Thực đơn
Tương tác của con người với vi sinh vật
Lên men có kiểm soát bằng vi sinh vật trong chế biến bia, chế biến rượu, làm bánh, muối chua và các chế phẩm sữa như sữa chua và pho mát được sử dụng để điều chỉnh thành phần nguyên liệu nhằm chế biến thực phẩm với đặc tính mong muốn. Vi sinh vật chính tham gia làm bia, rượu và bánh mì thường là nấm men; còn vi khuẩn tham gia lên men kỵ khí để chế biến rau, chế phẩm sữa và bánh mì bột nhào chua. Những phép cấy vi sinh vật khác nhau mang lại hương vị và mùi thơm, làm ức chế mầm bệnh, tăng cường khả năng tiêu hóa và vị ngon, làm bánh mì nở, giảm thời lượng nấu và tạo nên những sản phẩm hữu ích như alcohol, acid hữu cơ, vitamin, amino acid và carbon dioxide. An toàn trong chế biến thực phẩm được duy trì với sự hỗ trợ của ngành vi sinh vật học thực phẩm.[5][6][7]
Quá trình xử lý nước thải oxy hóa phụ thuộc vào vi sinh vật để làm oxy hóa thành phần hữu cơ. Vi sinh vật kỵ khí làm giảm chất rắn trong bùn - thứ tạo ra khí methan và bã khoáng hóa cằn cỗi. Trong xử lý nước uống, phương pháp lọc cát chậm sử dụng một lớp gelatin phức tạp gồm một lượng lớn vi sinh vật để loại bỏ vật liệu hòa tan lẫn hạt khỏi nước thô.[8]
Vi sinh vật được ứng dụng trong lên men để sản xuất ethanol,[9] và sản xuất methan trong lò phản ứng biogas.[10] Các nhà khoa học đang nghiên cứu ứng dụng của tảo để sản xuất nhiên liệu lỏng,[11] và vi khuẩn để chuyển đổi nhiều dạng chất thải nông nghiệp và đô thị thành nhiên liệu dùng được.[12]
Vi sinh vật được ứng dụng cho nhiều mục đích công nghiệp và thương mại, gồm sản xuất hóa chất, enzyme và phân tử hoạt tính sinh học khác, thường bằng kỹ thuật protein. Ví dụ, acid acetic được sản xuất bởi vi khuẩn Acetobacter aceti, còn acid citric do nấm Aspergillus niger điều chế. Vi sinh vật được ứng dụng để điều chế một lượng lớn phân tử hoạt tính sinh học và enzym. Ví dụ, streptokinase được sản xuất bởi Streptococcus và điều chỉnh nhờ kỹ thuật di truyền, được dùng để loại bỏ cục máu đông từ mạch máu của những bệnh nhân bị nhồi máu cơ tim. Cyclosporin A là chất ức chế miễn dịch trong cấy ghép nội tạng, còn statin chiết xuất từ nấm men Monascus purpureus có tác dụng là chất giảm cholesterol trong máu, ức chế cạnh tranh của enzym (chất tổng hợp cholesterol).[13]
Vi sinh vật là công cụ thiết yếu trong các ngành công nghệ sinh học, di truyền học, hóa sinh và sinh học phân tử. Nấm men làm bia (Saccharomyces cerevisiae) và nấm men phân hạch (Schizosaccharomyces pombe) là những sinh vật mô hình quan trọng trong khoa học, vì chúng là những sinh vật nhân thực đơn giản có thể tăng trưởng nhanh chóng với số lượng lớn và dễ điều phối.[14] Chúng có giá trị đặc biệt trong di truyền học, gen học và protein học, ví dụ như sản xuất protein.[15][16][17][18] Vi khuẩn đường ruột dễ nuôi cấy Escherichia coli (một sinh vật nhân sơ) được ứng dụng rộng rãi làm sinh vật mô hình theo cách tương tự.[19]
Các nhà khoa học làm việc với tủ đựng Loại III tại Phòng thí nghiệm Chiến tranh Sinh học Hoa Kỳ, Camp Detrick, Maryland ở thập niên 1940.Vi sinh vật có thể lập quan hệ nội cộng sinh với những sinh vật lớn hơn. Ví dụ, vi khuẩn sống trong hệ tiêu hóa của con người góp phần tăng sức đề kháng nhờ miễn dịch đường ruột, tổng hợp các vitamin như acid folic và biotin, đồng thời lên men những carbohydrat phức tạp khó tiêu.[20] Những loại thuốc và hóa chất thực phẩm trong tuơng lai có thể cần được thử nghiệm trên hệ vi sinh đường ruột; đây là bằng chứng rõ ràng cho thấy việc bổ sung probiotic có thể tăng sức đề kháng, và vi sinh vật đường ruột chịu tác động của cả chế độ ăn lẫn thuốc men.[21]
Vi sinh vật gây bệnh và những độc tố mà chúng sản sinh ra được phát triển thành các tác nhân có thể gây chiến tranh sinh học.[22] Những hình thức chiến tranh sinh học nguyên thủy đã có thời cổ đại.[23] Ở thế kỷ thứ 6 TCN, người Assyria đã đầu độc giếng của quân địch bằng một loại nấm để làm chúng hôn mê. Năm 1346, thi thể của những chiến binh Mông Cổ ở Hàn quốc Kim Trướng mất mạng vì dịch hạch đã bị quăng qua tường thành Kaffa thuộc Krym đang cố thủ, có thể góp phần làm lây lan Cái Chết Đen sang châu Âu.[24][25][26] Những tiến bộ trong ngành vi khuẩn học ở thế kỷ 20 đã làm tăng tính phức tạp của tác nhân sinh học tiềm tàng trong chiến tranh. Phá hoại bằng sinh học—dưới dạng bệnh than và loét mũi truyền nhiễm—được tiến hành dưới thời chính phủ Đế quốc Đức trong Thế chiến I, song thu được kết quả không đáng kể. Ở Thế chiến II, Anh Quốc đã vũ trang hóa bệnh sốt thỏ, bệnh than, brucellosis và độc thịt, song chưa bao giờ ứng dụng chúng.[27] Tương tự, Hoa Kỳ cũng khám phá tác nhân chiến tranh sinh học,[28] phát triển bào tử bệnh than, brucellosis, và độc tố thịt để có thể ứng dụng trong quân sự.[29] Nhật Bản thì phát triển tác nhân chiến tranh sinh học nhờ ứng dụng thí nghiệm lên tù nhân và định sử dụng chúng khi chiến tranh kết thúc.[30][31][32][33]
Thực đơn
Tương tác của con người với vi sinh vậtLiên quan
Tài liệu tham khảo
WikiPedia: Tương tác của con người với vi sinh vật