Tài liệu Chuong iii

Chương 3:Dinh dưỡng – Sinh trưởng của vi sinh vật Thành phần hóa học của tế bào vi sinh vật Thành phần hóa học tế bào vi sinh vật ¾ ¾ Bao gồm: Suy ra: ™ ™ ¾ Các nguyên tố cơ bản: Các nguyên tố khoáng: • Đa lượng: P, S, Na, Ca, K, Mg, Fe, Cl… • Vi lượng: Zn, Mn, Co… Một số ví dụ (Atkinson B., Mavituna F., 1983): ™ ™ Vi khuẩn: C (53,0%), N (12,0%), O (19,0%), H (7,3%), khoáng (8,7%) Nấm men: C (47%), N (7,5%), O (31%), H (6,5%), khoáng (8%) Nước ¾ ¾ ¾ Chiếm 70 – 90% khối lượng tế bào Là môi trường cho các phản ứng hóa sinh Nước gồm 2 loại: ™ ™ Nước tự do: Nước liên kết: Æ Chỉ có nước tự do tham gia vào các phản ứng trao đổi chất của vi sinh vật Nước ¾ Nhu cầu về nước của VSV rất khác nhau, đặc trưng bởi hoạt độ nước trong môi trường aw aw = P/Po = n2/(n1 + n2) P: áp lực hơi trên bề mặt môi trường ở 1 nhiệt độ nhất định Po: áp lực hơi trên nước cất ở cùng nhiệt độ n1: số phân tử chất tan n2: số phân tử dung môi ¾ Hầu hết các VSV phát triển ở aw = 0,9 ÷ 0,99 Nước ¾ Độ ẩm tuyệt đối của môi trường: ™ ™ ™ ™ ™ Độ ẩm tuyệt đối = Lượng nước / Lượng nguyên liệu Độ ẩm tuyệt đối để có thể nuôi cấy VSV trên môi trường rắn: 30 – 70% Độ ẩm tuyệt đối tối thích: 45 – 60% Nấm mốc < Vi khuẩn và nấm men Độ ẩm tuyệt đối của mt nuôi cấy mỗi loại VSV khác nhau thì khác nhau. Nước ¾ Độ ẩm tương đối của môi trường: ™ RH (Relative Humidity) = aw x 100% Độ ẩm cao quá: ™ Độ ẩm thấp ™ Nấm mốc có khả năng phát triển ở RH >= 80% Nấm men RH >= 85% Vi khuẩn có khả năng phát triển ở RH >= 90% ™ ™ ™ Muối khoáng ¾ ¾ ¾ ¾ Không chiếm thành phần cao Giữ vai trò quan trọng: Có nhiều loại nguyên tố: Fe, Cu, P, Cl, Na, Mg… Muối phosphate rất cần cho VSV vì: Protein ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ Là enzyme tham gia xúc tác Tham gia cấu tạo tế bào Protein hoạt tính: Protein phi hoạt tính: Một số VSV có khả năng tổng hợp 1 lượng lớn các acid amin tự do Æ ứng dụng trong công nghiệp ™ VD: Corynebacterium glutamicum: acid glutamic Æ bột ngọt Lipid ¾ Lipid đơn giản ¾ Lipid phức tạp Lipid Saccharide ¾ Tương tự như trong cơ thể người: ™ ™ ™ Monosaccharide: Oligosaccharide: • Disaccharide: • Trisaccharide: Polysaccharide: Vitamin ¾ VSV tự dưỡng chất sinh trưởng (auxoautotroph): ™ ™ ™ ™ ™ ™ ¾ Riboflavin (Clostridium, Candida, Ashbya, Eremothecium) coenzyme A (Brevibacterium) vitamin B12 (Streptomyces, Propionibacterium, Pseudomonas) vitamin C (Gluconobacter, Erwinia, Corynebacterium), β-carotene (Dunaliella), vitamin D (Saccharomyces). VSV dị dưỡng chất sinh trưởng (auxoheterotroph): Nhu cầu dinh dưỡng của vi sinh vật Nguồn thức ăn Carbon Căn cứ vào nguồn thức ăn C, chia VSV thành: a) Nhóm tự dưỡng (autotroph): ™ Tự dưỡng quang năng (photoautotroph, photolithotrophs): Vd: tảo, 1 số vi khuẩn quang hợp lưu huỳnh ™ Tự dưỡng hóa năng (chemoautotroph, chemolithotrops): Nguồn thức ăn Carbon Căn cứ vào nguồn thức ăn C, chia VSV thành: b) Nhóm dị dưỡng (heterotroph): ™ Dị dưỡng quang năng (photoheterotroph): VD: VK quang hợp không chứa lưu huỳnh, 1 số tảo Dị dưỡng hóa năng (chemoautotroph): ™ Hoại sinh: ™ Kí sinh: ™ Æ Tùy thuộc vào nhóm VSV mà nguồn carbon cung cấp có thể là vô cơ hay hữu cơ Nguồn thức ăn Carbon ¾ Carbohydrate: ™ ™ ™ ™ ™ Đường: glucose, fructose, lactose, galactose, maltose Tinh bột: • ngũ cốc, các loại củ • Một số VSV sử dụng trực tiếp tinh bột (amylase) VD: Aspergillus niger, Rhizopus, 1 số nấm men Rỉ đường: 30% saccharose Huyết thanh sữa (whey): • 50% chất khô, 20-25% protein, vitamin, khoáng Cellulose: • Ví dụ: Trichoderma viride, Asp. Niger • Để sinh tổng hợp cellulase Nguồn thức ăn Carbon ¾ Rượu: ™ ¾ Dễ cháy nổ, có tính độc hại với VSV Æ cho vào môi trường từ từ Acid hữu cơ: ™ ™ Trong công nghiệp sản xuất acid amin VD: acid acetic để sản xuất lysine