Mikrobenes rolle i industrien

Mikrober eller mikroskopiske organismer anvendes i vid udstrækning i storskala industrielle processer. De er afgørende for produktionen af ​​en række metabolitter, såsom ethanol, butanol, mælkesyre og riboflavin, samt omdannelsen af ​​kemikalier, der bidrager til at reducere miljøforurening. For eksempel kan mikrober bruges til at skabe biofjerner eller for at reducere metalforurenende stoffer. Mikrober kan også bruges til at producere visse ikke-mikrobielle produkter, såsom insulin til diabetesmedicin.

TL; DR (for længe, ​​ikke læst)

Mikrober er mikroskopiske organismer. De bruges i mange store industrielle processer. De producerer kemikalier som ethanol, som bruges som brændstof, opløsningsmiddel og til mange andre formål såvel som glycerol, en fælles metabolit i mad og medicin og en række andre kemikalier.

Mikrober er også anvendes i en proces kaldet bioleaching, hvor bakterier lækker metaller som jern og mangan fra jord og spildevand. Bioleaching kan ændre sedimentstrukturen samt skabe potentiale til at styre vandstrømmen i akviferer og producere biomaterialer af kommerciel værdi.

Mikrober, især svampe, er nyttige som biogødningsmidler ved at gøre næringsstoffer mere tilgængelige for planter og øget afgrødevækst og udbytte. Mikrober er også nyttige i medicin. Rekombinant DNA-teknologi ændrer bakterier til at skabe medicin såsom syntetisk insulin til diabetespatienter.

Metabolitproduktion

Den ethanol, som mikrober producerer, anvendes i vid udstrækning som et opløsningsmiddel, ekstraktionsmiddel og frostvæske. Derudover danner det grundlaget for mange farvestoffer, smøremidler, vaskemidler, pesticider, harpikser, sprængstoffer, blødgørere og syntetiske fibre. N-butanol, der også fremstilles af mikrober, er nyttig til fremstilling af blødgørere, bremsevæsker, ekstraktionsmidler og benzintilsætningsstoffer. Glycerol anvendes meget i både lægemidler og fødevareindustrien, mens mannitol anvendes til forskning, men butanol anvendes både som opløsningsmiddel og i eksplosivstoffer.

Metaludvaskning og beskyttelse

Mange bakterier trives ved reduktion af Fe (III), jernholdigt jern, til Fe (II), jernholdigt jern og Mn (VI) til Mn (II). Sådanne mikrober kan således bruges til at udleje Fe (III) og Mn (VI) metaller fra nogle jordbund og sedimenter for at danne en række materialer, såsom magnetit, siderite og rhodochrosite. Denne proces, der kaldes bioleaching, kan ændre sedimentstrukturen og skabe potentiale til at styre vandstrømmen i akviferer og producere biomaterialer af kommerciel værdi, såsom magnetit.

Mikrobiologiske biologiske gødninger

Biogødning består af levende mikroorganismer, der tilsættes til jorden for at øge plantevæksten ved at give planterne øgede mængder næringsstoffer. Almindeligt anvendte biogødningsmidler indbefatter fosfatopløsningsmidler, som gør fosfater tilgængelige for planter, hvilket resulterer i forbedret vækst og afgrødeudbytte. Mycorrhizae, svampe forbundet med plante rødder, er ofte kritiske for tilstrækkelig næringsoptagelse og planteoverlevelse i naturlige økosystemer. Azospirillum bakterier stimulerer plantevæksten gennem en proces kaldet kvælstoffastgørelse.

Brug af mikrober til at producere insulin

I årtier behandlede læger patienter med diabetes mellitus med insulin fra pankreaserne hos slagtede køer og svin. Genetisk manipulerede bakterier producerer hormoninsulinet i en ren form, der er mindre tilbøjelige til at forårsage allergiske reaktioner hos patienter. Forskere bruger en teknologi kaldet rekombinant DNA til at sætte et humant gen til insulinproduktion i bakterie DNA. De modificerede bakterier placeres i store fermenteringstanke af rustfrit stål, hvor genet får dem til at producere store mængder insulin. Når gæringen er færdig, høstes og renses forskerne, så det er klar til at blive injiceret af diabetespatienter. Udstyret holdes altid sterilt for at forhindre bakterier i at blive forurenet.