Vi sinh vật công nghiệp - Tài liệu, ebook, giáo trình

Tài liệu Vi sinh vật công nghiệp: ... Ebook Vi sinh vật công nghiệp

123 trang | Chia sẻ: huyen82 | Lượt xem: 1427 | Lượt tải: 1

Tóm tắt tài liệu Vi sinh vật công nghiệp, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Lêi më ®Çu Vi sinh vËt c«ng nghiÖp lµ mét m«n khoa häc nghiªn cøu nh÷ng ho¹t ®éng sèng cña vi sinh vËt ®Ó ¸p dông nã vµo qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. §©y lµ m«n khoa häc ®îc h×nh thµnh muén h¬n trong lÜnh vùc sinh häc kh¸c, nhng do ý nghÜa quan träng cña nã nªn ®· vµ ®ang trë thµnh lÜnh vùc träng ®iÓm trong thÕ kû nµy. Gi¸o tr×nh Vi sinh vËt c«ng nghiÖp giíi thiÖu mét c¸ch kh¸i qu¸t kiÕn thøc ®Ó øng dông vi sinh vËt vµo thùc tÕ s¶n xuÊt vµ ®êi sèng con ngêi mét c¸ch hiÖu qu¶ vµ an toµn nhÊt. Do yªu cÇu cña khung ®µo t¹o míi, chóng t«i tËp hîp mét sè tµi liÖu xuÊt b¶n gÇn ®©y nhÊt vÒ lÜnh vùc vi sinh vËt häc c«ng nghiÖp ®Ó viÕt lªn gi¸o tr×nh nµy nh»m ®¸p øng kÞp thêi nhu cÇu häc tËp cña sinh viªn ngµnh thùc phÈm vµ nh÷ng b¹n yªu thÝch, quan t©m ®Õn lÜnh vùc nµy, ®ång thêi chó ý ®Õn nh÷ng vÊn ®Ò gîi më cÇn tiÕp tôc suy nghÜ. Bµi më ®Çu I. §èi tîng, nhiÖm vô, néi dung cña vi sinh vËt häc c«ng nghiÖp. Vi sinh vËt häc c«ng nghiÖp (VSVHCN) lµ mét ngµnh cña Vi sinh häc (VSH). Trong ®ã Vi sinh vËt (VSV) ®îc xem xÐt ®Ó sö dông trong c«ng nghiÖp vµ nh÷ng lÜnh vùc kh¸c nhau cña kü thuËt. VS VHCN gi¶i quyÕt hai vÊn ®Ò chÝnh tr¸i ngîc nhau: - Lµm s¸ng tá nh÷ng tÝnh chÊt sinh ho¸ cña nh÷ng c¬ thÓ sèng lµ nguyªn nh©n c¬ b¶n vµ trùc tiÕp cña sù chuyÓn ho¸ ho¸ häc, nh÷ng chÊt cã ë c¬ chÊt nµy hay c¬ chÊt kia. Trong trêng hîp nµy VS VHCN sö dông nh÷ng VSV ®Ó thu nh÷ng s¶n phÈm quan träng vµ cã gi¸ trÞ thùc tÕ b»ng con ®êng lªn men. Ph¬ng ph¸p sinh hãa ®Ó thu nhiÒu s¶n phÈm lµ ph¬ng ph¸p duy nhÊt cã lîi vÒ kinh tÕ. - MÆt kh¸c sù lªn men do VSV g©y ra kh«ng ph¶i lu«n lu«n diÔn ra theo mét híng nh ta mong muèn. Sù ph¸ huû mét qu¸ tr×nh lªn men thêng x¶y ra do sù ho¹t ®éng cña nh÷ng VSVl¹. Trong trêng hîp nµy, ®iÒu quan träng lµ kh«ng nh÷ng ph¶i biÕt nh÷ng VSV g©y ra qu¸ tr×nh cÇn thiÕt mµ cßn ph¶i biÕt c¶ nh÷ng VS V cã h¹i g©y tæn thÊt cho s¶n xuÊt. Nhµ Vi sinh häc c«ng nghiÖp cã kinh nghiÖm ph¶i kh¸m ph¸ ra chóng, lµm s¸ng tá nh÷ng tÝnh chÊt cã h¹i do chóng g©y ra vµ t×m ra nh÷ng ph¬ng ph¸p ®Êu tranh víi chóng. Gi¸o tr×nh VSCN nµy giíi thiÖu mét c¸ch kh¸i qu¸t nh÷ng vÊn ®Ò sau: 1. Mét sè kiÕn thøc ®¹i c¬ng vÒ VSVH ( §êi sèng, cÊu t¹o vµ ®Æc ®iÓm sinh lý sinh th¸i cña Vi khuÈn, NÊm men, NÊm mèc, Virus). 2. Mét sè nguyªn t¾c sinh ho¸ vµ nh÷ng vÊn ®Ò kü thuËt - ph¬ng ph¸p cña VSVHCN. 3. C¸c qu¸ tr×nh lªn men vµ øng dông trong thùc tÕ (s¶n xuÊt rîu cån, rîu vang, s¶n xuÊt bia, s¶n xuÊt níc gi¶i kh¸t, s¶n xuÊt thøc ¨n gia sóc, s¶n xuÊt axit xitric, axit axetic...) 4. C¸c qu¸ tr×nh tæng hîp axit amin ( Glutamic, Lizin). 5. Mét sè vÊn ®Ò cã liªn quan ®Õn c«ng nghiÖp thùc phÈm ( s¶n xuÊt axit lactic, sù muèi chua rau qu¶ vµ ñ chua thøc ¨n gia sóc vµ ph¬ng ph¸p b¶o qu¶n s÷a. VSVHCN lµ ngµnh míi ph¸t triÓn, nhng do ý nghÜa to lín cña nã vÒ lý thuyÕt còng nh thùc tiÔn nªn ®· ph¸t triÓn nhanh vµ v÷ng m¹nh. Nã nghiªn cøu mét c¸ch tæng qu¸t cÊu t¹o, ®Æc ®iÓm h×nh th¸i, trao ®æi chÊt vµ n¨ng lîng, kh¶ n¨ng chèng chÞu víi ®iÒu kiÖn ngo¹i c¶nh, kh¶ n¨ng sinh s¶n cña c¸c nhãm vi sinh vËt chñ yÕu. §Ó tõ ®ã øng dông vµ khai th¸c chóng mét c¸ch triÖt ®Ó vµo s¶n xuÊt theo quy m« c«ng nghiÖp. II. Lîc sö ph¸t triÓn ngµnh VSVCN. VSV ®îc ®Æc trng bëi mét phæ réng kh¶ n¨ng trao ®æi chÊt. Mét sè nh÷ng ho¹t ®éng nµy - sù tæng hîp, sù chuyÓn ho¸, sù ph©n huû c¸c chÊt - ®îc con ngêi sö dông ®Ó s¶n xuÊt thùc phÈm, ®å uèng vµ c¸c s¶n phÈm kh¸c. ViÖc øng dông tiÒm n¨ng cña VSV ®· cã tõ buæi ®Çu cña nÒn v¨n minh nh©n lo¹i nh s¶n xuÊt rîu vang, bia, dÊm. ë ViÖt Nam viÖc nÊu rîu, lµm dÊm, lµm t¬ng còng cã tõ xa xa. Tuy mét sè qu¸ tr×nh ®îc thùc hiÖn ë qui m« réng r·i, nhng sù thµnh c«ng ®ã cßn phô thuéc sù ngÉu nhiªn hay kinh nghiÖm cña nh÷ng ngêi thî giái truyÒn cho c¸c thÕ hÖ sau. Vai trß cña VSV trong sù chuyÓn ho¸ c¸c chÊt h÷u c¬ míi ®îc con ngêi biÐt ®Õn kho¶ng h¬n 100 n¨m tríc ®©y. VSVCN b¾t ®Çu tõ nh÷ng nghiªn cña L. Pasteur. Nh÷ng nghiªn cøu ®Çu tiªn cña «ng ®· dµnh cho sù lªn men. Bëi vËy L. Pasteur kh«ng nh÷ng lµ ngêi s¸ng lËp ra VSV- Y häc, mµ cßn lµ ngêi s¸ng lËp ra VSVHCN. ViÖc nghiªn cøu c¸c chñng nÊm men trong s¶n xuÊt bia (E.C. Hansen. 1886) cã thÓ xem lµ bíc më ®Çu cho c«ng nghiÖp lªn mendùa trªn c¬ së khoa häc. ViÖc nghiªn cøu tiÕp tteo vÒ ho¸ sinh häc vµ enzim häc cña sù lªn men rîu ®· ®îc thóc ®Èy nhê ph¸t hiÖn cña E. Buchner (1898) r»ng dÞch chiÕt nÊm men cã kh¶ n¨ng g©y ra qu¸ tr×nh lªn men nµy. Còng nh c¸c lÜnh vùc khoa häc kh¸c, c«ng nghÖ vi sinh mµ tiÒn ®Ò cña nã lµ c«ng nghÖ lªn men cæ ®iÓn ®· tr¶i qua nh÷ng chÆng ®êng ph¸t triÓn ®Çy khã kh¨n, phøc t¹p víi nhiÒu ph¸t minh vµ c¶ nh÷ng nçi lÇm, nh÷ng kú c«ng vµ c¶ nh÷ng ngé nhËn. §Ó råi tõ mét lÜnh vùc sinh häc øng dông c¸c thuéc tÝnh cña vi sinh vËt mét c¸ch thô ®éng, ®Õn nay c«ng nghÖ vi sinh ®· trë thµnh mét nÒn c«ng nghÖ tiªn tiÕn víi nh÷ng khÝa c¹nh øng dông míi mÎ, ®· thu hót sù quan t©m s©u s¾c cña c¸c nhµ khoa häc. LÞch sö ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ vi sinh chia thµnh c¸c giai ®o¹n sau: * Giai ®o¹n thø nhÊt. §Æc trng cña giai ®o¹n nµy lµ con ngêi ®· biÕt øng dông c¸c thuéc tÝnh cña vi sinh vËt. Tuy nhiªn chØ øng dông c¸c thuéc tÝnh cña vi sinh vËt mét c¸ch thô ®éng, bëi vËy giai ®o¹n nµy cßn ®îc gäi lµ giai ®o¹n lªn men cæ ®iÓn. Tõ xa xa, kho¶ng 6000 n¨m tríc c«ng nguyªn, con ngêi ®· biÕt s¶n xuÊt kh¸ nhiÒu lo¹i rîu, bia vµ mét sè thùc phÈm lªn men nhê vi sinh vËt. Tuy vËy ë giai ®o¹n nµy, tÊt c¶ ®Òu dùa vµo kinh nghiÖm, s¶n xuÊt chØ ë quy m« thñ c«ng. Con ngêi thiÕu sù hiÓu biÕt vÒ sù tån t¹i vµ vai trß cña vi sinh vËt trong c¸c qu¸ tr×nh lªn men. Nh vËy giai ®o¹n thø nhÊt lµ giai ®o¹n cña viÖc sö dông c¸c ho¹t tÝnh cña VSV- giai ®o¹n nµy ®îc ®¸nh dÊu b»ng viÖc ®Æt c¬ së khoa häc cho qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ®å uèng chøa rîu. * Giai ®o¹n thø hai. Giai ®o¹n nµy kho¶ng tõ nh÷ng n¨m 30 ®Õn nh÷ng n¨m 60 cña thÕ kØ XX. Giai ®o¹n nµy ®îc më ®Çu b»ng sù kiÖn Alexander Fleming t×m ra chÊt kh¸ng sinh penicillin n¨m 1928. Giai ®o¹n nµy r¬i vµo thêi kú cña ®¹i chiÕn ThÕ Giíi lÇn thø hai. Thêi k× chiÕn tranh ®· ®Æt ra mét yªu cÇu hÕt søc cÊp b¸ch vÒ mét sè dîc phÈm dïng ®Ó ch÷a bÖnh chñ yÕu lµ c¸c lo¹i kh¸ng sinh. Tõ ®ã thóc ®Èy nhanh viÖc t×m kiÕm c¸c chÊt kh¸ng sinh vµ ®îc s¶n xuÊt c¸c chÕ phÈmnµy ë quy m« lín h¬n. §ång thêi còng do yªu cÇu cña chiÕn tranh vµ thêi kú sau chiÕn tranh. VÊn ®Ò l¬ng thùc vµ thøc uèng còng ®îc ®Æt ra mét c¸ch hÕt søc cÊp b¸ch, gãp thªm ®éng lùc thóc ®Èy c¸c nhµ nghiªn cøu t×m kiÕm, g©y t¹o khÈn tr¬ng c¸c chñng vi sinh vËt dïng cho s¶n xuÊt lín. Còng tõ ®©y c«ng nghÖ lªn men lín ra ®êi vµ ngµy mét ph¸t triÓn. * Giai ®o¹n thø 3.( Tõ nh÷ng n¨m 60 trë l¹i ®©y) §Õn giai ®o¹n nµy c«ng nghÖ vi sinh ®· cè g¾ng v¬n lªn ®¸p øng nh÷ng nhu cÇu ngµy mét cao h¬n vÒ dinh dìng, n¨ng lîng cña con ngêi, ®· cè g¾ng tham gia gi¶i quyÕt vÊn ®Ò « nhiÔm cña m«i trêng, t¹o sù c©n b»ng sinh th¸i... Thùc tÕ ë giai ®o¹n nµy c«ng nghÖ vi sinh ®· ph¸t triÓn thµnh mét ngµnh ®éc lËp, lµ c«ng cô ®¾c lùc phôc vô cho s¶n xuÊt b»ng vi sinh vËt c¸c s¶n phÈm cÇn thiÕt cho nhu cÇu ®êi sèng con ngêi nh protein, enzym, amino axit, thuèc trõ s©u, ph©n bãn... Nh÷ng hiÓu biÕt míi vÒ thiªn nhiªn gióp con ngêi sö dông c¸c chÕ phÈm, phô phÈm cña c¸c ngµnh kh¸c (N«ng nghiÖp, c«ng nghiÖp dÇu khÝ, c«ng nghiÖp thùc phÈm ) ®Ó th«ng qua c«ng nghÖ lªn men t¹o ra nh÷ng s¶n phÈm cã gi¸ trÞ nh protein, enzym, vitamin... ë giai ®o¹n nµy, c¸c qu¸ tr×nh sinh tæng hîp x¶y ra ë vi sinh vËt ®· ®îc con ngêi can thiÖp vµ ®iÒu khiÓn mét c¸ch tÝch cùc h¬n. Còng ë giai ®o¹n nµy chóng ta ®· thÊy hÐ më t¬ng lai t¬i s¸ng cña giai ®o¹n thø t cña c«ng nghÖ vi sinh (Giai ®o¹n c«ng nghÖ vi sinh míi ) giai ®o¹n nµy sÏ ph¸t triÓn mét c¸ch ®Çy høa hÑn ë thÕ kØ XXI. Tuy hiÖn nay rÊt nhiÒu vÊn ®Ò ®ang cßn trong ph¹m vi nghiªn cøu, nhng c«ng nghÖ vi sinh lóc nµy ®· ®¹t ®îc nh÷ng thµnh c«ng bíc ®Çu rÊt ®¸ng khÝch lÖ. Trong ®ã vi sinh vËt ®îc sö dông mét c¸ch ®Þnh híng nh»m t×m kiÕm c¸c biÖn ph¸p h÷u hiÖu nhÊt (Th«ng qua c«ng nghÖ gen - Kü thuËt di truyÒn) ®Ó gi¶i quyÕt mét c¸ch triÖt ®Ó c¸c vÊn ®Ò ®Æt ra cña giai ®o¹n thø ba. Cã thÓ m¹nh d¹n nãi r»ng chóng ta ®ang ®øng tríc ngìng cöa cña giai ®o¹n thø t. nh÷ng thµnh c«ng ®Çy høa hÑn cña giai ®o¹n thø t sÏ cho chóng ta nh÷ng s¶n phÈm v« gi¸ nh nh÷ng gièng c©y trång lai t¹o kh«ng cÇn ph©n bãn (V× chóng tù bãn ph©n b»ng qu¸ tr×nh cè ®Þnh ®¹m)... HoÆc t¹o ®îc nh÷ng c¸ thÓ vi sinh vËt s¶n xuÊt víi hiÖu suÊt cao nhÊt nh kh¸ng thÓ insulin, kh¸ng sinh... HoÆc th«ng qua kÜ thuËt di truyÒn víi ®èi tîng lµ c¸c vi sinh vËt, chóng ta sÏ t×m ra nh÷ng biÖn ph¸p h÷u hiÖu ®Ó trÞ c¸c bÖnh nan y cña thÕ kØ nh ung th, AIDS... TÊt c¶ cßn ®ang ë phÝa tríc, nhng hiÖn nay ®· cã nhiÒu c¬ së ®Ó chóng ta v÷ng tin vµo hiÖn thùc cña nã trong t¬ng lai. III. Nh÷ng thµnh tùu quan träng trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña ngµnh VSVHCN. C«ng nghÖ vi sinh ®îc øng dông mét c¸ch réng r·i vµ cã hiÖu qu¶ trªn nhiÒu lÜnh vùc s¶n xuÊt vµ ®êi sèng. Trong lÜnh vùc y tÕ, b¶o vÖ søc khoÎ con ngêi. T×nh h×nh søc khoÎ chung cña nh©n lo¹i hiÖn ®ang ë trong t×nh tr¹ng rÊt ®¸ng lo ng¹i. HÇu nh lóc nµo còng cã kho¶ng 1/3 nh©n lo¹i ®ang ë trong tr¹ng th¸i ®au èm. V× vËy vÊn ®Ò t×m thuèc trÞ bÖnh, nhÊt lµ nh÷ng bÖnh nan y hiÖn ®ang ®îc ®Æt ra hÕt søc cÊp b¸ch. C«ng nghÖ vi sinh ®· ®ãng gãp trong viÖc t×m kiÕm nhiÒu lo¹i dîc phÈm quan träng. * Vaccine thÕ hÖ míi: Trong qu¸ tr×nh t×m kiÕm c¸c biÖn ph¸p, thuèc phßng vµ trÞ mét sè bÖnh truyÒn nhiÔm, mét thµnh c«ng ®¸ng kÓ cña c«ng nghÖ vi sinh lµ t¹o ra c¸c vaccine thÕ hÖ míi. Trong kho¶ng hai thËp kØ gÇn ®©y, con ngêi ®· t¹o ra nhiÒu vaccine thÕ hÖ míi nh vaccine ribosome, vaccine kÜ thuËt gen, vaccine chÕ t¹o tõ c¸c thµnh phÇn cña virut... Vaccine thÕ hÖ míi cã nh÷ng u ®iÓm sau: - RÊt an toµn v× kh«ng sö dông trùc tiÕp vi sinh vËt g©y bÖnh. - Gi¸ thµnh h¹ kh«ng cÇn nu«i virut trªn ph«i gµ hay c¸c tæ chøc m« cña ®éng vËt vèn rÊt phøc t¹p vµ tèn kÐm, gi¶m bít ®îc chi phÝ vËn chuyÓn vµ chi phÝ kiÓm tra tríc khi dïng... + Vaccine ribosome: cÊu t¹o tõ c¸c ribosome cña tõng lo¹i vi khuÈn g©y bÖnh (th¬ng hµn, t¶, dÞch h¹ch). ¦u ®iÓm cña lo¹i vaccine nµy lµ Ýt ®éc, tÝnh miÔn dÞch cao. + Vaccine c¸c m¶nh cña virus: lµ vaccine chÕ t¹o tõ glycoprotein cña vá virut g©y bÖnh nh viró cóm... + Vaccine kÜ thuËt gen: Lµ vaccine chÕ t¹o tõ nh÷ng vi khuÈn hay nÊm men t¸i tæ hîp, cã mang gen m· ho¸ viÖc tæng hîp mét protein kh¸ng nguyªn cña mét virus hay vi khuÈn g©y bÖnh nµo ®ã. * Insulin: ViÖc s¶n xuÊt insulin ë quy m« c«ng nghiÖp ngµy nay cã lÏ lµ mét trong nh÷ng thµnh c«ng rùc rì nhÊt, sím nhÊt cña c«ng nghÖ gen. Insulin lµ mét protein ®îc tuyÕn tuþ tiÕt ra nh»m ®iÒu hoµ lîng ®êng trong m¸u. C¬ thÓ thiÕu hôt insulin trong m¸u sÏ rèi lo¹n hÇu hÕt c¸c qu¸ tr×nh trao ®æi chÊt ë c¬ thÓ dÉn ®Õn tÝch nhiÒu ®êng trong níc tiÓu. §Ó ®iÒu trÞ bÖnh nµy, ngêi ta thêng tiªm insulin ch« ngêi bÖnh. ChÕ phÈm nµy ®îc trÝch tõ tuyÕn tuþ cña gia sóc. §Ó cã 100gam insulin ngêi ta ph¶i sö dông tuþ t¹ng cña 4000 ¸ 5000 con bß. V× vËy cho nªn gi¸ thµnh cña insulin rÊt cao. V¶ l¹i còng cã bÖnh nh©n kh«ng nh¹y c¶m víi insulin t¸ch chiÕt tõ ®éng vËt. Ngêi ta ®· cè g¾ng tæng hîp insulin b»ng con ®êng ho¸ häc nhng qu¸ tr×nh nµy rÊt phøc t¹p, ph¶i tr¶i qua trªn mét tr¨m bíc kh¸c nhau. Vµo th¸ng 9 n¨m 1978, H. Boger lÇn ®Çu tiªn b»ng kÜ thuËt di truyÒn th«ng qua vi khuÈn Escherichia Coli ( E. Coli) ®· thu nhËn ®îc mét lîng lín insulin. Cô thÓ ngêi ta ®· chuyÓn gen chi phèi tÝnh tr¹ng t¹o insulin cña ngêi sang cho E. coli.. Víi E. Coli. ®· ®îc t¸i tæ hîp gen nµy, qua nu«i cÊy ë nåi lªn men cã dung tÝch 1000 lÝt, sau mét thêi gian ng¾n cã thÓ thu ®îc 200 gam insulin, t¬ng ®¬ng víi lîng insulin chiÕt rót tõ 8000 ¸ 10000 con bß. Thµnh c«ng nµy ®· chøng minh mét ®iÒu hÕt søc míi mÎ vµ lý thó: gen cña con ngêi cã thÓ lµm viÖc mét c¸ch cã hiÖu qu¶ trong bé gen cña vi sinh vËt. * Interferon: Interferon cã b¶n chÊt protein, lµ yÕu tè miÔn dÞch kh«ng ®Æc hiÖu lµ chÊt gióp c¬ thÓ chèng l¹i nhiÒu lo¹i bÖnh. Th«ng thêng ®Ó thu nh©n interferon, ngêi ta ph¶i t¸ch chiÕt chóng tõ huyÕt thanh cña m¸u nªn rÊt tèn kÐm. B»ng ph¬ng ph¸p t¬ng tù nh ®èi víi insulin, hiÖn nay ngêi ta cã thÓ thu nhËn mét lîng lín interferon th«ng qua c¸c c¬ thÓ vi sinh vËt ®É ®îc t¸i tæ hîp gen ®Ó phôc vô cho viÖc ®iÒu trÞ c¸c bÖnh nhiÔm trïng. Th¸ng 1 n¨m 1980, Gilbert ®· ®o¹t gi¶i thëng Nobel nhê thµnh c«ng trong viÖc thu nhËn interferon tõ E. Coli ®· ®îc t¸i tæ hîp gen. §Õn th¸ng 3 n¨m 1981, Bé m«n di truyÒn ë ®¹i häc Washington thµnh c«ng trong viÖc thu nhËn interferon tõ Sac. cerevisiae cã hiÖu suÊt cao gÊp 10.000 lÇn so víi tÕ bµo E. Coli. * KÝch thÝch tè sinh trëng HGH (Human growth hormone). HGH ®îc tuyÕn yªn t¹o nªn. Th«ng thêng muèn cã chÕ phÈm nµy ngêi ta ph¶i trÝch li nã tõ tuyÕn yªn cña tö thi. Mçi tö thi cho ®îc tõ 4 ¸ 6mg HGH. Theo tÝnh to¸n. muèn ch÷a khái cho mét ngêi lïn sÏ cÇn lîng HGH thu ®îc tõ 100 ¸150 tö thi. §iÒu nµy cho thÊy mét trë ng¹i rÊt ®¸ng kÓ khi ch÷a trÞ chøng lïn cho trÎ em. §Õn n¨m 1983, mét thµnh c«ng cña c«ng nghÖ vi sinh ®· gióp con ngêi mét lèi tho¸t trong viÖc ®iÒu chÕ HGH. Ngêi ta thµnh c«ng trong viÖc thu nhËn mét lîng lín HGH tõ vi khuÈn E. Coli ®· ®îc t¸i tæ hîp gen (tõ mét lÝt dÞch lªn men cña E.Coli thu ®îc lîng HGH t¬ng ®¬ng víi lîng chÊt nµy thu ®îc tõ 60 tö thi). * ChÊt kh¸ng sinh. Kh¸ng sinh lµ mét trong nh÷ng thuèc ®îc c«ng nghÖ vi sinh ®Çu t s¶n xuÊt tõ rÊt l©u. Cho ®Õn nay, ngêi ta ®· t×m ®îc h¬n 2500 lo¹i kh¸ng sinh víi cÊu tróc ph©n tö rÊt ®a d¹ng. Trong sè ®ã chñ yÕu lµ c¸c kh¸ng sinh cã nguån gèc tõ vi sinh vËt. Trong giai ®o¹n ph¸t triÓn míi cña c«ng nghÖ vi sinh, ngêi ta cè g¾ng n©ng n¨ng suÊt t¹o kh¸ng sinh lªn gÊp hµng tr¨m, ngµn lÇn so víi chñng vi sinh vËt gèc th«ng qua viÖc g©y t¹o ®ét biÕn hay t¹o c¸c m«i trêng tèi u cho sù t¹o kh¸ng sinh cña chñng vi sinh vËt. Ngoµi ra, ngêi ta còng ®· sö dông kÜ thuËt di truyÒn nh»m môc ®Ých t¹o ra c¸c chñng vi sinh vËt cã kh¶ n¨ng sinh kh¸ng sinh míi cã phæ t¸c dông réng, chèng ®îc c¸c vi sinh vËt ®· lên thuèc kh¸ng sinh. Theo híng nµy, ngêi ta cã thÓ ¸p dông ph¬ng ph¸p chuyÓn gen t¹o mét lo¹i kh¸ng sinh ®· biÕt (Kh¸ng sinh actinorhodin ) ë mét lo¹i x¹ khuÈn ( Streptomyces coelicolor ) sang cho mét lo¹i x¹ khuÈn kh¸c ( Actynomyces spp). KÕt qu¶ lµ loµi Actymyces spp. ®· t¹o ra ®îc ba lo¹i kh¸ng sinh míi víi phæ t¸c dông kh¸c víi lo¹i kh¸ng sinh ë Streptomyces coelicolor. 2. Trong lÜnh vùc s¶n xuÊt n«ng nghiÖp. * C¶i t¹o gièng c©y trång. Th«ng qua kÜ thuËt di truyÒn víi sù hç trî cña vi sinh vËt, con ngêi ®· vµ ®ang t¹o ra nh÷ng c¬ thÓ thùc vËt cã nh÷ng ®Æc tÝnh quý b¸u: chèng chÞu s©u rÇy, chÞu ®îc thuèc diÖt cá, chÞu ®îc phÌn, chÞu h¹n... Mét trong nh÷ng thµnh tùu cña híng ®ãng gãp nµy lµ viÖc t¹o ra nh÷ng c©y trång cã søc ®Ò kh¸ng víi thuèc diÖt cá. Cô thÓ lµ: khi sö dông hecbixit phun diÖt cá cho c©y ®Ëu t¬ng, ngêi ta nhËn thÊy r»ng mét sè cá ®· quen (lên) víi thuèc nªn cá kh«ng chÕt mµ c©y trång l¹i bÞ chÕt v× thuèc diÖt cá. Tríc thùc tÕ nµy, c¸c nhµ khoa häc ®· quyÕt ®Þnh mîn gen chÞu tr¸ch nhiÖm vÒ tÝnh bÒn v÷ng víi hecbixit cña cá d¹i ®Ó chuyÓn sang cho c©y trång (C©y ®Ëu t¬ng) vµ ®· t¹o ®îc c©y ®Ëu t¬ng chèng chÞu l¹i víi thuèc diÖt cá Hecbixit. HiÖn nay mét sè c«ng ty th¬ng m¹i ®· dù kiÕn b¸n ra nh÷ng tói hµng chøa c¶ thuèc trõ cá lÉn h¹t gièng ®· ®îc xö lý miÔn dÞch víi thuèc trõ cá d¹i. * T¹o chÕ phÈm thuèc trõ s©u cã nguån gèc vi sinh vËt: HiÖn nay nÕu kh«ng dïng thuèc ho¸ häc th× s©u rÇy sÏ ph¸ ho¹i mïa mµng. §Ó b¶o vÖ c©y trång chèng c¸c dÞch bÖnh, con ngêi ®· vµ ®ang ph¶i dïng thuèc ho¸ häc trõ s©u, rÇy, bä gËy. §ã lµ nh÷ng chÊt h÷u c¬ phÇn lín chøa Cl, P. §iÒu nµy khiÕn cho m«i trêng sèng ngµy cµng bÞ ®Çu ®éc, tr¹ng th¸i « nhiÔm cña kh«ng khÝ, níc, ®Êt ngµy cµng trÇm träng h¬n. Tríc nh÷ng thùc tÕ trªn, con ngêi ®· kh«ng thÓ kh«ng quan t©m ®Õn híng sö dông c¸c chÕ phÈm vi sinh vËt ®Ó trõ c¸c c«n trïng cã h¹i. Nh÷ng chÕ phÈm nµy hoµn toµn v« h¹i ®èi víi ngêi, ®éng vËt, gia sóc, gia cÇm. HiÖn nay ngêi ta ®· x©y dùng hµng lo¹t c¸c nhµ m¸y s¶n xuÊt c¸c chÕ phÈm vi sinh vËt diÖt c«n trïng víi s¶n lîng ngµy mét t¨ng. 3. Tham gia gi¶i quyÕt vÊn ®Ò n¨ng lîng, b¶o vÖ m«i trêng. * Gi¶i quyÕt vÊn ®Ò n¨ng lîng phôc vô con ngêi. Nguån n¨ng lîng truyÒn thèng ( Than ®¸, dÇu khÝ) ngµy mét c¹n dÇn vµ thËm chÝ cã n¬i l¹i kh«ng cã nguån tµi nguyªn nµy ®Ó bæ sung nguån nhiªn liÖu ®ang bÞ c¹n kiÖt, c«ng nghÖ vi sinh ®· gãp phÇn ®a thªm nguån n¨ng lîng míi. + Cån: HiÖn nay ë mét sè níc v× kh«ng cã nguån dÇu khÝ, gi¸ x¨ng dÇu nhËp t¨ng cao. Ngêi ta nghÜ ®Õn gi¶i ph¸p sö dông cån ch¹y xe víi hçn hîp x¨ng – cån gäi lµ gasohol ( x¨ng pha 10 ¸20% cån). Mét trong nh÷ng bíc ®i ®Çu vµ øng dông m¹nh nguån n¨ng lîng míi nµy ®Ó ch¹y xe lµ Brazin. Cån ë ®©y thu ®îc tõ qu¸ tr×nh lªn men tõ c¸c nguån nguyªn liÖu rÎ tiÒn nh dÞch thuû ph©n cña gç vµ xenlulo, ®êng vµ rØ ®êng. + KhÝ sinh häc ( Biogas): thêng biogas chøa kho¶ng 60 ¸ 80% khÝ metal( CH4). Biogas ®îc sinh ra do qu¸ tr×nh lªn men c¸c phô, phÕ phÈm n«ng nghiÖp, c¸c lo¹i r¸c giÇu xenlulo cïng víi ph©n, níc tiÓu cña gia sóc... Nguyªn lÝ cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt nµy lµ sù ph©n gi¶i yÕm khÝ cña hÖ vi sinh vËt lªn men methane. Qua qu¸ tr×nh lªn men ngêi ta thu khÝ biogas, cÆn b· cßn l¹i ë bÓ lªn men ®îc dïng lµm ph©n bãn. KÕt qu¶ cïng mét lóc gi¶i quyÕt hai vÊn ®Ò ®Æt ra trong cuéc sèng: + T¨ng nguån n¨ng lîng. + Xö lÝ r¸c, phÕ th¶i, b¶o vÖ m«i trêng kh«ng bÞ « nhiÔm. * B¶o vÖ m«i trêng. §©y lµ vÊn ®Ò ®îc toµn cÇu quan t©m vµ lµ vÊn ®Ò sèng cßn cña loµi ngêi hiÖn nay. C«ng nghÖ vi sinh ®· tÝch cùc tham gia gi¶i quyÕt mét sè vÊn ®Ò thuéc lÜng vùc nµy nh»m gióp con ngêi ®¹t ®îc nh÷ng thµnh tùu trong lÜnh vùc b¶o vÖ m«i trêng sèng nh lîi dông thuéc tÝnh quý b¸u cña hÖ vi sinh vËt cã kh¶ n¨ng ®ång ho¸ nguån c¬ chÊt phong phó tõ c¸c d¹ng hidrocacbon ®Õn c¸c d¹ng xenlulo, cao su vµ c¸c dÉn xuÊt cña cao su... ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh xö lÝ c¸c nguån níc th¶i vµ chÊt th¶i. Khi tiÕn hµnh ph©n gi¶i c¸c lo¹i níc th¶i, chÊt th¶i ( qua ho¹t ®éng hiÕu khÝ vµ yÕm khÝ) vi sinh vËt ®· chuyÓn ho¸ chóng thµnh c¸c chÊt cã cÊu tróc ®¬n gi¶n dÔ ph©n huû, vµ cßn t¹o ®îc mét nguån sinh khèi giÇu pr«tein, kho¸ng, vitamin ... KÕt qu¶ c¸c qu¸ tr×nh xö lý nµy gãp phÇn lµm m«i trêng sèng trong s¹ch h¬n, t¹o sù c©n b»ng sinh th¸i cho hµnh tinh chóng ta. Tãm l¹i, chØ míi lîc qua vµi khÝa c¹nh cña cuéc sèng, chóng ta ®· thÊy râ vai trß to lín vµ cùc kú quan träng cña c«ng nghÖ vi sinh. Trong sù ph¸t triÓn tíi ®©y ta tin r»ng c«ng nghÖ vi sinh sÏ tiÕp tôc ®ãng gãp cho nh©n lo¹i nh÷ng ®iÒu lÝ thó h¬n, h÷u hiÖu h¬n, ®óng víi sù tin tëng vµ mong ®îi cña con ngêi. IV. VÞ trÝ vµ yªu cÇu m«n häc M«n VSCN nh»m cung cÊp cho sinh viªn nh÷ng kiÕn thøc c¬ së ®Ó uøng dông VSV trong mét sè qui tr×nh c«ng nghÖ s¶n xuÊt phôc vô khoa häc vµ ®êi sèng con ngêi, nh»m gióp cho häc viªn n¾m ®îc toµn bé qui tr×nh kü thuËt vµ gi¶i thÝch ®îc qu¸ tr×nh ®ã trªn c¬ së khoa häc, tiÕn tíi cã thÓ chñ ®éng híng dÉn gióp ®ì mét sè c¬ së s¶n xuÊt trong nh÷ng trêng hîp cÇn thiÕt, ®ång thêi cung cÊp cho häc sinh viªn nh÷ng kiÕn thøc thøc s©u, réng vÒ khoa häc øng dông, gãp phÇn ®Èy m¹nh s¶n xuÊt, t¨ng thªm cña c¶i vËt chÊt, c¶i thiÖn ®êi sèng cho nh©n lo¹i. ***************** PhÇn I §¹i c¬ng vÒ vi sinh vËt häc c«ng nghiÖp Ch¬ng 1. H×nh th¸i ®¹i c¬ng vµ ph©n lo¹i vi sinh vËt 1.1. Vi khuÈn. 1.1.1. H×nh th¸i vµ kÝch thíc c¸c vi khuÈn thêng gÆp Theo h×nh th¸i bÒ ngoµi vi khuÈn thêng chia thµnh ba lo¹i: cÇu khuÈn, trùc khuÈn vµ xo¾n khuÈn. Gi÷a ba lo¹i nµy thêng cã d¹ng h×nh th¸i trung gian, ch¼ng h¹n d¹ng cÇu trùc khuÈn (Coccobacille) hoÆc d¹ng phÈy khuÈn (Vibrio) a. Vi khuÈn h×nh cÇu Lµ nh÷ng vi khuÈn cã h×nh trßn vµ cã h×nh d¹ng ®¬n gi¶n nhÊt cã kÝch thíc tõ 0,5 ¸ 1mm. Tuú theo vÞ trÝ cña mÆt ph¼ng ph©n c¾t mµ chia cÇu khuÈn thµnh c¸c gièng: + Gièng Micrococcus nh÷ng tÕ bµo ®øng riªng rÏ sau khi ph©n c¾t. VÝ dô: Micrococcusagilis, Micrococusrosews, Micrococusluterus. + Gièng Dyplococcus (song cÇu khuÈn) sau khi ph©n c¾t th× chóng dÝnh víi nhau tõng ®«i mét vµ ph©n c¾t theo mÆt ph¼ng x¸c ®Þnh. CÇu khuÈn nµy cã thÓ g©y mét sè bÖnh lËu. VÝ dô: Neiseria, Gamohcal + Gièng Steptococcus C¸c tÕ bµo sau khi ph©n c¾t theo mét mÆt ph¼ng dÝnh víi nhau thµnh chuçi dµi. VÝ dô: Streplactic. Vi khuÈn nµy cã ý nghÜa trong qu¸ tr×nh lªn men lactic. + Gièng Sarcina. Ph©n c¾t theo 3 mÆt ph¼ng trùc giao víi nhau t¹o khèi gåm 8 ¸ 16 tÕ bµo hoÆc nhiÒu tÕ bµo. Thùc tÕ thêng gÆp Sarcina nhiÔm khuÈn trong phßng thÝ nghiÖm t¹o khuÈn l¹c mÇu vµng. b. Trùc khuÈn h×nh que. Gåm nh÷ng vi khuÈn cã h×nh que kÝch thíc tõ 0,5 ¸ 1,0 x 1 ¸ 4mm. *Lo¹i phæ biÕn lµ Bacillus. + §Æc ®iÓm: thuéc tÕ bµo h×nh que, thuéc vi khuÈn Gram (+), cã kh¶ n¨ng sinh bµo tö. KÝch thíc bµo tö kh«ng vît qu¸ kÝch thíc tÕ bµo vi khuÈn. Thuéc lo¹i vi khuÈn hiÕu khÝ hoÆc kÞ khÝ kh«ng b¾t buéc. + Gram (-). Kh«ng sinh bµo tö thêng cã tiªn mao mäc quanh c¬ thÓ. * Pseudomonas. Gram (-). Kh«ng sinh bµo tö. ChØ cã mét tiªn mao hoÆc mét chïm tiªn mao mäc ë ®Ønh. * Clostridium. Nã thuéc trùc khuÈn Gram (+). Cã kÝch thíc vµo kho¶ng 0,4 ¸ 1 x 3 ¸ 8mm. - Cã kh¶ n¨ng sinh bµo tö chiÒu ngang cña bµo tö lín h¬n chiÒu ngang cña tÕ bµo vi khuÈn do ®ã lµm thay ®æi h×nh d¹ng cña vi khuÈn. Thuéc lo¹i kÞ khÝ b¾t buéc. * Clospasteurianum. - Lµ lo¹i vi khuÈn cè ®Þnh nit¬ cho ®Êt. * Closbotulium: G©y ngé ®éc thøc ¨n. c. Xo¾n khuÈn. Bao gåm nhng vi khuÈn cã tõ hai vßng xo¾n trë lªn nã thuéc vi khuÈn Gram (+), cã kh¶ n¨ng di ®éng cã lo¹i di ®éng nhanh uppns cong nh dÊu phÈy, cã kh¶ n¨ng ph©n gi¶i xenlulo nh cellvibro. Cã kh¶ n¨ng ph©n gi¶i sunfat nh desulfovibro. KÝch thíc tÕ bµo 5 ¸ 30mm. 1.1.2. Sù sinh s¶n cña vi khuÈn. a. H×nh thøc sinh s¶n. Sinh s¶n theo kiÓu ph©n c¾t: B¾t ®Çu tõ khi xuÊt hiÖn ë kho¶ng gi÷a tÕ bµo mét mµng c¾t theo chiÒu ngang mµng nµy kh«ng xuÊt hiÖn tøc thêi mµ b¾t ®Çu h×nh thµnh ë vïng s¸ng cña mµng tÕ bµo sau ®ã tiÕn s¸t vµo trong. Sau khi ®îc h×nh thµnh th× hai tÕ bµo míi vÉn liªn hÖ ®îc víi nhau sau mét thêi gian míi t¸ch nhau ra khi qu¸ tr×nh ph©n c¾t cña tÕ bµo kÕt thóc. VÞ trÝ cña mµng ng¨n vµ h×nh thøc sinh s¶n ph©n c¾t ë c¸c lo¹i vi khuÈn kh¸c nhau th× kh¸c nhau. VÝ dô: ë trùc khuÈn vÞ trÝ cña mµng ng¨n vu«ng gãc víi chiÒu dµi cña thµnh. ë cÇu khuÈn th× vÞ trÝ cña mµng ng¨n lÇn lît theo mét mÆt ph¼ng hoÆc ba mÆt ph¼ng vu«ng gãc nhau tuú theo c¸c vÞ trÝ ®ã mµ h×nh thµnh liªn tôc hoÆc thµnh mét h×nh b¸n cÇu khuÈn hoÆc nÕu mµng ng¨n lén xén mµ kh«ng theo mét quy t¾c nµo th× ®îc tËp hîp c¸c tÕ bµo lén xén gäi lµ tô cÇu khuÈn. b. Tèc ®é sinh s¶n. Tèc ®é sinh s¶n phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn ngo¹i c¶nh. Trong ®iÒu kiÖn thÝch hîp vÒ dinh dìng, pH cña m«i trêng, nhiÖt ®é, hµm lîng oxi th× 20 ¸ 30 phót th× vi khuÈn sinh s¶n mét lÇn nh vËy sau 5h tõ mét tÕ bµo vi khuÈn cho kho¶ng 1024 tÕ bµo vµ sau 20 giê cho kho¶ng 191.067.106 tÕ bµo. vµ cø tiÕp tôc nh vËy trong 3 ngµy ®ªm sù sèng cña tÕ bµo sÏ chøa ®Çy trªn bÒ mÆt tr¸i ®Êt vµ ®¹i d¬ng. Tuy nhiªn vßng ®êi cña mét vi khuÈn rÊt ng¾n do vËy vÉn lu«n ®¶m b¶o sù c©n b»ng sinh th¸i. c. ý nghÜa cña viÖc sinh s¶n nhanh §¶m b¶o sù c©n b»ng sinh th¸i, ®¶m b¶o sù tån t¹i vµ ph¸t triÓn cña gièng nßi v× vßng ®êi cña nã rÊt ng¾n ngñi. CÊu t¹o cña nã ®¬n gi¶n cha hoµn thiÖn kh«ng cã kh¶ n¨ng tù b¶o vÖ, ®êi sèng cña chóng phô thuéc hoµn toµn vµo ®iÒu kiÖn ngo¹i c¶nh. d. Sù sinh s¶n cña vi khuÈn trªn m«i trêng nu«i cÊy Tuú thuéc tõng lo¹i vi khuÈn mµ ta cã thÓ chän cho chóng nh÷ng ®iÒu kiÖn nu«i cÊy thÝch hîp nh m«i trêng láng hoÆc m«i trêng r¾n. VÝ dô: nh÷ng loµi vi khuÈn hiÕu khÝ th× ta chän cho chóng m«i trêng nu«i cÊy lµ m«i trêng r¾n hoÆc nu«i cÊy trong m«i trêng láng cã chÕ ®é sôc khÝ. Trong nh÷ng m«i trêng nu«i cÊy th× vi khuÈn ph¸t triÓn rÊt m¹nh mÏ v× ngêi ta ®· t¹o cho chóng nh÷ng ®iÒu kiÖn thÝch hîp cho sù sinh s¶n vµ ph¸t triÓn cña chóng. + Khi cÊy vi khuÈn trªn m«i trêng ®Æc th× sau mét thêi gian nu«i cÊy th× nh÷ng vi khuÈn ®ã sÏ mäc thµnh nh÷ng khuÈn l¹c gåm tËp hîp c¸c tÕ bµo vi khuÈn ®îc ph¸t triÓn tõ mét tÕ bµo ban ®Çu. KhuÈn l¹c chia thµnh hai nhãm chÝnh: nh½n bãng vµ xï x×. e. C¸c giai ®o¹n cña qu¸ tr×nh sinh s¶n + Giai ®o¹n tiÒm ph¸t: giai ®o¹n míi cÊy vi khuÈn vµo m«i trêng. - Sè lîng vi khuÈn cha thay ®æi v× cha cã sù sinh s¶n. - Lµ giai ®o¹n tÕ bµo Vi khuÈn lµm quen víi m«i trêng sèng míi, chuÈn bÞ bíc vµo giai ®o¹n sinh trëngv× thÕ kÝch thíc, h×nh d¹ng tÕ bµo cã sù thay ®æi, thêi k× nµy kÐo dµi tõ 3 ¸ 4 giê. * ý nghÜa: gióp cho vi sinh vËt thÝch øng víi m«i trêng sèng. + Giai ®o¹n luü tiÕn: - ë giai ®o¹n nµy sè lîng vi khuÈn t¨ng rÊt nhanh theo cÊp sè nh©n vµ lµm ®ôc m«i trêng. + Giai ®o¹n c©n b»ng: Giai ®o¹n nµy sè lîng tÕ bµo t¬ng ®èi æn ®Þnh, tèc ®é sinh s¶n gi¶m ë giai ®o¹n nµy sè lîng tÕ bµo chÕt t¬ng ®¬ng víi sè tÕ bµo sinh ra, thêi gian kho¶ng vµi giê, vµi ngµy tuú theo ®iÒu kiÖn ngo¹i c¶nh vµ tuú tõng lo¹i vi khuÈn. + Giai ®o¹n suy tho¸i: Giai ®o¹n nµy sè lîng tÕ bµo gi¶m nhanh vµ sù sinh s¶n bÞ ®×nh chØ hoµn toµn do thøc ¨n trong m«i trêng Ýt, do sù tÝch luü c¸c s¶n phÈm trao ®æi chÊt g©y øc chÕ qu¸ tr×nh sinh s¶n. 1.1.3. Ph©n lo¹i vi khuÈn vµ c¸ch gäi tªn 1.1.3.1. C¸ch gäi tªn:Tªn cña vi khuÈn lµ tªn kÐp ®îc hîp thµnh tõ hai ch÷. + Ch÷ ®Çu lµ mét danh tõ ®Ó chØ tªn gièng vµ thêng ®îc viÕt hoa. + Ch÷ sau thêng lµ mét tÝnh tõ chØ tªn loµi vµ kh«ng viÕt hoa. VÝ dô: Bacterriae aceti: Vi khuÈn lªn men axetic. Clostridium pasterrianum. Cã thÓ viÕt t¾t nh sau: Bac. aceti, Clos. pasterrianum 1.1.3.2. HÖ thèng ph©n lo¹i vi khuÈn: * Líp vi khuÈn: + Hä Coccaceae (CÇu khuÈn ). Thuéc lo¹i tÕ bµo h×nh cÇu ph©n c¸ch theo mét híng hoÆc 2, 3 híng trùc giao tuú theo ®ã mµ cã sù bè trÝ kh¸c nhau. Nã kh«ng cã kh¶ n¨ng di ®éng. Nã Ýt cã trêng hîp t¹o thµnh bµo tö. Kho¶ng 300 loµi chia lµm 3 gièng: Streptococcus ( Liªn cÇu khuÈn ). Sarana (B¸t cÇu khuÈn ) kh«ng ph©n chia theo mét híng cè ®Þnh do ®ã ph©n chia thµnh mét khèi cã 8 tÕ bµo. Micrococcus ( TiÓu cÇu khuÈn ) nã ph©n chia kh«ng theo mét híng cè ®Þnh nã t¹o thµnh nh÷ng tÕ bµo riªng rÏ hoÆc t¹o thµnh h×nh chïm nho. + Hä Bacteriaceae (Trùc khuÈn kh«ng b×nh thêng ). TÕ bµo h×nh que. Kh«ng cã bµo tö. Cã tiªn mao Cã kho¶ng 300 loµi chia lµm 3 gièng chÝnh: + Gièng Bacterium ( Ho¹i sinh). + Gièng Azoterbacter: Gåm nh÷ng vi khuÈn cè ®Þnh azot. + Gièng Microbacter: chóng phæ biÕn trong ®Êt cã kh¶ n¨ng oxi ho¸ nit¬rit thµnh nit¬rat. + Hä Bacilalceae (trùc khuÈn bµo tö ): Trùc khuÈn cã tÕ bµo h×nh que cã kh¶ n¨ng t¹o thµnh bµo tö thuéc lo¹i Gram (+). Dùa vµo h×nh d¸ng lóc t¹o bµo tö chia lµm hai gièng: Gièng Bacillus: chiÒu ngang cña bµo tö kh«ng vît qu¸ chiÒu ngang cña tÕ bµo nªn lóc sinh bµo tö kh«ng lµm thay ®æi h×nh d¹ng tÕ bµo. Gièng Clostridium: bµo tö cã kÝch thíc lín h¬n ®êng kÝnh cña tÕ bµo v× thÕ lµm cho tÕ bµo ph×nh ra ë gi÷a hoÆc ë hai ®Çu. + Hä Desmobacteriaceae. Trong lo¹i nµy vi khuÈn thêng lµ nh÷ng ®a bµo t¹o thµnh nh÷ng chuçi h×nh sîi vµ ®îc bäc b»ng líp vá nhÇy. Lµ vi sinh vËt tù dìng tham gia vµo qu¸ tr×nh chuyÓn ho¸ Fe vµ S. + Hä Spirillaceae. §Æc ®iÓm: nh÷ng vi khuÈn nµy cã mét hoÆc mét sè vßng xo¾n, kh«ng t¹o bµo tö, cã kh¶ n¨ng di ®éng gåm hai gièng: Gièng Vibro: chØ cã mét vßng xo¾n hoÆc cã h×nh dÊu phÈy hoÆc cã h×nh h¹t ®Ëu. Cã kh¶ n¨ng di ®éng nhê tiªn mao mäc ë ®Çu. Gièng Spirillium: ttÕ bµo cña nã cã kÝch thíc dµi h¬n cã vßng xo¾n râ nÐt h¬n so víi gièng vibrio, cã kh¶ n¨ng di ®éng nhê mét chïm tiªn mao mäc ë ®Çu. + Hä Pseudomonasdaceae. Hä nµy bao gåm nh÷ng trùc khuÈn h×nh que kh«ng cã bµo tö thêng cã tiªn mao mäc ë ®Çu. Nã tham gia vµo viÖc chuyÓn ho¸ c¸c chÊt trong tù nhiªn. Gièng Rleizobium: gièng nµy gåm c¸c vi khuÈn sèng ë trong nèt sÇn ë c©y hä ®Ëu. Gièng Acetobacter: gåm nh÷ng vi khuÈn oxi hãa rîu thµnh axit axetic. Gièng Azotmonas: bao gåm nh÷ng vi khuÈn hÊp thô azot cña kh«ng khÝ. Gièng Nitrosomonas: cã kh¶ n¨ng oxi ho¸ NH3 thµnh NO2. * Líp xo¾n khuÈn (Spirochaclae). TÕ bµo dµi m¶nh chiÒu dµi lín h¬n chiÒu réng tõ 5 ¸ 200 lÇn tÕ bµo cã nhiÒu vßng xo¾n t¹o thµnh xo¾n èc gäi lµ líp xo¾n khuÈn. * Líp niªm khuÈn ( Myxobacteriae ). Cã mµng nhÇy bäc ë ngoµi. Cã ý nghÜa gãp phÇn ph©n gi¶i c¸c hîp chÊt h÷u c¬, ®Æc biÖt lµ xenlulo. * Líp x¹ khuÈn ( Aetinomycetes ). + Hä Actinomycetaceae: sinh s¶n b»ng bµo tö t¹o thµnh tõng chuçi ë ®Çu khuÈn ti kÝ sinh. + Hä Micromonosporaceae: Nã cã khuÈn ti phøc t¹p trªn mçi sîi khuÈn ti kÝ sinh cã mét bµo tö. 1.1.4. CÊu t¹o bµo tö vµ sù h×nh thµnh bµo tö. 1.1.4.1. CÊu t¹o bµo tö. Bµo tö lµ mét thÓ h×nh trßn hay h×nh bÇu dôc ®îc h×nh thµnh trong tÕ bµo vi khuÈn ë nh÷ng giai ®o¹n ph¸t triÓn nhÊt ®Þnh cña mét sèlo¹i vi khuÈn nhÊt ®Þnh. Mçi mét tÕ bµo vi khuÈn chØ cã mét bµo tö. * ý nghÜa: Bµo tö cña vi khuÈn cã tÝnh æn ®Þnh kh¸ cao ®èi víi nhiÖt ®é thÊp, sù kh« c¹n vµ t¸c ®éng cña c¸c lo¹i ho¸ chÊt, c¸c lo¹i bøc x¹. VÝ dô: trong dung dÞch phenol 5% th× tÕ bµo dinh dìng cña vi khuÈn bÞ chÕt rÊt nhanh trong khi ®ã bµo tö cã thÓ sèng ®îc 15 ngµy. N¨m 1911 ngêi ta ®· t×m ®îc bµo tö cña vi khuÈn trªn ho¸ th¹ch cña con voi mamut ®· chÕt c¸ch ®Êy hµng ngµn n¨m. Bµo tö cña vi khuÈn cã søc sèng rÊt cao trong ®iÒu kiÖn bÊt lîi. Bµo tö cã nhiÒu líp mµng líp mµng ngoµi cïng lµ mµng bµo tö díi líp mµng bµo tö lµ líp vá bµo tö ( Sporecoat ) vá bµo tö gåm nhiÒu líp vµ chóng cã t¸c dông ng¨n chÆn sù thÈm thÊu cña níc vµ c¸c chÊt hoµ tan trong níc. Díi vá bµo tö lµ líp mµng trong bµo tö. Trong cïng lµ khèi tÕ bµo chÊt cã cÊu t¹o ®ång nhÊt. C¸c líp mµng bµo tö kh«ng gièng víi mµng tÕ bµo vi khuÈn. 1.1.4.2. Qu¸ tr×nh h×nh thµnh bµo tö. Khi h×nh thµnh bµo tö th× vi khuÈn cÇn sö dông phÇn lín nguyªn sinh chÊt trong tÕ bµo. Lóc ®Çu chÊt nh©n tËp trung l¹i ë mét vÞ trÝ trong tÕ bµo vïng Êy gäi lµ vïng sinh bµo tö hay cßn gäi lµ bµo nguyªn ®èi. Sau ®ã tÕ bµo chÊt tiÕp tôc ®îc c« ®Æc l¹i t¹o thµnh tiÒn bµo tö ( prospore ) tiÒn bµo tö nµy ®îc bao bäc dÇn bëi c¸c líp mµng vµ b¾t ®Çu kh¸c víi c¸c tÕ bµo dinh dìng ë nh÷ng ®iÓm sau: + Kh¸c ë tÝnh chÊt chiÕt quang vµ dÇn dÇn sÏ thay ®æi vµ thµnh bµo tö trong mét thêi gian nhÊt ®Þnh. + Qu¸ tr×nh h×nh thµnh bµo tö kh«ng gièng nhau ®èi víi tõng lo¹i vi khuÈn + Sau khi h×nh thµnh bµo tö th× bµo tö cò bÞ tho¸i ho¸ cßn bµo tö míi ®îc sinh ra. Bµo tö cò bÞ tho¸i ho¸ dÇn vµ bÞ tan ra cßn mµng bµo tö míi chÝn ®îc gi¶i phãng. + Ngoµi sù h×nh thµnh mµng nguyªn sinh chÊt còng thay ®æi hµm lîng níc kh«ng ®æi so víi tÕ bµo dinh dìng. Níc ._.ë bµo tö phÇn lín ë d¹ng liªn kÕt kh«ng tham gia vµo qu¸ ttr×nh thuû ph©n nhê ®ã tÝnh kh¸ng nhiÖt cña bµo tö t¨ng vµ ho¹t tÝnh cña enzim gi¶m khi thÊm níc vµ chÊt hoµ tan. Trong thµnh phÇn cã nhiÒu lipit hoÆc nh÷ng néi m¹c. §ãng vai trß quan träng trong sù nÈy mÇm cña bµo tö. * ý nghÜa: ý nghÜa cña viÖc sinh bµo tö lµ b¶o vÖ gièng loµi ®¶m b¶o sù c©n b»ng sinh th¸i. * TÝnh chÊt cña bµo tö: - Bµo tö cña vi khuÈn cã tÝnh æn ®Þnh cao ®èi víi sù kh« c¹n vµ víi t¸c ®éng cña c¸c lo¹i ho¸ chÊt bøc x¹. - Sù mÊt kh¶ n¨ng sinh bµo tö cã thÓ lµ t¹m thêi hoÆc cã thÓ lµ vÜnh viÔn. - Bµo tö cã søc chÞu ®ùng cao víi c¸c ®iÒu kiÖn bÊt lîi cña ngo¹i c¶nh . Kh¶ n¨ng nµy kh¸c nhau ®èi víi c¸c lo¹i bµo tö kh¸c nhau. ë 1000C bµo tö Bacteria.cereus cã thÓ chÞu ®îc 2,5 phót, cßn loµi Ba. Subtilus chÞu ®îc 180 phót. Bµo tö cña mét sè loµi a nhiÖt cã thÓ sèng ®îc ngay khi ®un s«i liªn tôc 5 ngµy. VÝ dô: Bµo tö cña Clostridium g©y ngé ®éc thøc ¨n ë nhiÖt ®é 1800C cã thÓ sèng ®îc trong 10 phót. Vi khuÈn lµm háng ®å hép lµ lo¹i vi khuÈn a nhiÖt sinh bµo tö Bacillus steaothermophilus muèn tiªu diÖt lo¹i vi khuÈn nµy ngêi ta ph¶i thanh trïng ë 1600C víi søc nãng kh« hoÆc trong 15 ¸ 30 phót, ë nhiÖt ®é 1210C víi søc nãng ít. - Bµo tö cña vi khuÈn cã thÓ sèng rÊt l©u trong c¸c ®iÒu kiÖn kh¾c nhiÖt. VÝ dô: N¨m 1911 nhµ vi sinh vËt Omelianhi cña X« ViÕt t×m thÊy bµo tö vi khuÈn trªn x¸c voi ma mót vïi s©u trong b¨ng tuyÕt c¸ch ®Êy hµng ngh×n n¨m. N¨m 1972 khi nghiªn cøu líp quÆng kali c¸c nhµ ®Þa chÊt häc ®· t×m thÊy bµo tö cña vi khuÈn. Nhµ b¸c häc Tsudinop ®· t×m thÊy bµo tö cña nhiÒu vi sinh vËt tiÒm tµng trong c¸c líp quÆng ®ã tõ nguyªn ®¹i cæ sinh 250 triÖu n¨m khi ®a vµo m«i trêng nu«i cÊy ë nhiÖt ®é thÝch hîp th× nh÷ng bµo tö ®ã l¹i sèng l¹i vµ ph¸t triÓn nhanh chãng. *VÒ ý nghÜa vµ tÝnh chÊt cña bµo tö cã nhiÒu ý kiÕn trong cã 3 gi¶ thiÕt cã søc thuyÕt phôc h¬n c¶ lµ: + Gi¶ thiÕt 1: Bµo tö cã thÓ sèng ë tr¹ng th¸i tiÒm sinh v× ë ®ã chøa Ýt níc. GÇn ®©y nhiÒu thµnh tùu míi cho thÊy lîng níc trong bµo tö kh«ng chªn h lÖch nhiÒu so víi tÕ bµo dinh dìng, níc ë tr¹ng th¸i tù do mµ níc liªn kÕt kh«ng cã kh¶ n¨ng lµm biÕn tÝnh pr«tein khi t¨ng nhiÖt ®é. Ngoµi sù kh¸c nhau vÒ tÝnh chÊt cña níc trong bµo tö vµ trong tÕ bµo dinh dìng, kh¸c nhau vÒ tÝnh æn ®Þnh cña bµo tö ®èi víi nhiÖt ®é cßn liªn quan ®Õn sù cã mÆt cña nhiÒu ion Ca2+ vµ axit dipicoricnic hay lµ axit pilidi 2,6 dicacboxilic. Do axit nµy chiÕm 5 ¸ 12% trong lîng kh« cña bµo tö vi khuÈn ngêi ta chøng minh ®îc protªin cña bµo tö vi khuÈn liªn kÕt víi axit dipicolinic t¹o dipicolinatcanxi. Bµo tö cã thÓ kÐo dµi thêi gian sèng v× trong bµo tö c¸c chÊt ho¹t ®éng sinh häc víi enzim ®Òu ë tr¹ng th¸i kh«ng ho¹t ®éng vµ chóng chØ ho¹t ®éng khi bµo tö nÈy mÇm. Bµo tö chøa nhiÒu xixtin h¬n tÕ bµo dinh dìng nhê vËy mµ bµo tö chèng ®îc sù chiÕu x¹. Bµo tö lµ mét h×nh thøc sèng tiÒm sinh cña vi khuÈn gióp vi khuÈn vît qua ®îc nh÷ng ®iÒu kiÖn ngo¹i c¶nh. Bµo tö ®îc h×nh thµnh do sù thiÕu thøc ¨n, nhng nhiÒu thÝ nghiÖm cho thÊy sè bµo tö sinh ra ë m«i trêng nhiÒu thøc ¨n Ýt h¬n so víi sè bµo tö sinh ra ë m«i trêng Ýt thøc ¨n. Trªn m«i trêng chøa chÊt kh¸ng sinh vµ mét sè chÊt s¸t trïng kh¸c th× chóng kh«ng sinh bµo tö. Mét sè trùc khuÈn khi nu«i cÊy trªn m«i trêng nh©n t¹o th× sinh bµo tö nhng khi cÊy vµo ®Êt th× kh«ng sinh bµo tö. Mét sè kh«ng Ýt bµo tö vµ tÕ bµo dinh dìng còng chÕt díi ¶nh hëng cña c¸c chÊt kh¸ng sinh, ë nh÷ng chÊt ®éc còng nh ë nhiÖt ®é cao. N¨m 1958 nhµ b¸c häc Braxinhicop kh¼ng ®Þnh bµo tö lµ mét h×nh thøc ®æi míi vµ n©ng cao søc sèng cña tÕ bµo vi khuÈn cã thÓ coi bµo tö lµ mét tÕ bµo tiÕp hîp võa sinh ra do sù tiÕp hîp gi÷a c¸c phÇn nguyªn sinh chÊt kh¸c nhau cña tÕ bµo. Khi gÆp ®iÒu kiÖn thuËn lîi bµo tö sÏ nÈy mÇm vµ ph¸t triÓn thµnh mét tÕ bµo dinh dìng míi b»ng c¸ch lóc ®ã bµo tö sÏ hót Èm lµm tÕ bµo tr¬ng lªn, mµng nøt ra hoÆc bÞ ph©n huû díi t¸c dông cña c¸c enzim chøa trong bµo tö lóc nÈy mÇm. Bµo tö thêng nÈy mÇm ë ®Çu cã thÓ ë mét ®Çu hoÆc c¶ hai ®Çu cã khi nÈy mÇm th¼ng gãc theo chiÒu ngang, ®«i khi n¶y mÇm xiªn theo chiÒu ngang. 1.1.5. Tiªn mao, tiªm mao vµ kh¶ n¨ng di ®éng cña vi khuÈn. 1.1.5.1. Tiªn mao ( flagella ). Tiªn mao lµ c¬ quan chuyÓn ®éng cña vi khuÈn. CÊu t¹o: Lµ mét sîi nguyªn sinh chÊt rÊt m¶nh cã chiÒu réng tõ 0,01 ¸ 0,05mm chiÒu dµi thay ®æi tuú lo¹i vi khuÈn 6 ¸ 9mm cã loµi vi khuÈn tiªn mao dµi 80 ¸ 90mm. N¨m 1938 ta quan s¸t ®îc cÊu t¹o cña tiªn mao. Sîi tiªn mao xuÊt ph¸t tõ líp ngo¹i nguyªn sinh chÊt vµ nhËn ®îc tõ nguyªn sinh chÊt nh÷ng xung ®éng cña sù chuyÓn ®éng ë gèc cña tiªn mao cã mét h¹t nhá gäi lµ h¹t gèc. §êng kÝnh cña h¹t gèc cã chiÒu dµi 400A0 cña mµng tÕ bµo chÊt. Tiªn mao cè ®Þnh vµo tÕ bµo vi hkuÈn nhê mét c¸i mãc cos ®êng kÝnh lín h¬n ®êng kÝnh ë sîi tiªn mao mét chót vµ cã cÊu t¹o bëi mét lo¹i pr«tein kh¸c víi lo¹i flagengin. CÊu t¹o cña mãc gåm mét sè vßng nhÉn. Víi vi khuÈn gram (-) cã 4 vßng nhÉn, víi vi khuÈn gram (+) cã hai vßng nhÉn. VÒ mÆt ho¸ häc tiªn mao cã b¶n chÊt lµ protein cô thÓ lµ nã cã 98% lµ pr«tein vµ cã rÊt Ýt hidratcacbon. Chøc n¨ng cña tiªn mao lµ gióp cho vi khuÈn cã thÓ di chuyÓn ®îc. Cã loµi vi khuÈn cã rÊt nhiÒu tiªn mao, cã loµi mçi ®Çu cã mét tiªn mao, cã loµi kh«ng cã tiªn mao hoÆc cã loµi mçi ®Çu cã mét tiªn mao cã loµi cã mét chïm tiªn mao, cã loµi tiªn mao mäc ë xung quanh c¬ thÓ nh loµi salmonlla. Sù s¾p xÕp vµ sù cã mÆt cña tiªn mao trªn tÕ bµo lµ mét tiªu chuÈn ®Ó ®Þnh tªn vi khuÈn tuy nhªn ®iÒu kiÖn m«i trêng vµ thêi gian nu«i cÊy cã thÓ ¶nh hëng ®Õn kh¶ n¨ng di ®éng cña c¸c vi khuÈn cã tiªn mao. Mét sè loµi vi khuÈn cã tiªn mao lóc cßn non ®Õn giµ th× l¹i mÊt tiªn mao. Sù s¾p xÕp vÞ trÝ c¸c tiªn mao cßn ¶nh hëng ®Õn tèc ®é di chuyÓn vµ kh¶ n¨ng di ®éng cña vi khuÈn. VÝ dô: mét sè vi khuÈn cã tiªn mao mäc ë ®Çu th× cã kh¶ n¨ng di ®éng nhanh nhÊt vµ di ®éng theo mét híng râ rÖt. Cßn nh÷ng vi khuÈn cã tiªn mao mäc xung quanh th× chuyÓn ®éng lung tung. 1.1.5.2. Tiªm mao ( pili, fimbriae ). Sîi ng¾n m¶nh 0,01mm, sîi dµi 0,3 ¸ 1mm ®îc ph©n bè kho¶ng 100 ¸ 400 trªn mét tÕ bµo vi khuÈn. * ý nghÜa: Tiªm mao gióp vi khuÈn b¸m vµo bÒ mÆt c¬ chÊt nã cßn cã ý nghÜa lµm t¨ngbÒ mÆt tiÕp xóc gióp cho vi khuÈn hÊp thô ®îc nhiÒu chÊt dinh dìng. Ngoµi kh¶ n¨ng di ®éng cña tiªm mao nã cßn cã thÓ dao ®éng 1 c¸ch hçn lo¹n trong m«i trêng láng nhê sù va ch¹m cña c¸c ph©n tö chÊt láng. 1.2. Vi nÊm 1.2.1. NÊm mèc ( Molds ) 1.2.1.1. §Æc ®iÓm chung vÒ h×nh th¸i cÊu t¹o cña nÊm mèc thêng gÆp. NÊm mèc hay cßn gäi lµ nÊm sîi bao gåm c¸c mèc mäc trªn thùc phÈm, trªn quÇn ¸o, giêng chiÕu, s¸ch vë ... Chóng ph¸t triÓn rÊt nhanh trªn c¸c c¬ chÊt h÷u c¬ khi gÆp ®iÒu kiÖn nãng Èm. Trªn nhiÒu vËt liÖu v« c¬ do dÝnh bôi bËm (nh c¸c thÊu kÝnh ë èng nhßm, m¸y ¶nh, kÝnh hiÓn vi...) nÊm mèc vÉn cã thÓ ph¸t triÓn, sinh axit vµ lµm mê kÝnh. C¬ thÓ cña nÊm lµ mét t¶n, tøc lµ mét c¬ thÓ cã bé m¸y sinh dìng cha ph©n ho¸ thµnh c¸c c¬ quan kh¸c nhau. Mét t¶n bao gåm nh¸nh sîi nhá gäi lµ hÖ sîi, nh÷ng sîi vµ hÖ sîi thêng kh«ng mµu, cã 2 lo¹i sîi lµ sîi sinh s¶n vµ sîi dinh dìng. Sîi sinh s¶n thêng mäc v¬n ra ngoµi kh«ng khÝ vµ t¹o thµnh bµo tö, sîi dinh dìng mäc trong chÊt nÒn vµ hÊp thu chÊt dinh dìng. T¶n cña nÊm cã thÓ ®¬n bµo h×nh cÇu hoÆc h×nh trøng, nhng th«ng thêng cã d¹ng sîi vµ ®îc gäi lµ sîi nÊm. Sîi nÊm cã thÓ cã v¸ch ng¨n hoÆc kh«ng cã v¸ch ng¨n. C¸c sîi nÊm rÊt nhá, thêng cã ®êng kÝnh trung b×nh kho¶ng 5mm, ph¸t triÓn theo chiÒu dµi ë ngän vµ cã thÓ t¹o thµnh c¸c nh¸nh ngang. C¶ sîi nÊm vµ c¸c nh¸nh nÊm nÕu cã ph¸t triÓn tõ mét bµo tö nÊm theo ba chiÒu trªn mét khèi sîi, gäi lµ hÖ sîi nÊm. ë mét sè nÊm, c¸c sîi nÊm cã nh¸nh quÊn chÆt, thËm chÝ dÝnh liÒn víi nhau theo chiÒu däc t¹o thµnh c¸c d¹ng h×nh th¸i ®Æc biÖt nh thÓ ®Öm, h¹ch nÊm, chôp nÊm, rÔ gi¶.v.v... Trong phÇn lín mèc, sù t¨ng trëng theo c¸c sinh trëng ®Ønh nh¸nh ®îc mäc vµ ph¸t triÓn ra tõ phÇn sîi c¸ch xa ®Ønh. Trong Ýt loµi, tÊt c¶ tÕ bµo cã thÓ tiÕp tôc ph¸t triÓn, sinh trëng vµ ph©n chia. Sîi nÊm kh«ng cã v¸ch ng¨n t¹o ra tÕ bµo lín chøa nhiÒu nh©n. Sîi cã v¸ch ng¨n cã thÓ chøa 1, 2 hoÆc nhiÒu nh©n trong mçi tÕ bµo. Nh©n thêng nhá vµ chØ cã thÓ quan s¸t ®îc b»ng ph¬ng ph¸p nhuém mµu ®Æc biÖt. ë nh÷ng c¬ thÓ cßn non tÕ bµo chÊt cã thÓ chiÕm gÇn ®Çy tÕ bµo, khi giµ thêng bÞ thu hÑp l¹i thµnh mét líp máng n»m s¸t mµng tÕ bµo. PhÇn trung t©m tÕ bµo cã thÓ xuÊt hiÖn kh«ng bµo lín chøa ®Çy chÊt láng kh«ng mµu trong ®ã cã mét vµi thøc ¨n dù tr÷ nh chÊt bÐo, glucogen, glubolin vµ nh÷ng h¹t nhá cã mµu còng cã thÓ xuÊt hiÖn trong tÕ bµo chÊt xung quanh kh«ng bµo. C¸c v¸ch ngang ë sîi nÊm ng¨n v¸ch ®Òu cã lç th«ng. Lç th«ng nµy cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n hay phøc t¹p tuú tõng nÊm, nhng kh«ng nh÷ng ®Ó chÊt nguyªn sinh ®i qua mµ nh©n tÕ bµo còng cã thÓ di chuyÓn qua ®Ó tíi nh÷ng phÇn sîi nÊm ®ang cã nh÷ng ho¹t ®éng sinh lý, ho¸ sinh m¹nh. Nh vËy, kÓ c¶ ë sîi nÊm kh«ng ng¨n v¸ch còng nh ë sîi nÊm ng¨n v¸ch, sîi nÊm cã thÓ ®îc coi nh mét èng dµi chøa chÊt nguyªn sinh nhiÒu nh©n tÕ bµo vµ c¸c thµnh phÇn cÊu t¹o kh¸c cña tÕ bµo. Mçi tÕ bµo trong mét sîi nÊm (cã v¸ch ng¨n hoÆc kh«ng cã v¸ch ng¨n) kh«ng cã cÊu t¹o riªng vµ còng kh«ng cã c¸c ho¹t ®éng trao ®æi chÊt ®éc lËp trong pham vi tÕ bµo. MÆc dï mçi ®o¹n trªn mét sîi nÊm cã sù ph©n ho¸ kh¸c nhau nhng sù ph©n ho¸ nµy kh«ng liªn quan ®Õn d¹ng cÊu t¹o tÕ bµo ®Æc trng cña sîi nÊm mèc. NÊm mèc kh«ng cã chÊt diÖp lôc nªn chóng kh«ng cã kh¶ n¨ng tù tæng hîp chÊt h÷u c¬ tõ nh÷ng hîp chÊt ®¬n gi¶n s½n cã trong thiªn nhiªn. V× vËy ph¬ng thøc sèng c¬ b¶n cña nÊm mèc lµ sèng ho¹i sinh, ký sinh vµ mét sè nhá sèng céng sinh víi T¶o trong ®Þa y. 1.2.1.2. §Æc ®iÓm sinh s¶n cña nÊm mèc. HÇu hÕt mèc thêng cã thÓ ®îc nh©n lªn tõ mét phÇn cña c¬ thÓ ë m«i trêng míi, nhng thêng qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cïng víi sù nÈy chåi cña bµo tö. Bµo tö cã h×nh d¹ng vµ kÝch thíc kh¸c nhau, cã thÓ lµ mét tÕ bµo hoÆc nhiÒu tÕ bµo. Mét bµo tö gåm ngoµi cïng lµ mµng, vá bµo tö,mµng trong, bµo tö néi sinh. Vá bµo tö cã thÓ nh½n nhôi hoÆc sÇn xï bëi nhiÒu tia nhá, vá trong bµo tö néi sinh bao bäc nguyªn sinh chÊt trong cã nh÷ng giät giµu hoÆc chÊt bÐo vµ mät hay nhiÒu nh©n. Khi gÆp ®iÒu kiÖn thuËn lîi bµo tö mèc ra mét c¸i mÊu låi sau ®ã kÐo dµi ra hoÆc nÈy ra mét c¸i chåi h×nh ång (h.1.1.). Mçi èng ph«i cps h×nh thon dµi vµ ph©n nh¸nh, t¹o ra c¸c sîi hoÆc lµm thµnh hÖ sîi. Sau ®ã sîi sinh ra bµo tö, bµo tö ph¸t triÓn thµnh sîi sinh s¶n, hoÆc mét sè sîi cho ra lo¹i qu¶ thÓ ®Æc biÖt ®Ó t¹o ra bµo tö. Cã hai lo¹i bµo tö : bµo tö v« tÝnh vµ bµo tö h÷u tÝnh. Bµo tö v« tÝnh lµ lo¹i sinh s¶n kh«ng cã sù kÕt hîp cña hai giao tö hoÆc hai tÕ bµo ®ùc c¸i. Thùc tÕ ®a sè mèc thêng t¹o ra bµo tö v« tÝnh. C¸c bµo tö v« tÝnh kh¸c nhau bëi c¸c ®Æc ®iÓm h×nh th¸i vµ bëi c¸c ®Æc ®iÓm ph¸t sinh. Mét sè mèc còng sinh s¶n h÷u tÝnh. H×nh thøc sinh s¶n h÷u tÝnh còng rÊt ®a d¹ng (®¼ng giao, dÞ giao vµ no·n giao). H×nh1.1. Sù sinh s¶n b»ng mäc chåi (h×nh 88) *C¸c kiÓu sinh s¶n cña nÊm mèc: Cã thÓ ph©n lo¹i nh sau: + Sù ph©n ®o¹n cña t¶n. - Sinh s¶n b»ng sù mäc chåi. Thêng thÊy trong nÊm men vµ gi¶ nÊm men. - Sù n¶y chåi cña sîi ®Ó t¹o ra bµo tö (Blastospore). - Sù ph©n ®o¹n cña c¸c sîi ®Ønh, sau ®ã cã sù vo trßn l¹i vµ t¸ch ra thµnh ®o¹n ®Ó t¹o ra bµo tö phÊn (arthrospores). Nh÷ng ®o¹n cã thÓ t¹o ra nh÷ng sîi míi. - Sù vo trßn vµ sù dµy lªn cña thµnh tÕ bµo cña t¶n dinh dìng t¹o ra hËu bµo tö (Chlamydospores). Nh÷ng tÕ bµo cã thÓ ë gi÷a hoÆc ®Çu cïng. Cã thÓ xuÊt hiÖn riªng rÏ hoÆc chuçi cña sîi dinh dìng hoÆc trong nh÷ng nh¸nh ®Æc biÖt. Chóng cã tÝnh kh¸ng vµ cã thÓ coi nh bµo tö nghØ. + Sù t¹o ra bµo tö v« tÝnh: §©y lµ giai ®o¹n kh«ng b¶o toµn cña nÊm mèc - NÊm bÊt toµn lµ nh÷ng mèc chØ t¹o ra nh÷ng bµo tö v« tÝnh. Sù sinh s¶n ®îc x¶y ra bëi sù ph¸t triÓn cña bµo tö b»ng nh÷ng c¸ch kh¸c nhau. Mèc ®îc ph©n lo¹i theo h×nh d¹ng bµo tö vµ c¸ch t¹o ra nã. - Phycomycetes ph¸t triÓn b»ng c¸ch v« tÝnh t¹o ra nh÷ng nang ë ®Ønh cña cuèng nang, trong nang l¹i chøa nh÷ng bµo tö nang. - Ascomycetes ph¸t triÓn t¹o ra nh÷ng thµnh bµo tö máng trªn ®Ønh sîi hoÆc cuèng ®Ýnh bµo tö gäi lµ bµo tö ®Ýnh hoÆc lµ ®Ýnh. Chóng cã thÓ nhó ra tõ ®Ønh cña cuèng ®Ønh hoÆc n¶y chåi tõ cuèng ®Ønh . + Sù t¹o ra bµo tö h÷u tÝnh: Bµo tö h÷u tÝnh lµ kÕt qu¶ cña sù kÕt hîp vµ ®îc t¹o ra trong hoÆc trªn nh÷ng tÕ bµo ®Æc biÖt. - Sù t¹o thµnh bµo tö h÷u tÝnh ë Phycomycetes : Sù hîp nhÊt cña nh÷ng giao tö trong tÕ bµo lín t¹o ra nh÷ng bµo tö ®éng oospores hoÆc zygospore lµ sù kÕt hîp cña hai giao tö gièng nhau. - Bµo tö h÷u tÝnh ë Ascomycetes: Nang lµ tÕ bµo mÑ cña bµo tö ®îc sinh ra do sù kÕt hîp nhau t¹o ra bµo tö nang. C¸c bµo tö nang cã thÓ ®îc t¹o ra bëi sù kÕt hîp trùc tiÕp hoÆc bëi sù kÕt hîp cña 2 tÕ bµo sîi hoÆc bëi sù kÕt hîp cña c¬ quan h÷u tÝnh nhÊt ®Þnh hoÆc tõ sîi sinh nang n¶y chåi ra sinh ra hîp tö hai nh©n. Trong tÊt c¶ c¸c nang non ®Òu cã hai nh©n. Nh©n nµy ®îc hîp nhÊt l¹i t¹o ra nh©n lìng béi tr¶i qua sù gi¶m ph©n ®Ó t¹o ra 4 nh©n ®¬n béi. C¸c nh©n ®¬n béi l¹i ph©n chia cho ra 8 bµo tö . 1.2.1.3. Ph©n lo¹i mèc: Líp I Phycomycetes: sîi dinh dìng kh«ng cã v¸ch ng¨n hoÆc sù h×nh thµnh c¸c v¸ch ng¨n ®îc t¹o thµnh trong mèi liªn quan víi sù ph¸t triÓn cña cÊu tróc sinh s¶n. Bao fö tói ph¸t triÓn chøa tói bµo tö (bµo tö nang) chuyÓn ®éng hoÆc kh«ng chuyÓn ®éng hoÆc bµo tö ®Ýnh. Bµo tö no·n gäi lµ hîp tö hoÆc bµo tö tiÕp hîp ®îc h×nh thµnh sau sù thô tinh, ®«i khi kh«ng cã sù hîp nhÊt cña hai giao tö hoÆc tói giao tö. Mét sè loµi lµ ký sinh, mét sè kh¸c lµ ho¹i sinh. Bé Mucorales: sù ph©n chia phô thuéc vµo bµo tö tói. Tói bµo tö h×nh cÇu hoÆc h×nh trøng thêng chøa nhiÒu bµo tö. Mét hoÆc mét Ýt hîp tö ®îc t¹o thµnh tõ hai giao tö. Hîp tö cã thÓ trÇn hoÆc ®îc bäc bëi mét mµng ngoµi ph¸t triÓn tõ mµng cña tÕ bµo sinh ra nã tõ chç treo nã. Tói bµo tö chøa nhiÒu bµo tö. Bäng bµo tö h×nh trô. Hä Mucoraceae: tói bµo tö ph¸t triÓn trªn nh¸nh bªn sinh ra cuèng tói bµo tö. Cuèng tói bµo tö ®¬n gi¶n hoÆc ph©n nh¸nh. Gièng 1 Mucor: cã 3 kiÓu ®Ýnh cña nh¸nh: mucor ®¬n bµo th× cuèng bµo tö kh«ng ph©n nh¸nh. Loµi Racemucor cã mét th©n chÝnh ph©n nh¸nh tõ c¸c nh¸nh bªn, cßn loµi Cimomucor ph©n nh¸nh ë cuèng tói bµo tö, cã th©n bß. Tói bµo tö ®¬n ë tËn cïng phÝa trªn cña cuèng bäc. Cßn loµi Monomucor cuèng tói bµo tö rÊt Ýt khi hoÆc kh«ng bao giê ph©n nh¸nh. Gièng Mucor mucedo: bäng h×nh qu¶ lª, h×nh trô. Tói bµo tö mµu x¸m, bµo tö cã ®èt hoÆc hËu bµo tö kh«ng cã. M.racemosus: bäng h×nh trøng hoÆc h×nh qu¶ lª. Sîi n»m s©u trong canh trêng sinh s¶n b»ng c¸ch ph©n chia gièng tÕ bµo nÊm men hoÆc b»ng bµo tö ph©n ®èt n¶y chåi b»ng c¸ch n¶y mÇm. HËu bµo tö mµu ®en ®îc t¹o ra tõ nh÷ng sîi khÝ sinh. TÕ bµo gièng nÊm men cã kh¶ n¨ng lªn men ®êng thµnh rîu M.Rouxii: bäng h×nh trô, bµo tö to h×nh ovan, hËu bµo tö mµu ®en xuÊt hiÖn ë nh÷ng sîi trong kh«ng khÝ vµ tÕ bµo n¶y chåi. Sinh ra nhiÒu enzym chuyÓn ho¸ trùc tiÕp tinh bét thµnh ®êng vµ lªn men rîu. Thêng ®îc dïng trong s¶n xuÊt cån. M.circinenloides: Tói bµo tö cã hai d·y. Bµo tö h×nh cÇu, h×nh elip. Sîi c¬ chÊt ph©n chia gièng tÕ bµo nÊm men. - Cã kho¶ng vµi tr¨m gièng vµ hµng ngh×n loµi (Ýt nhÊt 80.000) ®îc miªu t¶. Trong ®ã mét sè gièng xuÊt hiÖn vµ cã thÓ dÔ dµng nhËn ra. Gièng thêng xuÊt hiÖn lµ Mucor, Rhyzopus, Cephalothecium (Trichothecium), Geotrichum, Candia, Aspergillus, Penicillium, Cladosporium vµ Alternaria. Rhyzopus: Th©n ph¸t triÓn b»ng c¸ch bß lan. C¸c loµi nµy thêng ph©n biÖt víi Mucor bëi sù cã mÆt cña rÔ gi¶, h×nh d¹ng cña bµo tö cã cét h×nh b¸n cÇu kh«ng trßn hoÆc h×nh trô, sinh s¶n vµ sinh trëng nhanh h¬n Mucor. Cã nhiÒu loµi: Rh. japonicocus, Rh.oryzae, Rh.peka II, Rh. tokinensis. Chóng cã mét sè ®Æc ®iÓm chung nh sau: - Sinh trëng b»ng rÔ gi¶ b»ng c¸ch lan réng trªn bÒ mÆt m«i trêng. RÔ gi¶ mäc thµnh chïm, t¶n bß ph¸t triÓn vµ sinh ra c¸c cuèng tö nang chøa nhiÒu bµo tö. Bµo tö sinh ra tõ nang trô ë ®Çu cuèng. Lóc cßn non, bµo tö nang tr¾ng, lóc giµ mµu ®en, bªn trong cã nÕp nh¨n, kÝch thíc 5-8mm. NhiÖt ®é ph¸t triÓn thÝch hîp 32-340C. Sinh s¶n h÷u tÝnh b»ng tiÕp hîp nhng Ýt gÆp. Chñ yÕu sinh s¶n dinh dìng b»ng hËu bµo tö, khuÈn ty vµ sinh s¶n v« tÝnh b»ng bµo tö néi sinh. M¾t thêng cã thÓ nh×n thÊy khuÈn ty cña chóng nh nh÷ng m¹ng nhÖn, bµo tö nang lóc non tr¾ng, khi giµ ®en nh¹t cã chÊm nhá. Bµo tö dÔ bay h¬i trong kh«ng khÝ, gÆp ®iÒu kiÖn thuËn lîi sÏ nÈy mÇn. - Cã kh¶ n¨ng sinh tæng hîp hÖ amylaza vµ ®îc dïng nhiÒu trong s¶n xuÊt rîu. + Rhizopus ehrengery T¶n t¨ng trëng rÊt nhanh, rÊt xum xuª, cã kh¶ n¨ng tù ph¸t triÓn nhê ph¸t t¸n b¶o tö, cã nhiÒu trong ph©n gia sóc vµ trong ®Êt. Cuèng bäc bµo tö b¾t mµu m¹nh, tËn cïng cã d¹ng phÔu riªng hay tõ 2-6 bã díi gèc cã rÔ gi¶ mµu ®en trô gi÷a mµu n©u h×nh cÇu hoÆc b¸n cÇu. Bµo tö h×nh ellip, tr¬n hoÆc cã v©n. Gièng cã 15 loµi, trong ®ã 3 loµi thêng gÆp vµ quan träng lµ : 1. Rh.oligospous: - Bµo tö nh½n, cuèng bäc bµo tö kh«ng qu¸ 1mm. Cã hËu bµo tö . 2. Rh. etolonifer - Bµo tö cã v©n, cuèng bäc bµo tö cã thÓ ®¹t 4 mm. HËu bµo tö cã hoÆc kh«ng - Th©n bß, kh«ng cã hËu bµo tö. Cuèng bäc bµo tö 1,5-4 mm. 3. Rh. oryzae: - Th©n bß víi hËu bµo tö, cuèng bäc bµo tö 1-1,5 mm. Sinh trëng ë 370C + Rhyzopus oligosporus Saito Th¶m x¸m mµu n©u nh¹t cuèng bäc bµo tö riªng hay thµnh bã 4-6 víi rÔ gi¶ ng¾n ë gèc lµ 1mm. Bäc bµo tö h×nh cÇu mµu ®en cã ®êng kÝnh 100-180mm. Trô gi÷a h×nh cÇu hoÆc h×nh cÇu mÐo bµo tö tr¬n mµu n©u nh¹t h×nh d¹ng kh«ng ®Òu 7-12 (24)mm. HËu bµo tö nhiÒu cã trong tÊt c¶ c¸c phÇn cña t¶n. H×nh cÇu ®Õn trôc . + Rhizopus oryzae T¶n mµu n©u nh¹t tõ 1-3cm. Cuèng bäc bµo tö riªng hay thµnh 2-3 bã. RÔ gi¶ mµu n©u vµng Ýt ph©n nh¸nh. Bäc bµo tö h×nh cÇu víi thµnh cã gai nhá (50-100) x(150-200) mm. Trôc gi÷a h×nh cÇu hay trøng, bµo tö kh«ng ®Òu thêng cã gãc mµu x¸m hay mµu n©u. HËu bµo tö h×nh cÇu. Ph©n bè: RÊt phæ biÕn: ë ®Êt,ë h¹t, nguyªn liÖu thùc vËt ®ang ph©n gi¶i. + Mucor: Mucor: §©y lµ gièng lín nhÊt cña Bé Mucorales, thíng t×m thÊy trong ®Êt, trong ph©n bãn vµ trªn c¸c mÆt hoa qu¶, rau, b¸nh mú vµ thøc ¨n giµu tinh bét. HÖ s¬i dinh dìng lan s©u vµo m«i trêng thøc ¨n vµ kÐo dµi lªn trªn kh«ng khÝ gäi lµ s¬i khÝ sinh. HÖ sîi thêng cã mµu tr¾ng. V¸ch ng¨n thêng ®îc t¹o ra tõ phÇn gÇn ®Ønh cña mçi mét sîi nÊm, ®Çu tËn cïng tÕ bµo cña sîi phång ra mét mÊu trßn, h×nh trô hoÆc h×nh qu¶ lª gäi lµ cét. Tói bµo tö mµu ®en thµnh cña tói bµo tö khi chÝn dÔ dµng bÞ vì ra, gi¶i phãng ra nhiÒu bµo tö. Mçi mét bµo tö cã kh¶ n¨ng lËp l¹i chu kú ph¸t triÓn cña sîi nÊm H×nh 1.2. Díi mét sè ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho phÐp th× hai tÕ bµo cña hai sîi kh¸c nhau cã thÓ tiÕp hîp víi nhau cho ra mét bµo tö tiÕp hîp. Bµo tö tiÕp hîp tiÕp tôc ph¸t triÓn thµnh tói bµo tö t¹i ®Ønh. Mucor vµ Rhizopus rÊt gièng nhau. Song cã thÓ ph©n biÖt bëi mét sè ®Æc ®iÓm sau: Mucor kh«ng cã rÔ gi¶, cuèng bäc bµo tö nang cã thÓ sinh ra ë bÊt kú chç nµo vµ nang trô kh«ng cã h×nh b¸n cÇu, kh«ng s¸t víi v¸ch bµo tö nang. - KhuÈn ty cã hai lo¹i (+) vµ (-) mµu tr¾ng, ph©n nh¸nh, gièng nhau vÒ h×nh th¸i, kh¸c nhau vÒ sinh lý. Tõ mét lo¹i khuÈn ty cã thÓ sinh s¶n v« tÝnh. Tõ hai lo¹i khuÈn ty cã thÓ sinh s¶n h÷u tÝnh b»ng tiÕp hîp cho ra bµo tö nang ®a h¹ch, vÒ sau lµ c¸c bµo tö néi sinh. - Trong s¶n xuÊt ngêi ta hay dïng c¸c loµi: Mucor rouxii, Mucor mucedo, Mucor javanicus, Mucor hydrophilus ... Nhng ë níc ta thêng dïng Mucor roxii . Mucor rouxii ph¸t triÓn m¹nh trªn m«i trêng th¹ch Czapek- Dox, khuÈn ty ph©n nh¸nh nhiÒu, kh«ng cã v¸ch ng¨n, ®a h¹ch, khuÈn l¹c cao, kh«ng nÕp nh¨n, b¸m vµo vµo n¾p hép Peptri. Cuèng bµo tö nang thêng trßn, ®êng kÝnh 60-80mm. Nang trô 20-25mm. Bµo tö trßn, ®êng kÝnh 6-7mm.KhuÈn ty lóc non mµu tr¾ng, giµ cã mµu x¸m nh¹t. Bµo tö nang tõ mµu tr¾ng chuyÓn dÇn sang mµu vµng nh¹t, ®á x¸m, ®en, lµm cho khuÈn l¹c x¸m ®en dÇn. MÆt díi khuÈn l¹c kh«ng cã nÕp nh¨n, kh«ng mµu. - Ngoµi kh¶ n¨ng sinh tæng hîp enzym amylaza cßn cã kh¶ n¨ng sinh tæng hîp lªn men rîu trong ®iÌu kiÖn yÕm khÝ, enzym cña Mucor rouxii cã thÓ lªn men ®êng thµnh rîu. HiÖn tîng nµy thêng hay gÆp trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt nÊm mèc theo ph¬ng ph¸p bÒ mÆt trªn m«i trêng chÊt r¾n cã tinh bét, ë nhiÖt ®é cao 39 ¸ 40oC. - T¶n cÊu t¹o h×nh èng, mäc thµnh côm hoÆc th¶m nhung hoÆc d¹ng b«ng. Cuèng bäc bµo tö d¹ng ®øng, hoÆc tËn cïng bëi mét bäc bµo tö; hoÆc ph©n nh¸nh gèc kÐp, trôc ®¬n ®éc hoÆc hçn hîp. Tói bµo tö h×nh cÇu, mµu tr¾ng hoÆc Ýt b¾t mµu. Bµo tö cã h×nh d¹ng thay ®æi - tr¬n hoÆc cã h¹t nhá, hËu bµo tö ®«i khi cã. - Lµ mét trong gièng quan träng cña Mucorales bëi sè lîng loµi lín (gÇn 50 loµi). Trong ®ã cã mét vµi loµi thêng gÆp lµ . + M. mucedo: - Cuèng bäc bµo tö cã thÓ mäc dµi trªn c¬ chÊt tù nhiªn, kh«ng ph©n nh¸nh hoÆc cã ph©n nh¸nh víi ch©n ph©n nh¸nh kÕt thóc bëi mét bäc bµo tö. + M. racemosus: - HËu bµo tö thêng nhiÒu trong cuèng bäc bµo tö. - Cuèng bäc bµo tö nhá h¬n vµ ph©n nh¸nh + M. fuscus bainier: - T¶n thêng cã mµu x¸m ®Ëm. Cuèng bäc bµo tö ph©n nh¸nh, gèc ghÐp víi sù ph©n nh¸nh t¹o ra kho¶ng c¸ch ng¾n cña mét bäc bµo tö vµ dùng ®øng song song víi trôc. Trôc gi÷a h×nh qu¶ lª, ®¹t tíi 50-80 mm. Bµo tö cã h×nh cÇu 8-11mm mµu n©u x¸m nh¹t. HËu bµo tö Ýt . + M. racemusus fresenius: - T¶n tr¾ng trë nªn x¸m, d¹ng b«ng. Cuèng bäc bµo tö cã kÝch thíc thay ®æi, ph©n nh¸nh gèc ghÐp hay trôc chÝnh. Bäc bµo tö h×nh cÇu, cã cuèng bäc bµo tö. Chóng cã thÓ g©y lªn men cån trong m«i trêng thiÕu khÝ. + Aspergillus: Aspergillus cã thÓ t×m thÊy dÔ dµng ë kh¾p mäi n¬i trong kh«ng khÝ, trªn c¬ chÊt. Loµi mèc ®îct t×m thÊy trªn bÒ mÆt hoa qu¶ thèi, g¹o, b¸nh mú vµ c¸c thùc phÈm kh¸c. Aspergillus thêng t×m thÊy trªn m«i tr¬ng nu«i cÊy thanh trïng cha ®¶m b¶o. Mµu s¾c cã thÓ rÊt thay ®æi. Nã cã thÓ xuÊt hiÖn mµu xanh, mµu vµng, mµu da cam, mµu ®en hoÆc mµu n©u. Loµi mèc cã d¹ng bét. HÖ sîi ph©n nh¸nh vµ cã v¸ch ng¨n. HÖ sîi ph×nh ra t¹i mét diÓm ®Ó t¹o ra cuèng bµo tö ®Ýnh. Cuèng bµo tö ®Ýnh kh«ng ph©n nh¸nh, ®a sè cuèng ng¾n gäi lµ cuèng ®Ýnh bµo tö (cuèng nhá) ph¸t triÓn tõ ®Ønh hoÆc ë phÇn cuèi cña tói bµo tö. Cã hai lo¹i khuÈn ty ký sinh ph¸t triÓn trªn mÆt m«i trêng vµ khuÈn ty dinh dìng ¨n s©u vµo m«i trêng. KhuÈn ty ph©n nhiÒu nh¸nh, cã nhiÒu v¸ch ng¨n tÕ bµo, mçi tÕ bµo cã mét h¹ch nh©n. Nang vµ nang bµo tö lµ qu¶ thÓ mµu vµng kim. Khi Aspergillus h×nh thµnh bµo tö dÔ ph©n biÖt víi c¸c nÊm mèc kh¸c. - Gièng Aspergillus : Cuèng ®Ýnh bµo tö dµi vµ kh¸c biÖt víi sîi nÊm dinh dìng vµ ®Ýnh bµo tö thµnh chuçi. - Aspergillus niger cã mµu ®en, cuèng ®Ýnh bµo tö thêng nh½n. Tõ n¨m 1877, ë NhËt b¶n ngêi ta ®· ph¸t hiÖnvµ sö dông Aspergillus vµo viÖc s¶n xuÊt rîu, ph©n gi¶i protit... Nhng gÇn ®©y, thµnh tùu khoa häc l¹i chøng minh r»ng mét sè nÊm mèc bªn c¹nh kh¶ n¨ng sinh tæng hîp enzym cã ý nghÜa quan träng trong s¶n xuÊt l¹i sinh ®éc tè g©y kh«ng Ýt nguy hiÓm cho ngêi sö dông, trong ®ã cã mèc Aspergillus niger. 1.2.2. NÊm men (Yeast): NÊm men lµ líp nÊm nang cã h×nh cÇu, h×nh trøng, h×nh que, cÊu t¹o ®¬n bµo vµ nh©n chuÈn (Eucarion. NÊm men thêng ®îc sö dông trong s¶n xuÊt rîu lµ c¸c chñng thuéc gièng Saccharomyces, hä phô Saccharomycetoideae, thuéc hä Endomycetaceae, líp Ascomycetes, ngµnh Ascomycotina Eumycophyta, giíi phô Amastigomycota, giíi nÊm Fungi. Chóng thêng ph©n bè réng trong tù nhiªn ,®îc t×m thÊy trong ®Êt, bôi, trªn bÒ mÆt qu¶, vµ l¸ cña nhiÒu lo¹i thùc vËt. §Æc biÖt chóng cã trong ®Êt cña vên trßng c©y ¨n qu¶ vµ vên trång nho. NÊm men cã mÆt trªn bÒ mÆt hoÆc líp dãi cÆn dµy cña nøoc hoa qu¶ Ðp. DÞch malt, vµ dÞch ®êng kh¸c. - §a sè nÊm men cã kh¶ n¨ng lªn men ®êng, thÝch nghi víi m«i trêng cã nång ®é ®êng cao, vµ tÝnh axit cao. - §a sè nÊm men sinh s¶n theo kiÓu nÈy chåi, ®«i khi b»ng ph©n c¾t 1.2.2.1 §Æc ®iÓm h×nh th¸i vµ cÊu tróc tÕ bµo nÊm men. NÊm men lµ vi sinh vËt ®iÓn h×nh cho nhãm nh©n thËt, kÝch thíc tÕ bµo nÊm men thêng lín gÊp 10 lÇn so víi vi khuÈn. VÝ dô: Saccharomyces cerevisiae cã kÝch thíng thay ®æi trong kho¶ng 2,5 ¸ 10 mm x 4,5 ¸ 21 mm. Tuú lo¹i nÊm men mµ tÕ bµo cã h×nh d¹ng kh¸c nhau nh h×nh cÇu, h×nh trøng, h×nh ovan, h×nh qu¶ chanh, h×nh elip, h×nh mò phít, h×nh sao thæ, h×nh c¸i liÒm, h×nh thu«n, h×nh thoi, h×nh ong, h×nh cung nhän, h×nh kÐo dµi, h×nh b¸n cÇu, h×nh thËn, h×nh qu¶ lª, h×nh elip dµi v.v... Cã loµi nÊm men cã sîi nhng cha thµnh sîi râ rÖt mµ chØ do nhiÒu tÕ bµo nèi víi nhau thµnh chuçi dµi. Sù t¹o sîi cña nÊm men bÞ ¶nh hëng bëi ®iÒu kiÖn m«i trêng: NhiÖt ®é , chÊt dinh dìng, chÊt ®éc, tuæi gièng vµ tia bøc x¹. Thµnh tÕ bµo nÊm men dµy kho¶ng 25 nÊm men (chiÕm 25% khèi lîng kh« cña tÕ bµo). §a sè nÊm men cã thµnh tÕ bµo cÊu t¹o bëi glucan vµ mannan. Mét sè tÕ bµo chøa kitin vµ mannan. Trong thµnh tÕ bµo cßn chøa kho¶ng 10% protein (tÝnh theo khèi lîng kh«), trong sè protein nµy cã mét phÇn lµ c¸c enzym. Trªn thµnh tÕ bµo cã mét lîng nhá lipit. Díi thµnh tÕ bµo lµ líp mµng tÕ bµo chÊt gåm 3 tÇng kÕt cÊu kh¸c nhau. CÊu t¹o chñ yÕu lµ protein (chiÕm 50% khèi lîng kh«), phÇn cßn l¹i lµ lipit (40%) vµ mét Ýt polysaccarit. Thµnh phÇn cña mµng tÕ bµo chÊt nÊm men - Protein - Lipit glixero-mono, di, trieste - Lipit - Glixero-photpho lipit - Sterol - Hidrat cacbon Nh©n cña tÕ bµo nÊm men ®îc bao bäc bëi mét mµng nh©n nh ë c¸c sinh vËt cã nh©n thËt kh¸c. Mµng nh©n cña nÊm men cã cÊu tróc 2 líp vµ cã rÊt nhiÒu lç thñng. Nh©n cña tÕ bµo nÊm men rîu Saccharomyces cerevisiae cã chøa 17 ®«i nhiÔm s¾c thÓ. ADN trong tÕ bµo nÊm men ®¬n béi cã khèi lîng ph©n tö lµ 1 x 1010 Da (Dalton, 1 Da = 1,67 x 10-24g). Ty thÓ cña nÊm men còng gièng víi c¸c sîi nÊm vµ c¸c sinh vËt cã nh©n kh¸c. ADN cña ty thÓ nÊm men lµ mét ph©n tö d¹ng vßng chiÕm 15 ¸ 23% tæng lîng ADN cña toµn tÕ bµo nÊm men. Cã mét lo¹i plasmit ë tÕ bµo nÊm men Saccharomyces cerevisiae ®îc gäi lµ “2mm plasmit” cãa vai trß quan träng trong kü thuËt di truyÒn. Lo¹i nµy lµ mét ADN vßng chøa 6300 ®«i baz¬. C¸c tÕ bµo nÊm men khi giµ sÏ xuÊt hiÖn kh«ng bµo. Trong kh«ng bµo cã chøa c¸c enzym thuû ph©n, poly photphat, lipoit, ion kim lo¹i, c¸c s¶n phÈm trao ®æi chÊt trung gian. Ngoµi t¸c dông mét kho dù tr÷ kh«ng bµo cßn cã chøc n¨ng ®iÒu hoµ ¸p suÊt thÈm thÊu. 1.2.2.2. §Æc ®iÓm sinh s¶n: NÊm men cã nhiÒu h×nh thøc sinh s¶n: *Sinh s¶n v« tÝnh: (a). N¶y chåi: ë tÊt c¶ c¸c chi nÊm men (b). Ph©n c¾t: ë chi Schizosaccharomyces (c). B»ng bµo tö *Sinh s¶n h÷u tÝnh: B»ng bµo tö tói chi Saccharomyces, Zygosaccharomyces vµ nhiÒu chi nÊm men kh¸c thuéc bé Endomycetales. N¶y chåi lµ ph¬ng ph¸p sinh s¶n phæ biÕn nhÊt ë nÊm men. Ë ®iÒu kiÖn thuËn lîi hÇu nh tÕ bµo nÊm men nµo còng n¶y chåi. Khi chåi xuÊt hiÖn c¸c enzym thuû ph©n sÏ ph©n gi¶i phÇn polysaccarit cña thµnh tÕ bµo lµm cho chåi chui ra khái tÕ bµo mÑ. VËt chÊt míi ®îc tæng hîp sÏ ®îc huy ®éng ®Õn chåi vµ lµm chåi ph×nh to dÇn lªn, khi ®ã xuÊt hiÖn mét v¸ch ng¨n gi÷a chåi vµ tÕ bµo mÑ. Thµnh phÇn cña v¸ch ng¨n gièng thµnh tÕ bµo. Khi tÕ bµo chåi t¸ch khái tÕ bµo mÑ ë chç t¸ch ra cßn gi÷ l¹i mét vÕt sÑo cña chåi vµ trªn tÕ bµo con còng mang mét vÕt sÑo. 1.2.3. Gi¶ nÊm men Endomycopsis. 1.2.3.1. §Æc ®iÓm h×nh th¸i vµ sinh lý cña gièng Endomycopsis : Gièng Endomycopsis cã c¬ thÓ trëng thµnh lµ hÖ sîi cïng víi bµo tö ®Ýnh nhiÒu chåi, bµo tö phÊn. Sù nh©n ®«i b»ng c¸ch ph©n c¾t ngang vµ sù nÈy chåi nhiÒu phÝa. Nang bµo tö cã h×nh b¸n cÇu, « van, lìi liÒm, nh½n, sÇn sïi, hoÆc cã h×nh phãng x¹ ë xung quanh, vµ sinh ra b»ng tiÕp hîp ®¼ng giao hoÆc sinh s¶n v« tÝnh. §Ó ph©n lo¹i nÊm men ngêi ta dùa vµo nh÷ng ®Æc ®iÓm h×nh th¸i, sinh s¶n, vµ sinh lý. Hä Saccharomycetaceae lµ mét hä thuéc c¸c nÊm men cã bµo tö nang. C¸c gièng trong hä nµy cã bµo tö, sinh s¶n b»ng n¶y chåi. Nang thêng chøa tõ1 ¸ 4 bµo tö. Nang bµo tö ®îc h×nh thµnh b»ng h×nh thøc ®¼ng giao hoÆc dÞ giao hoÆc b»ng h×nh thøc sinh s¶n v« tÝnh. Sinh s¶n dinh dìng bëi nÈy chåi hoÆc ph©n ®«i. HÖ sîi phong phó. Cã nhiÒu h×nh thøc t¹o nang vµ bµo tö cã nhiÒu h×nh d¹ng: Bµo tö cã thÓ h×nh sao thæ, d¹ng mò hoÆc h×nh liÒm, h×nh trßn hoÆc h×nh ovan. Theo Kreger-van Rij (1970) cã kho¶ng 11 loµi. Tuy nhiªn cã mét sè t¸c gi¶ kh¸c (Wickerham,1970) kh«ng ®ång ý víi sù ph©n lo¹i trªn vµ ®· chuyÓn c¸c loµi tíi c¸c gièng Hansenula, Pichia, Guiliermondella, vµ Schwanniomyces. Nhng ®Õn n¨m 1971 Van der Walt vµ Scott ®· thay ®æi tªn cña gièng tíi Saccharomycopsis. §Õn n¨m 1972 chÝnh t¸c gi¶ vµ Von Arx ®· chuyÓn nhiÒu loµi Endomycopsis ®Õn c¸c gièng míi. Gièng Endomycopsis lµ gièng duy nhÊt trong hä Saccharomycetaceae cã thÓ sîi nÊm thËt vµ nÊm gi¶. 1.2.3.2. Vai trß cña gi¶ nÊm men: Endomycopsis cã kh¶ n¨ng sinh tæng hîp amilaza. §ã lµ hçn hîp cña nhiÒu amylaza tham gia qu¸ tr×nh thuû ph©n tinh bét (a- amylaza) vµ kh¶ n¨ng sinh tæng hîp glucoamylaza cao nªn cã kh¶ n¨ng dextrin ho¸ cao. NhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu cña c¸c nhµ khoa häc trong vµ ngoµi níc dÉ ph©n lËp vµ tuyÓn chän ®îc nh÷ng chñng cã ý nghÜa trong thùc tÕ s¶n xuÊt nh: NguyÔn L©n Dòng chän ®îc chñng E.fibuliger 119 cã kh¶ n¨ng ph©n gi¶i tinh bét cao. T¸c gi¶ ®· so s¸nh chñng nµy víi 9 chñng Endomycopsis nhËn tõ níc ngoµi vµ thÊy r»ng chñng E.fibuliger 119 cã kh¼ n¨ng sinh tæng hîp glucoamilaza cao, Hattiori Y, NguyÔn ThÞ S¬n, ®· chøng minh ®îc Endomycopsis sp cã ho¹t tÝnh amylaza cao. Lee.C. Anthony vµ Yusaka Fujio, 1997 ®· ph©n lËp Endomycopsis fibuliger tõ b¸nh men thuèc b¾c vµ x¸c ®Þnh ®îc ho¹t lùc glucoamylaza cña chóng . §Æng ThÞ Thu ®· nghiªn cøu Endomycopsis fibuliger dïng trong s¶n xuÊt thøc ¨n ch¨n nu«i. Tõ c¸c kÕt qu¶ ®ã, chóng ta cã thÓ kh¼ng ®Þnh Endomycopsis cã kh¶ n¨ng sinh tæng hîp glucoamylaza. Chóng u viÖt h¬n nÊm mèc lµ kh«ng chøa nhiÒu enzim transglucozilaza. §ã lµ u ®iÓm næi bËt cho phÐp sö dông chÕ phÈm glucoamilaza cña Endomycopsis sÏ kh«ng cã mïi l¹ tõ nÊm mèc t¹o h¬ng vÞ th¬m ngon. 1.3. Virus. 1.3.1. H×nh th¸i vµ cÊu t¹o. 1.3.1.1. §Æc tÝnh chung cña virus. Kh«ng cã cÊu t¹o tÕ bµo, kh«ng cã kh¶ n¨ng sinh s¶n trong m«i trêng dinh dìng tæng hîp nã sèng b»ng h×nh thøc kÝ sinh néi bµo. 1.3.1.2. H×nh th¸i vµ kÝch thíc cña virus. Cã nhiÒu h×nh d¹ng kh¸c nhau. H×nh cÇu 100 ¸ 150nm. H×nh que: ë b._.t, g©y ra cho ngêi nhiÒu bÖnh hiÓm nghÌo. Dùa vµo kh¶ n¨ng ph¸t triÓn cña vi sinh vËt g©y bÖnh trong thùc phÈm, ngêi ta chia c¸c bªnh nµy ra lµm hai lo¹i. - BÖnh tróng ®éc thùc phÈm. - BÖnh nhiÔm trïng thùc phÈm. 9.1.1. BÖnh tróng ®éc thùc phÈm. §ã lµ nh÷ng bÖnh gÆp ph¶i khi ta ¨n ph¶i ®éc tè cña vi sinh vËt hay lµ vi sinh vËt g©y bÖnh cã trong thùc phÈm. Nh vËy thùc phÈm lµ yÕu tè m«i trêng chÝnh ®Ó vi sinh vËt sinh ®éc tè vµ lín lªn vÒ sè lîng. Tróng ®éc thùc phÈm lµ lo¹i bÖnh do nhiÒu nguyªn nh©n g©y ra, cã nh÷ng thùc phÈm b×nh thêng kh«ng g©y ®éc cho ®a sè ngêi nhng l¹i g©t ®éc cho mét sè ngêi (vÝ dô: Trøng, bón, nhéng, cua...). Ngoµi ra l¹i cã nh÷ng thùc phÈm trong cÊu t¹o cña nã cã c¸c chÊt v« c¬ vµ h÷u c¬ g©y ®éc cho ngêi (vÝ dô trong cñ s¾n cã cyanua). Nhng phÇn lín hiÖn tîng tróng ®éc thùc phÈm x¶y ra lµ do con ngêi ¨n ph¶i vi sinh vËt hoÆc ®éc tè cña vi sinh vËt sinh ra trªn thùc phÈm. Sau ®©y ta xÐt tíi hai lo¹i tróng ®éc nµy. 9.1.1.1. Tróng ®éc do ®éc tè cña vi sinh vËt. Mét sè vi sinh vËt khi r¬i vµo thùc phÈm nã cã kh¶ n¨ng tiÕt ra ®éc tè lµm ngêi ¨n ph¶i thùc phÈm cã ®éc tè nµy sÏ bÞ bÖnh. Thêng ngêi ta thÊy khi ¨n thùc phÈm bÞ tróng ®éc nµy lµ do ®éc tè cña hai loµi vi sinh vËt sau: a. Tróng ®éc do ®éc tè cña Staphylococcus. Satphylococcus lµ tô cÇu khuÈn nã ph©n bè rÊt réng ë kh«ng khÝ, ®Êt, trªn da, miÖng, m¾t, khoÐ mòi cña ngêi. Ngoµi ra nã cßn cã ë nhiÒu nh÷ng môn nhät cã mñ ë ngêi vµ gia sóc, gia cÇm. Satphylococcus cã nhiÒu loµi, nhng loµi sinh ra ®éc tè lµ Satphylococcus aureus (tô cÇu vµng). Loµi nµy cã nhiÒu ë môn mng mñ cña vó bß, tõ ®ã sÏ lµn vµo s÷a, ë thanh qu¶n ngêi khoÎ. NhiÖt ®é thÝch hîp cho nã ph¸t triÓn lµ 370C, ë nhiÖt ®é nµy nã ph¸t triÓn rÊt nhanh, sinh ®éc tè lµm cho s¶n phÈm s÷a bÞ h háng rÊt nhanh chãng. Khi nu«i Satphylococcus aureus ë nhiÖt ®é 370C sau 24 giê tron m«i trêng s÷a, khèi lîng cña nã t¨ng lªn 190.000 lÇn, trªn thÞt t¨ng 184.000 lÇn, cßn tªn c¸ 195.000lÇn; nhng ë 12 - 150C nã ph¸t triÓn rÊt chËm. Thêi gian cÇn thiÕt ®Ó Satphylococcus aureus kh¶ n¨ng chÞu nhiÖt cao, ®un s«i 30 phót nã vÉn cha bÞ ph©n gi¶i. §Æc biÖt ë nhiÖt ®é thÊp nã vÉn gi÷ ®îc tÝnh ®éc hai th¸ng. Trong m«i trêng axit (pH = 5) nã kh«ng bÞ alcool foornon, clo lµm ph©n huû vµ chÞu ®îc dÞch vÞ. §éc tè cña Satphylococcus khi vµo bé m¸y tiªu ho¸ nã sÏ g©y ra viªm vµ t¹o nªn sù tróng ®éc. Nh÷ng thùc phÈm g©y nªn sù tróng ®éc do ®éc tè Satphylococcus thêng lµ thùc phÈm nhiÒu protein, tinh bét, ®êng. Nhng kh«ng ph¶i ë mäi m«i trêng nã ph¸t triÓn tèt ®Òu sinh ®éc tè mµ chØ cã mét sè m«i trêng nhÊt ®Þnh, thêng lµ c¸c thùc phÈm sau ®©y ta ¨n lµ hay bÞ tróng ®éc (c¸c thùc phÈm nµy ®· cã Satphylococcus aureus ph¸t triÓn). §ã lµ c¸c thùc phÈm chÕ biÕn tõ c¸, thÞt ®Æc biÖt lµ s÷a, xóc xÝch lµm b»ng tim gan vµ mét sè ®å hép. V× vËy sö dông nh÷ng thùc phÈm nµy ta ph¶i ®Ò phßng tróng ®éc. Khi ta ¨n ph¶i sau 2 - 3 giê sÏ thÊy ngêi mÖt mái, ®au bông, buån n«n, n«n möa vµ bÞ Øa ch¶y. Thêng sau mét ngµy bÖnh khái cha thÊy tö vong. BiÖn ph¸p phßng bÖnh nµy lµ ph¶i vÖ sinh khi chÕ biÕn thùc phÈm còng nh b¶o qu¶n, thùc hiÖn ®ñ nh÷ng quy tr×nh kü thuËt vµ vÖ sinh thùc phÈm. b. Tróng ®éc do ®éc tè cña Clostridium botulimum. Clostridium botulimum hay cßn gäi lµ Bacterium botulimus ®îc t×m thÊy trong thÞt íp muèi. Sau ®ã ngêi ta t×m thÊy nã cã c¶ trong ®Êt, ruét c¸, rau qu¶, ph©n sóc vËt vµ ngêi. Clostridium lµ trùc khuÈn cã nha bµo, h« hÊp yÕm khÝ tuyÖt ®èi, nhiÖt ®é tèi thÝch kho¶ng 250C. Bµo tö cña nã cã kh¶ n¨ng chÞu ®îc nhiÖt ®é cao, nh ë 1000C nã cã kh¶ n¨ng chÞu ®îc 6h cßn ë 1200C nã chÞu ®îc 4 phót. C¸ íp muèi, thÞt íp muèi, c¸ íp l¹nh, hun khãi, xóc xÝch lîn, phomat bÞ ®ãng kÝn hay cã ®é dµy lín vµ mét sè ®å hép lµ nh÷ng thùc phÈm hay g©y tróng ®éc, do ®éc tè cña Clostridium botulinum. §éc tè cña nã lµ ngo¹i ®éc tè kÐm bÒn v÷ng ë nhiÖt ®é cao, nh ë nhiÖt ®é 800C nã bÞ ph©n gi¶i sau 15 -30phót. Nhng ë nhiÖt ®é thÊp nã kh«ng bÞ nång ®é muèi, lîng khãi hun vµ dÞch vÞ ph©n gi¶i. NhiÖt ®é vµ nång ®é muèi cã kh¶ n¨ng øcc chÕ sù h×nh thµnh ®éc tè cña nã. VÝ dô ë nhiÖt ®é díi 200C nã kh«ng h×nh thµnh ®îc ®éc tè vµ ë nång ®é muèi 2% nã h×nh thµnh ®îc rÊt Ýt ®éc tè vµ ë 10% sù h×nh thµnh ®éc tè bÞ ®×nh chØ. Së dÜ ë c¸ íp muèi, thÞt íp muèi vÉn cã ®éc cña Clostridium botumlimum v× nã sinh ra ®éc tè tríc khi íp muèi. §éc tè cña nã lµ mét trong nh÷ng ®éc tè cã ®é ®éc m¹nh nhÊt víi nång ®é 106mg còng ®ñ lµm chÕt mét con chuét lang. Ngêi ta sau khi ¨n ph¶i thùc phÈm cã ®éc tè nµy sÏ bÞ ®Çy bông, t¸o bãn, kh«ng nãi vµ kh«ng nuèt ®îc, hÖ thÇn kinh bÞ ®Çu ®éc, tû lÖ tö vong 60 - 70%. BiÖn ph¸p phßng trõ bÖnh nµy lµ lµm c¸ ph¶i bá hÕt ruét, vÖ sinh thùc phÈm theo quy ®Þnh vµ nÊu chÝn thøc ¨n. 9.1.1.2. BÖnh tróng ®éc do vi sinh vËt. Tróng ®éc do vi sinh vËt chØ x¶y ra khi ngêi ta ¨n ph¶i thùc phÈm cã vi sinh vËt g©y bÖnh cßn sèng (vi sinh vËt cã néi ®éc tè). §Æc ®iÓm cña c¸c bÖnh nµy lµ thêi gian ñ bÖnh ng¾n vµ thêi gian bÞ bÖnh còng ng¾n. Vi sinh vËt chñ yÕu g©y ra bÖnh nµy lµ Salmonella, mét sè t¸c gi¶ cßn cho lµ Bacterium coli, Shygella Crayze, Proteus vulgare còng cã kh¶ n¨ng g©y tróng ®éc. Salmonella cã nhiÒu loµi, xong cã kh¶ n¨ng g©y tróng ®éc lµ: - Salmonella enteritidis - Salmonella typhimurium; - Salmonella choleraesuis. Nãi chung nh÷ng loµi nµy cã kh¶ n¨ng chÞu nhiÖt cao h¬n c¸c loµi kh¸c, ë m«i trêng canh thang vµ s÷a víi nhiÖt ®é lµ 600C chóng sÏ chÕt sau mét giê, cßn víi nhiÖt ®é 700C chóng sÏ cgÕt sau 5 phót. Chóng ®Òu sèng ®îc rÊt l©u ë nhiÖt ®é thÊp. NhiÖt ®é tèi thÝch cña nã lµ 370C. Salmonella bÞ tiªu diÖt ë pH kh«ng cao l¾m nÕu ta ng©m thùc phÈm vµo giÊm cã nång ®é 8 - 10% axit axetic th× sau 14 ngµy nã sÏ bÞ tiªu diÖt toµn bé, cßn nång ®é muèi ¨n còng cã ¶nh hëng râ rÖt tíi sù ph¸t triÓn cña Salmonella, vÝ dô ë nång ®é 6 - 8% nã ph¸t triÓn chËm, ë nång ®é 10% th× ngõng nhng nã chØ chÕt ë nång ®é 12 - 19% trong 75 ngµy, 70% sù tróng ®éc lµ do Salmonella lµ thùc phÈm ®îc chÕ biÕn tõ ®éng vËt nh c¸, trøng, s÷a. Salmonella cã thÓ x©m nhËp vµo c¬ thÓ ®éng vËt cßn sèng nh gµ, vÞt, tr©u, bß, cõu, c¸... ngoµi ra ngêi vµ mét sè ®éng vËt còng mang Salmonella. §éc tè cña Salmonella lµ mét ®éc tè, nã chØ ®éc víi ngêi khi tÕ bµo bÞ ph¸ huû, ®éc tè tho¸t ra ngoµi. §éc tè cña Salmonella cã tÝnh chÞu nhiÖt cao, nhng khi bÞ ®un s«i trong 10 - 15 phót th× ®éc tè cña nã mÊt t¸c dông. Kh¶ n¨ng g©y ®éc cña ®éc tè nµy yÕu nªn ngêi ta chØ bÞ ngé ®éc khi ¨n ph¶i nhiÒu Salmonella. Sau khi ¨n ph¶i thùc phÈm cã Salmonella ®îc vµi giê ngêi ta sÏ bÞ buån n«n, nhøc ®Çu, ®au bông vµ cã thÓ bÞ sèt 38 - 390C, sau 2 - 3 ngµy th× bÖnh khái, kh«ng thÊy tû lÖ tö vong. C¸ch ®Ò phßng lµ kiÓm tra Salmonella tríc khi chÕ biÕn vµ thøc ¨n ph¶i nÊu kü, b¶o qu¶n l¹nh. 9.1.2. BÖnh nhiÔm trïng thùc phÈm. Kh¸c h¼n bÖnh tróng ®éc thùc phÈm, bÖnh nhiÔm trïng thùc phÈm lµ nh÷ng bÖnh trong ®ã thùc phÈm chØ ®ãng vai trß m«i giíi lµ vËt truyÒn vi sinh vËt g©y bÖnh vß c¬ thÓ chø nã kh«ng ph¶i lµ m«i trêng ®Ó vi sinh vËt ph¸t triÓn nh c¸c bÖnh trªn. Nguån gieo r¾c vi sinh vËt g©y bÖnh nhiÔm trïng vµo thùc phÈm cã thÓ lµ ngêi hay sinh vËt. Say ®©y ta xÐt mét sè bÖnh chñ yÕu. 9.1.2.1. BÖnh nhiÔm trïng thùc phÈm tõ ngêi èm. Ngêi èm cã thÓ truyÒn vµo thùc phÈm nh÷ng vi sinh vgËt g©y bÖnh t¶, lþ, th¬ng hµn b¹ch cÇu. a. BÖnh th¬ng hµn vµ bÖnh phã th¬ng hµn. T¸c nh©n g©y bÖnh th¬ng hµn lµ Salmonella typhi (Bacterium typhi) vµ phã th¬ng hµn lµ Salmonella paratyphi (Bacterium paratyphi). C¶ hai ®Òu lµ trôc khuÈn b¾t ®Çu mµu gram ©m, trong qu¸ tr×nh sèng cã thÓ h×nh thµnh nha bµo, cã tiªm mao, h« hÊp yÕu khÝ. NhiÖt ®é thÝch hîp nhÊt lµ 370C. ë nhiÖt ®é 600C chóng cã thÓ sèng ®îc 15 phót. Trong níc ®ãng b¨ng, chóng cã thÓ sèng ®îc 3 - 4 th¸ng. Salmonella typhi vµ Bacterium typhi ®îc phãng ra ngoµi theo ph©n, níc tiÓu, chÊt n«n möa cña ngêi bÖnh. Tõ ®ã chóng sÏ nhiÔm vµo c¸c nguån níc kh¸c nhau (níc ao, hå, giÕng, cã khi c¶ níc m¸y nÕu nh èng níc bÞ rØ, hë). Còng tõ ph©n chóng cã thÓ nhiÔm vµo thùc phÈm theo c¸c h×nh thøc kh¸c nhau nh ruåi, muçi, nhÆng. Mét sè ®éng thùc vËt ®îc dïng lµm thùc phÈm nh trai, sß, hÕm... cã thÓ nhiÔm trùc tiÕp ngay tõ khi cßn sèng. Khi Salmonella typhi vµ paratyphi vµo c¬ thÓ 10 - 15 ngµy vµ thêi kú ph¸t bÖnh kÐo dµi tíi 4 tuÇn lóc c¬ thÓ bÞ nhiÔm bÖnh th× bÞ ®éc toµn th©n, ®iÓn h×nh nhÊt lµ g©y tæn th¬ng vÒ ruét, g©y nªn sù viªm, loÐt, xuÊt huyÕt hoÆc lµm thñng ruét non. BÖnh nµy cã ë mäi løa tuæi, tû lÖ tö vong6 - 17%. BiÖn ph¸p ®Ò phßng tèt nhÊt lµ ph¶i vÖ sinh trong chÕ biÕn vµ b¶o qu¶n. b. BÖnh lþ trùc trïng. T¸c nh©n g©y bÖnh lµ Shygella dysenteriae (Bacterium disenteriae). §©y còng lµ trùc khuÈn nhá kh«ng cã nha bµo vµ tiªn mao, b¾t nµu gram ©m, nhiÖt ®é tèi thÝch lµ 370C. §èi v¬Ý c¸c yÕu tè diÖt khuÈn, nã chÞu yÕu h¬n Salmonella vÝ dô ë nhiÖt ®é 600C nã chØ sèng ®îc 10 phót, Shygella còng theo ph©n ngêi bÖnh ra ngoµi vµ l©y nhiÔm vµo níc, thùc phÈm kh¸c tõ ®ã vµo c¬ thÓ ngêi kh¸c g©y bÖnh. Thêi gian ñ bÖnh thêng ng¾n tõ 3 - 5 ngµy thêi gian bÞ bÖnh còng ng¾n kho¶ng 10 ngµy. BÖnh lµm nhiÔm ®éc nhÑ toµn th©n g©y viªm loÐt hoÆc cã thÓ lµm thñng ruét giµ. BÖnh lþ, thêng xuÊt hiÖn vµo mïa hÌ vµ g©y thµnh dÞch ë mäi løa tuæi tû lÖ tö vong 0,5- 2%. BiÖn ph¸ phßng lµ gi÷ vÖ sinh trong chÕ biÕn vµ b¶o qu¶n thùc phÈm. Ngoµi ra bÖnh nhiÔm trïng thùc phÈm tõ ngêi èm cßn cã thÓ g©y ra nh÷ng bÖnh kh¸c nh bÖnh t¶, hoÆc tõ nh÷ng bÖnh nhiÔm trïng thùc phÈm tõ ®éng vËt èm cã thÓ g©y ra nh÷ng bÖnh nh bÖnh lao ë ®éng vËt cã sõng, bÖnh than (bÖnh nhiÖt th¸n)... 9.2. Nguyªn t¾c vµ ph¬ng ph¸p kiÓm tra thùc phÈm. Nh phÇn trªn ta ®· ®Ò cËp, vi sinh vËt ®îc øng dông trong nhiÒu ngµnh kh¸c nhau ®Æc biÖt trong ngµnh thùc phÈm. Nhng thùc phÈm lµ m«i trêng rÊt tèt cho sinh vËt sinh trëng vµ ph¸t triÓn ë ®ã nã sÏ lµm cho chÊt lîng cña thùc phÈm bÞ gi¶m. Kh«ng nh÷ng thÕ vi sinh vËt cßn g©y cho con ngêi ¨n ph¶i nh÷ng lo¹i thùc phÈm nµy sÏ bÞ c¸c bÖnh hiÓm nghÌo, cã thÓ g©y tö vong rÊt lín. ChÝnh v× thÕ viÖc kiÓm tra vi sinh vËt trong thùc phÈm hÕt søc cÇn thiÕt. KÕt qu¶ qu¸ tr×nh kiÓm tra sÏ cã kÕt luËn chÝnh x¸c vÒ chÊt lîng cña thùc phÈm. C¸c bíc tiÕn hµnh nh sau: a. C¸c lÊy mÉu LÊy mÉu kiÓu kiÓm tra thùc phÈm cÇn gi÷ ®óng mét sè nguyªn t¾c sau: - Lµm thñ tôc: Ph¶i ®Õn tËn n¬i chç ®Þnh lÊy mÉu kiÓm tra, xem l¹i sæ s¸ch ghi chÐp vÒ mÉu ®ã b»ng c¶m quan xem bªn ngoµi cã ®iÒu g× kh¶ nghi; c¸ch xÕp mÉu nh thÕ nµo; nhiÖt ®é, ®é Èm ra sao.. Khi lÊy mÉu xong cÇn d¸n nh·n niªm phong. Nh·n ®Ò: §Þa chØ n¬i s¶n xuÊt thùc phÈm, lo¹i thùc phÈm g×, ngµy th¸ng kiÓm tra, ngêi kiÓm tra (hä tªn, chøc vô) ®Õn giê ®Õn phßng kiÓm tra, giê lÊy thùc phÈm. - C¸ch lÊy tiªu b¶n: Muèn cã kÕt qu¶ chÝnh x¸c th× ®iÒu cÇn lµ dông cô lÊy mÉu ph¶i v« trïng. Tuú theo tr¹ng th¸i cña thùc phÈm mµ ta lÊy mÉu cho phï hîp, nÕu níc ta lÊy theo mÉu khèi, cßn ®Æc ta lÊy theo khèi lîng. Sè lîng mÉu cÇn lÊy lµ 1-5% (nÕu lµ ph¬ng ph¸p b×nh thêng vµ nÕu kh¶ nghi ta cã thÓ lÊy tõ 10-20% sè mÉu). LÊy mÉu vÒ phßng thÝ nghiÖm: Nguyªn t¾c lµ ph¶i ®¶m b¶o ®é v« trïng vµ phÈm chÊt c¸c mÉu ®· lÊy vÒ phßng ph©n tÝch. V× thÕ cÇn b¶o qu¶n mÉu trong nhiÖt ®é thÊp. b. C¸c bíc kiÓm tra trong phßng thÝ nghiÖm Trong phßng thÝ nghiÖm ta cÇn kiÓm tra c¸c bíc sau: - §¸nh gi¸ c¶m quan; - Tr¹ng th¸i lý ho¸ häc; - Tr¹ng th¸i vi sinh vËt; KiÓm tra c¶m quan ®¸nh gi¸ s¬ bé chÊt lîng cña thùc phÈm. C«ng t¸c nµy rÊt quan träng vµ cÇn thiÕt nÕu ta lµm tèt kh©u nµy còng ®ñ ®¸nh gi¸ chÊt lîng cña s¶n phÈm; cßn kiÓm tra ho¸ häc xem s¶n phÈm cã ®ñ chÊt lîng kh«ng (®¹m, ®êng, kho¸ng, vitamin...) §èi víi kiÓm tra vi sinh vËt th× xem trong thùc phÈm cã c¸c vi sinh ®éc tè vµ g©y bÖnh cho ngêi hay kh«ng. c. KÕt luËn vµ ®Ò ra c¸c biÖn ph¸p xö lý. NÕu thùc phÈm cã chøa ®éc cã vi sinh vËt vµ cã chøa c¸c vi sinh vËt g©y bÖnh th× ph¶i ®a ra c¸c biÖp ph¸p ®Ó xö lý. 9.3. TÇm quan träng cña hÖ thèng ph©n tÝch mèi nguy hiÓm vµ ®iÓm kiÓm so¸t tíi h¹n HACCP. C¸c c¨n bÖnh do thùc phÈm g©y ra lu«n lµ mèi lo ng¹i lín ®èi víi søc khoÎ con ngêi trªn ph¹m vi toµn cÇu. T¹i c¸c níc ®ang ph¸t triÓn theo íc tÝnh cña tæ chøc Y tÕ thÕ giíi (WHO) ë mét sè níc tû lÖ tö vong thøc ¨n vµ níc uèng g©y ra chiÕm kho¶ng 1/3 ®Õn 1/2 tæng sè c¸c ca tö vong. Mét sè nghiªn cøu cho thÊy thiÖt h¹i vÒ kinh tÕ t¹i c¸c níc nµy tuy thÊp h¬n c¸c níc ph¸t triÓn vÒ gi¸ trÞ tuyÖt ®èi nhng cao h¬n vÒ gi¸ trÞ, trong ®ã khi xÐt trªn GDP vµ thu nhËp cña nh©n d©n. Cßn t¹i c¸c níc ph¸t triÓn nh×n chung thiÖt h¹i do c¸c bÖnh ë nguån gèc thùc phÈm íc tÝnh hµng n¨m cã kho¶ng 6,5 ®Õn 33 triÖu ca m¾c bÖnh, ë Mü hµng n¨m cã kho¶ng 9.000 ca tö vong vµ tæng chi phÝ c¸c bÖnh cã nguån gèc tõ thùc phÈm íc tÝnh kh«ng díi 9-12 tû ®« la (sè liÖu n¨m 1994. V× vËy, viÖc thùc hiÖn HACCP) vµ quyÕt ®Þnh sù thay ®æi ph¬ng thøc ®Ó s¶n xuÊt ra c¸c thùc phÈm an toµn vµ cã ý nghÜa quan träng cÇn ®îc ¸p dông thêng xuyªn liªn tôc trong chÕ biÕn thuû s¶n vµ thùc phÈm, còng nh trong th¬ng m¹i quèc gia vµ quèc tÕ. VÒ nguyªn lý, HACCP dùa trªn viÖc ph©ntÝch c¸c rñi ro, nghÜa lµ ®iÒu nµy còng chÝnh lµ cèt lâi cña HiÖp ®Þnh GATT ("Vßng ®µm ph¸n Urugoay"). §Æc biÖt lµ HiÖp ®Þnh ¸p dông c¸c biÖn ph¸p vÖ sinh vµ kiÓm dÞch (SPS) vµ HiÖp ®Þnh vÒ hµng rµo kü thuËt trong th¬ng m¹i (TBT). HACCP còng ®· ®îc ®a vµo Bé LuËt thùc phÈm (Codex Alimentarins) cña FAO/WHO. HACCP kh«ng ph¶i lµ c¸ch tiÕp cËn míi, tõ nh÷ng n¨m 70 ®· xuÊt hiÖn kh¸i niÖm HACCP trong " nh÷ng quy ®Þnh vÒ thùc phÈm ®ãng hép cã nång ®é axit thÊp (LACF) ®îc phæ biÕn kh¾p thÕ giíi, thµnh c«ng trong viÖc lµm gi¶m nh÷ng mèi nguy hiÓm liªn quan tíi ®éc tè cña vi khuÈn Clostridium botulinum ®· ®Æt c¬ së cho hÖ thèng HACCP ®èi víi c¸c lo¹i thùc phÈm vµ s¶n phÈm thùc phÈm kh¸c. TÊt c¶ c¸c lý do trªn ®· khiÕn hÖ thèng HACCP trë thµnh mét bé tiªu chuÈn quèc tÕ vÒ c¸c luËt lÖ vµ quy ®Þnh ®èi víi thùc phÈm. Tuy nhiªn, viÖc thay ®æi hÖ thèng quy t¾c chØ míi lµ bíc ®Çu. Ph¶i c¶i thiÖn c¸c ho¹t ®éng kiÓm tra cho phï hîp víi t×nh h×nh míi, chuyÓn h¼n tõ ph¬ng ph¸p truyÒn th«ng lµ kiÓm tra s¶n phÈm cuèi cïng sang ¸p dông hÖ thèng HACCP. Ngµnh thùc phÈm ph¶i thÝch øng víi hÖ thèng s¶n xuÊt míi. c¸c ph¬ng ph¸p míi ®Ó xö lý ngµnh c«ng nghiÖp chÕ biÕn trªn toµn thÕ giíi sÏ ph¶i tr¶i qua mét qu¸ tr×nh thÝch øng vµ ®Çu t. ViÖc ®Çu t kh«ng g©y tèn kÐm l¾m ®èi víi ngµnh s¶n xuÊt thùc phÈm còng nh víi c¸c chÝnh phñ, mét sè nghiªn cøu ®· chøng minh r»ng nÕu ¸p dông HACCP sè gi¶m bít chi phÝ cña ngêi tiªu dïng, cña chÝnh phñ vµ cña ngµnh s¶n xuÊt thùc phÈm do c¸c bÖnh do thùc phÈm g©y ra. H¬n n÷a, mét sè nghiªn cøu cßn cho biÕt trong nhiÒu trêng hîp viÖc gi¶m chi phÝ ë quy m« c«ng nghiÖp nhá thùc hiÖn HACCP lµ rÊt lín vµ gióp cho qu¸ tr×nh thu håi vèn ®îc nhanh h¬n. - C¸c nguyªn t¾c cña hÖ thèng HACCP + Nguyªn t¾c 1: TiÕn hµnh ph©n tÝch mèi nguyªn + Nguyªn t¾c 2: x¸c ®Þnh c¸c ®iÓm kiÓm so¸t tíi h¹n (CCP) + Nguyªn t¾c 3: x¸c ®Þnh c¸c giíi h¹n tíi h¹n; + Nguyªn t¾c 4: ThiÕt lËp hÖ thèng gi¸m s¸t CCP + Nguyªn t¾c 5: ThiÕt lËp ho¹t ®éng söa ®æi cÇn tiÕn hµnh hå s¬ kh©u gi¸m s¸t d÷ liÖu lµ mét CCP nµo ®ã kh«ng n»m trong tÇm kiÓm so¸t. + Nguyªn t¾c 6: ThiÕt lËp c¸c thñ tôc kiÓm tra ®Ó x¸c ®Þnh lµ hÖ thøc HACCP ho¹t ®éng tèt. + Nguyªn t¾c 7: LËp hÖ thèng d÷ liÖu ®èi víi c¸c thñ tôc vµ c¸c ghi híng dÉn ¸p dông hÖ thèng HACCP. Chó ý lµ tríc khi ¸p dông HACCP cho bÊt cø phÇn nµo cña d©y truyÒn thùc phÈm, phÇn ®ã ph¶i thùc hiÖn theo nguyªn t¾c chung cña Bé luËt vÖ sinh thùc phÈm, quy tr×nh s¶n xuÊt phï hîp vµ quy ®Þnh vÖ sinh thùc phÈm phï hîp. CÇn cã cam kÕt cña ngêi qu¶n lý ®Ó thùc hiÖn hÖ thèng HACCP cã hiÖu qu¶. Trong qu¸ tr×nh x¸c ®Þnh mèi nguy, ®¸nh gi¸ thiÕt hÖ vµ ¸p dông hÖ thèng HACCP cÇn ph¶i xem xÐt ¶nh hëng cña quyÒn lùc, phô gi¸ c¸c ch¬ng tr×nh chÕ biÕn thùc phÈm. Vai trß cña c¸c qu¸ tr×nh chÕ biÕn ®Ó c¸c kiÓm so¸t mèi nguy, môc ®Ých sö dông thµnh phÈm, c¸c lo¹i kh¸ch hµng vµ vÊn ®Ò bÖnh truyÒn nhiÔm liªn quan tíi an toµn thùc phÈm. HÖ thèng HACCP tËp trung vµo kiÓm so¸t t¹o CCP. NÕu x¸c ®Þnh ®îc mèi nguy kiÓm so¸t nhng kh«ng t×m ®îc CCP th× ph¶i thiÕt kÕ l¹i hÖ thèng kiÓm so¸t. Ph¶i ¸p dông HACCP riªng rÏ cho mçi ho¹t ®éng cô thÓ. C¸c CCP ®îc x¸c ®Þnh trong mét vÝ dô bÊt cø trong mét quy ph¹m vÖ sinh nµo kh«ng ph¶i chØ lµ CCP duy nhÊt ®îc x¸c ®Þnh cho mét ¸p dông cô thÓ hoÆc chóng cã b¶n chÊt kh¸c nhau. Ph¶i xem xÐt l¹i viÖc ¸p dông HACCP vµ thùc hiÖn nh÷ng c¶i biÕn cÇn thiÕt khi s¶n phÈm hay qu¸ tr×nh chÕ biÕn bÞ thay ®æi. Ph¶i linh ho¹t khi ¸p dông HACCP vµ ph¶i chó ý ®Õn ®iÒu kiÖn ¸p dung nh quy m« vµ b¶n chÊt cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. - Tr×nh tù tiÕn hµnh qu¶n lý HACCP (1) Thµnh lËp nhãm nghiªn cøu HACCP (2) x¸c ®Þnh lÜnh vùc nghiªn cøu; (3) Miªu t¶ s¶n phÈm (4) x¸c ®Þnh ph¹m vi øng dông; (5) X©y dùng s¬ ®å s¶n xuÊt; (6) KiÓm tra t¹i chç s¬ ®å s¶n xuÊt; (7) TiÕn hµnh ph©n tÝch c¸c nguy c¬ (7.1) LiÖt kª c¸c nguyªn nh©n vµ mçi nguy c¬ liªn hÖ víi tõng c«ng ®o¹n; (7.2) LiÖt kª tÊt c¶ c¸c biÖn ph¸p ®o ®¹c vµ kiÓm tra c¸c mèi nguy hiÓm vµ nguyªn nh©n g©y ra. (8) X¸c ®Þnh c¸c ®iÓm nãng (9) X¸c ®Þnh yªu cÇu vµ dung sai cho tõng "®iÓm nãng" (10) X©y dùng mét hÖ thèng gi¸m s¸t cho tõng "®iÓm nãng" (11) TiÕn hµnh c¸c ho¹t ®éng ®iÒu chØnh (12) LËp hÖ thèng lu tr÷ tµi liÖu (13) Thanh tra Lêi më ®Çu Bµi më ®Çu 1 1. §èi tîng, nhiÖm vô, néi dung cña vi sinh vËt häc c«ng nghiÖp............. 1 II. Lîc sö ph¸t triÓn ngµnh VSVCN. ........................................................ 2 III. Nh÷ng thµnh tùu quan träng trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña ngµnh VSVHCN. ..................................................... ........................................... 3 PhÇn I. §¹i c¬ng vÒ vi sinh vËt häc c«ng nghiÖp 8 Ch¬ng 1. H×nh th¸i ®¹i c¬ng vµ ph©n lo¹i vi sinh vËt 8 1.1. Vi khuÈn. ..................................................... ....................................... 1.1.1. H×nh th¸i vµ kÝch thíc c¸c vi khuÈn thêng gÆp........................ 8 1.1.2. Sù sinh s¶n cña vi khuÈn. ............................................................ 10 1.1.3. Ph©n lo¹i vi khuÈn vµ c¸ch gäi tªn.............................................. 11 1.1.4. CÊu t¹o bµo tö vµ sù h×nh thµnh bµo tö....................................... 13 1.1.5. Tiªn mao, tiªm mao vµ kh¶ n¨ng di ®éng cña vi khuÈn............. 16 1.2. Vi nÊm................................................................................................ 17 1.2.1. NÊm mèc ( Molds ).................................................................... 17 1.2.1.1. §Æc ®iÓm chung vÒ h×nh th¸i cÊu t¹o cña nÊm mèc thêng gÆp.............................................................................................................. 17 1.2.1.2. §Æc ®iÓm sinh s¶n cña nÊm mèc......................................... 28 1.2.1.3. Ph©n lo¹i mèc..................................................................... 29 1.2.2. NÊm men (Yeast)....................................................................... 24 1.2.2.1 §Æc ®iÓm h×nh th¸i vµ cÊu tróc cña tÕ bµo nÊm men............ 24 1.2.2.2. §Æc ®iÓm sinh s¶n.............................................................. 25 1.2.3. Gi¶ nÊm men Endomycopsis ........................................................... 25 1.2.3.1. §Æc ®iÓm h×nh th¸i vµ sinh lý cña gièng Endomycopsis .... 25 1.2.3.2. Vai trß cña gi¶ nÊm men.................................................... 26 1.3. Virus.................................................................................................. 26 1.3.1. H×nh th¸i vµ cÊu t¹o............................................................... 26 1.3.2. §Æc tÝnh sinh lÝ cña virus....................................................... 27 1.4. ThÓ thùc khuÈn (Bacteriophage).................................................... 27 1.4.1. H×nh th¸i................................................................................ 27 1.4.2. ý nghÜa................................................................................ 28 Ch¬ng 2. Dinh dìng vµ ph¸t triÓn cña vi sinh vËt 28 2.1. Thµnh phÇn ho¸ häc cña vi sinh vËt.............................................. 28 2.1.1. Thµnh phÇn ho¸ häc cña vi sinh vËt...................................... 28 2.1.2. C¸c kiÓu dinh dìng cña vi sinh vËt....................................... 29 2.1.2.1. Kh¸i niÖm trao ®æi chÊt................................................. 29 2.1.2.2. Qu¸ tr×nh dinh dìng .................................................... 29 2.1.2.3. Sù hÊp thô thøc ¨n cacbon cña vi sinh vËt................... 30 2.1.2.4. Sù hÊp thô thøc ¨n nit¬ cña vi sinh vËt......................... 32 2.1.2.5. Nhu cÇu chÊt sinh trëng cña vi sinh vËt................... 33 2.1.2.6. Sù hÊp thô c¸c nguyªn tè tro vµ nguyªn tè vi lîng cña vi sinh vËt.......................................................................................... 33 2.3. Qu¸ tr×nh chuyÓn hãa n¨ng lîng cña vi sinh vËt...................... 34 2.3.1. Qu¸ tr×nh vµ tÝnh chÊt h« hÊp cña vi sinh vËt. ...................... 34 2.3.2. Sö dông n¨ng lîng h« hÊp cña vi sinh vËt. ......................... 36 2.3.2.1. HiÖn tîng to¶ nhiÖt vµ ph¸t quang............................ 36 2.3.2.2. ý nghÜa.......................................................................... 36 2.4. ¶nh hëng cña c¸c ®iÒu kiÖn ngo¹i c¶nh ®Õn qu¸ tr×nh sinh s¶n vµ ph¸t.................................................................................................. 36 2.4.1. YÕu tè vËt lý. ..................................................................... 37 2.4.2 YÕu tè ho¸ häc. ..................................................................... 41 2.4.3. YÕu tè sinh häc. ..................................................................... 42 Ch¬ng 3. C¸c t¸c nh©n diÖt khuÈn............................................... 43 3.1. §Þnh nghÜa................................................ .......................................... 43 3.2. C¬ chÕ t¸c ®éng lªn vi sinh vËt. ........................................................... 45 3.3. C¸c t¸c nh©n vËt lý. ............................................................................. 45 3.4. C¸c t¸c nh©n ho¸ häc. .......................................................................... 47 Ch¬ng 4. Sinh th¸i häc vi sinh vËt............................ ............... 47 4.1. HÖ vi sinh vËt trong ®Êt. ................................................................... 47 4.2. HÖ vi sinh vËt trong níc.................. ................................................ 48 4.2.1. Níc ngÇm ( Níc m¹ch ) níc ma vµ tuyÕt..... .................... 49 4.2.2. Níc mÆt ( Níc bÒ mÆt)............... .......................................... 49 4.3. HÖ vi sinh vËt kh«ng khÝ..... ............................................................. 50 4.4. HÖ vi sinh vËt trong mét sè thùc phÈm vµ vai trß cña chóng trong b¶o qu¶n vµ chÕ biÕn...................................................................................... 51 4.4.1. HÖ vi sinh vËt trong thÞt.......................................................... 51 4.4.1.1. HÖ vi sinh vËt thÞt............................................................ 51 4.4.1.2. C¸c d¹ng h háng cña thÞt................................................. 52 4.4.2. HÖ vi sinh vËt trong c¸............................................................. 53 4.4.3. HÖ vi sinh vËt trong s÷a. .......................................................... 54 4.4.4. HÖ vi sinh vËt trong rau qu¶...................................................... 55 PhÇn II. Mét sè nguyªn t¾c sinh ho¸ vµ nh÷ng vÊn ®Ò kÜ thuËt Ph¬ng ph¸p cña vi sinh vËt c«ng nghiÖp 57 Ch¬ng 5. Nu«i cÊy vi sinh vËt trong c«ng nghiÖp............ 57 5.1. Chñng gièng vi sinh vËt. ................................................................... 57 5.1.1. Tiªu chuÈn cña gièng. .............................................................. 57 5.1.2. C¸c c«ng viÖc chñ yÕu cña c«ng t¸c gièng trong s¶n xuÊt. 58 5.2. C¸c ph¬ng ph¸p nu«i vi sinh vËt chñ yÕu................................. 58 5.2.1. Nu«i cÊy bÒ mÆt.................................................................... 58 5.2.2. Ph¬ng ph¸p nu«i cÊy ch×m................................................ 59 5.3. C¸c ph¬ng ph¸p tuyÓn chän vµ b¶o qu¶n nguån gièng vi sinh vËt...................................................................................................... 60 5.3.1. Ph©n lËp gièng vi sinh vËt thuÇn chñng...................................... 60 5.3.2. T¹o gièng vi sinh vËt c«ng nghiÖp............................................... 61 5.3.3. B¶o qu¶n gièng vi sinh vËt.......................................................... 62 5.3.3.1. Gi÷ gièng vi sinh vËt trªn th¹ch.......................................... 64 5.3.3.2. Ph¬ng ph¸p gi÷ gièng trªn m«i trêng th¹ch díi líp dÇu kho¸ng..................................................................................................... 65 5.3.3.3. Ph¬ng ph¸p l¹nh ®«ng vµ ®«ng kh«...................................... 66 5.3.4. C¸c s¶n phÈm chÝnh h×nh thµnh trong c«ng nghiÖp vi sinh vËt............................................................................................................. 67 5.3.4.1. Sinh khèi.......................................................................... 67 5.3.4.2. C¸c d¹ng s¶n phÈm trao ®æi chÊt........................................... 68 Ch¬ng 6. øng dông vi sinh vËt trong chÕ biÕn c¸c s¶n phÈm thùc phÈm 70 6.1. Qu¸ tr×nh lªn men rîu vµ øng dông............................................... 70 6.1.1. C¬ chÕ ph¶n øng cña qu¸ tr×nh lªn men rîu.......................... 70 6.1.2. Mét sè ph¬ng ph¸p s¶n xuÊt rîu........................................ 6.1.3. Vi sinh vËt trong s¶n xuÊt rîu.............................................. 72 75 6.1.4. C¸c ®iÒu kiÖn ¶nh hëng tíi qu¸ tr×nh lªn men rîu............ 76 6.1.5. øng dông sù lªn men rîu.................................................... 76 6.2. S¶n xuÊt c¸c lo¹i ®å uèng cã rîu nhÑ......................................... 77 6.2.1. S¶n xuÊt bia.......................................................................... 77 6.2.2. S¶n xuÊt rîu vang.............................................................. 77 6.2.3. Níc gi¶i kh¸t lªn men........................................................ 78 6.3. S¶n xuÊt s÷a chua vµ c¸c s¶n phÈm lªn men lactic.................... 79 6.3.1. B¶o qu¶n vµ chÕ biÕn s÷a.................................................. 79 6.3.2. B¶o qu¶ vµ chÕ biÕn rau qu¶............................................. 81 6.4. S¶n xuÊt mét sè axit h÷u c¬...................................................... 84 6.4.1. S¶n xuÊt axit xitric( C6H8O7H2O)....................................... 84 6.4.1.1. Chñng gièng vi sinh vËt........................................... 84 6.4.1.2. C¬ chÕ sù h×nh thµnh axit xitric................................... 84 6.4.1.3. Mét sè yÕu tè ¶nh hëng ®Õn qu¸ tr×nh s¶n xuÊt axit xitric.......................................................................................................... 84 6.4.1.4. Ph¬ng ph¸p s¶n xuÊt axit axitc......................................... 85 6.4.2. S¶n xuÊt axit lactic......................................................................... 85 6.4.3. S¶n xuÊt axit axetic ( CH3COOH) ..................................................... 86 Ch¬ng 7: øng dông vi sinh vËt s¶n xuÊt protein vµ c¸c chÊt cã ho¹t tÝnh sinh häc cao 89 7.1. S¶n xuÊt mét sè axit amin................................................................... 89 7.1.1. S¶n xuÊt Glutamic................................................................... 89 7.1.2. Lizin.......................................................................................... 91 7.2. Vi sinh vËt trong s¶n xuÊt mét sè enzim............................................. 92 7.2.1. Nguyªn t¾c chung.................................................................. 92 7.2.2. Thu nhËn c¸c chÕ phÈm enzym tinh khiÕt............................... 94 7.2.3. C¸c enzym vi sinh vËt cã øng dông réng r·i trong s¶n xuÊt... 96 7.3. S¶n xuÊt thuèc trõ s©u tõ vi sinh vËt................................................... 101 7.3.1. Mét sè vi sinh vËt ®îc dïng ®Ó s¶n xuÊt chÕ phÈm thuèc trõ s©u bÖnh cho c©y trång............................................................................... 102 7.3.2. Nu«i cÊy vµ t¹o ra chÕ phÈm ci sinh vËt diÖt c«n trïng. ............. 104 Ch¬ng 8. øng dông vi sinh vËt trong b¶o vÖ m«i trêng 106 8.1. Khu hÖ vi sinh vËt vµ c¸c t¸c nh©n g©y bÖnh trong níc th¶i............... 106 8.1.1. Khu hÖ vi sinh vËt trong níc th¶i........................................... 106 8.1.2. C¸c t¸c nh©n g©y bÖnh trong níc th¶i.................................... 106 8.2. Qu¸ tr×nh xö lÝ níc th¶i b»ng biÖn ph¸p sinh häc.............................. 107 8.2.1. Thµnh phÇn vµ cÊu tróc c¸c lo¹i vi sinh vËt tham gia xö lÝ níc th¶i... 8.2.2. Ph¬ng ph¸p xö lÝ níc th¶i b»ng biÖn ph¸p sinh häc trong ®iÒu kiÖn tù nhiªn..................................................................................... 107 108 8.2.3. Ph¬ng ph¸p xö lÝ níc th¶i b»ng biÖn ph¸p sinh häc trong ®iÒu kiÖn nh©n t¹o............................................................................................ 109 Ch¬ng 9. VÖ sinh an toµn thùc phÈm vÒ mÆt vi sinh vËt 112 9.1. C¸c ®éc tè vµ vi sinh vËt g©y bÖnh l©y truyÒn qua thùc phÈm.............. 112 9.1.1. BÖnh tróng ®éc thùc phÈm................................................... 112 9.1.2. BÖnh nhiÔm trïng thùc phÈm.................................................... 114 9.2. Nguyªn t¾c vµ ph¬ng ph¸p kiÓm tra thùc phÈm............................. 115 9.3. TÇm quan träng cña hÖ thèng ph©n tÝch mèi nguy hiÓm vµ ®iÓm kiÓm so¸t tíi h¹n HACCP...................................................................... 116 ._.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

28647.doc