Glucose monohydrat , còn được gọi là dextrose monohydrate hoặc đơn giản là glucose, đóng một vai trò quan trọng trong nuôi cấy vi sinh vật, đặc biệt là trong môi trường phòng thí nghiệm để nghiên cứu vi sinh và quá trình lên men công nghiệp. Glucose là một loại đường đơn giản và đóng vai trò là nguồn năng lượng sẵn có cho vi sinh vật. Vai trò chính của nó trong nuôi cấy vi sinh vật bao gồm:
Nguồn năng lượng: Glucose là chất nền quan trọng được vi sinh vật sử dụng để tạo ra năng lượng thông qua quá trình hô hấp hoặc lên men của tế bào. Các vi sinh vật, chẳng hạn như vi khuẩn, nấm men và nấm, chuyển hóa glucose để tạo ra ATP (adenosine triphosphate), đơn vị năng lượng chính trong tế bào. Năng lượng này cần thiết cho các quá trình khác nhau của tế bào, bao gồm tăng trưởng, sinh sản và duy trì tính toàn vẹn của tế bào.
Nguồn carbon: Vi sinh vật cần carbon làm khối xây dựng cơ bản để tổng hợp các thành phần tế bào như protein, lipid, axit nucleic và các phân tử sinh học khác. Glucose cung cấp nguồn carbon dễ đồng hóa cho vi sinh vật để hỗ trợ sự phát triển và sinh sản của chúng.
Sản xuất sinh khối: Glucose được sử dụng làm tiền chất để tổng hợp các đại phân tử như DNA, RNA, protein và màng tế bào. Khi vi sinh vật tiêu thụ glucose, chúng sử dụng nó để tạo ra các thành phần tế bào mới, từ đó làm tăng sinh khối của chúng.
Chất cảm ứng biểu hiện gen: Trong một số trường hợp, glucose có thể hoạt động như một phân tử điều hòa, ảnh hưởng đến sự biểu hiện của các gen cụ thể ở vi sinh vật. Ví dụ, hiện tượng được gọi là ức chế dị hóa liên quan đến việc ức chế sự biểu hiện của một số gen nhất định khi có glucose, ngay cả khi có sẵn các nguồn carbon khác.
Sản xuất các chất chuyển hóa thứ cấp: Trong quá trình lên men công nghiệp, glucose có thể được sử dụng làm nguồn carbon chính để tạo ra các chất chuyển hóa thứ cấp khác nhau, như kháng sinh, enzyme, axit hữu cơ và nhiên liệu sinh học, thông qua các chủng vi sinh vật cụ thể.
Khi nuôi cấy vi sinh vật trong phòng thí nghiệm hoặc môi trường công nghiệp, glucose thường được thêm vào môi trường nuôi cấy để cung cấp nguồn carbon và năng lượng được kiểm soát và dễ dàng tiếp cận. Nồng độ glucose trong môi trường có thể được điều chỉnh tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của vi sinh vật và mục tiêu nuôi cấy, chẳng hạn như tối đa hóa sản lượng sinh khối hoặc tăng cường tổng hợp sản phẩm mục tiêu.
