CHƯƠNG IIMỘT SỐ KIẾN THỨC CƠ BẢN LIÊN

QUAN ĐẾN CÁC QUÁ TRÌNH LÊN MEN

TIẾT 3. GIỐNG VI SINH VẬT

MỤC TIÊU

• Nắm được các yêu cầu về giống vi sinh vật trong công nghệ lên men.

• Nắm được các bước phân lập giống vi sinh vật.

• Nắm được các phương pháp cải tạo và tạo giống mới.

• Nắm được các phương pháp giữ giống và nhân giống vi sinh vật.

NỘI DUNG

1. Các yêu cầu về giống vi sinh vật trong công nghệ lên men.

2. Phân lập giống vi sinh vật

3. các phương pháp cải tạo và tạo giống mới.

4. các phương pháp giữ giống và nhân giống vi sinh vật

1.Yêu cầu về giống vi sinh vật trong CNLM

+ Cho năng suất cao, chất lượng tốt, ít sản phẩm phụ không mong muốn

+ Sử dụng nguyên liệu sẵn có, rẻ tiền

+ Thời gian lên men ngắn

+ Dễ tách sinh khối hay sản phẩm sau khi lên men

+ Vi sinh vật phải thuần chủng, không chứa vi sinh vật lạ, đặc biệt là không chứa bacteriophage ký sinh.+ Chủng vi sinh vật phải khỏe, phát triển nhanh.+ Có khả năng chống chịu với điều kiện bất lợi của môi trường.+ Dễ bảo quản và ổn định các đặc tính sinh lý, sinh hóa trong thời gian sử dụng+ Có khả năng thay đổi các đặc tính bằng các kỹ thuật đột biến, kỹ thuật gen để không ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm.

2. Nguồn giống vi sinh vật

2.1. Phân lập trong tự nhiên

Để phân lập được chủng vsv ta phải tiến hành làm giàu số lượng

tế bào vsv đó trong môi trường và điều kiện thuận lợi nhất đối với

chúng và ức chế các chủng không mong muốn

Quy trình phân lập giống trong tự nhiên:

Thu mẫu Hòa loãng Cấy lên môi trường

Nuôi Thuần khiết Kiểm tra

Khi hòa loãng đối với vsv dễ chết trong nước cất và nước muối sinh

lý thì dùng dung dịch pepton 0,1%.

Đối với vsv yếm khi khi nuôi phải cho thêm chất khử, gắn paraffin

hoặc nuôi trong môi trường không có oxy.

Đối với vsv dùng để sản xuất chất kháng sinh thì người ta dùng

phương pháp nhanh

2.2. Thu nhận từ trung tâm giữ giống

+ Mỹ: ABBOTT, ATCC, NRRL…

+ Canada: CANAD - 212

+ Nhật: FERM, HIR…

+ Úc: CC

+ Trung Quốc: IMASP

3.Cải tạo giống vi sinh vật

*Ưu điểm:

+ Cho năng suất cao

+ Thời gian lên men ngắn ít tạo bọt trong khi lên men

+ Ít tạo sản phẩm phụ trong quá trình lên men

+ tạo đựoc nhiều sản phẩm quý mà chủng khác không có được như insulin, kháng nguyên Hbs (chống viêm gan B)

+ Khả năng chống chịu với điều kiện bất lợi cuar môi trường cao

*Nhược điểm:

-Yêu cầu kỹ thuật cao

- Trong quá trình sản xuất có thể xuất hiện hiện tượng hồi biến

* Phương pháp tạo giống mới

+ Đột biến nhân tạo

+ Tái tổ hợp gen: Biến nạp, tiếp hợp, tải nạp.

+ Lựa chọn thường xuyên

4. Giữ giống vi sinh vật

*Ý nghĩa: Giữ được những đặc tính quý (không bị thoái hóa)

của vi sinh vật và bảo đảm cung cấp giống cho các quá trình

sản xuất

*Nhiệm vụ của việc giữ giống:

Sử dụng các kỹ thuật cần thiết để giữ cho vsv có tỷ lệ sống cao,

các đặc tính di truyền không bị biến đổi và không bị tạp nhiễm

* Các phương pháp giữ giống:

+ Bảo quản trong môi trường thạch nghiêng và định kỳ cấy chuyển:

Bảo quản trong tủ lạnh với hiệt độ 4 – 60C, thời gian tối đa là 3 tháng

Ưu điểm: Đơn giản được sử dụng phổ biến

Nhược điểm: Thời gian bảo quản ngắn, tính chất của chủng dễ bị thay đổi qua những lần cấy chuyển

+ Giữ giống trong cát hoặc trong đất sét vô trùng

Đất và cát được xử lý để đạt đến độ mịn và vô trung tuyệt đối,

sau đó trộn với vi sinh vật và đem bảo quan trong không gian

kín.

Ngoài cát và đất sét người ta còn sử dụng các hạt ngũ cốc

hoặc trên silicagen

Phương pháp bảo quản giống này chủ yếu áp dụn cho vsv sinh

bào tử như nấm mốc hoặc xạ khuẩn

+Giữ gống bằng phương pháp lạnh đông

Nguyên tắc: Ức chế sự phát triển của vi sinh vật trong điều kiện lạnh sâu (-25--750C)

Các chất bảo quản: Glyxerin 15%

Huyết thanh ngựa

Dung dich glucoza hoặc lactoza 10%

Quá trình làm lạnh từ từ: 1-20C/phút

Thời gian cấy chuyển định kỳ:

T0 = -15 đến -200C: 6 tháng/lần

T0 = -300C : 9 tháng/lần

T0 = -400C: 12 tháng/lần

T0 = -500C: 36 tháng/lần

T0 = -700C: 120 tháng/lần

Phương pháp náy đạt hiệu quả cao và hiện nay được

sử dụng rất phổ biến

+ Giữ giống bằng phương pháp lạnh khô:

Các chất bảo vệ:

Glutamate: 3%

Lactoza: 1,2% + pepton 1,2%

Saccharoza 8% + 5% sữa + 1,5% gelatin

Đây là phương pháp giữ giống tối ưu nhất, có thể giữ giống

qua hàng chục năm với tỷ lện sống cao, không bị biến tính

và chiếm ít diện tích bảo quản.

+ Giữ giống bằng ngân hàng gen

5. Nhân giống vi sinh vật

Trường hờp là tế bào sinh dưỡng: Cần phải tạo môi trường

thích hợp để tăng số lượng tế bào trong một thời gian ngắn

nhất. Người ta thương nhân giống trong môi trường dịch thể

(nuôi cấy chìm)

Trường hợp là bào tử (đối với xạ khuẩn và nấm môc): Thường

nhân giống trên môi trường bán rắn và thu bào tử bằng máy hút

bụi hoặc chổi quét, sau đó bảo quản nơi sạch, mát…

* Giai đoạn phòng thí nghiệm

Đây chính là giai đoạn hoạt hóa giống

Cấy chuyển sang các ống môi trường dinh dưỡng vô trùng và nuôi chúng trong điều kiện phòng thí nghiệm

Giai đoạn ở xưởng

Giống được cấy chuyển một số lần từ môi trường ít sang

môi trường nhiều (nhân giống cấp 1, 2, 3…) và kết quá

trình nhân giống thì phải thu được tỷ lệ giống giao đọng từ

1-10% so với thể tích môi trường dinh dưỡng

Chú ý: Kết thúc khâu nhânh giống cần phải kiểm tra chất lượng, số lượng giống trước khi cấy vào nồi lên men

Sơ đồ nuôi cấy giống.1.Thùng gây men 150 l cấp 1 chứa 100 l dịch; 2.Thùng đường hóathêm và xử lý dich đường; 3 và 4. Hai thùng gây men cấp II có dungtích bằng dung tích thùng đường hóa thêm và đều bằng 10% so với thùng lên men.

+ Nhân giống trong sản xuất

CÂU HỎI ÔN TẬP

• Bài 1: Bạn hãy cho biết ưu và nhược điểm điểm của từng biện pháp giữ giống? Theo bạn giữ giống theo phương pháp nào là có hiệu quả và phổ biến nhất?

• Bài 2: Bạn hãy phân tích các điều kiện và các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của chủng Escherichia Coli

TÀI LIỆU THAM KHẢO

• Nguyễn Xuân Thành, Nguyễn Bá Hiên, Hoàng Hải, Vũ Thị Hoan. Giáo trình vi sinh vật học công nghiệp. Nhà xuất bản Giáo dục.

• Trần Thị Thanh. Công nghệ vi sinh. Tái bản lần thứ ba. Nhà xuất bản Giáo dục.

• Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty. Vi sinh vật học. Nhà xuất bản Giáo dục

• Các webside