CHƯƠNG 2:
GIỐNG VI SINH VẬT
VÀ CÁC KỸ THUẬT
THAO TÁC TRÊN GIỐNG


NỘI DUNG
2.1. Vai trò của giống vi sinh vật
2.2. Yêu cầu về giống
2.3. Phương pháp phân lập, cải tạo và bảo quản giống


Quy trình lên men vi sinh vật cổ điển
Chế tạo môi trường
Khử trùngmôi trường

Giống

Nhân giống
Cấp 1,2,3

Lên men

Thu hồi sản phẩm

Kiểm tra sự
tạo thành
sản phẩm


2.1. VAI TRÒ CỦA GIỐNG VI SINH VẬT

• Giống ảnh hưởng đến:
– Chất lượng của sản phẩm
– Hiệu suất thu hồi sản phẩm
– Giá trị kinh tế của quy trình công
nghệ sản xuất


2.2. YÊU CẦU VỀ GIỐNG VSV
Thế nào là giống VSV tốt?
• Cho năng suất cao, chất lượng tốt, ít sản phẩm phụ
không mong muốn
• Nuôi cấy dễ dàng, sử dụng nguyên liệu sẵn có, rẻ
tiền
• Thời gian lên men ngắn

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


2.2. YÊU CẦU VỀ GIỐNG VSV
• Giống phải thuần chủng, không chứa vi sinh
vật lạ, đặc biệt là không chứa bacteriophage ký
sinh, ít mẫn cảm với sự tạp nhiễm.
• Dễ bảo quản và ổn định các đặc tính sinh lý,
sinh hóa trong thời gian sử dụng
Không phải tất cả tiêu chuẩn phải có
trong khi lên men một loại VSV cụ thể
VD: Nấm mốc dễ dàng thu nhận nhưng hoạt tính
trao đổi chất không cao



2.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LẬP, CẢI TẠO, BẢO QUẢN GIỐNG

PHÂN LẬP GIỐNG VSV

• Các phương pháp chính để phân lập VSV
có đặc tính mong muốn trong tự nhiên


• Quy trình phân lập VSV có hoạt tính
mong muốn trong tự nhiên


PHÂN LẬP GIỐNG VSV
• Phân lập, thu nhận VSV từ tự nhiên
Thu mẫu

Tiền tăng sinh
Tăng sinh
chọn lọc

Thử nghiệm sinh hóa
4 bước chính trong quy trình phân
lập VSV

Đối với từng loại mẫu khác
nhau, cách thu khác nhau

Cho Môi trường
cơ bản vào mẫu

Chỉ cho phép một loại VSV
mong muốn phát triển
Dựa vào đặc tính sinh hóa
riêng biệt cho từng loại theo
khóa phân loại của Bergey


Thu nhận từ trung tâm giữ giống
Ngoài việc tự phân lập từ môi trường tự nhiên tại địa phương, các
chủng vsv còn được thu nhận từ các trung tâm giữ giống trên thế giới
+ Mỹ: ABBOTT, ATCC, NRRL…
+ Canada: CANAD - 212
+ Nhật: FERM, HIR…
+ Úc: CC
+ Trung Quốc: IMASP
+ Việt Nam: Bảo tàng giống chuẩn vi sinh vật
(VTCC) thuộc Viện Vi sinh vật và Công nghệ sinh
học và Trung tâm Giống và Bảo tồn nguồn gen Vi
sinh vật (CCGM)


Thu nhận giống có sẵn từ cơ sở sản xuất
Giống vsv đang được sản xuất tại cơ sở, khi mua
về cần phải:
→ phân lập lại
→ kiểm tra tính di truyền
→ ổn định đặc tính di truyền →Nâng cao
đặc tính di truyền (huấn luyện thích nghi với đk
lên men công nghiệp hoặc thay đổi cơ chế trong
thông tin di truyền phù hợp với nhu cầu)



2.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LẬP, CẢI TẠO, BẢO QUẢN GIỐNG

CẢI TẠO GIỐNG VSV
Lý do cải tạo giống:

• Cần giống cho năng suất cao
• Thời gian lên men ngắn ít tạo bọt trong khi lên men


2.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LẬP, CẢI TẠO, BẢO QUẢN GIỐNG

CẢI TẠO GIỐNG VSV
Lý do cải tạo giống:

• Ít tạo sản phẩm phụ trong quá trình lên men
• Tạo được nhiều sản phẩm quý mà chủng khác không
có được như sản xuất insulin người, kháng nguyên
Hbs người, ….
• Khả năng chống chịu với điều kiện bất lợi của môi
trường cao


2.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LẬP, CẢI TẠO, BẢO QUẢN GIỐNG

CẢI TẠO GIỐNG VSV
Phương pháp cải tạo giống:

• Đột biến nhân tạo

– Sử dụng tác nhân vật lý, hóa học
– Phương pháp tái tổ hợp gene

• Lựa chọn thường xuyên
– vsv rất dễ biến dị nên theo thời gian, chủng vsv
sẽ biến đổi xấu đi hoặc tốt hơn, do đó cần lựa
chọn thường xuyên để thu nhận những chủng
vsv mang đặc tính tốt


2.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LẬP, CẢI TẠO, BẢO QUẢN GIỐNG

CẢI TẠO GIỐNG VSV
Nhược điểm của phương pháp cải tạo giống:

– Yêu cầu kỹ thuật cao
– Trong quá trình sản xuất có thể xuất hiện hiện
tượng hồi biến

Hồi biến: đột biến từ kiểu đột biến quay về
kiểu hình hoang dại


2.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LẬP, CẢI TẠO, BẢO QUẢN GIỐNG

BẢO QUẢN GIỐNG VSV
*Ý nghĩa: Giữ được những đặc tính quý (không bị

thoái hóa) của vi sinh vật sống 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 BẢO QUẢN GIỐNG
1. Bảo quản trong môi trường thạch nghiêng
và định kỳ cấy chuyển:

– Bảo quản trong tủ lạnh với nhiệt 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


CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN GIỐNG
2. Bảo quản 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
quản trong không gian kín.
– Có thể sử dụng các hạt ngũ cốc hoặc trên silicagen
– Phương pháp bảo quản giống này chủ yếu áp dụng cho
vsv: ….?....


CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN GIỐNG

3. Giữ giống bằng phương pháp lạnh đông

– Nguyên tắc: Ức chế sự phát triển của vi sinh
vật trong điều kiện lạnh sâu (-25 đến - 750C)
– Các chất bảo quản: Glycerin 15%, Huyết
thanh ngựa, Dung dich glucose hoặc lactose
10% hoặc sorbitol,…
– 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 này đạt hiệu quả cao và hiện nay
được sử dụng rất phổ biến


CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN GIỐNG
4. Giữ giống bằng phương pháp lạnh khô (đông khô):
Trong chất mang giữ giống có các chất bảo vệ:
Glutamate: 3%
Lactose: 1,2% + pepton 1,2%
Saccharose 8% + 5% sữa + 1,5% gelatin
Đây là phương pháp giữ giống tối ưu nhất,
Giữ giống qua hàng chục năm với tỷ lện sống cao, không
bị biến tính và chiếm ít diện tích bảo quản.

5. Giữ giống bằng ngân hàng gene

Chỉ giữ những gen tổng hợp nên những đặc tính có lợi


NHÂN GIỐNG VI SINH VẬT
Giống vsv sau khi phân lập và bảo quản cần nhân giống
để sản xuất
Trường hợp là tế bào sinh dưỡng:
- Nhân giống là làm tăng số lượng tế bào trong một thời gian ngắn.
- Thường nhân giống trong môi trường dịch thể (nuôi cấy chìm)
Trường hợp là bào tử (đối với xạ khuẩn và nấm mốc):
- Thường nhân giống trên môi trường bán rắn và thu bào tử
bằng máy hút bụi hoặc chổi quét.


NHÂN GIỐNG VI SINH VẬT
* Giai đoạn phòng thí nghiệm
Giai đoạn hoạt hóa giống: cấy từ giống được bảo quản sang
môi trường dinh dưỡng mới.
Giai đoạn cấy chuyền một số lần từ thể tích nhỏ sang thể tích
lớn (nhân giống cấp 1, 2, 3…)

Hoạt
hóa

Nhân
giống
cấp 1

Nhân
giống

cấp 2


NHÂN GIỐNG VI SINH VẬT
* Giai đoạn ở xưởng - cơ sở sản xuất
• Kết quả quá trình nhân giống: vsv sống tốt, không nhiễm,
tỷ lệ giống thu được giao động từ 1-10% so với thể tích
môi trường dinh dưỡng mới (của cấp nhân giống cao hơn)
Chú ý: Kết thúc mỗi khâu nhân giống cần phải kiểm tra chất
lượng, số lượng giống trước khi cấy vào nồi lên men


NHÂN GIỐNG VI SINH VẬT
* Nhân giống trong sản xuất –lên men
Nhân giống trong sản xuất, thể tích của các bình nhân giống cấp
1,2,3 đều lớn
Sơ đồ nuôi cấy giống.
1.Thùng gây men 150 l cấp 1 chứa
100 l dịch;
2.Thùng đường hóa thêm và xử lý
dich đường;
3 và 4. Hai thùng gây men cấp 2 có

dung tích bằng dung tích thùng
đường hóa thêm và đều bằng
10% so với thùng lên men.


• Bài tập:
– Mô tả quy trình và giải thích các bước trong

quy trình phân lập VSV mang đặc tính có lợi
cho thu nhận enzyme amylase từ môi trường.
– Mô tả quy trình và giải thích các bước trong
quy trình phân lập VSV có khả năng sản xuất
acid citric.