10. Vi sinh thöïc phaåm
......................................................................................................................................
hoøa tan roài chuyeån vaøo maët beân trong cuûa maøng. Töø ñaây caùc
phaân töû cuûa chaát hoøa tan ñöôïc chuyeån vaøo teá baøo chaát.
+ Chuyeån vaän nhoùm: theo cô cheá vaän chuyeån chuû ñoäng. Ñaây laø
söï vaän chuyeån ‘ngöôïc doøng’. Chaát hoøa tan tröôùc vaø sau quaù trình
chuyeån vaän coù söï bieán ñoåi veà keát caáu.
+ Chuyeån vaän chuû ñoäng: theo cô cheá vaän chuyeån chuû ñoäng. Söû
duïng naêng löôïng cuûa teá baøo. Cuï theå laø duøng ATP. Chaát hoøa
tan tröôùc vaø sau quaù trình chuyeån vaän khoâng coù söï bieán ñoåi veà
keát caáu. Trong quaù trình naøy ATP giuùp cho vieäc taùch permease vaø
caùc chaát ñöôïc mang trôû neân nhanh choùng hôn.
3.1.3.3. Sô ñoà dinh döôõng vaø trao ñoåi chaát ôû vi sinh vaät:
Chaát dinh döôõng bao goàm toaøn boä caùc hôïp chaát hoùa hoïc tham gia
vaøo quaù trình trao ñoåi chaát.
Caùc chaát naøy goùp phaàn xaây döïng neân teá baøo, oån ñònh hoaït ñoäng
soáng cuûa teá baøo. Hình beân caïch laø quaù trình dinh döôõng vaø trao ñoåi
chaát cuûa vi sinh vaät.
Quaù trình trao ñoåi chaát cuûa vi sinh vaät ñöôïc theå hieän qua sô ñoà sau:
Hình 3 - : Sô ñoà quaù trình trao ñoåi chaát cuûa vi sinh vaät
...............................................................................................................................................................
58
11. Chöông 3: Caùc quaù trình sinh lyù cuûa vi sinh vaät.
......................................................................................................................................
3.2. QUAÙ TRÌNH HOÂ HAÁP CUÛA VI SINH VAÄT:
3.2.1. YÙ nghóa:
Vi sinh vaät hoâ haáp nhaèm taïo naêng löôïng, trong ñoù vieäc söû duïng naêng
löôïng ñöôïc theå hieän nhö sau:
- 50% cung caáp cho phaûn öùng ñeå taïo thaønh caùc chaát môùi ñeå xaây
döïng teá baøo.
- 20% duøng ñeå duy trì söï soáng cuûa vi sinh vaät.
- 30-75% maát ñi döôùi daïng nhieät löôïng.
3.2.2. Caùc daïng hoâ haáp caên baûn:
Trong quaù trình phaùt trieån cuûa vi sinh vaät coù theå toàn taïi nhieàu daïng
hoâ haáp khaùc nhau ñeå taïo ra naêng löôïng cho cô theå vi sinh vaät phaùt trieån.
Caùc daïng hoâ haáp ñöôïc phaân loaïi döïa vaøo löôïng oxy maø vi sinh vaät
ñoù haáp thuï. Ngöôøi ta thöôøng phaân loaïi nhö sau:
Hoâ haáp
yeám khí
Hoâ haáp hieáu khí
Sinh ra naêng löôïng, cung caáp cho cô theå soáng
Taïo thaønh saûn phaåm trung gian laø a. pyruvic.
Heä enzym oxy hoùa gaàn gioáng nhau.
- Khoâng coù oxy
- Oxy hoùa khoâng hoaøn toaøn
- Saûn phaåm taïo thaønh goàm nhieàu
chaát trung gian
- Naêng löôïng khoâng ñöôïc giaûi phoùng
heát vaäy neân toûa ít naêng löôïng trong
quaù trình hoâ haáp.
- Coù oxy
- Laø quaù trình oxy hoùa hoaøn toaøn.
- Saûn phaåm cuoái laø CO2 + H2O
- Naêng löôïng ñöôïc giaûi phoùng heát
chính vì theá trong quaù trình hoâ haáp
toûa nhieàu naêng löôïng
...............................................................................................................................................................
59
12. Vi sinh thöïc phaåm
......................................................................................................................................
3.2.3. Phaân nhoùm theo söï hoâ haáp:
- Hieáu khí baét buoäc: phaûi coù oxy töï do ñeå phaùt trieån.
- Yeám khí (kî khí) baét buoäc: hoaït ñoäng trong moâi tröôøng khoâng coù oxy.
- Yeám khí tuøy tieän (hieáu khí – kî khí khoâng baét buoäc): coù theå sinh
tröôûng trong moâi tröôøng coù hoaëc khoâng coù oxy.
- Vi hieáu khí: chæ coù theå phaùt trieån trong moâi tröôøng coù noàng ñoä oxy
phaân töû thaáp.
3.3. CAÙC YEÁU TOÁ AÛNH HÖÔÛNG ÑEÁN VI SINH VAÄT:
3.3.1. Aûnh höôûng cuûa nhöõng yeáu toá lyù hoïc:
3.3.1.1. Nhieät ñoä:
Nhieät ñoä coù aûnh höôûng saâu saéc ñeán söï sinh saûn vaø söï trao ñoåi
chaát cuûa vi sinh vaät. Vi sinh vaät coù khaû naêng thích nghi vôùi nhieàu möùc
nhieät ñoä khaùc nhau: coù loaïi chòu ñöôïc nhieät ñoä thaáp ñeán (– )18
0
C; ngöôïc
laïi, coù loaïi chòu ñöôïc nhieät ñoä cao coù luùc ñeán 140
0
C.
Moãi loaïi vi sinh vaät ñeàu coù nhieät ñoä töông thích khaùc nhau veà nhieät
ñoä toái öu (t
o
opt ), nhieät ñoä cao nhaát (t
o
max) vaø nhieät ñoä nhoû nhaát (t
o
min) maø
vi sinh vaät coù khaû naêng hoaït ñoäng.
Caên cöù vaøo nhieät ñoä toái öu cuûa söï phaùt trieån ñoái vôùi töøng loaïi vi
sinh vaät, ta chia vi sinh vaät laøm 3 nhoùm:
Nhoùm vi sinh vaät Thöôøng gaëp to
min to
opt to
max
Vi sinh vaät öa laïnh
(psychrophyle)
Vi sinh vaät soáng ôû
caùc bieån phía baéc,
ñaát baéc cöïc
0
o
C 5 –10
o
C 20 –30
o
C
Vi sinh vaät öa aám
(mesophyle)
Ñaïi ña soá caùc loaïi vi
khuaån, naám ôû moïi
nôi
3
o
C 20 –35
o
C 45 –50
o
C
Vi sinh vaät öa noùng Thöôøng gaëp trong caùc 0
o
C 50 –60
o
C 80
o
C
...............................................................................................................................................................
60
13. Chöông 3: Caùc quaù trình sinh lyù cuûa vi sinh vaät.
......................................................................................................................................
(thermophyle) suoái nöôùc noùng
Taïi t
o
min: vi sinh vaät bò öùc cheá hoaït ñoäng, khoâng cheát, taïo thaønh baøo
töû (neáu coù theå), giöõ söùc soáng laâu, hoaït tính haáu nhö khoâng ñoåi.
Söï chia nhoùm treân khoâng phaûi laø tuyeät ñoái maø thöôøng coù caùc
giôùi haïn xen keõ leân nhau. Phaàn lôùn caùc loaøi vi sinh vaät thuoäc loaïi öa aám
trung bình, naám men vaø naám moác laïi thöôøng öa maùt. Taát nhieân laø vaãn
coù nhöõng ngoaïi leä khoâng naèm trong söï phaân chia thoâng duïng. Ví duï nhö
coù nhöõng vi sinh vaät coå nhö loaøi Pyroditium occultum coù theå chòu ñöôïc nhieät
ñoä ñeán 250
0
C vôùi aùp suaát 256 amotphe.
3.3.1.2. Söï böùc xaï:
• Tia töû ngoaïi:
- Ñoä daøi soùng 136 – 3200A
o
- Laøm vi sinh vaät cheát hoaëc bò ñoät bieán tuøy theo thôøi löôïng
chieáu.
• Caùc tia böùc xaï: Tia Rôngen, tia phoùng xaï coù naêng löôïng raát lôùn, khi
ñöôïc vaät chaát haáp thuï chuùng coù theå laøm baén ra caùc electron töø
caùc nguyeân töû cuûa vaät chaát ñoù. Chính vì vaäy, nhöõng tia naøy coøn
ñöôïc goïi laø tia böùc xaï ion hoùa.
- Ñoä daøi soùng töø 136 - 1000A
o
- Gaây hieän töôïng ion hoùa maïnh
- Laøm vi sinh vaät cheát hoaëc bò ñoät bieán.
• Tia dieät khuaån:
- Ñoä daøi soùng 2000 – 2950A
o
- Duøng ñeå dieät khuaån phoøng baûo quaûn, phoøng voâ truøng…
• Aùnh saùng ban ngaøy: 4000 – 8000A
o
...............................................................................................................................................................
61
14. Vi sinh thöïc phaåm
......................................................................................................................................
- Vi sinh vaät coù maøu (nhaát laø ñoái vôùi vi sinh vaät coù chöùa dieäp
luïc): söû duïng aùnh saùng laøm nguoàn cung caáp naêng löôïng.
- Vi sinh vaät khoâng maøu thì maãn caûm hôn vôùi aùnh saùng ban
ngaøy.
3.3.1.3. Chaát hoøa tan (aùp suaát thaåm thaáu)
Phaàn lôùn vi sinh vaät khoâng chòu ñöôïc aûnh höôûng cuûa söï thay ñoåi
aùp suaát. Xung quanh vi sinh laø lôùp thaønh teá baøo coù taùc duïng baûo veä.
Aùp suaát beân trong cuûa teá baøo vi sinh vaät thöôøng cao hôn beân ngoaøi.
Neáu thay ñoåi söï caân baèng aùp suaát thaåm thaáu seõ daãn ñeán:
- Teá baøo vi sinh vaät bò teo nguyeân sinh chaát (co nguyeân sinh chaát) trong
moâi tröôøng ñaäm ñaëc.
- Teá baøo vi sinh vaät töï ñieàu chænh ñeå thích nghi vôùi moâi tröôøng môùi.
Tuøy theo söï maãn caûm ñoái vôùi aùp suaát thaåm thaáu maø ta chia vi sinh
vaät ra thaønh caùc nhoùm:
- Vi khuaån khoâng öa maën: phaùt trieån trong moâi tröôøng coù noàng ñoä NaCl
< 0,2M. Vd: Enterobacteria, Pseudomonas,..
- Vi khuaån öa maën: phaùt trieån trong moâi tröôøng coù noàng ñoä NaCl = 0,2M
ñoái vôùi loaøi öa maën trung tính (vd: Ps. mariana) vaø trong noàng ñoä 5,2M
vôùi loaøi raát öa maën (vd: Halococcus morrhueae). Ngoaøi ra Staphylococcus, moät
soá loaïi naám men, naám moác cuõng laø nhöõng loaøi chòu maën.
3.3.2. Aûnh höôûng cuûa caùc yeáu toá hoùa hoïc:
3.3.2.1. pH:
Taát caû caùc vi sinh vaät ñeàu phaùt trieån treân moät moâi tröôøng pH thích
hôïp vôùi chuùng. Vaø taát nhieân, pH cuûa thöïc phaåm aûnh höôûng tröïc tieát tôùi
vi sinh vaät. Trong töï nhieân, men, moác chòu ñöôïc ñoä pH thaáp toát hôn so vôùi
vi khuaån. Döïa treân ñaëc ñieåm naøy ngöôùi ta coù theå baûo quaûn thöïc phaåm
vôùi ñoä acid töï nhieân hoaëc chua hoùa baèng con ñöôøng nhaân taïo.
...............................................................................................................................................................
62
15. Chöông 3: Caùc quaù trình sinh lyù cuûa vi sinh vaät.
......................................................................................................................................
Thöïc phaåm ôû pH thaáp (<4,5) thöôøng bò hö hoûng bôûi naám men vaø
naám moác. Vaø taát nhieân thöïc phaåm vôùi pH thaáp seõ khoù bò hö hôn laø
thöïc phaåm töï nhieân. Moät trong caùc phöông phaùp baûo quaûn thöïc phaåm
raát toát vaø cuõng raát quen thuoäc laø thay ñoåi ñoä pH cuûa moâi tröôøng: caùc
saûn phaåm muoái chua, yaoult, …
Naám moác coù khaû naêng phaùt trieån ôû ñoä chua cao hôn naám men.
Phaàn lôùn naám men phaùt trieån toát ôû pH: 4 – 4,5 (vd: nöôùc traùi caây), phaùt
trieån yeáu trong moâi tröôøng trung tính.
Phaàn lôùn vi khuaån phaùt trieån trong moâi tröôøng trung tính, maëc daàu
vaäy cuõng coù nhöõng ngoaïi leä. Coù moät soá phaùt trieån trong moâi tröôøng
acid cao, moät soá khaùc phaùt trieån trong moâi tröôøng kieàm
Ñeå traùnh söï thay ñoåi ñoät ngoät ñoä pH ngöôøi ta söû duïng dung dòch
ñeäm hoaëc caùc loaïi cacbonat canxi khoâng hoøa tan. Dung dòch ñeäm trong
thöïc phaåm – caùc thaønh phaàn giaûm thieåu ñöôïc söï thay ñoåi pH – khoâng
chæ taïo ñöôïc tính ñeäm maø coøn coù taùc duïng ñaëc bieät ñoái vôùi pH töï
nhieân. Vôùi löôïng ñeäm nhaát ñònh cho pheùp söï leân men acid keùo daøi hôn
vôùi moät löôïng saûn phaåm vaø vi sinh vaät taïo ra nhieàu hôn. Nöôùc muoái chua
hoaëc ngaâm chua rau vôùi löôïng ñeäm thaáp, cho pheùp giaûm pH ñaùng keå,
seõ taïo ra saûn phaåm chæ coù moät löôïng nhoû acid ñöôïc taïo töø vi khuaån
lactic trong phaàn ñaàu cuûa quaù trình muoái chua vaø ngaâm chua. Ñieàu naøy
cho pheùp vi khuaån lactic loaïi tröø caùc vi sinh vaät phaân giaûi pectin vaø caùc vi
sinh vaät phaân giaûi protein. Vôùi löôïng ñeäm thaáp seõ giuùp cho vi sinh vaät
phaùt trieån maïnh hôn trong quaù trình leân men so vôùi löôïng ñeäm cao. Söõa,
noùi moät caùch khaùc, laø moät dung dòch coù löôïng protein cao (moät dung dòch
coù ñoä ñeäm thích hôïp) cho pheùp vi khuaån lactic phaùt trieån maïnh vaø taïo ra
nhieàu acid trong quaù trình leân men söõa trong saûn xuaát söõa chua, cho ñeán
khi ñaït ñöôïc moät ñoä chua nhaát ñònh ñeå töï trieät tieâu.
Ñoä pH coù trong saûn phaåm thöôøng ñöôïc ño baèng duïng cuï ño pH. Tuy
nhieân giaù trò pH naøy khoâng theå hieän ñöôïc söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät
cuõng nhö khaû naêng aûnh höôûng ñeán löôïng vi sinh vaät. Coù raát nhieàu loaïi
...............................................................................................................................................................
63
16. Vi sinh thöïc phaåm
......................................................................................................................................
acid, ñaëc bieät laø caùc acid höõu cô, vôùi moät noàng ñoä nhaát ñònh seõ ngaên
caûn söï phaùt trieån cuûa moät soá loaïi vi sinh vaät. Trong soá caùc loaïi acid naøy
tieâu bieåu nhaát laø: acid acetic, acid benzoic, acid lactic, acid propionic, vaø acid
sorbic khoâng chæ laø nhöõng acid mang tính naêng taïo vò, maø coøn coù khaû
naêng nhö laø moät chaát baûo quaûn.
Taát nhieân, söï phaùt trieån cuûa caùc vi sinh vaät coù trong thöïc phaåm,
khoâng chæ phuï thuoäc vaøo löôïng acid maø coøn phuï thuoäc vaøo phöông thöùc
baûo quaûn, vaøo nhieät ñoä, ñoä aåm vaø quy trình saûn xuaát saûn phaåm. Söï
thay ñoåi pH vaø söï thay ñoåi löôïng vi sinh vaät lieân quan chaët cheõ tôùi nhau.
Coù nhöõng loaïi vi sinh vaät khi phaùt trieån toát seõ ngaên caûn pH taêng. Nhöng
ñoàng thôøi coù nhöõng loaïi khi phaùt trieån cuõng bao goàm caû vieäc taêng pH.
Chính vì vaäy, vieäc xaùc ñònh pH, loaïi acid thöïc teá vaø loaïi vi sinh vaät hieän
höõu trong thöïc phaåm laø raát quan troïng.
3.3.2.2. Chaát ñoäc, chaát dieät khuaån:
Caùc chaát dieät khuaån thöôøng gaëp:
- Ester, alcol, dd NaOH yeáu.
- Muoái kim loaïi naëng, Zn, acid, formalin
- HNO3, Cl2, KMnO4,…
- Glycerin, ñöôøng, muoái (taêng noàng ñoä)
Khaû naêng dieät khuaån: phuï thuoäc vaøo thôøi gian, vaøo loaïi chaát, noàng
ñoä, ñieàu kieän moâi tröôøng
Ñoái vôùi thöïc phaåm caùc chaát söû duïng ñeå dieät khuaån thöôøng phaûi
ñaùp öùng ñöôïc caùc yeâu caàu sau:
+ Dieät khuaån maïnh vôùi noàng ñoä thaáp
+ Tan trong H2O
+ Khoâng muøi vò, khoâng gaây haïi
+ Beàn
...............................................................................................................................................................
64
17. Chöông 3: Caùc quaù trình sinh lyù cuûa vi sinh vaät.
......................................................................................................................................
+ Khoâng phaù huûy duïng cuï thieát bò.
3.3.3. Aûnh höôûng cuûa caùc yeáu toá sinh hoïc:
Chuùng ta cuøng laøm quen vôùi moät soá khaùi nieäm:
- Hieän töôïng coäng sinh: khi hai sinh vaät cuøng chung soáng hoøa bình, sinh
vaät naøy höõu ích cho sinh vaät kia.
- Hieän töôïng ñoái khaùng (hoaïi sinh): khi hai sinh vaät tieâu dieät laãn nhau.
- Hieän töôïng kyù sinh: sinh vaät naøy soáng döïa vaøo sinh vaät kia, huùt chaát
dinh döôõng cuûa sinh vaät kia ñeå nuoâi soáng mình.
Thöïc teá ñaõ chöùng minh raèng, trong ñieàu kieän nhaát ñònh, caùc sinh vaät
hoaïi sinh coù theå trôû thaønh kyù sinh, coøn vi khuaån vaø naám gaây beânh ñoâi
khi maát khaû naêng gaây beänh. Noùi moät caùch khaùc, khoâng coù ranh giôùi
roõ reät giöõa hieän töôïng coäng sinh vaø kyù sinh.
Ví duï nhö loaøi naám Uncinula aceris coù theå soáng coäng sinh treân beà
maët laù caây Acer L. vaøo muøa heø, coøn muøa ñoâng, naám xaâm nhaäp vaøo
moâ laù vaø trôû thaønh soáng daïng kyù sinh.
Vi khuaån noát saàn nhö thöôøng leä ta thaáy noù soáng ôû daïng coäng sinh
vôùi reã caây hoï ñaäu, loaïi vi khuaån naøy coù khaû naêng ñoàng hoùa nitô cuûa
khoâng khí, cung caáp cho caây, ñoàng thôøi söû duïng chaát dinh döôõng cuûa
caây ñeå nuoâi soáng mình. Tuy nhieân moät soá chuûng loaïi cuûa vi khuaån naøy,
neáu nuoâi trong moâi tröôøng bò thieáu khoâng khí hoaëc khi trong ñaát vaø trong
caây thieáu Bo, luùc naøy noù seõ chuyeån sang daïng kyù sinh.
Theo Remsbottom, trong sinh hoïc ngöôøi ta ñaõ laïm duïng thuaät ngöõ
“coäng sinh“, bôûi luoân coù theå tìm thaáy ít nhieàu ñoái khaùng giöõa hai sinh vaät
khi keát hôïp vôùi nhau. Trong moät soá tröôøng hôïp raát khoù xaùc ñònh laø
coäng sinh hay kyù sinh. Cuõng coù khi trong giai ñoaïn phaùt trieån ñaàu laø coäng
sinh, sau trôû thaønh kyù sinh vaø ngöôïc laïi.
Moái quan heä töông hoã giöõa vi khuaån vaø thöïc vaät thöôøng theå hieän
ôû boä reå caây. Reã caây tieát dòch trong ñaát, thu huùt moät löôïng lôùn vi
...............................................................................................................................................................
65
18. Vi sinh thöïc phaåm
......................................................................................................................................
khuaån, taïo thaønh moät heä vi sinh vaät vuøng reã. Trong loâng huùt cuûa reã
caây luoân coù söï trao ñoåi chaát giöõa vi khuaån vaø caây. Reã caây tieát ra chaát
kích thích söï sinh tröôûng cuûa vi khuaån, coøn vi khuaån taïo ra caùc chaát nuoäi
caây hoaëc kích thích söï taêng tröôûng cuûa caây.
3.3.4. Caùc phöông phaùp thanh truøng:
Khi khöû truøng baèng nhieät, caùc teá baøo sinh döôõng cuûa vi sinh vaät coù
theå bò tieâu dieät deã daøng trong khi caùc baøo töû vaãn coøn toàn taïi ôû ngay
nhieät ñoä ñoù.
Khaû naêng chòu nhieät cuûa vi sinh vaät phuï thuoäc vaøo:
- Tính chaát moâi tröôøng.
- Soá löôïng teá baøo.
- Ñoä pH cuûa vaät ñònh khöû truøng.
Do vaäy, ñeå khöû truøng baèng nhieät coù hieäu quaû caàn xaùc ñònh
ngöôõng nhieät ñoä thaáp nhaát vaø khoaûng thôøi gian ngaén nhaát caàn thieát
ñeå tieâu dieät toaøn boä vi sinh vaät vaø caùc baøo töû cuûa chuùng coù trong
duïng cuï caàn khöû truøng.
Coù theå khöû truøng baèng phöông phaùp nhieät khoâ hay nhieät öôùt.
3.3.4.1. Khöû truøng baèng söùc noùng khoâ (nhieät khoâ):
Döôùi taùc duïng cuûa söùc noùng khoâ, caùc caáu töû cuûa teá baøo vi sinh
vaät bò oâxi hoùa, teá baøo bò khoâ hoaøn toaøn vaø cheát.
* Khöû truøng baèng tuû saáy:
Ta seõ ñieàu chænh tuû saáy ñeå nhieät ñoä ôû 160
0
C trong 2h hay 180
0
C
trong 30 phuùt.
Sau khi khöû truøng taét tuû saáy ñeå nguoäi tôùi 60
0
C môùi môû tuû laáy
duïng cuï khi nhieät ñoä tuû coøn ñang cao seõ laøm caùc duïng cuï thuûy tinh deã
bò nöùt vôõ.
...............................................................................................................................................................
66
19. Chöông 3: Caùc quaù trình sinh lyù cuûa vi sinh vaät.
......................................................................................................................................
Caùc duïng cuï sau khi saáy maø giaáy bao coù maøu hôi vaøng laø ñaït yeâu
caàu. Neáu giaáy bao coù maøu naâu chöùng toû nhieät ñoä khöû truøng cao laøm
boâng vaø giaáy bieán thaønh gondron (laø hôïp chaát coù tính saùt truøng) thì
khoâng theå söû duïng duïng cuï naøy ñeå nuoâi caáy vi sinh vaät ñöôïc.
* Khöû truøng baèng ñoát qua löûa nung ñoû:
Phöông phaùp naøy duøng ñeå khöû truøng oáng huùt, que caáy, ñaàu caùc
oáng nghieäm, mieäng caùc bình tam giaùc sau khi laáy nuùt boâng ra.
Hô duïng cuï treân ngoïn ñeøn coàn, ñöa qua ñöa laïi 3 – 4 laàn. Vôùi caùc
daây may xo ôû ñaàu que caáy phaûi nung cho thaät ñoû heát chieàu daøi phaàn
que caáy.
Ñeå cho duïng cuï nguoäi môùi ñöôïc duøng traùnh vôõ duïng cuï vaø vi
khuaån khoâng bò tieâu dieät khi laáy gioáng. Cuõng coù theå nhuùng duïng cuï
vaøo coàn 96
0
roài ñoát nhieàu laàn ñeå khöû truøng.
3.3.4.2. Khöû truøng baèng söùc noùng öôùt:
Teá baøo vi khuaån moác khöû truøng trong 5 -10’ ôû 60
o
C
Baøo töû naám men, moác khöû truøng taïi 120
o
C trong 15’
* Ñun soâi trong nöôùc:
Phöông phaùp naøy duøng khi caàn khöû truøng nhanh caùc duïng cuï: kim
tieâm, keùo, keïp, dao, coác thuûy tinh, chai, loï v.v…
Duøng nöôùc maùy saïch ñoå ngaäp duïng cuï. Ñun soâi töø 30 phuùt ñeán 1h.
Phöông phaùp naøy chæ coù taùc duïng dieät teá baøo sinh döôõng maø
khoâng dieät ñöôïc baøo töû vi sinh vaät. Ñeå khaéc phuïc haïn cheá naøy ngöôøi ta
theâm vaøo nöôùc acid phenic 5%.
* Ñun caùch thuûy ôû nhieät ñoä thaáp: (Phöông phaùp khöû truøng Pasteur):
Phöông phaùp naøy duøng ñeå khöû truøng caùc thöïc phaåm deã bieán tính
ôû nhieät ñoä cao nhö söõa, bia, röôïu.
...............................................................................................................................................................
67
20. Vi sinh thöïc phaåm
......................................................................................................................................
Ñun noùng moâi tröôøng leân 60 – 75
0
C trong 15 – 30 phuùt hoaëc ñun noùng
leân 80
0
C trong 10 – 15 phuùt.
Phöông phaùp naøy chæ coù khaû naêng öùc cheá caùc vi khuaån khoâng coù
baøo töû.
* Haáp caùch quaõng 100
0
C (phöông phaùp Tyndal):
Phöông phaùp naøy duøng ñeå haáp khöû truøng 1 soá loaïi moâi tröôøng
nuoâi caáy men baùnh mì, men gia suùc, moác laøm nöôùc chaám v .v…
Tröôùc tieân haáp moâi tröôøng ôû 100
0
C töø 30 – 40 phuùt. Sau laáy ra ñeå
tuû aám 24h cho caùc baøo töû cuûa vi sinh vaät naûy maàm.Tieáp tuïc haáp moâi
tröôøng laàn thöù 2 ôû 100
0
C trong 30 – 40 phuùt ñeå tieâu dieät caùc baøo töû
vöøa naûy maàm. Laëp laïi quaù trình naøy töø 3 – 4 laàn.
Keát quaû: Moâi tröôøng vöøa ñöôïc voâ truøng vöøa ñaûm baûo chaát löôïng
khoâng bò bieán ñoåi.
* Khöû truøng baèng hôi nöôùc baõo hoøa ôû aùp suaát cao:
Phöông phaùp naøy thöïc hieän trong noài haáp voâ truøng ôû aùp suaát cao
(autoclave). Ñoù laø thieát bò laøm baèng kim loaïi, chòu ñöôïc nhieät ñoä vaø aùp
suaát cao, coù khaû naêng töï ñoäng ñieàu chænh aùp suaát vaø thôøi gian khöû
truøng theo yeâu caàu cuûa ngöôøi söû duïng.
Nguyeân taéc hoaït ñoäng: Laøm gia taêng vaät ñeå khöû truøng caùc vaät
baèng hôi nöôùc baûo hoøa döôùi aùp suaát lôùn hôn aùp suaát bình höôøng cuûa
khí quyeån. Khi aùp suaát hôi nöôùc taêng thì nhieät ñoä trong noài cuõng taêng
theo nhôø heä thoáng van raát chaët cheõ.
Noài haáp khöû truøng coù nhieàu loaïi khaùc nhau, nhöng nguyeân lyù hoaït
ñoäng ñeàu gioáng nhau.
Tröôùc khi haáp tieät truøng ta ñaët caùc vaät lieäu caàn ñöôïc khöû truøng
vaøo trong thuøng khöû truøng. Ñoå nöôùc ñeán möùc quy ñònh (khoâng ñoå ít hôn,
cuõng khoâng ñoå nhieàu hôn). Ta thöôøng haáp tieät truøng ôû 121
0
C, trong 15 –
30 phuùt.
...............................................................................................................................................................
68
21. Chöông 3: Caùc quaù trình sinh lyù cuûa vi sinh vaät.
......................................................................................................................................
Toùm laïi, phöông phaùp haáp khöû truøng baèng hôi nöôùc baõo hoaø ôû aùp
suaát cao laø phöông phaùp phoå bieán vaø hieäu quûa nhaát trong caùc phöông
phaùp khöû truøng nhôø khaû naêng tieâu dieät ñöôïc teá baøo sinh döôõng laãn
baøo töû cuûa vi sinh vaät.
3.3.4.3. Khöû truøng baèng phöông phaùp loïc
Phöông phaùp naøy duøng ñeå khöû truøng caùc loaïi moâi tröôøng khoâng
thích hôïp vôùi phöông phaùp khöû truøng ôû nhieät ñoä cao (nhö moâi tröôøng
huyeát thanh, dung dòch albumin, ñoâi khi caû moâi tröôøng ñöôøng). Ngoaøi ra coù
theå duøng bieän phaùp naøy ñeå taùch caùc vi sinh vaät vôùi caùc saûn phaåm
trao ñoåi chaát cuûa chuùng trong dung dòch nuoâi caáy.
Ta cho dung dòch ñi qua maøng loïc (cuûa duïng cuï loïc) trong ñoù kích
thöôùc loã maøng nhoû hôn kích thöôùc vi sinh vaät caàn loïc. Nhôø ñoù dòch qua
loïc ñöôïc voâ truøng. Thôøi gian loïc khoâng ñöôïc keùo daøi quaù 30 phuùt. Loïc
xong laáy 1 ít dòch loïc caáy vaøo moâi tröôøng thaïch, nöôùc thòt peptoân, ñeå
trong tuû aám 37
0
C. Kieåm tra ñoä voâ truøng cuûa dòch ñaõ loïc.
Sau khi loïc phaûi boû maøng loïc ñi vì maøng naøy chæ ñöôïc söû duïng 1
laàn.
3.3.4.4. Khöû truøng baèng tia dieät khuaån:
Söû duïng caùc loaïi tia coù tính naêng dieät khuaån khaùc nhau nhö: tia töû
ngoaïi, tia rônghen, tia gama. Thoâng thöôøng duøng ñeå dieät khuaån baàu khoâng
khí. Thöôøng hay söû duïng nhaát laø tia töû ngoaïi. Ngöôøi ta laép caùc ñeøn cöïc
tím vaøo phoøng voâ truøng hoaëc vaøo tuû caáy. Tröôøc khi söû duïng seõ baät
ñeøn leân. Ñeøn coù taùc duïng phoùng ra caùc tia töû ngoaïi ñeå thanh truøng
baàu khoâng khí beân trong (nôi dieãn ra caùc thao taùc caáy truyeàn, phaân
laäp…) baûo ñaûm cho moâi tröôøng laøm vieäc luoân voâ truøng hay ít nhaát
cuõng haïn cheá toái ña söï toàn taïi cuûa caùc vi sinh vaät khoâng mong muoán
cuõng nhö baøo töû cuûa chuùng.
...............................................................................................................................................................
69
22. Vi sinh thöïc phaåm
......................................................................................................................................
3.3.4.5. Khöû truøng baèng chaát hoùa hoïc:
Ñoái vôùi caùc loaïi haït thöôøng söû duïng dung dòch Br 1%, HgCl2 0,1%,
coàn, AgNO3 0,05%,..trong 5 ñeán 30’, sau röûa baèng nöôùc voâ truøng nhieàu
laàn.
- Phenol: ñöôïc duøng ôû daïng dung dòch nöôùc ñeå saùt truøng caùc duïng cuï
bò nhieãm baån. Hoaït tính taêng khi coù maët muoái. Khoâng taùc duïng leân
baøo töû.
- Ancohol: etanol: duøng ñeå saùt truøng ngoaøi da. Khoâng coù taùc duïng vôùi
baøo töû. Taùc duïng dieät khuaån cuûa ancohol taêng theo troïng löôïng phaân
töû.
- Iod: dieät taát caû caùc loaøi vi khuaån vaø baûo töû. Duøng ñeå saùt truøng da,
taåy ueá nöôùc vaø khoâng khí.
- Baïc: dieät khuaån maïnh
Baûng: Taùc duïng cuûa moät soá chaát khöû truøng leân vi sinh vaät:
TT Loaïi Ví duï Noàng
ñoä (%)
Vi
khuaån
Baûo töû
vi khuaån
Naám
baäc cao
Virut
1 Alcol Etylic 70 + - + +
Izopropylic 70 - 90 + - + -
2 Aldehyde Formaldehyde 1 - 8 + + + +
3.4. DI TRUYEÀN VAØ BIEÁN DÒ DI TRUYEÅN:
Di truyeàn hoïc vi sinh vaät thöïc teá laø moät chuyeân khoa rieâng. Nhieàu
coâng trình nghieân cöùu ñaõ taïo ra vi sinh vaät coù naêng suaát cao trong coâng
ngheä leân men saûn xuaát caùc chaát khaùng sinh, vitamin , acid amin …..
Söï ñoät bieán cuûa vi sinh vaät xaûy ra 1 caùch ngaãu höùng vaø voâ höôùng
3.4.1. Neùt ñaëc tröng cuûa vieäc nhaân ñoâi gen
Vôùi caùc teá baøo nhaân chuaån söï truyeàn thoâng tin laø hieän töôïng
dieãn ra trong quaù trình sinh saûn höõu tính. Trong quaù trình naøy, hai teá baøo
...............................................................................................................................................................
70
23. Chöông 3: Caùc quaù trình sinh lyù cuûa vi sinh vaät.
......................................................................................................................................
giôùi tính ñôn boäi (giao töû) coù theå hôïp nhaát vôùi nhau thaønh teá baøo löôõng
boäi ñöôïc goïi laø hôïp töû.
Rieâng ñoái vôùi vi khuaån, teá baøo sinh saûn baèng caùch phaân ñoâi,
hieän töôïng hình thaønh hôïp töû raát hieám khi xaûy ra. Luùc naøy gaàn nhö toaøn
boä baûn sao DNA cuûa vi khuaån “meï” ñöôïc chuyeån sang vi khuaån “con”.
DNA laø chuoãi acid nucleic mang thoâng tin di truyeàn cuûa cô theå. Ñoái vôùi
Eukaryotia vaø Prokaryota: DNA goàm 2 sôïi. Coøn ñoái vôùi Virut: DNA hoaëc RNA
1 sôïi hoaëc 2 sôïi
Tröôùc khi teá baøo vi sinh vaät phaân chia coù söï nhaân ñoâi ñoàng nhaát
DNA hoaëc RNA theo cô cheá Watson, Crick
DNA laø vaät mang thoâng tin di truyeàn, nhöng saûn phaåm noù khoâng phaûi
laø khuoân maãu tröïc tieáp ñeå toång hôïp protein, sinh toång hôïp protein xaûy ra
taïi polyxom neân khoâng coù maët DNA. Luùc naøy mRNA laø “khuoân ñuùc” tröïc
tieáp tham gia vaøo söï taïo thaønh protein, ôû giai ñoaïn naøy coøn coù söï tham
gia cuûa rRNA, tRNA (RNA vaän chuyeån acid amin), ATP, enzym.
Caùc DNA sao caùc maõ thoâng tin cuûa mình cho mRNA theo cô cheá töông
töï nhaân ñoâi, phaân töû mRNA cuõng gioáng nhö moät maïch cuûa DNA, vôùi
timin ñöôïc thay baèng uraxin. Trong khi coù leõ moät maïch kia coù taùc duïng ñeå
chænh nhöõng sai soùt khi sao maõ.
Sao maõ Giaûi maõ
ttTranscription Translation
DNA RNA Po lype ptide→ →
Moät soá caùch vaän chuyeån thoâng tin di truyeàn töø teá baøo naøy sang
teá baøo khaùc: bieán naïp, taûi naïp, tieáp hôïp.
3.4.2 Ñoät bieán vaø söï xuaát hieän cuûa noù
3.4.2.3. Ñoät bieán (Mutation) ( söï bieán dò di truyeàn )
Ñoät bieán laø söï bieán ñoåi cuûa gen daãn ñeán söï thay ñoåi moät tình
traïng, maø theo ñoù caùc chuûng ñoät bieán khaùc vôùi caùc teá baøo ban ñaàu.
Trong quaàn theå vi sinh vaät, löôïng teá baøo ñoät bieán chieám moät tyû leä raát
nhoû. Khi coù taùc nhaân gaây ñoät bieán taàn soá ñoät bieán coù theå taêng leân.
...............................................................................................................................................................
71
24. Vi sinh thöïc phaåm
......................................................................................................................................
Moãi khi coù söï thay ñoåi traät töï caùc nucleotide cuûa gen (ñoïan DNA) ñeàu
coù theå daãn ñeán söï thay ñoåi caáu truùc daãn ñeán thay ñoåi chöùc naêng cuûa
protein
- Caùc daïng ñoät bieán:
* Ñoät bieán ñieåm: Do thay 1 Nucleotide naøy baèng 1 Nucleotide khaùc
hoaëc theâm moät Nucleotide hoaëc bò maát moät Nucleotide.
* Söï maát ñoïan: Ñuïng chaïm töø 2 Nucleotide trôû leân
- Nguyeân nhaân gaây ñoät bieán:
* Ngaãu phaùt (chöa roõ nguyeân nhaân)
* Caûm öùng bôûi caùc chaát hoùa hoïc hoaëc tia töû ngoïai
3.4.2.3. Bieåu hieän cuûa tình traïng
Khi xaûy ra ñoät bieán coù nhieàu tình traïng coù khaû naêng xuaát hieän (xaûy
ra taïi 1 trong nhieàu nhaân): “Gen troäi”, “Gen laën”, “Mang tính chaát chuûng ban
ñaàu”.
Ñeå thu ñöôïc caùc chuûng ñoät bieán beàn vöõng veà khaùng sinh, chaát
ñoäc, coù theå tieán haønh baèng caùch theâm daàn caùc taùc nhaân gaây ñoät
bieán vaøo moâi tröôøng nuoâi caáy chuûng boá meï ñeå tuyeån daàn caùc chuûng
gaây ñoät bieán ngaøy caøng beàn vöõng hôn vôùi taùc nhaân gaây ñoät bieán.
3.4.3. Söï taùi toå hôïp di truyeàn vaø söï truyeàn caùc tình traïng ôû vi
khuaån
Vi khuaån haàu nhö bao giôø cuõng laø cô theå ñôn boäi, ôû chuùng chæ coù
1 toå hôïp gen, ñoâi khi cuõng coù nhöõng vi khuaån taïo thaønh hôïp töû (Zygota),
nhöng nhöõng hôïp töû naøy khoâng bao giôø ñöôïc hoaøn thaønh so söï hôïp nhaát
hoaøn toaøn giöõa 2 teá baøo.
Trong quaù trình di truyeàn thöôøng toàn taïi caùc ñôn vi di truyeàn sau:
- Teá baøo cho: donor - gen cuûa teá baøo cho: exogenote
- Teá baøo nhaän: recipient - gen cuûa teá baøo nhaän:
endogenote
...............................................................................................................................................................
72
25. Chöông 3: Caùc quaù trình sinh lyù cuûa vi sinh vaät.
......................................................................................................................................
Vi khuaån coù theå truyeàn vaät lieäu di truyeàn thoâng qua söï tieáp xuùc tröïc
tieáp giöõa 2 teá baøo.
3.4.4. Söï bieán dò sinh lyù thích öùng:
- Ñaëc ñieåm naøy theå hieän ôû haàu heát caùc sinh vaät khaùc nhau
- Ñaëc ñieåm bieán dò cuûa vi sinh vaät:
• Chuyeån bieán trao ñoåi chaát (taïo baøo töû, nang xaùc, giaùc maïc) trong
nhieàu tröôøng hôïp chuùng phaûn öùng vôùi moâi tröôøng beân ngoøai baèng
caùch thay ñoåi kieåu trao ñoåi chaát. Ví duï: hieám khí thaønh kî khí
• Chuyeån phaân giaûi thoái röûa sang phaân giaûi hydratcarbon vaø caùc hôïp
chaát ñôn giaûn voâ ñaïm.
• Chuyeån töø töï döôõng sang dò döôõng (VD: taûo ñôn baøo)
• Thay ñoåi heä enzym thích öùng
Enzym caûm öùng Enzym baûn theå
(Cô chaát taêng, löôïng enzym taêng) (Enzym hình thaønh khoâng phuï thuoäc vaøo cô chaát)
• Thay ñoåi pH cuûa moâi tröôøng.
3.4.5. Cô cheá taïo ra chuûng vi sinh vaät:
Ñeå taïo ra moät chuûng ñoät bieán coù khaû naêng taïo nhieàu saûn phaåm
trao ñoåi baäc moät tröôùc tieân caàn chuù yù ñeán caùc cô cheá chòu traùch
nhieäm veà ñieàu hoøa sinh tröôûng:
- Ñieàu hoøa hoaït tính enzym nhôø söï öùc cheá baèng saûn phaåm cuoái
cuøng coøn goïi laø söï kìm haõm lieân keát ngöôïc. Taïo neân söï öùc cheá
dò laäp theå ñoái vôùi enzym ñaàu tieân cuûa chuoãi phaûn öùng
- Ñieàu hoøa toång hôïp enzym nhôø söï kieàm cheá baèng saûn phaåm cuoái
cuøng vaø söï giaûi kieàm cheá.
- Ñieàu hoøa toång hôïp enzym nhôø söï kieàm cheá dò hoùa
Ñoái vôùi caùc chuûng toång hôïp thöøa, söï phaù vôõ öùc cheá do lieân keát ,
ñaït ñöôïc nhôø nhöõng kieåu sai hoûng veà di truyeàn sau ñaây:
...............................................................................................................................................................
73
26. Vi sinh thöïc phaåm
......................................................................................................................................
- Sai hoûng trong söï taïo thaønh saûn phaåm cuoái nhôø khuyeát moät enzym
– caùc theå ñoät bieán trôï döôõng. Baèng caùch boå sung haïn cheá saûn phaåm
cuoái cuøng, sinh tröôûng seõ xaûy ra, song söï tích luõy noäi baøo cuûa
chaát trao ñoåi gaây ra söï öùc cheá trôû laïi bò ngaên caûn
- Sai hoûng veà ñieàu hoøa. Caùc theå ñoät bieán sai hoûng veà ñieàu hoøa coù theå
bò sai hoûng trong trung taâm ñieàu hoøa cuûa enzym dò theå hoaëc sai
hoûng veà cô cheá kieàm cheá do moät ñoät bieán cuûa gen ñieàu hoøa
hoaëc gen vaän haønh. Do ñoù gaây ra söï toång hôïp enzym moät caùch
caáu truùc.
Caùc chuûng coù naêng suaát cao laø nhöõng theå ñoät bieán nhieàu laàn
coù caû hai loaïi sai hoûng.
Khi taïo ra ñoät bieán ta seõ coù moät hoãn hôïp vi sinh vaät, luùc naøy caàn
choïn loïc ra chuûng caàn thieát bò ñoät bieán.
Ngöôøi ta coù theå duøng kyõ thuaät penicillin ñeå phaân laäp caùc chuûng
ñoät bieán trôï döôõng. Phöông phaùp ñöôïc tieán haønh nhö sau:
- Gaây ñoät bieán caùc chuûng hoang daïi coù theå baèng caùc: aùnh saùng töû
ngoaïi, caùc tia ion hoùa, caùc taùc nhaân hoùa hoïc nhö: nitrit, hydroxylamin,
nitrozometylguanidin, etylmetansunfonat. Ñaët bieät laø ñoái vôùi hai loaïi hoùa
chaát cuoái coù theå taïo neân chuûng coù ñoä ñoät bieán raát cao.
- Löïa choïn sao cho caùc teá baøo hoang daïi, ví duï phaùt trieån ñöôïc khi
khoâng coù maët moät acid amin naøo ñoù, bò gieát cheát nhôø penicillin. Do
penicillin chæ taùc duïng leân caùc teá baøo naøo ñng sinh tröôûng. Caùc
chuûng ñoät bieán trôï döôõng (phaùt trieån khi coù maët acid amin) seõ khoâng
sinh tröôûng ñöôïc trong moâi tröôøng khoâng coù acid amin naøy neân khoâng
sinh tröôûng ñöôïc vaø do ñoù soáng soùt.
- Ñoái vôùi caùc vi sinh vaät maãn caûm vôùi penicillin coù theå duøng caùc
khaùng sinh khaùc nhö: canamycin, cyclocerin. Vôùi naám men thì nystatin laø
thích hôïp nhaát.
...............................................................................................................................................................
74
