Vi sinh vật học Ứng dụng và Công nghiệp
Vi sinh vật học ứng dụng và công nghiệp khai thác khả năng trao đổi chất của vi sinh vật để sản xuất thực phẩm, thuốc men, hóa chất và nhiên liệu, cũng như để xử lý chất thải, biến sinh lý học vi sinh vật thành công nghệ thực tiễn.
Definition
Vi sinh vật học ứng dụng và công nghiệp là một nhánh của vi sinh vật học liên quan đến việc sử dụng và kiểm soát thực tiễn các vi sinh vật trong sản xuất hàng hóa, cung cấp dịch vụ và quản lý môi trường.
Scope
Lĩnh vực này bao gồm quá trình lên men công nghiệp và công nghệ sinh học để nuôi cấy vi sinh vật quy mô lớn và sản xuất các hợp chất hữu ích; sự khám phá và cơ chế hoạt động của kháng sinh và các chất kháng khuẩn khác; vi sinh vật học thực phẩm và kiểm soát vi sinh vật trong thực phẩm và môi trường; và công nghệ sinh học vi sinh vật, bao gồm sản xuất tái tổ hợp và xử lý sinh học. Nó kết nối vi sinh vật học cơ bản với các ứng dụng trong công nghiệp, y học, nông nghiệp và quản lý môi trường.
Sub-topics
Core questions
- Vi sinh vật được nuôi cấy và khai thác ở quy mô công nghiệp như thế nào?
- Các tác nhân kháng khuẩn hoạt động như thế nào và vi sinh vật chống lại chúng ra sao?
- Vi sinh vật được kiểm soát như thế nào để đảm bảo an toàn thực phẩm và môi trường?
- Công nghệ sinh học kỹ thuật vi sinh vật để tạo ra các sản phẩm hữu ích như thế nào?
Key theories
- Sản xuất vi sinh vật thông qua quá trình lên men
- Nuôi cấy quy mô lớn có kiểm soát các vi sinh vật được chọn lọc chuyển đổi các cơ chất không đắt tiền thành các sản phẩm có giá trị như kháng sinh, enzyme và chất chuyển hóa, một nguyên tắc làm nền tảng cho phần lớn vi sinh vật học công nghiệp.
Mechanisms
Các quy trình công nghiệp nuôi cấy vi sinh vật trong các lò phản ứng sinh học được kiểm soát nhằm tối ưu hóa điều kiện cho sự hình thành sản phẩm mong muốn, có thể là chất chuyển hóa sơ cấp hoặc thứ cấp, protein hoặc sinh khối. Các tác nhân kháng khuẩn hoạt động bằng cách nhắm mục tiêu vào các cấu trúc hoặc quá trình thiết yếu của vi sinh vật, trong khi sự đề kháng phát sinh thông qua thay đổi và chuyển gen. Kiểm soát vi sinh vật trong thực phẩm và môi trường dựa trên việc hiểu các yêu cầu tăng trưởng, và công nghệ sinh học áp dụng kỹ thuật di truyền để mở rộng khả năng của vi sinh vật.
Clinical relevance
Các quá trình vi sinh vật tạo ra kháng sinh, vắc-xin, enzyme và nhiều hóa chất, nhiên liệu, là nền tảng cho việc sản xuất và bảo quản thực phẩm, đồng thời cung cấp các công cụ để xử lý nước thải và khắc phục ô nhiễm, khiến vi sinh vật học ứng dụng trở thành một phần không thể thiếu trong y học, công nghiệp, nông nghiệp và bảo vệ môi trường.
History
Vi sinh vật học ứng dụng phát triển từ công trình của Pasteur vào thế kỷ XIX về quá trình lên men và hư hỏng thành một ngành công nghiệp lớn vào thế kỷ XX, được đánh dấu bằng việc Fleming phát hiện ra penicillin, Waksman tìm kiếm có hệ thống kháng sinh từ vi sinh vật đất, và sự ra đời của công nghệ DNA tái tổ hợp đã mở ra công nghệ sinh học vi sinh vật hiện đại.
Key figures
- Louis Pasteur
- Alexander Fleming
- Selman Waksman
Related topics
Seminal works
- madigan2018
- willey2020
Frequently asked questions
- Những loại sản phẩm nào được tạo ra bằng cách sử dụng vi sinh vật?
- Vi sinh vật được sử dụng để sản xuất kháng sinh, enzyme, axit hữu cơ, axit amin, vitamin, nhiên liệu sinh học và nhiều loại thực phẩm và đồ uống lên men, cũng như các protein tái tổ hợp như insulin. Chúng cũng thực hiện các dịch vụ như xử lý nước thải và xử lý sinh học.
- Vi sinh vật học công nghiệp khác với vi sinh vật học cơ bản như thế nào?
- Vi sinh vật học cơ bản tìm cách hiểu cách thức hoạt động của vi sinh vật, trong khi vi sinh vật học công nghiệp và ứng dụng sử dụng sự hiểu biết đó để khai thác hoặc kiểm soát vi sinh vật cho các mục đích thực tế, chẳng hạn như sản xuất sản phẩm, đảm bảo an toàn thực phẩm và quản lý môi trường.