Bài giảng Vi sinh thực phẩm - Chương 3: Các quá trình sinh lý của vi sinh vật

QUÁ TRÌNH
SINH LÝ CỦA VI SINH VẬT
Chương III: Các quá trình sinh lý của vi sinh vật
I. QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG
I. QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG
 Nguồn dinh dưỡng của vi sinh vật
• Nitơ: nitơ hữu cơ, nitơ vô cơ
• Carbon: chất hữu cơ, CO2
• Các chất khác: chất khóang, chất sinh trưởng.
I. QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG
 Oxy : yếm khí, hiếu khí, tùy tiện
 Năng lượng : ánh sáng, ATP
 Nhiệt độ : nóng, ấm, lạnh
 pH : acid, trung tính, baz
I. QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG
- Cơ chế hấp thụ chất dinh dưỡng
• Thẩm thấu bị động
Màng ngoài Màng trong
I. QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG
- Cơ chế hấp thụ chất dinh dưỡng
• Chuyển vận nhóm
Màng ngoài Màng trong
S
S
SSS
S
Enzym-2 Enzym-2
Enzym-2
Enzym-2
S
HPr
- HPrP
PS
Enzym-1
+ PEP
I. QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG
- Cơ chế hấp thụ chất dinh dưỡng
• Khuyếch tán xúc tiến
Màng ngoài Màng trong
I. QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG
- Cơ chế hấp thụ chất dinh dưỡng
• Chuyển vận chủ động
Màng ngoài Màng trong
ATP
ADP+P
i
I. QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG
- Cơ chế hấp thụ chất dinh dưỡng
Thẩm thấu bị động Chuyển vận nhóm
Khuyếch tán xúc tiến Chuyển vận chủ động
Màng ngoài Màng trong Màng ngoài Màng trong
S
S
SSS
S
Enzym-2 Enzym-2
Enzym-2
Enzym-2
S
HPr
- HPrP
PS
Enzym-1
+ PEP
Màng ngoài Màng trong Màng ngoài Màng trong
ATP
ADP+P
i
I. QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG
- Sơ đồ trao đổi chất của vi sinh vật 
TẾ BÀO VI
SINH VẬT
CÁC SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG
CÁC
SẢN PHẨM
DỊ HÓA
SỰ TĂNG
SINH KHỐI
CHẤT DỰ TRỮ
CÁC CHẤT
DINH DƯỠNG
Sự trao đổi
năng lượng
Sự dị hóa
Tái
tổng
hợp
Trao đổi
xây dựng
Sự dinh
dưỡng
II. QUÁ TRÌNH HÔ HẤP
- Hô hấp yếm khí
- Hô hấp hiếu khí
- Vi sinh vật
• Yếm khí
• Yếm khí tùy tiện
• Hiếu khí
• Vi hiếu khí
Clostridium
Bacillus
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VI SINH VẬT
- Yếu tố vật lý
 Nhiệt độ
S
ự
 s
in
h 
tr
ư
ở
n
g
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VI SINH VẬT
- Yếu tố vật lý
 Nhiệt độ
Nhoùm vi sinh vaät Thöôøng gaëp tomin t
o
opt t
o
max
Vi sinh vaät öa laïnh
(psychrophyle)
Vi sinh vaät soáng ôû caùc 
bieån phía baéc, ñaát baéc 
cöïc
0oC 5 –10oC 20 –30oC
Vi sinh vaät öa aám
( mesophyle)
Ñaïi ña soá caùc loaïi vi 
khuaån, naám ôû moïi nôi
3oC 20 –35oC 45 –50oC
Vi sinh vaät öa noùng
(thermophyle)
Thöôøng gaëp trong caùc 
suoái nöôùc noùng
0oC 50 –60oC 80oC
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VI SINH VẬT
- Yếu tố vật lý
 Nhiệt độ
oC oF Taùc ñoäng ñeán vi sinh vaät
121 250
Nhieät hôi nöôùc tieâu dieät hoaøn toaøn vi sinh vaät vaø baøo töû trong
voøng 15 – 20 phuùt
116 240
Nhieät hôi nöôùc tieâu dieät hoaøn toaøn vi sinh vaät vaø baøo töû trong
voøng 30 – 40 phuùt
110 230
Nhieät hôi nöôùc tieâu dieät hoaøn toaøn vi sinh vaät vaø baøo töû trong
voøng 60 – 80 phuùt
100 212
Nhieät ñoä soâi cuûa nöôùc coù khaû naêng tieâu dieät teá baøo dinh
döôõng nhöng khoâng tieâu dieät ñöôïc baøo töû
82 – 93
179 –
200
Teá baøo ñang phaùt trieån cuûa vi khuaån, naám men, naám moác bò
tieâu dieät hoaøn toaøn
62 – 82
151 –
180
Caùc vi sinh vaät öa nhieät vaãn phaùt trieån ñöôïc
60 – 77
140 –
171
Pasteur hoùa, tieâu dieät phaàn lôùn vi sinh vaät gaây beänh trong söõa,
nöôùc quaû, tröø baøo töû cuûa chuùng
16 – 38 61 – 100 Caùc loaøi naám men, naám sôïi, vi khuaån phaùt trieån maïnh
10 – 16 50 – 61 Caùc loaøi öa laïnh phaùt trieån maïnh
0 32 Caùc loaøi vi sinh vaät ngöøng phaùt trieån
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VI SINH VẬT
- Yếu tố vật lý
 Tia bức xạ
Loïai bức xạ Böôùc soùng Taùc duïng
Tia töû ngoïai 136 – 3200Ao - Vi sinh vaät cheát hoaëc ñoät bieán
Tia böùc xaï ion hoùa (X, 
R)
136 – 1000Ao - Vi sinh vaät cheát hoaëc ñoät bieán
Tia dieät khuaån 2000 – 2950Ao - Dieät khuaån phoøng baûo quaûn
Aùnh saùng ban ngaøy 4000 – 8000Ao
-Laø naêng löôïng cuûa VSV coù 
maøu
-Tieâu dieät 1 phaàn VSV khoâng 
maøu
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VI SINH VẬT
- Yếu tố vật lý
 Áp suất thẩm thấu
- Ưa mặn: Enterobacteria, Pseudomonas,.. 
- Không ưa mặn: Halococcus morrhueae,
Staphylococcus,..
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VI SINH VẬT
- Yếu tố vật lý
 Độ ẩm
STT Nhoùm vi sinh vaät Aw min
1 Phaàn lôùn vi khuaån G- 0,97
2 Phaàn lôùn vi khuaån G+ 0,90
3 Phaàn lôùn naám men 0,88
4 Phaàn lôùn naám sôïi 0,80
5 Vikhuaån öa maën 0,75
6 Moät soá naám sôïi khaùc 0,60
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VI SINH VẬT
- Yếu tố hóa học
 pH
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VI SINH VẬT
- Yếu tố hóa học
 pH
pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Vi sinh 
vaät 
thöïc 
phaåm
Naám moác
Naám men
Vi khuaån lactic
Staphyloccocus aureus
Acetobacer sp.
E. Coli
Clostridium botulinum
Bacillus cereus
Vibrio sp.
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VI SINH VẬT
- Yếu tố hóa học
 Chất độc và chất diệt khuẩn
Ester, alcol, dd NaOH yếu.
Muối kim loại nặng, Zn, acid, formalin
HNO3, Cl2, KMnO4,
Glycerin, đường, muối (tăng nồng độ)
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VI SINH VẬT
- Yếu tố sinh học
 Hiện tượng cộng sinh : 
khi hai sinh vật cùng chung sống hòa bình, 
sinh vật này hữu ích cho sinh vật kia lại.
 Hiện tượng đối kháng (hoại sinh) : 
khi hai sinh vật tiêu diệt lẫn nhau.
 Hiện tượng ký sinh: 
sinh vật này sống dựa vào sinh vật kia, hút chất
dinh dưỡng của sinh vật kia để nuôi sống mình 
III. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG
- Sức nóng khô
+ Tủ sấy: 1600 trong 2h, 
1800C trong 30 phút
+ Đốt qua lửa 
- Sức nóng ướt
+ Đun sôi trong nước
+ Phương pháp Pasteur
+ Phương pháp Tyndal
+ Hơi nước bảo hòa 
III. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG
- Sức nóng ướt
III. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG
- Sức nóng khô
III. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG
- Phương pháp lọc
+ Sử dụng màng lọc
+ Thời gian lọc : max. 30 phút
- Tia diệt khuẩn
+ Tia tử ngọai
+ Tia Rơnghen
+ Tia Gamma
III. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG
- Phương pháp lọc
III. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG
- Chất hóa học
+ dd Br 1%, HgCl2 0,1%, cồn, AgNO3 0,05%,..: đ/v hạt
+ Phenol: sát trùng dụng cụ bị nhiễm bẩn. 
Hoạt tính tăng khi có mặt muối. 
Không tác dụng lên bào tử.
+ Ancohol: etanol: sát trùng ngoài da. 
Không tác dụng với bào tử. 
Tác dụng tăng theo trọng lượng phân tử.
+ Iod: diệt tất cả các loài vi khuẩn và bào tử. 
Sát trùng da, tẩy uế nước và không khí.
+ Bạc: diệt khuẩn mạnh 
III. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG
- Chất hóa học
TT Loaïi Ví duï
Noàng 
ñoä (%)
Vi 
khuaån
Baøo töû 
vi khuaån
Naám 
baäc cao
Virut
1 Alcol
Etylic 70 + - + +
Izopropylic 70 - 90 + - + -
2 Aldehyde Formaldehyde 1 - 8 + + + +
III. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG
St
t
Hoùa chaát Max
VSV bò taùc 
ñoäng
Thöïc phaåm
1
Acid benzoic,
caùc benzoat
0,1%
Naám men,
naám moác
Margarine, ñoà chua, nöôùc
quaû
2
Acid sorbic,
caùc sorbat
0,2% Naám moác
Phomai, siro, baùnh ngoït,
tröùng
3
Acid propionic,
caùc propionat
0,32% Naám moác
Baùnh mì, baùnh ngoït, moät
soá loaïi phomai
4 Parabens 0,1%
Naám men,
moác
Nöôùc quaû, ñoà chua, baùnh
5 SO2, sulfit
200–
300ppm
Caùc loaøøi
VSV
Maät ræ, traùi caây saáy, moâi
tröôøng
6
Etylen,
propylen oxid
700ppm
Naám men,
naám moác
Caùc loaïi haït
7 Nisin 1%
Vi khuaån
lactic,
Clostridium
Thòt
8 Natri nitrit 120ppm
Clostridium,
naám moác
Thòt
IV. DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ DI TRUYỀN
NHÂN ĐÔI GEN 
ADN ARNtt Polypeptide
Sao mã Giải mã
Transcription Translation
IV. DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ DI TRUYỀN
ĐỘT BIẾN 
Đọan gen gốc
Đột biến điểm
Đột biến đọan
V. QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN
Colony forming units
colony
V. QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN
Sinh trưởng trong môi trường nuôi cấy tĩnh
Time
lag
log
Cân bằng động
Tử vong
Sinh 
khối 
VSV
V. QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN
Sinh trưởng kép
Time
lag
log
Cân bằng động
Tử vong
lag
log
Sinh 
khối 
VSV
V. QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN
Sinh trưởng liên tục
Time
Sinh 
khối 
VSV
V. QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN
Sinh trưởng liên tục: Hệ thống Chemostat
V. QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN
Sinh trưởng liên tục: Hệ thống Bioreactor