अनुप्रयुक्त और औद्योगिक सूक्ष्म जीव विज्ञान

अनुप्रयुक्त और औद्योगिक सूक्ष्म जीव विज्ञान खाद्य पदार्थ, दवाएं, रसायन और ईंधन के उत्पादन तथा अपशिष्टों के उपचार के लिए सूक्ष्मजीवों की चयापचय क्षमताओं का उपयोग करता है, जिससे सूक्ष्मजीवी शरीर विज्ञान को व्यावहारिक तकनीक में बदला जा सके।

Definition

अनुप्रयुक्त और औद्योगिक सूक्ष्म जीव विज्ञान सूक्ष्म जीव विज्ञान की वह शाखा है जो वस्तुओं के उत्पादन, सेवाओं के प्रावधान और वातावरण के प्रबंधन में सूक्ष्मजीवों के व्यावहारिक उपयोग और नियंत्रण से संबंधित है।

Scope

यह क्षेत्र सूक्ष्मजीवों की बड़े पैमाने पर खेती और उपयोगी यौगिकों के उत्पादन के लिए औद्योगिक किण्वन और जैव-प्रसंस्करण को शामिल करता है; एंटीबायोटिक दवाओं और अन्य रोगाणुरोधी दवाओं की खोज और क्रिया; खाद्य सूक्ष्म जीव विज्ञान और भोजन तथा पर्यावरण में सूक्ष्मजीवों का नियंत्रण; और सूक्ष्मजीवी जैव प्रौद्योगिकी, जिसमें पुनः संयोजक उत्पादन और जैव-उपचार शामिल हैं। यह मौलिक सूक्ष्म जीव विज्ञान को उद्योग, चिकित्सा, कृषि और पर्यावरण प्रबंधन में इसके उपयोग से जोड़ता है।

Sub-topics

• एंटीबायोटिक्स और रोगाणुरोधी क्रिया
• खाद्य और पर्यावरणीय सूक्ष्मजैविकी
• औद्योगिक किण्वन और बायोप्रोसेसिंग
• सूक्ष्मजीवी जैवप्रौद्योगिकी

Core questions

• औद्योगिक पैमाने पर सूक्ष्मजीवों की खेती और उनका शोषण कैसे किया जाता है?
• रोगाणुरोधी एजेंट कैसे कार्य करते हैं, और सूक्ष्मजीव उनका प्रतिरोध कैसे करते हैं?
• खाद्य और पर्यावरणीय सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए सूक्ष्मजीवों को कैसे नियंत्रित किया जाता है?
• जैव प्रौद्योगिकी उपयोगी उत्पादों के लिए सूक्ष्मजीवों को कैसे इंजीनियर करती है?

Key theories

किण्वन के माध्यम से सूक्ष्मजीवी उत्पादन

चयनित सूक्ष्मजीवों की नियंत्रित बड़े पैमाने पर खेती सस्ते सब्सट्रेट्स को एंटीबायोटिक दवाओं, एंजाइमों और मेटाबोलाइट्स जैसे मूल्यवान उत्पादों में परिवर्तित करती है, जो औद्योगिक सूक्ष्म जीव विज्ञान के अधिकांश हिस्से का एक अंतर्निहित सिद्धांत है।

Mechanisms

औद्योगिक प्रक्रियाएं नियंत्रित जैव-रिएक्टरों में सूक्ष्मजीवों को विकसित करती हैं जो वांछित उत्पाद के निर्माण के लिए स्थितियों को अनुकूलित करती हैं, जो एक प्राथमिक या द्वितीयक मेटाबोलाइट, एक प्रोटीन या बायोमास हो सकता है। रोगाणुरोधी एजेंट आवश्यक सूक्ष्मजीवी संरचनाओं या प्रक्रियाओं को लक्षित करके कार्य करते हैं, जबकि आनुवंशिक परिवर्तन और स्थानांतरण के माध्यम से प्रतिरोध उत्पन्न होता है। भोजन और पर्यावरण में सूक्ष्मजीवी नियंत्रण विकास आवश्यकताओं को समझने पर निर्भर करता है, और जैव प्रौद्योगिकी सूक्ष्मजीवी क्षमताओं का विस्तार करने के लिए आनुवंशिक इंजीनियरिंग लागू करती है।

Clinical relevance

सूक्ष्मजीवी प्रक्रियाएं एंटीबायोटिक दवाओं, टीकों, एंजाइमों और कई रसायनों तथा ईंधनों का उत्पादन करती हैं, भोजन के उत्पादन और संरक्षण को आधार प्रदान करती हैं, और अपशिष्ट जल के उपचार तथा प्रदूषण के जैव-उपचार के लिए उपकरण प्रदान करती हैं, जिससे अनुप्रयुक्त सूक्ष्म जीव विज्ञान चिकित्सा, उद्योग, कृषि और पर्यावरण संरक्षण के लिए अभिन्न बन जाता है।

History

अनुप्रयुक्त सूक्ष्म जीव विज्ञान पाश्चर के उन्नीसवीं सदी के किण्वन और खराब होने पर किए गए कार्य से बीसवीं सदी में एक प्रमुख उद्योग के रूप में विकसित हुआ, जिसे फ्लेमिंग द्वारा पेनिसिलिन की खोज, वैक्समैन द्वारा मिट्टी के सूक्ष्मजीवों से एंटीबायोटिक दवाओं की व्यवस्थित खोज, और पुनः संयोजक डीएनए प्रौद्योगिकी के उदय ने चिह्नित किया जिसने आधुनिक सूक्ष्मजीवी जैव प्रौद्योगिकी को खोला।

Key figures

• Louis Pasteur
• Alexander Fleming
• Selman Waksman

Seminal works

• madigan2018
• willey2020

Frequently asked questions

सूक्ष्मजीवों का उपयोग करके किस प्रकार के उत्पाद बनाए जाते हैं?

सूक्ष्मजीवों का उपयोग एंटीबायोटिक दवाओं, एंजाइमों, कार्बनिक अम्लों, अमीनो अम्लों, विटामिनों, जैव-ईंधनों और कई किण्वित खाद्य पदार्थों तथा पेय पदार्थों के साथ-साथ इंसुलिन जैसे पुनः संयोजक प्रोटीन के उत्पादन के लिए किया जाता है। वे अपशिष्ट जल उपचार और जैव-उपचार जैसी सेवाएं भी प्रदान करते हैं।

औद्योगिक सूक्ष्म जीव विज्ञान बुनियादी सूक्ष्म जीव विज्ञान से कैसे भिन्न है?

बुनियादी सूक्ष्म जीव विज्ञान यह समझने का प्रयास करता है कि सूक्ष्मजीव कैसे कार्य करते हैं, जबकि औद्योगिक और अनुप्रयुक्त सूक्ष्म जीव विज्ञान उस समझ का उपयोग उत्पादों के निर्माण, खाद्य सुरक्षा सुनिश्चित करने और पर्यावरण के प्रबंधन जैसे व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए सूक्ष्मजीवों का उपयोग या नियंत्रण करने के लिए करता है।