CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN SVTH: Hoàng Thị Thảo Nhi 1 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Minh Nguyệt 1. Tổng quan về nấm men Rhodotorula 1. Phân loại học Giới Nấm Ngành Basidiomycota Lớp Urediniomycetes Bộ Sporidiobolceae Giống Rhodotorula Dựa vào phân loại của Harison thì nấm men Rhodotorula gồm 34 loài, trong đó phổ biến là ba loài: Rh. glutinis và Rh.
Theo Krutzman và Fell (2000) giống nấm men Rhodotorula gồm 45 loài, theo mô tả của tác giả cho rằng loài Rh. mucilaginosa trước đó có tên gọi là Rh. rubra, loài này tạo ra enzyme urease, không đồng hoá nitrate, không phát triển trên cycloheximide hoặc nhiệt độ 40oC và loài Rh. rubra thực ra chỉ là một dạng riêng của loài Rh.
glutinis, tên gọi Rh. ruba ở một số tài liệu hiện nay không còn nữa và được thay thế bằng tên mới là Rh. ại đến giống của Phương Tâ m Phương (1962), ấnm men Theo khoá phân lo Rhodotorula có đặc tính sau: • Không tạo thành màng bào tử và bào tử bán rắn. • Không có khuẩn ty thật và cũng không có khuẩn ty giả.
• Hình thành sắc tố carotenoid. Theo khoá phân ạilo Koneman E. và Robert (1983) giống nấm men Rhodotorula có đặc tính sau: • Không sinh bào tử, không sinh khuẩn ty hay khuẩn ty giả. • Sinh enzyme urease.
SVTH: Hoàng Thị Thảo Nhi 2 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Minh Nguyệt • Không đồng hoá inositol. Theo khoá phân loại của Lodder (1990) giống nấm men Rhodotorula có đặc điểm sau: • Tế bào nảy chồi, không có khuẩn ty giả. • Vết cấy màu hồng hay vàng do sinh sắc tố carotenoid, không lên men. • Không đồng hoá nguồn carbon inositol.
• Không hình thành hợp chất loại tinh bột. Phân bố [3],[8],[13],[14],[16] Như các loại nấm men khác, Rhodotorula thuộc cơ thể đơn bào. Chúng phân bố rộng rãi ở khắp nơi và thực tế trên thế giới cũng như ở Việt Nam, người ta đã tiến hành phân lập được Rhodotorula ở những nơi như: • Trên mặt đất. • Trong không khí.
Trên vỏ lá cây: táo, dưa hấu, dâu tây, dâm bụt,…. Harden là người đầu tiên phân lập được nấm men Rhodotorula mucilaginosa, tiếp đó là Harrison (1927), theo Harrison nấm men cư trú rộng rãi trong đất, không khí, hồ, sông, biển và các sản phẩm từ sữa. Chúng còn sống trên cây trồng, người và động vật hữu nhũ. • Ở thực vật: Rhodotorula là nhóm sinh vật cơ hội, sống hoại sinh khắp nơi quanh môi trường sống của chúng ta.
Đây là loại nấm men thường phân lập được ở các môi trường ẩm, bề mặt lá, đất,…. Nấm men Rhodotorula (Rh. municlaginosa,…) là giống thường sinh sống trên bề mặt lá cây. Nấm men có nhiều sắc tố trên bề mặt lá và theo Dickinson chính các sắc tố từ vi sinh vật có khả năng bảo vệ bề mặt lá dưới tác dụng trực tiếp của ánh sáng mặt trời.
Cũng theo Dickinson (1976, 1982) nấm men Rhodotorula thường cư trú trên các loại hoa, mật hoa. Do các loại hoa có hàm lượng đường cao nên rất thích SVTH: Hoàng Thị Thảo Nhi 3 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Minh Nguyệt hợp cho sự sống của nấm men này và chúng thường tìm thấy ở nhị hoa, đầu nhụy nhiều hơn so với tràng hoa, chồi hoa và đài hoa. Cho đến nay chưa có tài liệu nào nói về độc tố của nấm men Rhodotorula. Tuy nhiên, đối với thực vật Rhodotorula glutinis thường gây ra bệnh đỏ ở trái táo, rượu táo.
Burrại lonấm Rh. glutinis thường sống trên táo (cùng với Aureobasidium) gây ra màu nâu đỏ trên táo, chúng cũng sống trên đất vườn t rồng táo. Ông và các đồng sự đã tiến hành xác định ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm đến động học vá ức chế các quá trình gây bệnh cho táo, đất vườn bằng invitro. Theo Wiles nấm men Rhodotorula cùng với các nấm men dại như Hansenula, Candida, Torulopsis, Pichia và Brettanomyces là những nấm men không mong muốn làm ảnh hưởng đến chất lượng bia.
Carr và cộng sự (1979 – 1980) cho biết các nấm men phân lập từ hạt ca cao thu được từ quá trình lên men hạt ca cao tươi có sự hiện diện của Rhodotorula spp. Khi khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố như: độ thoáng khí, pH, nồng độ ethanol, nồng độ cơ chất thích hợp cho quá trình lên men ca cao, Carr cho rằng trong tự nhiên có nhiều nấm men có khả năng lên men ca cao, trong số đó có Rhodotorula spp có khả năng lên men bán rắn. Trong đất: Giống nấm men Rhodotorula thường sống nhiều trong đất, đặc biệt là đất bị nhiễm dầu hay ngay trong nguồn dầu mỏ, các hydrocarbon mạch dài. Ngoài ra, chúng ta cũng có thể tìm thấy chúng trên da ẩm, xung quanh môi trường sống như từ các thảm trải, vữa từ bồn tắm và bàn chải đánh răng.
SVTH: Hoàng Thị Thảo Nhi 4 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Minh Nguyệt 1. Hình thái và kích thước nấm men [3] Hình 1. Hình dạng nấm men Rhodotorula sp [8] Rhodotorula có nhiều hình dạng khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện nuôi cấy. Hình dạng của nó gồm: hình trứng, hình dài, elip, hình tròn cầu và hình gậy.
Rhodotorula có khuẩn lạc trơn, mềm, có màu từ kem đến vàng hoặc đỏ. Theo từ khoá luận phân loại nấm men của Lodder (1971) thì Rhodotorula thuộc nhóm không tạo bào tử, không có sợi khuẩn ty hay khuẩn ty giả. Đa số Rhodotorula có hình cầu tròn, một số có hình dài, trông giống như sợi khuẩn ty. Một số loài Rhodotorula được miêu tả như bảng 1.
Hình thái của một số loài nấm men Rhodotorula nuôi cấy trên môi trường thạch malt [3] STT Loài Màu khuẩn Hình dạng Nguồn phân lập 1 Rh. acheniorum Hồng Dài Quả dâu, lá lê 2 Rh. araucariae Hồng Tròn cầu Gỗ cây bách tán 3 Rh. aurantiaca Hồng hoặc đỏ Dài Không khí, bia, đất 4 Rh.
bogoriensis Kem hoặc hồng Gậy 5 Rh. diffluens Kem Tròn cầu, elip 6 Rh. fujisanense Kem hoặc hồng Gậy Cây nho dại 7 Rh. glutinis Hồng hoặc đỏ Tròn cầu SVTH: Hoàng Thị Thảo Nhi 5 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Minh Nguyệt 8 Rh.
graminis Hồng Tròn cầu 9 Rh. ingeniosa Kem Tròn cầu 10 Rh. javanica Kem Dài 11 Rh. lactosa Vàng, hồng hoặc đỏ Tròn cầu Không khí 12 Rh.
marina Hồng hoặc đỏ Tròn cầu Không khí biển 13 Rh. minuta Hồng hoặc đỏ Tròn cầu Không khí biển 14 Rh. mucilaginose Kem, hồng Dài Nước, không khí 15 Rh. muscorum Kem hoặc nâu nhạt Gậy 16 Rh.
pillida Kem hoặc hồng Tròn cầu Biển, dưa leo ngâm 17 Rh. pilatii Kem Tròn cầu Cây tùng bách 18 Rh. pilimanae Hồng hoặc đỏ Tròn cầu Nước cất Hình 1. Tế bào nấm men Rhodotorula glutinis [2] Hình 1.
Khuẩn lạc Rh.mucilaginosa [2] SVTH: Hoàng Thị Thảo Nhi 6 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Minh Nguyệt Hình 1. Khuẩn lạc Rh. Khuẩn lạc Rh. Cấu tạo và sinh sản của nấm men Rhodotorula [3] 1.
Cấu tạo Cho đến nay việc nghiên cứu cấu tạo của nấm men Rhodotorula vẫn chưa được miêu tả một cách cụ thể nhưng đặc điểm chung về cấu tạo của Rhodotorula cũng giống như những loại nấm men khác bao gồm các phần sau: • Thành tế bào: Được cấu tạo từ các thành phần khác nhau, trong đó đáng kể nhất là: glucan, manan, protein, lipide và một số thành phần nhỏ như kitin. • Manan: Manan là hợp chất cao phân tử của D – manose, mỗi phân tử thường chứa 200 – 400 thành phần manose. Thường manna liên kết với protide theo tỷ lệ 2:1. Mannan thường có mối liên kết α – 1,6; α – 1,3; β – 1,6.
Phân tử lượng của chúng khoảng 5. SVTH: Hoàng Thị Thảo Nhi 7 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Minh Nguyệt • Glucan: Glucan là hợp chất cao phân tử của D – glucose. Đó là một polysaccharide phân nhánh có liên kết β – 1,3 và β – 1,6. Cả hai thành phần này phân bố đều trên thành tế bào.
• Protide: Thường protide liên kết với các thành phần khác như là manan. Trong thành phần của chúng có nhiều acid amin. Thường thì các polysaccharide nằm phía trong gần bào tương. • Kitin: Nằm ở phần nảy chồi.
Chúng chiếm số lượng rất nhỏ khoảng 3%. Đây là chất bền vững không bị enzyme phá huỷ, vì thế chúng có tác dụng bảo vệ chồi còn non. Ngoài ra còn thấy trong thành tế bào có lipide ở dạng phosp holipide, khoảng 1 – 10%. • Màng nguyên sinh chất: Màng nguyên sinh ồm g các hợp chất phức tạp như: protein, phospholipide, enzyme permerase.
Trong thời kỳ còn non và khi tế bào già màng nguyên sinh bám sát thành tế bào làm giảm khả năng trao đổi chất của nấm men. • Nguyên sinh chất: Tế bào còn non thì nguyên sinh chất càng đồng nhất, càng về già càng mất tính đồng nhất do xuất hiện nhiều không bào và hạt voluten. Vì thế nguyên sinh chất thường có dạng lổn nhổn. Thành phần bao gồm: nước, protide, lipide, glucide, muối khoáng và enzyme.
Tế bào chất luôn luôn chuyển động, thường chuyển động một chiều xung quanh thành tế bào. Ngoài ra, nó còn phụ thuộc vào trạng thái của nấm men, khi hô hấp thì đồng nhất và khi lên men thì lổn nhổn. SVTH: Hoàng Thị Thảo Nhi 8 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Minh Nguyệt • Nhân: Ở nấm men Rhodotorula thì đã có nhân thật, nhân hình bầu dục hay hình cầu, nó được bao bọc bởi lớp màng bên trong là lớp dịch nhân. Các thành phần khác: Không bào là nơi chứa đựng protease.
Volutin không phải là thành phần cấu trúc tế bào, chúng xuất hiện ở những điều kiện đặc biệt như khi nuôi cấy trên môi trường carbohydrate và phosphate vô cơ. Số lượng volutin còn phụ thuộc vào tỷ lệ C:N và sự có mặt của S cũng như của vitamin. Volutin đóng vai trò quan trọng sau: Là chất dự trữ năng lượng cho tế bào. Tham gia điều hoà sinh trưởng, phát triển của tế bào.
Làm nguồn năng lượng cho tế bào. Sinh sản Đa số nấm men Rhodotorula sinh sản bằng cách nảy chồi đa cực, trừ một số loài như: Rh. difuens và Rh. bogoriensis là nảy chồi có cực.
Ngoài ra, Rhodotorula còn sinh sản theo kiểu hữu tính. Tốc độ sinh sản của Rhodotorula nhanh, thời gian để số tế bào tăng gấp đôi là từ 2 – 6 giờ. Quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men gồm bốn giai đoạn: giai đoạn thích nghi, giai đoạn phát triển, giai đoạn ổn định và giai đoạn diệt vong. Thời gian sinh trưởng tốt nhất của Rhodotorula trong khoảng 24 – 48 giờ nếu môi trường cung cấp đủ dưỡng chất cần thiết.
Đầu tiên hạch dài ra và bắt đầu thắt lại ở giữa. Tế bào mẹ bắt đầu phát triển một chồi con. Một phần hạch chuyển động vào chồi, một phần ở tế bào mẹ, đồng thời một phần nguyên sinh chất cũng sang chồi con.