Bài giảng Vi sinh thực phẩm: Chương 1 - Bùi Hồng Quân

Bài giảng Vi sinh thực phẩm: Chương 1 Mở đầu, gồm các nội dung chính như sau: Đối tượng và nhiệm vụ của vi sinh học; Vai trò của vi sinh vật; Lịch sử phát triển của vi sinh học; Định danh vi sinh vật; Vị trí môn học và nhiệm vụ người học. Mời các bạn cùng tham khảo!

VI SINH THỰC PHẨM

GVGD: Bùi Hồng Quân

Biên soạn: Nguyễn Minh Hiền

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Nguyễn Lân Dũng, 2005 Vi sinh vật học

đại cương

Nguyễn Đức Lượng, 1996 Công Nghệ vi

sinh tập 1, 2, 3 ĐH Bách Khoa Tp HCM

Tô Minh Châu và ctv, 1999 Vi sinh vật học

đại cương ĐH Nông Lâm Tp HCM

……….

1.5 VỊ TRÍ MÔN HỌC VÀ NHIỆM VỤ NGƯỜI HỌC

1.1 ĐỐI TƯỢNG & NHIỆM VỤ CỦA VI SINH HỌC

ĐỐI TƯỢNG : VSV ( Micro bio logy = micro + bios +

thể không nhìn thấy được Muốn

thấy được chúng phải quan sát dưới

kính hiển vi

Theo R H Whitataker, thế giới sinh vật gồm 5 giới

và tảo lam

bào có lông roi, nguyên sinh động vật

Vi sinh vật tập trung vào Monera, Protista và Fungi

Vị trí phân loại của vi sinh vật

Vị trí phân loại của VSV (theo cấu trúc tế bào)

Đặc biệt: Virus chưa có cấu tạo tế bào – hình thái sống

Vết tích Gloeodiniopsis cách đây 1,5 tỷ năm Vết tích vi khuẩn lam

cách đây 3,5 tỷ năm

1.2.1 VAI TRÒ TÍCH CỰC

Trong nông nghiệp

Trong bảo vệ môi trường

Trong công nghiệp

Trong Chế biến thực phẩm

Trong y tế

1.2 VAI TRÒ CỦA VSV

1.2.1 VAI TRÒ TIÊU CỰCTrong nông nghiệp

Trong bảo vệ môi trườngTrong công nghiệp

Trong Chế biến thực phẩmTrong y tế

Tác động tích cực của VSV

• Tham gia quá trình tuần hoàn vật chất trong tự nhiên:

phân giải chất hữu cơ, khởi đầu chuỗi thức ăn, tham gia

chu trình carbon, nitơ, oxi …

• Trong công nghệ hóa: tham gia sản xuất các chất hóa

học khó sản xuất (cồn, acid hữu cơ, enzyme …)

• Trong y học: vaccin, các chất kháng sinh, các vitamin,

acid amin, hormon …

• Trong chế biến, bảo quản thực phẩm: sản xuất bột ngọt,

sản xuất sinh khối, sản xuất rượu bia, lên men sản xuất

thực phẩm, ……

Vi sinh vật là nguyên nhân gây ra các căn bệnh

chết người: dịch hạc, ung thư, AIDS …

- Là tác nhân gây bệnh cho động vật và thực vật

- Làm hư hỏng lương thực thực phẩm

- ……

Tác động tiêu cực của VSV

Nấm Rhizoctonia solani làm mốc

trắng gốc, cây héo, lá gốc héo vàng,

bó mạch thâm đen sau vài ngày cây

cà chua, khoai tây bị bệnh sẽ chết

VK Ralstonia solanacearum cây héo

đột ngột, lá vẫn còn xanh, có thể héo từng cành, bó mạch hóa nâu chứa dịch nhờn màu trắng đục

Bệnh do Staphylococcus areus

Vaccin phòng cúm A

H5N1 của Cty Sản xuất

vaccin và Sinh phẩm số 1

thuộc Viện Vệ sinh dịch tễ

Trung ương được thử

nghiệm trên người với sự

cho phép của Bộ Y tế vào

cuối tháng 3/ 2008

1.3 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH HỌC

THỜI TIỀN SỬ: Người tiền sử biết sản xuất bia, bánh mỳ từ ngũ cốc

NỀN VĂN MINH NÔNG NGHIỆP: (4000 năm B.C) phát hiện những hình ảnh khảo cổ thể hiện việc uốngrượu của Người Xume

NỀN VĂN MINH CỦA NGƯỜI HY LẠP thờ thầnRượu Bacchus và NGƯỜI LA MÃ thờ thần RượuDionysus

Vi sinh học hiện đại

Khái quát lịch sử phát triển VSV học

Trước khi có KHV

phẩm: ủ rượu, làm bánh mì, làm mắm, tương, chao …

…) do VSV gây ra

Sau khi có KHV

1675, chiếc KHV đầu tiên do Leewenhoek phát minh

Vi sinh vật học giai đoạn này tập trung vào mô tả hình

thái của VSV

Khái quát lịch sử phát triển VSV học (tt)

Robert Hook, nhà khoa học

Anh, “cha đẻ của KHV quang học” đã sử dụng nguồn sáng khi soi KHV

1665, ông xuất bản cuốn

“Hình ảnh hiển vi” giới thiệu rất nhiều đối tượng mà mắt thường không thấy rõ được

xạ gần với thủy tinh, có thể triệt tiêu

sự sai lệch và tán sắc khi ánh sáng đi qua các môi chất có độ khúc xạ khác nhau

Ông là người đầu tiên sử dụng kính lọc màu để thu được ánh sáng đơn sắc

David Brewster

(1781-1868)

Lịch sử VSV học -Sau khi có KHV (tt)

Ernst Abbe (1840-1905) và Carl Zeiss (1816-1888) (2 nhà khoa học Mỹ) đã thử

300 chất để tìm ra dầu ngâm kính tốt nhất (dầu Tuyết tùng (huile de cèdre) hiện đang được dùng khi sử dụng vật kính x100

1886, Abbe phát minh ra bộ tụ quangErnst Abbe

Frederik Zernike (1888-1966) phát minh KHV tương phản pha, có thể quan sát vật thể sống trong suốt không màu mà không cần cố định, nhuộm màu như xoắn thể gây bệnh giang mai

1953, Ông nhận giải Nobel do những đóng góp xuất sắc trong lĩnh vực sinh học.

Lịch sử VSV học -Sau khi có KHV (tt)

Improvements of the microcopes

KHV huỳnh quang giúp thấy một số chất hoá học trong tế

bào chưa bị tổn thương

Nguồn sáng của KHV huỳnh quang là đèn thuỷ ngân tạo ra

một chùm nhiễu tia xanh và tia UV

Các gương lọc ánh sáng và gương tán sắc đặc biệt sẽ phản

chiếu lên bản quan sát những tia bước sóng ngắn Các tia

UV tác động gây ra hiện tượng huỳnh quang và làm cho

bản quan sát phát ra những tia sáng huỳnh quang có bước

sóng dài hơn Độ dài bước sóng bức xạ huỳnh quang luôn

dài hơn độ dài bước sóng bức xạ gây ra nó.

Các vật thể có khả năng huỳnh quang bắt đầu phát sáng rõ

ràng và mỗi chất có một bức xạ huỳnh quang đặc trưng

VD: chất diệp lục có bức xạ huỳnh quang màu đỏ tươi

Lịch sử VSV học -Sau khi có KHV (tt)

1938, KHV điện tử ra đời tại Mỹ

Nguyên lý: dùng 1 chùm điện tử thay thế cho ánh sáng

Do dòng điện tử không đi qua được thấu kính nên phải

dùng những điện từ trường để hội tụ chùm điện tử, tất cả

thiết bị phải đặt trong ống chân không

KHV quang học hiện đại nhất có độ phóng đại 2.500 lần

KHV điện tử có thể phóng đại 40.000 lần, thậm chí có

thể phân biệt được 2-3 Å, nhưng chỉ có thể phân biệt rõ

nét những hạt từ 20 Å trở lên

Lịch sử VSV học -Sau khi có KHV (tt)

• Mô tả hình thái VSV, khám phá các đặc tính sinh

lý, sinh hóa của vsv, xác định vai trò của vsv

• Hoàn thiện các qui trình lên men cổ truyền, ứng

dụng vào sx công nghiệp

Louis Pasteur, nhà bác học

người Pháp sống thế kỷ 19, cha

đẻ của lý thuyết lên men (1857),

1880, ông phát hiện tụ cầu khuẩn gây mụn nhọt và viêm tuỷ xương, nhiễm

First Fermentation concept, or Pasteur concept in 1857,

“Fermentation is the transformation process of the sugar to

alcohol in presence of "la vie sans l'air" (means life without air)

Conclusions of Pasteur from its study of wines:

The alcoholic fermentation of grape juice occur only in presence of yeasts

The wine acidification occur in presence of bacteria.

When the grape juice is heated the fermentation do not take place

When the wine (the sugar) is heated the acidification do not occur

Mô hình chuỗi xoắn kép DNA của

waston – crick 1953

Alexander Fleming (6.8.1881 – 11.3.1955)

Nhà sinh học, bác sĩ, dược sĩ người

Scotland (phía Bắc nước Anh) Người mở ra kỷ nguyên sử dụng kháng sinh trong y học

Chain, Howard Walter Florey được trao Giải thưởng Nobel y học do tìm và phân tách được

Penicilin – loại kháng sinh đầu

bệnh nhiễm trùng

Năm 1922, tình cờ Fleming phát

hiện một đĩa petri nuôi cấy vi

khhuẩn, khuẩn lạc không mọc

được ở chỗ có dịch từ mũi ông

rơi vào Và sau đó không lâu,

ông công bố về lysozyme, có vai

trò kháng khuẩn Nhờ phát minh

9.1928, phụ tá của Fleming phát hiện thấy trong đĩa petri cấy VK xuất hiện một loại nấm màu xanh nhạt Anh đổ đĩa petri ấy vào một đĩa khác, lúc ấy trên đĩa petri cũ còn lưu lại những đường vân xanh của loại nấm ấy Fleming nghĩ rằng đó

là dấu vết của những VK đã chết, ông lấy một

• Giai đoạn phát triển rực rỡ của côngnghệ lên men

• Các sản phẩm lên men ứng dụngrộng rãi: trong thú y, y học, thựcphẩm, môi trường …

• Vi sinh học hiện đại đang làm thayđổi cuộc sống của con người

Lịch sử VSV học -Vi sinh học hiện đại

1857 Pasteur phát hiện quá trình lên men

1864 Pasteur phát minh phương pháp thanh trùng Pasteur

1881 Robert Koch đề xuất phương pháp phân lập VK

1882 - 1884 Koch phát hiện trực khuẩn gây bệnh lao

1884 Gram đề xuất kỹ thuật nhuộm Gram

CÁC MỐC QUAN TRỌNG TRONG LỊCH SỬ

PHÁT TRIỂN VI SINH HỌC (tt)

1887 Petri đề xuất dùng hộp petri

1898 Shiga phát hiện trực khuẩn lỵ

1928 Alexander Fleming khám phá ra penicillin

1942 Kính hiển vi điện tử được sử dụng để xác định và

phân loại thực khuẩn thể

1953 Stanley phát hiện virut kết tinh

1953 Walson và Crick khám phá ra cấu trúc của DNA

1959 Stewart tìm ra nguyên nhân virut với bệnh ung thư

1989 Bisho và Varmus phát hiện gen ung thư

Các giới (kingdoms) sinh vật

Hệ thống phân loại sinh vật

(Biological Classification)

1.4 Định danh và Phân loại

Các nhóm được sử dụng để phân loại vi sinh vật

• Bao gồm những qui tắc về đặt tên vi sinh vật

• Hiện nay có 3 bộ luật danh pháp

– Luật quốc tế danh pháp động vật (ICZN)

– Luật quốc tế danh pháp thực vật (ICBN)

– Luật quốc tế danh pháp vi sinh vật (ICNB)

• Luật danh pháp không có tính chất pháp lý, việc

tuân thủ dựa trên tính tự nguyện

Luật danh pháp sinh vật

CÁCH ĐẶT TÊN VSV

Nhà phân loại Linnaes (TK 18) thiết lập hệ nhị thức

danh pháp với nguyên tắc như sau:

giống (bắt đầu với chữ viết hoa), từ thứ 2 là tên loài (viết

thường)

một vài thông tin bổ sung về vi sinh vật Escherichia

(tên của Escherich) coli (ký sinh trong ruột)

(trong tài liệu in)

P citrinum Sacc cerevisiae

Luật danh pháp sinh vật (tt)

ĐẶT TÊN CHO 1 VSV MỚI

Lactobacillus delbreukii subsp bulgaricus Lactobacillus bulgaricus

Streptococcus salivarius subsp thermophilus Streptococcus thermophilus

Lactococcus lactis subs lactis var diacetylactis diacetyla diacetylactis lactis var

• Tính duy nhất: Tên mỗi taxon là duy nhất, không

trùng với các tên khác

• Tính phổ cập: Để trao đổi thông tin, các nhà khoa

học buộc phải học tên khoa học của sinh vật Tên

• Tính ổn định: Ủy ban Danh pháp Quốc tế đóng vai

trò giữ ổn định cho hệ thống danh pháp quốc tế

Tính chất của tên khoa học

Arthrobacter, Brevibacterium, Propionibacterim

Vi khuẩn dạng Coryne (Coryneform bacteria)

Trực khuẩn không sinh bào

đặn, G+, không sinh bào tử

Clostridium, Bacillus

Baciliaceae Trực khuẩn và cầu khuẩn

sinh nội bào tử

Moraxella, Acinetobacter, Psychrobacter

Neisseriaceae Song cầu khuẩn và

Enterobacteriaceae Trực khuẩn hiếu khí tùy ý,

dạng hiếu khí

Campylobacter

Spirallaceae Xoắn thể và vi khuẩn cong

Giống Họ

Nhóm

Các nhóm VK (Theo hệ thống phân loại của Bergeys)

Phân loại nấm:dựa vào vòng đời, cấu trúc, phương thức sinh sản

Những nhóm nấm rất quan trọng trong vi sinh môi trường

Nấm sợi: Penicillium, Aspergillus,

Nấm men: Rhodotorula

và Candida

Nấm sợi: hệ khuẩn ty sinh sản vô tính bằng cách hình thành conidia (bào tử trần)

Các nấm men sinh sản nhờ nảy chồi

Hữu tính: sinh ra các bào tử kín hình thành trong những cấu trúc chuyên biệt dạng túi được gọi là nang (mỗi nang chứa 8 bào tử túi)

Ascomyces

(nấm túi, nấm

nang)

Nấm sợi: Rhizopus, Mucor và Thamnidium.

Hữu tính: sản suất ra các bào tử tiếp hợp.

Vô tính:bằng bào tử kín trong túi bào tử

Zygomycetes

(nấm tiếp hợp)

Ví dụ Hình thức sinh sản

Loại nấm

Phân loại vi rút:dựa vào nhóm vật chủ bị nhiễm như: động

vật, thực vật vi khuẩn hay nấm mốc.

Phân loại các virus vào các nhóm, có liên quan đến:

chuỗi đơn hay chuỗi kép hay RNA

CÁC CHUYÊN NGÀNH VỀ VI SINH VẬT HỌC

MICROBIOLOGY

MYCOLOGY BACTERIOLOGY

VỊ TRÍ MÔN HỌC

1.5 VỊ TRÍ MÔN HỌC-NHIỆM VỤ NGƯỜI HỌC

CÁC LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU CHUYÊN BIỆT

FOOD MICROBIOLOGY

MEDICAL

MICROBIOLOGY

INDUSTRIAL MICROBIOLOGY/

1.5 VỊ TRÍ MÔN HỌC-NHIỆM VỤ NGƯỜI HỌC

NHIỆM VỤ NGƯỜI HỌC