ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC VI SINH VẬT HỌC CÔNG NGHIỆP

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------  ----------

ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC
VI SINH VẬT HỌC CƠNG NGHIỆP
1. Thơng tin về giảng viên:
− Họ và tên: Bùi Thị Việt Hà
− Chức danh, học hàm, học vị: Giảng viên, TS.
− Thời gian, địa điểm làm việc: Giờ hành chính các ngày trong tuần, Bộ mơn
Vi sinh vật học, P122, nhà T1, Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
− Địa chỉ liên hệ: Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, 334
Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội.
− Điện thoại, email:
− Các hướng nghiên cứu chính: Các sản phẩm bậc 2 từ vi sinh vật, đấu tranh
sinh học, vi sinh vật học công nghiệp.
− Thông tin về trợ giảng (nếu có) (họ tên, địa chỉ liên hệ, điện thoại, email):
2. Thông tin về môn học:
− Tên môn học: Vi sinh vật học công nghiệp
− Mã môn học:
− Số tín chỉ: 2
− Giờ tín chỉ đối với các hoạt động học tập:
+ Nghe giảng lý thuyết trên lớp: 10
+ Làm bài tập trên lớp: 3
+ Thực hành trong phịng thí nghiệm: 5
+ Thảo luận: 7
+ Tự học: 5
− Đơn vị phụ trách môn học:
− Bộ môn: Vi sinh vật học
− Khoa: Sinh học
− Môn học tiên quyết: Vi sinh vật học cơ sở

1


− Môn học kế tiếp: Không
3. Mục tiêu của môn học:
− Mục tiêu về kiến thức: Sau khi học giáo trình này, sinh viên cần hiểu được các
ứng dụng quan trọng của vi sinh sinh vật trong đời sống con người.
− Mục tiêu về kĩ năng: Có khả năng tự bố trí và thựuc hiện các thí nghiệm về
q trình lên men truyền thống…
− Các mục tiêu khác (thái độ học tập….): Yêu cầu sinh viên chăm chỉ, sáng tạo.
4. Tóm tắt nội dung mơn học:
Cung cấp cho sinh viên sinh học, công nghệ sinh học các kiến thức cơ sở về các
ứng dụng công nghiệp quan trọng của vi sinh vật: sự khác biệt giữa công nghệ sinh
học vi sinh vật hiện đại và vi sinh vật học công nghiệp truyền thống, phân biệt được
các nhóm sản phẩm và q trình cơng nghiệp, vai trị của vi sinh vật trong tuyển
khống, vai trị của vi sinh vật trong xử lý nước thải bằng con đường sinh học.
Trang bị cho sinh viên các phương pháp về các quá trình lên men ở quy mơ
phịng thí nghiệm, quy mơ pilot và quy mô công nghiệp.
5. Nội dung chi tiết môn học
Chương 1: CÁC Q TRÌNH TRAO ĐỔI CHẤT CƠ SỞ CĨ QUAN HỆ
CHẶT CHẼ VỚI VI SINH VẬT HỌC CÔNG NGHIỆP
1. 1. Con đường Pentozo-Photphat và ý nghĩa của nó
1 2. Con đường KDPG (ED)
1. 3. Enzym dị lập thể, Trạng thái tích luỹ năng lượng (E.C.) và Hiệu ứng
Pasteur
1 3. Typ dinh dưỡng
1 4. Typ hô hấp
1 5. Sự cố định CO 2 tự dưỡng
Chương 2: SỰ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM

2.1. Phân loại theo tính chất thương mại
2.2. Phân loại theo sinh lý trao đổi chất
Chương 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ KĨ THUẬT LÊN MEN
3.1. Các công đoạn
3.2. Vi sinh vật

2


3.3. Cơ chất dinh dưỡng
3.4. Sự thơng khí
3.5. Khử trùng
3.6. Các hình thức lên men
3.7. Đặc điểm của quá trình lên men lớn
Chương 4: SỰ THU NHẬN SINH KHỐI TẾ BÀO
4.1 Các tiêu chuẩn của một chủng vi sinh vật dùng để thu nhận sinh khối
4.2. Mối quan hệ giữa sinh trưởng và tạo thành sản phẩm
4.3. Chất lượng sản phẩm
4.4. Các nguồn cacbon và năng lượng
4.5. Sự thu nhận tế bào dùng làm giống khởi động
4.6. Protein đơn bào
4.7. Thu nhận sinh khối từ các vi sinh vật quang hợp
4.8. Nuôi trồng nấm ăn
Chương 5: CÁC SẢN PHẨM LÊN MEN
5.1. Lên men etylic
5.2. Lên men lactic
5.3. Lên men axit hỗn hợp
5.4. Sự chuyển hoá các hợp chất xenluloza-linhin và sự lên men axetonbutanol-etanol (ABE).
Chương 6: CÁC CHẤT TRAO ĐỔI BẬC MỘT
6.1. Nguyên lí của sự tổng hợp thừa

6.2. Các phương pháp tạo ra các thể đột biến thừa
63. Các axitamin
6.4. Axit xitric và các axit hữu cơ khác
6.5. Các 5’- nucleotit
6.6. Các vitamin và coenzym
Chương 7: CÁC SẢN PHẨM CHUYỂN HỐ VÀ
OXY HỐ KHƠNG HỒN TỒN
7.1. Các sản phẩm của các vi khuẩn axetic
7.2. Sự chuyển hoá sinh học các steroid và sterol
7.3. Dextran và các polysaccarit khác

3


Chương 8: CÁC SẢN PHẨM TRAO ĐỔI CHẤT BẬC HAI
8.1. Các chất kháng sinh
8.2. Giberelin, các chất sinh trưởng, các chất thơm và chất màu
8.3. Các alcaloit của nấm cựa gà
8.4. Các độc tố nấm
Chương 9: XỬ LÝ SINH HỌC NƯỚC THẢI
9.1. Các phương pháp xử lý sinh học các chất thải
9.2. Xử lý hiếu khí
9. 3. Xử lý kị khí
Chương 10: SỰ TUYỂN KHỐNG NHỜ VI SINH VẬT
10.1. Các nguyên lí chung
10.2. Vi sinh vật
10.3. Các kỹ thuật tuyển khống
10.4. Vai trị của vi sinh vật trong sự hình thành mỏ và trong sự khai thác quặng
6. Học liệu:
Ghi học liệu bắt buộc:

1. Kiều Hữu Ảnh, Giáo trình Vi sinh vật học công nghiệp, NXB Khoa học và Kỹ
thuật, Hà Nội, 1999
2. Fritsche, W, (1983), Cơ sở hóa sinh của vi sinh vật học công nghiệp, Kiều Hữu
Ảnh và Ngô Tự Thành dịch NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
Học liệu tham khảo:
3. Bauman Robert W, 2004, Microbiology, Pearson Benjamin Cummings.
4. Prescott Lansing M, Harley, John P, Klein, Donald A, 2005, Microbiology, sixth
edition, Mc Graw-Hill.
5. Thomas D. Brock, Michael T. Madigan, John M.Martinko, Jack Parker, (2006),
Biology of Microbiology, Prentice Hall, Englewood Cliff, New Jersey.

4


7. Hình thức tổ chức dạy học:
7.1. Lịch trình chung:
Hình thức tổ chức dạy học môn học
Lên lớp

Nội dung
Lý
thuyết

Bài tập

Thảo luận

Thực
hành thí
nghiệm,

điền dã

Tự học, tự
nghiên
cứu

Tổng

Chương 1

2

0

0

2

Chương 2

1

0

0

1

Chương 3

1

0

1

Chương 4

1

2

3

Chương 5

1

2

1

3

Chương 6

1

0

1

1

Chương 7

1

Chương 8

1

0

1

Chương 9

1

1

Chương 10

0

Tổng

10

7
2

5

0

2

0

4

1

0

4

0

0

3

3

3

7

5

30

1
2

5

7.2. Lịch trình tổ chức dạy học cụ thể

Tuần

Yêu cầu
sinh viên
chuẩn bị

Nội dung chính
- Giới thiệu đề cương môn học.

1

- Giới thiệu tổng quan môn học.
- Giới thiệu các chủ đề seminar, các bài tập, kiểm tra giữa kỳ và cuối kỳ .
- Chia nhóm học tập.

5

- Đọc đề
cương môn
học.

1. Các con đường trao đổi chất ở vi sinh vật.

- Chuẩn bị
kế hoạch
học tập
mơn học.

2. Trình bày cấu trúc các enzyme dị lập thể, trạng thái tích lũy năng lượng và
hiệu ứng Pasteur.

- Chuẩn bị
học liệu.

3. Typ dinh dưỡng, sự cố định CO 2 tự dưỡng

- Giao các
chủ đề
seminar.

Chương 1:
1

- Ghi chép
nhiệm vụ
tuần sau.

2

3

4

Chương 2:
1. Nêu được các quan niệm về phân loại sản phẩm trong vi sinh vật học công
nghiệp.
2. Hiểu và nắm rõ các phương pháp và các kỹ thuật lên men ở quy mơ cơng
nghiệp. Q trình tinh sạch sản phẩm sau lên men.

1. Đọc giáo
trình [1], [2]
2. Đọc sách
tham khảo
Brock [3],
chương 30.

Chương 3: Các phương pháp và kỹ thuật lên men ở vi sinh vật.
1. Các công đoạn lên men
2. Vi sinh vật
3. Cơ chất dinh dưỡng
4. Sự thơng khí
5. Khử trùng
6. Các phương pháp lên men

Chương 4. Sự thu nhận sinh khối tế bào.
4.1 Các tiêu chuẩn của một chủng vi sinh vật dùng để thu nhận sinh khối
4.2. Mối quan hệ giữa sinh trưởng và tạo thành sản phẩm

4.3. Chất lượng sản phẩm
4.4. Các nguồn cacbon và năng lượng

1. Đọc giáo
trình

1. Các nhóm
họp, thảo
luận và
phân
cơng
người báo
cáo theo
nội dung
lý thuyết
trên lớp.
2. Đọc tài

6


liệu
Brock,
chương
33.
3. Làm bài
tập
Sinh viên
chuẩn bị
theo nội

dung thảo
luận

1. Quy trình lên men ở quy mơ pilot.
2. Các hình thức lên men (lên men liên tuc, lên men theo mẻ, lên men rắn…)

Chương 5. Các sản phẩm lên men
5.1. Lên men etylic
5.2. Lên men lactic
5.3. Lên men axit hỗn hợp
5.4. Sự chuyển hoá các hợp chất xenluloza-linhin và sự lên men axetonbutanol-etanol (ABE).
5
Nêu và hiểu được quy trình của các sản phẩm lên men từ vi sinh vật:
1. Lên men etanol từ nấm men và từ vi khuẩn.
2. Quy trình sản xuất rượu vang.
3. Sản xuất bia.
4. Sản xuất rượu mạnh và các rượu truyền thống của các nước.

1. Đọc giáo
trình
[1,2]

-Serminar
về các quá
trình lên
men etanol:
quá trình sản
xuất rượu
vang, sản
xuất bia, sản

xuất rượu
mạnh.

Làm và chữa bài tập chương 1,2,3,4.

6

- Sinh viên
làm bài tập
chuơng 1, 2
3, 4.

Bài 1. Thí nghiệm về lên men etanol
1. Phân lập nấm men
2. Tuyển chọn các chủng nấm men có khả năng lên men rượu cao.
3.Soi, nhuộm nấm men vừa phân lập.
4. Chưng cất rượu.

1. Sinh viên
phải hiểu
được phần l
thuyết về
các quá trình
lên men, con
đường lên
men rượu.
2. Các đặc
điểm sinh
học của nấm
7

men.
Đọc giáo
trình [1, 2]

Ơn tập chương 1, 2, 3, 4, 5
Chương 6: Các chất trao đổi bậc 1
6.1. Nguyên lí của sự tổng hợp thừa
6.2. Các phương pháp tạo ra các thể đột biến thừa
6.3. Các axit amin
6.4. Axit xitric và các axit hữu cơ khác
6.5. Các 5’- nucleotit
6.6. Các vitamin và coenzym

1. Đọc giáo
trình [1,2]

Bài 2. Thí nghiệm về sản xuất rượu vang từ hoa quả.
1. Xác định năng lực lên men bằng phương pháp đo lượng CO 2 tạo thành.
2. Lên men các loại dịch quả.

1. Báo cáo
kết quả
thí
nghiệm
bài 1.
2. Sinh viên
phải nắm
bắt được

quy trình
sản xuất
rượu
vang (về
mặt lí
thuyết).

Các sản phẩm trao đổi bậc 1

1.Các nhóm
họp, thảo
luận và
phân cơng
người trình
bày
seminar
theo nội
dung lý
thuyết trên
lớp: quy
trình sản
xuất axit
amin LLizin, Lglutamic,
axit xitric,
Vitamin
B12.

7

R

8

R

8


2. Đọc tài
liệu [1, 2]
Kiểm tra giữa kỳ
9

Bài 3. Thí nghiệm về lên men axit lactic.
1. Làm môi trường nuôi cấy vi khuẩn lactic.
2. Soi vi khuẩn lactic
3. Lên men sữa nhờ vi khuẩn lactic.
1. Sinh
viên
phải
hiểu
được
các sản
phẩm
chuyển
hóa từ
vi sinh
vật.

Chương 7:Các sản phẩm chuyển hóa khơng hồn tồn

7.1. Các sản phẩm của các vi khuẩn axetic
7.2. Sự chuyển hoá sinh học các steroid và sterol
7.3. Dextran và các polysaccarit khác

1. Các
nhóm họp,
thảo luận và
phân cơng
người trình
bày semina
theo nội
dung lý
thuyết trên
lớp: Sự
chuyển hoá
sinh học cá
steroid và
sterol.
Dextran và
các
polysaccari
khác.
3. Đọc tài
liệu [1, 2]

10
1. Sự chuyển hoá sinh học các steroid và sterol. Dextran và các polysaccarit
khác.

Bài 4. Thí nghiệm sự tạo thành các enzyme ngoại bào từ vi sinh vật

1. Phân lập vi sinh vật có khả năng sinh các enzyme ngoại bào phân giải một
số cơ chất: tinh bột, xenluloza, protein.
2. Thí nghiệm về đo vòng phân giải các chất.

Sinh viên
phải hiểu
được đặc
điểm các
enzyme
9


3. Làm môi trường chuẩn bị phân lập các chủng xạ khuẩn sinh kháng sinh
cho bài thực tập tới.

Chương 8: Các sản phẩm trao đổi chất bậc 2
8.1. Các chất kháng sinh
8.2. Giberelin, các chất sinh trưởng, các chất thơm và chất màu
8.3. Các alcaloit của nấm cựa gà
8.4. Các độc tố nấm

11

Bài 5. Thí nghiệm: Tuyển chọn các chủng xạ khuẩn có hoạt tính kháng
sinh từ đất.
1. Phân lập các chủng xạ khuẩn từ đất.
2. Tuyển chọn các chủng có hoạt tính kháng sinh.
3. Thử khả năng kháng các vi sinh vật kiểm định.

ngoại bào

vi sinh vật.
Báo cáo kế
quả thực
tập bài 3.

1. Yêu cầu
sinh viên
đọc
chương
sản phẩm
trao đổi
chất bậc
2 ở vi
sinh vật.
2. Làm bài
tập
chương

1. Sinh viên
phải nắm
bắt được
sự tạo
thành các
sản phẩm
bậc 2 ở vi
sinh vật,
đặc biệt là
khả năng
sinh
kháng

sinh ở mộ
số xạ
khuẩn.

Sinh
viên
chuẩn b
seminar
thảo
luận
nhóm
theo nộ
dung
của

Quy trình sản xuất một số chất kháng sinh từ vi sinh vật:
12 1. Chất kháng sinh nhóm beta-lactam: penixilin, cephalosporin.
2. Chất kháng sinh nhóm amynozit.

10


chương
Bài tập chương 5, 6, 7, 8

13

Chương 9: Xử lý sinh học nước thải
9.1. Các phương pháp xử lý sinh học các chất thải
9.2. Xử lý hiếu khí

9. 3. Xử lý kị khí

- Làm và
chữa bài tập

1. Sinh viên
đọc giáo
trình và
tài liệu
tham
khảo.

14

Xử lý sinh học nước thải

Chương 10: Sự tuyển khống nhờ vi sinh vật
10.1. Các ngun lí chung
10.2. Vi sinh vật
10.3. Các kỹ thuật tuyển khoáng
Làm bài tập chương 9, 10.

15

Sinh viên
thảo luận về
các phương
pháp sinh
học ứng
dụng trong

xử lý nước
thải.

1. Sinh
viên đọc
giáo
trình và
tài liệu
tham
khảo.

8. Yêu cầu của giảng viên đối với mơn học
− Các giờ tín chỉ lý thuyết, thảo luận và bài tập phải được ưu tiên thực hiện ở
phịng học có máy tính và phương tiện trình chiếu (phòng học chuẩn).
− Từng sinh viên phải thực hiện làm bài tập và thực hành theo đúng lịch trình
− Phần tự học sinh viên phải tổng kết tài liệu do giáo viên quy định.
− Học viên phải tích lũy đủ các điểm kiểm tra đánh giá theo quy định mơn học.
9. Phương pháp và hình thức kiểm tra đánh giá môn học:
9.1. Các loại điểm kiểm tra và trọng số của từng loại điểm
-

Phần tự học, tự nghiên cứu, bài tập, seminar theo nhóm và thực hành: 20%

-

Kiểm tra – đánh giá giữa kỳ: 30%

-

Kiểm tra – đánh giá cuối kỳ: 50%

9.2. Lịch thi và kiểm tra (kể cả thi lại)
11


-

Thi giữa kỳ: tuần thứ 9

-

Thi cuối kỳ: sau 15 tuần

-

Thi lại: sau khi thi chính từ 3-5 tuần

9.3. Tiêu chí đánh giá các loại bài tập và nhiệm vụ mà giảng viên giao cho sinh viên.
-

Nộp bài tập, bài tường trình thực tập đúng thời gian quy định.

-

Đánh giá phần seminar theo nhóm và bài tường trình thực tập theo yêu cầu và
chấm theo thang điểm 10/10

-

Phần tự học sinh viên phải tổng kết tài liệu và giáo viên đánh giá.

12