Giáo trình Vi sinh vật và thực phẩm - Chương 3: Các quá trình sinh lý của vi sinh vật

Nội dung text: Giáo trình Vi sinh vật và thực phẩm - Chương 3: Các quá trình sinh lý của vi sinh vật

1. Chƣơng III: Các quá trình sinh lý của vi sinh vật QUÁ TRÌNH SINH LÝ CỦA VI SINH VẬT
2. I. QUÁ TRÌNH DINH DƢỠNG
3. I. QUÁ TRÌNH DINH DƢỠNG  Nguồn dinh dưỡng của vi sinh vật • Nitơ: nitơ hữu cơ, nitơ vô cơ • Carbon: chất hữu cơ, CO2 • Các chất khác: chất khóang, chất sinh trưởng.
4. I. QUÁ TRÌNH DINH DƢỠNG  Oxy : yếm khí, hiếu khí, tùy tiện  Năng lượng : ánh sáng, ATP  Nhiệt độ : nóng, ấm, lạnh  pH : acid, trung tính, baz
5. I. QUÁ TRÌNH DINH DƢỠNG - Cơ chế hấp thụ chất dinh dưỡng • Thẩm thấu bị động Maøng ngoaøi Maøng trong
6. I. QUÁ TRÌNH DINH DƢỠNG - Cơ chế hấp thụ chất dinh dưỡng • Chuyển vận nhóm Maøng ngoaøi Maøng trong Enzym-2 S P S HPr S S Enzym-2 Enzym-2 S Enzym-1 S + PEP S Enzym-2S P- HPr
7. I. QUÁ TRÌNH DINH DƢỠNG - Cơ chế hấp thụ chất dinh dưỡng • Khuyếch tán xúc tiến Maøng ngoaøi Maøng trong
8. I. QUÁ TRÌNH DINH DƢỠNG - Cơ chế hấp thụ chất dinh dưỡng • Chuyển vận chủ động Maøng ngoaøi Maøng trong ADP+P ATP i
9. I. QUÁ TRÌNH DINH DƢỠNG - Cơ chế hấp thụ chất dinh dưỡng Thẩm thấu bị động Chuyển vận nhóm Maøng ngoaøi Maøng trong Maøng ngoaøi Maøng trong Enzym-2 S P S HPr S S Enzym-2 Enzym-2 S Enzym-1 + PEP S S Enzym-2 S P - HPr Khuyếch tán xúc tiến Chuyển vận chủ động Maøng ngoaøi Maøng trong Maøng ngoaøi Maøng trong ADP+P ATP i
10. I. QUÁ TRÌNH DINH DƢỠNG - Sơ đồ trao đổi chất của vi sinh vật CHAÁT DÖÏ TRÖÕ SÖÏ TAÊNG CAÙC CHAÁT Trao ñoåi SINH KHOÁI DINH DÖÔÕNG xaây döïng Taùi toång hôïp Söï dinh TEÁ BAØO VI döôõng SINH VAÄT CAÙC Söï dò hoùa Söï trao ñoåi SAÛN PHAÅM naêng löôïng DÒ HOÙA CAÙC SAÛN PHAÅM CUÛA QUAÙ TRÌNH TRAO ÑOÅI NAÊNG LÖÔÏNG
11. II. QUÁ TRÌNH HÔ HẤP - Hô hấp yếm khí - Hô hấp hiếu khí - Vi sinh vật Clostridium • Yếm khí • Yếm khí tùy tiện • Hiếu khí • Vi hiếu khí Bacillus
12. III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN VI SINH VẬT - Yếu tố vật lý  Nhiệt độ Sự sinh trưởng sinh Sự
13. III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN VI SINH VẬT - Yếu tố vật lý  Nhiệt độ o o o Nhoùm vi sinh vaät Thöôøng gaëp t min t opt t max Vi sinh vaät öa laïnh Vi sinh vaät soáng ôû caùc bieån 0oC 5 –10oC 20 –30oC (psychrophyle) phía baéc, ñaát baéc cöïc Vi sinh vaät öa aám Ñaïi ña soá caùc loaïi vi 3oC 20 –35oC 45 –50oC ( mesophyle) khuaån, naám ôû moïi nôi Vi sinh vaät öa noùng Thöôøng gaëp trong caùc suoái 0oC 50 –60oC 80oC (thermophyle) nöôùc noùng
14. III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN VI SINH VẬT - Yếu tố vật lý  Nhiệt độ oC oF Taùc ñoäng ñeán vi sinh vaät 121 250 Nhieät hôi nöôùc tieâu dieät hoaøn toaøn vi sinh vaät vaø baøo töû trong voøng 15 – 20 phuùt 116 240 Nhieät hôi nöôùc tieâu dieät hoaøn toaøn vi sinh vaät vaø baøo töû trong voøng 30 – 40 phuùt 110 230 Nhieät hôi nöôùc tieâu dieät hoaøn toaøn vi sinh vaät vaø baøo töû trong voøng 60 – 80 phuùt Nhieät ñoä soâi cuûa nöôùc coù khaû naêng tieâu dieät teá baøo dinh döôõng nhöng khoâng tieâu 100 212 dieät ñöôïc baøo töû 82 – 93 179 – 200 Teá baøo ñang phaùt trieån cuûa vi khuaån, naám men, naám moác bò tieâu dieät hoaøn toaøn 62 – 82 151 – 180 Caùc vi sinh vaät öa nhieät vaãn phaùt trieån ñöôïc Pasteur hoùa, tieâu dieät phaàn lôùn vi sinh vaät gaây beänh trong söõa, nöôùc quaû, tröø baøo 60 – 77 140 – 171 töû cuûa chuùng 16 – 38 61 – 100 Caùc loaøi naám men, naám sôïi, vi khuaån phaùt trieån maïnh 10 – 16 50 – 61 Caùc loaøi öa laïnh phaùt trieån maïnh 0 32 Caùc loaøi vi sinh vaät ngöøng phaùt trieån – 18 0 Vi khuaån ôû traïng thaùi cheát – 251 – 420 Raát nhieàu loaøi vi sinh vaät khoâng bò cheát trong hydrogen loûng
15. III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN VI SINH VẬT - Yếu tố vật lý  Tia bức xạ Loïai bức xạ Böôùc soùng Taùc duïng Tia töû ngoïai 136 – 3200Ao - Vi sinh vaät cheát hoaëc ñoät bieán Tia böùc xaï ion hoùa (X, R) 136 – 1000Ao - Vi sinh vaät cheát hoaëc ñoät bieán Tia dieät khuaån 2000 – 2950Ao - Dieät khuaån phoøng baûo quaûn -Laø naêng löôïng cuûa VSV coù maøu Aùnh saùng ban ngaøy 4000 – 8000Ao -Tieâu dieät 1 phaàn VSV khoâng maøu
16. III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN VI SINH VẬT - Yếu tố vật lý  Áp suất thẩm thấu - Ưa mặn: Enterobacteria, Pseudomonas, - Không ưa mặn: Halococcus morrhueae, Staphylococcus,
17. III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN VI SINH VẬT - Yếu tố vật lý  Độ ẩm STT Nhoùm vi sinh vaät Aw min 1 Phaàn lôùn vi khuaån G- 0,97 2 Phaàn lôùn vi khuaån G+ 0,90 3 Phaàn lôùn naám men 0,88 4 Phaàn lôùn naám sôïi 0,80 5 Vikhuaån öa maën 0,75 6 Moät soá naám sôïi khaùc 0,60
18. III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN VI SINH VẬT - Yếu tố hóa học  pH
19. III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN VI SINH VẬT - Yếu tố hóa học  pH pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Vi sinh Naám moác vaät thöïc Naám men phaåm Vi khuaån lactic Staphyloccocus aureus Acetobacer sp. E. Coli Clostridium botulinum Bacillus cereus Vibrio sp.
20. III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN VI SINH VẬT - Yếu tố hóa học  Chất độc và chất diệt khuẩn Ester, alcol, dd NaOH yeáu. Muoái kim loaïi naëng, Zn, acid, formalin HNO3, Cl2, KMnO4, Glycerin, ñöôøng, muoái (taêng noàng ñoä)
21. III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN VI SINH VẬT - Yếu tố sinh học  Hieän töôïng coäng sinh : khi hai sinh vaät cuøng chung soáng hoøa bình, sinh vaät naøy höõu ích cho sinh vaät kia laïi.  Hieän töôïng ñoái khaùng (hoaïi sinh) : khi hai sinh vaät tieâu dieät laãn nhau.  Hieän töôïng kyù sinh: sinh vaät naøy soáng döïa vaøo sinh vaät kia, huùt chaát dinh döôõng cuûa sinh vaät kia ñeå nuoâi soáng mình
22. III. CÁC PHƢƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG - Sức nóng khô + Tủ sấy: 1600 trong 2h, 1800C trong 30 phút + Đốt qua lửa - Sức nóng ướt + Đun sôi trong nước + Phương pháp Pasteur + Phương pháp Tyndal + Hơi nước bảo hòa
23. III. CÁC PHƢƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG - Sức nóng ướt
24. III. CÁC PHƢƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG - Sức nóng khô
25. III. CÁC PHƢƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG - Phương pháp lọc + Sử dụng màng lọc + Thời gian lọc : max. 30 phút - Tia diệt khuẩn + Tia tử ngọai + Tia Rơnghen + Tia Gamma
26. III. CÁC PHƢƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG - Phương pháp lọc
27. III. CÁC PHƢƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG - Chất hóa học + dd Br 1%, HgCl2 0,1%, coàn, AgNO3 0,05%, : ñ/v haït + Phenol: saùt truøng duïng cuï bò nhieãm baån. Hoaït tính taêng khi coù maët muoái. Khoâng taùc duïng leân baøo töû. + Ancohol: etanol: saùt truøng ngoaøi da. Khoâng taùc duïng vôùi baøo töû. Taùc duïng taêng theo troïng löôïng phaân töû. + Iod: dieät taát caû caùc loaøi vi khuaån vaø baøo töû. Saùt truøng da, taåy ueá nöôùc vaø khoâng khí. + Baïc: dieät khuaån maïnh
28. III. CÁC PHƢƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG - Chất hóa học Noàng ñoä Vi Baøo töû Naám baäc TT Loaïi Ví duï Virut (%) khuaån vi khuaån cao Etylic 70 + - + + 1 Alcol Izopropylic 70 - 90 + - + - 2 Aldehyde Formaldehyde 1 - 8 + + + +
29. III. CÁC PHƢƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG VSV bò taùc Stt Hoùa chaát Max Thöïc phaåm ñoäng Acid benzoic, Naám men, naám 1 0,1% Margarine, ñoà chua, nöôùc quaû caùc benzoat moác Acid sorbic, caùc 2 0,2% Naám moác Phomai, siro, baùnh ngoït, tröùng sorbat Acid propionic, Baùnh mì, baùnh ngoït, moät soá loaïi 3 0,32% Naám moác caùc propionat phomai 4 Parabens 0,1% Naám men, moác Nöôùc quaû, ñoà chua, baùnh 200– 5 SO , sulfit Caùc loaøøi VSV Maät ræ, traùi caây saáy, moâi tröôøng 2 300ppm Etylen, propylen Naám men, naám 6 700ppm Caùc loaïi haït oxid moác Vi khuaån lactic, 7 Nisin 1% Thòt Clostridium Clostridium, 8 Natri nitrit 120ppm Thòt naám moác 9 Format ethyl 15–200 ppm Naám men, moác Traùi caây saáy, haït
30. IV. DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ DI TRUYỀN NHÂN ĐÔI GEN ADN Sao maõ ARN Giaûi maõ Polypeptide Transcription tt Translation
31. IV. DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ DI TRUYỀN ĐỘT BIẾN Đọan gen gốc A H L C G M Đột biến điểm A C L C G M Đột biến đọan A C H C G M
32. V. QUÁ TRÌNH SINH TRƢỞNG VÀ PHÁT TRIỂN Colony forming units colony
33. V. QUÁ TRÌNH SINH TRƢỞNG VÀ PHÁT TRIỂN Sinh khối Cân bằng động VSV Tử vong log lag Time Sinh trƣởng trong môi trƣờng nuôi cấy tĩnh
34. V. QUÁ TRÌNH SINH TRƢỞNG VÀ PHÁT TRIỂN Cân bằng động Sinh khối VSV log Tử vong lag log lag Time Sinh trƣởng kép
35. V. QUÁ TRÌNH SINH TRƢỞNG VÀ PHÁT TRIỂN Sinh khối VSV Time Sinh trƣởng liên tục
36. V. QUÁ TRÌNH SINH TRƢỞNG VÀ PHÁT TRIỂN Sinh trƣởng liên tục: Hệ thống Chemostat
37. V. QUÁ TRÌNH SINH TRƢỞNG VÀ PHÁT TRIỂN Sinh trƣởng liên tục: Hệ thống Bioreactor