0.1 Sinh lý đại cương vi sinh vật  (Page 2/23)

Phần nước có thể tham gia vào các quá trình trao đổi chất của vi sinh vật được gọi là nước tự do. Đa phần nước trong tế bào vi sinh vật tồn tại ở dạng nước tự do. Nước kết hợp là phần nước liên kết với các hợp chất hữu cơ cao phân tử trong tế bào (protein, lipit, hidrat cacbon ...). Nước liên kết mất khả năng hoà tan và lưu động.

Muối khoáng chiếm khoảng 2 - 5% khối lượng khô của tế bào. Chúng thường tồn tại dưới dạng các muối sunphat, photphat, cacbonat, clorua ... Trong tế bào chúng thường ở dạng các ion. Dạng cation chẳng hạn như Mg2+, Ca2+, K+, Na+ ... Dạng anion chẳng hạn như ${\text{HPO}}_4^{2-},{\text{SO}}_4^{2-},{\text{HCO}}_3^{-}$ , Cl- ... Các ion trong tế bào vi sinh vật luôn tồn tại ở những tỷ lệ nhất định nhằm duy trì độ pH và lực thẩm thấu thích hợp cho từng loại vi sinh vật.

Bảng 2.3. Mức aw thấp nhất đối với một số vi sinh vật

Cụ thể hơn ta có thể tham khảo bảng sau về khả năng phát triển của vi sinh vật ở những giá trị aw khác nhau.

Bảng 2.4. Khả năng phát triển của vi sinh vật ở giá trị aw tối thiểu khác nhau

Chất hữu cơ

Chất hữu cơ trong tế bào vi sinh vật chủ yếu cấu tạo bởi các nguyên tố C, H, O, N, P, S ... Riêng 4 nguyên tố C, H, O, N đã chiếm tới 90 - 97% toàn bộ chất khô của tế bào. Đó là các nguyên tố chủ chốt để cấu tạo nên protein, axit nucleic, lipit, hidrat cacbon. Trong tế bào vi khuẩn các hợp chất đại phân tử thường chiếm tới 96% khối lượng khô, các chất đơn phân tử chỉ chiếm có 3,5% còn các ion vô cơ chỉ có 1% mà thôi.

Bảng 2.5. Thành phần hoá học của một tế bào vi khuẩn

(F.C Neidhardt, 1987)

Chú thích :

(1) khối lượng khô của 1 tế bào vi khuẩn E.Coli đang sinh trưởng mạnh là 2,8 x 10-13 g.

(2) : Peptidoglican và glicogen

(3) : Đó là 4 loại photpholipit, mỗi loại có nhiều nhóm khác nhau phụ thuộc vào thành phần axit béo.

a. Protein : cấu tạo chủ yếu bởi các nguyên tố : C (50 - 55%), O (21 - 24%), N (15 - 18%), H (6,5 - 7,3%), S (0 - 0,24%), ngoài ra còn có thể có một lượng rất nhỏ các nguyên tố khác nhau P, Fe, Zn, Cu, Mn, Ca ...

Protein được tạo thành từ các axit amin.

Khi hình thành protein các axit amin nối liền với nhau qua liên kết peptit (liên kết cộng hoá trị). Liên kết này (-CO-NH-) được tạo thành do phản ứng kết hợp giữa nhóm -cacboxyl $\begin{array}{}O\\ -C\\ O-\\ \\ \mathrm{righ}\\ \\ \\ \\ \begin{array}{}\end{array}\\ \\ \end{array}$ của một axit amin này với nhóm -amin (+H3N-) của một axit amin khác và loại đi một phân tử nước :

NH2NH3+

H C COOH H C COO-

R R

Dạng không ion hoá Dạng ion lưỡng cực