science >> Wetenschap >  >> Biologie

De rol van microben in de industrie

Microben of microscopische organismen worden veel gebruikt in grootschalige industriële processen. Ze zijn cruciaal voor de productie van verschillende metabolieten, zoals ethanol, butanol, melkzuur en riboflavine, evenals de transformatie van chemicaliën die helpen de milieuvervuiling te verminderen. Microben kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om biomeststoffen te maken of metaalverontreinigende stoffen te verminderen. Microben kunnen ook worden gebruikt om bepaalde niet-microbiële producten te produceren, zoals de diabetesmedicatie insuline.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Microben zijn microscopische organismen. Ze worden gebruikt in veel grootschalige industriële processen. Ze produceren chemicaliën zoals ethanol, die wordt gebruikt als brandstof, oplosmiddel en voor vele andere doeleinden, evenals glycerol, een veel voorkomende metaboliet in voedsel en medicijnen, en een aantal andere chemicaliën.

Microben zijn ook gebruikt in een proces dat bioleaching wordt genoemd, waarbij bacteriën metalen zoals ijzer en mangaan uit de bodem en riolering uitlogen. Bioleaching kan de sedimentstructuur veranderen, evenals het potentieel creëren om de waterstroom in aquifers te beheersen en biomaterialen van commerciële waarde te produceren.

Microben, vooral schimmels, zijn nuttig als biomeststoffen, door voedingsstoffen meer beschikbaar te maken voor planten en toenemende gewasgroei en opbrengst. Microben zijn ook nuttig in de geneeskunde. Recombinante DNA-technologie verandert bacteriën om medicijnen te maken, zoals synthetische insuline voor diabetespatiënten.
Productie van metabolieten

De ethanol die microben produceren, wordt veel gebruikt als oplosmiddel, extractiemiddel en antivriesmiddel. Bovendien vormt het de basis voor veel kleurstoffen, smeermiddelen, wasmiddelen, pesticiden, harsen, explosieven, weekmakers en synthetische vezels. N-butanol, ook geproduceerd door microben, is nuttig bij de productie van weekmakers, remvloeistoffen, extractiemiddelen en benzine-additieven. Glycerol wordt veel gebruikt in zowel geneesmiddelen als de voedingsindustrie, terwijl mannitol wordt gebruikt in onderzoek en butanol zowel als oplosmiddel en in explosieven wordt gebruikt.
Uitloging en bescherming van metalen

Veel bacteriën gedijen door het verminderen van Fe ( III), ijzer (III) tot Fe (II), ijzer (II) en Mn (VI) tot Mn (II). Aldus kunnen dit soort microben worden gebruikt om Fe (III) en Mn (VI) metalen uit sommige bodems en sedimenten te logen om een reeks materialen te vormen, zoals magnetiet, sideriet en rhodochrosiet. Dit proces, dat bioleaching wordt genoemd, kan de structuur van het sediment veranderen, evenals het potentieel creëren om de waterstroom in aquifers te beheersen en biomaterialen van commerciële waarde te produceren, zoals magnetiet.
Microbiële bio-meststoffen

Bio -meststoffen bestaan uit levende micro-organismen die aan de bodem worden toegevoegd om de plantengroei te verhogen door planten te voorzien van verhoogde hoeveelheden voedingsstoffen. Veelgebruikte biomeststoffen omvatten fosfaat-oplosbaar makende middelen, die fosfaten beschikbaar stellen aan planten, wat resulteert in een verbeterde groei en gewasopbrengst. Mycorrhizae, schimmels geassocieerd met plantenwortels, zijn vaak kritisch voor voldoende opname van voedingsstoffen en plantenoverleving in natuurlijke ecosystemen. Azospirillum-bacteriën stimuleren de plantengroei via een proces dat stikstoffixatie wordt genoemd.
Gebruik van microben om insuline te produceren

Decennia lang behandelden artsen patiënten met diabetes mellitus met insuline uit de pancreas van geslachte koeien en varkens. Genetisch gemanipuleerde bacteriën produceren het hormoon insuline in een zuivere vorm die minder waarschijnlijk allergische reacties bij patiënten veroorzaakt. Wetenschappers gebruiken een technologie genaamd recombinant DNA om een menselijk gen voor de productie van insuline in het DNA van bacteriën te stoppen. De gemodificeerde bacteriën worden in grote, roestvrijstalen gistingstanks geplaatst, waar het gen ervoor zorgt dat ze grote hoeveelheden insuline produceren. Wanneer de gisting voltooid is, oogsten en zuiveren de wetenschappers de insuline zodat deze klaar is om te worden geïnjecteerd door diabetespatiënten. Apparatuur wordt te allen tijde steriel gehouden om te voorkomen dat de bacteriën besmet raken