Bài giảng vi sinh sau thu hoạch

BÀI GIẢNG VI SINH SAU THU HOẠCH • Mở đầu • I. ĐẶC ĐiỂM CHUNG CỦA VSV • - Kích thước nhỏ bé tính bằng µm hoặc nm • - Hấp thụ nhiều, chuyển hoá nhanh • - Phân bố rộng, chủng loại nhiều • - Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh • Là SV đầu tiên xuất hiện trên trái đất Vết tích Gloeodiniopsis cách đây 1,5 tỷ năm Vết tích Palaeolyngbya cách đây 950 triệu năm • - Năng lực thích ứng mạnh, và dễ phát sinh biến dị • II. Vị trí của SV trong sinh giới Vi sinh và Bảo quản STH – Trần Thị Minh Loan • - Linneaus (1707-1778) là người đầu tiên đặt tên loài cho sinh giới, chia sinh giới thành 2 giới • - 1866 F. Hackel đề xuất bổ sung thêm giới thứ 3 đó là giới Protista • - 1969 Whittaker đề xuất hệ thống phân loại 5 giới Vi sinh và Bảo quản STH – Trần Thị Minh Loan • - 1979 Trần Thế Tương đề xuất hệ thống 6 giới • 1980, Carl R. Woese ba lĩnh giới (Domain) • T. Cavalier-Smith (1993) thì lại đề xuất hệ thống phân loại 8 giới: • III. VAI TRÒ CỦA VSV TRONG TỰ NHIÊN • - Sống ở khắp nơi trên trái đất • - Phân giải chất hữu cơ • - Có vai trò trong ngành năng lượng • - Là lực lượng sản xuất trực tiếp của ngành công nghệ lên men Vi sinh và Bảo quản STH – Trần Thị Minh Loan • - VSV là nguyên nhân của nhiều loại bệnh nguy hiểm • V. Sơ lược về lịch sử phát triển của VSV • Lịch sử phát triển của VSv có thể chia thành 4 giai đoạn • 5.1. Giai đoạn sơ khai • - Ngành cổ sinh vật học xác định được những vi khuẩn đầu tiên xuất hiện cách đây 4 tỷ năm Vi sinh và Bảo quản STH – Trần Thị Minh Loan • - Thời cổ Hy Lạp đã biết nấu rượu • - 1665 Antony Van Leuwenhoek (1632 – 1723) quan sát được TB VK • - 1673 Hoek đã quan sát được TB VK sống Vi sinh và Bảo quản STH – Trần Thị Minh Loan Carl Von Linnaeus Van Leuwenhoek 5.2. Giai đoạn Louis Pasteur - 1857 Phát hiện ra quá trình lên men nhờ có VSV • - Tranh luận về bệnh tật và nguyên nhân gây bệnh, tìm ra nguyên nhân gây bệnh, bác bỏ thuết tự sinh Vi sinh và Bảo quản STH – Trần Thị Minh Loan • 5.3 Giai đoạn sau Pasteur • Đây là giai đoạn mở ra cho các nghiên cứu về sau - Robert Koch (1843 – 1910) phát hiện ra vi khuẩn lao. - Metnhicov (1845 – 1916) đề ra học thuyết miễn dịch học. - Eclic (1854 – 1915) nêu ra thuyết miễn dịch học dịch thể - Omelanski (1867 – 1928) phát hiện ra vi khuẩn phân giải cellulose • - 1881 Koch đề xuất pp phân lập VSV, Hess đề xuất pp nuôi cấy VSV trên môi trường thạch • - 1884 Gram đề xuất phương pháp nhuộm Gram • - 1897 Buchner chứng minh vai trò của enzyme trong quá trình lên men rượu Vi sinh và Bảo quản STH – Trần Thị Minh Loan • 5.4. Giai đoạn hiện đại • Sau 150 năm sau khi công trình nghiên cứu của Pasteur thì những nghiên cứu về VSV có những bước tiến mới • Hiện nay trong ngành khoa học hiện đại đã có những nghiên cứu và ứng dụng khác nhau về VSV Vi sinh và Bảo quản STH – Trần Thị Minh Loan • VI. Đối tượng của VSV học • 6.1 Virus học • Khoa học nghiên cứu các cơ nghieân câ öùùu caùù c cô theåå voâ baâ øø o (Acaryote): Virut vaøø Bacteriophge, ñaõ õ ñöôïï c bieáá t tôùù i 79 hoïï (UB Quoáá c teáá phaân loaâ ïï i hoïï c virut, 1995). Vi sinh và Bảo quản STH – Trần Thị Minh Loan Virus cúm gà H5N1 Virus HIV/AIDS • 6.2. Vi khuẩn học Khoa hoïï c nghieân câ öùùu cô theåå nhaân sô â (Prokaryote): VSV coåå (Archaea, Archaeaobacter) vaøø vi khuaåå n (Bacteria, Eubacteria). • 6.3. Nấm học • Khoa hoïï c nghieân câ öùùu veàà naáá m goàà m coùù 3 ngaøø nh: Naáá m thöïïc baøø o (naáá m nhaøø y – Gymmomycota), naáá m roi (Mastigomycota) vaøø naáá m khoâng roiâ • 6.4. Tảo học • Khoa hoïï c nghieân câ öùùu veàà vi taûû o. • 6.5. Động vật nguyên sinh • Khoa học nghiên cứu về động vật nguyên sinh • VI. Các công cụ nghiên cứu VSV • 1. Kính hiển vi • - Kính hiển vi thường: Dùng để quan sát hình dạng, những bào quan lớn trong nội bào của tế bào VSV sống hoặc đã nhuộm màu, Không thể nhìn thấy Virus. • Kính hiển vi nền đen: Dùng quan sát những mẫu vật sống mà không thể nhìn dưới kính hiển vi thường, ví dụ: Troponema pellidum, hoặc chẩn đoán giang mai. • - Kính hiển vi đối pha: Dùng để quan sát những chi tiết bên trong tế bào sống, không nhuộm màu. • - Kính hiển vi giao thoa: Nhìn thấy mẫu theo không gian 3 chiều, không nhuộm màu. • Kính hiển vi huỳnh quang: Phát hiện nhanh các VSV trong các mô, bệnh phẩm. Phát hiện các kháng thể huỳnh quang, kháng sinh huỳnh quang. • - Kính hiển vi điện tử: Có độ phóng đại từ 10.000- 100.000 lần, dùng quan sát Virus, các cấu trúc siêu hiển vi trong tế bào. • - Kính hiển vi điện tử quét: Có độ phóng đại từ 10.000- 100.000 lần, quan sát các cấu trúc bề mặt của tế bào và Virus. • 2. Các phương pháp khác • - Phương pháp siêu li tâm(50.000v/p): Tách các hạt có kích thước vi mô nằm trong tế bào VSV, hoặc các phân tử có kích thước lớn. • - Máy cắt lát siêu mỏng: Từ những lát cắt này có thể nhìn thấy những cấu trúc dưới mức tế bào. • Phương pháp đồng vị phóng xạ: Nghiên cứu Protein và Acid nucleic của VSV, thường dùng S32 và P35. • Phương pháp huỳnh quang kháng thể: Nghiên cứu các quá trình sinh tổng hợp xảy ra bên trong tế bào ở mức độ phân tử. • - Phương pháp nhiễu xạ X quang: Dùng nghiên cứu cấu trúc không gian của các phân tử. • - Phương pháp sắc kí, điện di: Dùng để tách các chất có kích thước và trọng lượng phân tử khác nhau. • Phương pháp vi điện cực: Đo thế hiệu của các lớp màng trong và ngoài tế bào. • - Các phương pháp nuôi cấy trên môi trường lỏng và đặc: Dùng nghiên cứu các quá trình hiếu khí và các chất tiết ra môi trường của VSV trong thời gian nuôi cấy. • - Các phương pháp cố định và nhuộm màu: Nghiên cứu hình dạng và kích thước của tế bào và một số bào quan trong tế bào. • Các đơn vị đo lường thường dùng trong nghiên cứu VSV là: • - Đơn vị đo kích thước: mm, µm, Ao , pm. • - Đơn vị đo trọng lượng: g, mg, µg, ng VII. Ứng dụng của vi sinh vật trong công nghệ sau thu hoạch • Nông nghiệp: Chế biến, và bảo quản, và đóng hộp Rau, Hoa, Quả, Hạt, Thịt, Sữa. … • Lâm nghiệp: Chế biến và bảo quản các sản phẩm gỗ. • Thủy sản: Chế biến và bảo quản và đóng hộp các sản phẩm cá, tôm, nhuyễn thể… • Chương I. Hình thái cấu tạo tế bào vi sinh vật • I. Vi khuẩn • 1. Hình thái, kích thước • - Có hình dạng và cách sắp xếp khác nhau có thể là hình cầu, hình que, hình dấu phẩy, hình xoắn, hình sợi, hình có cuống • - Đường kính của VK thay đổi • - Muốn quan sát TB Vi khuẩn phải nhuộm tế bào • Có các phương pháp nhuộm sau • * Nhuộm TB chết • Nhuộm ảnh dương • + Nhuộm Gram • - Nhuộm bào tử nội sinh • - Nhuộm Giemsa • - Nhuộm Kháng acid • Nhuộm ảnh âm; dùng mực tàu để làm nổi lên bao nhầy của VK • - Phương pháp nhuộm VK sống • + Dùng thuốc nhuộm xanh Methylen • + NHuộm Gram • Chia VK thành 2 nhóm là VK Gram dương G+ và VK Gram âm (G-) • a. Cầu khuẩn • - Có dạng hình cầu, có thể sắp xếp dưới nhiều cách khác nhau • - Gồm nhiều tế bào sắp xếp khác nhau có thể là Monococcus, Diplococcus, Tetracoccus, Streptococcus, Staphylococcus. • b. Trực khuẩn • - Có hình que, hình lưỡi liềm, hình vuông, dùi trống • Chia thành 2 nhóm • - SInh bào tử • - Không có bào tử • c.Xoắn khuẩn • Gồm những VK có 1 hay nhiều vòng xoắn • Phẩy khuẩn • Xoắn khuẩn • 2. Cấu tạo tế bào • a. Thành tế bào • - Duy trì ngoại hình tế bào • - Hỗ trợ sự chuyển động của tiên mao • - Giúp tế bào đề kháng với lực tác động từ bên ngoài • - Cần thiết cho quá trình phân cắt bình thường của tế bào • - Cản trở sự xâm nhập của các chất có hại • - Có liên quan đến tính kháng nguyên, tính kháng bệnh Thành tế Thành tế bào vi khuẩn Gram dương Thành tế bào vi khuẩn Gram âm • b. Màng sinh chất (cytoplasmic membrain) • - Dày khoảng 4-5 nm • - Màng tế bào chất được cấu tạo bởi hai lớp phospholipid • - Làm nhiệm vụ hô hấp • - Đóng vai trò trong việc gắn các yếu tố di truyền. • Chức năng • - Khống chế sự vận chuyển, trao đổi ra, vào tế bào của các chất dinh dưỡng • - Duy trì áp suất thẩm thấu bình thường bên trong tế bào • - Là nơi tiến hành phosphoryl hoá và phosphoryl quang hợp • - Là nơi tổng hợp nhiều lọai enzyme •• Cấu trúc của đầu và đuôi của phospholipid • c. Tế bào chất • Còn được gọi là bào tương hay nguyên sinh chất • Chứa các chất hoà tan trong suốt và các hạt dịch • Trong tế bào chất có protein, acid nucleic, hydrat carbon, lipid, các ion vô cơ và nhiều nhiều chất khác có khối lượng phân tử thấp Các cơ quan tử - Ribosome (70S) chiếm 70% trọng lượng khô của TB, gồm hai tiểu phần 30S và 50S • - Không bào • - Mezosome • - Glucogen, Glucose • d. Thể nhân • Nhân nguyên thuỷ chưa có màng nhân, thể nhân có hình dạng bất định, bắt màu tím, có 1NST Thể nhân trong tế bào vi khuẩn Escherichia coli. e. Tiên mao • Đa số VK có khả năng di động nhờ tiên mao • f. Bào tử (bao nhầy) • Ở một số vi khuẩn bên ngoài thành tế bào còn có một lớp gọi là giác mạc, đó là lớp dạng keo, có độ nhầy nhất định • Căn cứ vào kích thước của vỏ nhầy có thể chia thành • - Bao nhầy mỏng • - Bao nhầy • - Khối nhầy • - Không phải có ở tất cả các loại vi khuẩn • - Thành phần chủ yếu của bao nhầy là polysaccarid, ngoài ra cũng có polypeptid và protein Acetobacter xylinum • g. Bào tử • Bào tử có tính kháng nhiệt, kháng bức xạ, kháng hoá chất, kháng áp suất thẩm thấu. • 3. Sinh trưởng của VK • - Sinh sản bằng cách nhân đôi • - VK phát triển trong môi trường gồm có 4 pha đó là pha làm quen với môi trường gọi là pha Lag, Pha tăng sinh (logarit), pha ổn định và pha tử vong • II. Xạ khuẩn • Còn được gọi là nấm tia, được xếp vào trung gian giữa nấm và VK • Hệ sợi của vi khuẩn được chia thành khuẩn ti cơ chất và khuẩn ty khí sinh. • Bào tử của xạ khuẩn được hình thành theo ba phương thức • - Phát triển toàn bộ • - Phát triển trong thành • - Phát triển bào tử nội sinh • III. NẤM MỐC • 1. Cấu tạo • - Không có diệp lục • - Sợi nấm gồm 2 phần: • + Phần hút bám vào cơ chất gọi là khuẩn ty cơ chất • + Phần phát triển ra môi trường không khí gọi là khuẩn ty khí sinh • - Khuẩn ty khí sinh có thể phát triển thành bào tử • Cấu tạo tế báo • - Bên ngoài là thành tế bào • - Tiếp theo là màng TBC • - Màng nhân • - Nhân phân hoá • - Màng nhân rất mỏng có nhiều lỗ nhỏ • - Giữa thành tế bào và màng TBC có thể màng biên MT: Vi ống M: Ty thể SC: bộ máy Golgi V: Bọng (túi) P: Màng sinh chất Cấu tạo tế bào vi nấm Cấu tạo tế bào và vách tế bào Bộ NST Thành TB bọng Ty thể Mạng lưới nội chất Chóp Mụn cơm Tầng bào tử Vòng nấm Cuống Túi bìu Rễ nấm • Cấu tạo của sợi nấm Mũ nấm Ngọn nấm, Đây là nơi tạo ra tế bào Thành phần tăng trưởng Phần thành thục Gốc nấm Phần giới hạn giữa phần tăng trưởng và phân thành thục • 2. Các dạng biến hoá của sợi nấm • - Sợi nấm phát triển thành sợi khuẩn ty, bao gồm khuẩn ty cơ chất và khuẩn ty khí sinh • Hệ sợi phát triển và biến đổi thành các hình dạng khác nhau • Khuẩn ty cơ chất biến đổi thành các dạng khác nhau • - Rễ giả • - Sợi hút • - Sợi áp • - Sợi bò hay thân bò • - Vòng nấm • Từ khuẩn ty khí sinh phát triển thành các cơ quan • - Đầu bào tử trần • - Nang bào tử • - Đĩa giả • - Bó giả • - Hạch nấm • - Thể đệm • - Quả túi • 3. Sinh sản của nấm mốc • Sinh sản dinh dưỡng • - Bằng đoạn sợi nấm • - Bằng bào tử • Sinh sản hữu tính • - Tiếp hợp nhân • - Tiếp hợp tế bào chất • - Giảm phân • IV. NẤM MEN • 1. Hình thái tế bào • - TB nhân thật • - Có thể có khuẩn ty hoặc giả khuẩn ty • - Có loài có thể tạo váng trên môi trường dịch thể • - Thành tB chủ yếu là Protein *50%), 40% lipid, còn ít polysarcharid và ít Steroid • - Màng nhân gồm 2-3 lớp, có nhiều lỗ thủng • - TB nấm men khi già sẽ xuất hiện không bào • - Không bào có chứa enzyme thuỷ phân Sẹo chồi • 2. Sinh sản • - Sinh sản vô tính • Nảy chồi • - Phân cắt • - Bằng bào tử Bào tử túi Bào tử màng dàyBào tử đốt • - SS hữu tính • Tiếp hợp • Bắt chéo