intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 

.VI SINHNG D NGDinh dư ng c a vi sinh v tYÊU C U DINH DƯ NG C A VI SINH V T 13.1.1. Thành

Chia sẻ: Pham Linh Dan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:57

Thêm vào BST
Báo xấu
26
lượt xem 4
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

.VI SINH NG D NG Dinh dư ng c a vi sinh v t YÊU C U DINH DƯ NG C A VI SINH V T 13.1.1. Thành ph n hoá h c c a t bào vi sinh v t Cơ s v t ch t c u t o nên t bào vi sinh v t là các nguyên t hoá h c. Căn c vào m c yêu c u c a vi sinh v t i v i các nguyên t này mà ngư i ta chia ra thành các nguyên t a lư ng và các nguyên t vi lư...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: .VI SINHNG D NGDinh dư ng c a vi sinh v tYÊU C U DINH DƯ NG C A VI SINH V T 13.1.1. Thành

  1. VI SINH NG D NG Dinh dư ng c a vi sinh v t YÊU C U DINH DƯ NG C A VI SINH V T 13.1.1. Thành ph n hoá h c c a t bào vi sinh v t Cơ s v t ch t c u t o nên t bào vi sinh v t là các nguyên t hoá h c. Căn c i v i các nguyên t này mà ngư i ta chia ra vào m c yêu c u c a vi sinh v t a lư ng và các nguyên t vi lư ng. Các nguyên t ch y u thành các nguyên t bao g m: C, H, O, N, P, S, K, Mg, Ca và Fe. Trong s này có 6 lo i ch y u n 97% tr ng lư ng khô c a t bào vi sinh v t), ó là C, H, O, N, P và S. (chi m Các nguyên t vi lư ng thư ng là Zn, Mn, Na, Cl, Mo, Se, Co, Cu, W, Br và B. T l các nguyên t hoá h c tham gia c u t o t bào vi sinh v t là không gi ng nhau các nhóm vi sinh v t khác nhau. Ví d n m men, n m s i và vi khu n có lư ng ch a trung bình c a 6 nguyên t ch y u là không gi ng nhau (b ng 13.1): B ng 13.1: Lư ng ch a trung bình các lo i nguyên t ch y u trong t bào m t s nhóm vi sinh v t (% tr ng lư ng khô) Nguyên t Vi khu n N m men N ms i C ~50 ~50 ~48 H ~8 ~7 ~7 O ~20 ~31 ~40
  2. N ~15 ~12 ~5 P ~3 - - S ~1 - - Theo các tài li u c a Tempest (1969), Pirt (1975) và Herbert (1976) thì thành ph n trung bình c a các nguyên t t o nên t bào vi sinh v t nói chung là như sau: B ng 13.2: Thành ph n các nguyên t c u t o nên sinh kh i t bào % tr ng lư ng khô* Các ngu n dinh dư ng i n hình ư c Nguyên t s d ng cho sinh trư ng VSV trong môi trư ng Trung bình Biên CO2, h p ch t h u cơ C 50 45-58 H20, 02, các h p ch t h u cơ O 21 18-31 NH3, NO3-, các h p ch t h u cơ ch a N 12 5-17 H 8 6-8 N Nư c, các h p ch t h u cơ. P 3 1.2-10 S 1 0.3-1.3 Phosphate và các h p ch t ch a P. SO4-2, H2S, và các h p ch t ch a S. K 1 0.2-5 K+ (có th thay th b ng Rb+) Mg 0.5 0.1-1.1 Mg2+ Ca 1 0.02-2.0 0.01-5.0 Ca2+ Cl 0.5 Fe 0.5 Cl- Fe3+, Fe2+ và ph c ch t c a Fe Na 1 Na+ Nh ng 0.5 L y t các ion vô cơ khác nguyên t khác,Mo,
  3. Ni, Co, Mn, Zn, .. *Các t bào bao g m 70% tr ng lư ng là nư c và 30% là các nguyên li u khô khác. M c trung bình này ư c tính theo sinh trư ng c a vi khu n Gr(-) trong i u ki n dư th a ch t dinh dư ng nuôi c y theo m . Vi khu n lưu huỳnh (sulfur bacteria), vi khu n s t (iron bacteria) và vi khu n i dương (marine bacteria) có lư ng ch a các nguyên t S, Fe, Na, Cl nhi u hơn so v i các nhóm vi khu n khác. T o Silic (diatom) có ch a lư ng SiO2 khá cao trong thành t bào. Thành ph n các nguyên t hoá h c còn thay i trong m t nh tuỳ thu c vào tu i nuôi c y và i u ki n nuôi c y. Khi nuôi c y ph m vi nh t trên các môi trư ng có ngu n N phong phú thì lư ng ch a N trong t bào s cao hơn so v i khi nuôi c y trên các môi trư ng nghèo ngu n N. Các nguyên t hoá h c ch y u t n t i trong t bào vi sinh v t dư i d ng ch t h u cơ, ch t vô cơ và nư c. Ch t h u cơ thư ng bao g m protein, carbon hydrat, lipid, acid nucleic, vitamin và các s n ph m phân gi i c a chúng cũng như các ch t phân tích các thành ph n h u cơ trong t bào thư ng s d ng hai trao i ch t. phương pháp: m t là, dùng phương pháp hoá h c tr c ti p chi t rút t ng thành ph n h u cơ trong t bào, sau ó ti n hành phân tích nh lư ng. Hai nh tính và là, phá thành t bào, thu nh n các thành ph n k t c u hi n vi r i phân tích thành ph n hoá h c c a t ng k t c u ó. Ch t vô cơ thư ng ng riêng r dư i d ng mu i vô cơ ho c k t h p v i ch t h u cơ. Khi phân tích thành ph n vô cơ trong t 5500 C, ch t vô bào ngư i ta thư ng phân tích tro sau khi ã nung t bào nhi t cơ thu ư c dư i d ng các oxit vô cơ ư c g i là thành ph n tro. Dùng phương pháp phân tích vô cơ có th nh lư ng t ng nguyên t vô cơ. nh tính hay B ng 13.3:Thành ph n hóa h c c a t bào vi khu n (theo F.C.Neidhardt et al.,1996)
  4. % kh i lư ng S phân t Phân t khô (1) / t bào S lo i phân t - Nư c - 1 - Các i phân t 96 kho ng 2500 +Protein 55 24 609 802 kho ng 1850 +Polysaccharide 5 2 350 000 2 (2) +Lipid 9,1 4 300 4 (3) +ADN 3,1 22 000 000 1 +ARN 20,5 2,1 kho ng 660 - Các ơn phân t 3,0 255 500 kho ng 350 +Aminoacid và ti n th 0,5 kho ng 100 + ư ng và ti n th 2 kho ng 50 +Nucleotid và ti n th 0,5 kho ng 200 - Các ion vô cơ 1 kho ng 18 T ng c ng 100 Chú thích: (1) -Kh i lư ng khô c a t bào vi khu n Escherichia coli ang sinh trư ng là kho ng 2.8 x 10-13g. (2) - Gi thi t Peptidoglycan và Glycogen là 2 thành ph n ch y u. (3) - T bào ch a vài lo i phospholipid, do tính a d ng c a thành ph n acid béo gi a các chi vi khu n khác nhau và do nh hư ng c a i u ki n sinh trư ng mà có nhi u hình th c t n t i c a m i lo i phospholipid. Nư c là thành ph n không th thi u ng s ng bình thư ng c a duy trì ho t t bào. Nư c thư ng chi m n 70-90% tr ng lư ng t bào. chênh l ch gi a
  5. tr ng lư ng tươi và tr ng lư ng khô chính là lư ng nư c trong t bào, thư ng bi u th b ng t l % tính theo công th c sau ây: (Tr ng lư ng tươi - Tr ng lư ng khô) / Tr ng lư ng tươi x 100%. ơn v tr ng lư ng t bào trong d ch nuôi c y thư ng ư c bi u th b ng ơn 5500C thư ng làm phân v g/l hay mg/ml. Phương pháp nung khô t bào nhi t gi i m t s h p ch t c a t bào vì v y khi tính tr ng lư ng khô c a t bào nên 1050C hay làm khô dùng phương pháp s y khô nhi t không cao trong chân không, ho c làm khô nhanh nh tia h ng ngo i... 13.1.2. Các ch t dinh dư ng và ch c năng sinh lý Vi sinh v t ch y u thu nh n ư c ch t dinh dư ng t môi trư ng bên ngoài. Căn c vào ch c năng sinh lý khác nhau trong t bào mà ngư i ta thư ng chia các ch t dinh dư ng thành 5 nhóm l n: 1) Ngu n carbon (source of carbon) Là ngu n v t ch t cung c p C trong quá trình sinh trư ng c a vi sinh v t. Trong t bào ngu n C tr i qua m t lo t quá trình bi n hoá hoá h c ph c t p s bi n thành v t ch t c a b n thân t bào và các s n ph m trao i ch t. C có th chi m n kho ng m t n a tr ng lư ng khô c a t bào. ng th i h u h t các ngu n C trong các quá trình ph n ng sinh hoá còn sinh ra trong t bào ngu n năng lư ng c n thi t cho ho t ng s ng c a vi sinh v t. M t s vi sinh v t dùng CO2 làm sinh trư ng, khi ó ngu n C không ph i là ngu n ngu n C duy nh t hay ch y u sinh năng lư ng. Vi sinh v t s d ng m t cách ch n l c các ngu n C. ư ng nói chung là ngu n C và ngu n năng lư ng t t cho vi sinh v t. Nhưng tuỳ t ng lo i ư ng mà vi sinh v t có nh ng kh năng s d ng khác nhau. Ví d trong môi trư ng ch a glucose và galactose thì vi khu n Escherichia coli s d ng trư c glucose (g i là ngu n C t c hi u) còn galactose ư c s d ng sau (g i là ngu n C trì hi u). Hi n nay trong các cơ s lên men công nghi p ngư i ta s d ng ngu n C ch y u là glucose,
  6. ư ng (ph ph m c a nhà máy ư ng) tinh b t (b t ngô, b t khoai saccharose, r s n...), cám g o, các ngu n cellulose t nhiên hay d ch thu phân cellulose. Năng l c ng hoá các ngu n C các vi sinh v t khác nhau là không gi ng nhau. Có loài có kh năng s d ng r ng rãi nhi u ngu n C khác nhau, nhưng có loài kh năng này r t ch n l c. Ch ng h n vi khu n Pseudomonas có th ng hoá ư c t i trên 90 lo i h p ch t C, nhưng các vi khu n thu c nhóm dinh dư ng ng hoá ư c các h p ch t 1C như methanol, methyl (methylotrophs) thì ch methane... Ngu n C ch y u ư c vi sinh v t s d ng g m có ư ng, acid h u cơ, rư u, lipid, hydrocarbon, CO2, carbonat... (B ng 13.4) B ng 13.4: Ngu n C ư c vi sinh v t s d ng Ngu n C Các d ng h p ch t ư ng glucose, fructose, maltose, saccharose, tinh b t, galactose, lactose, mannite, cellobiose, cellulose, hemicellulose, chitin... Acid h u cơ acid lactic, acid citric, acid fumaric, acid béo b c cao, acid béo b c th p, aminoacid... Rư u ethanol Lipid lipid, phospholipid Hydrocarbon khí thiên nhiên, d u thô, d u paraffin Carbonate NaHCO3, CaCO3, á ph n H p ch t nhóm thơm, cyanide, protein, pepton, acid Các ngu n C khác nucleic...
  7. Hình 13.1: S n lư ng sinh trư ng t i ưu khi vi sinh v t d dư ng s d ng các ngu n C khác nhau Ngu n carbon thư ng ư c s d ng trong công nghi p lên men là r ư ng ư ng mía và r ư ng c c i ư c th y rõ trong (molasses). S khác nhau gi a r b ng 13.5 ư ng c c i và r ư ng mía B ng 13.5: Thành ph n hóa h c c a r ư ng c c i ư ng mía Thành ph n Tl R R ư ng t ng s % 48-52 48-56 Ch t h u cơ khá ư ng % 2-17 9-12 Protein (N x 6,25) % 6-10 2-4 K % 2-7 1,5-5,0 Ca % 0,1-0,5 0,4-0,8 Mg % kho ng 0,09 kho ng 0,06 P % 0,02-0,07 0,6-2,0 Biotin mg/kg 0,02-0,15 1,0-3,0
  8. Acid pantoteic mg/kg 50-110 15-55 Inositol mg/kg 5000-8000 2500-6000 Tiamin mg/kg kho ng 1,3 kho ng 1,8 T l các nguyên t trong các h p ch t cao phân t vi sinh v t có th th y rõ trong b ng sau ây: B ng 13.6: T l các nguyên t trong các cao phân t t bào vi sinh v t % tr ng lư ng khô Thành ph n %C %H %O %N %S %P Trung Biên dao ng bình 15c-75 Protein 55 53 7 23 16 1 - RNAd 5c –30e 21 36 4 34 17 - 10 DNAd 1c –5f 3 36 4 34 17 - 10 0g –20h peptidoglycan 3 47 6 40 7 - - 0i-15 Phospholipit 9 67 7 19 2 - 5 0h-4j Lipopolysaccharide 3 55 10 30 2 - 3 0-45k Lipit trung tính - 77 12 11 - - - 0l-5d Acid Teichoic - 28 5 52 - - 15 0-50k Glycogen 3 28 6 49 - - - 0-80k PHB - 45 7 37 - - - PHA (C8)m 0-60k - 56 9 23 - - - Polyphosphatd 0-20n - 68 - 61 - - 39
  9. Cyanophycino - 0-10 - 15 25 27 - - ư c thu nh n t các vi sinh v t khác a. Theo Herbert (1976). Các thông s nhau, không i n hình cho m t nhóm nào. E. coli (trong pha sinh trư ng log). Theo Neidhardt et al. (1990). b. c. Các t bào có ngu n d tr C. d. Bao g m các cao phân t như ARN, ADN, polyphosphate ho c m t s thành ph n c a thành t bào. có t l sinh trư ng cao. e. T i m c f. Các t bào sinh trư ng ch m. g. Các loài ký sinh không có thành t bào. h. Vi khu n Gram(+). i. Các ch ng thay th ngu n phospholipid b ng các ch t tương t ch a P t do, trong i u ki n h n ch ngu n P j. Vi khu n Gram(-) k. Các t bào trong i u ki n h n ch ngu n N. l. H n ch ngu n P. m. PHA (polyhydroxyaldehyde) ch a 3-hydroxyoctanoic acid. n. M t s n m men và vi khu n. o. M t s vi khu n lam có ngu n d tr N cyanophycin [(asp-arg)].n *PHB= Poly- β- hydroxy butyrate 2) Ngu n N (source of nitrogen) Ngu n N là ngu n cung c p N cho vi sinh v t t ng h p nên các h p ch t ch a N trong t bào. Thư ng không là ngu n năng lư ng, ch m t s ít vi sinh v t t dư ng (thu c nhóm ammon hoá-ammonification, nhóm nitrate hoá- nitrification) dùng mu i ammone, mu i nitrate làm ngu n năng lư ng. Trong i u
  10. ki n thi u ngu n C m t s vi sinh v t k khí trong i u ki n không có oxy có th s d ng m t s aminoacid làm ngu n năng lư ng. Ngu n N thư ng ư c vi sinh v t s d ng là protein và các s n ph m phân hu c a protein ( peptone, peptide, aminoacid...), mu i ammone, nitrate, N phân t (N2), purine, pyrimidine, urea, amine, amide, cyanide...(b ng 13.7) B ng 13.7: Ngu n N ư c vi sinh v t s d ng Ngu n N Các d ng h p ch t Protein và các s n peptone, peptide, aminoacid... (m t s vi sinh v t ti t men ph m phân gi i c a proteinase phân gi i protein thành các h p ch t phân t nh hơn r i m i h p thu ư c vào t bào) protein ư c h p thu) Ammone và mu i NH3, (NH4)2SO4,... (d ammone ư c h p thu) Nitrate KNO3 (d N phân t N2 (v i vi sinh v t c nh N) Các ngu n N khác purine, pyrimidine, urea, amine, amide, cyanide (ch m t ng hoá ư c) s nhóm vi sinh v t m i có th Ngu n N thư ng ư c s d ng nuôi c y vi sinh v t g m có pepton, b t cá, u tương, b t khô l c, cao ngô, cao th t, cao n m men... Vi b t nh ng t m, b t sinh v t s d ng ch n l c i v i ngu n N. Ch ng h n x khu n s n sinh nhanh hơn so v i s d ng khô u tương terramycin s d ng cao ngô v i t c hay khô l c, b i vì ngu n N trong cao ngô là các s n ph m phân gi i d h p thu c a protein. Cao ngô ư c coi là ngu n N t c hi u, còn khô d u ư c coi là ngu n N trì hi u. Lo i N t c hi u là có l i cho s sinh trư ng c a vi sinh v t, còn lo i trì hi u l i có l i cho s hình thành các s n ph m trao i ch t. Khi s n xu t terramycin ch ng h n, ngư i ta ph i h p s d ng cao ngô và khô d u theo m t t
  11. ph i h p gi a giai o n sinh trư ng t o sinh kh i và giai o n sinh l nh t nh i ch t, nh m m c tiêu là nâng cao s n lư ng t ng h p các s n ph m trao terramycin. Năng l c h p thu mu i ammone và nitrate vi sinh v t là khá m nh. Ion NH4+ sau khi ư c t bào h p thu có th ư c tr c ti p s d ng, do ó các ngu n mu i ammone ư c coi là ngu n N t c hi u. Còn nitrate sau khi ư c h p th c n kh thành NH4+ r i m i ư c vi sinh v t s d ng. a s các vi khu n ho i sinh (saprophyte), vi khu n ư ng ru t, vi sinh v t gây b nh ngư i, ng v t, th c v t... u có th dùng mu i ammone, mu i nitrate làm ngu n N. Ch ng h n các vi khu n Escherichia coli, Enterobacter aerogenes, Bacillus subtilis, Pseudomonas aeruginosa... u có th s d ng ngu n (NH4)2SO4 và NH4NO3 làm ngu n N; x khu n có th s d ng KNO3 làm ngu n N; n m s i có th s d ng KNO3 làm ngu n N. Lúc dùng các mu i như (NH4)2SO4 làm ngu n N nuôi c y vi sinh v t c n chú ý là sau khi vi sinh v t h p thu NH4+ thì s làm h th p pH c a môi trư ng. Ngư i ta g i ó là nh ng mu i có tính sinh lý acid. Ngư c l i khi dùng các mu i nitrate (như KNO3) sau khi vi sinh v t h p thu NO3- thì s làm nâng cao pH c a môi trư ng. Ngư i ta g i ó là các mu i có tính sinh lý ki m. làm cho pH trong các môi trư ng nuôi c y vi sinh v t ít b bi n ng ngư i ta b sung thêm các ch t có tính m (buffer substance). 3) Ngu n mu i vô cơ (source of inorganic salt) Các mu i vô cơ là ngu n ch t dinh dư ng không th thi u i v i s sinh trư ng c a vi sinh v t. Chúng có các ch c năng sinh lý ch y u là: tham gia vào thành ph n c a các trung tâm ho t tính các enzyme c a vi sinh v t, duy trì tính n nh c a k t c u cá i phân t và t bào, i u ti t và duy trì cân b ng áp su t th m th u c a t bào, kh ng ch i n th oxy hoá kh c a t bào và là ngu n v t ch t sinh năng lư ng i v i m t s loài vi sinh v t (b ng 13.8). B ng 13.8: Mu i vô cơ và ch c năng sinh lý c a chúng
  12. Nguyên H p ch t s Ch c năng sinh lý t d ng Là thành ph n c a acid nucleic, nucleoprotein, P KH2PO4, phospholipid, coenzyme, ATP... Làm nên h m giúp i u ch nh pH môi trư ng. K2HPO4 th ng Là thành ph n c a các aminoacid ch a S, m t s S (NH4)2SO4, vitamin; glutathione có tác d ng i u ch nh i n MgSO4 th oxy hoá kh trong t bào. Là thành ph n trung tâm ho t tính c a enzyme phosphoryl hoá hexose, dehydrogenase c a acid Mg MgSO4 isocitric, polymerase c a acid nucleic, thành ph n c a chlorophyll và bacterio-chlorophyll. T o tính n nh c a m t s cofactor, enzyme Ca CaCl2, duy trì, c n cho s d ng tr ng thái c m th c a t Ca(NO3)2 bào. Thành ph n c a h th ng chuy n v n c a t bào, Na NaCl duy trì áp su t th m th u, duy trì tính n nh c a m t s enzyme. Là cofactor c a m t s enzyme, duy trì áp su t K KH2PO4, th m th u c a t bào, là nhân t n nh c a m t s vi khu n ưa m n. KH2PO4 ribosome Thành ph n c a s c t vi khu n và m t s enzyme, là v t ch t ngu n năng lư ng c a m t s Fe FeS04 vi khu n s t, c n thi t t ng h p chlorophyll và c t vi khu n b ch h u.
  13. Trong quá trình sinh trư ng vi sinh v t còn c n t i m t s nguyên t vi lư ng. Nh ng nguyên t này cũng có vai trò quan tr ng m c d u ch c n v i s lư ng r t nh , kho ng 10-8-10-6 mol/ L môi trư ng nuôi c y. Nguyên t vi lư ng tham gia vào thành ph n enzyme và làm ho t hoá enzyme. (B ng 13.9) B ng 13.9: Tác d ng sinh lý c a nguyên t vi lư ng Nguyên t Tác d ng sinh lý Zn Có m t trong alcohol dehydrogenase, lactodehydrogenase, phosphatase ki m, ARNpolymerase, ADNpolymerase... Mn Có m t trong peroxyd dismutase, carboxylase ciitric synthetase Mo Có m t trong reductase nitrate, nitrogenase, dehydrogenase formic. Se Có m t trong reductase glycin, reductase formic. Co Có m t trong mutase glutamic. Cu Có m t trong cytochrome oxydase. W Có m t trong dehydrogenase formic. Có m t trong urease, c n cho s sinh trư ng c a vi khu n Br hydrogen. N u thi u nguyên t vi lư ng trong quá trình sinh trư ng thì ho t tính sinh lý c a vi sinh v t b gi m sút, th m chí ng ng sinh trư ng. Do nhu c u dinh dư ng c a vi sinh v t là không gi ng nhau cho nên khái ni m v nguyên t vi lư ng chi có ý nghĩa tương i. Vi sinh v t thư ng ti p nh n nguyên t vi lư ng t các ch t dinh dư ng h u cơ thiên nhiên, các hoá ch t vô cơ, nư c máy hay ngay t trong các d ng c nuôi c y b ng thu tinh. Ch trong nh ng trư ng h p c bi t m i c n b sung nguyên t vi lư ng vào môi trư ng nuôi cáy vi sinh v t.
  14. Vì nhi u nguyên t vi lư ng là kim lo i n ng cho nên n u dư th a s gây h i cho vi sinh v t. Khi c n b sung thêm nguyên tô vi lư ng vào môi trư ng c n lưu ý kh ng ch chính xác li u lư ng. 4) Nhân t sinh trư ng Nhân t sinh trư ng (growth factor) là nh ng h p ch t h u cơ mà có nh ng vi sinh trư ng tuy v i s lư ng r t nh và không t t ng h p sinh v t c n thi t so v i nhu c u. Các vi sinh v t khác nhau có nh ng yêu c u không gi ng nhau v ch ng lo i và li u lư ng c a các nhân t sinh trư ng. Sau ây là m t s ví d (b ng 13.10). B ng 13.10: Các nhân t sinh trư ng c n thi t d i v i m t s loài vi sinh v t Vi sinh v t Ch t sinh trư ng Nhu c u / ml APAB, Acid nicotinic 0-10 ng Acetobacter suboxydans Clostridium acetobutylicum APAB 3 mg choline 0,15 ng Streptococcus pneumonia pyridoxal 6 mg Leuconostoc mesenteroides thiamin 0,025 mg Staphylococcus aureus Corynebacterium diphtheria b-alanin 0,5ng uracil 1,5 mg Clostridium tetani acid nicotinic 0~4 mg Lactobacillus arabinosus acid pantothenic 0,1 mg methionine 0,02 mg acid folic 1,0 mg Streptococcus faecalis arginine 0,02 mg tyrosine 50 mg thymonucleoside 8 mg Lactobacillus delbruckii biotin 0-2 mg
  15. ephedrin 1 ng Lactobacillus casei Chú thích: 1 mg= 10-6g; 1ng= 10-9g Vi sinh v t t dư ng và m t s vi sinh v t d dư ng (như Escherichia coli) th m chí có th sinh trư ng mà không c n b t kỳ nhân t sinh trư ng nào. M t khác, cùng m t loài vi sinh v t nhưng nhu c u i v i nhân t sinh trư ng cũng i tuỳ theo i u ki n môi trư ng. Ví d Mucor rouxii khi sinh trư ng trong thay i u ki n k khí thì c n thiamin (B1) và biotin (H), nhưng trong i u ki n hi u khí thì l i t t ng h p ư c các vitamin này. Có trư ng h p chưa gi i thích ư c b n ch t c a nhu c u v nhân t sinh trư ng m t s loài vi sinh v t. Thông thư ng b sung vào môi trư ng các ch t h u cơ như cao n m men, cao th t, d ch un ng áp ng ư c nhu c u v nhân t sinh trư ng. th c v t (nh ng, giá …) là có th Căn c vào s khác nhau v c u trúc hoá h c và ch c năng sinh lý c a các nhân t sinh trư ng ngư i ta chia nhân t sinh trư ng thành các nhóm vitamin, aminoacid, purine và pyrimidine. Vitamin là nhân t sinh trư ng ư c tìm th y b n ch t hoá h c s m nh t. Hi n nay ngư i ta ã phát hi n ư c nhi u lo i vitamin có tác d ng là nhân t sinh trư ng. M t s vi sinh v t có th t t ng h p ư c vitamin, nhưng nhi u lo i khác l i c n ư c cung c p vitamin trong môi trư ng dinh dư ng thì m i sinh trư ng ư c. Vitamin ch y u là coenzyme hay cofactor c a các enzyme tham gia vào quá trình trao i ch t. M t s vi sinh v t không t t ng h p ư c nh ng aminoacid nào ó, c n b sung vào môi trư ng các aminoacid ó hay b sung peptide chu i ng n. Ch ng h n vi khu n Leuconostoc mesenteroides c n t i 17 lo i aminoacid m i sinh trư ng ươc. M t s vi khu n c n cung c p D-alanin t ng h p thành t bào. Purine và pyrimidine ch y u ư c dùng làm coenzyme hay cofactor c a các enzyme c n thi t cho quá trình t ng h p nucleoside, nucleotide và acid nucleic. B ng 13.11: Ch c năng c a m t s vitamin thông thư ng i v i vi sinh v t
  16. Vitamin Ch c năng Ví d v các vi sinh v t c n cung cp -Carboxyl hóa (c nh CO2) Leuconostoc mesenteroides (B) Biotin (H) -Trao i ch t m t carbon Saccharomyces cerevisiae (F) Ochromonas malhamensis (A) Acanthammoeba castellanii (P) -S p x p l i phân t Lactobacillus spp. (B) Vitamin B12 -Nhóm mang methyl trong Euglena gracilis (A) trao i ch t m t carbon T o silic và nhi u vi t o khác (A) Acanthammoeba castellanii (P) Acid folic -Trao i ch t m t carbon Enterococcus faecalis (B) Tetrahymena pyriformis (P) Acid lipoic -Chuy n nhóm acyl Lactobacillus casei (B) Tetrahymena spp. (P) Acid pantotenic -Ti n th c a CoA (oxy hóa Proteus morganii (B) pyruvat, trao i axit béo) Hanseniaspora spp. (F) Paramecium spp. (P) Pyridoxin (B6) -Trao i acid amin Lactobacillus spp. (B) Tetrahymena pyriformis (P) -Ti n th c a NAD, NADP Brucella abortus (B) Niacin Haemophilus influenza (B) Blastocladia pringsheimii (F) Crithidia fasciculata (P) -Ti n th c a FAD, FMN Caulobacter vibrioides (B) Riboflavin (B2) Dictyostelium spp. (F)
  17. Tetrahymena pyriformis (P) Bacillus anthracis (B) -Chuy n nhóm aldehyd (kh Phycomyces blakesleeanus (F) Thiamin (B1) carboxyl pyruvat, oxy hóa Ochromonas malhamensis (A) acid α-keto) Colpidium campylum (P) Chú thích: B-Vi khu n; F-Vi n m; A-Vi t o; P- ng v t nguyên sinh 5) Nư c Nư c là thành ph n không th thi u vi sinh v t có th sinh trư ng. Ch c năng sinh lý c a nư c trong t bào là: - Hoà tan và chuy n v n các ch t, h tr cho vi c h p thu ch t dinh dư ng, gi i phóng các s n ph m trao i ch t . - Tham gia vào hàng lo t các ph n ng hóa h c trong t bào. i phân t như protein, acid - Duy trì c u hình thiên nhiên n nh c a các nucleic... - Là th d n nhi t t t, h p thu t t nhi t lư ng sinh ra trong quá trình trao i ch t và khu ch tán k p th i ra bên ngoài duy trì s n nh c a nhi t bên trong t bào. - Duy trì hình thái bình thư ng c a t bào. - Thông qua quá trình thu phân hay kh nư c kh ng ch k t c u c a t bào (enzyme, vi ng, tiên mao...) và s tháo l p virút. Tính h u hi u c a nư c i v i s sinh trư ng c a vi sinh v t thư ng ư c ) c a nư c (water activity, aw). ó là t l gi a bi u th b ng ho t ng (ho t áp l c hơi nư c c a dung d ch trong nh ng i u ki n nhi t và áp l c nh t nh v i áp l c c a hơi nư c thu n khi t trong cùng nh ng i u ki n như v y: aw = p w / pw0
  18. ây Pw là áp l c hơi nư c c a dung d ch, còn aw0 là áp l c c a hơi nư c thu n khi t. Pw0 c a nư c thu n khi t là 1.0. Dung d ch càng ch a nhi u dung ch t (ch t hoà tan) thì aw càng nh . Vi sinh v t thư ng sinh trư ng trong i u ki n có aw trong kho ng 0,6-0,99. i v i m t s loài vi sinh v t khi aw quá th p thì t c sinh trư ng và t ng sinh kh i gi m. Các vi sinh v t khác nhau có aw thích h p không gi ng nhau (b ng 13.12) B ng 13.12: aw thích h p nh t cho sinh trư ng m t s nhóm vi sinh v t Vi sinh v t aw Vi khu n nói chung 0,91 N m men 0,88 N ms i 0,80 Vi khu n ưa m n 0,76 Vi n m ưa m n 0,65 N m men ưa áp su t th m th u cao 0,60 Nhìn chung aw thích h p nh t cho s sinh trư ng c a vi khu n cao hơn c a n m men và n m s i. Vi sinh v t ưa m n có aw thích h p nh t cho s sinh trư ng là khá th p. Ph n nư c có th tham gia vào các quá trình trao i ch t c a vi sinh v t ư c g i là nư c t do. Ph n l n nư c t n t i trong t bào vi sinh v t là nư c t do. Ph n nư c liên k t v i các h p ch t h u cơ cao phân t trong t bào ư c g i là nư c liên k t. Nư c liên k t m t i kh năng hoà tan và lưu ng. 13.1.4. Khái ni m v s sinh trư ng trong i u ki n h n ch các ch t dinh dư ng môi trư ng nuôi c y l c trong phòng thí nghi m, khi t t c các ch t dinh dư ng ư c cung c p cho s sinh trư ng c a vi sinh v t ã ư c thi t k t i ưu thì
  19. s dư th a x y ra vào lúc u và các t bào sinh trư ng theo logarit v i t c sinh trư ng là l n nh t. Tuy nhiên, trong m i h th ng môi trư ng và k thu t nuôi c y, s sinh trư ng c a vi sinh v t không th ti p di n mãi mà không b gi i h n trong m t kho ng th i gian dài. M t tính toán ơn gi n ch ng minh nh n nh này là: sau 2 ngày sinh trư ng theo logarit, m t t bào vi sinh v t c 20 phút l i nhân ôi m t l n s t o ra x p x 2 x 1043 t bào. Gi s kh i lư ng trung bình c a m i t bào là 10-12 g thì toàn sinh kh i t bào trên s có kh i lư ng g p g n 400 l n kh i lư ng c a qu t. Vì v y, trong m i m t th tích nuôi c y, s sinh trư ng luôn luôn s m b gi i h n do s c n ki t c a m t ho c vài ch t dinh dư ng. Thu t ng “các ch t dinh dư ng h n ch ” ư c s d ng v i r t nhi u ý nghĩa, và thư ng v n b nh m l n. Các ch t dinh dư ng h n ch có kh năng nh hư ng n s sinh trư ng trong các môi trư ng nuôi c y vi sinh v t theo hai cách riêng ng h c. S h n ch hóa h c ư c nh nghĩa là kh i lư ng bi t: hóa h c và và ư c t o ra trong i u ki n gi i h n các ch t dinh dư ng. l n nh t sinh kh i có th “Nguyên lý Liebig” b t ngu n t các nghiên c u v s màu m trong nông nghi p c a Justus von Liebig vào năm 1840. Trong nghiên c u này ông tìm ra r ng hàm lư ng c a m t ch t dinh dư ng nào ó s quy t n năng su t mùa màng, nh mi n là t t c các ch t dinh dư ng khác ã có m t m t cách dư th a (phương trình các ch t dinh dư ng là th p (trong 1). Gi i h n ng h c xu t hi n khi n ng ph m vi t miligram t i microgram trong m i lit), s h n ch các ch t dinh dư ng sinh trư ng riêng c a t bào (µ). i u khi n s i u khi n t c ng h c v t c sinh trư ng thư ng kéo theo các ng l c bão hòa và phương trình Monod (phương trình 2) ư c s d ng mô t m i quan h gi a n ng c a các ch t dinh dư ng sinh trư ng riêng c a t bào (µ). iv it c X = X0 + ( S0 - S) x YX/S (1) µ = µmax x x s / (KS + S) (2)
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2