میکروبیولوژی کاربردی و صنعتی
میکروبیولوژی کاربردی و صنعتی از قابلیتهای متابولیکی میکروارگانیسمها برای تولید غذا، دارو، مواد شیمیایی و سوخت و همچنین تصفیه پسماندها بهره میبرد و فیزیولوژی میکروبی را به فناوری عملی تبدیل میکند.
Definition
میکروبیولوژی کاربردی و صنعتی شاخهای از میکروبیولوژی است که به استفاده عملی و کنترل میکروارگانیسمها در تولید کالاها، ارائه خدمات و مدیریت محیط زیست میپردازد.
Scope
این حوزه شامل تخمیر صنعتی و فرآیندهای زیستی برای کشت در مقیاس بزرگ میکروبها و تولید ترکیبات مفید؛ کشف و عملکرد آنتیبیوتیکها و سایر عوامل ضدمیکروبی؛ میکروبیولوژی مواد غذایی و کنترل میکروبها در غذا و محیط زیست؛ و بیوتکنولوژی میکروبی، از جمله تولید نوترکیب و زیستپالایی میشود. این حوزه میکروبیولوژی بنیادی را به کاربردهای آن در صنعت، پزشکی، کشاورزی و مدیریت محیط زیست مرتبط میسازد.
Sub-topics
Core questions
- چگونه میکروبها در مقیاس صنعتی کشت و بهرهبرداری میشوند؟
- عوامل ضدمیکروبی چگونه عمل میکنند و میکروبها چگونه در برابر آنها مقاومت میکنند؟
- چگونه میکروبها برای اطمینان از ایمنی غذا و محیط زیست کنترل میشوند؟
- بیوتکنولوژی چگونه میکروبها را برای تولید محصولات مفید مهندسی میکند؟
Key theories
- تولید میکروبی از طریق تخمیر
- کشت کنترلشده میکروبهای منتخب در مقیاس بزرگ، سوبستراهای ارزانقیمت را به محصولات ارزشمندی مانند آنتیبیوتیکها، آنزیمها و متابولیتها تبدیل میکند، که اصلی اساسی در بخش عمدهای از میکروبیولوژی صنعتی است.
Mechanisms
فرآیندهای صنعتی میکروبها را در بیوراکتورهای کنترلشدهای رشد میدهند که شرایط را برای تشکیل یک محصول مطلوب، که ممکن است یک متابولیت اولیه یا ثانویه، یک پروتئین یا زیستتوده باشد، بهینه میکنند. عوامل ضدمیکروبی با هدف قرار دادن ساختارها یا فرآیندهای ضروری میکروبی عمل میکنند، در حالی که مقاومت از طریق تغییر و انتقال ژنتیکی ایجاد میشود. کنترل میکروبی در غذا و محیط زیست به درک الزامات رشد متکی است و بیوتکنولوژی مهندسی ژنتیک را برای گسترش قابلیتهای میکروبی به کار میگیرد.
Clinical relevance
فرآیندهای میکروبی آنتیبیوتیکها، واکسنها، آنزیمها و بسیاری از مواد شیمیایی و سوختها را تولید میکنند، زیربنای تولید و نگهداری مواد غذایی هستند و ابزارهایی برای تصفیه فاضلاب و رفع آلودگی فراهم میآورند، که میکروبیولوژی کاربردی را جزء لاینفک پزشکی، صنعت، کشاورزی و حفاظت از محیط زیست میسازد.
History
میکروبیولوژی کاربردی از کارهای پاستور در قرن نوزدهم در مورد تخمیر و فساد به یک صنعت بزرگ در قرن بیستم تبدیل شد، که با کشف پنیسیلین توسط فلمینگ، جستجوی سیستماتیک واکسمن برای آنتیبیوتیکها از میکروبهای خاک، و ظهور فناوری DNA نوترکیب که بیوتکنولوژی میکروبی مدرن را گشود، مشخص شد.
Key figures
- Louis Pasteur
- Alexander Fleming
- Selman Waksman
Related topics
Seminal works
- madigan2018
- willey2020
Frequently asked questions
- چه نوع محصولاتی با استفاده از میکروارگانیسمها ساخته میشوند؟
- میکروبها برای تولید آنتیبیوتیکها، آنزیمها، اسیدهای آلی، اسیدهای آمینه، ویتامینها، سوختهای زیستی و بسیاری از غذاها و نوشیدنیهای تخمیری، و همچنین پروتئینهای نوترکیب مانند انسولین استفاده میشوند. آنها همچنین خدماتی مانند تصفیه فاضلاب و زیستپالایی را انجام میدهند.
- میکروبیولوژی صنعتی چه تفاوتی با میکروبیولوژی پایه دارد؟
- میکروبیولوژی پایه به دنبال درک نحوه عملکرد میکروبها است، در حالی که میکروبیولوژی صنعتی و کاربردی از این درک برای مهار یا کنترل میکروبها برای اهداف عملی، مانند تولید محصولات، تضمین ایمنی غذا و مدیریت محیط زیست استفاده میکند.