9/11/2013

Chương 3: Dinh dưỡng và sinh
trưởng của VSV

DINH DƯỠNG VI SINH VẬT

Khái quát về nhu cầu dd của VSV
 95% trọng lượng khô của tế bào: C, H, O, N, S, P, K, Ca,
Mg, Fe – Nguyên tố đa lượng
 C, H, O, N, S, P cấu tạo nên glucid, lipid, protein, a. nucleic
 K, Ca, Mg, Fe hiện diện ở dạng cation

 Những nguyên tố cần ở liều lượng rất thấp: Mn, Zn, Co,

Mo, Ni, Cu – Nguyên tố vi lượng
 Không thể thiếu được trong tế bào.
 Tham gia vào cấu tạo enzyme, coenzyme, xúc tác phản ứng,

duy trì cấu trúc của protein.

1


9/11/2013

Các nguyên tố chủ yếu trong tế bào VSV (% trọng lượng khô)

Thành phần hóa học của vi khuẩn theo F.C. Neidhardt 1996
Phân tử khô / tế bào
- Nước

dinh dưỡng

Nguồn muối vô cơ
Chất sinh trưởng
Nước

2


9/11/2013

Nước (Water)
Nước là thành phần không thể thiếu để vi sinh vật có
thể sinh trưởng. Chức năng sinh lý của nước trong tế bào
là:
- Hoà tan và chuyển vận các chất, hỗ trợ cho việc hấp
thu chất dinh dưỡng, giải phóng các sản phẩm trao đổi
chất.
- Tham gia vào hàng loạt các phản ứng hóa học trong
tế bào.
- Duy trì cấu hình thiên nhiên ổn định của các đại phân
tử như protein, acid nucleic...
- Là thể dẫn nhiệt tốt, hấp thu tốt nhiệt lượng sinh ra
trong quá trình trao đổi chất và khuếch tán kịp thời ra bên
ngoài để duy trì sự ổn định của nhiệt độ bên trong tế bào.
- Duy trì hình thái bình thường của tế bào.

Nhu cầu về nguồn cacbon
 Nhu cầu C, H, O thường được thỏa mãn cùng



3


9/11/2013

Nhu cầu nguồn Nitơ (source of nitrogen)
Nguồn N
Protein và sản
phẩm phân giải
của protein
Ammone và muối
ammone
Nitrate
N phân tử
Các nguồn N
khác

Các dạng hợp chất
Peptone, peptide, aminoacid...

NH3, (NH4)2SO4,... (dễ được hấp thu)
KNO3 (dễ được hấp thu)
N2 (chỉ với vi sinh vật cố định N)
Purine, pyrimidine, urea, amine, amide,
cyanide (chỉ một số nhóm vi sinh vật
mới có thể đồng hoá được)
Whey, cao nấm men, bột đậu nành

4


Là thành phần của các aminoacid chứa S, một số vitamin;
glutathione…

MgSO4

Là thành phần trung tâm hoạt tính của một số enzyme, thành
phần của sắc tố quang hợp…

CaCl2, Ca(NO3)2

Tạo tính ổn định của một số cofactor, enzyme

NaCl

Thành phần của hệ thống chuyển vận của tế bào, duy trì áp
suất thẩm thấu, duy trì tính ổn định của một số enzyme.

KH2PO4, KH2PO4

Là cofactor của một số enzyme, duy trì áp suất thẩm thấu của
tế bào…

FeS04

Thành phần của sắc tố vi khuẩn và một số enzyme

Các muối vô cơ là nguồn chất dinh dưỡng không thể thiếu

Nhu cầu về chất sinh trưởng


– ngăn cản sự xuyên qua tự do của phần lơn các cơ
chất.
 Các cơ chất được hấp thu qua màng thông qua các cơ

chế: vận chuyển thụ động (passive transport) và vận
chuyển chủ động (active transport).

Vận chuyển thụ động
 Phân tử di chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ

thấp do giao động nhiệt.
 Nồng độ cơ chất bên ngoài phải cao hơn bên trong tế bào 

vận chuyển từ ngoài vào trong.
 Tốc độ khuếch tán phụ thuộc vào sự chênh lệch gradient

nồng độ bên trong và bên ngoài tế bào. Tốc độ giảm khi
chênh lệch gradient nồng độ giảm.
 Không tiêu tốn năng lượng, ít hiệu quả (vận chuyển được
những phân tử có kích thước nhỏ hoặc có khả năn hòa tan
trong lipid)  ít được sử dụng.

Khuếch tán

7


9/11/2013


1. Khi nghiên cứu sự sinh trưởng, phát triển
của VSV có gì đặc biệt hơn so với thực vật,

động vật?
2. Ý nghĩa các đại lượng và công thức tương
quan giữa các đại lượng khi xây dựng mẫu
lí thuyết cho ST-PT của VSV?

Sinh trưởng, phát triển của VSV trong nuôi cấy tĩnh

Đặc điểm
ST-PT của
VSV trong
từng pha?

Đường cong sinh trưởng của VSV trong nuôi cấy tĩnh

Sinh
khối
VSV

Time
Đường cong sinh trưởng trên xảy ra trong điều kiện nào?

9


9/11/2013

Cân bằng động

 Đo độ đục

 Phương pháp MPN
 Xác định nitơ tổng hay cacbon tổng
 Xác định O2 , CO2 hay sản phẩm lên men thông
qua quá trình trao đổi chất

10


9/11/2013

ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ
YẾU TỐ HÓA HỌC – VẬT
LÍ ĐẾN ST - PT

Ảnh hưởng pH môi trường
* Độ pH là đại lượng đo độ axid hay độ kiềm tương

đối
* Độ pH ảnh hưởng tới tính thấm qua màng, hoạt

động chuyển hóa vật chất trong tế bào, hoạt tính
enzim, sự hình thành ATP,…

pH có ý nghĩa quyết định đối với sinh trưởng
của nhiều vsv

Ảnh hưởng pH môi trường
Có 3 nhóm vsv:


Nhóm vsv
Hiếu khí bắt
buộc
Hiếu khí không
bắt buộc
Vi hiếu khí
Kị khí chịu
dưỡng
Kị khí

Đặc điểm phân biệt
Cần ôxi
Có oxi hoặc không có oxi, có
oxi thì sinh trưởng tốt hơn
Điều kiện áp lực oxi rất thấp
( 0.01-0.03 Ba)
Có oxi thì hô hấp hiếu khí,
không có oxi thì hô hấp kị khí
hoặc lên men
Bị chết khi có mặt oxi

Đại diện
Nhiều VK, hầu hết tảo,
nấm, ĐV nguyên sinh
Phần lớn nấm men,
nhiều Vk
Vibrio cholerae,
hydrogenomonas,…
Nấm men, bacillus

ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ ẨM
 Hầu hết các quá trìnhghghghh sống của vi khuẩn có

liên quan đến nước  độ ẩm không khí và môi trường
có ảnh hưởng đến ST-PT của VSV.
 VSV sống trong mt thiếu nước → loại nước khỏi tế

bào vi khuẩn → trao đổi chất bị giảm → tế bào chết.
 Hoạt độ nước (Aw) là lượng nước tự do có trong thực

phẩm  phụ thuộc vào nhiệt độ và thành phần hóa
học của thực phẩm.

ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ ẨM

ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ ẨM
Ứng dụng:

Làm lạnh

Làm khô
trong chân không

Bảo quản thời gian dài

Nguyên tắc đông khô
Phơi khô hoặc sấy khô → bảo quản lâu dài nhiều loại sản
phẩm (hoa quả khô, cỏ khô, ruốc thịt khô).

14

ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ

15


9/11/2013

Ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu
Môi trường ưu trương

Môi trường nhược trương

- Tế bào mất khả năng rút
nước và chất dinh dưỡng.
- Tế bào sẽ khô sinh lý, bị co
sinh chất và nếu thời gian
kéo dài -> chết.

- Nước từ môi trường sẽ
xâm nhập vào tế bào.
- Áp lực bên trong tế bào
tăng lên, do thành tế bào vi
khuẩn cứng nên không xảy
ra hiện tượng vỡ sinh chất

 Ứng dụng tác dụng co sinh chất ở các nồng độ: muối cao

(10 – 15%) hoặc đường (50 – 80%) để bào quản thực
phẩm và làm mứt…



9/11/2013

Ảnh hưởng của sức căng bề mặt
 Thay đổi sức căng bề mặt môi trường dịch thể:

Các chất hoạt tính bề mặt

Các chất nâng cao sức căng bề
mặt: đa số là các muối vô cơ.

Các chất giảm sưc căng bề
mặt: các acid béo, ancohol,
saponat và chất với chuỗi
cacbon dài, thẳng và thơm.

Ảnh hưởng của sóng âm thanh
 Sóng âm thanh, đặc biệt là sóng siêu âm (>20kHz) ảnh

hưởng lớn đến vi khuẩn.
 Dưới tác dụng của siêu âm, môi trường truyền âm bị xô đi

đẩy lại, bị ép và tạo chân không liên tiếp sinh ra nhiều
khoảng trống


-- > các chất hòa tan và hơi của chất lỏng lập tức dồn
vào các khoảng trống gây ra tác dụng cơ học làm chết vi
sinh vật (vỡ vỏ tế bào)
-- > một phần chất khí hoà tan bị ion hóa tạo ra nước


ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TIA BỨC XẠ

ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TIA BỨC XẠ

ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TIA BỨC XẠ
 Tia bức xạ có bước sóng càng ngắn thì năng lượng

càng lớn.
 Tia cực tím, tia X và đặc biệt tia phóng xạ có khả

năng tiêu diệt VSV rất nhanh  gây tổn thương
thành tế bào, DNA, protein cấu trúc, enzyme …
 Ứng dụng: tiệt trùng thực phẩm, tạo giống đột

biến.

18