Chương III: Các quá trình sinh lý của vi sinh vật

QUÁ TRÌNH

SINH LÝ CỦA VI SINH VẬT

I. QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG

I. QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG

 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.

I. QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG

 Oxy : yếm khí, hiếu khí, tùy tiện

 Năng lượng : ánh sáng, ATP

 Nhiệt độ : nóng, ấm, lạnh

 pH : acid, trung tính, baz

I. QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG

- Cơ chế hấp thụ chất dinh dưỡng

• Thẩm thấu bị động

Màng ngoài

Màng trong

I. QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG

- Cơ chế hấp thụ chất dinh dưỡng

• Chuyển vận nhóm

Màng ngoài

Enzym-2

S

Màng trong PS HPr

S

S

Enzym-2 Enzym-2

S

Enzym-1 + PEP

S

S

P

- HPr

S Enzym-2

I. QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG

- Cơ chế hấp thụ chất dinh dưỡng

• Khuyếch tán xúc tiến

Màng ngoài

Màng trong

I. QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG

- Cơ chế hấp thụ chất dinh dưỡng

• Chuyển vận chủ động

Màng ngoài

Màng trong

ADP+P i

ATP

I. QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG

- Cơ chế hấp thụ chất dinh dưỡng

Thẩm thấu bị động

Chuyển vận nhóm

Màng ngoài

Màng trong

Màng trong

Màng ngoài

S

Enzym-2

S

P HPr

S

Enzym-2 Enzym-2

S

Enzym-1 + PEP

S S

S

P

- HPr

Enzym-2

S

Khuyếch tán xúc tiến

Chuyển vận chủ động

Màng ngoài

Màng trong

Màng ngoài

Màng trong

ADP+P

i

ATP

I. QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG

- Sơ đồ trao đổi chất của vi sinh vật

CHẤT DỰ TRỮ

SỰ TĂNG SINH KHỐI

Trao đổi xây dựng CÁC CHẤT DINH DƯỠNG

Tái tổng hợp

Sự dinh dưỡng

TẾ BÀO VI SINH VẬT

Sự dị hóa

CÁC SẢN PHẨM DỊ HÓA Sự trao đổi năng lượng

CÁC SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

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

III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VI SINH VẬT

- Yếu tố vật lý

 Nhiệt độ

g n ở ư r t h n i s ự S

III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VI SINH VẬT

- Yếu tố vật lý

 Nhiệt độ

Nhoùm vi sinh vaät Thöôøng gaëp to to to

min

opt

max

0oC

5 –10oC

20 –30oC

Vi sinh vaät öa laïnh (psychrophyle)

Vi sinh vaät soáng ôû caùc bieån phía baéc, ñaát baéc cöïc

3oC

20 –35oC

45 –50oC

Vi sinh vaät öa aám ( mesophyle)

Ñaïi ña soá caùc loaïi vi khuaån, naám ôû moïi nôi

0oC

50 –60oC

80oC

Vi sinh vaät öa noùng (thermophyle)

Thöôøng gaëp trong caùc suoái nöôùc noùng

III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VI SINH VẬT

- Yếu tố vật lý  Nhiệt độ oF

oC

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

100

212

Nhieät ñoä soâi cuûa nöôùc coù khaû naêng tieâu dieät teá baøo dinh döôõng nhöng khoâng tieâu 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

Caùc vi sinh vaät öa nhieät vaãn phaùt trieån ñöôïc

151 – 180

60 – 77

140 – 171

Pasteur hoùa, tieâu dieät phaàn lôùn vi sinh vaät gaây beänh trong söõa, nöôùc quaû, tröø baøo 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

III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VI SINH VẬT

- Yếu tố vật lý

 Tia bức xạ

Loïai bức xạ Böôùc soùng Taùc duïng

136 – 3200Ao Tia töû ngoïai - Vi sinh vaät cheát hoaëc ñoät bieán

Tia böùc xaï ion hoùa (X, 136 – 1000Ao - Vi sinh vaät cheát hoaëc ñoät bieán R)

2000 – 2950Ao Tia dieät khuaån - Dieät khuaån phoøng baûo quaûn

4000 – 8000Ao Aùnh saùng ban ngaøy

-Laø naêng löôïng cuûa VSV coù maøu -Tieâu dieät 1 phaàn VSV khoâng maøu

III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VI SINH VẬT

- Yếu tố vật lý

 Áp suất thẩm thấu

- Ưa mặn: Enterobacteria, Pseudomonas,..

- Không ưa mặn: Halococcus morrhueae,

Staphylococcus,…..

III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG 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

III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VI SINH VẬT

- Yếu tố hóa học

 pH

III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VI SINH VẬT

- Yếu tố hóa học

 pH

pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Naám moác

Naám men

Vi khuaån lactic Vi sinh vaät thöïc phaåm

Staphyloccocus aureus

Acetobacer sp.

E. Coli

Clostridium botulinum

Bacillus cereus

Vibrio sp.

III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VI SINH VẬT

- Yếu tố hóa học

 Chất độc và chất diệt khuẩn

Ester, alcol, dd NaOH yếu.

Muối kim loại nặng, Zn, acid, formalin

HNO3, Cl2, KMnO4,…

Glycerin, đường, muối (tăng nồng độ)

III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VI SINH VẬT

- Yếu tố sinh học

 Hiện tượng cộng sinh :

khi hai sinh vật cùng chung sống hòa bình,

sinh vật này hữu ích cho sinh vật kia lại.

 Hiện tượng đối kháng (hoại sinh) :

khi hai sinh vật tiêu diệt lẫn nhau.

 Hiện tượng ký sinh:

sinh vật này sống dựa vào sinh vật kia, hút chất

dinh dưỡng của sinh vật kia để nuôi sống mình

III. CÁC PHƯƠNG 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

III. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG

- Sức nóng ướt

III. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG

- Sức nóng khô

III. CÁC PHƯƠNG 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

III. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG

- Phương pháp lọc

III. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG

- Chất hóa học

+ dd Br 1%, HgCl2 0,1%, cồn, AgNO3 0,05%,..: đ/v hạt

+ Phenol:

sát trùng dụng cụ bị nhiễm bẩn.

Hoạt tính tăng khi có mặt muối.

Không tác dụng lên bào tử.

+ Ancohol:

etanol: sát trùng ngoài da.

Không tác dụng với bào tử.

Tác dụng tăng theo trọng lượng phân tử.

+ Iod:

diệt tất cả các loài vi khuẩn và bào tử.

Sát trùng da, tẩy uế nước và không khí.

+ Bạc: diệt khuẩn mạnh

III. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG

- Chất hóa học

TT

Loaïi Ví duï Virut Noàng ñoä (%) Vi khuaån Baøo töû vi khuaån Naám baäc cao

Etylic 70 + - + +

1 Alcol

Izopropylic 70 - 90 + - + -

2 Aldehyde Formaldehyde 1 - 8 + + + +

III. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG

Hoùa chaát Max Thöïc phaåm St t VSV bò taùc ñoäng

benzoic, men, 1 0,1% Acid caùc benzoat Naám naám moác Margarine, ñoà chua, nöôùc quaû

sorbic, siro, baùnh ngoït, 2 0,2% Naám moác Acid caùc sorbat Phomai, tröùng

3 0,32% Naám moác Acid propionic, caùc propionat Baùnh mì, baùnh ngoït, moät soá loaïi phomai

men, 4 Parabens 0,1% Nöôùc quaû, ñoà chua, baùnh Naám moác

loaøøi 5 SO2, sulfit Caùc VSV Maät ræ, traùi caây saáy, moâi tröôøng 200– 300ppm

men, 6 700ppm Caùc loaïi haït Etylen, propylen oxid Naám naám moác

khuaån

7 Nisin 1% Thòt

Vi lactic, Clostridium

8 Natri nitrit 120ppm Thòt Clostridium, naám moác

IV. DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ DI TRUYỀN

NHÂN ĐÔI GEN

Sao mã

ADN

Polypeptide

ARNtt

Giải mã Translation

Transcription

IV. DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ DI TRUYỀN

ĐỘT BIẾN

Đọan gen gốc

Đột biến điểm

Đột biến đọan

V. QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN

Colony forming units

colony

V. QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN

Cân bằng động

Sinh khối VSV

Tử vong

log

lag

Time

Sinh trưởng trong môi trường nuôi cấy tĩnh

V. QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN

Cân bằng động

log

Tử vong

Sinh khối VSV

lag

log

lag

Time

Sinh trưởng kép

V. QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN

Sinh khối VSV

Time

Sinh trưởng liên tục

V. QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN

Sinh trưởng liên tục: Hệ thống Chemostat

V. QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN

Sinh trưởng liên tục: Hệ thống Bioreactor