ĐẶT VẤN ĐỀ. Nấm men là đại diện điển hình cho sinh vật nhân chuẩn. Đã từ lâu, nấm men được biết đến như một công cụ không thể thiếu được trong công nghiệp sản xuất cồn, các loại nước có rượu như: bia, vang, sâm banh. và các loại bánh mì.Đến thé ki 19 nhà thực vật học Meyen công bố công trình nghiên cứu phân loại đầu tiên vé nấm men, trong đó ông mô tả và đặt tên giống là Saccharomyces và loài là cerevisiae.
Đến thế ki 20 nhờ những nghiên cứu sâu về cấu trúc phân tử các nhà khoa học đã tìm ra được nhiều đặc điểm mới vé cấu tạo, thành phan hóa học, đặc điểm sinh lý, di truyền của nấm men. Các nhà khoa học đã có những nhìn nhận mới khi đánh giá nấm men trên nhiều phương diện, đặc biệt nấm men ngày càng có nhiều ứng dụng mới vào hàng loạt những quy trình công nghệ tiên tiến. Từ những năm 60 của thế kỷ 20 nấm men thực sự trở thành đối tượng quan trọng thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học bởi những đặc tính hết sức quý báu hơn hẳn các sinh vật khác đó là: có khả năng lên men rượu rất mạnh, khả năng sinh trưởng và phát triển nhanh, vòng đời ngắn, có thể tạo sinh khối lớn. Chúng có thể sử dụng nhiều nguồn phế liệu đơn giản rẻ én của nhiều ngành công nghiệp.
Hơn thế nữa, nấm men còn chứa hầu hết tất cả các chất cẩn thiết cho sự sống. Trong đó, đáng chú ý nhất là protein và vitamin với thành phần, hàm lượng phong phú và có giá trị sinh học cao. Từ nấm men, người ta còn có thể tạo ra hàng loạt các chất có hoạt tính sinh học như: vitamin, enzim, acid amin, hoocmon sinh trưởng dùng cho người và động vật. Từ những năm 70, 80 của thế kỷ 20, nấm men thật sự trở thành mô hình quý giá để phân tích phần lớn các chức năng của tế bào đặc trưng SVTH: Ngô Mỹ Yến Trang | CBHD: TS.Trần Thanh Thủy Luận văn tốt nghiệp cho nhân chuẩn, để nghiên cứu chức năng protein động vật, chức năng một số gen ở thực vật.
Trong vòng 20 năm trở lại đây, nấm men đã tạo ra một cuộc cách mạng trong nghiên cứu sinh học phân tử giai đoạn hiện đại. Vậy từ quá khứ đến hiện tại và tương lai, nấm men luôn được chọn là đối tượng điển hình xuất sắc trong nghiên cứu lý thuyết và những ứng dụng thực tiễn. Để góp phần vào việc tìm hiểu, ứng dụng nấm men phục vụ đời sống, chúng tôi đã chọn cho mình dé tài “ nghiên cứu một số đặc đểm hình thái sinh lý, sinh hoá của chủng nấm men Saccharomyces. Hy vọng rằng những kết quả nghiên cứu bước đầu về chủng nấm men này sẽ là cơ sở cho những ứng dụng thiết thực trong chăn nuôi gia súc hiện nay và giúp tôi có cách nhìn mới hơn, đây đủ hơn về giá trị toàn diện của nấm men.
Mục đích của dé tài: Nghiên cứu, tìm hiểu một số đặc điểm sinh lý, sinh hóa làm cơ sở để chế tạo một chế phẩm probiotic và tìm ra môi trường tối ưu cho sự sinh trưởng và phát triển của chủng nấm men Saccharomyces. Nhiệm vụ của dé tài: 1. Tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa của chủng nấm men Saccharomyces. Tìm ra môi trường tối ưu cho sự sinh trưởng và phát triển của chủng nấm men Saccharomyces.
Nghiên cứu một số diéu kiện tối ưu cho việc thu sinh khối của chủng nấm men Saccharomyces. Tìm hiểu khả năng để kháng một số kháng sinh đường ruột, $5. Bảo quản chủng nấm men trên bằng phương pháp đông khô. SVTH: Ngô Mỹ Yến Trang 2 CBHD: TS.Trần Thanh Thủy Luận văn tốt nghiệp Phần I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.KHÁI QUAT CHUNG VỀ NAM MEN : Từ lâu người ta đã biết tác dụng của nắm men về mặt sinh lý học nhưng chỉ khoảng non | nửa thế kỉ trở lại đây, người ta mới bất đầu tìm hiểu vể cơ chế tác dụng của nắm men và sử dụng chúng trong sản xuất và đời sống.
Trước khi phân lập được, để hiểu tính chất và tác dụng của nấm men, loài người đã biết dùng nắm men để làm rượu. Nhưng mãi đến cuối thế kỷ 19, ở châu Âu mới bắt đầu dùng các loại nấm men có khả năng phân giải và sử dụng những phế liệu của công nghiệp, những phụ phẩm của nông nghiệp. Từ đầu thế kỷ 20, nắm men được dùng trong các lĩnh vực: tạo sinh khối, sản xuất men gia súc, trong công nghiệp thực phẩm.Những ứng dụng này đã phát triển rất nhanh vì trong thành phẩn nấm men gém đẩy đủ các chất dinh dưỡng cẩn thiết cho cơ thể: acid amin không thay thế được, các vitamin, các chất khoáng, các nguyên tố vi lượng. Do đó, nấm men là một loại thức ăn bổ sung nguồn protid, góp phần giải quyết tình trạng thiếu protid trong khẩu phan của người và gia súc.MỘT SỐ ĐẶC TÍNH SINH HỌC CUA NAM MEN : 1.
Đặc điểm hình thái, kích thước của nấm men: Nấm men là loại vi sinh vật có cấu tạo đơn bào, không di động và sinh sản chủ yếu bằng phương thức nảy chổi. Nấm men có dạng hình tròn, hình trứng như Saccharomyces cerevisiae, hình clip như Saccharomyces ellipsoideus, hình quả chanh như SVTH: Ngô Mỹ Yến Trang 3 CBHD: TS.Trần Thanh Thủy Luận văn tốt nghiệp Saccharomyces apiculatus, đôi khi có hình chai như Saccharomyces ludwigii hoặc hình ống đài như Pichia. Trong cùng một loài hình dạng tế bao cũng có thể thay đổi tùy thuộc vào diéu kiện môi trường, diéu kiện nuôi cấy và tuổi của tế bào [15]. Nấm men có kích thước từ 3-5um thậm chí 25um.
Trong đó chiều rộng tế bào thường là 3 -5um và chiểu dài là 5 -10um hoặc hơn nữa. Kích thước này cũng thay đổi tùy loài, giống và điểu kiện hoặc môi trường sống. Trên môi trường thạch Hansen khuẩn lạc nấm men thường có mau trắng, nâu, đỏ hồng, cam, kem. Kích thước khuẩn lạc to khoảng vài mm, bể mặt trơn nhan, bóng ướt hay xù xì, khô.
Giữa khuẩn lạc nhô lên đều, phẳng hay lõm xuống [10]. Cấu tạo của tế bào nấm men : Nấm men là cơ thể đơn bào nhưng cũng mang đây đủ tích chất của một cơ thể sống, chúng có cấu tạo gồm: thành tế bào, nguyên sinh chất, nhân tế bào và một số bảo quan khác. Thành tế bào: Đây là lớp ngoài cùng của tế bào nấm men, chiếm khoảng 90% khối lượng khô của thành tế bào là hai hợp chất glucan và mannan, 10% còn lại chủ yếu là protein và lipit. Protein của thành tế bào nấm men (6 —7%) thường liên kết vững chắc với phần glucid và tạo thành các phức chất giàu lưu huỳnh.
Trên thành tế bào nấm men có nhiều lỗ nhỏ, chất dinh dưỡng từ môi trường thấm vào bên trong tế bào và các sản phẩm trao đổi chất từ tế bào thải ra ngoài qua các lỗ nhỏ có chọn lọc. SVTH: Ngô Mỹ Yến Trang 4 CBHD: TS,Trần Thanh Thủy Luận văn tốt nghiệp Thành tế bào có tác dụng bảo vệ hình dạng của tế bào nấm men, duy trì áp suất thẩm thấu bên trong tế bào và góp phan diéu hòa quá trình trao đổi chất. Màng nguyên sinh: Bên trong lớp thành tế bào là màng nguyên sinh chất, màng này có cấu trúc tương tự như màng ở các vi sinh vật, động vật, thực vật. Mang nguyên sinh cấu tạo gồm phospholipit và protein, phospholipit chiếm 30- 40% trọng lượng mang tế bào còn các phân tử protein nằm xen ké trong lớp phospholipit kép.
Màng nguyên sinh chất ở nhiều nấm men có chiều day khoảng 75-80nm. Chức năng của màng nguyên sinh chất là chủ động diéu khiển việc hấp thu các chất dinh dưỡng vào tế bào. Ngoài ra, trên màng cũng có các loại enzim thực hiện tổng hợp nên các cấu trúc của thành tế bào.3 Nguyên sinh chất: Nguyên sinh chất của tế bào nấm men là một hệ thống ống keo cấu tạo bởi protein, lipit, polysaccarit, muối khoáng và nước. Nguyên sinh chất có độ nhớt khá cao (gap 800 lân so với độ nhớt của nước), tùy thuộc vào độ tuổi của tế bào: tế bào còn non có độ nhớt thấp hơn và nguyên sinh chất có cấu tạo đồng nhất hơn so với tế bào trưởng thành.
Khi tế bào càng già cấu tạo hạt càng xuất hiện nhiều đồng thời xuất hiện không bào, các thể vùi và nhiều cơ quan tử. #*Ribôxôm: nấm men có hai loại ribôxôm đó là ribôxôm 80s tổn tại trong tế bào chất và ribôxôm 70s (gồm hai tiểu thể 40s và 30s) chứa trong ty thể. Ribôxôm chứa 40-60% ARN và phẩn còn lại là protein. Trong tế bào chất một phần ribôxôm (80s) tổn tại tự do, phần khác gấn với cấu trúc màng.
SVTH: Ngô Mỹ Yến Trang 5 CBHD: TS.Tran Thanh Thủy Luận văn tốt nghiệp Chức năng của ribôxôm là nơi tổng hợp protein cho tế bào. +Ty thể: có cấu tạo đa hình (sợi, hat, phân nhánh), có nhiều trong tế bào với kích thước, hình dạng, số lượng, vị trí khác nhau trong những điểu kiện sinh trưởng khác nhau. Ty thể được bao bọc bởi hai lớp màng cấu tạo bởi protein, lipit và trên có vô số các hạt nhỏ gọi là hạt cơ bản (oxixom). Đặc biệt trong ty thể có chứa ADN, ribôxôm 70s, các ARN và một số enzim.
Chức năng của ty thể là thực hiện các phản ứng oxi hóa, chuyển điện tử phục vụ cho việc tổng hợp ATP, tham gia giải phóng năng lượng cung cấp cho tế bào sử dụng, tổng hợp protein, phospholipit, acid béo và một số enzim [15]. *Không bào: trong mỗi tế bào nấm men có một không bào khá lớn hoặc nhiều không bào nhỏ. Không bào chứa đẩy dịch tế bào gồm các chất hữu cơ ở trạng thái keo (protein, lipit glucid, enzym) và các chat điện phân ở dạng hòa tan (Na, K, Ca, Mg, Cl, SO,, PO,). Không bào có chức năng điểu hòa áp suất thẩm thấu trong tế bào, là nơi xảy ra các quá trình oxi hóa khử và là nơi tích lũy nhiều chất dinh đưỡng dự trữ khác nhau.
#Chất dự trữ: glycogen là hạt hydratcacbon dự trữ khi môi trường thừa đường, volutin là hạt protein dự trữ, hat lipit dự trữ, 1. Nhân tế bào : Mỗi tế bào nấm men có một nhân hình tròn hoặc hình bầu dục, bao ngoài nhân là màng nhân. Trong màng nhân là chất dịch nhân, hình dạng và kích thước của nhân có thể thay đổi tùy thuộc tuổi và trạng thái sinh lý của tế bào, trong các tế bào đang hoạt động mạnh nhân có kích thước SVTH: Ngô Mỹ Yến Trang 6 CBHD: TS.Trần Thanh Thủy Luận văn tốt nghiệp khá lớn. Nhân của nấm men cấu tạo bởi protein, ADN, ARN và nhiều enzym khác nhau.