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10 Großartige Anwendungen für Mikroben

10 Großartige Anwendungen für Mikroben - Dummies

Weil Sie jeden Tag die Mikroorganismen nicht überall um sich herum sehen können, ist es leicht, sie zu übersehen. Aber im Folgenden sind zehn Möglichkeiten, wie Mikroben Ihr Leben auf wichtige Weise beeinflussen.

Leckeres Essen zubereiten

Die Hefe Saccharomyces cerevisiae wird seit Jahrtausenden verwendet, weil sie Zucker vergärt und Kohlendioxid bildet, wodurch das Brot ansteigt.

Die Milchsäurebakterien, wie Lactobacillus und Bifidobacteria, , werden bei der Herstellung von fermentierten Milchprodukten verwendet. Buttermilch, Sauerrahm, Käse und Joghurt werden hergestellt, indem man diese Bakterien in unterschiedlichem Maße fermentieren lässt.

Mikroorganismen sind auch für den Beizprozess verantwortlich. Arten von Lactobacillus sind unter sehr sauren Bedingungen glücklich, so dass sie fast immer in der letzten Phase des Beizens vorkommen.

Milchsäurebakterien werden auch verwendet, um Fleisch wie Salami, Peperoni und Sommerwurst zu heilen, die dann nach der Fermentation getrocknet und / oder geräuchert werden.

Sojasauce ist ein Fermentationsprodukt aus Soja- und Weizenpaste. Die Milchsäurebakterien und Pilze wie Aspergillus erzeugen den unverwechselbaren Geschmack von Sojasauce.

Essig wird nicht durch Milchsäure, sondern durch Essigsäurebakterien aus Wein, Apfelwein oder verdünntem Ethanol hergestellt.

Leguminosen

Leguminosen Pflanzen wie Sojabohnen, Erbsen, Klee, Luzerne und Bohnen bilden intime Assoziationen mit stickstoffbindenden Bakterien wie Rhizobium. Die Bakterien bewegen sich im Wesentlichen in die Wurzelzellen und bilden für sich selbst kleine Häuser, sogenannte Knötchen. Innerhalb dieser Knöllchen verändern sich die Bakterien vollständig von ihrer freilebenden Form und produzieren Stickstoffverbindungen, die von der Pflanze im Austausch gegen Schutz und organische Verbindungen, die von der Pflanze hergestellt werden, verwendet werden.

Brauen von Bier, Likör und Wein

Neben der Brotherstellung ist die Hefe Saccharomyces cerevisiae wahrscheinlich am besten für ihre Verwendung bei der Herstellung von alkoholischen Getränken bekannt. Bei diesem Verfahren wird eine Zuckerquelle - Gerste für Bier, Fruchtsaft für Wein oder Reis oder Kartoffelstärke für Spirituosen - mit Hefe und Wasser gemischt.

Die Hefe verbraucht die Zucker zunächst aerob, bis der Sauerstoff ausläuft; dann fermentiert es den Zucker anaerob und produziert Ethanol und Kohlendioxid als Abfall. Wenn die Konzentration von Ethanol etwa 20% beträgt, hört die Hefe auf zu fermentieren, so dass das Destillieren verwendet wird, um Alkohol mit einer höheren Alkoholkonzentration herzustellen.

Töten von Insektenschädlingen

Das Bakterium Bacillus thuringiensis (auch bekannt als Bt) produziert ein Toxin, das spezifisch für bestimmte Arten von Insekten ist, von denen viele Schädlinge sind, die von Gärtnern und Bauern angetroffen werden.Das Toxin ist so effektiv bei der Abtötung des Zielinsekts, dass es seit Jahren als Insektizid eingesetzt wird.

Eine andere Gruppe von Insektenpathogenen verwendet kleine Würmer, die als Nematoden bezeichnet werden, um in ihren Insektenwirt einzudringen. Mitglieder der Bakteriengattungen Photorhabdus und Xenorhabdus reiten in bodenbewohnende Nematoden, ohne ihnen zu schaden. Nur wenn der Nematode in Insektenlarven kriecht, entstehen die Bakterien und produzieren Toxine, die die Larve töten, wodurch der Nematode viele Nährstoffe erhält, die er für die Fortpflanzung verwenden kann.

Behandlung von Abwasser

Mikroorganismen sind ein wichtiger Teil der Abwasserbehandlung während einiger weniger Schritte des Prozesses. Nachdem das Abwasser physikalisch gefiltert worden ist, um festen Abfall zu entfernen, genannt Primärbehandlung, zersetzen Mikroben das unlösliche organische Material während der Sekundärbehandlung.

Mikroorganismen in Kläranlagen wandeln auch Nitrat im Abwasser in Stickstoffgas um, das an die Luft verloren geht. Dieser Prozess, genannt Denitrifikation, , ist wichtig, weil Wasser mit einem hohen Nitratgehalt riesige Algenblüten anregen kann, die Seen, Flüsse und Bäche verschmutzen.

Beitrag zur Medizin

Mikroorganismen haben sich in den letzten 3,5 Milliarden Jahren entwickelt, um miteinander zu konkurrieren, meist mit chemischen Mitteln. Es ist daher nicht überraschend, dass die große Mehrheit der tausenden von Antibiotika, die uns bekannt sind, von Mikroorganismen gebildet wird.

Spezies der Bakteriengattung Streptomyces allein produzieren mehr als 500 verschiedene Antibiotika, einschließlich Cycloheximid, Cycloserin, Erythromycin, Kanamycin, Lincomycin, Neomycin, Nystatin, Streptomycin und Tetracyclin. Andere Antibiotika werden von Bacillus Bakterien und Pilzen, wie Penecillium, hergestellt.

Aufgrund dieser langen Geschichte der Konkurrenz und des Überlebens angesichts dieser Chemikalien sind Bakterien natürlich geeignet, Antibiotikaresistenz zu entwickeln. Das bedeutet, dass wir trotz eines so beeindruckenden Arsenals an Antibiotika immer noch darum kämpfen, das Wachstum vieler Bakterienstämme zu kontrollieren, die gegen sie resistent geworden sind.

Einrichten Ihres Aquariums

In der Natur leben Fische in komplexen Umgebungen, die mit Pflanzen, Insekten und Mikroorganismen gefüllt sind. Aufgrund ihrer biologischen Komplexität sind natürliche Lebensräume in der Lage, Fischabfälle wie Ammoniak aufzunehmen und zu recyceln, so dass sie sich nicht ansammeln. In einem geschlossenen Behälter jedoch, wie ein Aquarium, kann Ammoniak, das in Fischabfall freigesetzt wird, schnell aufbauen und das Wasser unwirtlich und giftig machen.

Um diese Anhäufung von Ammoniak zu verhindern, müssen Aquarienbesitzer zwei Dinge tun:

  • Etwa einmal pro Woche, ändere ein Viertel des Wassers im Tank.

  • Ermutigung zur Errichtung von Ammoniak-oxidierenden Bakterien und Archaeen im Tank, die im Filter und im Tank sedimentieren, und Umwandlung von Ammoniak in weniger schädliche Produkte in einem Prozess, der als Nitrifikation bezeichnet wird.

Herstellung und Abbau von biologisch abbaubaren Kunststoffen

Der Großteil des heute verwendeten Kunststoffs wird synthetisch aus Erdöl hergestellt und ist äußerst beständig gegen Degradation.Die besten biologisch abbaubaren Kunststoffe sind diejenigen, die von Bakterien hergestellt werden, weil sie auch durch Bakterien zersetzt werden können. Diese enthalten entweder Polylactid (PLA), das als Fermentationsprodukt hergestellt wird, oder Polyhydroxyalkanoate (PHAs), die von Bakterien als Speicherverbindungen hergestellt werden.

Leider konnten biologisch abbaubare, bakteriell hergestellte Kunststoffe bisher nicht mit den synthetisch hergestellten Kunststoffen konkurrieren, da Öl immer noch billiger ist als der zur Ernährung der Bakterien benötigte Zucker.

Kompostierbare Abfälle umdrehen

Die Fähigkeit des Komposthaufens in Ihrem Hinterhof oder in Ihrer kommunalen Abfallbehandlungsanlage, Küchen- und Hofabfälle in etwas zu verwandeln, das wie Schmutz aussieht, hängt direkt von Mikroorganismen ab. Der Prozess der Kompostierung beginnt mit dem anfänglichen Abbau von einfachem organischem Material durch Mikroorganismen, die unter anderem Kohlendioxid, Wärme und Humus (abgebaute organische Substanz) produzieren.

Als nächstes brechen hitze-tolerante Bakterien, die Thermophile genannt werden, weiter auf und senken die Temperatur auf zwischen 140 ° F und 158 ° F (60 ° C bis 70 ° C). Diese Phase ist wichtig, weil die erhöhte Temperatur dazu beiträgt, komplexe organische Stoffe abzubauen und die meisten tierischen und pflanzlichen Krankheitserreger abzutöten.

An diesem Punkt wird der Pfahl gemischt, um Sauerstoff zu liefern und um zu verhindern, dass die Temperatur zu hoch wird und alle Kompostmikroben abgetötet werden.

Schließlich kühlt der Komposthaufen ab und reift zu einer komplexen Gemeinschaft von Mikroorganismen und Insekten, die sich positiv auf die Umwelt auswirken.

Das Gleichgewicht halten

Die komplexen mikrobiellen Gemeinschaften am und im menschlichen Körper können manchmal aus dem Gleichgewicht geraten. Probiotika wurden entwickelt, um Bakterienspezies zu verabreichen, die für den menschlichen Körper von Vorteil sind. Sie sollen der mikrobiellen Gemeinschaft des Körpers helfen, in einen ausgeglichenen Zustand zurückzukehren.

Fäkale Biotherapie (manchmal als fäkale Transplantation bezeichnet) ist die Insertion von Fäkalien von einer gesunden Person (dem Spender) in den Dickdarm einer Person, die an einer gastrointestinalen Störung oder Krankheit leidet. Die Idee ist, dass die mikrobielle Gemeinschaft des Patienten unausgewogen ist und die gesunde Gemeinschaft von Mikroben aus der Spenderprobe dazu beitragen kann, eine gesunde, ausgewogene mikrobielle Gemeinschaft wiederherzustellen.