Role of Microbes in Human Welfare

نقش میکروب ها در رفاه انسان
1. میکروبها در محصولات خانگی: میکروبهایی مانند لاکتوباسیلوس و سایر آنهایی که معمولاً باکتریهای لاکتیک اسید (LAB) نامیده می شوند در شیر رشد کرده و آن را به کشک تبدیل می کنند. LAB اسیدهایی تولید می کند که پروتئین های شیر را لخته و تا حدی هضم می کند. همچنین با افزایش ویتامین B12 کیفیت غذایی خود را بهبود می بخشد. همچنین در معده ما آزمایشگاه های آزمایشگاهی نقش بسیار مفیدی در کنترل میکروب های بیماریزا دارند. دوزا و idli نیز توسط باکتری تخمیر می شوند. این خمیر که برای تهیه نان استفاده می شود با مخمر نانوا (Saccharomyces cerevisiae) تخمیر می شود. انواع غذاها و نوشیدنی های سنتی نیز با تخمیر میکروب ها تهیه می شود. تودی نوشیدنی سنتی در بعضی از مناطق جنوب هند با تخمیر شیره درختان خرما تهیه می شود. از این میکروب ها برای تخمیر ماهی سویا و شاخه های بامبو برای تهیه غذا نیز استفاده می شود. پنیر یکی از قدیمی ترین غذاهایی است که میکروب ها روی آن استفاده می شدند. حفره های بزرگ موجود در ‘پنیر سوئیس’ به دلیل تولید مقدار زیادی CO2 توسط باکتری به نام Propionibacterium sharmanii است. ‘پنیرهای روکفورت’ با رشد قارچ خاصی روی آنها رسیده می شود که طعم خاصی به آنها می بخشد. میکروب ها در محصولات صنعتی: در صنعت از میکروب ها برای سنتز تعدادی از محصولات با ارزش برای انسان استفاده می شود. نوشیدنی و آنتی بیوتیک چند نمونه از این موارد است. تولید در مقیاس صنعتی مستلزم پرورش میکروبها در رگهای بسیار بزرگی به نام تخمیر کننده است. الف) نوشیدنی های تخمیر شده: از میکروب هایی مانند مخمر برای تولید نوشیدنی هایی مانند شراب آبجو ویسکی براندی یا روم استفاده می شود. همان مخمر Saccharomyces cerevisiae که برای تهیه نان استفاده می شود و معمولاً مخمر آبجو نیز نامیده می شود برای تخمیر غلات و آب میوه های مایع تولید اتانول استفاده می شود. شراب و آبجو بدون تقطیر تولید می شوند در حالی که ویسکی براندی و روم با تقطیر آبغوره تخمیر شده تولید می شوند. ب) آنتی بیوتیک-آنتی واژه ای یونانی است که به معنی علیه است و بیو به معنای زندگی است در کنار هم معنی آنها علیه زندگی است (در زمینه ارگانیسم های بیماریزا). در حالی که با اشاره به انسان آنها طرفدار زندگی هستند و مخالف نیستند. آنتی بیوتیک ها مواد شیمیایی هستند که توسط برخی میکروب ها تولید می شوند و می توانند باعث از بین رفتن یا کاهش رشد سایر میکروب های (بیماری زا) شوند. الکساندر فلمینگ در حالی که با باکتری های استافیلوکوک کار می کرد یکبار رشد پلاستیک را در یکی از پلاک های وی مشاهده کرد. فرهنگ شسته نشده که در اطراف آن استافیلوکوکها نمی توانند رشد کنند. وی دریافت که این ماده به دلیل ماده شیمیایی تولید شده توسط کپک است و نام آن را پنی سیلین به نام قالب پنیسیلیوم نوتاتوم گذاشت. ارنست زنجیره و هوارد فلوری پتانسیل کامل آن را به عنوان یک آنتی بیوتیک موثر تثبیت کردند. این آنتی بیوتیک به طور گسترده ای برای درمان سربازان مجروح آمریکایی در جنگ جهانی دوم مورد استفاده قرار گرفت. فلمینگ چین و فلوری برای این کشف در سال 1945 جایزه نوبل دریافت کردند.آنتی بیوتیک ها توانایی ما را در درمان بیماری های مهلکی مانند طاعون سرفه سیاه دیفتری (گالوتو) و جذام (بیماری سرگیجه) که باعث مرگ میلیون ها نفر در سراسر جهان شده است بسیار بهبود بخشیده اند. امروز ما نمی توانیم جهانی بدون آنتی بیوتیک تصور کنیم. ج) مواد شیمیایی آنزیم ها و سایر مولکول های زیست فعال –
Aspergillus niger (قارچ) اسید سیتریک تولید می کند
استوباکتر استی (باکتری) اسید استیک تولید می کند
کلستریدیوم بوتلیکوم (باکتری) اسید بوتیریک تولید می کند
لاکتوباسیلوس (باکتری) اسید لاکتیک تولید می کند.
مخمر (Saccharomyces cerevisiae) برای تولید اتانول تجاری استفاده می شود.
آنزیم هایی مانند لیپازها در فرمولاسیون مواد شوینده استفاده می شوند و برای از بین بردن لکه های روغنی لباس مفید هستند. آب میوه های بطری شده با استفاده از پکتینازها و پروتئازها شفاف می شوند.
استرپتوكیناز تولید شده توسط باكترای استرپتوكوك با مهندسی ژنتیك به عنوان لخته لخته برای از بین بردن لخته ها از رگهای خونی بیمارانی كه دچار نقض میوكارد شده اند و منجر به حمله قلبی می شود استفاده می شود.
سیکلوسپورین A که به عنوان یک عامل سرکوب کننده سیستم ایمنی در بیماران پیوند اعضا استفاده می شود توسط قارچ Trichoderma polysporum تولید می شود.
استاتین های تولید شده توسط مخمر Monasas purpureus به عنوان عوامل کاهش دهنده کلسترول خون به بازار عرضه شده اند. این ماده با مهار رقابتی آنزیم مسئول سنتز کلسترول کار می کند.
3. میکروب ها در تصفیه فاضلاب: به فاضلاب شهری از جمله دفع انسان فاضلاب نیز گفته می شود. حاوی مقادیر زیادی مواد آلی و میکروب ها است. بسیاری از آنها عوامل بیماری زا هستند. این نمی تواند مستقیماً در آبهای طبیعی مانند رودخانه ها و نهرها تخلیه شود. بنابراین قبل از دفع فاضلاب در تصفیه خانه های فاضلاب (STP) تصفیه می شود تا آلودگی آن کمتر شود. تصفیه فاضلاب توسط میکروبهای هتروتروف که به طور طبیعی در فاضلاب وجود دارد انجام می شود. این تصفیه در دو مرحله انجام می شود: تصفیه اولیه: این مراحل تصفیه اساساً شامل حذف فیزیکی ذرات بزرگ و کوچک از فاضلاب از طریق فیلتراسیون و رسوبگذاری است. اینها به صورت مرحله ای حذف می شوند. در ابتدا بقایای شناور با فیلتراسیون پی در پی برداشته می شوند. سپس شن و ماسه (خاک و سنگریزه های کوچک) با رسوبگذاری برداشته می شود. تمام جامداتی که ته نشین می شوند لجن اولیه را تشکیل می دهند و مایع رویی پساب را تشکیل می دهد. پساب از مخزن ته نشینی اولیه برای تصفیه ثانویه گرفته می شود تصفیه ثانویه یا تصفیه بیولوژیکی: پساب اولیه به مخازن هوادهی بزرگ منتقل می شود که به طور مداوم به هم می خورد و هوا به داخل پمپ می شود. این امر باعث رشد شدید میکروب های هوازی مفید در گلخانه ها می شود (توده های باکتری مرتبط با رشته های قارچ برای ایجاد ساختارهای مش مانند). با رشد این میکروب ها بیشتر مواد آلی موجود در پساب را مصرف می کنند.این به طور قابل توجهی BOD (نیاز اکسیژن بیوشیمیایی) پساب را کاهش می دهد. BOD به میزان اکسیژن گفته می شود که اگر تمام مواد آلی موجود در یک لیتر آب توسط باکتری ها اکسیده شود مصرف می شود. فاضلاب تا زمان کاهش BOD تصفیه می شود. آزمایش BOD میزان جذب اکسیژن توسط میکروارگانیسم ها را در یک نمونه آب اندازه گیری می کند و بنابراین به طور غیر مستقیم BOD اندازه گیری ماده آلی موجود در آب است. هرچه BOD فاضلاب بیشتر باشد میزان آلودگی آن نیز بیشتر است. هنگامی که میزان BOD فاضلاب یا فاضلاب به طور قابل توجهی کاهش می یابد پساب به مخزن رسوبی منتقل می شود که در آن شاخه های باکتری اجازه نشست دارند. به این رسوبات لجن فعال گفته می شود. قسمت کوچکی از لجن فعال دوباره به مخزن هوادهی پمپ می شود تا به عنوان تلقیح عمل کند. بیشتر لجن باقیمانده در مخازن بزرگی به نام هضم کننده لجن بی هوازی پمپ می شود. در اینجا انواع دیگری از باکتری ها که به صورت بی هوازی رشد می کنند باکتری ها و قارچ های موجود در لجن را هضم می کنند. در طی این هضم باکتری ها مخلوطی از گازها مانند متان سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن تولید می کنند. این گازها بیوگاز تشکیل می دهند و از آنجا که قابل اشتعال است می توانند به عنوان منبع انرژی استفاده شوند. میکروب ها در تولید بیوگاز: بیوگاز مخلوطی از گازها (عمدتا حاوی متان) است که توسط میکروب ها تولید می شود و می تواند به عنوان سوخت استفاده شود. باکتری های خاصی که به صورت بی هوازی روی مواد سلولزی رشد می کنند مقدار زیادی متان همراه با CO2 و H2 تولید می کنند. این باکتری ها در مجموع متانوژن نامیده می شوند و یکی از آن باکتری های متان متانوباکتریوم است. این باکتری ها در لجن های بی هوازی هنگام تصفیه فاضلاب یافت می شوند. این باکتری ها در شکمبه (بخشی از معده) گاو نیز وجود دارند. مقدار زیادی ماده سلولزی موجود در خوراک گاو نیز در شکمبه وجود دارد. در شکمبه این باکتری ها به تجزیه سلولز کمک می کنند و نقش مهمی در تغذیه دام دارند. بنابراین دفع گاو (کود) گاو که معمولاً گوبار نامیده می شود غنی از این باکتری ها است. از کود می توان برای تولید بیوگاز استفاده کرد که معمولاً گاز گوبار نامیده می شود. کارخانه بیوگاز از یک مخزن بتنی (به عمق 10 تا 15 فوت) تشکیل شده است که پسماندهای بیولوژیکی در آن جمع شده و دوغاب کود تولید می شود. یک پوشش شناور روی دوغاب قرار می گیرد که با تولید گاز در مخزن به دلیل فعالیت میکروبی همچنان رو به افزایش است. کارخانه بیوگاز دارای یک خروجی است که برای تأمین بیوگاز به خانه های مجاور به یک خط لوله متصل است. دوغاب خرج شده از طریق دهانه دیگری برداشته می شود و می تواند به عنوان کود استفاده شود. کود دامی به مقدار زیادی در مناطق روستایی که از دام برای اهداف مختلفی استفاده می شود موجود است. بنابراین گیاهان بیوگاز بیشتر در مناطق روستایی پس از ساخت هستند. بیوگازی که بدین ترتیب تولید می شود برای پخت و پز و روشنایی استفاده می شود. فناوری تولید بیوگاز عمدتا به همت م theسسه تحقیقات کشاورزی هند (IARI) و کمیسیون صنایع خدی و دهکده (KVIC) در هند توسعه یافت.5- میکروب ها به عنوان یک عامل کنترل بیولوژیکی: بیوکنترل به استفاده از روش های بیولوژیکی برای کنترل بیماری های گیاهان و آفات اشاره دارد. استفاده از مواد شیمیایی مانند حشره کش ها و سموم دفع آفات صدمه بزرگی می زند. این مواد شیمیایی سمی و بسیار مضر هستند هم برای انسان و هم برای حیوانات و باعث آلودگی محیط زیست ما (خاک آب زیرزمینی) میوه ها سبزیجات و گیاهان زراعی شده اند. خاک ما همچنین با استفاده از علف کش برای از بین بردن علف های هرز آلوده است. کنترل بیولوژیکی آفات و بیماری ها: این یک روش کنترل آفات است که بیش از آنکه به مواد شیمیایی معرفی شود به شکار طبیعی متکی است. یک باور اصلی کشاورز ارگانیک این است که تنوع زیستی باعث ارتقاes سلامت می شود. کشاورز ارگانیک برای ایجاد سیستمی تلاش می کند که در آن حشرات گاهی اوقات به عنوان آفات ریشه کن نشوند اما از طریق یک سیستم پیچیده کنترل و تعادل در یک اکوسیستم زنده و پر جنب و جوش در سطوح قابل کنترل نگهداری می شوند. این یک رویکرد جامع است که می خواهد درک درستی از شبکه های متقابل موجودات بی شمار تشکیل دهنده جانوران و گیاهان این مزرعه ایجاد کند. سوسک بسیار آشنا با علائم قرمز و سیاه – کفشدوزک و سنجاقک به ترتیب برای خلاص شدن از شر شته ها و پشه ها مفید هستند. نمونه ای از عوامل کنترل بیولوژیکی میکروبی که می تواند برای کنترل کرم های پروانه ای معرفی شود باکتری Bacillus thuringiensis است (که اغلب Bt هجی است). اینها در کیسه به عنوان هاگ خشک موجود در آب موجود است که با آب مخلوط شده و روی گیاهان آسیب پذیر مانند براسکا و درختان میوه پاشیده می شوند جایی که توسط لارو حشرات خورده می شوند. در روده لارو سم آزاد شده و لارو می میرد. یک کنترل بیولوژیکی که برای استفاده در درمان بیماری های گیاهی در حال توسعه است قارچ Trichoderma است. گونه های تریکودرما قارچ هایی با زندگی آزاد هستند که در اکوسیستم ریشه بسیار رایج هستند. ویروس باکلوویروس ها (جنس Nucleopolyhedrovirus) عوامل بیماری زایی هستند که به حشرات و سایر بندپایان حمله می کنند. این ویروس ها نامزدهای بسیار خوبی برای کاربردهای حشره کش مخصوص گونه های خاص و طیف باریک هستند. حشرات مفید برای کمک به یک برنامه مدیریت آفات یکپارچه (IPM) یا هنگام درمان یک منطقه حساس از نظر محیط زیست محافظت می شوند. میکروب ها به عنوان کودهای زیستی: کودهای زیستی موجوداتی هستند که کیفیت مواد مغذی خاک را غنی می کنند. منابع اصلی کودهای زیستی باکتری ها قارچ ها و سیانوباکتری ها هستند.
گره هایی در ریشه گیاهان حبوبات که توسط انجمن همزیستی ریزوبیوم تشکیل شده اند. این باکتری ها نیتروژن جو را به اشکال آلی ثابت می کنند گیاه از آن به عنوان ماده مغذی استفاده می کند. باکتری های دیگر می توانند نیتروژن اتمسفر را در حالی که آزادانه در خاک زندگی می کنند ثابت کنند (نمونه های آزوسپیریلوم و آزوتوباکتر) بنابراین محتوای نیتروژن خاک را غنی می کنند.
همچنین شناخته شده است که قارچ ها ارتباط همزیستی با گیاهان (میکوریزا) ایجاد می کنند.بسیاری از اعضای جنس Glomus میکوریزا تشکیل می دهند. همزیست قارچی موجود در این ارتباطات فسفر را از خاک جذب کرده و به گیاه منتقل می کند. گیاهانی که دارای چنین ارتباطاتی هستند فواید دیگری نیز دارند مانند مقاومت در برابر عوامل بیماری زای ریشه دار تحمل به شوری و خشکی و افزایش کلی رشد و نمو گیاهان.
سیانوباکتریوم میکروبهای اتوترفیک هستند که به طور گسترده در محیط های آبی و خاکی توزیع می شوند بسیاری از آنها می توانند نیتروژن جوی را ثابت کنند به عنوان مثال به عنوان مثال Anabaena Nostoc Oscillatoria و غیره در شالیزارهای برنج سیانوباکتری ها به عنوان یک کود زیستی مهم عمل می کنند. جلبک های سبز آبی همچنین مواد آلی به خاک اضافه می کنند و حاصلخیزی آن را افزایش می دهند. در حال حاضر در کشور ما یک سری کودهای زیستی به صورت تجاری در بازار موجود است و کشاورزان برای پر کردن مواد مغذی خاک و کاهش وابستگی به کودهای شیمیایی از آنها به طور منظم در مزارع خود استفاده می کنند.
اصطلاحات مهم: تخمیر کننده ها – تولید نوشیدنی ها و آنتی بیوتیک ها در مقیاس صنعتی به پرورش میکروب ها در رگ های بسیار بزرگی به نام تخمیر کننده نیاز دارد. آنتی بیوتیک ها: آنتی بیوتیک ها مواد شیمیایی هستند که توسط برخی میکروب ها ساخته می شوند و می توانند رشد دیگران (بیماری ها) را از بین ببرند و یا کند کنند. تصفیه اولیه: مرحله تصفیه فاضلاب برای حذف فیزیکی ذرات بزرگ و کوچک از فاضلاب از طریق فیلتراسیون و رسوبگذاری تصفیه اولیه نامیده می شود تصفیه اولیه یا تصفیه بیولوژیکی: پس از تصفیه اولیه پساب مقدماتی به مخازن هوادهی بزرگ منتقل می شود جایی كه به طور مكانیكی تحریک می شود و هوای مرتبط با رشته های قارچ برای ایجاد ساختارهای مش مانند پمپ می شود) BOD (Biochemical Oxygen Demand) – BOD به مقدار اکسیژن مصرف می شود که در صورت مصرف مواد آلی موجود در یک لیتر آب توسط باکتریها اکسید می شود لجن فعال – هنگامی که مقدار قابل توجهی از BOD فاضلاب یا فاضلاب کاهش می یابد سرانجام پساب به مخزن رسوبی منتقل می شود که در آن شاخه ها مجاز به نشست هستند. باکتریایی این رسوب هضم کننده لجن بی هوازی لجن فعال نامیده می شود – قسمت کوچکی از لجن فعال دوباره به مخزن هوادهی پمپ می شود تا به عنوان تلقیح عمل کند. بیشتر لجن باقیمانده در مخازن بزرگی به نام هضم کننده لجن بی هوازی پمپ می شود جایی که باکتریها و قارچهای بی هوازی لجن را هضم می کنند Methanogens – باکتریهای خاصی که به صورت بی هوازی روی مواد سلولزی رشد می کنند مقدار زیادی متان همراه با CO2 تولید می کنند و H2. این باکتری ها در مجموع متانوژن نامیده می شوند. Biocontrol به جای استفاده از مواد شیمیایی کودهای زیستی به استفاده از روش های بیولوژیکی (استفاده از عوامل بیولوژیکی برای شکار طبیعی) برای کنترل بیماری های گیاهی و آفات اشاره دارد: در کشاورزی کودهای زیستی موجوداتی هستند که کیفیت مواد غنی سازی می کنند مواد مغذی خاک: کشاورزی ارگانیک – کشاورزی که فقط از کودهای زیستی استفاده می کند کشاورزی ارگانیک نامیده می شود زیرا در اثر استفاده بیش از حد از کودهای شیمیایی مشکلات آلودگی وجود دارد.منابع اصلی کودهای زیستی باکتری ها قارچ ها و سیانوباکتری ها هستند. میکوریزا- به همزیستی قارچ ها با گیاهان که به گیاهان کمک می کند تا فسفر را از خاک جذب کنند میکوریزا گفته می شود. بسیاری از اعضای جنس Glomus میکوریزا تشکیل می دهند. سیانو باکتری ها: سیانوباکتری ها به طور گسترده ای میکروب های اتوترفیک در محیط های آبی و خاکی توزیع می شوند بسیاری از آنها می توانند نیتروژن جو را ثابت کنند به عنوان مثال Anabaena Nostoc Oscillatoria و غیره Anup Singh Yadav M.Sc. دارو. م.فیل استاد زیست شناسی NET
منبع:
https://ezinearticles.com/؟Rol-of-Microbes-in-Hauman-health&id=7951789.