BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
BỘ MÔN VI SINH VẬT HỌC THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI:
VAI TRÒ CỦA GLUCIDE VÀ PROTEIN TRONG SỰ PHÁT TRIỂN CỦA VI
SINH VẬT
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 04 năm 2012
Vi sinh vật học thực phẩm 2 MỤC LỤC
CHƯƠNG MỞ ĐẦU - NHU CẦU THỨC ĂN CỦA VI SINH VẬT 6
1. Quy luật sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. 6
2. Nhu cầu thức ăn của vi sinh vật. 7
CHƯƠNG II – VAI TRÒ CỦA GLUCIDE VỚI SỰ PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH
VẬT 9
1. Khái niệm Glucide. 9
2. Vai trò của glucide đối với vi sinh vật. 10
2.1. Tham gia thành phần hóa học cấu tạo tế bào. 10
2.2. Nguồn cung cấp thức ăn cacbon cho vi sinh vật. 10

biệt là những ứng dụng phong phú trong ngành công nghệ thực phẩm. Nhiều loài vi
sinh có những giá trị dinh dưỡng cao được nuôi trồng với sinh khối lớn để sản xuất
thực phẩm chức năng, có tác dụng chữa bệnh diệu kỳ, nhiều loài khác lại có những
ứng dụng quan trọng trong những quá trình lên men thực phẩm…
Để góp phần tìm hiểu tại sao vi sinh vật lại có thể mang lại những vai trò to lớn,
có ý nghĩa thực tiễn với đời sống con người đến như vậy, chúng ta hãy cùng tìm hiểu
về sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật để hiểu rõ hơn các bạn nhé.
Trong phần này nhóm mình xin trình bày về “ Vai trò của protein và glucide
trong sự phát triển của vi sinh vật”. Ai cũng biết những tác dụng bổ ích của protein và
glucide đối với cuộc sống con người. Vậy với vi sinh vật chúng có vai trò quan trọng
như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu để hiểu rõ hơn tại sao những vi sinh vật cực kì nhỏ bé
ấy lại vô cùng quan trọng như thế nhé.
Do kiến thức và thời gian có hạn, có thể bài tiểu luận của nhóm mình còn nhiều
thiếu sót mong thầy và các bạn góp ý để bài tiểu luận hoàn chỉnh hơn. Chúng em xin
chân thành cảm ơn!
TẬP THỂ NHÓM
Vi sinh vật học thực phẩm 6 CHƯƠNG MỞ ĐẦU -NHU CẦU THỨC ĂN CỦA VI SINH VẬT

1. Quy luật sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật.
Sinh trưởng và phát triển là một thuộc tính cơ sở của sinh vật sống. Cũng như
động vật và thực vật, vi sinh vật cũng sinh trưởng và phát triển.

Ví dụ: Có loài vi sinh vật cần nhiều protein, nhưng cần ít glucide; Có loài cần
nhiều nguyên tố vi lượng, nhưng có loài cần ít; Có loài trong quá trình phát triển
không thể thiếu các chất tăng trưởng.
Nhìn chung các nguyên tố thiết yếu C, H, O và N không thể thiếu trong quá trình
sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Ngoài các nguyên tố thiết yếu, trong các cơ
thể vi sinh vật còn cần các nguyên tố đa lượng như S và P, các nguyên tố vi lượng
như: Fe, Cu, Mg, Mn, Zn, K, Ca, Bo, I…Vì thế trong thành phần dinh dưỡng không
thể cung cấp đơn thuần một số chất nào đó hoặc một nhóm nguyên tố nào đó mà phải
đảm bảo đầy đủ thành phần tối thiểu các chất. Tuy nhiên vào từng loài vi sinh vật mà
có thể nguyên tố này là đa lượng, nhưng lại l2 vi lượng của loài khác.
Vi sinh vật học thực phẩm 8

Khi nuôi cấy vi sinh vật người ta phải pha chế môi trường có thể ở dạng lỏng
hoặc đặc. Trong môi trường có thể có loại chất hữu cơ, có loại chất vô cơ. Không phải
mọi thành phần của môi trường đều có thể gọi là chất dinh dưỡng. Một số thành phần
của môi trường chỉ có nhiệm vụ đảm bảo các điều kiện thích hợp về thế oxi hóa, về
pH, áp suất thẩm thấu, cân bằng ion,…Chất dinh dưỡng là những chất có tham gia vào
trao đổi chất của tế bào.
Các chất dinh dưỡng sau khi vào tế bào sẽ được chế biến lại để tạo thành các chất
riêng của tế bào., quá trình này được gọi là đồng hóa, quá trình này cần năng lượng.
Ngược lại với quá trình đồng hóa là quá trình dị hóa. Các sản phẩm của quá trình dị
hóa sẽ được thải ra môi trường xung quanh hoặc một phần được sử dụng lại cho quá
trình đồng hóa. Căn cứ vào nhu cầu vi sinh vật người ta chia thức ăn làm 3 loại:
 Thức ăn năng lượng: thức ăn sau khi hấp thụ sẽ cung cấp cho vi sinh vật
một số năng lượng cần thiết cho hoạt động sống của tế bào. Các loại protein,
glucide, lipid,…là những thức ăn năng lượng thường gặp.
 Thức ăn kiến tạo: thức ăn này sau khi hấp thụ sẽ tham gia xây dựng các
cấu trúc của vi sinh vật. trong thực tế thì một loại thức ăn nó vừa là nguồn năng
lượng vừa là nguyên liệu để xây dựng các cấu trúc.
 Chất sinh trưởng: là những chất cần thiết cho hoạt động sống của một

Glucide được chia làm ba nhóm chính: monosaccharide, oligosaccharide,
polysaccharide.
 Monosaccharide (đường đơn), có chứa 1 đơn vị carbonhydrate C
6
H
12
O
6
,
thường gặp là glucose, fructose và galactose.
 Oligosaccharide có chứa ít hơn 10 đơn vị carbonhydrat, thường gặp nhất
là các chất như sau:
 Các disaccharide (đường đôi) là saccharose (sucrose), maltose,
lactose
 Trisaccharide là raffinose,
 Tetrasaccharide là stachyose,
 Polysaccharide chứa n monosaccharide. Các polysaccharide khó hòa tan
trong nước hơn là các mono – và các oligosaccharide. Thường gặp nhất là tinh
bột, cellulose và pectin.
Glucide có vai trò rất quan trọng trong cơ thể sống. Glucide có vai trò như sau:
 Tham gia mọi hoạt động của tế bào.
 Là nguồn chất dinh dưỡng dự trữ để huy động, cung cấp chủ yếu các
chất trao đổi đổi trung gian và năng lượng cho tế bào.
 Tham gia vào cấu trúc của thành tế bào thực vật vi khuẩn: hình thành bộ
khung (vỏ) của nhóm động vật có chân khớp.
 Tham gia vào thành phần cấu tạo của nhiều chất quan trọng như: DNA,
RNA,
Vi sinh vật học thực phẩm 10

2. Vai trò của glucide đối với vi sinh vật.

Vi sinh vật học thực phẩm 11

VSV nào dù hô hấp hiếu khí hay yếm khí thì chúng đều thực hiện giai đoạn đầu phân
giải glucose giống nhau, theo 3 con đường chính sau đây:
 Con đường E.M.P (Empden-Meyehof-pasnas)
Glucose chuyển thành Pyruvat qua 10 phản ứng tạo ra các chất trung gian đều ở
dạngphotphoryl hóa:
Glucose → 2 pyruvat +2ATP +2NADH2
Ở đây ATP (chất cao năng dùng phổ biến ở mọi tế bào) được tạo thành do
photphorylhóa cơ chất.
Con đường EMP đã cung cấp 6 tiền chất dùng để tổng hợp các đơn vị cấu trúc là
Glc-6-P, Fruct-6P, 3-P glyceraldehyd, 3-P-glyxerat, P-enol pyruvat va pyruvat.
 Con đường PP (Pentozo-phostphat)
Nhiều vi khuẩn bị đột biến lớn hơn một enzyme của con đường EMP nhưng
vẫnchuyển hóa được glucose đến pyruvat nhờ con đường PP.
Con đường này cung cấp cho tế bào hai tiền chất khác nhau trong tổng hợp các
đơn vịcấu trúc là ribozo-5P (dùng để tổng hợp acid nucleic, ADP, ), erytroza -4-P-
(tổng hợp các acid amin thơm) cùng các NADPH2
Glucoza → 1 pyruvat → +3 CO2 + 6NADPH2+1NADH2+1ATP
 Con đường Enter-Doudoroff (KDPG)
Chỉ gặp ở vi khuẩn chuyển hóa gluconat: Pseudomonas, saccharofhila và
Alcaligenesphân giải 100% glucose theo con đường này.
Giữa 3 con đường chuyển hóa trên có mối quan hệ qua lại với nhau và tùythuộc
vào loại hình vi sinh vật khác nhau tỷ lệ % đường được phân giải theo từng con đường
là không giống nhau.
3. Quá trình phân tổng hợpđường và polysaccharide.
Nhiều vi sinh vật không có khả năng quang hợp và là các cơ thể dị dưỡng phải
tổng hợp đường từ các phân tử hữu cơ khử thay cho từ CO2.
Vi sinh vật học thực phẩm 12



CHƯƠNG 2 – VAI TRÒ CỦA PROTEIN ĐỐI VỚI SỰ PHÁT TRIỂN CỦA VI
SINH VẬT

1. Định nghĩa protein.
Protein là những đại phân tử được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà các đơn
phân là các axit amin. Chúng kết hợp với nhau thành một mạch dài nhờ các liên kết
peptide (gọi là chuỗi polypeptide). Các chuỗi này có thể xoắn cuộn hoặc gấp theo
nhiều cách để tạo thành các bậc cấu trúc không gian khác nhau của protein.
Số lượng các acid amin trong phân tử protein có đến hàng trăm hay hàng nghìn
đơn vị, nhưng tất cả cũng chỉ thuộc 20 loại acid amin khác nhau. Một phân tử protein
có thể không có đầy đủ cả 20 loại acid amin, do đó thành phần các protein của các vi
sinh vật khác nhau thì khác nhau. Giá trịdinh dưỡng cũng hoàn toàn phụ thuộc vào
thành phần và cách sắp xếp của các loại acid amin này.
2. Vai trò của protein trong sự phát triển của vi sinh vật.
2.1. Tham gia thành phần hóa học cấu tạo tế bào.
Protein chiếm hàm lượng nhiều nhất > 50% khối lượng khô của tế bào, được cấu
tạo từ các nguyên tố C, H, O, N, S ngoài ra còn có thể có một lượng rất nhỏ các
nguyên tố khác như Fe, P, Zn, Mn, Ca,…
Protein có vai trò quan trọng bậc nhất trong tế bào. Bao gồm các loại protein:
protein cầu (abumin, globulin,…), protein sợi ( collagen, keratin,…). Protein có thể
liên kết với các chất khác để tạo thành hợp chất phức tạp của tế bào như: lipoprotein,
glycoprotein, chromoprotein,…hay protein liên kết với các sắc tố như hemoglobin.
2.2. Tham gia vận chuyển các chất qua màng tế bào.
Những phân tử protein vận chuyển sắp xếp trong màng liên kết với các phân tử
chất
hòa tan rồi chuyển chúng vào bề mặt bên trong của màng: từ đây cac phân tử hòa
tan được chuyển vào trong tế bào chất. Kiểu khuếch tán này được gọi là kiểu khuếch
tán xúc tiến. Các phân tử protein vận chuyển nói trên được gọi là protein thấm-
permease. Bản chất protein của permease được khẳng định bởi các dẫn chứng sau:

Trong mô hình vận chuyển trên thì cùng một phân tử permease có thể đảm nhận
cả chức vận chuyển chủ động lẫn chức vận chuyển thụ động (tuy theo sự có mặt hay
vắng mặt của ATP).
Ngày nay, người ta đã phân lập được hàng loạt protein vận chuyển trong các loài
visinh vật. Giống như enzime, chúng có tính đặc hiệu cơ chất khác nhau. Một số có
Vi sinh vật học thực phẩm 16

tính đặc hiệu hầu như tuyệt đối. Chẳng hạn như permease của galactose ở E. coli chỉ
vận chuyển galactose. Các permease của đường và acid amine khác thể hiện tính đặc
hiệu yếu hơn đối với các chất hòa tan. Điều đáng chú ý là, trong vi khuẩn sự vận
chuyển chủ động của đường, phụ thuộc vào các quá trình phosphorryl hóa. Năm 1964
Kundig phân lập được một hệ thống phosphortransferase bao gồm hai men (E1 va E2)
và một protein vận chuyển bền nhiệt (HPr) có khối lượng phân tử thấp. Các thành
phần protein của hệ thống này đã được thuần khiết và phản ứng diễn ra hai bước:
Trước hết E1 chuyển phosphate từ phosphorenolpiruvat (PEP) đến HPr:
HPr +PEP → HPr-P + Piruvat
Sau đó E2 chuyển phosphate từ HPr-P đến C6 của đường đơn.
E1 là chung cho nhiều loại đường nhưng E2 lại đặc hiệu cho từng loại đường.
Nghĩa là một đột biến nào đó ảnh hưởng đến việc tổng hợp E1 sẽ dẫn tới mất khả năng
vận chuyển nhiều loại đường. Trái lại nếu đột biến như thế với E2 thì chỉ ảnh hưởng
đến khả năng vận chuyển của một loại đường.
2.3 Nguồn cung cấp thức ăn nitơ, cacbon và nguồn vật liệu năng lượng cho tế
bào.
Trong tế bào vi sinh vật, chúng ta thấy vi sinh vật phân giải protein là để sử dụng
chúng làm nguồn cung cấp thức ăn nitơ, thức ăn cacbon hoặc nguồn vật liệu năng
lượng. Tùy theo điều kiện môi trường và từng loài, vi sinh vật có thể sử dụng protein
để thỏa mãn một hoặc hai hoặc cả hai nhu cầu trên. Do mục đích sử dụng protein như
vậy mà vi sinh vật có thể gây nên sự phân giải protein sâu hoặc không và sản phẩm
cuối cùng cũng khác nhau. Dưới tác dụng của vi sinh vật, protein sẽ bị phân giải thành
acid amin rồi tùy theo điều kiện môi trường mà vi sinh vật sẽ sử dụng acid amin đó

thức ăn nitơ để xây dựng cơ thể và làm đổi mới tế bào.
- Trường hợp trong môi trường tỷ lệ C/N nhỏ hơn 25/1 tức là môi
trường thừa thức ăn nitơ và thiếu thức ăn cacbon, lúc đó nitơ sẽ được giải
phóng ra ngoài dưới dạng NH3 do vi sinh vật không sử dụng được hết. Việc
sử dụng acid amin làm nguồn thức ăn cacbon để xây dựng và đổi mới tế bào
đồng thời để làm nguồn vật liệu năng lượng.
Vì vậy khi quan sát quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trên môi
trường thức ăn giàu protein như thịt, cá, trứng, sữa ta thấy những môi trường này hầu
như không chứa glucid tức là tỷ lệ C/N < 25/1 nên N thừa sẽ được tích tụ ở dạng NH3
và các bazơ hữu cơ, protein sẽ bị thối rữa dưới tác dụng của các vi sinh vật này. Cho
nên để tránh bớt phần nào protein bị thối rữa do các vi sinh vật gây ra nên ta có thể bổ
Vi sinh vật học thực phẩm 18

sung them một lượng glucid vào môi trường thức ăn để tăng tỷ lệ C/N và làm giảm
lượng NH3 tích tụ.
Trong tự nhiên quá trình thối rữa protein có ý nghĩa quan trọng trong sự chuyển
hóa vật chất trong đất. Dưới tác dụng của vi sinh vật, protein được chuyển hóa thành
muối amon là thức ăn nitơ cho cây xanh. Trong công nghiệp thực phẩm, quá trình sử
dụng protein của vi sinh vật có ích trong việc sản xuất một số thực phẩm như nước
mấm, muối cá, làm tương, sản xuất mì chính…Tuy nhiên, việc sử dụng và làm thối rữa
protein của vi sinh vật cũng gây hư hỏng thực phẩm và một số hàng hóa khác.
3. Quá trình phân giải protein của vi sinh vật.
Quá trình thủy phân các protein dưới tác dụng của vi sinh vật gọi là quá trình thối
rữa.
Quá trình này rất quan trọng trong vòng tuần hoàn vật chất. Sản phẩm làm thối
rữa có thể làm ô nhiễm môi trường sống và các vi sinh vật gây thối rữa là nguyên nhân
chính gây hư hỏng thực phẩm giàu protein.
Muốn phân giải protein, cũng giống như đối với các hợp chất cao phân tử khác,
đầu tiên vi sinh vật phải tiết ra các enzyme phân giải protein ngoại bào và làm chuyển
hóa protein thành các hợp chất có phân tử nhỏ hơn (các polipeptit và các oligopeptit).

tính chất của protein, vào độ thoáng khí, độ ẩm và nhiệt độ. Trong quá trình thối rữa
chủ yếu là phân hủy các axit amin thành các chất cấp thấp như indol, skatol, phenol,
các loại axit có đạm, axit béo cấp thấp, H
2
S, CH
4
, NH
3
, CO
2
… nhưng cũng còn phân
giải, phân hủy các chất khác.
Quá trình thối rữa không phải dựa theo một quy luật mà do các điều kiện thích
hợp hiện tại quyết định. Những tác dụng oxi hóa khử hoặc do những chất bị phân giải
ra, lại hợp thành những chất khác… thường thường thì rất nhiều sự biến hóa lẫn lộn
với nhau khó mà tìm ra được quy luật đặc trưng nhưng cũng có những sự biến hóa đơn
độc.
Trong sản phẩm thối rữa có chất độc tồn tại cho nên khi ăn phải những sản phẩm
đó sẽ bị trúng độc. Một số chất độc hay thấy nhiều nhất là histamin, methylamin, một
số chất khác ít hơn là cholin, muscarin, tyramin, cadaverin, putrescin, monoamin… và
một số chất khác, cá biệt như:
Gadinin (





) tìm thấy trong thịt cá tuyết thối rữa.
Paridin (


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài Liệu Tiếng Việt
[1]. Nguyễn Lân Dũng (chủ biên) - Nguyễn Đình Quyến - Phạm Văn Ty, Vi sinh vật
học, NXB Giáo dục, 2010
[2]. Trần Quốc Huy, Vi sinh vật học thực phẩm, Đại học Công nghiệp thực phẩm
TP.HCM (Lưu hành nội bộ), 2011
[3]. Đàm Sao Mai (chủ biên) và cộng sự, Hóa Sinh Thực Phẩm, NXB ĐHQG
TP.HCM, 2011