I. Khái quát về công nghệ vi sinh vật
- Công nghệ vi sinh vật là ngành khoa học nghiên cứu và ứng dụng các vi sinh vật trong công nghiệp để sản xuất sản phẩm phục vụ đời sống của con người.
- Sản phẩm từ công nghệ vi sinh vật thường có đặc điểm là an toàn, thân thiện với môi trường, giá thành rẻ và hiệu quả lâu dài.
II. Cơ sở khoa học của ứng dụng công nghệ vi sinh vật
Cơ sở khoa học của ứng dụng công nghệ vi sinh vật là dựa trên các đặc điểm quan trọng của vi sinh vật như: khả năng sinh trưởng và sinh sản nhanh, chuyển hóa các chất vô cơ thành sản phẩm hữu ích cho tự nhiên và con người ...
III. Một số ứng dụng của công nghệ vi sinh vật
1. Trong nông nghiệp
Sản xuất chế phẩm sinh học
+ Chế phẩm sinh học có thể chứa 1 hoặc nhiều chủng VSV
+ Giúp ức chế hoặc tiêu diệt một số sinh vật gây hại cho cây trồng và vật nuôi, phân giải lân khó tan trong đất, tăng cường cố định đạm, hỗ trợ và kích thích sinh trưởng bộ rễ cây trồng.
+ Có hai loại chế phẩm sinh học phổ biến là phân bón vi sinh và thuốc trừ sâu sinh học:
2. Trong công nghiệp thực phẩm
- Sử dụng các VSV có khả năng sản xuất sinh khối nhanh để tạo ra các nguyên liệu trong công nghiệp và đời sống
Ví dụ: Sử dụng vi khuẩn Corynebacterium glutamicum để sản xuất mì chính...
- Sử dụng các VSV lên men để sản xuất các loại rượu, bia, nước giải khát, thực phẩm.
Ví dụ: sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae để sản xuất rượu vang, bia, bánh mì; sử dụng vi khuẩn Lactococus lactis để sản xuất phomat...
- Enzyme của vi sinh vật được sử dụng nhiều nhất trong công nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm.
Ví dụ: Dùng enzyme protease để làm mềm thịt; pectinase dùng trong chế biến nước ép hoa quả ...
3. Trong y học
- Sử dụng trong sản xuất chế phẩm sinh học, vaccine, amino acid, protein đơn bào, hormone, probiotics …
Ví dụ: sử dụng nấm Penicillium chrysogenum để sản xuất kháng sinh penicillin điều trị vết thương nhiễm khuẩn...
- Ngoài ra, chúng còn được sử dụng trong chẩn đoán các bệnh hiểm nghèo, ung thư, COVID 19, …
4. Trong xử lý ô nhiễm môi trường
- Dựa vào khả năng hấp thụ và phân giải nhiều hợp chất, kể cả chất thải, chất độc hại và kim loại nặng của vi sinh vật, con người ứng dụng vào việc xử lí ô nhiễm môi trường.
- Vi sinh vật được sử dụng trong các quy trình xử lí rác thải và nước thải sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp.
- Nhiều chế phẩm đã được sản xuất, ứng dụng trong chuyển hóa rác chất hữu cơ thành phân bón hữu cơ,…
5. Trong công nghiệp
Các enzyme, các acid hữu cơ, các chất ức chế sinh trưởng do vi sinh vật tiết ra được sử dụng trong công nghiệp giấy, dệt nhuộm, thuộc da ... một số vi khuẩn được sử dụng trong sản xuất acid hữu cơ trong công nghiệp hóa chất.
Ví dụ: nấm men được sử dụng trong công nghiệp sản xuất ethanol sinh học.
IV. Một số thành tựu của công nghệ vi sinh vật
Vi sinh vật có khả năng trao đổi chất mạnh mẽ, sinh trưởng nhanh và hệ gene của chúng đã được nghiên cứu kĩ giúp dễ dàng điều khiển các hoạt động trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng. Vì thế, chúng được sử dụng như các “nhà máy” sản xuất protein, kháng sinh, nhiên liệu sinh học,...
- Sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae trong sản xuất ethanol làm nhiên liệu sinh học
- Trên 90% chất kháng sinh tự nhiên được sản xuất từ vi sinh vật, đặc biệt là xạ khuẩn và nấm
- Vi khuẩn E . coli trong sản xuất insulin để điều trị bệnh tiểu đường.
V. Một số ngành nghề liên quan đến công nghệ vi sinh vật
- Sự phát triển của công nghệ vi sinh vật kéo theo sự phát triển của nhiều ngành nghề liên quan: công nghiệp thực phẩm, nghiên cứu sản xuất rượu, bia, công nghiệp dược phẩm …
- Các ngành nghề liên quan đến công nghệ vi sinh vật ngày càng được chú trọng và mở rộng nên các vị trí việc làm liên quan đến công nghệ vi sinh vật cũng ngày càng phát triển.
VI. Triển vọng của ngành công nghệ vi sinh vật trong tương lai
- Sự kết hợp giữa công nghệ vi sinh hiện đại, công nghệ nano, công nghệ thông tin và trí tuệ nhân tạo trong tương lai sẽ mở ra triển vọng mới về các ứng dụng trong đời sống: tạo sản phẩm sạch, an toàn, thân thiện với môi trường,...
- Công nghệ vi sinh vật đang càng ngày phát triển và có nhiều triển vọng trong tương lai nhằm tạo ra các sản phẩm sạch, an toàn, thân thiện với môi trường. Sự phát triển của công nghệ vi sinh vật dẫn tới sự phát triển của nhiều ngành nghề và mở ra nhiều cơ hội nghề nghiệp trong tương lai.
- Trong tương lai, công nghệ vi sinh vật hướng đến
+ Chỉnh sửa, tạo đột biến định hướng các gene trong tế bào vi sinh vật;
+ Tìm kiếm và khai thác các nguồn gene vi sinh vật;
+ Thiết lập các hệ thống lên men lớn, tự động, liên tục và đồng bộ với công nghệ thu hồi;
+ Xây dựng các giải pháp phân tích vi sinh vật tự động trong công nghiệp, nông nghiệp và xử lí môi trường.
