Công nghệ lên men vi sinh vật

Thông qua các hoạt động trao đổi chất của các VSV này, con người có thể thuđược các sản phẩm công nghệ cần thiết hay thông qua các hoạt động sống của chúng đểthực hiện các chuyển đổi côn

Câu 1: Công nghệ lên men vi sinh vật là gì? Trình bày các mục đích của công nghệ lên men vi sinh vật? Anh/chị hãy nêu và phân tích các phương pháp tránh tạp nhiễm trong quá trình lên men?

 Công nghệ vi sinh vật ( hay CN lên men VSV) là công nghệ nuôi 1 hay 1 số chủng VSVnhất định Thông qua các hoạt động trao đổi chất của các VSV này, con người có thể thuđược các sản phẩm công nghệ cần thiết hay thông qua các hoạt động sống của chúng đểthực hiện các chuyển đổi công nghệ mong muốn

 Mục đích của CN lên men VSV:

- Lên men thu sinh khối VSV, vd: khâu nhân giống trong quá trình lên men, trong công nghệ sinh tổng hợp Protein đơn bào

- Lên men sản xuất các sản phẩm trao đổi chất, bao gồm các sản phẩm TĐC sơ cấp ( LM rượu, LM sản xuất các acid hữu cơ), các sản phẩm TĐC thứ cấp ( vd như: acid amin, vitamin, enzyme, chất kháng sinh, chất điều hoà sinh trưởng TV) vá các sản phẩm hoàn toàn mới nhờ công nghệ tái tổ hợp gen

- LM sx các sản phẩm công nghệ chuyên biệt, vd như: sx vaccine, sx thuốc trừ sâu vi sinh, sx phân vi sinh

- LM thực hiện các chuyển đổi sinh học: như sx ephedrin, một vài sterol, steroid hay trong sx vit C

- LM để thực hiện các mục tiêu khác: vs tróng CN xử lý rác thải hữu cơ bằng pp sinh học, trong tuyển khoáng hay trong 1 số phân tích thăm dò sử dụng VSV chỉ thị Tuỳ thuộc vào bản chất công nghệ, quá trình lên men có thể sử dụng 1 chủng, 1 số chủng hay phối hợp đồng thời nhiều chủng VSV khác nhau

 Phân tích các pp tránh tạp nhiễm trong LM VSV:

- Sử dụng chủng thuần (chủng vi sinh vật thuần khiết là chủng giống gốc, có đặc tính sinh học cơ bản như khi mới phân lập, hoàn toàn tinh sạch và có sức sống ổn định quanhiều thế hệ cấy truyền)

- Thao tác thành thạo, kĩ thuật vô trùng

 Tiệt trùng: là pp tiêu diệt hoàn toàn tất cả các vi sinh vật

- Tiệt trùng bằng hấp ướt: (Tiệt trùng bằng nồi hấp tiệt trùng)

+ K/n: hấp ướt là pp sử dụng nồi hấp tiệt trùng để diệt khuẩn các dụng cụ chịu được nhiệt độ, độ ẩm cao

+ Nguyên lý: Dụng cụ thí nghiệm đặt trong hấp tiệt trùng, đã được cài đặt thời gian &nhiệt độ thích hợp Hơi nước dưới áp suất, nhiệt độ cao sẽ tiêu diệt được các loại vi khuẩn Đảm bảo dụng cụ được vô trùng

+ Ưu điểm: không độc, tiết kiệm chi phí, thời gian tiệt trùng ngắn

Thông thường được tiệt trùng ở 2 mức nhiệt độ sau:

 Tiệt trùng trong công nghệ lên men

Hầu hết các quá trình lên men công nghiệp được tiến hành các nuôi cấy thuần khiết trong đó chỉ

có các chủng chọn lọc được phép sinh trưởng Nếu một cơ thể vi sinh vật ngoại lai hiện diệntrong môi trường hoặc trong bất kỳ một bộ phận thiết bị nào đó, thì chúng sẽ làm nhiễm bẩn môitrường, sản xuất ra các sản phẩm có hại có thể hạn chế sinh trưởng của các chủng sản xuất Vìthế, trước khi bắt đầu quá trình lên men, môi trường và các thiết bị lên men phải được tiệt trùng

để loại bỏ tất cả các nguy cơ gây nhiễm và các điều kiện vô trùng này phải được duy trì trongsuốt quá trình lên men

Muốn cho quá trình lên men được kết quả, ta cần tạo mọi điều kiện cho chủng vi sinh vật nuôicấy được phát triển và hoạt động tối ưu Muốn vậy, việc trước tiên và gần như tất cả là phải ngăncản sự xâm nhập và phát triển của các vi sinh vật lạ Trong nhiều quá trình lên men như sản xuấtcác acid amin, enzyme, các chất kháng sinh… thì cần phải vô trùng gần như tuyệt đối, nhất làtrong giai đoạn nhân giống và sinh trưởng Còn trong các quá trình sản xuất sinh khối, như sinhkhối nấm men chăn nuôi, men bánh mì, sinh khối vi khuẩn, tảo… thì không cần vô trùng Lênmen rượu bia cùng không đòi hỏi vô trùng tuyệt đối Sự phát triển lạ bị ngăn cản bằng cách tạo ranhững điều kiện thuận lợi cho sinh trưởng của chủng sản xuất Các điều kiện đó thường là các cơchất đặc hiệu hoặc pH của môi trường

Muốn có điều kiện nuôi cấy vô trùng phải tiến hành tiệt trùng môi trường, thiết bị và toàn bộ hệthống van, đường ống, các thiết bị phụ trợ trong dây chuyền sản xuất

Nhiệm vụ tiệt trùng là diệt hết vi sinh vật có mặt trong môi trường do có sẵn từ trong thành phầnnhư nước, nguyên liệu, không khí và trên bề mặt các thiết bị tiếp xúc với môi trường Những visinh vật này còn sống sót sẽ phát triển cạnh tranh với chủng sản xuất, làm hỏng quá trình lênmen Các vi sinh vật thường có sức bền với nhiệt, một số có mặt trong nguyên liệu

1. Tiệt trùng thiết bị và hệ thống truyền dẫn

Trong phương pháp nuôi cấy bề mặt cần phải tiệt trùng thiết bị, dụng cụ có liên quan đến giống

vi sinh vật (thùng gieo cấy, khay, thùng chứa nước, bơm, hoặc đường ống dẫn….)

Các thiết bị này có thể dùng các dịch sát khuẩn để ngâm hoặc lau rửa, xông SO2 hoặc đem sấy ởnhiệt độ cao (khay dụng cụ thủy tinh có thể sấy khô ở 1600C trong thời gian là 60 phút)

Môi trường, thiết bị máy móc và hệ đường ống truyền dẫn tiệt trùng bằng hơi ở nhiệt độ 120ºC với áp suất dư 0,05 – 0,1 Mpa Mặt bàn để cấy giống, các miệng bình nhân giống đều phảitráng rửa bằng cồn ethanol

105-Trong phương pháp lên men bề sâu việc tiệt trùng thiết bị và hệ thống truyền dẫn là vô cùngquan trọng Nếu công việc này không được tiến hành nghiêm ngặt thì quá trình lên men sẽ hoàntoàn bị phá hỏng, không thu được kết quả gì.

Tiệt trùng thiết bị bằng hơi nóng ở nhiệt độ cao cũng chưa chắc đạt được độ tiệt trùng Khi gianhiệt không khí có thể tách ra khỏi hỗn hợp hơi – khí làm thành lớp màng khí Điều đó làm giảmhiệu quả tiệt trùng

Ngoài ra, các bộ phận, các dụng cụ để tiếp giống, tiếp thêm chất dinh dưỡng, chất điều chỉnhpH… đều phải tiệt trùng Đa số trường hợp vẫn phải tiệt trùng bằng hơi nước, chỉ có nhữngtrường hợp các chất dinh dưỡng dễ bị phân huỷ ở nhiệt độ cao thì phải tiệt trùng bằng cách lọcqua phin lọc vô trùng hoặc dùng các hoá chất diệt khuẩn Việc dùng các hoá chát diệt khuẩn phảicân nhắc kỹ càng về tính gây độc cho vi sinh vật nuôi cấy, cho người và an toàn lao động

2. Tiệt trùng và làm sạch không khí

Trong quá trình nuôi cấy các chủng vi sinh vật hiếu khí việc cung cấp không khí vô trùng là mộtviệc làm phức tạp và khó khăn Trong không khí luôn luôn có một lượng tương đối lớn các visinh vật từ khoảng vài trăm đến vài ngàn, thậm chí vài vạn tế bào hoặc hơn nữa trong một lít.Trong đó có bào tử nấm mốc, xạ khuẩn theo gió bay, bào tử vi khuẩn cùng với bụi bẩn Thôngthường mùa rét số lượng vi sinh vật ít hơn mùa hè, ở trên cao ít hơn ở gần mặt đất và trời lặng íthơn khi trời gió bụi Vì vậy, không khí trước khi đưa vào lên men cần phải làm sạch để đạt độ vôkhuẩn gần như tuyệt đối

Cung cấp khí sạch cho nuôi cấy bề mặt là một bộ phận đặt những máy điều hoà và làm sạchkhông khí thường ở trên và bên cạnh phòng nuôi cấy Quá trình làm sạch qua các giai đoạn:không khí qua lọc sơ bộ để loại các bụi bẩn cơ học và phần lớn các vi sinh vật; vào điều hoà tổng

có điều chỉnh nhiệt (nếu cần) vào qua quạt chung; học vi sinh vật và cuối cùng cấp cho các máyđiều hoà riêng Cũng có thể bố trí hệ thống cấp và lọc khí như sau: không khí từ cột hút qua phinlọc sơ bộ vào quạt hút, qua lọc vào máy điều hoà, rồi cấp cho buồng nuôi cấy

Cung cấp khí sạch cho nuôi cấy chìm là cả một hệ thống tương đối phức tạp Trọng tâm của hệthống này là các máy nén khí và phin lọc Ngoài ra còn có các bộ phận khác, như lọc sơ bộ, làmnguội khí, tách dầu nước, thùng chứa khí Hệ thống nén và làm sạch không khí theo sơ đồ sau:

Không khí → qua cột hút → lọc sơ bộ → nén khí → làm nguội → tách dầu nước → lọc chung

(tổng lọc)

→ lọc riêng → (1) nồi lên men (hoặc nồi nhân giống, nồi tiếp dầu, nồi tiếp dịch cơ chất dinh

dưỡng)

→ lọc riêng → (2) Cấp cho buồng nuôi cấy vô trùng.

Lọc sơ bộ được cấu tạo bởi hai lớp lưới thép inox đặt ở mặt trước và mặt sau hộp chữ nhật có vỏtôn, ở giữa xếp các chuỗi vòng kim loại chồng khít với nhau và được đặt khít vào hộp tôn, đầukia của hộp tôn được làm nhỏ lại để sao cho lắp vừa cửa vào máy nén, còn đầu lưới và đầu kimloại được nối với ống hút gió, ống hút gió có thể có chiều cao tới 10m hoặc hơn nữa để tránh đưakhông khí gần mặt đất có nhiều tạp khuẩn và bụi vào máy nén

Phin lọc không khí là những bình làm bằng thép thường, hình trụ có hai vỏ, bên trong được xếpvật liệu lọc (bông mỡ, bông thuỷ tinh, vải, amiăng, tấm lọc từ các loại sợi đặc biệt …) nhữngphin đầu tiên được dùng cho lọc không khí để nuôi cấy chìm thường dùng bông mỡ Bông phảitơi và sợi càng dài càng tốt Bông được xếp chặt bên trong phin và có thể xếp giữa cột bông theochiều cao một lớp than hoạt tính dầy

Không khí sạch vô trùng được đưa vào nồi lên men qua các bộ phận phun tia kết hợp với khuấyđảo hoặc ống hồi lưu để tăng thêm độ hoà tan của oxy vào dịch, nhằm cung cấp tối đa nhu cầuoxy của chủng nuôi cấy để đạt được năng suất lên men cũng như hiệu suất chuyển hóa cao

Đối với lên men hiếu khí (aerobic fermentations), thì cần cung cấp không khí liên tục Tốc độ sụckhí đặc trưng cho lên men hiếu khí khoảng 0,5-1,0 vvm (thể tích khí/thể tích chất lỏng/phút).Điều này đòi hỏi một lượng lớn không khí Vì thế, không chỉ môi trường mà không khí cũngphải vô trùng Tất cả những kỹ thuật vô trùng dùng cho môi trường cũng có thể áp dụng chokhông khí Tuy nhiên, tiệt trùng theo phương thức nhiệt không thực tế về mặt kinh tế và cũngkhông hiệu quả do hiệu suất truyền nhiệt thấp của không khí so với chất lỏng Kỹ thuật tiệt trùng

có hiệu quả nhất cho không khí là phương pháp lọc bằng cách dùng bộ lọc màng (membranefilter) hoặc bộ lọc sợi (fibrous filter)

Nút bông, thường được dùng như là nắp đậy cho ống nghiệm hoặc bình tam giác đựng dung dịch

vô trùng, là một ví dụ tốt để loại vi sinh vật ra khỏi không khí bằng sợi lọc Một bộ lọc đơn giảnđược làm bằng cách nhồi bông trong cột Tuy nhiên, với các bộ lọc làm bằng bông thì sự giảm áplớn và sự ẩm ướt có thể là điều kiện thuận lợi cho sự nhiễm bẩn Vì thế, các sợi thủy tinh thíchhợp khi lọc môi trường do chúng tạo ra một sự giảm áp thấp hơn và ít có khả năng ẩm ướt hoặccháy Hệ thống lọc hiện đại bằng sợi là các ống hình trụ làm từ các vi sợi borosilicate liên kết,chúng được bao bọc trong mạng lưới đã gia cố polypropylene Loại thiết kế này có thể phân phốihơn 3 m3/s không khí vô trùng ở sự giảm áp suất 0,1 bar

3. Tiệt trùng môi trường nuôi cấy bề mặt

Môi trường nuôi cấy bề mặt thường là các hợp chất rắn, xốp, gồm có cám, bột và các chất dinhdưỡng được tiệt trùng bằng hơi nóng trong thiết bị chuyên dùng với áp suất dư 0,05 Mpa để đạtđược nhiệt độ 104 – 110oC Để tăng hiệu quả tiệt trùng người ta cho vào môi trường trước khi gia

nhiệt một chất kháng sinh là furaxin với tỷ lệ 1,5g cho 100g môi trường hoặc dung dịch formalin40% với tỷ lệ 0,2% trong nước làm ẩm môi trường.

Tiệt trùng bằng hơi nóng có thể qua hai giai đoạn: nâng nhiệt tới 100oC và đảo khối môi trườngliên tục trong 15–20 phút; sau đó nâng tới 110oC khoảng 60 – 90 phút và cứ sau 15 phút lại đảomôi trường 3 – 5 phút

Phòng nuôi và các khay đựng môi trường cũng được tiệt trùng Môi trường sau khi tiệt trùng chiavào các khay coi như môi trường vô trùng, được làm nguội và được tiếp giống cho vào lên men

4. Tiệt trùng môi trường lỏng để lên men bề sâu

Tiệt trùng môi trường lỏng có thể chọn một trong những phương pháp gián đoạn và liên tục.Phương pháp gián đoạn thường dùng trong trường hợp khối dịch không lớn, các nồi nhân giống

và ở các nồi lên men không quá lớn

– Tiệt trùng nồi lên men và hệ thống đường ống tiếp xúc với môi trường bằng hơi nóng trực tiếphoặc gián tiếp

– Cho dịch môi trường đã pha chế vào nồi (lượng dịch bằng ¾ V của nồi và phải tính thêm phầnnước ngưng khi cho hơi trực tiếp vào môi trường)

– Gia nhiệt tới nhiệt độ tiệt trùng

Phương pháp này tương đối dài và để tránh biến đổi trong thành phần dinh dưỡng của môitrường nên chỉ tiến hành ở áp suất 0.05 – 0.1 Mpa với nhiệt độ 10 – 120 o C trong khoảng 1 – 1,5giờ từ lúc đạt được nhiệt độ tới hạn

Tiệt trùng liên tục ở nhiệt độ cao hơn (140 – 145oC) và giữ ở thời gian ngắn hơn ở nhiệt độ này.Thiết bị dùng vào việc này có ba bộ phận: bộ phận khử khuẩn là cột được gia nhiệt bằng hơi khimôi trường lỏng chảy qua, bộ phận tiếp theo là bình giữ dịch ở nhiệt độ xác định trong khoảngthời gian gần bằng thời gian để diệt tối đa số vi sinh vật Phần thiết bị này có thể là thùng hìnhtrụ hoặc cột có các vách ngăn hoặc các tầng đĩa để phân tán nhiệt cho đồng đều cả khối môitrường hoặc ở dạng ống xoắn trao đổi nhiệt Phần thiết bị thứ ba là bộ phận làm nguội dịch môitrường có hệ trao đổi nhiệt với nước làm việc với áp suất dư 0,03 – 0,05 Mpa

5. Tiệt trùng dầu mỡ phá bọt

Các chất phá bọt thường là dầu thực vật, các hợp chất hoạt động bề mặt ,vì các bào tử vi khuẩn ởtrong những chất này có độ bền nhiệt cao gấp 2– 3 lần so với trong nước, nên việc tiệt trùng cầnphải thận trọng Nhiệt độ tiệt trùng là 120 – 125oC trong khoảng 1- 1,5 giờ Dầu và bình chứa

dầu sau khi tiệt trùng làm nguội được giữ ở điều kiện áp suất dư 0,03- 0,04 Mpa bằng khí nén vôtrùng Khi phá bọt dùng khí nén vô trùng đẩy qua hệ van đường ống nối với nồi lên men.

6. Kiểm tra trạng thái vô trùng

Kiểm tra trạng thái vô trùng của môi trường cũng như cả hệ thống thiết bị trước khi bắt đầu vàtrong quá trình lên men, đặc biệt là pha sinh trưởng, là việc làm rất cần thiết Vì nếu tạp nhiễmthì cả quá trình nuôi cấy có thể bị phá huỷ hoàn toàn

Trong lên men bề mặt cần kiểm tra vô trùng môi trường sau khi khử khuẩn và nước làm ẩm bổsung vào môi trường Lấy mẫu và cấy vào các đĩa petri có môi trường thạch- thịt- pepton hoặcthạch- malt Sau đó gói bằng giấy sạch và để vào tủ ấm 30 – 37o C trong 24 giờ

Câu 2: Phân loại quá trình lên men công nghệ vi sinh vật ?

 Tuỳ thuộc vào bản chất và kĩ thuật vận hành quá trình lên men, người ta có thể chia chúngthành theo các tiêu chí khác nhau như:

- Dựa vào đặc tính cơ lý của quá trình lên men: LM môi trường rắn (LM mt rắn - xốp),

LM môi trường lỏng

- Dựa vào nhu cầu cung cấp oxi cho quá trình lên men: LM hiếu khí, Lm yếm khí

- Dựa vào chế độ lên men: LM gián đoạn, LM bán liên tục, LM liên tục

- Dựa vào kĩ thuật điều khiển đường hướng trao đổi chất của vi sinh vật: LM thường, LM

2 pha, LM định hướng

 Sơ đồ hoá các giai đoạn chính của quá trình lên men ?

Mỗi quá trình LM VSV đều có thể chia thành 3 giai đoạn chính: Chuẩn bị lên men, lên men

và xử lý dịch lên men thu sản phẩm

phẩm

- Chuẩn bị giống

(Phân lập, bảo quản, nhân giống)

-Chuẩn bị môi trường LM (Chuẩn bị

nguyên liệu, khử khuẩn môi trường

LM, vô trùng không khí)

-Chuẩn bị hệ thống thiết bị LM

(Chuẩn bị và kết nối thiết bị LM với

thiết bị phụ trợ, vệ sinh và khử khuẩn

đồng bộ toàn bộ hệ thống thiết bị)

Điều chỉnh, giám sát cácthông số công nghệ đểquá trình sinh trưởngVSV tốt nhất

-Tách, làm sạch, tinh chế đểthu sản phẩm công nghệ từdịch LM

- Có kích thước vô cùng nhỏ bé, từ hàng chục đến hàng trăm nm.

- Không có cấu trúc tế bào, chỉ là vật sống đơn giản chứa 1 acid nucleic (AND, ARN)được bao bọc bằng 1 lớp Protein

- Sống kí sinh nội bào một cách tuyệt đối, tách khỏi tế bào chủ virus không tồn tại được( do virus không có trao đổi chất, không có enzyme hô hấp và enzyme chuyển hoá)

- Không sinh sản trong môi trường dinh dưỡng bình thường

- Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh

 Nhược điểm của virus:

- Sản xuất vacxin: tính kháng nguyên tạo miễn dịch đặc hiệu chủ động

+ HBI ( viêm màng não mũ)

+ Vacxin thương hàn

+ Vacxin viêm gan B

Câu 4: Virus Anh/chị hãy phân tích quy trình sản xuất chế phẩm virus trừ sâu NPV?

Chế biến thức ăn - Nghiền, lọc

nhân tạo - Ly tâm

-Thêm chất phụ gia

Sấy khô

- B1: Tách gen mã hoá cho HbsAg từ virus viêm gan B

- B2: Khuếch đại bằng kĩ thuật PCR

- B3: Gắn gen vào plasmid nhờ DNA-lilaga

- B4: Biến nạp plasmid tái tổ hợp vào nấm men

- B5: Thu sinh khối

- B6: Chiết, tinh chế HbsAg để tạo vacxin

 Sản xuất Insulin tái tổ hợp bằng pp MPI:

- Tách gen mã hoá Insulin (nằm NST 11) ở người

- Tách và thiết kế plasmid tái tổ hợp

- Biến nạp plasmid tái tổ hợp vào E.Coli

- Lên men (pp nuôi cấy liên tục)

- Tiền tinh sạch

- Hoạt hoá

- Tinh sạch một lần nữa hỗn hợp chỉ còn Insulin

 Sản xuất thuốc trừ sâu từ virus: thuốc trừ sâu NPV (câu 4), thuốc trừ sâu CPV

Câu 6: Anh/chị hãy trình bày 8 loài sinh vật sống khổ nhất trên trái đất? Phân tích cơ chế thích nghi, từ đó nêu bật ý nghĩa của việc nghiên cứu về các loài sinh vật đó?

1) Vi tảo Dunaliella được phát hiện lần đầu tiên vào năm 2010 trong một hang động trên sa mạcAtacama của Chile, có thể tồn tại mà dường như không cần tới một giọt nước

 Cơ chế thích nghi: Do phải sống trên vùng đất khô nhất trên trái đất, các vi sinh vật này

đã chọn cách mọc trên những chiếc mạng nhện để đón lấy những giọt sương ít ỏi đọng lạitrên mạng nhện vào ban sáng

 Ý nghĩa nghiên cứu: Sa mạc Atacama được tạo thành chủ yếu từ các hồ muối, cát vàdung nham núi lửa với lượng mưa trung bình chỉ 15mm (0,59 inch) mỗi năm Ở một vàikhu vực, lượng mưa dưới 1mm và một số nơi thì hoàn toàn không có một giọt mưa nào

trong cả năm Một số nghiên cứu (PHÂN LẬP VI TẢO Dunaliella salina NT6 TẠIKHÁNH HÒA VÀ NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN SINH TRƯỞNG VÀ TỔNG HỢPβ-CAROTEN CỦA TẢO) cho thấy ở điều kiện nhất định (độ mặn cao – 27% , to, độchiếu sáng lớn) có khả năng tổng hợp được lượng b- caroten rất cao (14% KL chất khô).

- Carotenoid là nhóm sắc tố có khả năng chống oxi hóa hữu hiệu, giúp ngăn ngừa hoặc trìhoãn các bệnh mãn tính như ung thư, lão hóa, xơ cứng động mạch, đục thủy tinh thể.Việc sản xuất carotenoid từ nguồn có sẵn trong tự nhiên được cho là an toàn hơn vì ít tạo

ra các dạng đồng phân cấu trúc có khả năng ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người sovới từ con đường tổng hợp hóa học Vi tảo biển, đặc biệt là loài Dunaliella salina, trongcác điều kiện nhất định, có khả năng tổng hợp nguồn β-caroten rất hữu hiệu

file:///C:/Users/Admin/Desktop/Downloads/03-12-NGUYEN%20THI%20HAI

%20THANH(218-228).pdf

2) Vi khuẩn Aquifex sống trong suối nước nóng thuộc Công viên quốc gia Yellowstone (Mỹ) vẫn

có thể tồn tại và phát triển ở nhiệt độ 96°C

 Cơ chế thích nghi: loài sinh bào tử - chịu nhiệt VSV ưa siêu nhiệt (85-110oC) có hệthống tổng hợp enzyme và protein bền nhiệt (heat-stable) có thể hoạt động ở nhiệt độ cao.Màng sinh học của chúng có lipid bão hoà ở mức cao, có điểm sôi cao hơn và vì vậy vẫngiữ được nguyên vặn ở nhiệt độ cao

 Ý nghĩa nghiên cứu: có khả năng sinh tổng hợp các enzyme bền nhiệt như cellulase vàamylase

3) Vi khuẩn Thermococcus sử dụng rất ít năng lượng để thực hiện các phản ứng hóa họcduy trì sự sống đến nỗi mà theo các nhà khoa học với lượng năng lượng này không mộtloài nào trên trái đất có thể tồn tại Loài vi khuẩn trên sinh sống chủ yếu trên miệng núilửa nằm dưới đáy biển gần Papua New Guinea

 Cơ chế thích nghi Loại vi khuẩn này sống trong môi trường nhiệt độ cao đến 80oC vàthậm chí không có khí oxy Trong môi trường đó, các vi khuẩn tạo ra khí hydro và đủnăng lượng hóa học để giúp chúng sinh trưởng Các vi khuẩn này sẽ sử dụng bộ gen đặcbiệt của mình để chuyển năng lượng hóa học trên thành năng lượng sinh học

 Ý nghĩa nghiên cứu: Khí hydro là một phụ phẩm thu được từ sự sinh trưởng của vikhuẩn Vì thế càng có nhiều vi khuẩn loại này chúng ta càng thu được nhiều khí hydro dochúng tạo ra Từ đó, sản xuất ra nhiều khí hydro và tạo ra nguồn năng lượng “xanh-sạch”

mà con người cần Thêm vào đĩ, nó cũng có tác dụng ăn khí cacbon oxit (CO) ở nhữngnhà máy công nghiệp nên giúp giảm lượng khí thải cacbon

4) Vi khuẩn Halobacterium halobium trở thành loài vi sinh vật có khả năng sống trong môitrường có hàm lượng muối cực cao – cao gấp 10 lần nồng độ muối trong nước biển như trong hồmuối Owens tại California.

 Cơ chế thích nghi: Chúng cùng các vi khuẩn ưa mặn cực đoan khác không giống vớiphần lớn các vi sinh vật chịu áp (osmotolerant) ở chỗ không phải là đơn giản thông quaviệc nâng cao nồng độ dung chất nội bào, mà chủ yếu là sửa đổi cấu trúc protein và màngcủa mình để thích ứng với nồng độ muối cao Những vi khuẩn ưa mặn cực đoan này duytrì nồng độ kali nội bào sao cho áp suất thẩm thấu cao hơn môi trường sống; nồng độ

K+ nội bào có thể tới 4-7 mol/L Các enzym, ribosom và protein vận chuyên của các vikhuẩn này cần nồng độ K+ cao để duy trì tính ổn định và hoạt tính Ngoài ra nồng độ

Na+ cao cũng giúp cho sự ổn định của tế bào và màng sinh chất của vi

khuẩn Halobacterium Nếu nồng độ Na + quá thấp thì thành tế bào và màng sinh chất sẽhoàn toàn bị phá hủy Vi khuẩn ưa mặn cực đoan thích ứng thành công với điều kiện môitrường muối cao, nơi có thể tiêu diệt hầu hết các sinh vật khác Tuy nhiên chúng cũng đãbiệt hóa (specialized), mất đi tính linh hoạt (flexibility) sinh thái và chỉ có thể sinh trưởngtrong một ít môi trường cực đoan

 Ý nghĩa nghiên cứu:

5) Những loài vi sinh vật ưa lạnh như vi khuẩn, nấm, tảo sinh sống tại vùng Nam Cực, Bắc Cực

và dưới các tảng băng tại Siberia có thể chịu được mức nhiệt lạnh cóng dưới -15°C

 Cơ chế thích nghi : Vi sinh vật ưa lạnh thông qua nhiều loại phương thức để thích ứngđược với môi trường lạnh Chúng phát huy cơ chế rất tốt để tổng hợp protein, enzym, các

hệ thống vận chuyển Màng tế bào của vi sinh vật ưa lạnh có chứa nhiều các acid béokhông bão hòa, có thể giữ được trạng thái chất bán lưu (semifluid) khi gặp lạnh

 Ý nghĩa nghiên cứu:

6) Vi khuẩn Deinococcus radiodurans có thể tồn tại trong môi trường 15.000 gray phóng xạ.Trong khi đó chỉ với 10 gray phóng xạ đã có thể giết chết một người và 1.000 gray có thể giếtchết một con gián

Trong thực tế, loài vi khuẩn trên còn có thể tồn tại trong môi trường cực lạnh, khô cằn, chânkhông và đầy axit Sách kỷ lục Guinness đã công nhận Deinococcus radiodurans là loài vi khuẩnsống khỏe nhất thế giới.

sống

 Cơ chế thích nghi : Bô gen của Deinococcus radiodurans có cấu trúc hình vòng bị vỡthành hàng nghìn mảnh Các nhà nghiên cứu ghi nhận rằng các tế bào có vẻ chết trongkhoảng 1 tiếng rưỡi Tuy nhiên 3 tiếng sau khi bị chiếu tia bức xạ, ADN của nó đã đượcráp lại như cũ

Nhà nghiên cứu Pháp Miroslav và các cộng sự đã phát hiện rằng việc khôi phục lại nàyđược chia làm hai giai đoạn Đầu tiên là các mảnh bị nứt loại bỏ tất cả những đoạn đầu bịhỏng và ráp lại với nhau Các mảnh này được dùng làm mẫu để tạo sự tổng hợp ADN vàkết thành một sợi dây dài Sau đó là giai đoạn phối hợp lại gien, các sợi dây này lại nối

Một khi bộ gen được khôi phục lại như cũ, việc tổng hợp protein hoạt động trở lại: tế bàovẫn sống trong khi nó được nó được xem như đã “chết lâm sàng”

 Ý nghĩa nghiên cứu: Nghiên cứu hy vọng một ngày nào đó cho ra đời một ngành y họctái sinh mới, nhất là trong việc chống lại cái chết của các tế bào thần kinh

7) Endolith là loài sinh vật sống bên trong các hốc đá hoặc những vùng đất không thấm nước.Chúng sinh sống trong khu vực cách mặt đất hơn 3 km và thậm chí là sâu hơn

Dưới độ sâu như trên, việc xuất hiện nguồn nước dường như là không thể Các nhà nghiên cứucho rằng chúng đã sử dụng các loại khoáng chất như sắt, kali và sulfur để sống

 Cơ chế thích nghi

 Ý nghĩa nghiên cứu:

8) Loriciferan là loài vi sinh vật mới được phát hiện gần đây Chúng thậm chí còn không có cơquan tế bào nên hoàn toàn có thể sống trong môi trường không có oxy

 Cơ chế thích nghi

 Ý nghĩa nghiên cứu:

Câu 7: Xạ khuẩn Đặc điểm chung Anh/chị hãy đưa ra một số công nghệ ứng dụng xạ khuẩn

trong đời sống, từ đó sơ đồ hoá một quy trình cụ thể và phân tích các bước trong quy trình đó?

Trả lời

 Xạ Khuẩn

- Khái niệm: Xạ khuẩn là nhóm vi khuẩn đặc biệt Chúng có khuẩn lạc khô và đa số có hình phóng xạ (actino-) nhưng khuẩn thể lại có dạng sợi phân nhánh như nấm Có cấu trúc nhân nguyên thủy và chiều ngang của sợi nhỏ

+ Chúng phân bố rất rộng rãi trong tự nhiên

+ Số lượng đơn vị sinh khuẩn lạc xạ khuẩn trong 1g đất thường đạt tới hàng triệu

- Xạ khuẩn có nhiều nét khác với nấm nhưng giống vi khuẩn:

+Có giai đoạn đơn bào và có giai đoạn đa bào

+Kích thước rất nhỏ

+Nhân giống với vi khuẩn, không có màng nhân và tiểu hạch

+Vách tế bào không chứa celluloz hoặc kitin, giống với vi khuẩn

+Phân chia tế bào giống với vi khuẩn (kiểu Amitoz)

+Xạ khuẩn không có giới tính (không có tế bào đực cái)

+Hoại sinh và ký sinh

Xạ khuẩn sống trong đất, tham dự vào quá trình chuyển hóa tự nhiên của nhiều hợp chất trong đất

 Đặc điểm chung

•Xạ khuẩn có cấu trúc tế bào tương tự như vi khuẩn Gram dương, có thành phần G+C trong DNA trên 55%, toàn bộ cơ thể chỉ coi là 1 TB bao gồm các thành phần chính: Thành tế bào, màng sinh chất, chất nhân và các thể ẩn nhập

• Thành TB của xạ khuẩn có kết cấu dạng lưới dày 10-20nm có tác dụng duy trì hình dáng của khuẩn ti, bảo vệ TB

• Dưới lớp thành TB là màng sinh chất dày khoảng 50nm được cấu tạo chủ yếu bởi 2 thành phần là photpholipit và protein Chúng có vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình hình

thành bào tử của xạ khuẩn Nguyên sinh chất và nhân TB không có gì đặc biệt so với TB vi khuẩn.

•Xạ khuẩn có hệ sợi rất phát triển, phân nhánh và không có vách ngăn (trừ cuống bào tử khi hình thành bào tử) Hệ sợi xạ khuẩn có đường kính thay đổi trong khoảng (0,2-1) * (2-3) µm, chiều dài có thể đạt tới một vài cm Xạ khuẩn phát triển theo kiểu mọc chồi

•Khuẩn ty xạ khuẩn bắt màu gram +, hiếu khí, hoại sinh, không hình thành nha bào, không có lông và giáp mô, đa hình thái như dạng hình chùy, dạng phân nhánh hay dạng sợi dài,…Kích thước và khối lượng khuẩn ty thường không ổn định và phụ thuộc vào điều kiện nuôi cấy

K huẩn lạc, khuẩn ty và bào tử xạ khuẩn.

 Xạ khuẩn thuộc nhóm sinh vật dị dưỡng, chúng sử dụng đường, rượu, axit hữu cơ, lipt, protein

và một số hợp chất hữu cơ khác để làm nguồn C, muối nitrat, muối amon, ure, amino axit, pepton để làm nguồn N Tuy nhiên khả năng hấp thụ các chất này không giống nhau ở các loài, các chủng khác nhau

 Phần lớn xạ khuẩn thuộc nhóm ôn hòa, là nhóm VSV hiếu khí, ưa ẩm, nhiệt độ thích hợp cho sự sinh trưởng là 25 – 300C, một số ít ưa nhiệt, có nhiệt độ phát triển tối ưu ở 45 – 550C Tuy nhiên nhiệt độ tối ưu cho sinh tổng hợp chất kháng sinh thường từ 18-280C Độ ẩm thích hợp khoảng 40-50%, giới hạn pH từ 6,8-7,5, một số loài ưa acid có thể phát triển ở khoảng pH 3,5 đến pH 6,5

 Đa số xạ khuẩn đã được phân lập có nguồn gốc từ đất Chúng thường hiện diện trong mùn, rác, phân với mật độ cao, có thể lên đến trên bốn triệu CFU/g Ngoài ra xạ khuẩn cũng có thể được phân lập từ nước ngọt, nước biển và trầm tích biển, hay hiện diện ở dạng cộng sinh trong hệ

đường ruột các động vật trong đất, giữ vai trò quan trọng trong quá trình tiêu hóa ở mối nhưng mật độ hiện diện thấp Xạ khuẩn có khả năng hình thành enzym và chất kháng sinh nên được ứngdụng vào trong nhiều lĩnh vực đời sống

 Vai trò chung của xạ khuẩn

• Xạ khuẩn có vai trò quan trọng trong quá trình hình thành đất và tạo ra độ phì nhiêu cho đất

• Tham gia tích cực vào các quá trình chuyển hóa và phân giải nhiều hợp chất hữu cơ phức tạp

• Một số giống xạ khuẩn có khả năng hình thành chất kháng sinh

• Một số xạ khuẩn có khả năng sinh ra nhiều loại enzim như proteinaza, amylaza,

xenlulaza, kitinaza

• Một số còn có khả năng tạo thành những chất kích thích sinh trưởng thực vật

Đặc điểm và vai trò của 1 số giống xạ khuẩn thường gặp trong đất.

• Streptomyces

•Là chi lớn nhất của ngành Atinobacteria và là một chi thuộc nhánh Streptomycetaceae Là giống

xạ khuẩn bậc cao được tìm thấy chủ yếu trong đất và thảm thực vật mục nát

•Streptomyces có cấu trúc giống nấm Nhánh của chúng có sự sắp xếp của các TB hình sợi thành

1 mảng lưới gọi là sợi nấm

•Đặc điểm:

• Gram (+), hiếu khí, dị dưỡng các chất hữu cơ, có bộ gen tỉ lệ % (Guamin + Sytosin) cao Thành phần chính của thành TB là axit L-2,6 diaminopimelic (L-ADP) và Glyxin Nhiệt độtối thường là 25-30oC, pH tối ưu 6,5-8,0 Một số loài có thể phát triển ở nhiệt độ cao hoặc thấp hơn

• Sinh sản: xạ khuẩn Streptomyces sinh sản vô tính bằng bào tử, tạo mùi đặc trưng Hệ sợi

khí sinh và hệ sợi cơ chất phát triển phân nhánh Trên thành sợi khí sinh hình thành cuống sinh bào tử và chuỗi bào tử Cuống sinh bào tử có nhiều dạng khác nhau tùy loài: thẳng, lượn sóng xoắn, có móc, vòng…

•Vai trò:

• Streptomyces có ưu điểm là sinh enzym có tác dụng phân hủy mạnh các chất hữu cơ trong

chất thải như rác thải sinh hoạt, rơm rạ, phân gia súc gia cầm…ở nhiệt độ cao(từ 50-60oC trở lên) thành phân bón hữu cơ Góp phần khép kín vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên

• Chúng có thể chuyển hóa các hợp chất khác nhau bao gồm: đường, rượu, axit amin, và các hợp chất thơm bằng cách sản xuất các enzym thủy phân ngoại bào

• Tham gia vào quá trình nitrat hóa giúp chuyển hóa các hợp chất chứa N trong đất

• Có khả năng amon hóa protein như S.griseus.

• Phân giải xilan

• Chuyển hóa lân hữu cơ trong đất

• Xử lý phế thải hữu cơ và làm giàu dinh dưỡng

• Một vai trò quan trọng của Streptomyces là sản xuất kháng sinh như: Streptomycin,

Neomycin, Tetracylin, Cloramphenicol, Erythromycin,…

Streptomyces

- Đặc điểm:

• Là vi khuẩn hiếu khí, Gram dương, có tỷ lệ G+C cao, khuẩn ty phân nhánh, hình thành bào

tử vô tính Là loại xạ khuẩn ưa nóng

• Sinh sản bằng bào tử Bào tử được hình thành bằng phương pháp cắt đoạn hoặc phân khúc trên các nhánh của sợi gọi là cành bào tử thẳng, lượn sóng, uống cong hay xoắn lò xo Chỉ

có khuẩn ty khí sinh

Actinomyces

•Vai trò:

• Phân hủy, chuyển hóa các chất hữu cơ trong đất như xenlulozo

• Sinh kháng sinh Neomycin

•Actinoplanes

•Đặc điểm:

• Là loại xạ khuẩn Gram dương, nhưng một phần sợi dinh dưỡng có thể là Gram âm Phát triển dưới dạng sợi phân nhánh, không đứt đoạn Rất ít sợi khí sinh hoặc không

có Tạo nhiều loại sắc tố có khả năng khuếch tán

• Hiếu khí, hóa dị dưỡng hữu cơ, ưa ẩm hoặc ưa nhiệt vừa phải Hầu hết các chủng đều không cần các nhân tố sinh trưởng hữu cơ

• Thành phần chính của thành tế bào là axit meso 2,6 – ADP và glyxin Tỷ lệ mol GC trong ADN là 72-73%

• Chúng sinh sản bằng bào tử Bào tử chứa trong túi bào tử, sinh trên cuống sinh bào tử hoặc không cuống, ít khi trong thạch Dưới điều kiện nhất định, nhiều chủng có hệ sợi sắp xếp dạng que (palisade) Khi đó, túi bào tử chủ yếu được sinh ở đầu các sợi Bào tử hình cầu hoặc que ngắn, sắp xếp theo nhiều cách khác nhau bên trong túi bào tử, được hình thành bằng cách đứt đoạn sợi bên trong túi bào tử trực tiếp hoặc sau vài lần phân nhánh

•Vai trò: phân hủy các chất hữu cơ

• Thành tế bào chứa meso-DAP, arabinose và galactose Không chứa acid mycolic.Tỷ lệ mol

GC trong ADN là 64,2%

• Hệ sợi phân nhánh, hình thành rất nhiều sợi khí sinh có đường kính khoảng 1 μm Sợi cơ chất hầu hết không đứt đoạn Cuống sinh bào tử chứa 20 hoặc hơn bào tử dạng que ngắn hoặc dạng cầu với vỏ nhẵn hình thành trên sợi khí sinh theo chiều hướng gốc Sợi cơ chất không sinh bào tử

•Vai trò:

• Phân hủy, chuyển hóa chất hữu cơ

• Được ứng dụng để sản xuất phân bón vi sinh

• Thành tế bào chứa meso-DAP, acid glutamic, alanin, glucosamin và acid muramic

• Tế bào không chứa thành phần đường đặc trưng Hiếu khí Ưa ấm Hóa dị dưỡng hữu cơ Hầu hết các chủng được phân lập trực tiếp từ mô thực vật như lá cỏ bên bờ sông Tỷ lệ mol

GC trong ADN là 73%

•Vai trò: Có vai trò trong việc chuyển hóa, phân hủy các chất hữu cơ trong đất.

• Cellulomonas

• Đặc điểm:

• Là giống xạ khuẩn Gram +, hảo khí, hình

xoắn, đốt xoắn chùm

• Có khả năng sản sinh nhiều loại enzim

cellulase và xylanase trên cơ chất bã

mía, và có thể sử dụng nhiều loại cơ

chất cellulose khác

• Vai trò:

• Có tác dụng phân hủy, chuyển hóa chất

hữu cơ, được ứng dụng trong sản xuất

enzym cellulase, phân giải rơm rạ và

các chế phẩm cellulose khác giúp xử lý

rác thải sinh hoạt, sản phẩm dư thừa

trong nông nghiệp hay sản xuất phân

• Vách tế bào chứa meso-diaminopimelic

•Vai trò: phân hủy, chuyển hóa chất hữu cơ

• Frankia

•Đặc điểm:

• Gram dương hoặc Gram không cố định (variable)

• Không sinh sợi khí sinh Túi bào tử thường sinh trên cuống sinh bào tử Bào tử không có khả năng di động với hình dạng không cố định, từ không màu đến màu đen

• Hiếu khí hoặc vi hiếu khí Ưa ấm Hóa dị dưỡng hữu cơ Thường mọc rất chậm (thời gian giữa hai lần phân đôi tế bào là 1-7 ngày)

• Thành tế bào chứa meso-DAP, acid glutamic, alanin, acid muramic, và glucosamine

Hầu hết cộng sinh với một số thực vật hạt kín nhất định, tạo các nốt sần trên rễ ở vật chủ thích hợp Có thể tìm trong đất Tỷ lệ mol GC trong ADN là 66-71%

•Vai trò:

• Phân hủy, chuyển hóa chất hữu cơ

• Có thể tạo nốt sần trên rễ một số cây không thuộc họ đậu và có khả năng cố định nitơ

• Microbispora

Microbispora

•Đặc điểm:

• Là xạ khuẩn Gram +, hình đốt xoắn sao, sinh sản bằng bào tử

• Khuẩn ty khí sinh phân nhánh, hình thành từng cặp hai bao tử gắn với nhau Bào tử mọc trực tiếp hoặc trên cuống sinh bào tử ngắn, hình cầu hoặc oval, đường kính trung bình 1,2-1,6μm và không có khả năng di động

• Thành tế bào chứa acid muramic, meso-DAP nhưng không chứa đường đặc trưng.

• Hiếu khí, hóa dị dưỡng hữu cơ Ưa ẩm và ưa nhiệt Hầu hết các loài để sinh trưởng đều cần các vitamin nhóm B, đặc biệt là thiamin Trong tự nhiên thường tồn tại trong dầu Tỷ lệ mol

GC trong ADN là 71-73%

•Vai trò: chuyển hóa các chất hữu cơ, tăng độ phì nhiêu cho đất Sản xuất kháng sinh (vd: kháng

sinh Microbisporicin do Microbispora Corallina sản xuất).

• Micromospora

•Đặc điểm:

• Gram +, có khuẩn ty cơ chất phân nhánh, thường không có khuẩn ty khí sinh, không kháng axit, đường kính khuẩn ty từ 0,2 – 0,6 µm

• Bào tử không có khả năng di động mọc trực tiếp hoặc từ cuống sinh bào tử Thành tế bào

bào chứa meso-DAP, và acid 3-hydroxy diaminopimelic, glycin.

• Hiếu khí đến vi hiếu khí Hóa dị dưỡng hữu cơ Nhạy cảm với pH dưới 6,0 Có khả năng sinh trưởng ở nhiệt độ từ 20-400C Tỷ lệ mol GC trong ADN là 71-73%

•Vai trò:

• Phân hủy chuyển hóa chất hữu cơ trong đất

• Có khả năng tạo kháng sinh thuộc nhiều nhóm khác nhau về mặt hóa học như:

amynoglycosid, macrolid, polypeptid, ansamycin Vd: kháng sinh: gentamycin

• Có khả năng gây bệnh cho người và động vật, tuy nhiên khả năng gây bệnh có hạn chế và chưa rõ ràng

• Phân hủy, chuyển hóa chất hữu cơ.

• Phân giải các hợp chất lân vô cơ khó tan (vd: M.cyaneum)

• Tổng hợp acid amin

• Nocardia

•Đặc điểm:

• Gram +, hảo khí, hình đốt xoắn dày, đốt xoắn sao

• Sợi sơ cấp phân nhánh trên bề mặt, sau đó xâm nhập vào trong thạch rồi đứt đoạn thành dạng que hay cầu hay không đều Sợi khí sinh có thể thưa thớt, phân nhánh hoặc không sau

đó cũng đứt thành những mẩu ngắn hoặc dạng que Những mẩu này sẽ là nguồn gốc của những sợi mới Không có tế bào di động Khuẩn lạc nhão Hóa dị dưỡng hữu cơ Mọc dễ dàng trên các môi trường tiêu chuẩn

• Thành phần chính của tế bào là axit meso – 2,6 – diaminopimelic, arabinose và galactose

• Tỷ lệ mol G+C trong ADN từ 66,1-72,7% Có nhiều trong đất

Nocardia

•Vai trò:

• Phân hủy, chuyển hóa chất hữu cơ

• Tham gia quá trình nitrat hóa

• Oxh sinh học Mn trong đất

• Pseudonocardia

•Đặc điểm:

• Gram +, hình đốt xoắn chùm, đốt xoắn cong

• Sợi khí sinh và sợi cơ chất đều sinh bào tử dạng chuỗi Sợi phân đoạn, thường có dạng zich-zac với xu hướng phồng lên ở ngọn hoặc ở giữa Sợi kéo dài bằng cách nảy chồi Các đoạn sợi có chức năng của bào tử hoặc biến đổi thành bào tử Thành sợi có hai lớp

• Hiếu khí Sinh trưởng trên nhiều loại môi trường hữu cơ hoặc tổng hợp Ưa ấm hoặc ưa nhiệt

• Thành phần chính của thành tế bào là axit meso – 2,6 – diaminopimelic, arabinose và galactose

• Khả năng chuyển hóa trong đất: sử dụng axit humic và các chất hữu cơ khó phân hủy trong đất

•Vai trò: chuyển hóa các chất hữu cơ trong đất

Pseudonocardia

• Streptosporangium

•Đặc điểm:

• Là nhóm xạ khuẩn hiếu khí, gram +, hóa năng dị dưỡng

• Hệ sợi xạ khuẩn phân nhánh ổn định và các túi bào tử hình cầu được sinh ra từ khuẩn ty khísinh Các túi bào tử có thể dạng đơn hoặc dạng chùm, đường kính trung bình của chúng khoảng 7µm đến 20µm, có khi lên đến 40µm Túi bào tử được hình thành bằng sự chia thành ngăn của khuẩn ty không phân nhánh, cuộn tròn trong túi bào tử Bào tử có dạng hình

cầu, hình oval hay hình que ngắn, thường có bề mặt trơn láng hoặc đôi khi có bề mặt hơi gợn sóng

• Đường kính các bào tử khoảng 0,2-1,3x0,2-3,5µm nhưng thường là 1,2x1,5µm Vách tế bào chứa acid muramic , meso-DAP nhưng không có đường điển hình Thành phần G+C của DNA của chủng xạ khuẩn Streptosporangium khoảng 69,1-71 %

• Ưa ẩm, một số loài có khả năng chịu được nhiệt độ cao Một số loài cần các vitamin nhóm

B cho sinh trưởng, khác nhau về hình thái khuẩn ty khí sinh như có cuống bào tử ngắn hoặc dài, túi bào tử đơn hay dạng chùm

• Streptosporangium thường hiện diện trong thảm mục cũng như trong đất Số lượng

Streptosporangium trong các loại đất với mật độ ở khoảng 104 đến 106 CFU/g đất khô

Môi trường sống ưa thích của chúng là đất vườn giàu mùn và hơi acid Ngoài ra còn được phân lập từ trầm tích, chất cặn hồ, cát biển, đất bãi cỏ và đất rừng Phần lớn các loài

Streptosporangium phát triển tốt ởnhiệt độ khoảng 25oC và 30oC.

•Vai trò:

• Tuy số lượng các chủng phân lập đc k nhiều nhưng streptosporangium đã là một nguồn quan trọng để thu nhận các hợp chất biến dưỡng thứ cấp hữu ích, đặc biệt là các hợp chất kháng sinh Trong 30 năm qua đã có trên 30 hợp chất có hoạt tính khác nhau đc thu nhận từstreptosporangium, đa số là kháng sinh

VD: Streptosporangium viridogriseum: đây là chủng xạ khuẩn sản sinh kháng sinh

sporoviridin

Streptosporangium viridogrisem: chủng này sản sinh kháng sinh chloramphenicol

Streptosporangium

• Geodermatophilus

Geodermatophilus

•Đặc điểm:

• Gram +, được phân lập từ một mẫu cát thu được trong sa mạc Sahara

• Là loại xạ khuẩn hiếu khí, tăng trưởng tối ưu ở nhiệt độ 28-40°C, pH 6-10 Có hình đốt xoắn cong hoặc đốt xoắn sao

• Vách tế bào chứa meso-diaminopimelic axit (Meso-DAP), cùng với axit glutamic, alanin, glucosamine và axit muramic

• Phát triển nhanh chóng trên môi trường thạch tạo ra một mảng màu đen dễ vỡ vụn

•Vai trò: phân hủy, chuyển hóa chất hữu cơ

• Jonesia

• Tỷ lệ mol GC trong ADN là 57,3%.

• Vai trò: phân hủy chuyển hóa chất hữu

cơ

Jones

• Caryophanon

•Đặc điểm:

• Gram dương, hảo khí, hình que hoặc dạng sợi

• Nhiệt độ tối ưu của tăng trưởng ở mức 25 đến 30 ° C

• Đường kính khoảng 1,4-3,2µm và chiều dài khoảng 10 đến 20µm

•Vai trò: phân hủy chuyển hóa chất hữu cơ

 Công nghệ ứng dụng xạ khuẩn

- Ứng dụng xạ khuẩn trong sản xuất kháng sinh Vancomycin

- Sản xuất thuốc trừ sâu sinh học từ xạ khuẩn

- Ứng dụng xạ khuẩn Streptomyces trong nuôi trồng thủy sản

● Quy trình cụ thể : Ứng dụng xạ khuẩn trong sản xuất kháng sinh

1 Câu 8: Chất kháng sinh Khái niệm Sơ lược về lịch sử của chất kháng sinh? Anh/ chị

hãy bình luận các con đường tổng hợp chất kháng sinh hiện nay?

● KHÁI NIỆM: Chất kháng sinh là các chất hóa học xác đinh, không có bản chất enzyme, có

nguồn gốc sinh học, tổng hợp hoặc bán tổng hợp mà ngay ở nồng độ thấp đã có khả năng ức chế (bacteriostatic) hoặc tiêu diệt (bactericidal) vi sinh vật một cách đặc hiệu

● LỊCH SỬ CỦA CHẤT KHÁNG SINH:

Sự phát triển về VSV học nói chung và VSV công nghiệp nói riêng với bước ngoặc lịch sử làphát minh vĩ đại về chất KS của Alexander Fleming (1982) đã mở ra kỷ nguyên mới trong y học:khai sinh ra ngành công nghệ sản xuất chất KS và ứng dụng thuốc KS vào điều trị cho conngười

Thuật ngữ “chất KS” lần đầu tiên được Pasteur và Joubert (1877) sử dụng để mô tả hiện tượng kìm hãm khả năng gây bệnh của vi khuẩn Bacillus anthracis trên động vật nhiễm bệnh nếu tiêm

vào các động vật này một số loại vi khuẩn hiếu khí lành tính khác Babes (1885) đã nêu ra địnhnghĩa hoạt tính kháng khuẩn của một chủng là đặc tính tổng hợp được các hợp chất hóa học cóhoạt tính kìm hãm của chủng đối kháng

Nicolle (1907) là người đầu tiên phát hiện ra hoạt tính kháng khuẩn của Bacillus subtilis có liênquan đến quá trình hình thành bào tử của loại trực khuẩn này Gratia và đồng nghiệp (1925) đãtách được từ nấm mốc một chế phẩm có thể sử dụng để điều trị hiệu quả các bệnh truyền nhiễmtrên da do cầu khuẩn

Mặc dù vậy, trong thực tế mãi tới năm 1929 thuật ngữ “Chất KS” mới được Alexander Fleming

mô tả một cách đầy đủ và chính thức trong báo cáo chi tiết về penicillin Thập kỷ 40 và 50 củathes kỷ XX đã ghi nhận những bước tiến vượt bậc của ngành công nghệ sản xuất kháng sinh nontrẻ, với hàng loạt sự kiện như:

Khám phá ra hàng loạt Chất kháng sinh, thí dụ như Griseofulvin (1939), Gramicidin S(1942), Streptomycin (1943), Bacitracin (1945), Chloramphenicol và Polymyxin (1947),

Chlotetracyclinevà Cephalosporin (1948), Neomycin (1949), Oxytetracycline và Nystatin(1950), Erythromycin (1952), Cycloserin (1954), Amphotericin B và Vancomycin (1956),Metronidazol, Kanamycin và Rifamycin (1957) …

Áp dụng phối hợp các kỹ thuật tuyển chọn và tạo giống tiên tiến (đặc biệt là các kỹthuật gây đột biến, kỹ thuật dung hợp tế bào, kỹ thuật tái tổ hợp gen ) đã tạo ra những biếnchủng công nghiệp có năng lực "siêu tổng hợp" các chất kháng sinh cao gấp hàng ngàn vạn lầncác chủng ban đầu Triển khai thành công công nghệ lên men chìm quy mô sản xuất côngnghiệp để sản xuất Penicillin G (1942) và việc hoàn thiện công nghệ lên men này trên các sảnphẩm khác Việc phát hiện, tinh chế và sử dụng axit 6 –aminopenicillanic (6 - APA,1959) làmnguyên liệu để sản xuất các chất kháng sinh penicilin bán tổng hợp đã cho phép tạo ra hàng loạtdẫn xuất penicilin và một số kháng sinh β lactam bán tổng hợp khác

● BÌNH LUẬN CÁC CON ĐƯỜNG TỔNG HỢP CHẤT KHÁNG SINH:

10/ Anh/chị hãy trình bày các phương pháp định lượng kháng sinh? Phân tích vai trò của

vi sinh vật trong các phương pháp đó?

Hòa CKS chuẩn vào nước hoặc các dung dịch hòa tan nó (nhưng không ảnh hưởng đến vi khuẩn)

ở các nồng độ khác nhau rồi nhỏ vào các lỗ đã được đục trên đĩa thạch chứa sẵn vi khuẩn, đồng thời cũng nhỏ CKS của mình vào các lỗ đó Sau thời gian t, xác định vòng kháng kháng sinh của CKS chuẩn và CKS cần đo, tính ra lượng kháng sinh của mình

11/ Anh/chị hãy trình bày phương pháp sử dụng vi sinh vật để xác định kháng sinh trong thực phẩm? Phân tích ưu, nhược điểm của phương pháp đó?

VSV kiểm định KS: Bacillus stearothermophilus

Đối tượng:

-KS sạch:pha loãng vs nồng độ khác nhau

-VSV

-Các loại môi trường

-Các dung dịch đệm: nước cất, citrate-hydrochloric ,…

-Các loại thực phẩm cần xác định

sử dụng phương pháp đục lỗ thạch và đặt khoanh giấy lọc

13.Anh/chị hãy trình bày phương pháp sử dụng vi sinh vật để xác định kháng sinh trong thực phẩm? Phân tích ưu, nhược điểm của phương pháp đó?

-ưu: xác định đc ks ở nồng độ rất thấp 0.0001%,dễ thực hiện,rẻ tiền

-nhược: kết quả phải đợi khoảng 1 ngày,k phân biệt dược ks hay 1 số chất hóa học khác gây chếtvsv,có thể xuất hiện hiện tượng kks

14.Trình bày các giải pháp thay thế thuốc kháng sinh? Anh/chị hãy phân tích cơ chế của sự thay thế đó? Giải thích tại sao phải cần đến các giải pháp thay thế thuốc kháng sinh?

Phòng bệnh hơn chữa bệnh là nguyên tắc căn bản nhất để bảo vệ sức khỏe Thông qua luyện tậpđều đặn, chế độ dinh dưỡng hợp lý, làm việc và nghỉ ngơi điều độ để tăng cường hệ miễn dịch,tăng sức đề kháng cho cơ thể Đó là cách tốt nhất để có sức khỏe và cuộc sống vui vẻ, hạnh phúc.Giảm lệ thuộc vào các loại thuốc nói chung và kháng sinh nói riêng

Sử dụng các loại kháng sinh tự nhiên

Trước khi sử dụng các loại kháng sinh tổng hợp, người bệnh có thể tự tìm hiểu và ưu tiên sửdụng các loại kháng sinh có nguồn gốc tự nhiên Đó là các thảo dược sẵn có trong tự nhiên, dễtìm kiếm, dễ sử dụng, có tác dụng tăng cường sức đề kháng, kìm hãm hay tiêu diệt vi khuẩn, tăngcường hệ miễn dịch, bảo vệ sức khỏe

Kháng sinh tự nhiên có thể là một loại thảo dược hoặc kết hợp các loại với nhau tạo thành tạothành hỗn hợp tác dụng như một loại kháng sinh tự nhiên Chúng vừa có công dụng tốt lại vừa dễtìm và rẻ tiền Tuy nhiên, cần phải tìm hiểu kỹ công dụng, liều dùng và cách pha chế của từngloại thảo dược để chúng phát huy hiệu quả

-Khoảng một thập kỷ trở lại đây vấn đề kháng thuốc kháng sinh của vi khuẩn đã được thông báonhiều và dày đặc hơn trên các tạp chí chuyên ngành vi sinh, truyền nhiễm Khác với trước đó, đa

phần các bác sỹ rất coi nhẹ đến cụm từ “Vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh” bởi vì lúc đó cáckháng sinh được kê theo kinh nghiệm có vẻ vẫn có tác dụng tốt trên hầu hết các chủng vi khuẩngây bệnh Thực trạng kháng kháng sinh đã mang tính toàn cầu, đặc biệt là ở các nước đang pháttriển với các bệnh truyền nhiễm còn chiếm tỷ lệ cao trong cơ cấu bệnh tật như: nhiễm khuẩnđường tiêu hoá, đường hô hấp, các bệnh lây truyền qua đường tình dục và nhiễm khuẩn bệnhviện… đang là gánh nặng thực sự vì sự gia tăng chi phí do phải bắt buộc thay thế các kháng sinh

cũ bằng các kháng sinh mới đắt tiền Việc kiểm soát các loại bệnh này đã và đang chịu sự tácđộng bất lợi của sự phát triển và lan truyền tình trạng kháng kháng sinh của vi khuẩn Xu hướngkháng lại các thuốc kháng sinh thường dùng, làm cho thuốc đó không còn tác dụng trên lâmsàng, không còn tác dụng tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh Khi đó thuốc kháng sinh đang dùng điềutrị cho người bệnh không tiêu diệt được vi khuẩn gây bệnh Ngay cả khi chúng ta sử dụng khángsinh với nồng độ cao, thời gian kéo dài Việc kháng thuốc kháng sinh là một mối hiểm họa to lớnbởi lẽ vi khuẩn gây bệnh sẽ thoải mái lộng hành, phát triển mà không còn sợ hãi trước các vũ khícủa con người Những vi khuẩn kháng thuốc sẽ nhân lên nhanh chóng, lây lan, gây bệnh trước sựbất lực của các bác sỹ

15 Công nghệ lên men vi sinh vật là gì? Phân loại quá trình công nghệ lên men vi sinh vật?Anh/chị hãy sơ đồ hoá các giai đoạn chính của quá trình lên men? Bình luận các phương pháplên men hiện có trong nước cũng như trên thế giới?

* Công nghệ len men vsv là công nghệ nuôi một hay một số chủng vsv nhất định thông qua hoạtđộng trao đổi chất của các chủng vsv Con người có thể thu đc các sản phẩm cần thiết nên thôngqua hoạt động sống của chúng để thực hiện công nghệ chuyển đổi mong muốn

* Phân loại quá trình lên men vsv

Dựa vào đặc tính cơ lí của môi trường lên men:

+ bán liên tục

+ gián đoạn

Dựa vào kĩ thuật điều khiển sản phẩm trao đổi chất:

+ lên men thường

+ lên men 2 pha

+ lên men có định hướng

*Sơ đồ hóa giai đoạn chính của quá trình lên men:

-chuẩn bị giống

- chuẩn bị mt lên men

- chuẩn bị hệ thống lên men

Điều chỉnh, giám sát cácthông số CN trong quá trìnhsinh trưởng phát triển vsv tốtnhất

-Tách chiết, làm sạch, tinhchế

- xử lý an toàn chất thải

*bình luận các pp lên men hiện có trong nước cũng như thế giới

Pp lên men chính thì có:

- Lên men bề mặt

+ lên men bề mặt trên mt dịch thể

+ lên men bề mặt trên mt bán rắn hay lên mt bán rắn

Nuôi mốc canh trường

Ưu điểm: có thể sấy khô nhanh chóng mt

Nguồn cơ chất dễ tìm kím và có sẵn trong mt

Tiết kiệm nguồn nhiên liệu đáng kể, tốc độ sinh trưởng của E cào hơn trong mt nuôi cấy

Có thể nuôi cấy nhiều vsv

Nhược điểm: tốn nhiều diện tích mặt bằng, khó cơ khí hóa và tự động hóa

Chi phí nhân coog, điện nước cho 1 đơn vị sản phẩm cao

Nuôi giống các cấp Lên men thu hồi sản phẩm

Ưu điểm: tiết kiệm diện tích, dễ cơ giới hóa, tự động hóa

Sd hợp lí chất dinh dưỡng, tránh lãng phí

Đảm bảo vệ sinh, vô trùng nên ít nhiễm vsv lạ

Nhược điểm: tốn nhiên liệu

Nếu không bảo đảm vô trùng sẽ bị nhiễm hàng loạt

Câu 16: Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất sữa kefir Anh/chị hãy sơ đồ hoá quy trình công nghệ sản xuất sữa kefir?

1 Ứng dụng:

Vi sinh vật trong hạt Kefir trong sản xuất Kefir, người ta sử dụng tổ hợp giống vi sinh vật dưới dạng hạt Kefir ( Kefir Grains).Hạt Kefir là phức hệ khuẩn lactic (Lactobacilli, Lactococci, Leuconostoc ) và nấm men Đôi khi

ta còn tìm thấy vi khuẩn A.aceti và A.racens cùng với các vi sinh vật khác tổ chức thành khối cầu vi sinh vật hệ vi sinh vật trong Kefir là không gây bệnh mà còn có khả năng ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh như Salmonella hay Singella Nhóm vi khuẩn lactic lactobacilli chiếm khoảng 65-80% tổng số vi sinh vật trong hạt Kefir Chúng gồm những loài

ưa ẩm và ưa nhiệt thực hiện quá trình lên men lactic theo cơ chế lên men đồng hình lẫn dị hình Nhóm vi khuẩn lactic Lactococci chiếm 20% tổng số

tế bào, Bacilli 69%, Streptococci11-12% Riêng nấm men chiếm 5÷10% tổng số vi sinh vật trong hạt gồm những loài lên men được lẫn không lên men được đường lactose

Nấm men hình thành những khóm nhỏ nhô ra trên bề mặt, Streptococci thì bện vào nhau với các vi khuẩn khác chứ không hình thành dạng cụm Ở sâu bên trong hạt, Lactobacilli chiếm ưu thế và có rất ít tế bào nấm men, chúng được gói gọn trong dịch polisacharide, các vi khuẩn hình que và nấm men hình thành các cụm riêng biệt bên ngoài và bên trong hạt Ở đó Lb.Kefiranoficients được xem là nguyên nhân hình thành polisacharide hòa tan Kefiran Trong khi đó l.bacitophilus là nguyên nhân hình thành vỏ bọc bên ngoài polisacharide mà có thể giúp hạt co giãn Một số nghiên cứu cho rằng vi khuẩn có thể gây ra sự nhân giống hạt Kefir vì việc nhân giống của

hạt không xảy ra khi vắng mặt Lb.kefiranoficients - là vi khuẩn sinh ra Kefiran ở trung tâm hạt.

Một số loài vi khuẩn lactic quan trọng Streptococcus lactic: vi khuẩn này phát triển tốt trong sữa và một số môi trường pha chế từ sữa.Đặc điểm sinh hoá quan trọng là lên men glucose, lactose, galactose, maltose, dextrin, không lên mensaccharose Vì vậy Streptococcus lactic đóng vai trò quan trọng trong việc chế biến sữa chua Sữa được lên men chua bởi Streptococcus lactic luôn luôn có hương vị đặc trưng của sản phẩm sữa chua Streptococcus cremoris: loại liên cầu khuẩn này thường thấy trong sữa dưới dạng chuỗi dài hoặc hiện diện dưới dạng song cầu khuẩn, phát triển tốt ở 20÷25oC Các điều kiện nuôi cấy khác với giống S.lactic Tuy nhiên,ảnh hưởng của chúng đối với sữa hơi khác, chúng thường làm đông sữa nhưng chúng cũng có thể làm cho sữa bị nhớt

2 Sơ đồ hoá quy trình công nghệ sản xuất sữa kefir

Sữa tiệc trùng không đường => phối chế 6%dịch men nấm Kefir =>

10% đường Sacchalose nồng độ 40%, 10% gelatin => cây giống=> lên men 18h( 25 0C) =>Phối chế, điều vị => bao bì => 10% siro, 40% Sacchalose => ủ chin 12h (14-16 0C) => sản phẩm Kefir ( bảo quản lạnh).

Câu 17 Vi sinh vật có trong nấm kefir Phân tích cơ sở khoa học của quá trình lên men tạo nước uống kefir? Anh/chị hãy giải thích sự cần thiết sử dụng nấm kefir để tạo sữa uống lên men? Diễn giảng các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm sữa kefir?

Vi sinh vật có trong nấm kefir :

* Vi khuẩn

- nhóm lactobacilli : L.kefir, …

- nhóm streptococci : S.lactic, S.thermophilus

*Nấm men

- Nhóm saccharomyces: S.lactic, S.globocus

- Khuy veromyces : K,lactic, K.maximums

- Nhóm candida : C.kefir,

Phân tích cơ sở khoa học của quá trình lên men tạo nước uống kefir;

Sự cần thiết sử dụng kefir tạo sữa uống:

Trong kefir có hệ vsv phong phú, dung nó để tạo nước uống rất tốt cho sức khỏe, đặc biệt là việc bổ sung hệ vsv có lợi cho đường ruột , tăng cường hệ thống miễn dịch cho cơ thể, phục hồi những chức năng bị yếu Cụ thể những loại bệnh như bệnh về đường tiêu hóa, tim mạch, huyết áp, xương khớp… nếu ăn sữa nấm trong thời gian dài thì sẽ khắc phục cơ bản, thậm chí có thể hoàn toàn khỏi bệnh.

Diễn giảng các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm sữa kefir:

• Nồng độ ethanol: 0.5 đến 2%

• Tổng hàm lượng chất béo, chất khô

• Chỉ tiêu hóa lý, màu sắc, mùi vị,

• Độ chua: 110 -120Th

• Không có vsv gây hại: salmonella, …

• Chỉ tiêu vi sinh: tổng số vk, nấm men, nấm mốc,…

Câu 18: Lịch sử khám phá ra vị umami và các chất tạo vị umami? Anh/chị cho ví dụ cụ thể và phân tích vai trò sinh lý và dinh dưỡng của chất tạo vị umami?

1 Lịch sử

Glutamat có một lịch sử lâu đời trong nấu ăn Nước mắm lên men từ ruột cá ( garum ), giàu glutamat, đã được sử dụng trong thời La Mã cổ đại.Vào cuối những năm 1800, đầu bếp Escoffier Auguste , người sáng lập một nhà hàng

mang tính cách mạng, sang trọng quyến rũ bậc nhất Paris, đã tạo ra các món

ăn kết hợp umami với vị mặn, chua, ngọt và đắng.Tuy nhiên, ông không biết nguồn gốc hóa học cho tính chất vị độc đáo này.

Umami không được nhận biết đúng đắn cho đến khi được khám phá vào năm 1908 bởi nhà khoa học Kikunae Ikeda , một giáo sư của Đại học Hoàng gia Tokyo Ông phát hiện ra rằng glutamat chính là thành phần tạo ra vị ngon của nước dùng nấu từ tảo bẹ kombu Ông nhận thấy rằng vị của kombu dashi (nước dùng nấu từ tảo bẹ kombu) rất khác biệt so với vị ngọt,

chua, đắng và mặn, nên đặt tên vị này là umami.

Sau đó, vào năm 1913, một học trò của giáo sư Ikeda là Shintaro Kodama,

đã phát hiện ra rằng cá ngừ khô bào mỏng có chứa một chất tạo vị umami khác.Đó là ribonucleotit IMP Vào năm 1957, Akira Kuninaka nhận ra rằng ribonucleotit GMP có trong nấm đông cô cũng mang vị umami.Một trong những phát hiện quan trọng nhất của Kuninaka là hiệu ứng cộng hưởng giữa ribonucleotit và glutamat Theo đó, khi các loại thực phẩm giàu glutamat được kết hợp với các thành phần có ribonucleotit, sẽ tạo ra cường độ vị cao hơn cường độ vị tổng hợp của hai thành phần.

Hiệu ứng cộng hưởng này của vị umami đưa ra lời giải thích cho nhiều cặp thực phẩm 　cổ điển, trước hết là nguyên nhân tại sao người Nhật làm dashi với tảo bẹ kombu và cá ngừ khô bào mỏng, và sau đó là nhiều món ăn khác nhau như: người Trung Quốc thêm tỏi tây và cải thảo vào súp gà, người Scotland cũng tương tự với món súp thịt gà và tỏi tây , và người Ý kết hợp pho mát Parmesan với nước xốt cà chua và nấm Cảm giác vị umami của những thành phần này hòa trộn vào nhau sẽ tạo ra vị nổi trội hơn vị riêng

lẻ của từng thành phần.

2 Ví dụ

Nhiều thực phẩm giàu umami được tiêu thụ hằng ngày Glutamat xuất hiện

tự nhiên trong thịt và rau củ; trong khi đó, inosinat chủ yếu có trong thịt và guanylat có trong rau củ Do đó, vị umami phổ biến trong các thực phẩm chứa hàm lượng cao L-glutamat , IMP và GMP , đáng kể nhất là trong các loại cá , sò , thịt ướp muối , rau củ (ví dụ: nấm , cà chua chín, cải thảo , cải bó xôi , cần tây v.v…) hoặc trà xanh và các sản phẩm lên men và sản phẩm để lâu năm (ví dụ: pho mát , mắm tôm, nước tương , v.v…).[

Con người thường nếm vị umami lần đầu tiên là từ sữa mẹ Sữa mẹ có vị umami gần giống như nước dùng.

Có một vài sự khác biệt giữa nước dùng của các quốc gia khác

nhau Dashi của người Nhật Bản cho cảm giác vị umami tinh khiết vì không

nấu từ thịt Trong dashi, L-glutamat được chiết xuất từ tảo bẹ kombu

(Laminaria japonica) và inosinat từ cá ngừ khô bào mỏng ( katsuobushi ) hoặc cá mòi khô ( niboshi ) Ngược lại, nước dùng của người phương Tây hay Trung Quốc có vị phức tạp hơn vì chứa hỗn hợp các axit amin từ xương, thịt

và rau củ.

3 Vai trò sinh lí

Ngoài vai trò tạo vị unami, các nghiên cứu gần đây cho thấy glutamate

có nhiều vai trò sinh lí, dinh dưỡng với cơ thể như: gia tang tuyến nước bọt, qua đó hỗ trợ tiêu hóa của khoang miệng và gia tang tuyến dịch vị qua đó thúc đẩy hoạt động tiêu hóa của dạ dày Những nghiên cứu bước đầu cho thấy bổ sung glutamate vào khẩu phần ăn có thể giúp nâng cao chất lượng cuộc sống, nhất là người cao tuổi.

Câu 19: Vai trò của acid amin trong cơ thể sinh vật? Các con đường sinh tổng hợp acid amin? Anh/chị hãy liệt kê và phân tích các chủng vi sinh vật có khả năng sản sinh acid amin?

*Vai trò:

Acid amin là thành phần chính của phân tử protein Do kết hợp với nhau trong những liên kết khác nhau, chúng tạo thành các phân tử khác nhau về thành phần và tính chất Mà protein thì lại hình thành, duy trì và thay thế các tế bào trong cơ thể Protein chiếm tới trên 50% khối lượng khô của tế bào và là vật liệu cấu trúc của tế bào.Có thể nói nếu không có protein thì k có sinh vật hoàn chỉnh như bây giờ Từ đó ta thấy được tầm quan trọng của a.a bởi vì k có a.a thì cũng k có protein

- Ngoài nhiệm vụ chính là cấu tạo nên protein, acid amin còn là tiền chất của một số sản phẩm trao đổi chất khác

Trong 22 acid amin tổng hợp nên các loại protein cho cơ thể thì có 9 acid amin cơ thể không tự tổng hợp được mà bắt buộc phải được cung cấp từ thực phẩm bên ngoài Chúng được gọi là acid amin thiết yếu hay acid amin không thay thế và bao gồm: Isoleusine, Leucine, Lysine,

Methionine, Phenylalanine, Threonine, Tryptophan, Valine và Histidine

- Chúng có chức năng:

+Tăng cường khả năng miễn dịch

+Bảo vệ và sửa chữa mô

+Bổ sung enzyme

+Có lợi cho tăng trưởng

+Duy trì và điều tiết hoocmones.

+Cung cấp năng lượng

+Tác dụng tốt cho máu

+Cân bằng dịch

+Tổng hợp protein cho cơ thể

* Các con đường sinh tổng hợp acid amin.

Qúa trình tổng hợp amino acid nhờ ATP xảy ra qua 2 giai đoạn

Đây là phản ứng hoạt hóa nhóm NH2 nhờ ATP tạo thành AMP~NH2

AMP~NH2 thực hiện phản ứng chuyển vị cho keto acid để tạo amino acid tương ứng Thực chấtcon đường này cũng là hình thức amine hoá các keto acid nhưng không sử dụng dehydrogenase

*Các chủng vi sinh vật có khả năng tổng hợp a.a:

- E.coli:

- Tảo:

20.Mỳ chính là gì? Các con đường sinh tổng hợp mỳ chính hiện có? Anh/chị hãy sơ đồ hoá quy trình công nghệ lên men sản xuất mỳ chính? Diễn giảng các thông số chỉ tiêu chất lượng của mỳ chính?