Bài 27: Ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn

Để bảo quản rau, củ, quả dùng dần vào những tháng trái vụ hoặc khi thời tiết khắc nghiệt, người nông dân thường dùng biện pháp muối chua. Vì sao khi muối chua, thực phẩm không bị các vi sinh vật khác phân huỷ và có thể bảo quản được lâu hơn?

I. Cơ sở khoa học của việc ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn

Ứng dụng vào thực tiễn	Cơ sở khoa học
- Tạo ra các amino acid quý như glutamic acid, lysine. - Tạo protein đơn bào. - Tổng hợp chất kháng sinh.	- Vi sinh vật có khả năng tự tổng hợp các chất cần thiết bằng cách sử dụng năng lượng và enzyme nội bào.
- Tạo các chế phẩm có chứa vi sinh vật phân giải chất hữu cơ để xử lí bể phốt, chất thải trong chăn nuôi gia súc, gia cầm. - Xử lí chất thải ô nhiễm. - Sản xuất nước mắm, nước tương, acid hữu cơ. - Sản xuất bánh kẹo, syrup, rượu, sữa chua, rau, củ, quả muối chua.	- Vi sinh vật có khả năng tiết ra enzyme để phân giải các chất bên ngoài tế bào: Phân giải protein. Phân giải carbohydrate
- Tiêu diệt, ức chế vi sinh vật gây bệnh; bảo quản thực phẩm bằng cách phơi khô, bảo quản lạnh, ngâm trong dung dịch đường,...	- Vi sinh vật chỉ sinh trưởng trong giới hạn nhất định của các yếu tố môi trường.
- Sản xuất thuốc trừ sâu sinh học.	- Một số vi sinh vật tạo ra chất gây độc hại cho côn trùng.
- Sản xuất phân bón vi sinh.	- Một số vi sinh vật có khả năng tạo chất dinh dưỡng cho cây trồng.
- Sản xuất vaccine.	- Vi sinh vật đóng vai trò là kháng nguyên.
- Sản xuất insulin, interferon, interleukin, hormone sinh trưởng, vaccine tái tổ hợp,...	- Vi sinh vật đóng vai trò là vector chuyển gene.

Dựa vào đặc điểm sinh trưởng, phát triển, sinh sản của vi sinh vật, con người đã khai thác, ứng dụng chúng vào nhiều lĩnh vực của đời sống nhằm tạo ra các sản phẩm có ích, an toàn và thân thiện với môi trường.

II. Một số ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn

1. Khái quát về ứng dụng của vi sinh vật trong thực tiễn

- Vi sinh vật được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, chế biến và bảo quản thực phẩm, bảo vệ môi trường, phát triển bền vững, trong y học,...

- Những tiềm năng của vi sinh vật là rất lớn, cùng với sự tiến bộ của khoa học, con người ngày càng khai thác sâu, rộng những ứng dụng của vi sinh vật vào thực tiễn, nhằm nâng cao sức khoẻ và tạo môi trường sống thân thiện, an toàn.

2. Một số ứng dụng của vi sinh vật trong thực tiễn

a. Sản xuất phomat (cheese)

- Phomat là sản phẩm được làm từ sữa qua các bước sau:

• Thanh trùng sữa ở 72 ^oC trong 15 giây.
• Cấy vi khuẩn Lactococus lactis và enzyme rennin. Vi khuẩn lactic lên men đường lactose tạo acid làm đông tụ sữa. Enzyme rennin thuỷ phân k - cazein trong sữa làm cho protein đông vón. Thêm chất phụ gia CaCl₂ làm tăng khả năng kết tủa sữa.
• Cắt cục vón, khuấy đều, để yên 10 - 30 phút, nâng nhiệt độ lên 49 - 54 ^oC. Rửa cục vón bằng nước Clo năm phần triệu để tách lactose. Khuấy đều cho đến khi cục vón chắc lại, cho vào khuôn nén, sau vài tuần thu được phomat.

​b. Sản xuất nước tương

- Tương là món ăn dân dã, phổ biến ở Việt Nam. Quá trình sản xuất tương như sau:

• Bước 1: Tạo chế phẩm enzyme từ nấm mốc.
• Bước 2: Chuẩn bị đậu tương.
• Bước 3: Ủ tương.

  

c. Sản xuất chất kháng sinh

- Chất kháng sinh chủ yếu được tạo ra do xạ khuẩn (chi Streptomyces), vi khuẩn (chi Bacillus) và nấm (chi Penicillium). Quá trình sản xuất chất kháng sinh như sau:

• Nhân giống.
• Lên men 2 pha.
• Tách chiết.

d. Sản xuất thuốc trừ sâu sinh học

- Ưu điểm của thuốc trừ sâu vi sinh vật:

• Không gây độc hại cho người và gia súc.
• Không làm giảm đan dạng sinh học.
• Không gây ô nhiễm môi trường.
• Không ảnh hưởng đến chất lượng nông sản và thường có hiệu quả lâu dài.

- Nhược điểm của thuốc trừ sâu vi sinh vật:

• Hiệu lực chậm.
• Phổ tác động hẹp.

- Chế phẩm Bacillus thuringiensis được sản xuất từ vi khuẩn Bacillus thuringiensis. Chế phẩm Bacillus thuringiensis được sản xuất bằng phương pháp lên men chìm theo quy trình:

• Chuẩn bị giống vi khuẩn.
• Nhân giống cấp 1, cấp 2.
• Lên men.
• Li tâm để thu sinh khối.
• Sấy, nghiền sinh khối vi khuẩn.
• Phối trộn phụ gia và đóng gói sản phẩm.

e. Xử lí nước thải

- Quá trình xử lí nước thải thường trải qua 3 cấp:

• Cấp 1 (lí học).
• Cấp 2 (sinh học).
• Cấp 3 (hoá học).

- Phương pháp xử lí sinh học hiếu khí:

Xử lí bằng bùn hoạt tính. Hồ hiếu khí. Bể phản ứng theo mẻ.

Lọc nhỏ giọt. Đĩa quay sinh học. Bể lọc sinh học.

 

 

 

- Phương pháp xử lí sinh học yếm khí:

Xử lí bằng hồ yếm khí. Bể UASB.

Bể lọc yếm khí. Lọc trên giá mang hữu cơ.

 

 

 

Vi sinh vật được ứng dụng rỗng rãi và phổ biến trong thực tiễn, từ các hoạt động sống hằng ngày của người dân, đến các hoạt động sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, trong y học và trong bảo vệ môi trường.