Ảnh
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 27: ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG THỰC TIỄN
Câu hỏi khởi động
Câu hỏi
Câu hỏi khởi động
Để bảo đảm rau, củ, quả dùng dần vào những tháng trái vụ hoặc khi thời tiết khắc nghiệt, người nông dân thường dùng biện pháp muối chua (lên men lactic). Vì sao khi muối chua, thực phẩm không bị các vi sinh vật khác phân hủy và có thể bảo quản được lâu hơn?
I. Cơ sở khoa học của việc ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn
1. Nội dung
I. CỞ SỞ KHOA HỌC CỦA VIỆC ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG THỰC TIỄN
Dựa vào đặc điểm có lợi của vi sinh vật, con người đã ứng dụng chúng vào thực tiễn trong nhiều lĩnh vực khác nhau (chế biến và bảo thực phẩm, nông nghiệp, y học,...). Dựa vào đặc điểm gây hại, con người đã tìm cách phòng tránh các bệnh do vi sinh vật gây ra (diệt vi sinh vật bằng các tác nhân vật lí, hóa học, chất kháng sinh).
1.1
Ảnh
Ảnh
Kết luận
Kết luận
Hình vẽ
Dựa vào đặc điểm sinh trưởng, phát triển, sinh sản của vi sinh vật, con người đã khai thác, ứng dụng chúng vào nhiều lĩnh vực của đời sống nhằm tạo ra các sản phẩm có ích, an toàn và thân thiện với môi trường.
II. Một số ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn
1. Khái quát về ứng dụng của vi sinh vật trong thực tiễn
II. MỘT SỐ ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG THỰC TIỄN
1. Khái quát về ứng dụng của vi sinh vật trong thực tiễn
Với những đặc điểm và lợi thế của nó, vi sinh vật được ứng dụng rộng rãi và phổ biến trong đời sống thực tiễn hằng ngày của con người. Vi sinh vật được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhai như: sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, chế biến và bảo quản thực phẩm, bảo vệ môi trường, phát triển bền vững, trong y học,... Những tiềm năng của vi sinh vật là rất lớn, cùng với sự tiến bộ của khoa học, con người ngày càng khai thác sâu, rộng những ứng dụng của vi sinh vật vào thực tiễn, nhằm nâng cao sức khỏe và tạo môi trường sống thân thiện, an toàn.
2. Một số ứng dụng của vi sinh vật trong thực tiễn
2. Một số ứng dụng của vi sinh vật trong thực tiễn
a) Sản xuất phomat (cheese) b) Sản xuất tương c) Sản xuất chất kháng sinh d) Sản xuất thuốc sâu sinh học e) Xử lí nước thải
a. Sản xuất phomat (cheese)
a. Sản xuất phomat (cheese)
Phomat là sản phẩm được làm từ sữa (bò, dê, cừu,...) qua các bước sau:
- Thanh trùng sữa ở 72°C trong 15 giây. - Cấy vi khuẩn Lactococcus lactis và enzyme rennin. Vi khuẩn lactic lên men đường lactose tạo acid làm đông tụ sữa. Enzyme rennin thủy phân k-cazein trong sữa làm cho protein đông vón. Thêm chất phụ gia latex(CaCl_2) làm tăng khả năng kết tủa sữa. - Cắt cục vón, khuấy đều, để yên 10 - 30 phút, nâng nhiệt độ lên tới 49 - 54°C. Rửa cục vón bằng nước Clo năm phần triệu để tách lactose. Khuấy đều cho đến khi cục vón chắc lại, cho vào khuôn nén, sau vài tuần thu được phomat.
Quy trình sản xuất phomat
Quy trình sản xuất phomai
Ảnh
b. Sản xuất tương
b. Sản xuất tương
Tương là món ăn dân dã, phổ biến ở Việt Nam. Một số loại tương nổi tưởng ở nước ta như tương Bần, tương Cự Đà, tương Nam Đàn, tương hột. Mỗi loại tương có những cách làm thủ công riêng, tạo nên hương vị đặc trưng cho từng loại. Hiện nay, tương đã được sản xuất theo quy trình công nghiệp. Có thể tóm tắt qua quá trình sản xuất tương như sau:
Bước 1. Tạo chế phẩm enzyme từ nấm mốc: Ngâm gạo nếp khoảng 4 - 8 tiếng, nấu xôi, để nguội, dàn mỏng lên nong, để nhiễm nấm tự nhiên trong điều kiện 28 - 35°C, độ ẩm 50 - 60%, thời gian 5 - 6 ngày (Nên dùng mốc trong phòng thí nghiệm như Aspergillus oryzae (mốc vàng hoa cau) để kiểm soát tốt quá trình tạo mốc). Chọn mốc có màu vàng và nâu vàng lục, loại bỏ những chỗ mốc xanh, đen, hồng. Khi bào tử đã mọc đều, đem phơi hoặc sấy khô, đóng gói, dán kín, cách ẩm để dùng dần.
b.1
Bước 2: Chuẩn bị đậu tương: Đậu tương rửa sạch để ráo, sấy hoặc rang vàng. Nghiền hạt đậu tương bể làm đôi, làm sạch vỏ, đun sôi khoảng 40 - 60 phút, để nguội, cho vào chum ngâm nước khoảng 7 ngày. Lưu ý: Bước 1 và 2 làm đồng thời.
Ảnh
Bước 3. Ủ tương (ngả tương): Cho chế phẩm enzyme từ nấm mốc vào chum chứa đậu tương, cho thêm muối ăn (khoảng 15% lượng nước trong chum) để tương không bị thối. Để chum nơi có ánh nắng, khuấy đều mỗi buổi sáng, ủ trong vòng khoảng 60 - 100 ngày (có thể ngâm đến 2 năm, càng lâu tương càng ngon. Trong sản xuất công nghiệp, thời gian ủ tương là 10 - 14 ngày). Trong thời gian ủ tương, xảy ra quá trình thủy phân tinh bột và protein nhờ enzyme của nấm mốc Aspergillus oryzae.
Câu hỏi
Câu hỏi
3. Hãy tóm tắt một số ứng dụng của vi sinh vật trong đời sống (tên ứng dụng, cơ sở khoa học, loại vi sinh vật được sử dụng, vai trò trong đời sống,...).
c. Sản xuất chất kháng sinh
c. Sản xuất chất kháng sinh
Chất kháng sinh chủ yếu được tạo ra do xạ khuẩn (chi Streptomyces), vi khuẩn (chi Bacillus) và nấm (chi Penicillium). Quá trình sản xuất chất kháng sinh được tóm tắt như sau:
Nhân giống: Chọn chủng giống vi kuẩn phù hợp, chọn môi trường nuôi cấy. Lên men 2 pha: Pha 1 là pha sinh trưởng, tính từ khi cấy giống vào thùng lên men đến khi sinh khối ngừng tăng lên. Pha 2 là pha sinh tổng hợp để tích tụ chất kháng sinh. Môi trường lên men phải đảm bảo đủ chất dinh dưỡng cho vi sinh vật, để đạt năng suất cao cần phải thêm tiền chất (ví dụ khi lên men penicillin người ta cho thêm phenylacetic là mạch bên của phân tử penicillin để giúp vi sinh vật tổng hợp thuận lợi hơn). Mặt khác, quá trình lên men cần đảm bảo các thông số như pH, nhiệt độ, độ thông khí và thời gian.
c.1
Tách chiết: Tùy thuộc vào từng loại chất kháng sinh mà có phương pháp tách chiết sao cho phù hợp. Quá trình này thực hiện theo các bước sau: lọc tách sinh khối → tách chiết → đông khô → bột tinh sạch.
Ảnh
Câu hỏi
Câu hỏi
4. Quan sát hình 27.3, hãy phân tích quy trình sản xuất penicillin.
d. Sản xuất thuốc sâu sinh học
d. Sản xuất thuốc trừ sâu sinh học
Thuốc trừ sâu vi sinh vật có nhiều ưu điểm so với thuốc sâu trừ sâu hóa học như: không gây độc hại cho người và gia súc, không làm giảm đa dạng sinh học và không gây ô nhiễm môi trường, không ảnh hưởng đến chất lượng nông sản và thường có hiệu quả lâu dài. Tuy nhiên, thuốc có nhược điểm là hiệu lực chậm, phổ tác động hẹp. Dựa trên các độc tố của vi sinh vật gây hại cho côn trùng, con người đã nghiên cứu và sản xuất các loại thuốc trừ sâu sau: chế phẩm Bacillus thuringiensis, chế phẩm Beauveria, chế phẩm Metarhizium,...
d.1
Chế phẩm Bacillus thuringiensis được sản xuất từ vi khuẩn Bacillus thuringiensis. Vi khuẩn Bacillus thuringiesis sinh ra bốn loại độc tố, gồm ngoại độc tố α (phospholipara C), β (độc tố bền nhiệt), γ (độc tố tan trong nước) và nội độc tố δ (còn gọi là tinh tể độc) có thể diệt côn trùng gây ại hiệu quả. Chế phẩm bacillus thuringiensis được sản xuất bằng phương pháp lên men chìm, theo quy trình: (1) Chuẩn bị giống vi khuẩn (2) Nhân giống cấp 1, cấp 2 (3) Lên men (4) Li tâm để thu hồi sinh khối (5) Sấy, nghiền sinh khối vi khuẩn (6) Phối trộn phụ gia và đóng gói sản phẩm.
Câu hỏi
Câu hỏi
5. Quan sát Hình 27.4, hãy mô tả quá trình sản xuất thuốc trừ sâu Bt.
e. Xử lí nước thải
Ảnh
Đọc thêm
Đọc thêm
Quá trình nghiên cứu, phát triển thuốc trừ sâu Bacillus thuringiensis tại Việt Nam bắt đầu từ năm 1973, đến nay đã thu được nhiều thành tựu quan trọng. Hiện nay, bộ sưu tập thuốc trừ sâu Bacillus thuringiensis của Việt Nam là một trong những bộ sưu tập lớn trên thế giới với hơn 3 500 chủng phân lập tại Việt Nam, trong đó có 114 chủng kháng nguyên chuẩn quốc tế được dùng trong sản xuất 78 kit huyết thanh. Một số chế phẩm nổi bật như: chế phẩm Bacillus thuringensis thế hệ mới, chế phẩm Bacillus thuringensis diệt bọ gậy,...
Luyện tập
Luyện tập
Kể tên các loại thuốc kháng sinh, thuốc trừ sâu được sản xuất từ vi sinh vật. Giải thích vì sao sữa chuyển từ trạng thái lỏng sang dạng đông đặc sau khi lên men.
e.1
Quá trình xử lí nước thải thường trải qua 3 cấp: cấp 1 (lí học), cấp 2 (sinh học), cấp 3 (hóa học). Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học chủ yếu dựa vào vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh (các chi Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter) và vi khuẩn nitrat hóa (các chi Nitrosomonas, Nitrobacter). Chúng chuyển hóa các chất hữu cơ gây ô nhiễm thành các chất vô cơ, chất khí đơn giản và và nước. Có hai nhóm phương pháp sinh học dùng trong xử lí nước thải: - Phương pháp xử lí sinh học hiếu khí: xử lí bằng bùn hoạt tính, hồ hiếu khí, bể phản ứng theo mẻ, quá trình tiêu hủy hiếu khí, lọc nhỏ giọt, đĩa quay sinh học, bể lọc sinh học. - Phương pháp xử lí sinh học yếm khí (kị khí): xử lí bằng hồ yếm khí, bể UASB (Upflow Anearobic Sludge Blanket - bể xử lí sinh học dòng chảy ngược), bể lọc yếm khí, lọc trên giá mang hữu cơ.
e.2
Ảnh
Ảnh
Kết luận
Kết luận
Hình vẽ
Vi sinh vật được ứng dụng rộng rãi và phổ biến trong thực tiễn, từ các hoạt động sống hàng ngày của người dân (muối dưa, cà, làm sữa chua, giấm, nấu rượu), đến các hoạt động sản xuất nông nghiệp, công nghiệp (thuốc trừ sâu, phân bón vi sinh vật, sản xuất cồn,...), trong y học (thuốc kháng sinh, vaccine) và trong bảo vệ môi trường (xử lí rác thải, nước thải,...).
Hoạt động vận dụng
Hoạt động vận dụng
Hãy quan sát và mô tả lại một quá trình ứng dụng vi sinh vật trong đời sống ở địa phương (muối chua rau, củ, quả; làm giấm; nấu rượu; làm tương,...)
Củng cố
Cũng cố
Ảnh
CỦNG CỐ
Đọc lại bài đã học. Làm các bài tập trong SGK và SBT. Chuẩn bị bài 28: "Thực hành lên men"