Đề tài Tìm hiểu về dinh dưỡng - sinh trưởng phát triển của vi sinh vật

-lgN0)/[lg2(t2-t1)] (4)Neáu thôøi gian cuûa moät löùa (1/µ=g) caøng ngaén thì vi khuaån sinh tröôûng vaø phaùt trieån caøng nhanh.Haèng soá toác ñoä phaân chia phuï thuoäc vaøo loaøi vi sinh vaät vaø ñieàu kieän nuoâi caáy Date34GVHD: Trần Đức Tường2. Ñoà thò sinh tröôûng trong heä” kín”Heä “kín” ôû ñaây coù nghóa laø moâi tröôøng khoâng ñöôïc ñoåi môùi.Khi caáy vi khuaån vaøo moâi tröôøng dinh döôõng ,chuùng seõ sinh soâi naåy nôû cho ñeán khi chaát dinh döôõng caàn thieát cho chuùng giaûm ñeán möùc thaáp nhaát, khi ñoù söï sinh tröôûng phaùt trieån chaäm daàn vaø ñình treä ,duø teá baøo vaãn tieáp tuïc moät vaøi laàn phaân chia ,nhöng cho caùc theá heä teá baøo beù hôn, khoái löôïng nhoû hôn.Söï sinh tröôûng trong heä kín nhö vaäy phaûi tuaân theo nhöõng quy luaät chi phoái khoâng chæ ñoái vôùi cô theå ñôn baøo maø coøn ñoái vôi cô theå ña baøo nöõa.Date35GVHD: Trần Đức TườngÑoà thò bieåu dieãn söï phuï thuoäc cuûa loga soá teá baøo vôùi thôøi gian goïi laø ñoà thò sinh tröôûng. Ñoà thò naøy coù theå chia thaønh 6 pha lieân tieáp:2.1. Pha tieàm phaùt (lag): ôû pha naøy soá löôïng teá baøo (X) khoâng taêng töùc laø baèng X0,ñaëc tröng khi µx=0,khi ñoù µx=dX/dt=02.2 Pha taêng toác : soá löôïng teá baøo taêng daàn, do ñoù µx taêng daàn2.3 Pha caáp soá muõ: ôû pha naøy X taêng theo thôøi gian theo caáp soá muõ vaø lnX tæ leä thuaän theo t, ôû suoát pha naøy µx laø khoâng ñoåi vaø cöïc ñaïi ñoái vôùi ñieàu kieän nuoâi caáy cuï theå vaø ñoái vôùi chuûng vi sinh vaät nhaát ñònh, ta coù µx laø cöïc ñaïi.2.4 Pha giaûm toác :söï taêng soá löôïng quaàn theå x bò chaäm daàn , µx giaûm daàn, toác ñoä sinh tröôûng rieâng chaäm daànDate36GVHD: Trần Đức Tường2.5 Pha caân baèng ñoäng: soá vi sinh vaät xñaït ñeán cöïc ñaïi vaø khoâng ñoåi theo thôøi gian 2.6 Pha suy vong : ôû ñaây x giaûm daàn, teá baøo töï phaân giaûi do caùc enzym noäi baøo vaø caùc chaát ngoaïi baøo .Hính V-4. Ñoà thò sinh tröôûng cuûa vi sinh vaät trong heä “kín” Giaùo trình trang 135.3. Hieän töôïng sinh tröôûng keùp vaø sinh tröôûng theâmTrong pha suy vong caùc vi khuaån khoâng phaân chia nöõa, raát nhieàu vi khuaån cheát .Moät soá nhoû soáng soùt vaø theâm vaøi laån nhaân leân nöõa phuï thuoäc vaøo cô chaát do teá baøo töï thuyû phaân phaân giaûi ra, hieän töôïng naøy goïi laø hieän töôïng sinh tröôûng theâm.Date37GVHD: Trần Đức TườngNeáu trong môi tröôøng toång hôïp goàm hoãn hôïp hai loaïi cô chaát cacbon, thì coù theå thaáy ñöôïc ñöôøng cong khoâng bình thöôøng, luùc ñaàu toång hôïp loaïi enzym phaân giaûi loaïi hôïp chaát deã ñoàng hoaù hôn, sau ñoù khi chaát naøy ñaõ caïn ; vi khuaån laûi ñöôïc chaát thöù hai caûm öùng ñeå toång hôïp loaïi enzym phaân giaûi hôïp chaát cacbon thöù hai naøy ,treân ñoà thò sinh tröôûng ta thaáy coù hai pha tieàn phaùt,ai pha taêng toác, hai pha giaûm toác roài môùi ñeán pha caân baèng ñoäng. Hieän töôïng naøy Monod moâ taû laø hieän töôïng sinh tröôûng keùp Ñoà thò quan saùt hình V-5 trang 134 giaùo trình cuûa Nguyeãn Thaønh Ñaït.Cuõng coù taùc giaû chia ñoà thò sinh tröôûng cuûa vi khuaån trong heä kín thaønh 4 pha :pha tieàm phaùt ,pha aáp soá ,pha caân baèng vaø pha suy vong .Date38GVHD: Trần Đức Tường4. Sinh tröôûng lieân tuïc trong moäi tröôøng luoân ñoåi môùi.Ñeå traùnh söï “giaø” cuûa gioáng, ñeå giöû gioáng nuoâi caáy oån ñònh trong cuøng 1 traïng thaùi, ví duï ôû pha log chaúng haïn ,baèng caùch ñöa lieân tuïc caùc dung dòch dinh döôõng vaøo vaø ñoàng thôøi loaïi boû moät löôïng töông ñöông dòch huyeàn phuø nuoâi caáy ra, ñoù laø nguyeân taéc cô baûn cho quaù trính nuoâi caáy kieân tuïc.Date39GVHD: Trần Đức TườngIV. Nguyên nhân làm cho một chủng vi sinh vật phải có pha tiềm phát khi bắt đầu nuôi cấy chúng trong môi trường mới1 Pha lag (pha mở đầu = pha tiềm tàng) Pha này tính từ lúc bắt đầu nuôi cấy đến khi vi khuẩn đạt được tốc độ sinh trưởng cực đại. *40GVHD: Trần Đức TườngTrong pha lag vi khuẩn chưa phân chia (nghĩa là chưa có khả năng sinh sản) nhưng thể tích và khối lượng tế bào tăng lên rõ rệt do quá trình tổng hợp các chất, trước hết là các cao phân tử (protein, enzyme, acid nucleic...) diễn ra mạnh mẽ. Độ dài của pha lag phụ thuộc trước hết vào tuổi của ống giống và thành phần môi trường. Thông thường tế bào càng già thì pha lag càng dài. *41GVHD: Trần Đức TườngRõ ràng nguyên nhân của pha lag là sự khác biệt giữa các tế bào ở pha ổn định (hoặc bào tử) với các tế bào đang sinh trưởng logarid. Trong pha lag diễn ra việc xây dựng lại các tế bào nghỉ thành các tế bào sinh trưởng logarid (hoặc sinh trưởng theo lũy thừa). *42GVHD: Trần Đức Tường2 Nguyên nhân làm cho một chủng vi sinh vật phải có pha tiềm phát khi bắt đầu nuôi cấy chúng trong môi trường mớiKhi chuyển các tế bào đang sinh trưởng logarid vào môi trường mới khác với môi trường trước đó ta vẫn thấy có sự xuất hiện pha lag. Nguyên nhân của pha lag trong trường hợp này chính là sự thích ứng của vi khuẩn với điều kiện nuôi cấy mới; sự thích ứng đó có liên quan đến việc tổng hợp các enzyme mới mà trước đây tế bào chưa cần. Các enzyme mới này được tổng hợp nhờ sự cảm ứng của các cơ chất mới *43GVHD: Trần Đức TườngVí dụ: Nếu chuyển các tế bào đang sinh trưởng logarid từ môi trường khoáng - glucose sang môi trường khoáng - maltose ta sẽ thấy xuất hiện pha lag, đây là thời gian cần cho việc hình thành enzyme maltase (α- glucozidase). *44GVHD: Trần Đức TườngV. Ưu điểm và nhược điểm nuôi cấy liên tục so với nuôi cấy không liên tục *45GVHD: Trần Đức TườngNuôi cấy liên tụcNuôi cấy không liên tục Ưu điểmKhi nuôi cấy vi sinh vật trong hệ liên tục ( hệ mở), tức là thường xuyên thêm chất dinh dưỡng vào môi trường và loại các chất độc hại ra khỏi dịch nuôi cấy, thì có thể duy trì ở pha sinh trưởng cấp độ mũ trong thời gian dài.- Làm cho tốc độ sinh trưởng riêng của vi sinh vật ở cao nhất trong điều kiện cụ thể và kiểm soát được. Do đó thu đựơc sinh khối cao- Thực hiện ở phòng thí nghiệm, đơn giản, dễ làm.- Biết được sự phát triển của vi sinh vật.*46GVHD: Trần Đức Tường Nhược điểm- Có yêu cầu cao về kỹ thuật, dùng những hệ thống nồi nuôi cấy chỉ dùng trong công nghiệp.- Phải liên tục cung cấp dung dịch chất dinh dưỡng- Phải lấy ra môi trường những chất độc hại- Nuôi cấy vi sinh vật trong hệ kín, tức là môi trường không được đổi mới, hàm lượng chất dinh dưỡng cạn kiệt dần, sự tích lũy các sản phẩm đã qua trao đổi tăng lên không ngừng. Đó là nguyên nhân chính làm cho pha sinh trưởng cấp số chỉ kéo dài trong thời gian ngắn; nguyên nhân là làm thay đổi tốc độ sinh trưởng riêng, hình thái và các đặc điểm lý - hóa - sinh, điều này rất bất lợi cho quá trình công nghệ vi sinh, sản xuất công nghệ.- Khi vi sinh vật phát triển trong hệ không liên tục, sự sinh trưởng theo cấp số mũ và không đổi trong một giai đoạn nhất định, sau đó nó đi vào pha cân bằng động, là do sự hết dần các yếu tố dinh dưỡng và sự tích lũy ngày càng nhiều các chất chuyển hóa độc hại được thải ra trong môi trường.Date47GVHD: Trần Đức TườngVI.Kĩ thuật phân lập nuôi cấy vi sinh vật1.Kỹ thuật phân lập vi sinh vậtVSV có ở trong các cơ chất khác nhau: phân, rác, các chất thối rữa, đất, nước, trên bề mặt rau quả, bám trên các hạt bụi trong không khí,Date48GVHD: Trần Đức Tường- Phân lập VSV trong không khí: chế môi trường phù hợp, thanh trùng rồi đổ vào hộp Petri, để hộp không đậy nắp trong khoảng 20 – 30 phút ở nơi muốn phân lập. Trong không khí thường có bào thử các loại nấm mốc, xạ khuẩn, vi khuẩn. Tuỳ theo số lượng khuẩn lạc mọc trên mặt thạch sau 48 -120 giờ người ta biết được độ ô nhiễm của không khí nơi phân lập.Date49GVHD: Trần Đức Tường- Phân lập VSV từ cơ chất rắn: cân 1g chất này hoà vào 10ml nước sinh lý vô trùng, sau đó pha loãng đến nồng độ mong muốn, lấy pipét 1ml lấy dịch huyền phù nhỏ lên mặt thạch dinh dưỡng 0,1ml . Dùng que cấy trang đều hoặc cấy “rích rắc” trên bề mặt thạch. Sau một thời gian nuôi cấy trên mặt thạch sẽ xuất hiện các khuẩn lạc.- Phân lập VSV từ môi trường lỏng: lấy 1ml cơ chất đem pha loãng và phân lập tương tự như trên.Date50GVHD: Trần Đức Tường2. Môi trường nuôi cấy VSV:- Tính chất môi trường nuôi cấy phụ thuộc vào thành phần của chúng. Trong quá trình sinh trưởng phát triển nhiều loại VSV làm đục dần các môi trường lỏng, làm lết tủa hoặc tạo cặn lắng, đóng màng mỏng trên mặt môi trường- Môi trường nuôi cấy đặc được pha chế bằng việc bổ sung hợp chất polysacharit cao phân tử (aga) vào môi trường lỏng.Aga được chiết từ các loài tảo với tỉ lệ 1.5 -2%. Các loại thạch này thường trong suốt, nóng chảy, đông đặc ở 40CDate51GVHD: Trần Đức Tường- Các loại môi trường:+ Môi trường tự nhiên: Gồm các hợp chất tự nhiên, chưa xác định rõ thành phần hoá học.Ví dụ: thường dùng môi trường canh thịt để nuôi cấy vi khuẩn.Pepton là kết quả thu được từ thủy phân hoá học hay bằng enzym các chất hữu cơ protêin như thịt caseine, gelatine. Date52GVHD: Trần Đức TườngTrong môi trường lên men công nghịêp người ta thường dùng các phụ phẩm hoặc bã thải của công nghiệp thực phẩm làm nền của môi trường như các loại mật rỉ (rỉ củ cải đường, rỉ mía), bột đậu tương ép, bột cá, cám, tinh bột kiều mạch, sắn, sirô maltose.+ Môi trường tổng hợp: Là môi trường hoá học, đã biết thành phần hoá học. Ví dụ: Môi trường nuôi cấy D.desulfuricans: K2HPO4:1g; NH4CL: 1g;MgSO4: 2g; Nước nguyên chất: 1000mlDate53GVHD: Trần Đức Tường+ Môi trường bán tổng hợp: Môi trường chứa một số hợp chất có nguồn gốc tự nhiên và một số chất hoá học đã biết rõ thành phần hoá học. Đây là loại rất hay sử dụng.Ví dụ: môi trường thạch EMB: Pepton: 10g; K2HPO4: 2g; Lactozo: 10g; Eosine: 0,4g; Xanh metylen: 0,065g; Aga: 15g; nứơc cất: 1000mlDate54GVHD: Trần Đức TườngNhờ phương pháp phân lập bằng cách pha loãng trong môi trường lỏng hoặc cấy rich rắc trên môi trường đặc chúng ta thu được những chủng VSV thuần khiết. Chúng thường được dùng để giảng dạy, làm mẩu kiểm tra đối chiếu, nghiên cứu hoặc để sử dụng trong sản xuất công nghiệp.Các phương pháp và môi trường nuôi cấy liên tục được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp.Date55GVHD: Trần Đức TườngCẢM ƠN CÁC BẠN DỰ SEMINA NHÓM 2 Tổ 3 & 4GOOD LUCK TO YOU The EndDate56GVHD: Trần Đức Tường