Cấu trúc tế bào và sinh sản của vi khuẩn trong thực phẩm

Cấu tạo tế bào vi khuẩn

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). 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).

Sinh sản ở vi khuẩn

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. 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. 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.

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.

Hình thái xạ khuẩn

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

Vi sinh vật nhân thật (Eukaryote) Một số nội dung cốt lừi cần ụn tập

Nấm men

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. Những tảo sống ở lớp nước phía trên được gọi là Tảo phù du (Phytoplankton) còn những tảo sống bám dưới đáy thủy vực, bám trên các vật sống hay thành tàu thuyền được gọi là Tảo đáy (Phytobentos). Dạng tảo cộng sinh với nấm thành Địa y cũng là dạng phân bố rất rộng rãi và nhiều loài đã được khai thác dùng làm dược phẩm, nước hoa, phẩm nhuộm và các mục đích kinh tế khác (hiện đã biết tới 20 000 loài Địa y thuộc 400 chi khác nhau).

Vi tảo (Microalgae) là một nhóm vi sinh vật có diệp lục tố và có khả năng quang năng tự dưỡng tạo các hợp chất hữu cơ từ các hợp chất vô cơ. Vi tảo được chia thành 10 ngành:. Cyanophyta Ngành Tảo lam hay vi khuẩn lam 2. Prochlorophyta Ngành Tảo tiền lục. Rhodophyta Ngành Tảo đỏ. Heterokontophyta Ngành Tảo lông roi lệch 5. Haptophyta Ngành Tảo lông roi bám 6. Eustigmatophyta Ngành Tảo hạt. Cryptophyta Ngành Tảo hai lông roi 8. Dinophyta Ngành Tảo hai rãnh 9. Euglenophyta Ngành Tảo mắt 10. Chlorophyta Ngành Tảo lục. Mỗi ngành này đều có đặc điểm tiến hóa riêng. Hình thái vi tảo. Các loài tảo khác nhau có hình dạng và kích thước khác nhau. Tuy nhiên có thể sắp các cấu trúc của vi tảo theo các dạng sau:. 1) Kiểu Monad: Tảo đơn bào, sống đơn độc hay thành tập đoàn, chuyển động nhờ lông roi. 2) Kiểu Pamella: Tảo đơn bào, không có lông roi, cùng sống chung trong bọc chất keo thành tập đoàn dạng khối có hình dạng nhất định hoặc không. Các tế bào trong tập đoàn không có liên hệ phụ thuộc nhau. Thường thấy ở tảo lục Chlamnyclomonas. 3) Kiểu Hạt: Tảo đơn bào, không có lông roi, sống đơn độc. 4) Kiểu Tập đoàn: Các tế bào sống thành tập đoàn và giữa các tế bào có liên hệ với nhau nhờ tiếp xúc trực tiếp hay thông qua các sợi sinh chất. 5) Kiểu Sợi: Cấu tạo thành tản (thallus) đa bào do tế bào chỉ phân đôi theo cùng một mặt phẳng ngang tạo thành dạng sợi, sợi có phân nhánh hoặc không. 6) Kiểu Bản: Tản đa bào hình lá do tế bào sinh trưởng ở đỉnh hay ở gốc phân đôi theo các mặt phẳng cả ngang lẫn dọc. Thấy ở một số tảo lục (Prasiola ulva), tảo nâu (Punctaria), tảo đỏ (Porphyvra). 7) Kiểu Ống: Tản là một ống chứa nhiều nhân, có dạng sợi phân nhánh hay dạng cây có thân , lá và rễ giả (rhizoid). Virus là các vi sinh vật không có cấu tạo tế bào mang các nucleic acid, chỉ có thể nhân lên trong các tế bào chủ và sử dụng bộ máy trao đổi chất và ribosome của tế bào chủ để tổng hợp nên các bộ phận cấu thành sau đó lắp ráp các bộ phận này tạo thành các hạt virus gọi là các virion mang bộ gene virus và có thể nhiễm vào các tế bào chủ khác.

Hình thái và cấu tạo virus Cấu tạo cơ bản

Căn cứ vào loại tế bào vật chủ ta có thể gọi các virus động vật (ký sinh tế bào động. vật), virus thực vật (ký sinh tế bào thực vật) và thực khuẩn thể (bacteriophase = virus ăn vi khuẩn, gọi tắt là các phage) có khả năng nhiễm vào tế bào vi khuẩn. Các DNA polymerase của tế bào chủ tạo các mRNA sớm xúc tác cho quá trình phiên mã của bộ gene virus sau đó các mRNA muộn hơn có thể được tổng hợp bởi RNA polymerase của virus hay RNA polymerase của vi khuẩn bị biến đổi. Khi các mRNA muộn được dịch mã, các loại protein điều hòa và protein cấu trúc được tổng hợp và các protein điều hòa của virus tiếp tục kiểm soát sự phiên mã tiếp sau đó.

Khi DNA của tế bào chủ bị biến đổi, bộ gene của virus kiểm soát toàn bộ hoạt động của tế bào để tạo ra các cấu phần của nó: các nucleotides cho quá trình tạo DNA, protein thành phần tạo lớp vỏ capsid (gồm đầu, ống đuôi và các sợi đuôi).

Sinh lý vi sinh vật 3.1. Dinh dưỡng vi sinh vật

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật

Tia UV mang năng lượng cao và có khả năng đâm xuyên vào tế bào gây đột biến DNA, làm dimer hóa các base của DNA đặc biệt là dimer Thymine-Thymine làm ngừng sự sao chép và phiên mã dẫn đến mất một số chức năng biến dưỡng hoặc sinh hóa khác, tùy thuộc vào điểm bị độ biến mà mất chức nào nào do vùng gen đó quy định. Nhược trương : Khi nồng độ chất hòa tan trong môi trường cao hơn nồng độ chất hòa tan trong tế bào, nước từ trong tế bào sẽ bị hút ra bên ngoài môi trường bên ngoài làm co nguyên chất của tế bào vi sinh vật làm thay đổi khả năng trao đổi chất của tế bào dẫn đến ngừng sinh trưởng của vi sinh vật. Ảnh hưởng của các độc tố, các chất sát khuẩn: Nhiều chất hóa học có khả năng tiêu diệt vi sinh vật, như: các hợp chất phenol, các alcohol, halogen, kim loại nặng, các peroxid, các thuốc nhuộm, xà phòng, chất tẩy rửa tổng hợp của các muối amon bậc bốn….

 Nhóm vi sinh vật tự dưỡng quang năng: thường là nhóm vi sinh vật có sắc tố xanh, tím, nâu, đỏ… Quá trình hấp thu CO2 của những loại vi khuẩn này hoàn toàn giống như ở thực vật, nhưng khác ở chỗ thực vật dùng nước để khử carbon còn ở vi sinh vật thì dùng H2S để khử carbon.

Sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật

Quá trình nuôi cấy/lên men tĩnh hay còn gọi là nuôi cấy theo chu kỳ là quá trình nuôi cấy vi sinh vật mà môi trường dinh dưỡng chỉ được cho vào lúc đầu và không thêm chất dinh dưỡng cho đến khi kết thúc quá trình nuôi cấy. Nếu mục đích của quá trình nuôi cấy là thu lấy sinh khối tế bào có hoạt tính mạnh hoặc các hợp chất có hoạt tính sinh học, nên kết thúc và thu nhận sản phẩm ở cuối giai đoạn này là tốt nhất. Nuôi cấy liên tục là phương pháp người ta cho liên tục môi trường cơ chất vào canh trường đang lên men ở đầu pha ổn định và lấy liên tục sản phẩm của quá trình lên men ra khỏi hệ thống lên men.

Sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trong điều kiện nuôi cấy liên tục Ở nuôi cấy liên tục không có pha suy vong và sinh khối trong pha ổn định kéo dài mãi (về mặt lý thuyết).