Tổng quan tài liệu giới thiệu về cellulose vi khuẩn (bacterial cellulose - Bc)

TỔNG QUAN TÀI LIỆU Giới thiệu về cellulose vi khuẩn (bacterial cellulose - BC) Cellulose là đại phân tử tồn tại phổ biến nhất trên trái đất, là thành phần chính của sinh khối thực vật cũng như đại diện cho các polymer ngoại bào của vi sinh vật. Cellulose vi khuẩn (bacterial cellulose - BC) là sản phẩm trao đổi chất sơ cấp và chủ yếu tạo màng bảo vệ. Các vi khuẩn sản sinh BC BC đuợc tổng hợp bởi một số loài vi khuẩn. Trong đó Acetobacter xylinum sinh tổng hợp BC hiệu quả nhất và được nghiên cứu nhiều nhất. Cấu trúc của BC được tổng hợp khác nhau ở các loài vi khuẩn khác nhau. Bảng 2.1 : Cấu trúc cellulose của một số vi sinh vật [7] Giống Cấu trúc cellulose Acetobacter Achromobacter Aerobacter Agrobacterium Alcaligen Pseudomonas Rhizobium Sarcina Zoogloea Lớp màng ngoại bào tạo thành các dãi Sợi Sợi Sợi ngắn Sợi Các sợi không tách biệt Sợi ngắn Cellulose dị hình Chưa xác định rõ cấu trúc Trong đó chủng Acetobacter đặc biệt là Acetobacter xylinum (A. aceti ssp. xylinum, A. xylinus) là vi sinh vật tạo cellulose hữu hiệu nhất và được sử dụng phổ biến nhất trong việc sản xuất thạch dừa vì năng suất tạo BC cao, cấu trúc BC phù hợp cho nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau [7]. Vi khuẩn Acetobacter xylinum Phân loại: Theo khóa phân loại Bergey, A. xylinum thuộc: Lớp : Schizomycetes Bộ : Pseudomonadales Bộ phụ : Pseudomonadieae Họ : Pseudomonadaceae Giống : Acetobacter Loài : Acetobacter xylinum Gần đây, A. xylinum đã được xếp vào giống mới Gluconacetobacter, bao gồm các loài là G. xylinus, G. hansenii, G. europaeus, G. oboediens và G. intermedius [7]. Đặc điểm hình thái A. xylinum: A. xylinum có dạng hình que, thẳng hay hơi cong, có thể di động hoặc không và không sinh bào tử. Chúng là vi khuẩn gram âm nhưng gram của chúng có thể bị biến đổi do tế bào già đi hay do môi trường. Tế bào đứng riêng lẻ hay xếp thành chuỗi. A. xylinum thuộc loại vi khuẩn hiếu khí bắt buộc vì thế chúng tăng trưởng ở bề mặt tiếp xúc giữa môi trường lỏng và môi trường khí và có khả năng tạo màng cellulose trên môi trường nuôi cấy [7]. Hình 2.1: Tế bào Acetobacter xylinum Trên môi trường rắn sau khoảng 3 – 7 ngày nuôi cấy, khuẩn lạc A. xylinum có dạng nhỏ, nhày, có màu kem, hơi trong nhưng sau một tuần thì khuẩn lạc to, đục, màu cà phê sữa, khô dần. Trên môi trường lỏng sau 24 giờ nuôi cấy thì xuất hiện một lớp màng đục dày, sau 36 – 48 giờ hình thành một lớp màng trong và ngày càng dày [11]. Đặc điểm sinh lý và sinh hóa của A. xylinum Phản ứng catalase dương tính. Oxi hóa ethanol thành CO2 và H2O. Không tăng trưởng trên môi trường Hoyer. Không tạo sắc tố nâu. Vi khuẩn hiếu khí hoàn toàn. Chuyển hóa glucose thành acid. Chuyển hoá glycerol thành dihydroxyaceton. Tổng hợp cellulose. A. xylinum sử dụng nhiều nguồn đường khác nhau và tùy thuộc vào chủng mà nguồn đường nào được sử dụng tốt nhất. Chúng có thể chuyển hóa glucose thành acid gluconic, điều này làm cho pH môi trường giảm từ 1 - 2 đơn vị. Nhiệt độ tối ưu để A. xylinum phát triển là từ 25 - 30°C và pH từ 5,4 – 6,3. A. xylinum có thể phát triển trong phạm vi pH từ 3 – 8, nhiệt độ từ 12 - 35°C và nồng độ ethanol có thể tới 10% [7]. Các đặc điểm của BC Cấu trúc của BC Cellulose là một polymer không phân nhánh bao gồm những gốc glucopyranose nối với nhau bởi liên kết β-1,4-glucan. Các nghiên cứu cho thấy BC có cấu trúc hóa học giống y hệt PC (cellulose thực vật). Tuy nhiên, cấu trúc đa phân và thuộc tính của BC khác với PC. Chiều rộng của các sợi cellulose được tạo ra từ gỗ thông là 30.000 – 75.000nm trong khi những dải vi sợi cellulose có chiều dài từ 1 - 9μm hình thành nên cấu trúc lưới dày đặc, được ổn định bởi các nối hydrogen. BC khác với PC về chỉ số kết chặt, về mức độ polymer hóa. Hình 2.2: Cấu trúc của cellulose vi khuẩn và cellulose thực vật [44] Hai dạng kết tinh phổ biến của cellulose trong tự nhiên là I và II, được phân biệt bởi các kỹ thuật phân tích bằng tia X, quang phổ và tia hồng ngoại. Tùy thuộc vào điều kiện môi trường nuôi cấy và giống vi khuẩn mà cellulose dạng nào chiếm ưu thế. Cellulose I và II đều được tổng hợp trong tự nhiên trong đó celulose I phổ biến hơn. Cellulose I có thể được chuyển thành cellulose II, nhưng cellulose II thì không thể chuyển thành cellulose I. Rất ít tế bào Eukaryote tổng hợp cellulose II. A. xylinum thì tổng hợp được cả 2 loại cellulose I và II. Cellulose I: được tổng hợp bởi đa số thực vật và A. xylinum ở môi trường tĩnh. Các chuỗi β-1,4-glucan được sắp xếp song song với nhau theo một trục. Năm 1984 Atalla và Vander Hart đã xác định được cấu trúc cellulose Iα và cellulose Iβ. Cellulose II: thường được tổng hợp trong môi trường nuôi cấy lắc. Các chuỗi β-1,4-glucan xếp một cách ngẫu nhiên, hầu như không song song và nối với nhau bởi một số lượng lớn nối hydrogen, làm cho cellulose II có độ bền về nhiệt [7][24]. Hình 2.3: Sự hình thành vi sợi bởi A. xylinum [Iguchi và cộng sự, 2000]Vi sôïi Cellulose Microfibril Tieàn sôïi Loã xuaát cellulose Cellulose II LPS envelope Cellulose Synthase Cellulose I Cytoplasmic Membrane Chức năng sinh lý của cellulose đối với Acetobacter xylinum Tế bào A. xylinum được bẫy bên trong mạng lưới polymer. Mạng lưới này là vật chống đỡ cho quần thể vi sinh vật luôn ở bề mặt tiếp giáp giữa môi trường lỏng và không khí. Cellulose còn có vai trò tích trữ và có thể được sử dụng khi vi sinh vật này bị thiếu nguồn dinh dưỡng. Sự phân hủy cellulose được xúc tác bởi enzyme exo-glucanase hay endo-glucanase. Nhờ tính dẻo và tính thấm nước của màng cellulose mà vi khuẩn kháng lại được những thay đổi bất lợi trong môi trường sống như giảm lượng nước, thay đổi pH, xuất hiện chất độc và vi sinh vật gây bệnh. Cellulose bao quanh bảo vệ chúng khỏi tia cực tím. Khoảng 23% số tế bào A. xylinum được bao BC sống sót sau 1 giờ xử lý tia cực tím. Tách BC khỏi tế bào, khả năng sống chỉ còn 3% [7]. Tính chất độc đáo của BC Độ tinh khiết cao: BC là cellulose sinh học duy nhất đuợc tổng hợp không có chứa lignin hay hemicellulose. Do đó BC có thể bị vi khuẩn phân hủy hoàn toàn và là nguồn nguyên liệu tái sinh. Độ bền dai cơ học lớn: cellulose có độ bền dai cao, chịu lực kéo cao, trọng lượng nhẹ, độ bền đáng kể. Khả năng hút nước cực cao ở trạng thái ẩm: khả năng giữ nước đáng kể, lực ẩm cao. Màng cellulose vi khuẩn có khả năng giữ nước rất lớn, nó có thể hút 60 – 700 lần trọng lượng của nó. Màng cellulose được hình thành trực tiếp trong quá trình sinh tổng hợp vì vậy việc sản xuất giấy, sợi không cần qua các bước trung gian. Màng cellulose được định hướng trong quá trình tổng hợp: có khả năng hình thành các sợi biến động, tạo các màng bền theo một trục. Theo Brown và White (1989) có thể hình thành một găng tay cellulose không cần khâu bằng cách sử dụng một khối đất xốp mà không khí thấm qua được và dìm xuống bên trong môi trường lỏng nuôi cấy A. xylinum, tế bào vi khuẩn sẽ tập hợp xung quanh đất xốp và hình thành cellulose theo hình dạng mong muốn. Màng cellulose được biến đổi trực tiếp trong quá trình tổng hợp: khi thêm chất phụ gia hay cơ chất nhất định vào trong quá trình tổng hợp BC thì có thể làm thay đổi những thuộc tính của BC. Nếu cho thuốc nhuộm vào môi trường nuôi cấy có thể kiểm soát các tính chất vật lý của cellulose trong quá trình tổng hợp. Tổng hợp trực tiếp các dẫn xuất của cellulose nhờ vào sự tác động lên gen liên quan đến quá trình tổng hợp cellulose từ đó giúp kiểm soát hình dạng cellulose, kiểm soát trọng lượng phân tử cellulose [11][31]. Sinh tổng hợp BC Sinh tổng hợp BC là một tiến trình bao gồm nhiều bước được điều hòa một cách chuyên biệt và chính xác, liên quan đến một số lớn enzyme, các phức hợp xúc tác và các protein điều hòa. Cellulose được tổng hợp từ A.xylinum là sản phẩm cuối cùng của sự biến dưỡng carbon, phụ thuộc vào trạng thái sinh lý của tế bào bao gồm cả chu trình pentose phosphate hoặc chu trình Krebs, kết hợp với quá trình tạo glucose. Sự thủy phân glucose không hoạt động ở vi khuẩn acid acetic bởi vì chúng không tổng hợp được enzyme quan trọng của con đường này đó là phosphofructose kinase. Ở A.xylinum, sự tổng hợp cellulose liên hệ chặt chẽ với quá trình dị hóa và tiêu thụ khoảng 10% năng lượng có nguồn gốc từ những phản ứng dị hóa. Sự tổng hợp BC không gây trở ngại cho các quá trình đồng hóa khác, bao gồm sự tổng hợp protein. A.xylinum biến đổi nhiều phức hợp carbon như: hexose, glycerol, pyruvate, dihydroxyacetone và các dicarboxylic acid thành cellulose với hiệu suất 50%. Ngày nay con đường tổng hợp cellulose ở A.xylinum đã được hiểu rất rõ. Đó là một quá trình tổng hợp gồm nhiều bước liên tiếp nhau, gồm hai giai đoạn chính: giai đoạn polymer hóa, giai đoạn kết tinh. Giai đoạn polymer hóa: trong đó có sự tham gia của enzyme tổng hợp cellulose xúc tác. Đầu tiên enzyme glucokinase (GK) xúc tác phản ứng phosphoryl hóa glucose thành glucose-6-phosphate (Glc-6-P). Tiếp theo Glc-6-P bị isomer hóa tạo thành glucose-1-phosphate (Glc-1-P) nhờ enzyme phosphoglucosemutase (PGM). Sau đó enzyme UDP-glucose pyrophosphorylase (UGP) xúc tác chuyển Glc-1-P thành UDPGlc, trong đó có sự hiện diện của UTP. Cuối cùng cellulose được tạo thành từ UDPGlc nhờ enzyme cellulose synthase và cyclic-di-GMP là yếu tố giúp hoạt hóa enzyme này. Giai đoạn kết tinh: các chuỗi bắt đầu được tổng hợp nối với nhau bằng liên kết β-1,4-glucan. Các chuỗi glucan kết hợp với nhau bằng liên kết Van der Waals tạo nên lớp các chuỗi glucan. Lớp này chỉ tồn tại trong một thời gian ngắn, sau đó các lớp này sẽ kết hợp với nhau bằng liên kết hydro tạo thành các sợi cơ bản thường gồm 16 chuỗi glucan. Các sợi cơ bản tiếp tục kết hợp với nhau tạo thành vi sợi, rồi sau đó tạo thành các bó và thành các sợi. Kích thước, hình dạng, độ trong suốt, tỷ lệ các dạng của cellulose tùy thuộc vào vị trí xúc tác của phức chất enzyme. Hình 2.4: Con đường dự đoán của quá trình sinh tổng hợp và tiết ra cellulose khi glucose được tế bào A. xylinum hấp thụ từ bên ngoài [43] 1PFK Fru-bi-P FBP Con đường sinh glucose Chu trình Pentose phosphate Chu trình Krebs PGI FK Fru-6-P Fructose PTS Fru-1-P ATP ADP PGA G6PDH (NAD, NADP) Glucose Glc-6-P GK ADP ATP Cellulose CS UDP-Glc UGP Glc-1-P PGM Hình 2.5: Con đường sinh tổng hợp BC ở Acetobacter xylinum [44] UDPGlc pyrophosphorylase là enzyme quyết định sự tổng hợp cellulose vì vài kiểu hình đột biến không tổng hợp cellulose thiếu enzyme này (Valla et al.,1989). Hơn nữa, hoạt tính pyrophosphorylase khác nhau giữa những loài A. xylinum khác nhau và hoạt tính cao nhất thì được phát hiện trong những loài sản xuất cellulose hiệu quả nhất như là A. xylinum ssp. sucrofermentans BPR2001. Ngoài ra có vài loài thích sử dụng fructose như là nguồn cacbon và thể hiện hoạt tính phosphoglucoisomerase cao và có hệ enzyme trao đổi phosphor và phụ thuộc vào phosphoenolpyruvate. Hệ này xúc tác biến đổi fructose thành fructose-1-phosphate và thành fructose-1,6-biphosphate [7][6]. Nguyên liệu để nuôi Acetobacter xylinum nhằm thu BC Nước dừa già Nước dừa già là môi trường cổ điển để thu nhận BC từ A. xylinum. Đây là môi trường chứa nhiều chất dinh dưỡng và các chất kích thích sinh trưởng: 1,3 diphenyllurea, hexitol, cytokinin, myo-inositol, sorbitol… Dừa sau khi thu hoạch thường được bảo quản từ 3 ngày rồi đem sử dụng làm môi trường lên men. Nếu để lâu lượng đường trong nước dừa giảm, chất lượng dinh dưỡng của nước dừa cũng không đảm bảo. Môi trường nước dừa cần cung cấp thêm nguồn cacbon (sucrose, glucose hoặc nguồn cacbon khác), nguồn nitơ (SA, DAP). Rỉ đường Là phần nước đường không thể kết tinh hết cũng như còn lẫn các tạp chất sau khi ly tâm nhiều lần nước mía để tách lấy đường kết tinh. Rỉ đường là một hỗn hợp khá phức tạp. Ngoài lượng đường khá cao, rỉ đường còn chứa các hợp chất nitrogen, vitamin và các hợp chất vô cơ khác. Thành phần của rỉ đường có chứa 15 – 20% nước, 80 – 85% chất khô hòa tan và nhiều loại vitamin như: thiamine, riboflavin, acid nicotinic, acid folic, biotin … Chất khô hòa tan trong rỉ đường gồm: Đường tổng số chiếm hơn 50%, trong đó saccharose chiếm 30 – 35%, đường khử chiếm 15 – 20% (gồm glucose, fructose). Chất khử không lên men thường chiếm 1,7%. Thành phần chất khô còn lại chiếm dưới 50%, trong đó có 30 – 32% chất hữu cơ và chất vô cơ 18 – 20%. Khi được bảo quản lâu ngày, chất lượng rỉ đường thường giảm. Vì vậy cần có chế độ bảo quản hợp ý để quá trình lên men đạt hiệu quả cao. Ngoài ra, còn sử dụng nước mía và các nguyên liệu khác từ công nghiệp thực phẩm để lên men thu BC [7]. Các phương pháp sản xuất BC Nhân giống Giống vi khuẩn Acetobacter xylinum được giữa trong ống thạch nghiêng trong điều kiện lạnh sâu. Khi cần nuôi cấy thì tiến hành hoạt hóa chúng. Khi lấy giống ra sử dụng cần cấy chuyền qua môi trường rắn. Cấy khuẩn lạc vào ống nghiệm chứa môi trường lỏng đã hấp khử trùng, hoạt hóa ở nhiệt độ 28°C trong 18 – 24 giờ được giống cấp 1. Giống cấp 1 có thể tiếp tục được nhân giống cấp 2, 3… Tỉ lệ giống so với môi trường từ 1 – 10%. Lên men Lên men tĩnh: môi trường dinh dưỡng để lên men A. xylinum được cho vào các khay lên men có bề mặt thoáng rộng. Trong quá trình lên men các khay được đậy bằng giấy báo có độ xốp, giúp tạo độ thông khí giữa môi trường lên men và môi trường bên ngoài nhưng vẫn tránh được khả năng nhiễm khuẩn. Nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men 28 - 30°C. Sợi cellulose mới được tổng hợp sẽ di chuyển lên bề mặt môi trường nuôi cấy tạo thành lớp màng cellulos nằm ở mặt phân cách giữa môi trường lỏng và không khí. Cellulose tiếp tục được tổng hợp bám lên màng cellulose bên trên. Sau 7 – 10 ngày có thể thu BC. Hình 2.6: Miếng BC được hình thành từ lên men tĩnh [24] Lên men động: vi khuẩn A. xylinum thường được nuôi cấy trong môi trường nuôi cấy lắc. Cấy dịch huyền phù vi khuẩn đã được hoạt hóa vào môi trường nuôi cấy đã chuẩn bị sẵn trong các bình erlen rồi đem đi lắc trong các máy lắc ổn nhiệt ở 28 - 30°C, 180 – 200 vòng/phút. BC được tạo từ môi trường lắc có dạng hạt nhỏ, hạt hình sao và các sợi dài, chúng phân tán rất tốt trong môi trường. Lượng O2 hòa tan trong môi trường ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng và khả năng tổng hợp BC của vi khuẩn A. xylinum. Do đó, quá trình lên men đạt hiệu quả cao, các reactor có sục khí thường xuyên được sử dụng để lên men. Hình 2.7: Hạt BC được hình thành từ nuôi cấy lắc [24] Ứng dụng của BC Với những ưu điểm nổi bật, BC ngày càng được nghiên cứu nhiều và có nhiều ứng dụng rộng rãi. Bảng 2.2: Một số sản phẩm từ màng BC của Acetobacter xylinum [6] [21][15] Lĩnh vực ứng dụng Sản phẩm Thực phẩm Tráng miệng (thạch dừa) Ăn kiêng (kem, salad) Thịt nhân tạo Vỏ bao xúc xích Nước uống siro không có cholesterol Trà Kobucha hay manchurian Y dược Lớp màng trị bỏng Tác nhân vận chuyển thuốc Da nhân tạo Chất làm co mạch Mỹ phẩm Móng nhân tạo Đánh móng dày và mỏng hơn Môi trường Miếng xốp làm sạch vết dầu tràn Hấp thu chất độc Quần áo, giày dép tự phân hủy Dầu mỏ Thu hồi dầu Trang phục Sản xuất sợi nhân tạo Y phục quân đội Thể thao Lều lắp ráp Sản phẩm rừng Gỗ nhân tạo Giấy, giấy đặc biệt để lưu trữ hồ sơ Thùng hàng có độ bền cao Lĩnh vực khác Làm màng lọc Tả lót có thể tái chế Màng rung động âm thanh Môi trường nuôi cấy mô thực vật Hình 2.8: Sản phẩm trị bỏng da Biofill thương mại làm từ màng BC[7]. Hình 2.9: Ứng dụng BC làm giá thể nuôi cấy cụm chồi thuốc lá[7]. Hình 2.10: Ứng dụng BC trong vật liệu mới làm tấm xốp [7]. Ứng dụng BC làm giá đỡ nuôi cấy tế bào vi sinh vật BC phù hợp với các yêu cầu cơ bản của giá đỡ trong kĩ thuật nuôi cấy tế bào vi sinh vật. Phù hợp hình dạng thiết bị phản ứng sinh học: hình dạng, kích thước của sản phẩm BC rất đa dạng và có thể chủ động tạo ra hình dạng mong muốn. Đây là ưu điểm của BC so với các giá đỡ khác. BC có tính cơ lý bền và ổn định: độ chịu lực của BC khá cao. Tính chất cơ lý bền và ổn định của BC giúp cho BC chịu được sự tác động của môi trường như khuấy trộn hoặc các áp lực. BC không tan trong môi trường phản ứng. Giá đỡ BC có độ trương nở tốt: độ trương nở cao giúp cho sự khuếch tán của cơ chất, sản phẩm. Môi trường trong và ngoài giá đỡ không có sự khác biệt giúp cho tế bào vi sinh vật giữ nguyên được các đặc điểm sinh hóa của tế bào tự do. BC đã qua xử lý không gây tác động kìm hãm đến hoạt động sống của vi sinh vật vì sau giai đoạn xủ lý, BC chỉ là giá đỡ trơ về mặt hóa học và có độ trương nở tốt. Giá thành BC: so với các vật liệu khác thì BC thấp hơn rất nhiều. BC có khả năng tái sử dụng. BC an toàn cho môi trường sống. Thuận lợi của việc sản xuất BC theo phương pháp lên men là: tốc độ sinh sản nhanh, trang thiết bị đơn giản, giá thành rẻ. Tuy nhiên điểm hạn chế của nó là không thể nuôi cấy những vi sinh vật tạo ra cellulase vì bản chất của BC là cellulose [12]. Giới thiệu về Saccharomyces cerevisiae Đặc điểm của S. cerevisiae S. cerevisiae là tế bào nhân chuẩn đơn bào, được dùng làm đối tượng mô hình cho nghiên cứu sinh vật nhân chuẩn. Ứng dụng sớm trong lên men rượu và làm bánh mì. Hiện nay ứng dụng trong công nghiệp lên men rượu với quy mô lớn. Đối tượng sinh vật nhân chuẩn đơn bào dùng để sản xuất protein tái tổ hợp. Cấu tạo và sinh sản của S. cerevisiae Phân loại: Giới: Nấm Ngành: Ascomycota Lớp: Saccharomycetes Bộ: Saccharomycetales Họ: Saccharomycetaceae Giống: Saccharomyces Loài: Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces cerevisiae là sinh vật đơn bào, tế bào giống như ở động và thực vật [9]. S. cerevisiae thường có dạng hình tròn hay bầu dục. Tế bào nấm men thường lớn gấp 10 lần so với vi khuẩn. Kích thước thay đổi trong khoảng (3 – 10)μm x (4,5 – 15)μm. Hình 2.11: Tế bào nấm men S. cerevisiae [40][42] Hình 2.12: Khuẩn lạc S. cerevisiae trên môi trường Hansen Nhân của tế bào S. cerevisiae có chứa 17 đôi nhiễm sắc thể. Ngoài nhiễm sắc thể, trong nhân tế bào S. serevisiae còn có thể có plasmid có cấu tạo là 1 phân tử DNA vòng chứa 6300 đôi base và có kích thước 2μm, có khả năng sao chép độc lập, mang thông tin di truyền, có vai trò quan trọng trong thao tác chuyển gen của kĩ thuật di truyền[3]. Cũng như các cơ thể sống khác, thành phần chủ yếu của tế bào nấm men là nước (chiếm khoảng 75% khối lượng chung). Thành phần sinh khối khô của nấm men : Chất vô cơ 5 – 10 Cacbon 25 – 50 Nitơ 4,8 – 12 Protein (N x 6,25) 30 – 75 Lipid 2 – 5 Chất khô của tế bào nấm men gồm 23 – 28% là chất hữu cơ và 5 – 7% là chất tro. Chất hữu cơ gồm: protein 13 – 14%, glycogen 6 – 8%, cellulose 1,8 – 2%, chất béo 0,5 – 2%. Protein: nấm men có hàm lượng protein trung bình khoảng 50% (tính theo chất khô) và khoảng 45% chất khô protein hoàn chỉnh. Các dẫn xuất của acid nucleic như base, purin, pyrimidin, các acid amin tự do đều được coi là nguyên liệu. Glycogen: là chất dự trữ nguồn cacbon. Khi trong môi trường thiếu nguồn cacbon dinh dưỡng, glycogen sẽ được huy động tham gia vào quá trình tiêu hóa của nấm men và giải phóng ra nước, CO2. Chất béo: gồm acid oleic, linoelic, palmitic. Trong chất béo có 30 – 40% phosphatide. Tro: gồm các oxide sau: P2O5 khoảng 25 – 60%, CaO 1 – 8%, MgO 4 – 6%, Na2O 0,5 – 2%, SO2 0,5 – 6%, SiO2 1 – 2%, Fe2O3 0,05 – 0,7%. Nấm men S. cerevisiae có nhiều phương thức sinh sản khác nhau: Sinh sản vô tính: Tế bào nảy chồi đa cực, đôi khi có khuẩn ty giả. Sinh sản hữu tính: Bào tử túi. Túi khá bền và hình thành trực tiếp từ một tế bào lưỡng bội. Mỗi túi có chứa 1-4 (ít khi nhiều hơn). Bào tử túi hình ô van, tròn nhẵn. Chu kì sống của nấm men S. cerevisiae: có 2 giai đoạn đơn bội và lưỡng bội. Đầu tiên tế bào dinh dưỡng đơn bội (n) sinh sôi nảy nở theo kiểu nảy chồi. Sau đó hai tế bào đơn bội tiếp hợp với nhau, có sự trao đổi của tế bào chất và nhân, tạo ra tế bào lưỡng bội (2n). Tế bào lưỡng bội lại nảy chồi thành nhiều tế bào lưỡng bội khác, cuối cùng hình thành hợp tử. Sau quá trình giảm phân nhân của hợp tử thành bốn nhân đơn bội. Mỗi nhân đơn bội được bao bọc tế bào chất, hình thành màng, tạo thành bốn bào tử nằm trong một túi gọi là bào tử túi. Khi túi vỡ, bào tử ra ngoài phát triển thành tế bào dinh dưỡng và lại phân chia th