Vi sinh vật công nghiệp

Vi sinh vật học công nghiệp (Industrial Microbiology) là một ngành của Vi sinh học, trong đó vi sinh vật (VSV) được xem xét để sử dụng trong công nghiệp và những lĩnh vực khác nhau của kỹ thuật. Vi sinh vật học công nghiệp (VSVHCN) giải quyết hai vấn đề chính trái ngược nhau: •Một mặt, nó dẫn tới làm rõ hoàn toàn những tính chất sinh học và sinh hoá của những cơ thể sống là nguyên nhân cơ bản và trực tiếp của sự chuyển hoá hoá học, những chất có ở cơ chất này hay cơ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vi sinh vật công nghiệpVi sinh vật công nghiệp 4Chương 1 Mở đầu1. Đối tượng, nhiệm vụ, nội dung của vi sinh vật học công nghiệp Vi sinh vật học công nghiệp (Industrial Microbiology) là một ngànhcủa Vi sinh học, trong đó vi sinh vật (VSV) được xem xét để sử dụngtrong công nghiệp và những lĩnh vực khác nhau của kỹ thuật. Vi sinh vật học công nghiệp (VSVHCN) giải quyết hai vấn đề chínhtrái ngược nhau: •Một mặt, nó dẫn tới làm rõ hoàn toàn những tính chất sinh học vàsinh hoá của những cơ thể sống là nguyên nhân cơ bản và trực tiếp của sựchuyển hoá hoá học, những chất có ở cơ chất này hay cơ chất kia. Trongtrường hợp này, VSVHCN sử dụng những VSV để thu những sản phẩmquan trọng và có giá trị thực tế bằng con đường lên men. Phương phápsinh hoá để thu nhiều sản phẩm là phương pháp duy nhất có lợi về kinh tế. •Mặt khác, chúng ta cũng biết sự lên men do VSV gây ra khôngluôn luôn diễn ra theo một hướng như mong muốn. Sự phá huỷ một quátrình lên men thường xảy ra do sự hoạt động của những VSV lạ. Trongtrường hợp này, điều rất quan trọng là không những phải biết những VSVgây ra quá trình cần thiết mà còn phải biết cả những VSV có hại gây tổnthất cho sản xuất. Nhà VSVHCN có kinh nghiệm phải khám phá ra chúng,làm rõ tính chất có hại do chúng gây ra và tìm ra những phương pháp đấutranh với chúng.1.1. Mục tiêu môn học Sau khi học xong học phần này, sinh viên cần hiểu được các ứng dụngcông nghiệp quan trọng của vi sinh vật, sự khác biệt giữa công nghệ sinhhọc vi sinh vật hiện đại và vi sinh vật học truyền thống, phân biệt được cácnhóm sản phẩm và quá trình công nghiệp, vai trò của vi sinh vật trong tuyểnkhoáng và trong xử lý nước thải bằng con đường sinh học.1.2. Mô tả môn học VSVHCN là một bộ phận quan trọng trong công nghệ sinh học, làmôn khoa học nghiên cứu những hoạt động sống của vi sinh vật để ápdụng nó một cách tốt nhất vào các quy trình sản xuất ở quy mô côngnghiệp và các lĩnh vực khác nhau của kĩ thuật. VSVHCN là một ngành khoa học mới phát triển, nhưng do ý nghĩaquan trọng của nó về mặt lý thuyết cũng như thực tiễn nên đã phát triểnhết sức nhanh chóng. 52. Lược sử phát triển của vi sinh vật học công nghiệp Sự phát triển của VSVHCN được chia thành 3 giai đoạn chính: Giai đoạn đầu, tính đến nửa sau thế kỷ 19. Việc ứng dụng tiềm năngcủa VSV đã có từ buổi đầu của nền văn minh nhân loại như sản xuất rượuvang, bia, dấm. Ở Việt Nam nghề nấu rượu, làm dấm, làm tương cũng có từrất xa xưa. Tuy một số quá trình được thực hiện ở quy mô rộng rãi, nhưngnhững sự thành công đó còn phụ thuộc vào sự ngẫu nhiên hay kinh nghiệmcủa những người thợ giỏi truyền cho các thế hệ sau. Vai trò của VSV trongsự chuyển hoá các chất hữu cơ được con người biết đến khoảng hơn 100năm trước đây. Những công trình nghiên cứu VSVHCN đã bắt đầu từ Pasteur(1878). Như ta thấy Pasteur đã nghiên cứu nhiều quá trình lên men ápdụng trong sản xuất và học thuyết về mầm bệnh. Pasteur cũng đã đề raphương pháp thanh trùng Pasteur để tiệt trùng rượu nho, bia mà không làmhỏng phẩm chất. Phương pháp này hiện nay có ứng dụng rất lớn. Bởi vậyPasteur được coi là người sáng lập ra VSVHCN. Việc nghiên cứu và sử dụng các chủng nấm men thuần khiết trong sảnxuất bia (Hansen, 1886) có thể xem là bước mở đầu cho công nghiệp lên mendựa trên cơ sở khoa học. Năm 1898 Buchner cũng đã nghiên cứu tác dụng lên men của nhiềunấm men, đã vạch ra mối liên hệ giữa nấm men và hoá học về men, và ứngdụng hoạt động của nấm men vào sản xuất tiếp giống ngoài. Ông đãnghiền nấm men lấy ra dung dịch có men zymase và cho lên men rượu. Như vậy giai đoạn thứ nhất là giai đoạn sử dụng các hoạt tính củaVSV- giai đoạn này được đánh dấu bằng việc đặt cơ sở khoa học cho quátrình sản xuất đồ uống chứa rượu. 1 2 3 Hình 1.1: Các nhà vi sinh vật học công nghiệp tiền bối 1. Louis Pasteur (1822-1895); 2. Gerhard H. A. Hansen (1841-1912) ; 3. Eduard Buchner (1860- 1917) 6 Giai đoạn thứ hai của VSVHCN được tính đến giữa thế kỷ XX, baogồm sự xuất hiện của các chất kháng sinh, những tiến bộ về di truyền họctrong việc chọn lọc các thể đột biến vi khuẩn, sự nghiên cứu các điều kiệnlên men tối ưu, kỹ thuật học lên men, việc tách và tinh chế sản phẩm... Giai đoạn thứ ba được đặc trưng bởi sự phát triển của một nền côngnghiệp VSV độc lập. Người ta đã điều khiển được các quá trình siêu tổnghợp ở VSV và tạo ra được hàng loạt các chủng đột biến ở VSV. Nhờ cácthành tựu này mà người ta đã sản xuất ở quy mô lớn mì chính, lysine vànhiều loại aminoacid khác. 1 ...