Прикладная и промышленная микробиология
Прикладная и промышленная микробиология использует метаболические возможности микроорганизмов для производства продуктов питания, лекарств, химикатов и топлива, а также для очистки отходов, превращая физиологию микробов в практическую технологию.
Definition
Прикладная и промышленная микробиология — это раздел микробиологии, занимающийся практическим использованием и контролем микроорганизмов в производстве товаров, предоставлении услуг и управлении окружающей средой.
Scope
Эта область охватывает промышленную ферментацию и биопроцессинг для крупномасштабного культивирования микробов и производства полезных соединений; открытие и действие антибиотиков и других противомикробных средств; пищевую микробиологию и контроль микробов в пищевых продуктах и окружающей среде; а также микробную биотехнологию, включая рекомбинантное производство и биоремедиацию. Она связывает фундаментальную микробиологию с ее использованием в промышленности, медицине, сельском хозяйстве и управлении окружающей средой.
Sub-topics
Core questions
- Как микробы культивируются и используются в промышленных масштабах?
- Как действуют противомикробные агенты и как микробы им сопротивляются?
- Как контролируются микробы для обеспечения безопасности пищевых продуктов и окружающей среды?
- Как биотехнология конструирует микробы для получения полезных продуктов?
Key theories
- Микробное производство посредством ферментации
- Контролируемое крупномасштабное культивирование отобранных микробов превращает недорогие субстраты в ценные продукты, такие как антибиотики, ферменты и метаболиты, что является принципом, лежащим в основе большей части промышленной микробиологии.
Mechanisms
Промышленные процессы выращивают микробы в контролируемых биореакторах, которые оптимизируют условия для образования желаемого продукта, который может быть первичным или вторичным метаболитом, белком или биомассой. Противомикробные агенты действуют, воздействуя на основные микробные структуры или процессы, в то время как устойчивость возникает в результате генетических изменений и переноса. Контроль микробов в пищевых продуктах и окружающей среде основан на понимании требований к росту, а биотехнология применяет генную инженерию для расширения микробных возможностей.
Clinical relevance
Микробные процессы производят антибиотики, вакцины, ферменты, а также многие химические вещества и виды топлива, лежат в основе производства и консервации продуктов питания, а также предоставляют инструменты для очистки сточных вод и устранения загрязнений, что делает прикладную микробиологию неотъемлемой частью медицины, промышленности, сельского хозяйства и охраны окружающей среды.
History
Прикладная микробиология выросла из работ Пастера XIX века по ферментации и порче в крупную отрасль в XX веке, что было отмечено открытием пенициллина Флемингом, систематическим поиском антибиотиков из почвенных микробов Ваксманом и появлением технологии рекомбинантной ДНК, которая открыла современную микробную биотехнологию.
Key figures
- Louis Pasteur
- Alexander Fleming
- Selman Waksman
Related topics
Seminal works
- madigan2018
- willey2020
Frequently asked questions
- Какие продукты производятся с использованием микроорганизмов?
- Микробы используются для производства антибиотиков, ферментов, органических кислот, аминокислот, витаминов, биотоплива, а также многих ферментированных продуктов питания и напитков, а также рекомбинантных белков, таких как инсулин. Они также выполняют такие услуги, как очистка сточных вод и биоремедиация.
- Чем промышленная микробиология отличается от базовой микробиологии?
- Базовая микробиология стремится понять, как функционируют микробы, в то время как промышленная и прикладная микробиология использует это понимание для использования или контроля микробов в практических целях, таких как производство продуктов, обеспечение безопасности пищевых продуктов и управление окружающей средой.