Bài giảng Vi sinh vật: Chương 5 - Phạm Tuấn Anh

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Chương 5:
Trao đổi chất vi sinh vật


HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

5.1 Trao đổi chất của vsv
üLà một trong 3 thuộc tính cơ bản của sự
sống (trao đổi chất, sinh trưởng và phát
triển, di truyền và biến dị)
üThông qua trao đổi chất, vi sinh vật thu
được các thành phần cần thiết để cấu tạo,
đổi mới tế bào và tạo ra nguồn năng lượng
phục vụ cho hoạt động sống
üCường độ trao đổi chất lớn hơn nhiều lần so
với động vật, thực vật


HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Nhu cầu dinh dưỡng của vi sinh vật

Năng
lượng

Phát triển

Trao đổi
chất

Cấu tạo tế
bào

Sinh sản


HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

5.2. Thành phần hoá
học của tế bào

Nước & Muối
khoáng

Chất hữu
cơ


HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
üNhu cầu dinh dưỡng của vi
sinh vật -> Cần thiết biết
được thành phần hoá học
của tế bào vi sinh
üThành phần hoá học của vi
sinh vật khác nhau là
khơng giống nhau
üMột lồi vi sinh vật trong
các điều kiện nuôi cấy khác
nhau ( dinh dưỡng & yếu tố

mơi trường), giai đoạn khác
nhau -> thành phần hố
học cũng khác nhau


HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

5.2.1. Nước và muối khoáng
üNước chiếm 70-85 % khối lượng cơ thể vi sinh vật
üHàm lượng biến đổi phụ thuộc vào loài vi sinh vật, trạng thái, lứa tuổi
üLà dung mơi hồ tan, là mơi trường cho các phản ứng chuyển hoá nội bào, tham
gia thành phần cấu trúc tế bào, trực tiếp tham gia các phản ứng chuyển hoá
üPhần nước tham gia vào các quá trình trao đổi chất của vi sinh vật gọi là nước tự
do; phần lớn nước trong tế bào tồn tại dạng tự do
üNước liên kết nước tham gia liên kết với các thành phần trong tế bào, mất đi khả
năng hoà tan và lưu động
üMất nước tự do ảnh hưởng tới hoạt động sinh lý của tế bào, không làm chết vi
sinh vật. Mất nước liên kết làm phá vỡ cấu trúc tế bào và chết vsv


HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

5.2.1. Nước và muối khống
• Yêu cầu nước của vi sinh vật được thể hiện qua hoạt độ nước (aw), hay thế năng
của nước (pw)


HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

5.2.1. Nước và muối khống

• Muối khống chiếm 2-5 %
khối lượng khơ của tế bào
• Vai trị:
üDuy trì pH
üDuy trì áp suất thẩm thấu
thích hợp
üTham gia câú tạo tế bào


HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY


HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

5.2.2. Chất hữu cơ
Chất hữu cơ trong tế bào vi
sinh vật chủ yếu cấu tạo bởi C,
H, O, N, P, S….; riêng C, H, O,
N đã chiếm 90-97 % khối
lượng khô tế bào cấu tạo nên:
- Protein
- axit nucleic
- Lipit
- Carbohydrate


HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Protein
• Protein chiếm 40-85 % khối lượng khô

được câú tạo bởi : C (50-55%); O (2124%); N (15-18%); H (6.5-7.3%). S (00.24%), ngồi ra có một lượng nhỏ các
nguyên tố P, Fe, Zn, Cu, Mn, Ca…
• Protein được cấu tạo bởi 20 axit amin
• Là thành phần cơ bản trong câú trúc của
tế bào giữa vai trị trong các q trình
chuyển hố

Matassa, et al., 2016


HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Protein
Phân loại:
- Theo hình dạng: protein hình sợi, protein
hình cầu
- Theo chức năng: Protein đơn giản
(peptid, axit amin), protein phức tạp
(nucleoprotein, glycoprotein, lipoprotein,
mucoprotein, metaprotein…)
- Theo chức năng: Protein phi cấu trúc (dự
trữ), protein cấu trúc, protein hoạt tính
(xúc tác, vận tải, điều hồ…),


HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Single cell protein (SCP)

Matassa, et al., 2016

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY


HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Sản xuất sinh khối
Candida utilis


HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Vd: Lên men liên tục sản xuất sinh khối Candida sp.
theo chemostat


HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Axit nucleotic
Axit nucleotic cấu tạo : N (1-16%), P
(9-10%) và phần còn lại là C, H, O


HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Lipid
Lipit trong vi sinh vật được chia làm 2 nhóm
- Lipid đơn giản: ester của glycerin và axit béo
- Lipid phức tạp: phospholipid, glycolipid

- Chức năng: tham gia cấu tạo tế bào (thành tế bào, nguyên
sinh chất)..


HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Thevenieau & Nicaud, 2013


Khả năng tổng hợp lipid
Tích lũy ≥ 20% Lipid => nấm men “oleaginous”
Lồi

STT

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
R.
12
mucilaginosa
13

14
15
16
17
18
19
20
21
22
23

Nguồn phân
Kí hiệu
lập
Cà tím
CT2
Cần tây
CY1
Củ cải đỏ
CCD1
Củ cải trắng CCT1
Hành lá
HL1
Rau hung
HU
L1
Lá lốt
L2
Lá nho
LN2

Mồng tơi
MT1
TT2
Tía tơ
TT3
Thì là
TL
Rau lang
RL
Cam sành
CS2
Dưa lưới
DL1
Kiwi
KI
Ổi
OI1
Ổi
OI2
Xồi
X2
Qt đường
QD
Hồ Đống Đa DDS2
Hồ Thàng cơng TCI1

Lipid
(%)
nd
22.5

18.2
14.75
14.9
nd
18.65
22.85
17.9
22
19.5
14.9
16.4
19.8
19.55
nd
nd
nd
nd
20.05
17.95
13.75
41.95

Lồi

STT

24
25
26
27

28
29
S.
30
pararoseus
31
32
33
34
35
36
37
38
R. toruloides
39
40
41
42
R.
paludigenum 43
44

Nguồn phân
Kí hiệu
lập
Cà chua
CC
Carrot
CR
Dền cơm

DC6
Lá nho
LN1
O1
Ớt chỉ thiên
O2
Rau sam
RS1
Dâu tây
DT1
Bơ
B2
Quýt
Q
Đất
DH1
Đất
NH2
Táo
T1
Dền cơm
DC2
Khoai lang bí KLB1
Khoai lang bí KLB2
Rau sam
RS5
Rau dền đỏ
RDD
Dền gai
DG

Cam sành
CS1
Dưa lưới
DL3

Lipid
(%)
20.55
43.5
nd
nd
nd
nd
nd
47.52
44.26
48.1
39.65
46.55
34
45.1
nd
nd
51.95
nd
37.8
52.45
45.4

Lồi

Lipid
(%)
X1
26.7
HHD
42.5
MT3
49.55
NH3
48.85
CH
46.78
CS3
24.5
HD2
19.55
CT1 47.375
DD
43.4
DC7
45.95
DH7
32.4
NH4
44.2
HKC2 24.65

STT Nguồn phân lập Kí hiệu

R. ruineniae

R. fluviale
C. slooffiae
R. taiwanensis
S. oryzae
M. rugulosus

45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57

Xồi
Hoa hồng
Mồng tơi
Đất
Chơm chơm
Cam sành
Hoa đá
Cà tím

Đu đủ
Dền cơm
Đất
Đất
Hồ Hồn Kiếm

Nguồn

Hàm lượng lipid
(%)

Dừa

10-15

Hạt vừng

50

Nấm men phân
lập

13.75-52.45


HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

polyunsaturated fatty acids (PUFAs)
are constituents of the cell
membrane and the primary

structural components of the brain,
skin, sperm, testicles, and retina


Khả năng tổng hợp acid béo omega 3 và omega 6

Cá biển và thực vật

Chủng phân lập

Theo (Ryan et al. 2010)

S. cerevisiae

Mortierella alpina

Chi Shewanella


Tab. 2.
Intracellular lipid
composition of
Sakaguchia
hanoiensis HKC2

No.
1
2
4
5

6
7
8
9
10

Fatty acid
Palmitic acid (C16:0)
Palmitoleic acid (C16:1n7)
Heptadecenoic acid (C17:1)
Steric acid (C18:0)
Oleic acid (C18:1n9c)
Linoleic acid (C18:2n6c)
a-linoleic acid (C18:3n3)
Eicosadienoic (C20:2n6)
Eicosatrienoic acid (C20:3n3)

% total lipid
27.99 ± 0.91
0.05 ± 0.01
18.21 ± 0.68
5.71 ± 0.17
28.10 ± 0.33
7.91 ± 0.21
4.06 ± 0.17
7.85 ± 0.31
0.13 ± 0.04


HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Hydrat cacbon
-

Monosaccharide: pentose, hexose
Oligosaccharide: di, tri….
Polysaccharide: tinh bột, cellulose….
Đây là nguồn cung cấp năng lượng, cấu
trúc tế bào