CHƯƠNG 1 CÔNG NGHỆ SINH HỌC VI SINH VẬT

NỘI DUNG 1. Cơ sở sinh học của công nghệ sinh học vi sinh 2. Sinh khối vi sinh vật và công nghệ lên men 3. Các sản phẩm của công nghệ lên men 4. Công nghệ tái tổ hợp vi sinh vật 5. Virus và công nghệ sinh học virus 1. Cơ sở sinh học của CNSH vi sinh vật Vi sinh vật (microorganisms) là tên gọi chung tất cả các sinh vật nhỏ bế chỉ có thể quan sát dưới kính hiển vi Các vi sinh vật gồm nhiều nhóm khác nhau: virus, vi khuẩn, vi nấm, tảo đơn bào Đặc điểm chung của vi sinh vật Kích thước nhỏ bé Hấp thụ mạnh, chuyển hóa nhanh Khả năng sinh sản nhanh, vòng đời ngắn Khả năng thích ứng nhanh và tiềm năng biến dị lớn Phân bố rộng, đa dạng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

KHOA NÔNG HỌC

Bộ môn Công nghệ Sinh học

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

KHOA NÔNG HỌC

Bộ môn Công nghệ Sinh học

Bài giảng Nhập môn CÔNG NGHỆ SINH HỌC

CHƯƠNG 1

CÔNG NGHỆ SINH HỌC VI SINH VẬT

NỘI DUNG

1 Cơ sở sinh học của công nghệ sinh học vi sinh

2 Sinh khối vi sinh vật và công nghệ lên men

3 Các sản phẩm của công nghệ lên men

4 Công nghệ tái tổ hợp vi sinh vật

5 Virus và công nghệ sinh học virus

1 Cơ sở sinh học của CNSH vi sinh vật

Vi sinh vật (microorganisms) là tên gọi chung tất cả các sinh vật nhỏ bế chỉ có thể quan sát dưới kính hiển vi

Các vi sinh vật gồm nhiều nhóm khác nhau: virus, vi khuẩn, vi nấm, tảo đơn bào

Đặc điểm chung của vi sinh vật

- Kích thước nhỏ bé

- Hấp thụ mạnh, chuyển hóa nhanh

- Khả năng sinh sản nhanh, vòng đời ngắn

- Khả năng thích ứng nhanh và tiềm năng biến dị lớn

- Phân bố rộng, đa dạng

Một số vi sinh vật được dùng trong vi sinh vật công nghiệp

2 Sinh khối vi sinh vật và công nghệ lên men

Thuật ngữ lên men (fermentation) bắt nguồn từ tiếng

La tinh fervere có nghĩa là làm chín, dùng để diễn tả hoạt động của nấm men trong dịch chiết trái cây hay dịch đường hóa ngũ cốc Pasteur đã gọi sự lên men là sự sống thiếu không khí (thiếu O2)

Ngày nay, thuật ngữ lên men được dùng để chỉ các quá trình biến đổi do vi sinh vật thực hiện trong điều kiện kị khí hay hiếu khí

Ngày nay, công nghiệp lên men (industrial fermentation) phát triển mạnh với nhiều thương phẩm

Sự lên men vi sinh vật có thể được phân loại theo các nhóm chính sau:

- Thu sinh khối tế bào

- Thu nhận các chất trao đổi của vi sinh vật

- Thu nhận các enzyme vi sinh vật

- Thu nhận các sản phẩm tái tổ hợp

Quá trình lên men gồm 3 giai đoạn đoạn chính:

- Trước lên men (Upstream): Xử lí, phối trộn và khử trùng nguyên liệu ban đầu

- Lên men (Fermentation) trong nồi lên men, cần được thông khí tốt, trong dịch lên men diễn ra các quá trình truyền nhiệt, truyền khối, tăng sinh khối tế bào và điều chỉnh hoạt tính sinh học để tạo ra nhiều sản phẩm mục tiêu

- Sau lên men (Downstream): Tách tế bào bằng ly tâm hay lọc, phá vỡ tế bào, tủa, tính sạch sản phẩm, tinh chế,

sấy, đóng gói và xử lý chất thải

3 Các sản phẩm lên men vi sinh vật

Các sản phẩm của công nghệ lên men bao gồm:

- Sinh khối vi sinh vật: Giống gốc cho sản xuất, nấm men bánh mì, men chăn nuôi, vacxin, protein đơn bào (Single protein cell – SCP), phân vi sinh, protbiotic

- Enzym vi sinh vật: amylase, protease, lactase, lipase

- Các sản phẩm trao đổi chất: Các sản phẩm sơ cấp (rượu, bia, axit amin, vitamin), các chất thứ cấp (kháng sinh)

- Sản phẩm tái tổ hợp gen do vi sinh vật chuyển gen tạo ra

4 Virus và công nghệ sinh học virus

4.1 Lịch sử phát hiện ra virus

4.2 Đặc điểm chung của virus

4.3 Các chiến lược cơ bản trong phòng chống bệnh do virus gây ra

4.4 Một số bệnh nguy hiểm do virus gây ra

HIV/AIDS Cúm gia cầm Virus viêm gan