiện: loài vi khuẩn, nhiệt độ nuôi cấy, môi trường nuôi cấy Nhưng sinh trưởng diễn song song với sinh sản, nghiên cứu động học q trình ni cấy liên tục thường theo dõi sinh trưởng sinh sản quần thể vi khuẩn tiêu chuẩn khác Thay cho số tốc độ phân chia (C) dùng số tốc độ sinh trưởng (μ) Như khoảng thời gian dt có tăng dX sinh khối vi khuẩn tỷ lệ với X μ Nghĩa là: dX =μ ⋅X dt (1.7) ⋅ dX μ ⋅X Tích phân phương trình giới hạn (Xo, X) (0, t), ta có: dt = X = X o ⋅ e μt (1.8) Ở Xo lượng sinh khối ban đầu ln X − ln X o μ= Vì t Và chuyển sang logarit thập phân μ = 2,302 (lgX − lgX o ) t − t1 (1.9) Nếu lượng sinh khối (Xo, X) biểu thị số tế bào (No, N) ta xác định mối quan hệ qua lại số tốc độ sinh trưởng (μ) , số tốc độ phân chia (C) thời gian hệ (g) Kết hợp phương trình (1.4) (1.9), ta có : μ = 0,69C = 0,69 g (1.10) 1.5.1 Sinh trưởng phát triển vi khuẩn điều kiện nuôi cấy tĩnh Phương pháp nuôi cấy mà suốt thời gian người ta khơng bổ sung thêm chất dinh dưỡng không loại bỏ sản phẩm cuối trao đổi chất gọi nuôi cấy tĩnh (quần thể tế bào bị giới hạn khoảng thời gian định) Sự 20 sinh trưởng “hệ thống động” tuân theo quy luật bắt buộc [theo pha lag (pha mở đầu), pha log, pha ổn định pha tử vong] 1.5.1.1 Pha lag Pha tính từ lúc bắt đầu cấy log2N đến vi khuẩn đạt tốc độ sinh trưởng cực đại Trong pha lag vi khuẩn chưa phân chia thể tích khối lượng tế bào tăng lên rõ rệt trình tổng hợp chất trước hết log2Ni hợp chất cao phân tử (protein, enzim, = log2Nr axit nucleic) diễn mạnh mẽ Độ dài pha lag phụ thuộc h trước hết vào tuổi ống giống to tr t1 ti thành phần môi trường Thường tế bào h già pha lag dài Hình 1.8 Đồ thị biểu diễn pha lag: Việc tìm hiểu độ dài pha lag 1- Đường thẳng lý tưởng; cần thiết việc phán đoán đặc 2- Đường thẳng thực tế; tính vi khuẩn tính chất mơi (r- Thực tế; i- Lý tưởng) trường Để thuận tiện cho việc tính tốn người ta chuyển phương trình thành phương trình đường thẳng cách sử dụng logarit: lnN = Ct ln + lnN o = = μt + lnN o Và log N = μ log 2e + log N o = = Ct + log N o Pha lag coi khoảng cách thời gian đường thẳng thực nghiệm (hoặc thực tế) đường thẳng lý tưởng song song với mà vi khuẩn, giả dụ trải qua pha lag Gọi thời gian pha lag TL, ta có : TL = t r − t i = = t1 − t o (1.11) Phương trình đường thẳng lý tưởng là: logN i = Ct i + logN Vì: logN i = logN r Có thể viết: logN r = Ct i + logN o logN r − logN o = Ct i ti = logN r − logN o C 21 Thay giá trị ti vào phương trình (11), ta có : logN r − logN o TL = t r − C Như vùng sinh tưởng logarit ,chỉ cần chọn giá trị tr thích hợp biết giá trị Nr tương ứng với số tốc độ phân chia C, ta tính độ dài pha lag TL Tuy nhiên thời gian vật lý (h) giá trị đo thích hợp pha lag Vì người ta thường đo pha lag đơn vị thời gian sinh học thời gian tăng gấp đôi, thời gian hệ, số tốc độ sinh trưởng Biết thời gian hệ (g) ta xác định độ dài thời gian pha lag (TL) gấp lần thời gian hệ Đại lượng gọi lag sinh trưởng Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến pha lag, ba yếu tố đáng ý gồm: tuổi cấy giống, lượng cấy giống (trong công nghiệp lên men, tỷ lệ cấy giống thường mức 1/10) thành phần môi trường 1.5.1.2 Pha log Trong pha vi khuẩn sinh trưởng phát triển theo luỹ thừa, nghĩa sinh khối ct μt số lượng tế bào tăng theo phương trình: N = No.2 hay X = Xo.C Trong pha kích thước tế bào, thành phần hố học, hoạt tính sinh lý không thay đổi theo thời gian Nếu lấy trục tung logarit số tế bào đường biểu diễn sinh trưởng theo luỹ thừa vi khuẩn đường thẳng Vì pha sinh trưởng theo luỹ thừa vi khuẩn biểu diễn phụ thuộc theo đường thẳng thời gian logarit số tế bào nên pha gọi pha logarit Thường dùng logarit số thích hợp thay đổi đơn vị log2 trục tung tăng đơi số lượng vi khuẩn thời gian cần để tăng đơn vị log2 lại thời gian hệ Thời gian hệ (hoặc thời gian tăng đôi) g, số tốc độ phân chia C số tốc độ sinh trưởng μ ba thông số quan trọng pha log Các số C μ tính từ phương trình: log 2X − log X μ= log 2e(t − t ) Trong điều kiện thí nghiệm điều chỉnh cho tốc độ sinh trưởng vi khuẩn mẫn cảm, nghĩa phụ thuộc vào yếu tố Trong trường hợp yếu tố cho yếu tố hạn chế tốc độ sinh trưởng Chất dinh dưỡng hạn chế đường, axit amin, chất vô Mối quan hệ số C μ với nồng độ chất dinh dưỡng hạn chế biểu diễn qua phương trình: [S ] C = C max K S + [S ] 22 Và μ = μ max [S ] K S + [S ] đó: Cmax μmax - số tốc độ phân chia số tốc độ sinh trưởng cực đại; KS - số bão hoà [S] nồng độ chất dinh dưỡng hạn chế 1.5.1.3 Pha ổn định Trong pha quần thể vi khuẩn trạng thái cân động học Số tế bào sinh số tế bào cũ chết Kết số tế bào sinh khối không tăng không giảm Nguyên nhân tồn pha ổn định tích luỹ sản phẩm độc trao đổi chất việc cạn kiệt chất dinh dưỡng Sự tăng sinh khối tổng cộng tỷ lệ thuận với nồng độ ban đầu chất dinh dưỡng hạn chế G = K.C đó: G - độ tăng sinh khối tổng cộng; C - nồng độ ban đầu chất dinh dưỡng hạn chế; K - số hiệu suất: G K = C Hằng số hiệu suất K thường biểu thị số miligam chất khô mg chất dinh dưỡng Đối với loại đường, K thường dao động khoảng từ 0,20 đến 0,30 nghĩa từ 100 g đường tạo thành 20 ÷ 30 mg khối lượng khô tế bào Lượng sinh khối đạt pha ổn định gọi hiệu suất sản lượng Sản lượng phụ thuộc vào tính chất số lượng chất dinh dưỡng sử dụng vào điều kiện ni cấy Đó sai khác số lượng vi khuẩn cực đại khối lượng vi khuẩn ban đầu (hình 1.9 ): Xε = Xmax − Xo Tỷ lệ sản lượng tế bào lượng chất tiêu dùng có ý nghĩa quan trọng Nếu biểu thị hai đại luợng thành đơn vị khối lượng gọi tỷ lệ (X/S) hệ số kinh tế (Y) Nếu tính sản lượng gam chất tiêu dùng mol gọi hệ số kinh tế mol (Ym) Nếu biết logX logXmax đường phân huỷ chất cho hiệu suất ATP kết phân huỷ này, tính sinh khối vi khuẩn (gam) logX mol ATP Ta gọi hệ số logXo lượng (YATP) t 1.5.1.4 Pha tử vong Hình 1.9 Tính sản lượng Trong pha số lượng tế bào có vi khuẩn khả sống giảm theo luỹ thừa Chưa có quy luật chung cho pha tử vong 23 Sự chết tế bào nhanh hay chậm, có liên quan đến tự phân hay không tự phân Trong trường hợp mơi trường tích lũy axit ngun nhân làm chết tế bào tương đối rõ nồng độ chất dinh dưỡng thấp mức cần thiết hậu giảm hoạt tính trao đổi chất, phân huỷ chất dự trữ cuối dẫn đến chết hàng loạt tế bào Ngồi đặc tính thân chủng vi sinh vật, tính chất sản phẩm trao đổi chất tích luỹ lại ảnh hưởng đến tiến trình pha tử vong 1.5.2 Sinh trưởng phát triển vi khuẩn trình ni cấy liên tục Trong thực tiển sản xuất cần cung cấp cho vi sinh vật điều kiện ổn định để thời gian dài chúng sinh trưởng pha log Dĩ nhiên mức độ cấy chuyền tế bào nhiều lần vào môi trường dinh dưỡng Đơn giản nên đưa liên tục môi trường dinh dưỡng vào bình ni cấy vi khuẩn đồng thời loại khỏi bình lượng tương ứng dịch vi khuẩn Đây sở phương pháp ni cấy liên tục thiết bị nuôi cấy liên tục Giả sử có bình ni cấy vi khuẩn sinh trưởng, phát triển Liên tục bổ sung vào bình mơi trường có thành phần khơng đổi Thể tích bình ni cấy khơng đổi, nghĩa lượng mơi trường bổ sung cân với lượng môi trường tốc độ Gọi thể tích bình V (lít), tốc độ dòng mơi trường vào f (lít/h) tốc độ pha lỗng (hệ số pha loãng) D f/V Đại lượng D biểu thị thay đổi thể tích sau Nếu vi khuẩn không sinh trưởng phát triển, chúng bị rút khỏi bình ni cấy với tốc độ: dx V − =− = DX dt : X - sinh khối tế bào, g/l Tốc độ sinh trưởng quần thể vi khuẩn bình biểu diễn phương trình: dx V+ = = μX dt Tốc độ thay đổi cuối (tăng giảm) mật độ vi khuẩn nuôi cấy liên tục sai khác tốc độ tăng V + tốc độ giảm V − : dx V = V + −V − = = (μ − D )X dt Nếu μ > D giá trị V = dx/dt có giá trị dương, nghĩa mật độ vi khuẩn bình tăng, ngược lại μ < D, V có giá trị âm mật độ vi khuẩn bình giảm Trong trường hợp đặc biệt μ = D, ta có V = 0, nghĩa mật độ tế bào không tăng không giảm theo thời gian, quần thể vi khuẩn trạng thái cân động học Nếu bình thí nghiệm có thiết bị trì cho μ luôn D, ta thu quần thể vi khuẩn sinh trưởng phát triển theo luỹ thừa thường xuyên mật độ tế bào không đổi không phụ thuộc vào thời gian Trong trường hợp khơng kích thước trung bình tế bào mà môi trường nuôi cấy không đổi không 24 phụ thuộc vào thời gian Điều này, mặt tạo điều kiện cho việc nghiên cứu sinh trưởng sinh lý tế bào vi khuẩn, mặc khác cải thiện trình sản xuất sinh khối vi sinh vật quy mô công nghiệp Nuôi cấy tĩnh coi hệ thống đóng, quần thể tế bào sinh trưởng phải trải qua pha mở đầu, logarit, ổn định tử vong Mỗi pha sinh trưởng đặc trưng điều kiện đinh Việc tự động hố pha khó thực Ni cấy liên tục, trái lại, hệ thống mở có khuynh hướng dẫn đến việc thiết lập cân động học Yếu tố thời gian đây, phạm vi định, bị loại trừ Tế bào cung cấp điều kiện không đổi, nhờ việc điều chỉnh tự động Có thể biểu thị tốn học q trình ni cấy liên tục cách đơn giản sau: ⎛ dx ⎞ ⎛ dx ⎞ V ⋅ ⎜ ⎟ = QX o − QX +V ⎜ − ⎟ ⎝ dt ⎠ ⎝ dt ⎠ G V - thể tích dịch ni, l Q - hệ số dòng chảy, l/ h G - biểu thị tăng trưởng ⎛ dx ⎞ ⎛ ds ⎞ V ⋅ ⎜ ⎟ = QSo − QS +V ⎜ − ⎟ ⎝ dt ⎠ ⎝ dt ⎠ C C - biểu thị tiêu hao Bởi ⎛ ds ⎞ −⎜ ⎟ ⎝ dt ⎠C ⎛ ⎞ ⎜ − ⎟ dx −1 ⎞ ⎟ ⋅ ⎛⎜ ⋅ μX =⎜ ⎟X = YX S ⎜ dx ⎟ ⎝ X dt ⎠ ⎜ ⎟ ⎝ dt ⎠ Yx/S = g sinh khối/ g chất ds Thay vào coi = , ta có : dt X dx YX S = = ds S0 − S Ở trạng thái ổn định, hiệu suất sinh trưởng biểu đạt lượng sinh khối X nồng độ chất S Theo mơ hình Monod thì: S μ = D = μm KS +S ⎛ D ⎞ ⎟⎟ S = K S ⎜⎜ ⎝ μm − D ⎠ Thay vào cơng thức tính YX/S, ta có: X =Y X ⎡ S D ⎞⎤ ⎟⎟⎥ ⎝ μm − D ⎠ ⎦ (So − S ) = Y X S ⎢So − K S⎛⎜⎜ ⎣ Suy đơn vị thời gian để thu sinh khối là: 25 D x = DY X ⎡ S ⎢So ⎣ ⎛ D ⎞⎤ ⎟⎟⎥ − K S⎜⎜ ⎝ μm − D ⎠⎦ Đồng thời biết lúc: ⎛ kS D m = μm ⎜ − ⎜ k S + So ⎝ 26 ⎞ ⎟ DX sinh khối cực đại ⎟ ⎠ ... THUẬT VI SINH VẬT 1.1 NHỮNG KIẾN THỨC TỔNG QUÁT VỀ CÁC LĨNH VỰC VI SINH VẬT VÀ PHÂN LOẠI Vi sinh vật (từ tiếng Hy Lạp mikros - nhỏ, bios - sống, logos - học thuyết) phần ngành khoa học sinh học nghiên... đến cần thiết phải phân loại cách khoa học có sở Hiện có hai cách phân loại vi sinh vật Cách thứ theo hệ thống, cách thứ hai dựa theo cấu tạo nhân vi sinh vật Theo cách phân loại thứ vi sinh vật... dưỡng, hoại sinh, ký sinh, cộng sinh ) Trong sinh vật bậc cao (thực vật, động vật) có hình thái khác xa lại gần gũi với đặc điểm sinh lý 1.2 VAI TRÒ CỦA VI SINH VẬT TRONG TỰ NHIÊN VÀ TRONG NỀN