Vi sinh vật trong bùn vi sinh có thể sử dụng các nguồn cơ chất rất khác nhau để tồn tại và phát triển. Bởi vậy có rất nhiều kiểu dinh dưỡng khác nhau dựa vào nguồn chất dinh dưỡng hoặc dựa vào kiểu trao đổi năng lượng. Vậy vi sinh vật có những kiểu dinh dưỡng nào? Đây là thắc mắc của nhiều đơn vị thu mua, sử dụng bùn vi sinh. Hôm nay chúng tôi sẽ nêu các kiểu dinh dưỡng của vi sinh vật trong bùn vi sinh.

Vi sinh vật là gì?

Vi sinh vật là những sinh vật nhỏ bé, gồm nhiều nhóm phân loại khác nhau. Vi sinh vật hấp thụ và chuyển hóa vật chất nhanh, sinh trưởng mạnh.

Quá trình dinh dưỡng là gì?

Các chất dinh dưỡng đối với vi sinh vật là bất kỳ chất nào được vi sinh vật hấp thụ từ môi trường xung quanh. Và được chúng sử dụng làm nguyên liệu để cung cấp cho quá trình sinh tổng hợp tạo ra các thành phần của tế bào hoặc để cung cấp cho quá trình trao đổi năng lượng.

Quá trình hấp thụ các chất dinh dưỡng để thoả mãn mọi nhu cầu sinh trưởng và phát triển được gọi là quá trình dinh dưỡng. Chất dinh dưỡng phải là những hợp chất có tham gia vào các quá trình trao đổi chất nội bào.

Thành phần tế bào và dinh dưỡng của vi sinh vật

Thành phần hoá học của tế bào vi sinh vật quyết định nhu cầu dinh dưỡng của chúng. Thành phần hoá học của các chất dinh dưỡng được cấu tạo từ các nguyên tố C, H, O, N, các nguyên tố khoáng đa và vi lượng.

Lượng các nguyên tố chứa ở các vi sinh vật khác nhau là không giống nhau. Trong các điều kiện nuôi cấy khác nhau, tương ứng với các giai đoạn phát triển khác nhau. Lượng các nguyên tố chứa trong cùng một loài vi sinh vật cũng không giống nhau.

Nước

Nước chiếm đến 70 – 90 % khối lượng cơ thể vi sinh vật. Phần nước có thể tham gia vào quá trình trao đổi chất của vi sinh vật được gọi là nước tự do. Đa phần nước trong vi sinh vật đều 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.

Muối khoáng

Muối khoáng chiếm khoảng 2 – 5 % khối lượng khô của tế bào. Chúng thường tồn tại dưới các dạng muối sunfat, phosphat, cacbonat, clorua…

Trong tế bào chúng thường ở dạng các ion. Các ion trong tế bào vi sinh vật luôn luôn tồn tại ở những tỷ lệ nhất định. Nhằm duy trì độ pH và áp suất thẩm thấu thích hợp cho từng loại vi sinh vật.

Chất hữu cơ

Chất hữu cơ trong tế bào vi sinh vật chủ yếu được cấu tạo bởi các nguyên tố: C, H, O, N, P, S…

Trong đó nguyên tố C, H, O, N chiếm tới 90 – 97% toàn bộ chất khô của tế bào. Đó là các nguyên tố chủ yếu cấu tạo nên protein, axit nucleic, lipit, hydrat- cacbon. Trong tế bào vi khuẩn các hợp chất đại phân tử chỉ chiếm 3,5% , còn các ion vô cơ chỉ có 1%.

Vitamin

Vitamin cũng có sự khác nhau rất lớn về nhu cầu của vi sinh vật. Có những vi sinh vật tự dưỡng chất sinh trưởng, chúng có thể tự tổng hợp ra các vitamin cần thiết. Nhưng cũng có nhiều vi sinh vật dị dưỡng chất sinh trưởng. Chúng đòi hỏi phải cung cấp nhiều loại vitamin khác nhau với liều lượng khác nhau.

Nguồn thức ăn cacbon của vi sinh vật

Căn cứ vào nguồn thức ăn cacbon người ta chia sinh vật thành các nhóm sinh vật tự dưỡng và dị dưỡng. Giá trị dinh dưỡng và khả năng hấp thụ các nguồn thức ăn khác nhau phụ thuộc vào hai yếu tố: một là thành phần hoá học và tính chất sinh lý của nguồn thức ăn này. Hai là đặc điểm sinh lý của từng loại vi sinh vật.

THAM KHẢO: 2 NGUỒN THỨC ĂN CACBON CỦA VI SINH VẬT

Nguồn thức ăn nitơ của vi sinh vật

Nguồn nitơ dễ hấp thụ nhất đối với vi sinh vật là NH3 và NH+4.

Muối nitrat NH+4

Đây là nguồn thức ăn nitơ thích hợp đối với nhiều loại tảo, nấm sợi và xạ khuẩn nhưng ít thích hợp đối với nhiều loại nấm men và vi khuẩn. Thường sử dụng muối NH4NO3 để làm nguồn nitơ cho nhiều loại vi sinh vật.

NH3

Nguồn nitơ dự trữ nhiều nhất trong tự nhiên chính là nguồn khí nitơ tự do (N2) trong khí quyển. Ngoài ra, vi sinh vật còn có khả năng đồng hoá rất tốt nitơ chứa trong các thức ăn hữu cơ.

Nguồn nitơ hữu cơ thường được sử dụng để nuôi cấy vi sinh vật bùn vi sinh là pepton loại chế phẩm thuỷ phân không triệt để của một nguồn protein nào đấy. Nhu cầu về axit amin của các loại vi sinh vật khác nhau là rất khác nhau.

Nguồn thức ăn khoáng của vi sinh vật

Khi tạo các môi trường tổng hợp (dùng nguyên liệu là hoá chất) bắt buộc phải bổ sung đủ các nguyên tố khoáng cần thiết. Nồng độ cần thiết của từng nguyên tố vi lượng trong môi trường thường chỉ vào khoảng 10-6- 10-8 M. Nhu cầu khoáng của vi sinh vật cũng không giống nhau đối với từng loài, từng giai đoạn phát triển.

Cách bổ sung dinh dưỡng cho vi sinh

Vi sinh vật trong bùn vi sinh muốn phát triển cần phải được cung cấp những chất sinh trưởng thích hợp. Thông thường các chất được coi là các chất sinh trưởng đối với một loại vi sinh vật nào đó. Có thể là một trong các chất sau đây: các gốc kiềm purin, pirimidin và các dẫn xuất của chúng. Hay các axit béo và các thành phần của màng tế bào, các vitamin thông thường…

Các hình thức dinh dưỡng của vi sinh vật

1. Dựa vào nguồn chất dinh dưỡng + Nguồn dinh dưỡng cacbon

a. Sinh vật tự dưỡng cacbon

Các vi sinh vật thuộc kiểu dinh dưỡng này có khả năng đồng hoá CO2 hoặc các muối cacbonat để tạo nên các hợp chất cacbon hữu cơ của cơ thể. Một số loài như vi khuẩn nitrat hoá chỉ có thể sống trên nguồn cacbon vô cơ là CO2 hoặc muối cacbonat gọi là tự dưỡng bắt buộc.

Một số có khả năng sống trên nguồn cacbon vô cơ hoặc hữu cơ gọi là tự dưỡng không bắt buộc.

b. Vi sinh vật dị dưỡng cacbon

Các vi sinh vật thuộc kiểu dinh dưỡng này không có khả năng đồng hoá các hợp chất cacbon vô cơ như CO2, muối cacbonat. Nguồn dinh dưỡng cacbon bắt buộc đối với chúng phải là các hợp chất hữu cơ, thường là các loại đường đơn. Nhóm này lại được chia làm 2 nhóm dựa vào nhu cầu các chất hữu cơ :

+ Nhóm Protptroph chỉ yêu cầu một nguồn đường duy nhất và các loại muối khoáng.

+ Nhóm Auxotroph ngoài đường và các loại muối khoáng còn đòi hỏi các chất sinh trưởng nhất định như vitamin, axit amin hay các bazơ purin hoặc purimidin.

c. Tự dưỡng amin

Các vi sinh vật thuộc nhóm tự dưỡng amin có khả năng tự tổng hợp các axit amin của cơ thể từ các nguồn nitơ vô cơ hoặc hữu cơ. Các muối amon của axit hữu cơ thích hợp hơn muối amôn của axit vô cơ. Vì ở các muối amôn vô cơ, sau khi phần NH4+ được vi sinh vật hấp thụ, phần anion còn lại như SO42-, Cl- sẽ kết hợp với ion H+ có trong môi trường tạo thành các axit làm cho pH môi trường giảm xuống. Thuộc nhóm tự dưỡng amin bao gồm một số nhóm như nhóm vi khuẩn cố định nitơ, nhóm vi khuẩn amôn hoá, nitrat hoá v.v…

d. Dị dưỡng amin

Các vi sinh vật thuộc kiểu dinh dưỡng này không có khả năng tự tổng hợp các axit amin cho cơ thể mà phải hấp thụ các axit amin có sẵn từ môi trường. Thuộc nhóm này gồm có các vi khuẩn ký sinh và các vi khuẩn gây thối háo khí. Chúng có khả năng tiết ra men poteaza để phân huỷ phân tử protein thành các axit amin rồi hấp thụ vào tế bào.

2. Nêu các kiểu dinh dưỡng của vi sinh vật dựa vào nguồn năng lượng

Các hình thức dinh dưỡng của vi sinh vật theo nguồn năng lượng.

Dinh dưỡng quang năng (quang dưỡng)

Vi sinh vật thuộc nhóm này có khả năng sử dụng trực tiếp năng lượng của ánh sáng mặt trời. Bao gồm:

Dinh dưỡng quang năng vô cơ – tự dưỡng quang năng. Vi sinh vật thuộc nhóm này có khả năng dùng các chất vô cơ ngoại bào. Để làm nguồn cung cấp electron cho quá trình tạo năng lượng của tế bào. Thuộc nhóm này bao gồm các loại vi khuẩn lưu huỳnh. Chúng sử dụng các hợp chất lưu huỳnh làm nguồn cung cấp electron trong các phản ứng tạo thành ATP của cơ thể.
Dinh dưỡng quang năng hữu cơ. Vi sinh vật thuộc nhóm này có khả năng dùng các chất hữu cơ làm nguồn cung cấp eletron cho quá trình hình thành ATP của tế bào. Vi sinh vật thuộc cả 2 nhóm trên đều có sắc tố quang hợp. Chính nhờ sắc tố quang hợp mà vi sinh vật thuộc nhóm này có khả năng hấp thu năng lượng mặt trời. Chuyển hoá thành năng lượng hoá học tích luỹ trong phân tử ATP. Sắc tố quang hợp ở vi khuẩn không phải clorofil như ở cây xanh mà bao gồm nhiều loại khác nhau như Bacterilchlorifil . Mỗi loại có một phổ hấp thụ ánh sáng riêng.

Dinh dưỡng hoá năng (hoá dưỡng)

Vi sinh vật thuộc kiểu dinh dưỡng hoá năng có khả năng sử dụng năng lượng chứa trong các hợp chất hoá học. Có trong môi trường để tạo thành nguồn năng lượng của bản thân.

Dinh dưỡng hoá năng vô cơ : Vi sinh vật thuộc kiểu dinh dưỡng hoá năng vô cơ còn gọi là nhóm tự dưỡng hoá năng. Nó có khả năng sử dụng năng lượng sinh ra trong quá trình ôxy hoá một chất vô cơ nào đó. Để đồng hóa CO2 trong không khí tạo thành các chất hữu cơ của tế bào. Trong trường hợp này chất cho eletron là chất vô cơ, chất nhận eletron là oxy hoặc một chất vô cơ khác.
Dinh dưỡng hoá năng hữu cơ : Vi sinh vật thuộc kiểu dinh dưỡng này còn gọi là nhóm dị dưỡng hoá năng. Chúng sử dụng hợp chất hữu cơ trong môi trường làm cơ chất oxy hoá sinh năng lượng. Trong trường hợp này, chất cho eletron là chất hữu cơ. Chất nhận eletron của những vi sinh vật háo khí là oxy. Ở những vi sinh vật kỵ khí là chất hữu cơ hoặc vô cơ.

Trên đây, chúng tôi đã nêu các kiểu dinh dưỡng của vi sinh vật. Nếu bạn cần có nhu cầu mua bùn vi sinh hoặc tư vấn kỹ hơn về cách nuôi cấy. Hãy liên hệ tới hotline của công ty dịch vụ vệ sinh môi trường số 1 tại Hà Nội.

0963. 313.181