Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến vi sinh vật

Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến vi sinh
vật:
77
Sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật có quan
hệ rất mật thiết với các
yếu tố ngoại cảnh. Yếu tố ngoại cảnh có thể đẩy
mạnh, hay ức chế hoặc đình chỉ
quá trình sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật. Đa số
các yếu tố đó đều có một đặc
tính tác dụng chung biểu hiện ở 3 điểm hoạt động: tối
thiểu, tối thích và cực đại.
Với tác dụng tối thiểu của yếu tố môi trường vi khuẩn
bắt đầu sinh trưởng và
mở đầu các quá trình trao đổi chất, với tác dụng tối
thích vi sinh vật sinh trưởng với
tốc độ cực đại và biểu hiện hoạt tính trao đổi chất và
trao đổi năng lượng lớn nhất,
với tác dụng cực đại vi khuẩn ngừng sinh trưởng và
thường chết.
Thích hợp
Thấp nhất Cao nhất
Cường độ tác dụng của yếu tố bên ngoài
Đồ thị biểu diễn tác dụng của yếu tố bên ngoài lên vi
sinh vật
Mức độ tác động của yếu tố ngoại cảnh đến vi sinh
vật được quyết định bởi
các yếu tố sau:
- Tính chất và cường độ tác tác dụng.
- Đặc tính của cơ thể vi sinh vật.
- Trạng thái môi trường mà vi sinh vật tồn tại.
- Quan hệ giữa các yếu tố ngoại cảnh với nhau.

- Thời gian tác động.
Tác dụng có hại của các yếu tố bên ngoài đối với vi
sinh vật thể hiện chủ yếu
ở những biến đổi sau:
- Phá huỷ thành tế bào.
- Làm biến đổi tính thấm của màng nguyên sinh chất.
- Làm thay đổi đặc tính keo của nguyên sinh chất.
- Kìm hãm hoạt tính của các enzim.
- Phá huỷ quá trình sinh tổng hợp của tế bào.
Các yếu tố ngoại cảnh tác dụng lên tế bào vi sinh vật
thuộc 3 nhóm: yếu tố
vật lý, yếu tố hoá học và yếu tố sinh vật học.
1. Ảnh hưởng của nhân tố vật lý đến vi sinh vật:
a. Độ ẩm:
Hầu hết các quá trình sống của vi sinh vật có liên
quan đến nước do đó độ
ẩm là một yếu tố quan trọng của môi trường. Hàm
lượng nước trong tế bào vi sinh
vật khá cao: vi khuẩn là 75 – 85%, nấm men 73 –
82%, nấm mốc 84 – 90%. Nước
78
là môi trường hoà tan các chất dinh dưỡng trước khi
hấp thụ vào tế bào, đảm bảo sự
cân bằng áp suất thẩm thấu, ngoài ra nước rất cần
thiết cho việc thực hiện các phản
ứng hoá học xảy ra trong tế bào.
Đa số vi khuẩn thuộc nhóm ưa nước (hydrophil)
nghĩa là chúng cần nước ở
dạng tự do dễ hấp thụ, chỉ có một số xạ khuẩn thuộc
nhóm ưa khô (xerophilic) vì

chúng sử dụng được cả nước hydroscopic gắn trền bề
mặt các hạt đất ở dạng các
phân tử.
Nhu cầu của vi sinh vật đối với nước có thể được
biểu thị một cách định
lượng bằng độ hoạt động của nước (water activity,
aw) trong môi trường.
P
aw =
P0
Trong đó: P là áp suất hơi nước của dung dịch.
Po là áp suất hơi nước của nước nguyên chất.
Nước nguyên chất có aw = 1, nước biển có aw =
0,980, máu người có aw =
0,995, cá muối có aw =0,750, kẹo, mứt có aw =
0,700. Đa số vi sinh vật sinh trưởng
được trong phạm vi aw = 0,63 – 0,99.
Khi thiếu nước sẽ xảy ra hiện tượng loại nước ra khỏi
tế bào, trao đổi chất bị
giảm và tế bào có thể bị chết. Sức đề kháng của vi
sinh vật với trạng thái khô là
khác nhau và phụ thuộc vào:
- Nguồn gốc vi sinh vật: vi sinh vật trong không khí
chịu khô tốt hơn vi sinh
vật trong đất, vi sinh vật trong đất chịu khô tốt hơn vi
sinh vật trong nước.
- Loại hình vi sinh vật: sức đề kháng của xạ khuẩn tốt
hơn nấm men, nấm
men tốt hơn vi khuẩn và vi khuẩn tốt hơn nấm mốc.
Ngay trong một nhóm vi sinh

vật thì sức đề kháng của các loài vi sinh vật khác
nhau là không giống nhau, ví dụ:
một số đơn cầu khuẩn G- nếu thiếu nước một vài giờ
sẽ bị chết , trong khi đó các
loài Streptococcus có thể chịu được hàng tuần, đặc
biệt trực khuẩn lao
(Micobacterim tuberculosis) có sức đề kháng cao với
sự khô trong không khí.
- Trạng thái tế bào: tế bào già chịu khô tốt hơn tế bào
non, bào tử chịu khô
tốt hơn tế bào tế bào dinh dưỡng.
Đa số vi sinh vật đất phát triển mạnh mẽ nhất ở độ
ẩm đồng ruộng 60 –
80% (vi khuẩn cố định đạm hiếu khí sinh trưởng
được ở độ ẩm 40 – 80%, vi khuẩn
nitrat hoá sinh trưởng được ở độ ẩm 60 – 70%). Do
đó việc đảm bảo độ ẩm trong
đất có ý nghĩa quyết định hoạt tính sinh học của đất.
Hoạt đông của vi sinh vật sẽ bị
ức chế nếu đất thiếu ẩm, trong điều kiện đất khô hạn
quá (độ ẩm dưới 40% độ ẩm
bão hoà) thì mọi quá trình sinh học trong đất sẽ bị
ngừng trệ.
Ứng dụng: do vi sinh vật cần độ ẩm nhất định để sinh
trưởng và phát triển
cho nên bằng cách phơi khô, sấy khô hoặc đông khô
có thể bảo quản được lâu dài
nông sản, thực phẩm và các nguyên liệu khác
b. Nhiệt độ:
Hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật có thể coi là

kết quả của hàng loạt các
phản ứng hoá học trong tế bào. Vì các phản ứng này
phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt
79
độ nên yếu tố nhiệt độ rõ ràng là ảnh hưởng sâu sắc
đến quá trình sống của tế bào.
Hoạt động của vi sinh vật bị giới hạn trong môi
trường chứa nước ở dạng có thể hấp
thụ. Vùng này của nước nằm từ 20 đến 1000C gọi là
vùng sinh động học.
Nhiệt độ cao làm biến tính protein, các enzim bị mất
hoạt tính, ngoài ra nhiệt
độ cao còn phá hoại màng nguyên sinh chất và làm
bất hoạt ARN. Do đó ở nhiệt độ