Giáo trình Vi sinh công nghiệp (Phần 1)

LỜI NÓI ĐẦU

Vi sinh công nghiệp là một môn học thuộc khối kiến thức cơ sở chuyên ngành ,

ngành Chế biến và bảo quản thực phẩm. Mục tiêu của môn học là học sinh có kiến thức

về hình thái, cấu tạo, sinh sản, sinh lý, sinh hoá của vi sinh vật và những ứng dụng của vi

sinh vật trong chế biến và bảo quản lƣơng thực, thực phẩm.

Với mục tiêu trên, chúng tôi biên soạn Giáo trình Vi sinh công nghiệp. Nội dung

của giáo trình sẽ đƣợc trình bày một cách ngắn gọn, đầy đủ và bám sát với chƣơng trình

môn học, bao gồm các phần sau:

Chương I: Hình thái, cấu tạo, sinh sản của vi sinh vật trình bày về đặc điểm

hình thái, cấu tạo và sinh sản của các loài vi sinh vật phổ biến trong thực phẩm nhƣ: vi

khuẩn, nấm men, nấm mốc, … hƣớng đến nhận biết và phân loại vi sinh vật.

Chương II: Sinh lý của vi sinh vật giới thiệu chức năng sống của vi sinh vật bao

gồm: quá trình trao đổi chất, quá trình sinh trƣởng, phát triển và mối quan hệ tƣơng tác

của vi sinh vật với môi trƣờng bên ngoài.

Chương III: Các quá trình sinh hoá của vi sinh vật trình bày những quá trình vi

sinh quan trọng liên quan đến chế biến và bảo quản lƣơng thực thực phẩm nhƣ: quá trình

lên men, thối rữa.

Chương IV: Vi sinh vật trong tự nhiên giới thiệu đặc điểm và sự phân bố của vi

sinh vật trong tự nhiên: đất, nƣớc, không khí, con ngƣời.

Chương V: Vi sinh vật trong lương thực thực phẩm trình bày các nguồn lây

nhiễm vi sinh vật vào thực phẩm, các loài vi sinh vật thƣờng gặp và biện pháp phòng trừ

vi sinh vật gây hại thực phẩm.

Chúng tôi hy vọng giáo trình vi sinh công nghiệp này sẽ là tài liệu hữu ích cho

việc giảng dạy, học tập, nghiên cứu môn học Vi sinh công nghiệp của giáo viên, học sinh

ngành Chế biến và bảo quản thực phẩm. Đây còn là tài liệu tham khảo đối với học sinh

ngành học khác có giảng dạy môn Vi sinh công nghiệp.

Trong quá trình biên soạn, vì thời gian có hạn nên giáo trình này chắc chắn không

tránh khỏi thiếu sót, tác giả xin tiếp nhận và chân thành cảm ơn những ý

kiến đóng góp của độc giả để lần tái bản sau đƣợc hoàn thiện hơn. Mọi ý kiến góp ý xin

vui lòng gửi về khoa Công nghệ Lƣơng thực thực phẩm - Trƣờng Cao đẳng Công nghệ

và Kinh tế Hà nội.

Tác giả

Nguyễn Thị Khả

CHƢƠNG I: HÌNH THÁI, CẤU TẠO, SINH SẢN CỦA VI SINH VẬT

Vi sinh vật là những sinh vật vô cùng nhỏ bé mà mắt thƣờng không nhìn

thấy đƣợc. Muốn quan sát đƣợc chúng ta phải sử dụng kính hiển vi.

Các dạng vi sinh vật khác nhau không những về hình dạng, kích thƣớc mà

khác nhau cả về cấu tạo và đặc tính sinh học. Các dạng vi sinh vật thƣờng gặp là:

vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, vi rút, thực khuẩn thể, một số loại tảo.

I. Vi khuẩn

Vi khuẩn là những sinh vật đơn bào, cấu tạo đơn giản (không có màng nhân)

và kích thƣớc nhỏ bé. Mỗi một tế bào vi khuẩn có thể hoạt động sống độc lập.

1. Hình dạng và kích thƣớc của vi khuẩn

Vi khuẩn có nhiều hình dạng và kích thƣớc khác nhau. Căn cứ vào hình

dạng của vi khuẩn ngƣời ta có thể chia chúng thành các nhóm sau: Cầu khuẩn, trực

khuẩn, xoắn khuẩn.

1.1. Cầu khuẩn

Trong thiên nhiên cầu khuẩn rất phổ biến. Đại đa số cầu khuẩn có dạng hình

cầu, có đƣờng kính từ 0,5-1µm (µm – micromet, 1 µm = 10^-6m).

Đặc tính chung của cầu khuẩn:

- Tế bào hình cầu có thể đứng riêng rẽ hay liên kết với nhau

- Có nhiều loài có khả năng gây bệnh cho ngƣời và gia súc

- Không có cơ quan di động (tiên mao)

- Không sinh bào tử.

Tuỳ theo phƣơng hƣớng của mặt phẳng phân chia và cách liên kết giữa các

tế bào mà hình thành các nhóm cầu khuẩn sau:

2

* Đơn cầu khuẩn (Monococcus):

Thƣờng đứng riêng rẽ từng tế bào một,

đa số thuộc loại hoại sinh, chúng

thƣờng có nhiều trong đất, nƣớc và

không khí.

* Song cầu khuẩn (Diplococcus): Tế

bào phân cách theo mặt phẳng xác định

và dính với nhau thành từng đôi một.

Một số loài có khả năng gây bệnh nhƣ

giống neisseria, meningitidis.

Hình 1.1. Song cầu khuẩn và liên cầu

khuẩn

* Liên cầu khuẩn (Steptococcus):

Tế bào phân chia theo một mặt

phẳng xác định và đính với nhau

thành từng chuỗi dài, có nhiều

trong tự nhiên. Chúng có nhiều

ứng dụng trong công nghiệp thực

phẩm: chế biến sữa chua, sản xuất

axit lactic…Ngoài ra cũng có

nhiều loài gây bệnh.

* Tứ cầu khuẩn (Tetracoccus): Tế

bào phân cách theo hai mặt phẳng

vuông góc, thƣờng liên kết với

Sarcina

nhau thành nhóm gồm bốn tế bào

một. Chúng thƣờng gây bệnh cho

ngƣời, động vật.

Hình 1.2. Tứ cầu khuẩn và bát cầu khuẩn

* Bát cầu khuẩn (Sarcina): phân

chia theo ba mặt phẳng vuông góc

tạo thành 8 tế bào xếp 2 hàng nhƣ

gói bánh vuông vắn.

3

* Tụ cầu khuẩn (Staphylococcus):

Các tế bào liên kết với nhau thành

đám, trông nhƣ chùm nho. Chúng

phân cách theo một mặt phẳng bất

kỳ

Hình 1.3. Tụ cầu khuẩn

1.2.Trực khuẩn

Trực khẩn là tên chung chỉ tất cả các loài vi khuẩn có hình que. Kích thƣớc

thƣờng từ (0,5-1,0) x (1-4) µm. Thƣờng gặp các loài trực khuẩn sau:

* Bacillus: Thƣờng là trực khuẩn Gram (+), sinh

bào tử. Chiều ngang của bào tử không vƣợt quá

chiều ngang của tế bào vì thế khi tạo thành bào

tử tế bào không thay đổi hình dạng, chúng

Bacillus

thƣờng thuộc loài hiếu khí hoặc kỵ khí không

bắt buộc. Các tế bào có thể đứng riêng rẽ hoặc

liên kết với nhau.

* Pseudomonas: Trực khuẩn Gram (-), không

Pseudomonas

sinh bào tử, có một tiên mao (hoặc một chùm) ở

một đầu.

Hình 1.4. Trực khuẩn

* Clostridium: Thƣờng là trực khuẩn Gram (+),

sinh bào tử. Kích thƣớc vào khoảng (0,4-1) x (3-

8)µm, chiều ngang của bào tử thƣờng lớn hơn

chiều ngang của tế bào, do đó làm tế bào có hình

thoi hoặc dùi trống. Chúng thƣờng thuộc loại kỵ

khí bắt buộc. Có nhiều loài có ích, thí dụ nhƣ loài

4

Hình 1.5. Clostridium

cố định nitơ, một số loài khác gây bệnh nhƣ vi

khuẩn uốn ván…

* Bacterium: Thƣờng là trực khuẩn Gram (-), không sinh bào tử. Thƣờng có tiên

mao mọc xung quanh tế bào, ngƣời ta gọi là chu mao. Có nhiều loại Bacterium gây

bệnh cho ngƣời và gia súc. Ví dụ : Salmonella, Escherichia, Shigella, Proteus,…

Hình 1.6. Salmonella

Hình 1.7. Escherichia

1.3.Phẩy khuẩn

Phẩy khuẩn là tên chung chỉ các vi khuẩn hình que uốn cong giống nhƣ dấu

phẩy. Giống điển hình là Vibrio. Một số giống phẩy khuẩn có khả năng gây bênh

cho ngƣời ví dụ phẩy khuẩn tả Vibrio cholera.

Hình 1.8. Phẩy khuẩn

1.4. Xoắn khuẩn

Xoắn khuẩn có hình cong, xoắn, gồm tất cả các vi khuẩn có hai vòng xoắn

trở lên (có thể tới 5 vòng). Là loại Gram (+), di động đƣợc nhờ một hay nhiều tiên

mao. Đa số chúng thuộc loài hoại sinh, một số rất ít có khả năng gây bệnh. Kích

thƣớc thay đổi (0,5-3,0) x (5-40) µm.

5

Hình 1.9. Xoắn khuẩn

2. Cấu tạo tế bào vi khuẩn

Vi khuẩn là những sinh vật đơn bào có cấu tạo đơn giản. Tính từ ngoài vào

trong, cho thấy:

Hình 1.10. Cấu tạo tế bào vi khuẩn

6

2.1. Tiên mao

Ở một số vi khuẩn có khả năng phát triển một hoặc nhiều sợi nhỏ phía ngoài

tế bào, ngƣời ta gọi chúng là tiên mao. Tiên mao làm nhiệm vụ giúp tế bào vi

khuẩn chuyển động. Đây là những sợi nguyên sinh chất rất mảnh có chiều rộng

khoảng 0,01 – 0,15µm, chiều dày khoảng 80-90 µm. Thành phần hoá chủ yếu của

tiên mao là protein (hơn 90%), phần còn lại là các chất vô cơ. Tuỳ số lƣợng và vị

trí tiên mao để chia thành các dạng sau:

* Đơn mao: Có một tiên mao, thƣờng nằm ở một đầu của tế bào vi khuẩn.

* Lưỡng mao: Có 2 tiên mao, mỗi tiên mao nằm ở một đầu của tế bào vi khuẩn

*Chùm tiên mao: Có nhiều tiên mao phát triển ở một đầu hoặc xung quanh tế bào

vi khuẩn

Hình 1.11. Các dạng tiên mao

2.2. Tiêm mao

Hình 1.12. Tiêm mao

7

Đó là các lông tơ phủ ngoài cùng của tế bào vi khuẩn, có tác dụng bảo vệ tế

bào và là chỗ bám khi hai tế bào tiếp hợp với nhau, ở giai đoạn trƣởng thành. Một

tế bào có tới hàng nghìn tiêm mao. Thành phần hoá học của tiêm mao chủ yếu là

protein.

2.3. Màng nhày ( lớp dịch nhày)

Nhiều loài vi khuẩn đƣợc bao bọc phía bên ngoài một lớp vỏ nhày hoặc một

lớp dịch nhày. Nhờ có lớp vỏ nhày này mà tế bào vi khuẩn mới có khả năng xâm

nhập vào vật chủ. Thành phần hoá học của lớp vỏ nhày rất khác nhau phụ thuộc

vào từng chủng giống vi khuẩn, từng giai đoạn sinh trƣởng và phát triển của vi

khuẩn, phụ thuộc vào môi trƣờng sống khác nhau. Nhƣng nhìn chung, lớp vỏ này

đƣợc cấu tạo bởi polisaccarit, polipeptit và 98% là nƣớc.

2.4. Thành tế bào

Nằm phía trong của lớp vỏ nhày, có vai trò bảo vệ tế bào và luôn giữ cho tế

bào ở trạng thái định hình. Thành phần hoá học của thành tế bào rất khác nhau và

có cấu trúc vô cùng phức tạp đƣợc cấu trúc bởi hợp chất dị cao phân tử -

Heteropolimer, ngoài ra trong thành phần tế bào vi khuẩn còn có nhiều hợp chất

murein, đây là hợp chất hữu cơ có cấu trúc phức tạp đƣợc cấu tạo bởi các dây nối

1.4, 1.6 pectit. Vi khuẩn Gram (+) có thành tế bào dày hơn, thƣờng khoảng 14-18

nm (nm- nanomet, 1nm = 10^-9m). Trọng lƣợng có thể chiếm tới 10-20% trọng

lƣợng khô của tế bào. Vi khuẩn Gram (-) có thành mỏng hơn, khoảng 10nm

2.5. Màng sinh chất

Nằm phía trong thành tế bào, có vai trò rất lớn trong hoạt động sống của tế

bào, đó là: vận chuyển các chất dinh dƣỡng vào trong tế bào và bào thải các chất

không cần thiết ra ngoài tế bào. Ngoài ra còn có chức năng là giữ cho áp suất thẩm

thấu trong và ngoài tế bào ổn định, là nơi sinh tổng hợp của lớp vỏ nhày. Màng

nguyên sinh chất thƣờng dày 50-100A⁰(A⁰– ăngxtron, 1 A⁰= 10^-10m) và chiếm

khoảng 10-15% trong lƣợng chất khô của tế bào.

2.6. Tế bào chất (Chất tế bào)

8

Đây là thành phần chính của tế bào vi khuẩn. Nó là khối keo bán lỏng chứa

80-90% là nƣớc. Thành phần chủ yếu là phức chất lipoprotein. Thể keo của tế bào

chất khác với thể keo khác là chúng có tính chất dị thể (các keo có bản chất và kích

thƣớc khác nhau phân tán trong tế bào chất). Thƣờng tế bào còn non thì tế bào chất

đồng nhất, chúng bắt màu giống nhau khi nhuộm màu. Khi tế bào già do xuất hiện

không bào và các thể vùi làm bào chất có dạng lổn nhổn.

2.7. Riboxom

Thành phần chính của Riboxom là protein và các ARN, tỷ lệ tƣơng ứng

khoảng 40-60% là ARN và 60-40% là protein. Nó tồn tại dƣới dạng hạt gồm 2 tiểu

thể: tiểu thể lớn có hằng số lắng là 50S (S là đơn vị Svedberg 1S = 10^-13cm/s), tiểu

thể nhỏ có hằng số lắng là 30S. Mỗi tế bào vi khuẩn trung bình có khoảng 1000

Riboxom, riêng E.coli có 1500 Riboxom.

Hình 1.13. Riboxom

2.8. Nhân tế bào

Nhân của tế bào vi khuẩn không phải là nhân thật, chỉ tồn tại ở dạng thể

nhân, bao gồm thể axit nucleic và protein dạng kiềm bao bọc xung quanh. Đây là

nơi tham gia nhiều phản ứng sinh hoá quan trọng và là nơi điều khiển mọi hoạt

động sống của tế bào. Đặc biệt nhân có vai trò rất lớn trong quá trình sinh tổng hợp

protein của tế bào và di truyền các tính trạng cho thế hệ sau.

2.9. Các hạt dự trữ khác

9

Trong tế bào vi khuẩn còn có rất nhiều các chất, các hạt dự trữ và sắc tố, các

vitamin đóng vai trò quan trọng trong hoạt động sống của vi khuẩn.

2.10. Bào tử và sự hình thành bào tử

Trong giai đoạn phát triển một số vi khuẩn có khả năng sinh bào tử. Bào tử

thƣờng gặp ở hai giống trực khuẩn Gram (+) là Bacillus và Clostridium.

* Quá trình tạo bào tử

Lúc đầu lớp nguyên sinh chất trong tế bào đƣợc sử dụng. Tế bào chất và

nhân tập trung lại tại một vị trí nhất định trong tế bào. Tế bào chất tiếp tục đƣợc cô

đặc lại và tạo thành tiền bào tử. Tiền bào tử đƣợc bao bọc dần dần bởi các lớp

màng. Tiền bào tử phát triển và trở thành bào tử.

Hình 1.14. Quá trình phát triển của bào tử

* Cấu tạo của bào tử

Hình 1.15. Cấu tạo của bào tử

10

Ngoài cùng của bào tử là một lớp màng canxi. Dƣới lớp màng là vỏ. Vỏ bào

tử có nhiều lớp, có tác dụng ngăn chặn sự thẩm thấu của nƣớc và các chất hoà tan

trong nƣớc. Dƣới lớp vỏ là lớp màng trong bào tử và trong cùng là một khối tế bào

chất đồng nhất. Thƣờng mỗi tế bào có một bào tử. Tuy nhiên một số trƣờng hợp có

thể có hai hoặc nhiều bào tử. Bào tử của tế bào có thể sắp xếp ở những vị trí khác

nhau, có thể ở giữa tế bào, hoặc ở hai đầu tế bào, hoặc ở một đầu tế bào.

* Nhiệm vụ của bào tử

- Bào tử có khả năng chịu đƣợc các điều kiện bất lợi bên ngoài vì thế chúng

có khả năng bảo vệ đƣợc tế bào khỏi tác động của điều kiện bên ngoài.

- Khi gặp điều kiện thuận lợi chúng lại phát triển thành một tế bào mới. Do

đó chúng tham gia vào quá trình duy trì sự sống. Khi bào tử nở thì bào tử sẽ hút

nƣớc và bị trƣơng lên, sau đó vỏ của chúng bị phá huỷ và bào tử nảy mầm phát

triển thành tế bào mới. Quá trình này mất khoảng 5 phút.

3. Sự sinh sản của vi khuẩn

Vi khuẩn thƣờng sinh sản theo hai cách sau:

3.1. Sinh sản vô tính

Vi khuẩn sinh sản vô tính theo 2 cách sau: phân chia tế bào hoặc nảy chồi.

a, Phân chia tế bào

Đây là phƣơng thức sinh sản phổ biến của vi khuẩn. Quá trình phân chia

diễn ra theo các giai đoạn sau:

* Giai đoạn 1: Là giai đoạn chuẩn bị, tế bào phát triển nhanh về chất, kích thƣớc

lớn lên rõ rệt, hoàn chỉnh các bộ phận bên trong và tập trung các chất dự trữ cần

thiết cho việc tế bào con ra đời.

* Giai đoạn 2: Là giai đoạn hình thành màng ngăn, ở giữa tế bào màng tế bào mọc

lên hai mấu đánh dấu vị trí tế bào sẽ phân đôi, từ hai vị trí mấu này tạo thành màng

ngăn

* Giai đoạn 3: Từ tế bào mẹ hình thành hai tế bào con độc lập. Sự phân chia này

xảy ra ở giữa tế bào và có thể xảy ra các khả năng:

11

- Phân chia đẳng hình hay đồng hình: Cho hai tế bào con giống hệt nhau.

- Phân chia dị hình: Sự phân chia lệch về một phía cho hai tế bào con không

bằng nhau.

b, Nảy chồi

Ở một số vi khuẩn sống dƣới nƣớc, trên tế bào mẹ mọc ra một chồi nhỏ.

Chồi này lớn dần lên rồi tách ra kỏi tế bào mẹ và phát triển thành một tế bào mới.

Chồi

Hình 1.16. Nảy chồi của vi khuẩn

3.2. Sinh sản hữu tính

Quá trình sinh sản hữu tính của vi khuẩn thực hiện nhờ sợi pili. Sợi pili sẽ

nối giữa hai tế bào vi khuẩn, thông qua cầu nối đó thì thông tin di truyền sẽ đƣợc

trao đổi sau đó hai tế bào vi khuẩn sẽ tách nhau ra và tiếp tục phân chia tế bào bình

thƣờng. Kết quả sẽ tạo các tế bào mới khác xa so với tế bào bố mẹ ban đầu.

Hình 1.17. Hình thức sinh sản hữu sinh

12

4. Vai trò của vi khuẩn

- Vi khuẩn tham gia tích cực vào việc khép kín vòng tuần hoàn các vật chất

trong tự nhiên

- Vi khuẩn phân huỷ và chuyển hoá các chất trong đất và trong môi trƣờng

để cung cấp dinh dƣỡng cho cây trồng, làm sạch môi trƣờng.

- Một số loài vi khuẩn làm giàu dinh dƣỡng nitơ cho đất, một số khác có thể

tiết ra enzim quý để sử dụng vào quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm, dùng

trong hoạt động sống của con ngƣời

II. Nấm men

1. Hình dạng và kích thƣớc của nấm men

- Nấm men là vi sinh vật điển hình cho nhóm nhân thật, tế bào nấm men

thƣờng lớn gấp 10 lần so với vi khuẩn.

Hình 1.18. Hình dạng của nấm men

13

- Nấm men có cấu tạo đơn bào, hình thái thay đổi tuỳ thuộc từng loại, điều kiện

nuôi cấy và giai đoạn phát triển của tế bào. Do đó nấm men có hình thái rất đa

dạng: hình cầu, hình trứng, hình ovan, hình bầu dục, hình tròn...

- Một số nấm men có tế bào hình dài nối tiếp nhau thành những sợi nấm gọi là

khuẩn ty thể (mycelium) hoặc khuẩn ty giả (pseudomycelium). Sợi nấm chia thành

hai loại khác nhau: sợi cơ chất (sợi dinh dƣỡng) giúp nấm bám chặt vào cơ chất,

hấp thụ các chất dinh dƣỡng chứa trong cơ chất và sợi khí sinh phát triển trong

không khí, trên bề mặt của cơ chất

- Kích thƣớc tế bào nấm men thay đổi nhiều tuỳ thuộc vào từng giống, từng loài,

trung bình khoảng 3-5 x 5-10µm.

2. Cấu tạo tế bào nấm men

Các tế bào nấm men có cấu tạo tƣơng đối phức tạp, các tế bào nấm men

khác nhau thì có cấu tạo và thành phần hoá học khác nhau. Nhƣng nhìn chung

chúng đều đƣợc cấu

tạo từ các thành phần sau:

2

1

3

6

5

7

4

Hình 1.19. Cấu tạo tế bào nấm men

1. Vỏ tế bào; 2. màng nguyên sinh chất; 3. nguyên sinh chất;

4. ti thể; 5. nhân tế bào, 6. không bào; 7. Riboxôm.

14

2.1. Vỏ tế bào

Vỏ tế bào bao bọc xung quanh tế bào, có độ bền chắc cao, có chiều dầy là

1500-2500nm. Khi còn non, vỏ tế bào nấm men tƣơng đối mỏng, tuỳ theo thời gian

nuôi dƣỡng mà vỏ tế bào dày lên. Thành phần hoá học chủ yếu của vỏ tế bào là

glucan và mannan. Thành phần còn lại là protein, một ít lipit, poliphotphat, enzim,

sắc tố và một ít ion vô cơ, đặc biệt vỏ tế bào còn chƣa chất kitin.

Nhiệm vụ của vỏ tế bào là bảo vệ tế bào trƣớc các tác động bên ngoài, khống

chế các quá trình trao đổi chất và áp suất thẩm thấu ở trong tế bào. Vỏ còn tạo nên

hình dáng tế bào. Vỏ thƣờng chiếm 20-30% trong lƣợng tế bào.

2.2. Màng nguyên sinh chất

Màng nguyên sinh chất có chiều dày khoảng 7-8 µm cấu tạo chủ yếu là

protein, chiếm 50% khối lƣợng khô của tế bào, còn lại là lipit 40% và một ít

polisacarit. Chức năng của màng cũng giống nhƣ màng nguyên sinh chất của vi

khuẩn.

2.3. Nguyên sinh chất

Nguyên sinh chất đƣợc phân bố đều khắp trong tế bào, đƣợc cấu tạo chủ yếu

từ protein với một lƣợng nƣớc lớn, ở dạng dung dịch keo. Tất cả các hoạt động

sống của tế bào đều xảy ra trong nguyên sinh chất. Nguyên sinh chất là môi trƣờng

cần thiết để tế bào hoà tan các chất dinh dƣỡng, là nơi thực hiện các phản ứng sinh

hoá và liên kết chặt chẽ các thành phần trong tế bào

2.4. Ti thể

Là những thể hình cầu, hình que, hình sợi, kích thƣớc khoảng 0,2-0,5 x 0,4-

1µm. Ty thể gồm hai lớp màng: màng trong và màng ngoài. Màng trong có hình

lƣợn sóng hay hình răng lƣợc để tăng diện tích tiếp xúc, giữa hai màng có các hạt

nhỏ gọi là hạt cơ bản, bên trong ti thể là chất dịch hữu cơ.

Chức năng của ti thể:.

- Nó tham gia thực hiện các phản ứng oxy hóa giải phóng năng lƣợng khỏi

cơ chất, làm cho năng lƣợng đƣợc tích luỹ dƣới dạng ATP

15

- Giải phóng năng lƣợng khỏi ATP và chuyển dạng năng lƣợng đó thành

dạng năng lƣợng có ích cho hoạt động sống của tế bào.

- Tham gia vào việc tổng hợp lên một số hợp chất protein, lipit, hidrat

cacbon, những hợp chất này tham gia vào cấu tạo màng tế bào.

- Ngoài ra ti thể còn chứa nhiều loại men khác nhau: oxidaza, peoxidaza,

photphataza…

2.5. Riboxom

Số lƣợng Riboxom thay đổi tuỳ thuộc từng loài, từng gai đoạn phát triển và

từng điều kiện nuôi cấy. Có hai loại riboxom: loại riboxom 70S và riboxom 80S.

2.6. Không bào

Không bào chứa các enzim thuỷ phân, poliphotphat, lipoit, ion kim loại, các

sản phẩm trao đổi chất, ngoài tác dụng làm kho dự trữ, không bào còn tham gia

quá trình trao đổi chất và điều hoà quá trình sinh trƣởng và phát triển của tế bào

nấm men.

Ngoài ra còn chứa các hạt dự trữ khác: Hạt lipit dƣới dạng các hạt nhỏ, hạt

glucogen, một ít hạt tinh bột.

2.7. Nhân

Khác với tế bào vi khuẩn, tế bào nấm men đã có nhân thật. Nhân tế bào có

hình dạng cầu hoặc ovan và đƣợc bao bọc bởi một lớp màng, bên trong có dịch

nhân. Trong đó có một thể rắn gọi là hạch nhân hay nhân con.

Kích thƣớc của nhân tế bào thƣờng bằng 1-3µm. Trên bề mặt của màng

nhân có các hạt Riboxom.

Trong nhân có chứa AND, ARN, nucleprotein và các gen, do đó nhân đóng

vai trò quan trọng trong sinh sản di truyền các tính trạng cho thế hệ sau.

3. Sinh sản của nấm men

3.1.Sinh sản vô tính

* Sinh sản bằng cách nảy chổi:

16

Nảy chồi là hình thức sinh sản chủ yếu của nấm men. Khi nấm men trƣởng

thành sẽ nảy ra một chồi nhỏ, chồi lớn dần lên, một phần nhân của tế bào mẹ đƣợc

chuyển sang chồi, sau đó tách ra thành một nhân mới, rồi hình thành vách ngăn để

ngăn cách với tế bào mẹ, tạo nên một tế bào mới. Tế bào con đƣợc tạo thành có thể

tách khỏi tế bào mẹ hoặc dính trên tế bào mẹ và tiếp tục nảy sinh tế bào mới.

Hình 1.20. Nấm men nảy chồi

* Sinh sản bằng phân chia tế bào:

Một số ít nấm men có khả năng sinh sản bằng cách phân chia tế bào giống

nhƣ vi khuẩn, tế bào dài ra sau đó sinh ra những vách ngăn đặc biệt và phân chia

thành hai hay nhiều tế bào.

3.2. Sinh sản hữu tính

Tế bào nấm men có thể sinh sản bằng túi hay nang bào tử, trong mỗi túi có 1

hoặc nhiều bào tử. Túi bào tử đƣợc sinh ra do sự tiếp hợp của 2 tế bào nấm men.

Khi 2 tế bào khác giới đứng gần nhau, ở mỗi đầu của 2 tế bào sẽ mọc ra mấu

lồi và tiến sát vào nhau, 2 tế bào sẽ tiếp hợp với nhau và hình thành 1 hợp tử, sau

đó sẽ có quá trình phối nguyên sinh chất và phối nhân. Nhân của hợp tử phân chia

thành 2 hoặc 4 hoặc 8 nhân mới và mỗi nhân con cùng với nguyên sinh chất tạo

thành 1 bào tử. Bào tử gặp điều kiện thích hợp sẽ phát triển thành một tế bào nấm

men mới

17

Hình 1.21. Các hình thức sinh sản hữ u tính

4. Vai trò của nấm men

- Nấm men phân bố rộng rãi trong tự nhiên, trong đất, nƣớc, không khí nhất

là trong môi trƣờng có đƣờng, độ pH thấp nhƣ trong lƣợng thực, thực phẩm, rau

quả, mật mía, rỉ đƣờng.

- Nhiều loại nấm men đã đƣợc ứng dụng rộng rãi trong sản xuất rƣợu, bia,

cồn, glyxerin và điều chế một số hóa chất khác.

- Nấm men sinh sản nhanh chóng, sinh khối của chúng lại giàu protein và

chứa nhiều loại vitamin, vì vậy nó đƣợc sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp

sản xuất thức ăn cho ngƣời và gia súc.

- Nấm còn sử dụng làm nở bột mì, gây hƣợng vị nƣớc chấm, sản xuất một số

dƣợc phẩm

- Tuy nhiên bên cạnh nấm men có ích cũng có một số nấm men gây hại cho

ngƣời và gia súc hoặc cũng có thể làm hƣ hại lƣơng thực thực phẩm.

III. Nấm mốc

18

1.Hình dạng và kích thƣớc của nấm mốc

Nấm mốc hay gọi là nấm sợi (molds, moulds) là tên chung để chỉ tất cả các

nhóm nấm không phải là nấm men cũng không phải là những nấm lớn có mũ nhƣ

nấm rơm. Chúng phân bố rộng rãi trong tự nhiên.

Đa số nấm mốc có dạng sợi, chúng thƣờng phát triển trên bề mặt cơ chất tạo

thành các dạng nhƣ lông tơ, mạng nhện hoặc sợi bông. Sợi nấm có chiều ngang từ

1-5µm, chiều dài vài chục micromet, mỗi một sợi nấm đƣợc gọi là một khuẩn ty.

Hệ sợi của nấm mốc có một số ăn sâu vào cơ chất hút nƣớc, muối khoáng

và các chất dinh dƣỡng để nuôi dƣỡng toàn bộ hệ sợi gọi là khuẩn ty dinh dƣỡng,

một số mọc phía trên bề mặt cơ chất đƣợc gọi là khuẩn ty khí sinh. Những khuẩn

ty khí sinh là những sợi lông tơ màu trắng làm nhiệm vụ hô hấp và mang cơ quan

sinh sản.

2. Cấu tạo tế bào nấm mốc

Nấm mốc đƣợc chia làm 2 loại

*Loại nấm có vách ngăn : Phần lớn hệ sợi nấm có vách ngăn, mỗi một khoang là

một tế bào riêng biệt vì vậy chúng là những sinh vật có cấu tạo đa bào. Ví dụ:

Penicillium, Aspergillus…

Aspergillus oryzae

Penicillium

Aspergillus

Hình 1.22. Một số loại nấm mốc

* Loại nấm mốc không có vách ngăn: ở một số nấm mốc hệ sợi không có vách

ngăn, toàn bộ khuẩn ty coi nhƣ một tế bào. Đó là loại đơn bào. Ví dụ: Mucor,

Rhizopus.

19

Mucor

Rhizopus

Nấm mốc thuộc loài có nhân chuẩn. Cấu tạo tế bào nấm mốc cũng nhƣ

nấm men.

3. Sinh sản của nấm mốc

3.1. Sinh sản vô tính

Sinh sản bằng vô tính bằng bào tử là một hình thức sinh sản phổ biến của

nấm mốc. Bào tử của nấm mốc là cơ quan sinh sản chứ không phải là dạng tồn tại

bảo vệ nhƣ ở vi khuẩn. Bào tử đƣợc tạo ra bằng các cách sau:

* Bào tử đốt: Từ khuẩn ty sinh sản có sự ngắt đốt, mỗi đốt đƣợc coi nhƣ một bào

tử, rơi vào môi trƣờng sẽ nhanh chóng phát triển thành khuẩn ty mới.

* Bào tử nội sinh (bào tử nang):

Bµo tö nang

Đầu khuẩn ty sinh sản phình to dần,

hình thành một cái bọc, gọi là nang,

Nang

trong nang có chứa các bào tử dạng

Cuèng bµo tö

nang

hình tròn hoặc ovan. Khi nang vỡ,

các bào tử đƣợc giải phóng ra ngoài.

Ví dụ bào tử của Mucor, Rhizopus.

Hình 1.23. Bộ phận sinh bào tử nội sinh

20