Luận Văn Khảo sát khả năng sinh trưởng của một số chủng nấm men và ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy tới tính

Đồ án tốt nghiệp năm 2012
Đề tài: Khảo sát khả năng sinh trưởng của một số chủng nấm men và ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy tới tính chất bề mặt của tế bào nấm men


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC CÁC BẢNG v
DANH MỤC HÌNH . vi
KÝ HIỆU CÁC CỤM TỪVIẾT TẮT . vii
LỜI MỞĐẦU . 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 2
1.1 Tổng quan vềnấm men . 2
1.1.1. Đặc điểm phân bố 2
1.1.2. Đặc điểm vềhình dạng và kích thước của nấm men 2
1.1.3. Đặc điểm dinh dưỡng của nấm men . 2
1.1.3.1. Nguồn cacbon 2
1.1.3.2. Nguồn nitơ . 3
1.1.3.3. Dinh dưỡng các nguyên tốvô cơ 3
1.2. Màng tếbào 4
1.2.1. Đặc điểm, cấu trúc của màng . 4
1.2.1.1.Lipid màng 5
1.2.1.2. Protein màng 6
1.2.1.3. Glucide . 6
1.2.2. Phương thức vận chuyển chất qua màng 7
1.2.2.1. Vận chuyển thụđộng (passive transport) 7
1.2.2.2.Vận chuyển chủđộng (active transport) . 8
1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của nấm men 11
1.3.1. Ảnh hưởng của nguồn cacbon . 11
1.3.2. Ảnh hưởng của nguồn nitơ 11
1.3.3. Ảnh hưởng của nguyên tốkhoáng . 12
1.3.4. Ảnh hưởng của oxy . 12
iii
1.3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ 12
1.3.6. Ảnh hưởng của pH môi trường 13
1.4. Giới thiệu vềcác chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae và Yarrowia
lipolytica . 13
1.4.1. Saccharomyces cerevisiae . 13
1.4.1.1. Một sốđặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa của S. cerevisiae 13
1.4.2. Yarrowia lipolytica 14
1.4.2.1. Một sốđặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa của Y. lipolytica 14
1.4.2.2. Ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy đến quá trình sinh trưởng của Y.
lipolytica . 15
1.5. β-carotene . 16
CHƯƠNG II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18
2.1. Đối tượng –vật liệu 18
2.1.1. Đối tượng 18
2.1.2. Vật liệu 18
2.1.2.1. Thiết bị . 18
2.1.2.2. Hóa chất . 18
2.1.3. Môi trường nuôi cấy vi sinh vật . 19
2.1.3.1. Môi trường hoạt hóa, giữgiống 19
2.1.3.2. Môi trường quan sát đặc điểm khuẩn lạc ởcác nhiệt độnuôi cấy
khác nhau 19
2.1.3.3. Môi trường nuôi cấy khảo sát đường cong sinh trưởng của nấm men
. 21
2.2. Các phương pháp nghiên cứu . 21
2.2.1. Phương pháp giữgiống, cấy chuyền 21
2.2.2. Một sốphương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh học của nấm men . 21
2.2.2.1. Phương pháp quan sát đặc điểm khuẩn lạc 21
2.2.2.2. Phương pháp làm tiêu bản tếbào sống 21
iv
2.2.3. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm khuẩn lạc trên các điều kiện nuôi cấy
khác nhau 22
2.2.4. Xây dựng đường cong sinh trưởng trên các môi trường khác nhau 22
2.2.5. Phương pháp xác định lượng sterol trong màng tếbào . 22
2.2.6. Phương pháp xác định tính thấm của màng tếbào nấm men đối với chất
kỵnước β-carotene trên các điều kiện nuôi cấy được lựa chọn 23
CHƯƠNG III: KẾT QUẢNGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 24
3.1. Kết quảnghiên cứu: 24
3.1.1. Quan sát đặc điểm hình thái của chủng nấm men . 24
3.1.1.1. Chủng nấm men Y. lipolytica . 24
3.1.1.2. Chủng nấm men S. cerevisiae . 27
3.1.2. Khảo sát khảnăng sinh trưởng trên các môi trường khác nhau 28
3.1.2.1. Chủng Y. lipolytica W29 28
3.1.2.2. Chủng S. cerevisiae 29
3.1.3. Xây dựng đường cong sinh trưởng của Y. lipolytica và S. cerevisiae trên
các môi trường nuôi cấy khác nhau . 36
3.1.3.1. Y. lipolytica 36
3.1.3.2. S. cerevisiae . 37
3.1.4. Khảnăng thấm β-carotene qua màng tếbào . 38
3.1.5. Xác định lượng sterol trong màng tếbào được nuôi cấy trên các môi
trường khác nhau 40
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 42
KẾT LUẬN . 42
KIẾN NGHỊ 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 43


LỜI MỞĐẦU
Khảnăng sinh trưởng và phát triển của nấm men chịu ảnh hưởng của nhiều
yếu tốnhư nhiệt độ, oxy, đặc biệt là môi trường nuôi cấy. Các chủng nấm men khác
nhau có khả năng sinh trưởng trong môi trường có các nguồn dinh dưỡng khác
nhau. Các nguồn dinh dưỡng chính đối với sinh trưởng của nấm men gồm nguồn
cacbon (đường, tinh bột, các chất kỵ nước như ankan, lipid, các acid béo ) và
nguồn nitơ (cao nấm men + pepton, các acid amin cơ bản .). Các nguồn dinh dưỡng
này tác động mạnh đến sinh trưởng nấm men cũng ảnh hưởng đến các bộ phận
trong tếbào, đặc biệt là bềmặt tếbào. Đểkhảo sát khảnăng sinh trưởng và phát
triển cũng như ảnh hưởng của các nguồn dinh dưỡng này ảnh hưởng như thếnào
đến tính chất bề m ặt của màng tế bào nấm men nên chúng tôi thực hiện đề tài:
“Khảo sát khảnăng sinh trưởng của một sốchủng nấm men và ảnh hưởng của
môi trường nuôi cấy tới tính chất bềmặt của tếbào nấm men”gồm các bước
thực hiện sau:
-Xây dựng đường cong sinh trưởng của một sốchủng nấm men trên các điều
kiện nuôi cấy khác nhau.
-Khảo sát tính chất bềmặt của màng tếbào nấm men trên một sốđiều kiện
nuôi cấy lựa chọn.
Vì đây là lần đầu tiên làm quen với công tác nghiên cứu, với kinh nghiệm thực
tếvà kiến thức bản thân còn hạn chế, thời gian thực hiện có hạn nên trong quá trình
thực hiện đềtài không tránh khỏi những thiếu sót, sai lầm. Rất mong nhận được sự
đóng góp ý kiến của quý Thầy Cô và các bạn đểđềtài được hoàn thiện hơn.


CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan vềnấm men
1.1.1. Đặc điểm phân bố
Nấm men phân bố rất rộng rãi trong tự nhiên, nhất là trong các môi
trường có chứa đường, có pH thấp, chẳng hạn như trong hoa quả, rau dưa, mật
mía, rỉđường, mật ong, trong đất vườn trồng cây ăn quả, trong đất có nhiễm dầu
mỏ .
Trong các sản phẩm như sữa, sữa chua, bánh mì cũng chứa một lượng lớn
các loài nấm men như Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces marxianus,
Debaromuces hanseni, Torulopsis lactis condense .
1.1.2. Đặc điểm vềhình dạng và kích thước của nấm men
Nấm men là vi sinh vật điển hình cho nhóm nhân thật (eukaryote). Tùy
loài nấm men mà tế bào có thể hình tròn (Torulopsis utilis), hình trứng, hình
ovan(Saccharomyces cerevisiae), hình quảchanh, hình elip, hình trụ
Tếbào nấm men thường lớn gấp 10 lần so với vi khuẩn, ởdạng đơn bào
kích thước của chúng là 2,5-10µm x 4,1-21µm. Kích thước và hình thểcủa nấm
men còn phụthuộc vào điều kiện nuôi cấy như nhiệt độ, pH, thành phần môi
trường, oxy và tuổi của tếbào nấm men. Ví dụnhư S.cerevisiaecó hình bầu dục
nếu nuôi trong môi trường giàu chất dinh dưỡng. Trong điều kiện yếm khí thì nó
có hình tròn và ngược lại trong điều kiện hiếu khí thì tếbào có dạng kéo dài hơn.
Một sốtếbào nấm men có hình dài nối tiếp nhau thành dạng sợi gọi là lá
khuẩn ty (mycelium) hoặc khuẩn ty giả (pseudomycelium), thường gặp ở các
giống Endomycopsis, Candida, Trichosporon. Nhiều nấm men chỉsinh khuẩn ty
giảkhi không được cung cấp đầy đủoxy.
1.1.3. Đặc điểm dinh dưỡng của nấm men
1.1.3.1. Nguồn cacbon
Nguồn dinh dưỡng cacbon của nấm men là các loại đường và dẫn xuất,
các rượu, acidhữu cơ, acidamin
3
Hầu hết các loài nấm men không có enzyme polyhydrolase, trong đó
không có amylase và cellulase cho nên không sửdụng trực tiếp được tinh bột,
cellulose, hemicellulose. Đường hexose được tất cảcác loài nấm men sửdụng.
Trong môi trường có một hỗn hợp các nguồn cacbon dinh dưỡng thì
nguồn cacbon nào cung cấp cho nấm men sinh trưởng sẽđược sửdụng trước.
Trong họhàng men rượu Saccharomycesvới các chủng khác nhau cần có các
nguồn cacbon khác nhau, là các đường khác nhau lên men cũng khác nhau. Lên
men rượu etylic cần hoặc vật liệu lý tưởng cho lên men là đường glucose, lên
men bia là đường maltose, lên men rượu vang là đường fructose sau là glucose.
Đối với những disaccharide trước khi được nấm men sửdụng phải trải qua quá
trình thủy phân sơ bộthành đường đơn nhờenzyme tương ứng của nấm men.
Các acid béo được làm nguồn cacbon dinh dưỡng phụ thuộc vào từng
chủng loại nấm men, nồng độaxit, chiều dài mạch cacbon trong phân tửacidvà
mức độđiện ly. Mạch từC2
-C4
làm nguồn cơ chất khá tốt ởnồng độtương đối
thấp.
Ngoài ra có thểsửdụng nguồn cacbon từdầu mỏvà khí đốt nhưng vẫn
còn nhiều e ngạinếu ứng dụng sinh khối nấm men vào các sản phẩm như thức
ăn chăn nuôi do có thểtồn dư các chất nào đó hoặc rất ít, không thểxác định
được chúng có ảnh hưởng đến sức khỏe của người và động vật hay không.
1.1.3.2. Nguồn nitơ
Là các hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ có sẵn trong môi trường.
Các hợp chất hữu cơ chứa nitơ của tếbào là các acidamin, các nucleotide
purin, protein, pirimidin và một số vitamin. Nấm men có khả năng tổng hợp
được tất cảcác acid amin, đa sốnấm men không đồng hóa được nitrate.
Nguồn nitơ vô cơ được nấm men sửdụng tốt là các muối amoni của acid
vô cơ cũng như hữu cơ: amoni phosphate, muối acetat, lactat, malat
1.1.3.3. Dinh dưỡng các nguyên tốvô cơ
Được quan tâm trước hết là phospho, sau đó đến kali, magie, lưu huỳnh


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Nguyễn Như Hiền, Trịnh Xuân Hậu (2006): Giáo trình sinh học tếbào,
nhà xuất bản Giáo Dục.
2. Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyền, Phạm Văn Ty (2002): Vi sinh
vật học, nhà xuất bản Giáo Dục.
3. Lương Đức Phẩm (2006): Nấm men công nghiệp, nhà xuất bản Khoa
Học KỹThuật.
Tiếng Anh
1. Michel E van der Rest et al., 1995, The plasma membrane of
Saccharomyces cerevisiae, Vol 59, 304 –318.
2. Thi Minh Ngoc Ta et al., 2010, New insights into effect of mediumchain-length lactones on yeast membranes. Importance of the culture
medium, Appl Microbiol Biotechnol, Vol. 87, No. 3, 1089-1099.
3. France Thevenieau et al., 2009, Applications of non-conventional yeast
Yarrowia lipolytica, 590 –610.
4. H. Katsuki và Konrad Bloch, 1967, Studies on the biosynthesis of
ergosterol in yeast, The journal of biological chemistry, Vol. 242, No. 2,
222-227.
5. M.A.Z. Coelho, P.F.F. Amaral and I. Belo,2010,Yarrowia lipolytica: an
industrial workhorse, Applied Microbiology and Microbial Biotechnology,
930-944.