chuong III Dinh dưỡng và sinh trưởng của vi sinh vật

Ch ng 3:Dinh d
vi sinh v t

ng – Sinh tr

ng c a


Thành ph n hóa h c c a t bào vi
sinh v t


Thành ph n hóa h c t bào vi sinh v t
Ü
Ü

Bao g m:
Suy ra:
¬
¬

Ü

Các nguyên t c b n:
Các nguyên t khoáng:
•
a l ng: P, S, Na, Ca, K, Mg, Fe, Cl…
• Vi l
ng: Zn, Mn, Co…

M t s ví d (Atkinson B., Mavituna F., 1983):

¬

¬

Vi khu n: C (53,0%), N (12,0%), O (19,0%), H (7,3%),
khoáng (8,7%)
N m men: C (47%), N (7,5%), O (31%), H (6,5%),
khoáng (8%)


N
Ü
Ü
Ü

c
Chi m 70 – 90% kh i l ng t bào
Là môi tr ng cho các ph n ng hóa sinh
N c g m 2 lo i:
¬
¬

N
N

c t do:
c liên k t:

å Ch có n c t do tham gia vào các ph n ng trao đ i
ch t c a vi sinh v t

N
Ü

c
Nhu c u v n c c a VSV r t khác nhau, đ c
tr ng b i ho t đ n c trong môi tr ng aw
aw = P/Po = n2/(n1 + n2)
P: áp l c h i trên b m t môi tr ng 1 nhi t đ nh t
đ nh
Po: áp l c h i trên n c c t cùng nhi t đ
n1: s phân t ch t tan
n2: s phân t dung môi

Ü

H u h t các VSV phát tri n

aw = 0,9 ÷ 0,99


N

c
m tuy t đ i c a môi tr

Ü
¬
¬

¬
¬
¬

ng:

m tuy t đ i = L ng n c / L ng nguyên li u
m tuy t đ i đ có th nuôi c y VSV trên môi
tr ng r n: 30 – 70%
m tuy t đ i t i thích: 45 – 60%
N m m c < Vi khu n và n m men
m tuy t đ i c a mt nuôi c y m i lo i VSV khác
nhau thì khác nhau.


N

c
mt

Ü
¬
¬

¬

¬
¬
¬

ng đ i c a môi tr

ng:

RH (Relative Humidity) = aw x 100%
m cao quá:
m th p
N m m c có kh n ng phát tri n
N m men
Vi khu n có kh n ng phát tri n

RH >= 80%
RH >= 85%
RH >= 90%


Mu i khoáng
Ü
Ü

Ü
Ü

Không chi m thành ph n cao
Gi vai trò quan tr ng:

Có nhi u lo i nguyên t : Fe, Cu, P, Cl, Na, Mg…
Mu i phosphate r t c n cho VSV vì:

Protein
Ü
Ü
Ü
Ü
Ü

Là enzyme tham gia xúc tác
Tham gia c u t o t bào
Protein ho t tính:
Protein phi ho t tính:
M t s VSV có kh n ng t ng h p 1 l ng l n
các acid amin t do å ng d ng trong công
nghi p
¬

VD: Corynebacterium glutamicum: acid glutamic å b t
ng t


Lipid
Ü

Lipid đ n gi n

Ü

Lipid ph c t p

Lipid


Saccharide
Ü

T
¬
¬

¬

ng t nh trong c th ng
Monosaccharide:
Oligosaccharide:
• Disaccharide:
• Trisaccharide:
Polysaccharide:

i:


Vitamin
Ü

VSV t d
¬
¬
¬

¬
¬
¬

Ü

ng ch t sinh tr

ng (auxoautotroph):

Riboflavin (Clostridium, Candida, Ashbya, Eremothecium)
coenzyme A (Brevibacterium)
vitamin B12 (Streptomyces, Propionibacterium,
Pseudomonas)
vitamin C (Gluconobacter, Erwinia, Corynebacterium),
β-carotene (Dunaliella),
vitamin D (Saccharomyces).

VSV d d

ng ch t sinh tr

ng (auxoheterotroph):



Nhu c u dinh d

ng c a vi sinh v t

Ngu n th c n Carbon
C n c vào ngu n th c n C, chia VSV thành:
a) Nhóm t d ng (autotroph):
¬

T d ng quang n ng (photoautotroph, photolithotrophs):
Vd: t o, 1 s vi khu n quang h p l u hu nh

¬

T d

ng hóa n ng (chemoautotroph, chemolithotrops):


Ngu n th c n Carbon
C n c vào ngu n th c n C, chia VSV thành:
b) Nhóm d d ng (heterotroph):

¬

D d ng quang n ng (photoheterotroph):
VD: VK quang h p không ch a l u hu nh, 1 s t o
D d ng hóa n ng (chemoautotroph):

¬

Ho i sinh:

¬

Kí sinh:

¬

å Tùy thu c vào nhóm VSV mà ngu n carbon cung c p có
th là vô c hay h u c


Ngu n th c n Carbon
Ü

Carbohydrate:
¬
¬

¬
¬

¬

ng: glucose, fructose, lactose, galactose, maltose
Tinh b t:
• ng c c, các lo i c
• M t s VSV s d ng tr c ti p tinh b t (amylase)
VD: Aspergillus niger, Rhizopus, 1 s n m men
R đ ng: 30% saccharose
Huy t thanh s a (whey):

• 50% ch t khô, 20-25% protein, vitamin, khoáng
Cellulose:
• Ví d : Trichoderma viride, Asp. Niger
•
sinh t ng h p cellulase



Ngu n th c n Carbon
Ü

R
¬

Ü

u:
D cháy n , có tính đ c h i v i VSV å cho vào môi
tr ng t t

Acid h u c :
¬
¬

Trong công nghi p s n xu t acid amin
VD: acid acetic đ s n xu t lysine


Ngu n th c n Nit
Ü

N phân t (N2):
¬

Ü

N vô c :
¬
¬
¬

Ü

VSV s ng c ng sinh trong r cây h đ u (Rhizobium, Clostridium,
Azobacter)
mu n amoni, nitrate, nitrite, urea…
H u h t VSV có kh n ng s d ng N vô c
Giá thành t ng đ i r , tuy nhiên không áp d ng cho m i loài VSV
• VD: n m men bia r
u

Nh uc :
¬
¬

acid amin (đ ng phân L), Peptid, protein
Phân t l ng, kích th c càng nh å càng d s d ng


Ngu n th c n Nit

Ü

Các lo i mu i amon:
¬
¬

Ü

Ure:
¬

Ü
Ü
Ü

Là mu i d đ ng hóa nh t đ i v i VSV
(NH4)2SO4, NH4Cl, (NH4),PO4
Kém b n nhi t å thanh trùng b ng ph

ng pháp l c

B t th c v t: bã đ u ph ng, bã đ u nành.
Ch t chi t n m men (yeast extract):
Pepton:


Nhu c u v khoáng
Ü

Hai nguyên t quan tr ng nh t: P và S

¬
¬

Ü
Ü

Th ng dùng d i d ng phosphate vô c
VSV có kh n ng s d ng sulfate vô c t t.

M t s nguyên t khoáng khác: Mg, Ca, Zn…
N ng đ khoáng trong môi tr ng nh h ng
đ n s sinh tr ng c a vi sinh v t và quá trình
t ng h p các s n ph m trao đ i ch t


Y u t sinh tr
Ü
Ü

ng (growth factor)

M t s ch t sinh tr ng: purine, pyrimidine,
vitamine, acid amine…
Hàm l ng t i u ch t sinh tr ng trong môi
tr ng ph thu c vào loài vi sinh v t và đ c xác
đ nh b ng ph ng pháp th c nghi m


C ch v n chuy n các ch t dinh
d ng vào t bào VSV