Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Vi sinh thực phẩm: Chương 4 Dinh dưỡng và nuôi cấy vi sinh vật, gồm các nội dung chính như sau: Dinh dưỡng trong MT nuôi cấy vi sinh vật; Các dạng môi trường nuôi cấy; Các quy luật sinh trưởng của vi sinh vật; Phương pháp xác định số lượng vi sinh vật. Mời các bạn cùng tham khảo!
CHƯƠNG IV DINH DƯỠNG VÀ NUÔI CẤY VSV 4.1 Dinh dưỡng MT nuôi cấy vsv 4.2 Các dạng môi trường nuôi cấy 4.3 Các quy luật sinh trưởng VSV 4.4 Phương pháp xác định số lượng VSV 4.1 Dinh dưỡng MT nuôi cấy vsv Thành phần dinh dưỡng mơi trường Cacbon Ni tơ Khống Hữu Hữu Vô Vô Vitamine … 81 Vai trị ngun tố hóa học tế bào vi sinh vật Nguyên tố Chức Hydro Thành phần nước tế bào phân tử hữu tế bào Oxigen Thành phần nước tế bào nhiều phân tử hữu Chất nhận điện tử cuối hơ hấp hiếu khí Carbon Thành phần phân tử chất hữu tế bào Nito Thành phần amino acid nên thành phần protein Hiện diện nucleotide tạo nên acid nucleic, coenzyme ATP Lưu huỳnh Được tìm thấy cystein methionine - vậy, thành phần quan trọng nhiều protein Có mặt coenzyme, ví dụ co-carboxylase Phospho Được tìm thấy acid nucleic, DNA RNA Hiện diện phospholipid phần màng tế bào Tìm thấy coenzyme Kali Là loại cation tế bào có vai trị quan trọng việc trì áp suất thẩm thấu bên tế bào Có vai trị cofactor enzyme Magne Địi hỏi trì cấy trúc vững màng tế bào, ribosome, DNA, RNA Hoạt động cofactor vài loại enzyme Canxi Có thể bổ sung vào cấu trúc vách tế bào Là thành phần vi khuẩn nội bào tử Sắt Thành phần quan trọng nhiễm sắc thể hơ hấp nội bào Là cofactor vài loại enzyme vi lượng Thành phần hệ thống enzyme coenzyme 4.1.1.Thành phần dinh dưỡng mơi trường - cacbon • Carbohydrate: – Đường: glucose, fructose, lactose, galactose, maltose – Tinh bột: ngũ cốc, loại củ • Một số VSV sử dụng trực tiếp tinh bột (amylase) VD: Aspergillus niger, Rhizopus, số nấm men – Rỉ đường: 30% saccharose – Huyết sữa (whey): • 50% chất khơ, 20-25% protein, vitamin, khống – Cellulose: • Ví dụ: Trichoderma viride, Asp niger • Để sinh tổng hợp cellulase Tùy thuộc vào nhóm VSV mà nguồn carbon cung cấp vơ hay hữu 82 4.1.1.Thành phần dinh dưỡng MT – cacbon (tt) Căn vào nguồn thức ăn C, chia VSV thành: a) Nhóm tự dưỡng (autotroph): Tự dưỡng quang (photoautotroph, photolithotrophs): Vd: tảo, số vi khuẩn quang hợp lưu huỳnh Tự dưỡng hóa (chemoautotroph, chemolithotrops): Tự dưỡng hóa năng: dùng C vơ CO2 lượng từ hc vô trạng thái khử: H2S, S, NH3, Fe2+ b) Nhóm dị dưỡng (heterotroph): Dị dưỡng quang (photoheterotroph): VD: VK quang hợp không chứa lưu huỳnh, số tảo Dị dưỡng hóa (chemoautotroph): Hoại sinh: Kiểu dinh dưỡng VSV 83 4.2 Các dạng môi trường nuôi cấy MT nuôi nhiều loại VSV thuộc nhóm đặc biệt Duy trì VSV mơi trường ni cấy Phân biệt nhóm VSV khác Phân lập nhóm VSV đặc biệt dạng VSV từ mơi trường đó, từ thực phẩm Giúp định danh VSV Xét nghiệm chất dinh dưỡng hợp chất chống VSV Các bước chuẩn bị môi trường nuôi cấy 84 4.3 Các quy luật sinh trưởng VSV • Sinh trưởng: tăng lên kích thước, khối lượng tế bào gắn liền với tổng hợp hợp chất cao phân tử dẫn đến hình thành cấu tạo tb • Nếu tăng kích thước, khối lượng ko có tổng hợp hợp chất cao phân tử dẫn đến hình thành cấu tạo trương nở • Nếu mt thiếu dinh dưỡng, tb sử dụng chất dự trữ, giảm khối lượng ko gọi sinh trưởng • Sinh sản: tăng lên số lượng tb 4.3 Các quy luật sinh trưởng VSV (tt) Nuôi cấy tĩnh: thời gian nuôi không thêm chất dinh dưỡng, không loại bỏ SP trao đổi chất Đường cong sinh trưởng VSV nuôi cấy tĩnh 85 4.3 Các quy luật sinh trưởng VSV (tt) Pha lag – Pha tiềm phục Pha lag gì? Nguyên nhân tồn pha lag? Độ dài pha lag = f (Tuổi giống, thành phần môi trường, lượng giống cấy ban đầu) 4.3 Các quy luật sinh trưởng VSV (tt) Pha log: Tb bắt đầu phân chia Vk sinh trưởng phát triển theo lũy thừa, sinh khối số lượng tb tăng theo phương trình: N= No* 2n N: tổng số tế bào n: số lần phân chia No: số tế bào ban đầu Đường biểu diễn sinh trưởng theo lũy thừa vi khuẩn đường thẳng Hoạt tính sinh lý tb pha log nào? 86 4.3 Các quy luật sinh trưởng VSV (tt) Thời gian hệ T: thời gian phân chia hệ T2: thời gian cuối T1: thời gian đầu Hằng số tốc độ phân chia 4.3 Các quy luật sinh trưởng VSV (tt) Pha ổn định: Quần thể trạng thái cân động Số tb sinh = số tb cũ chết nên sinh khối không tăng không giảm Lượng tb & sinh khối = max Nguyên nhân tồn pha ổn định: Sự cạn chất dinh dưỡng Mật độ lớn quần thể vi khuẩn Sự tích lũy sản phẩm trao đổi chất, chất độc Hoạt động sống, trạng thái sinh lý tb: Tb sử dụng chất dự trữ, phân hủy phần ribosom tổng hợp số enzim bổ sung Tb mẫn cảm với tác nhân MT bị chết trước, tb tạo (ít), số khơng chết khơng sinh sản tạo thành trạng thái cân động 87 4.3 Các quy luật sinh trưởng VSV (tt) Pha suy vong: Số tế bào sống giảm theo lũy thừa Các tb tự phân nhờ enzim thân Ở vi khuẩn sinh bào tử hình thành bào tử Sự chết tế bào diễn nhanh hay chậm có liên quan đến tự phân hay khơng tự phân tế bào Do sức sống lớn bào tử bị chết chậm Nguyên nhân tử vong: •Nồng độ chất dinh dưỡng giảm thấp làm giảm hoạt tính trao đổi chất, phân hủy chất dự trữ cuối dẫn đến chết hàng loạt tế bào •Đặc tính thân chủng vi sinh vật •Tính chất sản phẩm trao đổi chất 4.3 Các quy luật sinh trưởng VSV (tt) Hiện tượng sinh trưởng kép Nguyên nhân: VK sinh trưởng kép môi trường chứa nguồn C gồm chất hữu khác VSV đồng hóa nguồn C mà ưa thích nhất, đồng thời chất thứ kìm hãm tổng hợp enzim để đồng hóa chất thứ Khi nguồn C thứ hết, nguồn C thứ cảm ứng tổng hợp nên enzim cần cho việc chuyển hóa Q trình tổng hợp đòi hỏi thời gian định Đó lí có pha log thứ Hiện tượng sinh trưởng kép không giới hạn nguồn carbon mà thấy nguồn nito phospho 88 4.3 Các quy luật sinh trưởng VSV (tt) Sinh trưởng & phát triển VSV nuôi cấy liên tục Cơ sở phương pháp: Cung cấp cho vsv điều kiện ổn định để thời gian dài chúng sinh trưởng pha log MT dinh dưỡng đưa liên tục vào bình ni cấy đồng thời loại khỏi bình lượng dịch tương ứng 4.4 Phương pháp xác định số lượng VSV PP đếm trực tiếp: Đếm trực tiếp buồng đếm hồng cầu PP đo độ đục PP đo mật độ quang … PP đếm gián tiếp: Nuôi cấy thạch đĩa Nuôi cấy màng petrifilm … 89 ĐỊNH LƯỢNG BẰNG PP ĐẾM TẾ BÀO TRÊN BĐHC Đếm trực tiếp BĐHC: vsv đơn bào có kích thước lớn nấm men, mốc, tảo … xác định trực tiếp BĐHC KHV Pha lỗng mẫu cho nhỏ buồng đếm có khoảng - 10 tế bào ĐỊNH LƯỢNG BẰNG PP ĐẾM TẾ BÀO TRÊN BĐHC Pha loãng mẫu Đưa dịch mẫu vào BĐHC Quan sát KHV 10x Đếm tế bào (KHV 40x) Tính kết N = a/80 x 4000 x 103 (tb/ g (ml) 90 ĐỊNH LƯỢNG BẰNG PP ĐẾM TẾ BÀO TRÊN BĐHC(tt) Quan sát BĐHC KHV 10x Chuyển sang vk 40x đếm tế bào ô vuông lớn theo vị trí đường chéo góc khu vục “middle square” ĐỊNH LƯỢNG BẰNG PP ĐẾM TẾ BÀO TRÊN BĐHC(tt) VK 10x VK 40x 91 ĐỊNH LƯỢNG BẰNG PP ĐẾM TẾ BÀO TRÊN BĐHC(tt) Tính kết sau đếm tế bào BĐHC KHV 40x N = a/80 x 4000 x 103 x 10n (tb/ g (ml) N: số tế bào/ml (g) a: tổng số tế bào đếm theo vị trí đường chéo góc “middle square” (tế bào) 80: tổng số ô vuông nhỏ/ ô vuông lớn 1/4000: thể tích ô vuông nhỏ (mm3) 103: hệ số chuyển đổi từ mm3 sang ml (g) 10 –n: nồng độ pha lỗng đếm PP ni cấy thạch (thạch đĩa) 92 PP nuôi cấy thạch (PP MPN) 4.4 PP xđ số lượng VSV – nuôi petrifilm Colifrom Nhỏ mẫu (1 ml) Tổng số VK hiếu khí Dễ thao tác Tiết kiệm không gian ủ Không phải khử trùng môi trường 93 Sample preparation Sample Plating Incubation Result CHƯƠNG V CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA VSV 5.1 Nhiệt độ 5.2 Nước hoạt độ nước 5.3 pH 5.4 Oxy q trình oxy hóa khử 5.5 Ánh sáng, tia chiếu xạ 5.6.Các yếu tố hóa học 5.7 Các yếu tố sinh học 94 ... loạt tế bào •Đặc tính thân chủng vi sinh vật •Tính chất sản phẩm trao đổi chất 4. 3 Các quy luật sinh trưởng VSV (tt) Hiện tượng sinh trưởng kép Nguyên nhân: VK sinh trưởng kép môi trường chứa... từ mơi trường đó, từ thực phẩm Giúp định danh VSV Xét nghiệm chất dinh dưỡng hợp chất chống VSV Các bước chuẩn bị môi trường nuôi cấy 84 4.3 Các quy luật sinh trưởng VSV • Sinh trưởng: tăng lên... gọi sinh trưởng • Sinh sản: tăng lên số lượng tb 4. 3 Các quy luật sinh trưởng VSV (tt) Nuôi cấy tĩnh: thời gian nuôi không thêm chất dinh dưỡng, không loại bỏ SP trao đổi chất Đường cong sinh