Proses mikrobiologi banyak digunakan di berbagai sektor perekonomian nasional. Banyak proses didasarkan pada reaksi metabolisme yang terjadi selama pertumbuhan dan reproduksi mikroorganisme tertentu.

Dengan bantuan mikroorganisme, protein pakan, enzim, vitamin, asam amino, asam organik, dll. diproduksi.

Kelompok utama mikroorganisme yang digunakan dalam industri makanan adalah bakteri, khamir dan kapang.

bakteri. Digunakan sebagai agen penyebab asam laktat, asam asetat, butirat, fermentasi aseton-butil.

Bakteri asam laktat kultur digunakan dalam produksi asam laktat, dalam pembuatan kue, dan terkadang dalam produksi alkohol. Mereka mengubah gula menjadi asam laktat menurut persamaan

C6H12O6 ® 2CH3 – CH – COOH + 75 kJ

Bakteri asam laktat benar (homofermentatif) dan tidak benar (heterofermentatif) terlibat dalam produksi roti gandum hitam. Yang homofermentatif hanya terlibat dalam pembentukan asam, sedangkan yang heterofermentatif, bersama dengan asam laktat, membentuk asam volatil (terutama asetat), alkohol dan karbon dioksida.

Dalam industri alkohol, fermentasi asam laktat digunakan untuk mengasamkan ragi wort. Bakteri asam laktat liar mempengaruhi proses teknologi tanaman fermentasi, memperburuk kualitas produk jadi. Asam laktat yang dihasilkan menghambat aktivitas vital mikroorganisme asing.

Fermentasi butirat, yang disebabkan oleh bakteri asam butirat, digunakan untuk menghasilkan asam butirat, yang esternya digunakan sebagai aromatik.

Bakteri asam butirat mengubah gula menjadi asam butirat sesuai dengan persamaan

C6H12O6 ® CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + H2 + Q

Bakteri asam asetat digunakan untuk menghasilkan cuka (larutan asam asetat), karena. mereka dapat mengoksidasi etil alkohol menjadi asam asetat sesuai dengan persamaan

C2H5OH + O2 ® CH3COOH + H2O +487 kJ

Fermentasi asam asetat berbahaya bagi produksi alkohol, karena menyebabkan penurunan hasil alkohol, dan dalam pembuatan bir itu menyebabkan pembusukan bir.

Ragi. Mereka digunakan sebagai agen fermentasi dalam produksi alkohol dan bir, dalam pembuatan anggur, dalam produksi roti kvass, dalam pembuatan kue.

Untuk produksi makanan, ragi penting - saccharomycetes, yang membentuk spora, dan ragi yang tidak sempurna - non-saccharomycetes (jamur mirip ragi), yang tidak membentuk spora. Keluarga Saccharomyces dibagi menjadi beberapa genera. Yang paling penting adalah genus Saccharomyces (saccharomycetes). Genus dibagi lagi menjadi spesies, dan varietas individu dari suatu spesies disebut ras. Di setiap industri, ras ragi yang terpisah digunakan. Bedakan ragi yang dihaluskan dan bersisik. Dalam sel seperti debu, mereka terisolasi satu sama lain, sementara di sel yang bersisik, mereka saling menempel, membentuk serpihan, dan dengan cepat mengendap.

Ragi budaya milik keluarga S. cerevisiae dari Saccharomycetes. Suhu optimal untuk perbanyakan ragi adalah 25-30 0С, dan suhu minimum sekitar 2-3 0С. Pada suhu 40 0C, pertumbuhan berhenti, ragi mati, dan pada suhu rendah, reproduksi berhenti.

Ada ragi fermentasi atas dan bawah.

Dari ragi budaya, ragi fermentasi bawah mencakup sebagian besar ragi anggur dan bir, dan ragi fermentasi atas termasuk alkohol, pembuat roti, dan beberapa ras ragi bir.

Seperti diketahui, dalam proses fermentasi alkohol dari glukosa, dua produk utama terbentuk - etanol dan karbon dioksida, serta produk sekunder antara: gliserol, suksinat, asam asetat dan piruvat, asetaldehida, 2,3-butilen glikol, asetoin , ester dan minyak fusel (isoamil, isopropil, butil dan alkohol lainnya).

Fermentasi gula individu terjadi dalam urutan tertentu, karena tingkat difusi mereka ke dalam sel ragi. Glukosa dan fruktosa adalah yang paling cepat difermentasi oleh ragi. Sukrosa, dengan demikian, menghilang (membalik) dalam media pada awal fermentasi di bawah aksi enzim ragi b - fructofuranosidase, dengan pembentukan glukosa dan fruktosa, yang mudah digunakan oleh sel. Ketika tidak ada glukosa dan fruktosa yang tersisa di media, ragi mengkonsumsi maltosa.

Ragi memiliki kemampuan untuk memfermentasi konsentrasi gula yang sangat tinggi - hingga 60%, mereka juga mentolerir konsentrasi alkohol yang tinggi - hingga 14-16 vol. %.

Dengan adanya oksigen, fermentasi alkohol berhenti dan ragi memperoleh energi dari respirasi oksigen:

C6H12O6 + 6O2 ® 6CO2 + 6H2O + 2824 kJ

Karena prosesnya lebih kaya energi daripada proses fermentasi (118 kJ), ragi menghabiskan gula jauh lebih ekonomis. Penghentian fermentasi di bawah pengaruh oksigen atmosfer disebut efek Pasteur.

Dalam produksi alkohol, ragi atas dari spesies S. cerevisiae digunakan, yang memiliki energi fermentasi tertinggi, membentuk alkohol maksimum dan memfermentasi mono dan disakarida, serta bagian dari dekstrin.

Dalam ragi roti, ras yang tumbuh cepat dengan daya angkat yang baik dan stabilitas penyimpanan dihargai.

Dalam pembuatan bir, ragi fermentasi bawah digunakan, disesuaikan dengan suhu yang relatif rendah. Mereka harus bersih secara mikrobiologis, memiliki kemampuan untuk berflokulasi, cepat mengendap di dasar fermentor. Suhu fermentasi 6-8 0С.

Dalam pembuatan anggur, ragi dihargai, yang berkembang biak dengan cepat, memiliki kemampuan untuk menekan jenis ragi dan mikroorganisme lain dan memberikan anggur buket yang sesuai. Ragi yang digunakan dalam pembuatan anggur adalah S. vini dan memfermentasi glukosa, fruktosa, sukrosa dan maltosa dengan kuat. Dalam pembuatan anggur, hampir semua kultur ragi produksi diisolasi dari anggur muda di berbagai daerah.

Zygomycota- jamur kapang, berperan penting sebagai penghasil enzim. Jamur dari genus Aspergillus menghasilkan enzim amilolitik, pektolitik dan lainnya, yang digunakan dalam industri alkohol sebagai pengganti malt untuk sakarifikasi pati, dalam pembuatan bir ketika malt sebagian digantikan oleh bahan mentah yang tidak mengandung malt, dll.

Dalam produksi asam sitrat, A. niger adalah agen penyebab fermentasi sitrat, mengubah gula menjadi asam sitrat.

Mikroorganisme memainkan peran ganda dalam industri makanan. Di satu sisi, ini adalah mikroorganisme kultur, di sisi lain, infeksi masuk ke produksi makanan, mis. mikroorganisme asing (liar). Mikroorganisme liar yang umum di alam (pada buah, buah-buahan, di udara, air, tanah) dan dari lingkungan masuk ke dalam produksi.

Untuk mematuhi rezim sanitasi dan higienis yang benar di perusahaan makanan, desinfeksi adalah cara yang efektif untuk menghancurkan dan menekan perkembangan mikroorganisme asing.

Baca juga:

II. PERSYARATAN PERLINDUNGAN TENAGA KERJA UNTUK PENYELENGGARAAN PEKERJAAN (PROSES PRODUKSI) DALAM PRODUKSI DAN PENGOLAHAN IKAN DAN MAKANAN LAUT
Tema : Information technologien (Teknologi informasi)
V. Persaingan antara impor dan produksi dalam negeri
Produksi otomatis.
Bagian aktif dari aset produksi tetap
Analisis penggunaan peralatan produksi.
Analisis penggunaan kapasitas produksi.
Analisis indikator ekonomi utama sektor produksi
ANALISIS KEGIATAN PRODUKSI DAN EKONOMI ORGANISASI PERTANIAN
Analisis inventaris Kursk JSC "Pribor"

Baca juga:

Pentingnya bakteri dalam kehidupan kita. Penemuan penisilin dan perkembangan kedokteran. Hasil penggunaan antibiotik di dunia tumbuhan dan hewan. Apa itu probiotik, prinsip kerjanya pada tubuh manusia dan hewan, tumbuhan, manfaat penggunaannya.

Mahasiswa, mahasiswa pascasarjana, ilmuwan muda yang menggunakan basis pengetahuan dalam studi dan pekerjaan mereka akan sangat berterima kasih kepada Anda.

Penggunaan mikroorganisme dalam pengobatan, pertanian; manfaat probiotik

Rodnikova Inna

PENGANTAR

Orang-orang bertindak sebagai ahli bioteknologi selama ribuan tahun: mereka memanggang roti, membuat bir, membuat keju, dan produk asam laktat lainnya menggunakan berbagai mikroorganisme dan bahkan tidak menyadari keberadaannya.

Sebenarnya, istilah "bioteknologi" itu sendiri muncul dalam bahasa kita belum lama ini, alih-alih menggunakan kata "mikrobiologi industri", "biokimia teknis", dll. Mungkin, fermentasi adalah proses bioteknologi tertua. Hal ini dibuktikan dengan deskripsi proses pembuatan bir, ditemukan pada tahun 1981.

selama penggalian Babel pada sebuah tablet, yang berasal dari sekitar milenium ke-6 SM. e. Pada milenium ke-3 SM. e. bangsa Sumeria memproduksi hingga dua lusin jenis bir. Proses bioteknologi yang tidak kalah kuno adalah pembuatan anggur, pembuatan kue, dan perolehan produk asam laktat.

Dari uraian di atas, kita melihat bahwa untuk waktu yang cukup lama, kehidupan manusia tidak dapat dipisahkan dari kehidupan mikroorganisme. Dan jika selama bertahun-tahun orang telah berhasil, meskipun secara tidak sadar, "berkolaborasi" dengan bakteri, masuk akal untuk mengajukan pertanyaan - mengapa, pada kenyataannya, Anda perlu memperluas pengetahuan Anda di bidang ini?

Lagi pula, semuanya tampaknya baik-baik saja, kami tahu cara memanggang roti dan membuat bir, membuat anggur dan kefir, apa lagi yang Anda butuhkan? Mengapa kita membutuhkan Bioteknologi? Beberapa jawaban dapat ditemukan dalam abstrak ini.

OBAT DAN BAKTERI

Sepanjang sejarah umat manusia (sampai awal abad kedua puluh), keluarga memiliki banyak anak karena.

sangat sering anak-anak tidak hidup sampai dewasa, mereka meninggal karena berbagai penyakit, bahkan dari pneumonia, yang mudah disembuhkan di zaman kita, belum lagi penyakit serius seperti kolera, gangren, dan wabah. Semua penyakit ini disebabkan oleh patogen dan dianggap tidak dapat disembuhkan, tetapi akhirnya, para ilmuwan medis menyadari bahwa bakteri lain, atau ekstrak dari enzim mereka, dapat mengatasi bakteri "jahat".

Ini pertama kali diperhatikan oleh Alexander Fleming pada contoh cetakan dasar.

Ternyata beberapa jenis bakteri cocok dengan jamur, tetapi streptokokus dan stafilokokus tidak berkembang dengan adanya jamur.

Banyak percobaan sebelumnya dengan reproduksi bakteri berbahaya telah menunjukkan bahwa beberapa dari mereka mampu menghancurkan yang lain dan tidak memungkinkan perkembangannya di lingkungan umum. Fenomena ini disebut "antibiosis" dari bahasa Yunani "anti" - melawan dan "bios" - kehidupan. Bekerja untuk menemukan agen antimikroba yang efektif, Fleming sangat menyadari hal ini. Dia tidak ragu bahwa pada cangkir dengan cetakan misterius dia menemukan fenomena antibiosis. Dia mulai hati-hati memeriksa cetakan.

Setelah beberapa waktu, ia bahkan berhasil mengisolasi zat antimikroba dari jamur. Karena jamur yang dia tangani memiliki nama Latin spesifik Penicilium notatum, dia menamai zat yang dihasilkannya penisilin.

Jadi, pada tahun 1929, di laboratorium rumah sakit London St. Mary lahir sebagai penisilin yang terkenal.

Tes awal zat pada hewan percobaan menunjukkan bahwa bahkan ketika disuntikkan ke dalam darah, itu tidak membahayakan, dan pada saat yang sama, dalam larutan yang lemah, ia dengan sempurna menekan streptokokus dan stafilokokus.

Peran mikroorganisme dalam teknologi produksi pangan

Asisten Fleming, Dr. Stuart Greddock, yang jatuh sakit dengan peradangan purulen yang disebut rongga rahang atas, adalah orang pertama yang memutuskan untuk mengambil ekstrak penisilin.

Dia disuntikkan ke dalam rongga dengan sedikit ekstrak dari cetakan, dan setelah tiga jam dimungkinkan untuk memastikan bahwa kondisi kesehatannya telah meningkat secara signifikan.

Dengan demikian, era antibiotik dimulai, yang menyelamatkan jutaan nyawa, baik di masa damai maupun di masa perang, ketika yang terluka meninggal bukan karena parahnya luka, tetapi karena infeksi yang terkait dengannya. Di masa depan, antibiotik baru dikembangkan, berdasarkan penisilin, metode produksinya untuk digunakan secara luas.

BIOTEKNOLOGI DAN PERTANIAN

Hasil terobosan dalam kedokteran adalah peningkatan demografis yang cepat.

Populasi meningkat tajam, yang berarti bahwa lebih banyak makanan dibutuhkan, dan karena kerusakan lingkungan akibat uji coba nuklir, perkembangan industri, penipisan humus tanah pertanian, banyak penyakit tanaman dan ternak muncul.

Pada awalnya, orang merawat hewan dan tumbuhan dengan antibiotik dan ini membawa hasil.

Mari kita lihat hasil ini. Ya, jika Anda merawat sayuran, buah-buahan, rempah-rempah, dll. selama musim tanam dengan fungisida yang kuat, ini akan membantu menekan perkembangan beberapa patogen (tidak semua dan tidak sepenuhnya), tetapi, pertama, ini mengarah pada akumulasi racun dan racun dalam buah-buahan, yang berarti bahwa kualitas janin yang bermanfaat berkurang, dan kedua, mikroba berbahaya dengan cepat mengembangkan kekebalan terhadap zat yang meracuni mereka, dan perawatan selanjutnya harus dilakukan dengan antibiotik yang semakin kuat.

Fenomena yang sama diamati di dunia hewan, dan, sayangnya, pada manusia.

Selain itu, antibiotik menyebabkan sejumlah konsekuensi negatif pada tubuh hewan berdarah panas, seperti dysbacteriosis, kelainan bentuk janin pada wanita hamil, dll.

Bagaimana menjadi? Alam sendiri menjawab pertanyaan ini! Dan jawabannya adalah PROBIOTIK!

Lembaga bioteknologi dan rekayasa genetika terkemuka telah lama terlibat dalam pengembangan mikroorganisme baru dan yang dikenal yang memiliki viabilitas luar biasa dan kemampuan untuk "menang" dalam perang melawan mikroba lain.

Strain elit seperti "bacillus subtilis" dan "Licheniformis" banyak digunakan untuk mengobati manusia, hewan, tumbuhan dengan sangat efektif dan aman sepenuhnya.

Bagaimana ini mungkin? Dan begini caranya: di dalam tubuh manusia dan hewan tentu mengandung banyak bakteri yang diperlukan. Mereka terlibat dalam proses pencernaan, pembentukan enzim dan membentuk hampir 70% dari sistem kekebalan tubuh manusia. Jika karena alasan apa pun (minum antibiotik, malnutrisi) keseimbangan bakteri seseorang terganggu, maka ia tidak terlindungi dari mikroba baru yang berbahaya dan dalam 95% kasus ia akan sakit lagi.

Hal yang sama berlaku untuk hewan. Dan strain elit, yang masuk ke dalam tubuh, mulai secara aktif berkembang biak dan menghancurkan flora patogen, karena. telah disebutkan di atas, mereka memiliki viabilitas yang lebih besar. Jadi, dengan bantuan galur mikroorganisme elit, dimungkinkan untuk menjaga organisme makro dalam kesehatan tanpa antibiotik dan selaras dengan alam, karena dengan sendirinya, berada di dalam tubuh, galur ini hanya membawa manfaat dan tidak membahayakan.

Mereka lebih baik daripada antibiotik juga karena:

Jawaban dunia mikro terhadap pengenalan superantibiotik ke dalam praktik bisnis sudah jelas dan mengikuti dari bahan eksperimental yang sudah tersedia bagi para ilmuwan - kelahiran supermikroba.

Mikroba secara mengejutkan merupakan mesin biologis yang berkembang sendiri dan belajar sendiri yang mampu mengingat dalam memori genetik mereka mekanisme perlindungan yang telah mereka ciptakan terhadap efek berbahaya dari antibiotik dan mengirimkan informasi kepada keturunan mereka.

Bakteri adalah sejenis "bioreaktor" di mana enzim, asam amino, vitamin dan bakteriosin diproduksi, yang, seperti antibiotik, menetralkan patogen.

Namun, tidak ada kecanduan, atau efek samping yang khas dari penggunaan antibiotik kimia. Sebaliknya, mereka mampu membersihkan dinding usus, meningkatkan permeabilitasnya terhadap nutrisi penting, mengembalikan keseimbangan biologis mikroflora usus dan merangsang seluruh sistem kekebalan tubuh.

Para ilmuwan memanfaatkan cara alami alam untuk menjaga kesehatan makroorganisme, yaitu, dari lingkungan alam, mereka mengisolasi bakteri - saprofit, yang memiliki kemampuan untuk menekan pertumbuhan dan perkembangan mikroflora patogen, termasuk di saluran pencernaan. hewan berdarah panas.

Jutaan tahun evolusi makhluk hidup di planet ini telah menciptakan mekanisme yang luar biasa dan sempurna untuk menekan mikroflora patogen dengan mikroflora non-patogen sehingga tidak ada alasan untuk meragukan keberhasilan pendekatan ini.

Mikroflora non-patogen dalam kompetisi menang di sebagian besar kasus, dan jika tidak demikian, kita tidak akan berada di planet kita hari ini.

Berdasarkan hal di atas, para ilmuwan yang memproduksi pupuk dan fungisida untuk keperluan pertanian juga telah mencoba untuk beralih dari pandangan kimia ke biologi.

Dan hasilnya tidak lambat untuk menunjukkan diri! Ternyata bacillus subtilis yang sama berhasil melawan sebanyak tujuh puluh varietas perwakilan patogen yang menyebabkan penyakit tanaman hortikultura seperti kanker bakteri, layu fusarium, busuk akar dan akar, dll., yang sebelumnya dianggap penyakit tanaman yang tidak dapat disembuhkan yang tidak dapat diobati. menangani BUKAN FUNGISIDA TUNGGAL!

Selain itu, bakteri ini memiliki efek positif yang jelas pada vegetasi tanaman: periode pengisian dan pematangan buah berkurang, kualitas buah yang bermanfaat meningkat, kandungan nitrat di dalamnya berkurang, dll.

zat beracun, dan yang paling penting - kebutuhan pupuk mineral berkurang secara signifikan!

Persiapan yang mengandung strain bakteri elit sudah menempati posisi pertama di pameran Rusia dan internasional, mereka memenangkan medali untuk efisiensi dan keramahan lingkungan. Produsen pertanian kecil dan besar telah mulai menggunakannya secara aktif, dan fungisida serta antibiotik secara bertahap menjadi sesuatu dari masa lalu.

Produk Bio-Ban adalah Flora-S dan Fitop-Flora-S, yang menawarkan pupuk humat gambut kering yang mengandung asam humat pekat (dan humus jenuh adalah jaminan panen yang sangat baik) dan strain bakteri "bacillus subtilis" untuk pengendalian penyakit. Berkat persiapan ini, dimungkinkan untuk memulihkan lahan yang terkuras dalam waktu singkat, meningkatkan produktivitas lahan, melindungi tanaman Anda dari penyakit, dan yang paling penting, adalah mungkin untuk mendapatkan hasil yang sangat baik di area pertanian yang berisiko!

Saya rasa argumen di atas sudah cukup untuk mengapresiasi manfaat probiotik dan memahami mengapa para ilmuwan mengatakan bahwa abad kedua puluh adalah abad antibiotik, dan abad kedua puluh satu adalah abad probiotik!

Dokumen serupa

Pemilihan mikroorganisme

Konsep dan arti penting pemuliaan sebagai ilmu untuk menciptakan dan meningkatkan keturunan baru dari hewan, varietas tanaman, galur mikroorganisme.

Penilaian peran dan pentingnya mikroorganisme di biosfer, dan fitur penggunaannya. Bentuk bakteri asam laktat.

presentasi, ditambahkan 17/03/2015

biologi hewan

Nilai arakhnida dan serangga dalam pengobatan dan pertanian, pengendalian hama. Kriteria untuk membagi vertebrata menjadi anamnia dan amniota. Siklus hidup plasmodium malaria.

pekerjaan kontrol, ditambahkan 12/05/2009

Organisme yang dimodifikasi secara genetik. Prinsip-prinsip memperoleh, aplikasi

Metode dasar untuk mendapatkan tanaman dan hewan yang dimodifikasi secara genetik. Mikroorganisme transgenik dalam kedokteran, industri kimia, pertanian.

Efek merugikan dari organisme rekayasa genetika: toksisitas, alergi, onkologi.

makalah, ditambahkan 11/11/2014

Metode Seleksi Hewan dan Mikroorganisme

Perbedaan hewan dan tumbuhan.

Fitur pemilihan hewan untuk berkembang biak. Apa itu hibridisasi, klasifikasinya. Varietas pemuliaan hewan modern. Lingkup penggunaan mikroorganisme, sifat bermanfaatnya, metode dan fitur seleksi.

presentasi, ditambahkan 26/05/2010

Klasifikasi mikroorganisme. Dasar-dasar morfologi bakteri

Studi tentang subjek, tugas utama dan sejarah perkembangan mikrobiologi medis.

Sistematika dan klasifikasi mikroorganisme. Dasar-dasar morfologi bakteri. Studi tentang fitur struktural sel bakteri. Pentingnya mikroorganisme dalam kehidupan manusia.

kuliah, ditambahkan 12/10/2013

Karakteristik asam laktat, bifidobacteria dan bakteri asam propionat yang digunakan dalam produksi bio-es krim

Probiotik sebagai bakteri non-patogen bagi manusia dengan aktivitas antagonis terhadap mikroorganisme patogen.

Kenalan dengan fitur probiotik lactobacilli. Analisis produk susu fermentasi dengan sifat probiotik.

abstrak, ditambahkan 17/04/2017

Doktrin modern tentang asal usul mikroorganisme

Hipotesis tentang asal usul kehidupan di Bumi.

Studi tentang aktivitas biokimia mikroorganisme, perannya di alam, kehidupan manusia dan hewan dalam karya L. Pasteur. Studi genetik bakteri dan virus, variabilitas fenotipik dan genotipnya.

abstrak, ditambahkan 26/12/2013

Peningkatan sifat konsumen dari preparat probiotik

Dampak probiotik pada kesehatan manusia.

Imunostimulator, sifat antimutagenik bakteri asam propionat. Pengaruh yodium pada sifat biokimia bakteri probiotik. Karakteristik kualitatif obat beryodium, parameter biokimia.

artikel, ditambahkan 24/08/2013

Bioengineering - penggunaan mikroorganisme, virus, tanaman dan hewan transgenik dalam sintesis industri

Produksi produk sintesis mikroba dari fase pertama dan kedua, asam amino, asam organik, vitamin.

Produksi antibiotik skala besar. Produksi alkohol dan poliol. Jenis utama dari bioproses. Rekayasa metabolisme tanaman.

makalah, ditambahkan 22/12/2013

Penggunaan mikroorganisme yang menguntungkan

Peran mikroorganisme di alam dan pertanian.

tes, ditambahkan 27/09/2009

INDUSTRI MIKROBIOLOGI, produksi suatu produk dengan bantuan mikroorganisme. Proses yang dilakukan oleh mikroorganisme disebut fermentasi; wadah di mana ia mengalir disebut fermentor (atau bioreaktor).

Proses yang melibatkan bakteri, ragi, dan jamur jamur telah digunakan oleh manusia selama ratusan tahun untuk menghasilkan makanan dan minuman, untuk memproses tekstil dan kulit, tetapi partisipasi mikroorganisme dalam proses ini jelas baru ditunjukkan pada pertengahan abad ke-19.

Pada abad ke-20 industri telah mengeksploitasi semua kemampuan biosintetik yang luar biasa dari mikroorganisme, dan sekarang fermentasi merupakan pusat bioteknologi. Dengan bantuannya, berbagai bahan kimia dan obat-obatan dengan kemurnian tinggi diperoleh, bir, anggur, dan makanan fermentasi dibuat.

Dalam semua kasus, proses fermentasi dibagi menjadi enam tahap utama.

Menciptakan lingkungan. Pertama-tama, perlu untuk memilih media kultur yang sesuai. Mikroorganisme membutuhkan sumber karbon organik, sumber nitrogen yang sesuai, dan berbagai mineral untuk pertumbuhannya. Dalam produksi minuman beralkohol, media harus mengandung malt barley, pomace dari buah-buahan atau beri.

Misalnya, bir biasanya dibuat dari malt must, sedangkan wine dibuat dari jus anggur. Selain air dan mungkin beberapa aditif, ekstrak ini membentuk media pertumbuhan.

Lingkungan untuk memperoleh bahan kimia dan obat-obatan jauh lebih kompleks. Paling sering, gula dan karbohidrat lain digunakan sebagai sumber karbon, tetapi seringkali minyak dan lemak, dan kadang-kadang hidrokarbon.

Sumber nitrogen biasanya adalah amonia dan garam amonium, serta berbagai produk nabati atau hewani: tepung kedelai, kedelai, tepung biji kapas, tepung kacang, produk samping tepung jagung, limbah rumah jagal, tepung ikan, ekstrak ragi. Menyusun dan mengoptimalkan media pertumbuhan adalah proses yang sangat kompleks, dan resep media industri adalah rahasia yang dijaga ketat.

Sterilisasi. Media harus disterilkan untuk membunuh semua mikroorganisme yang mengkontaminasi. Fermentor itu sendiri dan peralatan tambahan juga disterilkan. Ada dua metode sterilisasi: injeksi langsung uap superheated dan pemanasan dengan penukar panas.

Tingkat sterilitas yang diinginkan tergantung pada sifat proses fermentasi.

Kelompok utama mikroorganisme yang digunakan dalam industri makanan

Harus maksimal saat menerima obat dan bahan kimia. Persyaratan sterilitas dalam produksi minuman beralkohol kurang ketat.

Proses fermentasi seperti itu dikatakan "terlindungi" karena kondisi yang tercipta di lingkungan sedemikian rupa sehingga hanya mikroorganisme tertentu yang dapat tumbuh di dalamnya. Misalnya, dalam produksi bir, media pertumbuhan hanya direbus daripada disterilkan; fermentor juga digunakan bersih, tetapi tidak steril.

Mendapatkan budaya. Sebelum memulai proses fermentasi, perlu diperoleh biakan murni yang sangat produktif. Kultur murni mikroorganisme disimpan dalam volume yang sangat kecil dan dalam kondisi yang menjamin kelangsungan hidup dan produktivitasnya; ini biasanya dicapai dengan penyimpanan pada suhu rendah.

Fermentor dapat menampung beberapa ratus ribu liter media kultur, dan prosesnya dimulai dengan memasukkan kultur (inokulum) ke dalamnya, yang merupakan 1-10% dari volume di mana fermentasi akan berlangsung. Dengan demikian, kultur awal harus ditumbuhkan secara bertahap (dengan subkultur) sampai tingkat biomassa mikroba tercapai, cukup untuk proses mikrobiologis untuk melanjutkan dengan produktivitas yang diperlukan.

Hal ini mutlak diperlukan untuk menjaga budaya bersih selama ini, mencegah terkontaminasi oleh mikroorganisme asing.

Pelestarian kondisi aseptik hanya mungkin dilakukan dengan kontrol mikrobiologis dan teknologi kimia yang cermat.

Pertumbuhan dalam industri fermentor (bioreaktor). Mikroorganisme industri harus tumbuh dalam fermentor dalam kondisi optimal untuk membentuk produk yang diinginkan.

Kondisi ini dikontrol secara ketat untuk memastikan pertumbuhan mikroba dan sintesis produk. Desain fermentor harus memungkinkan Anda untuk mengontrol kondisi pertumbuhan - suhu konstan, pH (keasaman atau alkalinitas) dan konsentrasi oksigen terlarut dalam media.

Fermentor konvensional adalah tangki silinder tertutup di mana media dan mikroorganisme dicampur secara mekanis.

Udara, terkadang jenuh dengan oksigen, dipompa melalui media. Suhu dikendalikan oleh air atau uap yang melewati tabung penukar panas. Fermentor berpengaduk seperti itu digunakan dalam kasus-kasus di mana proses fermentasi membutuhkan banyak oksigen. Beberapa produk, sebaliknya, terbentuk di bawah kondisi anoksik, dan dalam kasus ini fermentor dengan desain berbeda digunakan. Jadi, bir diseduh pada konsentrasi oksigen terlarut yang sangat rendah, dan isi bioreaktor tidak diangin-anginkan atau diaduk.

Beberapa pembuat bir masih secara tradisional menggunakan wadah terbuka, tetapi dalam kebanyakan kasus, prosesnya berlangsung dalam wadah silinder non-aerasi tertutup, meruncing ke bawah, yang berkontribusi pada sedimentasi ragi.

Produksi cuka didasarkan pada oksidasi alkohol menjadi asam asetat oleh bakteri.

Acetobacter. Proses fermentasi berlangsung dalam wadah yang disebut asetater, dengan aerasi intensif. Udara dan medium dihisap oleh agitator yang berputar dan masuk ke dinding fermentor.

Isolasi dan pemurnian produk. Pada akhir fermentasi, kaldu mengandung mikroorganisme, komponen nutrisi yang tidak terpakai dari media, berbagai produk limbah mikroorganisme, dan produk yang ingin diperoleh dalam skala industri. Karena itu, produk ini dimurnikan dari komponen kaldu lainnya.

Saat menerima minuman beralkohol (anggur dan bir), cukup dengan memisahkan ragi dengan penyaringan dan membawa filtrat ke standar. Namun, bahan kimia individu yang diperoleh dengan fermentasi diekstraksi dari kaldu kompleks.

Meskipun mikroorganisme industri secara khusus dipilih karena sifat genetiknya sehingga hasil dari produk metabolisme yang diinginkan dimaksimalkan (dalam arti biologis), konsentrasinya masih kecil dibandingkan dengan yang dicapai dengan produksi berdasarkan sintesis kimia.

Oleh karena itu, seseorang harus menggunakan metode isolasi yang kompleks - ekstraksi pelarut, kromatografi dan ultrafiltrasi. Pengolahan dan pembuangan limbah fermentasi. Dalam proses mikrobiologi industri apa pun, limbah dihasilkan: kaldu (cairan yang tersisa setelah ekstraksi produk produksi); sel-sel mikroorganisme yang digunakan; air kotor, yang mencuci instalasi; air yang digunakan untuk pendinginan; air yang mengandung sejumlah kecil pelarut organik, asam dan basa.

Limbah cair banyak mengandung senyawa organik; jika dibuang ke sungai, mereka akan merangsang pertumbuhan intensif flora mikroba alami, yang akan menyebabkan penipisan oksigen di perairan sungai dan penciptaan kondisi anaerobik. Oleh karena itu, limbah tersebut mengalami pengolahan biologis sebelum dibuang untuk mengurangi kandungan karbon organik. Proses mikrobiologi industri dapat dibagi menjadi 5 kelompok utama: 1) budidaya biomassa mikroba; 2) memperoleh produk metabolisme mikroorganisme; 3) memperoleh enzim yang berasal dari mikroba; 4) memperoleh produk rekombinan; 5) biotransformasi zat.

biomassa mikroba. Sel mikroba sendiri dapat berfungsi sebagai produk akhir dari proses pembuatan. Pada skala industri, dua jenis utama mikroorganisme diproduksi: ragi, yang diperlukan untuk memanggang, dan mikroorganisme bersel tunggal, yang digunakan sebagai sumber protein yang dapat ditambahkan ke makanan manusia dan hewan.

Ragi roti telah dibudidayakan dalam jumlah besar sejak awal abad ke-20. dan digunakan sebagai produk makanan di Jerman selama Perang Dunia Pertama.

Namun, teknologi untuk produksi biomassa mikroba sebagai sumber protein makanan baru dikembangkan pada awal 1960-an. Sejumlah perusahaan Eropa menarik perhatian pada kemungkinan menumbuhkan mikroba pada substrat seperti hidrokarbon untuk mendapatkan apa yang disebut.

protein organisme uniseluler (BOO). Kemenangan teknologi adalah pengembangan produk yang ditambahkan ke pakan ternak, yang terdiri dari biomassa mikroba kering yang ditanam di metanol.

Proses dilakukan secara kontinyu dalam fermentor dengan volume kerja 1,5 juta liter

Namun, karena kenaikan harga minyak dan produk pengolahannya, proyek ini menjadi tidak menguntungkan secara ekonomi, memberi jalan kepada produksi kedelai dan tepung ikan. Pada akhir 1980-an, pabrik BOO dibongkar, yang mengakhiri pergolakan, tetapi periode perkembangan yang singkat dari cabang industri mikrobiologi ini. Proses lain ternyata lebih menjanjikan - memperoleh biomassa jamur dan protein mikoprotein jamur menggunakan karbohidrat sebagai substrat.

produk metabolisme. Setelah memasukkan biakan ke dalam media nutrisi, fase jeda diamati, ketika tidak ada pertumbuhan mikroorganisme yang terlihat; periode ini dapat dianggap sebagai masa adaptasi. Kemudian tingkat pertumbuhan secara bertahap meningkat, mencapai nilai maksimum yang konstan untuk kondisi yang diberikan; periode pertumbuhan maksimum seperti itu disebut fase eksponensial, atau logaritmik.

Secara bertahap, pertumbuhan melambat, dan apa yang disebut. fase diam. Selanjutnya, jumlah sel yang hidup berkurang, dan pertumbuhan berhenti.

Mengikuti kinetika yang dijelaskan di atas, dimungkinkan untuk mengikuti pembentukan metabolit pada tahap yang berbeda.

Pada fase logaritmik, produk penting untuk pertumbuhan mikroorganisme terbentuk: asam amino, nukleotida, protein, asam nukleat, karbohidrat, dll. Mereka disebut metabolit primer.

Banyak metabolit primer memiliki nilai yang signifikan. Jadi, asam glutamat (lebih tepatnya, garam natriumnya) adalah bagian dari banyak makanan; lisin digunakan sebagai bahan tambahan makanan; fenilalanin adalah prekursor pengganti gula aspartam.

Metabolit primer disintesis oleh mikroorganisme alami dalam jumlah yang diperlukan hanya untuk memenuhi kebutuhan mereka. Oleh karena itu, tugas ahli mikrobiologi industri adalah menciptakan bentuk mikroorganisme mutan - produsen super zat yang sesuai.

Kemajuan signifikan telah dibuat di bidang ini: misalnya, dimungkinkan untuk memperoleh mikroorganisme yang mensintesis asam amino hingga konsentrasi 100 g/l (sebagai perbandingan, organisme tipe liar mengakumulasi asam amino dalam jumlah miligram).

Pada fase perlambatan pertumbuhan dan fase stasioner, beberapa mikroorganisme mensintesis zat yang tidak terbentuk pada fase logaritmik dan tidak berperan jelas dalam metabolisme. Zat-zat ini disebut metabolit sekunder. Mereka disintesis tidak oleh semua mikroorganisme, tetapi terutama oleh bakteri berfilamen, jamur dan bakteri pembentuk spora. Dengan demikian, produsen metabolit primer dan sekunder termasuk dalam kelompok taksonomi yang berbeda. Jika pertanyaan tentang peran fisiologis metabolit sekunder dalam sel produsen menjadi bahan diskusi serius, maka produksi industrinya tidak diragukan lagi menarik, karena metabolit ini adalah zat aktif secara biologis: beberapa di antaranya memiliki aktivitas antimikroba, yang lain adalah penghambat spesifik enzim. , dan lainnya adalah faktor pertumbuhan. , banyak yang memiliki aktivitas farmakologis.

Memperoleh zat tersebut menjadi dasar untuk penciptaan sejumlah cabang industri mikrobiologi. Yang pertama dalam seri ini adalah produksi penisilin; Metode mikrobiologi untuk memproduksi penisilin dikembangkan pada tahun 1940-an dan meletakkan dasar bagi bioteknologi industri modern.

Industri farmasi telah mengembangkan metode yang sangat kompleks untuk penyaringan (pengujian massal) mikroorganisme untuk kemampuan menghasilkan metabolit sekunder yang berharga.

Awalnya, tujuan skrining adalah untuk mendapatkan antibiotik baru, tetapi segera ditemukan bahwa mikroorganisme juga mensintesis zat aktif farmakologis lainnya.

Selama tahun 1980-an, produksi empat metabolit sekunder yang sangat penting didirikan. Ini adalah: siklosporin, obat imunosupresif yang digunakan sebagai agen untuk mencegah penolakan organ implan; imipenem (salah satu modifikasi carbapenem) - zat dengan spektrum aktivitas antimikroba terluas dari semua antibiotik yang dikenal; lovastatin - obat yang menurunkan kadar kolesterol darah; Ivermectin adalah obat cacing yang digunakan dalam pengobatan untuk mengobati onchocerciasis, atau "buta sungai", serta dalam kedokteran hewan.

Enzim asal mikroba. Pada skala industri, enzim diperoleh dari tumbuhan, hewan dan mikroorganisme. Penggunaan yang terakhir memiliki keuntungan memungkinkan produksi enzim dalam jumlah besar menggunakan teknik fermentasi standar.

Selain itu, meningkatkan produktivitas mikroorganisme jauh lebih mudah dibandingkan dengan tanaman atau hewan, dan penggunaan teknologi DNA rekombinan memungkinkan untuk mensintesis enzim hewan dalam sel mikroorganisme.

Enzim yang diperoleh dengan cara ini terutama digunakan dalam industri makanan dan bidang terkait. Sintesis enzim dalam sel dikendalikan secara genetik, dan oleh karena itu produsen mikroorganisme industri yang tersedia diperoleh sebagai hasil dari perubahan terarah dalam genetika mikroorganisme tipe liar.

produk rekombinan. Teknologi DNA rekombinan, lebih dikenal sebagai "rekayasa genetika", memungkinkan gen organisme yang lebih tinggi untuk dimasukkan ke dalam genom bakteri. Akibatnya, bakteri memperoleh kemampuan untuk mensintesis produk "asing" (rekombinan) - senyawa yang sebelumnya hanya dapat disintesis oleh organisme yang lebih tinggi.

Atas dasar ini, banyak proses bioteknologi baru telah diciptakan untuk produksi protein manusia atau hewan yang sebelumnya tidak tersedia atau digunakan dengan risiko kesehatan yang besar.

Istilah "bioteknologi" sendiri mulai populer pada tahun 1970-an sehubungan dengan perkembangan metode produksi produk rekombinan. Namun, konsep ini jauh lebih luas dan mencakup metode industri apa pun yang didasarkan pada penggunaan organisme hidup dan proses biologis.

Protein rekombinan pertama yang diproduksi dalam skala industri adalah hormon pertumbuhan manusia. Untuk pengobatan hemofilia, salah satu protein dari sistem pembekuan darah, yaitu faktor

VIII. Sebelum metode dikembangkan untuk mendapatkan protein ini menggunakan rekayasa genetika, protein ini diisolasi dari darah manusia; penggunaan obat semacam itu telah dikaitkan dengan risiko infeksi human immunodeficiency virus (HIV).

Untuk waktu yang lama, diabetes mellitus telah berhasil diobati dengan insulin hewani. Namun, para ilmuwan percaya bahwa produk rekombinan akan menciptakan lebih sedikit masalah imunologi jika dapat diperoleh dalam bentuk murni, tanpa kotoran dari peptida lain yang diproduksi oleh pankreas.

Selain itu, jumlah pasien diabetes diperkirakan akan meningkat dari waktu ke waktu karena faktor-faktor seperti perubahan kebiasaan diet, peningkatan perawatan medis untuk wanita hamil dengan diabetes (dan, sebagai hasilnya, peningkatan frekuensi kecenderungan genetik untuk diabetes) , dan akhirnya diharapkan dapat meningkatkan harapan hidup pasien diabetes.

Insulin rekombinan pertama masuk pasar pada tahun 1982, dan pada akhir tahun 1980-an secara praktis menggantikan insulin hewani.

Banyak protein lain disintesis dalam tubuh manusia dalam jumlah yang sangat kecil, dan satu-satunya cara untuk mendapatkannya dalam skala yang cukup untuk penggunaan klinis adalah melalui teknologi DNA rekombinan. Protein ini termasuk interferon dan eritropoietin.

Eritropoietin, bersama dengan faktor perangsang koloni myeloid, mengatur pembentukan sel darah pada manusia. Erythropoietin digunakan untuk mengobati anemia yang berhubungan dengan gagal ginjal dan dapat digunakan sebagai pengangkat trombosit dalam kemoterapi kanker.

Biotransformasi zat. Mikroorganisme dapat digunakan untuk mengubah senyawa tertentu menjadi zat yang serupa secara struktural, tetapi lebih berharga. Karena mikroorganisme dapat mengerahkan tindakan katalitiknya dalam kaitannya dengan hanya zat tertentu, proses yang terjadi dengan partisipasi mereka lebih spesifik daripada yang murni kimia. Proses biotransformasi yang paling terkenal adalah produksi cuka dengan mengubah etanol menjadi asam asetat.

Tetapi di antara produk yang terbentuk selama biotransformasi, ada juga senyawa yang sangat berharga seperti hormon steroid, antibiotik, prostaglandin. Lihat juga REKAYASA GENETIKA. Mikrobiologi Industri dan Kemajuan Rekayasa Genetika(edisi khusus Scientific American).

M., 1984
Bioteknologi. Prinsip dan aplikasi. M., 1988

Produksi Penggunaan mikroorganisme oleh manusia.

Mikroorganisme banyak digunakan dalam industri makanan, rumah tangga, industri mikrobiologi untuk menghasilkan asam amino, enzim, asam organik, vitamin, dll.

Industri mikrobiologi klasik meliputi pembuatan anggur, pembuatan bir, pembuatan roti, produk asam laktat, dan cuka makanan. Misalnya, pembuatan anggur, pembuatan bir, dan produksi adonan ragi tidak mungkin dilakukan tanpa menggunakan ragi, yang tersebar luas di alam.

Sejarah produksi industri ragi dimulai di Belanda, di mana pada tahun 1870 . Pabrik ragi pertama didirikan. Produk utama adalah ragi yang ditekan dengan kadar air sekitar 70%, yang dapat disimpan hanya selama beberapa minggu.

Penyimpanan jangka panjang tidak mungkin, karena sel ragi yang ditekan tetap hidup dan mempertahankan aktivitasnya, yang menyebabkan autolisis dan kematiannya. Pengeringan telah menjadi salah satu metode pengawetan industri ragi. Pada ragi kering dengan kelembaban rendah, sel ragi berada dalam keadaan anabiotik dan dapat bertahan lama.

Ragi kering pertama muncul pada tahun 1945 . Pada tahun 1972 . generasi kedua ragi kering muncul, yang disebut ragi instan.

Penggunaan mikroorganisme dalam industri makanan

Sejak pertengahan 1990-an, generasi ketiga ragi kering telah muncul: ragi roti. Saccharomyces cerevisiae, yang menggabungkan keunggulan ragi instan dengan kompleks enzim pemanggang khusus yang sangat terkonsentrasi dalam satu produk.

Ragi ini memungkinkan tidak hanya untuk meningkatkan kualitas roti, tetapi juga untuk secara aktif menahan proses basi.

ragi tukang roti Saccharomyces cerevisiae juga digunakan dalam produksi etil alkohol.

Pembuatan anggur menggunakan banyak jenis ragi yang berbeda untuk menghasilkan merek anggur yang unik dengan kualitas yang unik.

Bakteri asam laktat terlibat dalam persiapan makanan seperti asinan kubis, acar mentimun, acar zaitun, dan banyak makanan acar lainnya.

Bakteri asam laktat mengubah gula menjadi asam laktat, yang melindungi makanan dari bakteri pembusuk.

Dengan bantuan bakteri asam laktat, berbagai macam produk asam laktat, keju cottage, dan keju disiapkan.

Pada saat yang sama, banyak mikroorganisme memainkan peran negatif dalam kehidupan manusia, menjadi patogen penyakit manusia, hewan dan tumbuhan; mereka dapat menyebabkan pembusukan bahan makanan, penghancuran berbagai bahan, dll.

Untuk memerangi mikroorganisme seperti itu, antibiotik ditemukan - penisilin, streptomisin, gramisidin, dll., Yang merupakan produk metabolisme jamur, bakteri, dan aktinomiset.

Mikroorganisme menyediakan manusia dengan enzim yang diperlukan.

Dengan demikian, amilase digunakan dalam industri makanan, tekstil, dan kertas. Protease menyebabkan degradasi protein pada berbagai bahan. Di Timur, protease jamur telah digunakan selama berabad-abad untuk membuat kecap.

Hari ini digunakan dalam pembuatan deterjen. Saat mengawetkan jus buah, enzim seperti pektinase digunakan.

Mikroorganisme digunakan untuk pengolahan air limbah, pengolahan limbah industri makanan. Penguraian bahan organik sampah secara anaerobik menghasilkan biogas.

Dalam beberapa tahun terakhir, produksi baru telah muncul.

Karotenoid dan steroid diperoleh dari jamur.

Bakteri mensintesis banyak asam amino, nukleotida, dan reagen lainnya untuk penelitian biokimia.

Mikrobiologi adalah ilmu yang berkembang pesat, pencapaiannya sebagian besar terkait dengan perkembangan fisika, kimia, biokimia, biologi molekuler, dll.

Untuk berhasil mempelajari mikrobiologi, pengetahuan tentang ilmu-ilmu yang terdaftar diperlukan.

Kursus ini berfokus pada mikrobiologi makanan.

Banyak mikroorganisme hidup di permukaan tubuh, di usus manusia dan hewan, pada tumbuhan, pada makanan, dan pada semua benda di sekitar kita. Mikroorganisme mengkonsumsi berbagai macam makanan, sangat mudah beradaptasi dengan perubahan kondisi kehidupan: panas, dingin, kurangnya kelembaban, dll.

n. berkembang biak dengan sangat cepat. Tanpa pengetahuan tentang mikrobiologi, tidak mungkin untuk mengelola proses bioteknologi secara kompeten dan efektif, menjaga kualitas produk makanan yang tinggi pada semua tahap produksinya dan mencegah konsumsi produk yang mengandung patogen penyakit bawaan makanan dan keracunan.

Harus ditekankan bahwa studi mikrobiologis produk makanan, tidak hanya dari sudut pandang fitur teknologi, tetapi juga, yang tidak kalah pentingnya, dari sudut pandang sanitasi dan keamanan mikrobiologisnya, adalah objek mikrobiologi sanitasi yang paling sulit.

Hal ini dijelaskan tidak hanya oleh keragaman dan kelimpahan mikroflora dalam produk makanan, tetapi juga oleh penggunaan mikroorganisme dalam produksi banyak dari mereka.

Dalam hal ini, dalam analisis mikrobiologi kualitas dan keamanan pangan, dua kelompok mikroorganisme harus dibedakan:

- mikroflora tertentu;

- mikroflora nonspesifik.

Spesifik- ras budaya mikroorganisme yang digunakan untuk menyiapkan produk tertentu dan merupakan mata rantai yang sangat diperlukan dalam teknologi produksinya.

Mikroflora tersebut digunakan dalam teknologi untuk memproduksi anggur, bir, roti, dan semua produk susu fermentasi.

Tidak spesifik- mikroorganisme yang memasuki makanan dari lingkungan, mencemari mereka.

Di antara kelompok mikroorganisme ini, ada saprofit, patogen dan patogen kondisional, serta mikroorganisme penyebab pembusukan makanan.

Tingkat polusi tergantung pada banyak faktor, yang meliputi pengadaan bahan baku yang benar, penyimpanan dan pemrosesannya, kepatuhan terhadap kondisi teknologi dan sanitasi untuk produksi produk, penyimpanan dan pengangkutannya.

Infeksi bakteri dianggap sebagai salah satu yang paling berbahaya - umat manusia telah memerangi mikroorganisme patogen selama lebih dari satu abad. Namun, tidak semua bakteri adalah musuh yang jelas bagi manusia. Banyak spesies sangat penting - mereka memastikan pencernaan yang tepat dan bahkan membantu sistem kekebalan mempertahankan diri terhadap mikroorganisme lain. MedAboutMe akan memberi tahu Anda cara membedakan bakteri jahat dan baik, apa yang harus dilakukan jika ditemukan dalam analisis, dan cara mengobati penyakit yang disebabkannya dengan benar.

Bakteri dan manusia

Diyakini bahwa bakteri muncul di Bumi lebih dari 3,5 miliar tahun yang lalu. Merekalah yang menjadi peserta aktif dalam menciptakan kondisi yang cocok untuk kehidupan di planet ini, dan sepanjang keberadaan mereka, mereka telah terlibat secara aktif dalam proses-proses penting. Misalnya, berkat bakteri pembusukan sisa-sisa organik hewan dan tumbuhan terjadi. Mereka juga menciptakan tanah subur di Bumi.

Dan karena bakteri hidup secara harfiah di mana-mana, tubuh manusia tidak terkecuali. Di kulit, selaput lendir, di saluran pencernaan, nasofaring, saluran urogenital, ada banyak mikroorganisme yang berinteraksi dengan manusia dengan cara yang berbeda.

Di dalam rahim, plasenta melindungi janin dari penetrasi bakteri, populasi tubuh terjadi pada hari-hari pertama kehidupan:

• Bakteri pertama yang diterima anak, melewati jalan lahir ibu.
• Mikroorganisme masuk ke saluran cerna melalui ASI. Di sini, di antara lebih dari 700 spesies, lactobacilli dan bifidobacteria mendominasi (manfaatnya dijelaskan dalam tabel bakteri di akhir artikel).
• Rongga mulut dihuni oleh stafilokokus, streptokokus, dan mikroba lain, yang juga diterima anak dengan makanan dan kontak dengan benda.
• Pada kulit, mikroflora terbentuk dari bakteri yang mendominasi pada orang-orang di sekitar anak.

Peran bakteri bagi seseorang sangat berharga, jika sudah di bulan-bulan pertama mikroflora tidak terbentuk secara normal, anak akan tertinggal dalam perkembangan dan sering sakit. Lagi pula, tanpa simbiosis dengan bakteri, tubuh tidak dapat berfungsi.

Bakteri menguntungkan dan berbahaya

Semua orang sangat menyadari konsep dysbacteriosis - suatu kondisi di mana mikroflora alami dalam tubuh manusia terganggu. Dysbacteriosis adalah faktor serius dalam menurunkan pertahanan kekebalan, perkembangan berbagai peradangan, gangguan pada saluran pencernaan dan hal-hal lain. Tidak adanya bakteri menguntungkan berkontribusi pada reproduksi organisme patogen, dan infeksi jamur sering berkembang dengan latar belakang dysbacteriosis.

Pada saat yang sama, banyak mikroba patogen yang dapat menyebabkan penyakit serius hidup di lingkungan. Yang paling berbahaya adalah jenis bakteri yang dalam proses kehidupan mampu menghasilkan racun (eksotoksin). Zat inilah yang saat ini dianggap sebagai salah satu racun paling kuat. Mikroorganisme tersebut menyebabkan infeksi berbahaya:

• Botulisme.
• gangren gas.
• difteri.
• Tetanus.

Selain itu, penyakit ini dapat dipicu oleh bakteri yang hidup dalam tubuh manusia dalam kondisi normal, dan ketika sistem kekebalan melemah, mereka mulai menjadi lebih aktif. Patogen yang paling populer dari jenis ini adalah stafilokokus dan streptokokus.

kehidupan bakteri

Bakteri adalah organisme hidup lengkap dengan ukuran 0,5-5 mikron, yang mampu berkembang biak secara aktif di lingkungan yang sesuai. Beberapa dari mereka membutuhkan oksigen, yang lain tidak. Ada jenis bakteri motil dan non-motil.

sel bakteri

Sebagian besar bakteri yang hidup di Bumi adalah organisme bersel tunggal. Komponen wajib dari setiap mikroba:

• Nukleoid (daerah mirip nukleus yang mengandung DNA).
• Ribosom (melakukan sintesis protein).
• Membran sitoplasma (memisahkan sel dari lingkungan eksternal, mempertahankan homeostasis).

Juga, beberapa sel bakteri memiliki dinding sel yang tebal, yang juga melindungi mereka dari kerusakan. Organisme tersebut lebih resisten terhadap obat dan antigen yang dihasilkan oleh sistem kekebalan manusia.

Ada bakteri dengan flagela (mototrichia, lophotricia, peritrichia), yang dengannya mikroorganisme dapat bergerak. Namun, para ilmuwan juga telah mencatat jenis lain dari karakteristik gerakan mikroba - meluncurnya bakteri. Selain itu, penelitian terbaru menunjukkan bahwa itu melekat pada spesies yang sebelumnya dianggap tidak bergerak. Sebagai contoh, para ilmuwan dari University of Nottingham dan Sheffield telah menunjukkan bahwa Staphylococcus aureus yang resisten terhadap methicillin (salah satu perwakilan utama kelas superbug) mampu bergerak tanpa bantuan flagela dan vili. Dan ini, pada gilirannya, secara signifikan mempengaruhi pemahaman tentang mekanisme penyebaran infeksi berbahaya.

Sel bakteri dapat berupa:

• Bulat (kokus, dari bahasa Yunani lainnya - "biji-bijian").
• Berbentuk batang (basil, clostridia).
• Berliku-liku (spirochetes, spirilla, vibrio).

Banyak mikroorganisme dapat saling menempel dalam koloni, sehingga lebih sering para ilmuwan dan dokter mengisolasi bakteri bukan berdasarkan struktur unsurnya, tetapi berdasarkan jenis senyawanya:

• Diplococci adalah cocci yang terhubung berpasangan.
• Streptococci adalah cocci yang membentuk rantai.
• Stafilokokus adalah kokus yang membentuk kelompok.
• Streptobacteria adalah mikroorganisme berbentuk batang yang terhubung dalam rantai.

Reproduksi bakteri

Sebagian besar bakteri berkembang biak dengan pembelahan. Tingkat penyebaran koloni tergantung pada kondisi eksternal dan jenis mikroorganisme itu sendiri. Jadi, rata-rata, satu bakteri dapat membelah setiap 20 menit - ia membentuk 72 generasi keturunan per hari. Selama 1-3 hari, jumlah keturunan satu mikroorganisme bisa mencapai beberapa juta. Dalam hal ini, reproduksi bakteri mungkin tidak begitu cepat. Misalnya, proses pembelahan Mycobacterium tuberculosis membutuhkan waktu 14 jam.

Jika bakteri memasuki lingkungan yang menguntungkan dan tidak memiliki pesaing, populasi tumbuh sangat cepat. Jika tidak, jumlahnya diatur oleh mikroorganisme lain. Itulah sebabnya mikroflora manusia merupakan faktor penting dalam perlindungannya terhadap berbagai infeksi.

spora bakteri

Salah satu ciri bakteri berbentuk batang adalah kemampuannya untuk bersporulasi. Mikroorganisme ini disebut basil, dan mereka termasuk bakteri patogen seperti:

• Genus Clostridium (penyebab gangren gas, botulisme, sering menyebabkan komplikasi saat melahirkan dan setelah aborsi).
• Genus Bacillus (menyebabkan antraks, sejumlah keracunan makanan).

Spora bakteri, pada kenyataannya, adalah sel mikroorganisme yang dilestarikan yang dapat bertahan hidup untuk waktu yang lama tanpa kerusakan, dan praktis tidak terpengaruh oleh berbagai pengaruh. Secara khusus, spora tahan panas, tidak rusak oleh bahan kimia. Seringkali satu-satunya efek yang mungkin adalah sinar ultraviolet, di mana bakteri kering bisa mati.

Spora bakteri terbentuk ketika mikroorganisme terkena kondisi yang tidak menguntungkan. Dibutuhkan sekitar 18-20 jam untuk terbentuk di dalam sel. Pada saat ini, bakteri kehilangan air, mengecil ukurannya, menjadi lebih ringan, dan cangkang padat terbentuk di bawah membran luar. Dalam bentuk ini, mikroorganisme dapat membeku selama ratusan tahun.

Ketika spora bakteri terkena kondisi yang sesuai, ia mulai berkecambah menjadi bakteri yang layak. Prosesnya memakan waktu sekitar 4-6 jam.

Jenis bakteri

Menurut pengaruh bakteri pada manusia, mereka dapat dibagi menjadi tiga jenis:

• Patogen.
• Patogen kondisional.
• Non-patogen.

Bakteri menguntungkan

Bakteri non-patogen - mereka yang tidak pernah menyebabkan penyakit, bahkan jika jumlahnya cukup besar. Di antara spesies yang paling terkenal, bakteri asam laktat dapat dibedakan, yang secara aktif digunakan oleh manusia dalam industri makanan - untuk membuat keju, produk susu asam, adonan, dan banyak lagi.

Spesies penting lainnya adalah bifidobacteria, yang merupakan dasar dari flora usus. Pada bayi yang disusui, mereka membentuk hingga 90% dari semua spesies yang hidup di saluran pencernaan. Bakteri ini untuk manusia melakukan fungsi-fungsi berikut:

• Memberikan perlindungan fisiologis usus dari penetrasi organisme patogen.
• Mereka menghasilkan asam organik yang mencegah reproduksi mikroba patogen.
• Mereka membantu mensintesis vitamin (K, grup B), serta protein.
• Meningkatkan penyerapan vitamin D.

Peran bakteri dari spesies ini sulit ditaksir terlalu tinggi, karena tanpa mereka pencernaan normal tidak mungkin, dan karenanya penyerapan nutrisi.

Bakteri oportunistik

Sebagai bagian dari mikroflora yang sehat, terdapat bakteri yang tergolong patogen oportunistik. Mikroorganisme ini dapat bertahan selama bertahun-tahun di kulit, di nasofaring atau usus seseorang dan tidak menyebabkan infeksi. Namun, dalam kondisi yang menguntungkan (kekebalan yang melemah, gangguan mikroflora), koloni mereka tumbuh dan menjadi ancaman nyata.

Contoh klasik dari bakteri oportunistik adalah Staphylococcus aureus, mikroba yang dapat menyebabkan lebih dari 100 penyakit berbeda, mulai dari bisul pada kulit hingga keracunan darah yang mematikan (sepsis). Pada saat yang sama, bakteri ini ditemukan pada kebanyakan orang dalam berbagai analisis, tetapi tetap tidak menyebabkan penyakit.

Di antara perwakilan lain dari spesies mikroba oportunistik:

• Streptokokus.
• Escherichia coli.
• Helicobacter pylori (mampu menyebabkan bisul dan gastritis, tetapi hidup pada 90% orang sebagai bagian dari mikroflora yang sehat).

Menyingkirkan jenis bakteri ini tidak masuk akal, karena mereka tersebar luas di lingkungan. Satu-satunya cara yang memadai untuk mencegah infeksi adalah dengan memperkuat sistem kekebalan dan melindungi tubuh dari dysbacteriosis.

Bakteri patogen berperilaku berbeda - kehadirannya di dalam tubuh selalu berarti perkembangan infeksi. Bahkan koloni kecil dapat menyebabkan kerusakan. Sebagian besar mikroorganisme ini mengeluarkan dua jenis racun:

• Endotoksin adalah racun yang terbentuk ketika sel dihancurkan.
• Eksotoksin adalah racun yang dihasilkan bakteri selama hidup mereka. Zat paling berbahaya bagi manusia yang dapat menyebabkan keracunan fatal.

Pengobatan infeksi semacam itu tidak hanya ditujukan untuk penghancuran bakteri patogen, tetapi juga untuk menghilangkan keracunan yang disebabkan olehnya. Selain itu, dalam kasus infeksi mikroba seperti basil tetanus, pengenalan toksoid merupakan dasar terapi.

Bakteri patogen lain yang diketahui termasuk:

• Salmonella.
• Pseudomonas aeruginosa.
• Gonokokus.
• Treponema pucat.
• Shigella.
• Basil tuberkulosis (tongkat Koch).

Kelas bakteri

Saat ini ada banyak klasifikasi bakteri. Para ilmuwan membaginya menurut jenis struktur, kemampuan untuk bergerak, dan fitur lainnya. Namun, klasifikasi Gram dan jenis pernapasan tetap yang paling penting.

Bakteri anaerob dan aerob

Di antara keragaman bakteri, dua kelas besar dibedakan:

• Anaerobik - mereka yang dapat melakukannya tanpa oksigen.
• Aerobik - mereka yang membutuhkan oksigen untuk hidup.

Ciri bakteri anaerob adalah kemampuannya untuk hidup di lingkungan di mana mikroorganisme lain tidak dapat bertahan hidup. Yang paling berbahaya dalam hal ini adalah luka dalam yang terkontaminasi, di mana mikroba berkembang pesat. Tanda-tanda karakteristik pertumbuhan populasi dan kehidupan bakteri dalam tubuh manusia adalah sebagai berikut:

• Nekrosis jaringan progresif
• Supurasi subkutan.
• Abses.
• Lesi internal.

Anaerob termasuk bakteri patogen yang menyebabkan tetanus, gangren gas, dan lesi toksik pada saluran pencernaan. Juga, kelas bakteri anaerobik mencakup banyak mikroba oportunistik yang hidup di kulit dan di saluran usus. Mereka menjadi berbahaya jika mereka masuk ke dalam luka terbuka.

Bakteri aerob penyebab penyakit antara lain:

• basil tuberkulosis.
• Vibrio kolera.
• Tongkat tularemia.

Kehidupan bakteri dapat berlanjut bahkan dengan sejumlah kecil oksigen. Mikroba semacam itu disebut aerobik fakultatif, salmonella dan kokus (streptokokus, stafilokokus) adalah contoh yang mencolok dari kelompok tersebut.

Pada tahun 1884, dokter Denmark Hans Gram menemukan bahwa bakteri yang berbeda bernoda berbeda ketika terkena metilen violet. Beberapa mempertahankan warna setelah dicuci, yang lain kehilangannya. Berdasarkan ini, kelas bakteri berikut diisolasi:

• Gram-negatif (Gram-) - perubahan warna.
• Gram-positif (Gram +) - pewarnaan.

Pewarnaan dengan pewarna anilin adalah teknik sederhana yang memungkinkan untuk mengungkapkan karakteristik dinding membran bakteri dengan cepat. Untuk mikroba yang tidak diwarnai oleh Gram, lebih kuat dan tahan lama, yang berarti lebih sulit untuk mengatasinya. Bakteri gram negatif terutama lebih resisten terhadap antibodi yang diproduksi oleh sistem kekebalan tubuh manusia. Kelas ini termasuk mikroba yang menyebabkan penyakit seperti:

• Sipilis.
• Leptospirosis.
• Klamidia.
• infeksi meningokokus.
• Infeksi hemophilus
• Brucellosis.
• Legionellosis.

Kelas bakteri Gram + termasuk mikroorganisme berikut:

• Stafilokokus.
• Streptokokus.
• Clostridia (agen penyebab botulisme dan tetanus).
• Listeria.
• tongkat difteri.

Diagnosis infeksi bakteri

Diagnosis yang benar dan tepat waktu memainkan peran penting dalam pengobatan infeksi bakteri. Dimungkinkan untuk menentukan penyakit secara akurat hanya setelah analisis, tetapi sudah dapat dicurigai dengan gejala yang khas.

Bakteri dan virus: ciri-ciri bakteri dan perbedaan infeksi

Paling sering, seseorang dihadapkan dengan penyakit pernapasan akut. Biasanya, batuk, rinitis, demam, dan sakit tenggorokan disebabkan oleh bakteri dan virus. Dan meskipun pada tahap penyakit tertentu mereka dapat memanifestasikan dirinya dengan cara yang sama, terapi mereka masih akan sangat berbeda.

Bakteri dan virus berperilaku berbeda dalam tubuh manusia:

• Bakteri adalah organisme hidup yang lengkap, cukup besar (hingga 5 mikron), mampu berkembang biak di lingkungan yang sesuai (pada selaput lendir, kulit, pada luka). Mikroba patogen mengeluarkan racun yang menyebabkan keracunan. Bakteri yang sama dapat menyebabkan infeksi dengan lokalisasi yang berbeda. Misalnya, Staphylococcus aureus mempengaruhi kulit, selaput lendir, dan dapat menyebabkan keracunan darah.
• Virus adalah agen infeksi non-seluler yang dapat berkembang biak hanya di dalam sel hidup, dan di lingkungan eksternal tidak memanifestasikan diri sebagai organisme hidup. Pada saat yang sama, virus selalu sangat terspesialisasi dan hanya dapat menginfeksi jenis sel tertentu. Misalnya, virus hepatitis hanya dapat menginfeksi hati. Virus jauh lebih kecil dari bakteri, ukurannya tidak melebihi 300 nm.

Saat ini, obat yang efektif telah dikembangkan untuk melawan bakteri -. Tetapi obat ini tidak bekerja pada virus, apalagi menurut Organisasi Kesehatan Dunia, terapi antibakteri untuk ARVI memperburuk kondisi pasien.

Gejala infeksi bakteri

Paling sering, infeksi pernapasan musiman berkembang di bawah pengaruh bakteri dan virus sesuai dengan skema berikut:

• 4-5 hari pertama menunjukkan infeksi virus.
• Pada hari ke 4-5, jika aturan untuk pengobatan infeksi virus pernapasan akut tidak diikuti, lesi bakteri bergabung.

Gejala infeksi bakteri dalam kasus ini adalah:

• Memburuknya kondisi pasien setelah perbaikan.
• Suhu tinggi (38°C ke atas).
• Nyeri hebat di dada (tanda perkembangan pneumonia).
• Perubahan warna lendir - keluarnya cairan kehijauan, putih atau kekuningan dari hidung dan dalam dahak yang keluar.
• Ruam pada kulit.

Jika mungkin untuk mengobati tanpa keterlibatan dokter, karena infeksi virus sembuh sendiri tanpa komplikasi dalam 4-7 hari, maka penyakit yang disebabkan oleh bakteri patogen harus dikonsultasikan oleh terapis atau dokter anak.

Infeksi bakteri lainnya ditandai dengan gejala berikut:

• Kerusakan umum.
• Proses inflamasi yang diucapkan - nyeri di daerah yang terkena, hiperemia, demam.
• nanah.

Cara penularan infeksi bakteri

Bakteri berbahaya masuk ke tubuh manusia dengan berbagai cara. Cara infeksi yang paling umum:

• Lintas udara.

Bakteri ditemukan di udara yang dihembuskan, dahak pasien, menyebar melalui batuk, bersin, dan bahkan berbicara. Rute penularan ini khas untuk infeksi saluran pernapasan, khususnya batuk rejan, difteri, demam berdarah.

• Hubungi rumah tangga.

Mikroba sampai ke seseorang melalui piring, gagang pintu, permukaan furnitur, handuk, telepon, mainan, dan banyak lagi. Selain itu, bakteri hidup dan spora bakteri dapat bertahan lama di dalam debu. Beginilah cara penularan TBC, difteri, disentri, penyakit yang disebabkan oleh aureus dan jenis staphylococcus aureus lainnya.

• Pencernaan (fecal-oral).

Bakteri masuk ke dalam tubuh melalui makanan atau air yang terkontaminasi. Rute penularan adalah karakteristik infeksi saluran cerna, khususnya demam tifoid, kolera, disentri.

• Seksual.

Infeksi terjadi selama hubungan seksual, ini adalah cara penularan IMS, termasuk sifilis dan gonore.

• Vertikal.

Bakteri memasuki janin selama kehamilan atau persalinan. Sehingga anak bisa tertular penyakit TBC, sifilis, leptospirosis.

Luka yang dalam berbahaya untuk perkembangan infeksi - di sinilah bakteri anaerob, termasuk basil tetanus, berkembang biak secara aktif. Orang dengan sistem kekebalan yang lemah juga lebih mungkin untuk tertular infeksi bakteri.

Jika Anda mencurigai adanya bakteri patogen, dokter mungkin menawarkan pilihan diagnostik berikut:

• Oleskan pada flora.

Jika dicurigai infeksi pernapasan, itu diambil dari selaput lendir hidung dan tenggorokan. Analisis ini juga populer untuk mendeteksi infeksi menular seksual. Dalam hal ini, bahan diambil dari vagina, saluran visceral, uretra.

• Kultur bakteriologis.

Ini berbeda dari apusan di mana biomaterial yang diambil tidak langsung diperiksa, tetapi ditempatkan di lingkungan yang menguntungkan untuk reproduksi bakteri. Setelah beberapa hari atau minggu, tergantung pada dugaan patogen, hasilnya dievaluasi - jika ada bakteri berbahaya dalam biomaterial, mereka tumbuh menjadi koloni. Bakposev juga bagus karena selama analisis, tidak hanya patogen yang ditentukan, tetapi juga kuantitasnya, serta sensitivitas mikroba terhadap antibiotik.

• Tes darah.

Infeksi bakteri dapat dideteksi dengan adanya antibodi, antigen dalam darah dan dengan formula leukosit.

Saat ini, biomaterial sering diperiksa dengan PCR (polymerase chain reaction), di mana infeksi dapat dideteksi bahkan dengan sejumlah kecil mikroba.

Tes positif dan infeksi bakteri

Karena banyak bakteri bersifat oportunistik dan pada saat yang sama hidup di dalam tubuh, pada selaput lendir dan kulit sebagian besar populasi, hasil analisis harus dapat diinterpretasikan dengan benar. Harus diingat bahwa hanya adanya bakteri pada seseorang bukanlah tanda infeksi bakteri dan bukan alasan untuk memulai pengobatan. Misalnya, norma untuk Staphylococcus aureus adalah 103-104. Dengan indikator ini, tidak diperlukan terapi. Selain itu, karena mikroflora setiap orang adalah individu, meskipun nilainya lebih tinggi, tetapi tidak akan ada gejala penyakit, indikatornya juga dapat dianggap normal.

Analisis untuk berbagai jenis bakteri ditentukan jika ada tanda-tanda infeksi:

• Merasa tidak enak.
• Pengeluaran purulen.
• Proses inflamasi.
• Lendir kehijauan, putih atau kuning dari hidung dan dalam dahak yang keluar.

Analisis positif untuk bakteri tanpa adanya gejala diambil untuk kontrol jika mikroba terdeteksi pada orang dari kelompok risiko: wanita hamil, anak-anak, orang pada periode pasca operasi, pasien dengan penurunan kekebalan dan penyakit penyerta. Dalam hal ini, disarankan untuk melakukan beberapa tes untuk melihat dinamika pertumbuhan koloni. Jika nilainya tidak berubah, maka sistem kekebalan mampu mengontrol reproduksi bakteri.

Bakteri di nasofaring

Bakteri di nasofaring dapat menyebabkan infeksi saluran pernapasan. Secara khusus, mereka adalah penyebab tonsilitis, tonsilitis bakteri dan faringitis, serta sinusitis. Menjalankan infeksi dapat menyebabkan banyak ketidaknyamanan, peradangan kronis, rinitis persisten, sakit kepala dan banyak lagi. Penyakit seperti itu sangat berbahaya karena bakteri berbahaya dapat turun melalui saluran pernapasan dan mempengaruhi paru-paru - menyebabkan pneumonia.

bakteri dalam urin

Idealnya, urin harus bebas dari berbagai mikroorganisme. Kehadiran bakteri dalam urin dapat menunjukkan analisis yang salah (di mana mikroba masuk ke bahan dari permukaan kulit dan selaput lendir), dalam hal ini dokter meminta untuk diperiksa lagi. Jika hasilnya dikonfirmasi, dan indikatornya melebihi 104 CFU / ml, bakteriuria (bakteri dalam urin) menunjukkan penyakit seperti itu:

• Kerusakan ginjal, khususnya pielonefritis.
• Sistitis.
• Uretritis.
• Proses inflamasi di saluran kemih, misalnya, sebagai akibat dari pemblokiran dengan kalkulus. Diamati pada urolitiasis.
• Prostatitis atau adenoma prostat.

Dalam beberapa kasus, bakteri dalam urin ditemukan pada penyakit yang tidak terkait dengan infeksi lokal. Analisis positif bisa dengan diabetes mellitus, serta lesi umum - sepsis.

Biasanya, saluran pencernaan dihuni oleh koloni berbagai bakteri. Secara khusus, ada:

• Bifidobakteri.
• Bakteri asam laktat (lactobacilli).
• Enterokokus.
• Clostridia.
• Streptokokus.
• Stafilokokus.
• Escherichia coli.

Peran bakteri yang membentuk mikroflora normal adalah untuk melindungi usus dari infeksi dan memastikan pencernaan yang normal. Oleh karena itu, seringkali biomaterial dari usus diperiksa justru karena kecurigaan dysbacteriosis, dan bukan karena adanya mikroorganisme patogen.

Namun, beberapa bakteri patogen dapat menyebabkan penyakit parah, yaitu ketika masuk ke saluran pencernaan. Di antara penyakit tersebut:

• Salmonellosis.
• Kolera.
• Botulisme.
• Disentri.

bakteri pada kulit

Pada kulit, serta pada selaput lendir nasofaring, di usus dan organ genital, keseimbangan mikroflora biasanya terbentuk. Bakteri hidup di sini - lebih dari 100 spesies, di antaranya epidermal dan Staphylococcus aureus, streptokokus sering ditemukan. Dengan penurunan kekebalan, dan terutama pada anak-anak, mereka dapat memicu lesi kulit, menyebabkan nanah, bisul dan bisul, streptoderma, panaritium, dan penyakit lainnya.

Pada masa remaja, reproduksi aktif bakteri menyebabkan jerawat dan jerawat.

Bahaya utama mikroba pada kulit adalah kemungkinan masuknya mereka ke dalam aliran darah, luka, dan kerusakan lain pada epidermis. Dalam hal ini, mikroorganisme yang tidak berbahaya pada kulit dapat menyebabkan penyakit serius, bahkan menyebabkan sepsis.

Penyakit yang disebabkan oleh bakteri

Bakteri adalah penyebab infeksi di seluruh tubuh. Mereka mempengaruhi saluran pernapasan, menyebabkan proses inflamasi pada kulit, menyebabkan penyakit pada usus dan sistem genitourinari.

Penyakit saluran pernafasan dan paru-paru

Angina

Angina adalah lesi akut pada amandel. Penyakit ini khas untuk anak-anak.

Patogen:

• Streptococci, jarang staphylococci dan bentuk bakteri lainnya.

Gejala khas:

• radang amandel dengan lapisan keputihan, nyeri saat menelan, suara serak, demam tinggi, tidak ada rinitis.

Risiko penyakit:

• jika sakit tenggorokan tidak diobati dengan cukup baik, penyakit jantung reumatoid dapat menjadi komplikasi - bakteri berbahaya menyebar melalui darah dan menyebabkan cacat katup jantung. Akibatnya, gagal jantung dapat berkembang.

Batuk rejan adalah penyakit menular berbahaya yang terutama menyerang anak-anak. Sangat menular, bakteri ditularkan melalui tetesan udara, oleh karena itu, tanpa tingkat imunisasi yang memadai dari populasi, epidemi mudah disebabkan.

Patogen:

• Bordetella pertusis.

Gejala khas:

• penyakit pada awalnya berlangsung seperti flu biasa, kemudian muncul batuk menggonggong paroksismal yang khas, yang mungkin tidak hilang selama 2 bulan, setelah serangan anak bisa muntah.

Risiko penyakit:

• Batuk rejan paling berbahaya bagi anak-anak di tahun pertama kehidupan, karena dapat menyebabkan henti napas dan kematian. Komplikasi khas adalah pneumonia, bronkitis, croup palsu. Dari serangan batuk parah, sangat jarang terjadi pendarahan otak atau pneumotoraks.

Radang paru-paru

Peradangan pada paru-paru dapat disebabkan oleh bakteri dan virus, serta beberapa jamur. Pneumonia bakteri, komplikasi paling umum dari infeksi virus pernapasan, dapat berkembang setelah flu. Juga, multiplikasi bakteri di paru-paru khas untuk pasien terbaring di tempat tidur, orang tua, pasien dengan penyakit paru-paru kronis dan gangguan pernapasan, dengan dehidrasi.

Patogen:

• Stafilokokus, pneumokokus, Pseudomonas aeruginosa dan lain-lain.

Gejala khas:

• demam parah (sampai 39 ° C ke atas), batuk dengan dahak kehijauan atau kekuningan yang berlebihan, nyeri dada, sesak napas, sesak napas.

Risiko penyakit:

• tergantung pada patogen. Dengan perawatan yang tidak memadai, henti napas dan kematian mungkin terjadi.

Tuberkulosis

Tuberkulosis adalah salah satu penyakit paru-paru paling berbahaya yang sulit diobati. Di Rusia, tuberkulosis telah menjadi penyakit yang signifikan secara sosial sejak 2004, karena jumlah orang yang terinfeksi jauh lebih tinggi daripada di negara maju. Kembali pada tahun 2013, hingga 54 kasus infeksi per 100.000 orang tercatat.

Patogen:

• mikobakterium, basil Koch.

Gejala khas:

• penyakit ini mungkin tidak memanifestasikan dirinya untuk waktu yang lama, kemudian batuk terjadi, malaise umum, seseorang kehilangan berat badan, suhu subfebrile (37-38 ° C) diamati selama sebulan atau lebih, perona pipi yang menyakitkan. Kemudian, hemoptisis dan nyeri hebat muncul.

Risiko penyakit:

• Ciri-ciri bakteri penyebab tuberkulosis adalah berkembangnya resistensi terhadap antibiotik. Oleh karena itu, infeksi sulit diobati dan dapat menyebabkan kematian atau kecacatan. Komplikasi yang umum adalah penyakit jantung.

Difteri merupakan penyakit menular yang 90% kasusnya mengenai saluran pernapasan bagian atas. Difteri sangat berbahaya bagi anak kecil.

Patogen:

• Corynebacterium diphtheriae (basil Leffler).

Gejala khas:

• nyeri saat menelan, hiperemia amandel dan lapisan putih spesifik pada mereka, pembengkakan kelenjar getah bening, sesak napas, demam tinggi, keracunan umum pada tubuh.

Risiko penyakit:

• Tanpa pengobatan tepat waktu, difteri berakibat fatal. Sel bakteri tersebut mampu menghasilkan eksotoksin, sehingga orang yang sakit dapat meninggal karena keracunan, yang mempengaruhi jantung dan sistem saraf.

Infeksi usus

salmonellosis

Salmonellosis adalah salah satu infeksi usus paling umum yang dapat terjadi dalam berbagai bentuk. Terkadang bakteri menyebabkan lesi yang parah, tetapi ada kalanya penyakitnya ringan atau tidak menunjukkan gejala sama sekali.

Patogen:

• Salmonella.

Gejala khas:

• suhu tinggi (hingga 38-39 ° C), kedinginan, sakit perut, muntah, diare, keracunan tubuh yang parah, di mana seseorang melemah tajam.

Risiko penyakit:

• Tergantung pada bentuk perjalanannya, pada infeksi berat, racun bakteri dapat menyebabkan gagal ginjal atau peritonitis. Anak-anak berisiko mengalami dehidrasi.

Disentri

Disentri adalah infeksi usus yang mempengaruhi orang-orang dari segala usia. Paling sering direkam pada periode panas musim panas.

Patogen:

• 4 jenis bakteri Shigella.

Gejala khas:

• Kotoran encer berwarna hijau tua dengan kotoran darah dan nanah, mual, sakit kepala, kehilangan nafsu makan.

Risiko penyakit:

• dehidrasi, yang mengarah pada perlekatan berbagai peradangan, serta keracunan tubuh. Dengan pengobatan yang tepat, kekebalan yang baik dan asupan cairan yang cukup, kehidupan bakteri Shigella berhenti dalam 7-10 hari. Jika tidak, komplikasi serius mungkin terjadi - perforasi usus.

Gonorea

Gonore ditularkan secara eksklusif melalui kontak seksual, tetapi dalam kasus yang jarang terjadi, infeksi dapat ditularkan dari ibu ke anak saat melahirkan (bayi mengalami konjungtivitis). Bakteri penyebab gonore dapat tumbuh di anus atau tenggorokan, tetapi paling sering menyerang alat kelamin.

Patogen:

• Gonokokus.

Gejala khas:

• kemungkinan perjalanan penyakit tanpa gejala: pada pria pada 20%, pada wanita - lebih dari 50%. Dalam bentuk akut, ada rasa sakit saat buang air kecil, keluarnya cairan putih-kuning dari penis dan vagina, rasa terbakar dan gatal.

Risiko penyakit:

• Jika tidak diobati, infeksi dapat menyebabkan kemandulan dan juga dapat merusak kulit, persendian, sistem kardiovaskular, hati, dan otak.

Sipilis

Sifilis ditandai dengan perkembangan yang lambat, gejala muncul secara bertahap dan tidak berkembang dengan cepat. Perjalanan penyakit yang khas adalah pergantian eksaserbasi dan remisi. Infeksi rumah tangga, banyak dokter mempertanyakan, dalam sebagian besar kasus, bakteri ditularkan ke manusia secara seksual.

Patogen:

• Treponema pucat.

Gejala khas:

• pada tahap pertama, borok muncul di alat kelamin, yang sembuh dengan sendirinya dalam 1-1,5 bulan, peningkatan kelenjar getah bening diamati. Setelah 1-3 bulan, muncul ruam pucat di sekujur tubuh, pasien merasa lemas, suhu bisa naik, gejalanya mirip flu.

Risiko penyakit:

• bakteri patogen akhirnya menyebabkan perkembangan sifilis tersier (30% dari semua yang terinfeksi), yang mempengaruhi aorta, otak dan punggung, otak, tulang dan otot. Mungkin perkembangan kerusakan pada sistem saraf - neurosifilis.

klamidia

Chlamydia adalah infeksi menular seksual yang sering tanpa gejala. Selain itu, bakteri patogen sulit dideteksi, analisis PCR diresepkan untuk diagnosis.

Patogen:

• Klamidia.

Gejala khas:

• dalam bentuk akut, keluarnya cairan dari organ genital (biasanya transparan), nyeri saat buang air kecil, keluarnya darah.

Risiko penyakit:

• pada pria - radang epididimis, pada wanita - radang rahim dan pelengkap, infertilitas, sindrom Reiter (radang uretra).

Infeksi meningokokus

Infeksi meningokokus adalah sekelompok penyakit yang disebabkan oleh satu patogen, tetapi terjadi dalam bentuk yang berbeda. Seseorang mungkin pembawa bakteri tanpa gejala, dan dalam kasus lain, mikroba menyebabkan infeksi umum yang menyebabkan kematian.

Patogen:

• Meningokokus.

Gejala khas:

• bervariasi dengan tingkat keparahan penyakit. Infeksi dapat memanifestasikan dirinya sebagai pilek ringan, dalam kasus yang parah, meningococcemia berkembang, ditandai dengan timbulnya penyakit akut, munculnya ruam merah (tidak hilang dengan tekanan), suhu naik, kebingungan diamati.

Risiko penyakit:

• dalam bentuk parah, nekrosis jaringan berkembang, gangren pada jari dan ekstremitas, dan kerusakan otak mungkin terjadi. Dengan perkembangan syok toksik menular, kematian dengan cepat terjadi.

Tetanus

Tetanus adalah infeksi berbahaya yang berkembang pada luka di kulit. Agen penyebab membentuk spora bakteri, dalam bentuk yang ditemukan di lingkungan eksternal. Ketika memasuki luka, ia dengan cepat berkecambah. Oleh karena itu, setiap cedera serius memerlukan pencegahan infeksi - pengenalan toksoid tetanus.

Patogen:

• Tongkat tetanus.

Gejala khas:

• Tetanus mempengaruhi sistem saraf pusat, awalnya dimanifestasikan oleh ketegangan tonik otot rahang (sulit bagi seseorang untuk berbicara, membuka mulutnya), kemudian menyebar ke seluruh tubuh, lengkungan pasien karena hipertonisitas otot, dan pada akhir gagal napas berkembang.

Risiko penyakit:

• bahaya utama adalah racun yang dikeluarkan bakteri, dialah yang menyebabkan gejala parah. Akibat keracunan, ketegangan tonik semua otot terjadi, termasuk diafragma dan otot interkostal, akibatnya seseorang tidak dapat bernapas dan meninggal karena hipoksia.

Pengobatan penyakit bakteri

Setiap infeksi bakteri memerlukan pengobatan yang terencana, karena bakteri dapat menyebabkan kerusakan serius pada tubuh. Hanya dokter yang memilih rejimen pengobatan yang sesuai, yang tidak hanya bergantung pada jenis penyakitnya, tetapi juga pada tingkat keparahannya.

Antibiotik

Antibiotik dianggap sebagai pengobatan utama untuk semua infeksi yang disebabkan oleh bakteri berbahaya. Sejak penemuan penisilin pada tahun 1920-an, banyak penyakit telah berubah dari yang fatal menjadi dapat disembuhkan. Jumlah komplikasi setelah operasi telah menurun, dan, dari mana setiap orang keempat meninggal, tetap menjadi penyakit berbahaya hanya untuk orang-orang dari kelompok risiko.

Antibiotik modern dapat dibagi menjadi dua kelompok:

• Bakterisida - membunuh bakteri patogen.
• Bakteriostatik - memperlambat pertumbuhan, menghentikan reproduksi bakteri.

Yang pertama memiliki efek yang lebih jelas, tetapi obat-obatan dari kelompok kedua lebih sering diresepkan, karena, sebagai suatu peraturan, mereka menyebabkan lebih sedikit komplikasi.

Juga merupakan kebiasaan untuk membagi obat menurut spektrum aksi:

• Antibiotik spektrum luas (penisilin, tetrasiklin, makrolida) digunakan untuk membunuh berbagai jenis bakteri. Mereka efektif dalam kasus ketika pengobatan harus segera dimulai, bahkan sebelum tes. Penisilin paling sering diresepkan untuk infeksi bakteri pernapasan.
• Antibiotik yang aktif melawan sejumlah spesies bakteri (sering diresepkan untuk tuberkulosis dan infeksi spesifik lainnya).

Antibiotik apa pun harus diminum secara berurutan, karena jika pengobatan terganggu, bakteri hidup yang tersisa dengan cepat memulihkan koloni.

Masalah dalam penggunaan antibiotik

Meskipun penggunaan antibiotik secara luas, dokter saat ini mencari obat alternatif untuk mengobati infeksi bakteri. Ini karena beberapa kelemahan signifikan dari obat ini:

• Perkembangan resistensi pada bakteri.

Banyak mikroorganisme telah mengembangkan mekanisme pertahanan terhadap obat-obatan, dan penggunaan antibiotik klasik tidak lagi efektif. Misalnya, penisilin generasi pertama, yang secara aktif melawan stafilokokus dan streptokokus, tidak digunakan saat ini. Staphylococcus aureus telah belajar mensintesis enzim penisilinase, yang menghancurkan antibiotik. Bahaya khusus adalah strain bakteri baru yang telah mengembangkan resistensi terhadap obat generasi terbaru - yang disebut superbug. Yang paling terkenal adalah Staphylococcus aureus yang resisten methicillin. Juga, Pseudomonas aeruginosa dan enterococci dengan cepat mengembangkan resistensi.

• Penggunaan antibiotik spektrum luas menyebabkan dysbacteriosis.

Setelah perawatan seperti itu, keseimbangan mikroflora terganggu secara signifikan, komplikasi sering berkembang, tubuh melemah tidak hanya oleh penyakit, tetapi juga oleh aksi obat-obatan. Penggunaan obat-obatan terbatas pada kelompok populasi tertentu: wanita hamil, anak-anak, pasien dengan kerusakan hati dan ginjal, dan kategori lainnya.

bakteriofag

Alternatif untuk antibiotik bisa jadi bakteriofag, virus yang membunuh kelas bakteri tertentu. Di antara kelebihan obat-obatan tersebut:

• Kemungkinan kecil untuk mengembangkan resistensi, karena bakteriofag adalah organisme yang telah hidup di Bumi selama beberapa miliar tahun dan terus menginfeksi sel bakteri.
• Mereka tidak melanggar mikroflora, karena mereka adalah obat khusus - hanya efektif dalam kaitannya dengan jenis mikroorganisme tertentu.
• Dapat digunakan oleh orang yang berisiko.

Sediaan yang mengandung bakteriofag sudah tersedia di apotek saat ini. Tapi tetap saja, terapi semacam itu kalah dengan antibiotik. Banyak penyakit memerlukan pengobatan segera, yang berarti bahwa obat spektrum luas diperlukan, sementara bakteriofag sangat terspesialisasi - mereka hanya dapat diresepkan setelah patogen diidentifikasi. Selain itu, virus yang diketahui saat ini tidak mampu menghancurkan sejumlah besar bakteri patogen seperti antibiotik.

Perawatan lainnya

WHO tidak merekomendasikan penggunaan antibiotik untuk semua jenis infeksi bakteri. Jika mikroba tidak memiliki patogenisitas tinggi, dan penyakit berlanjut tanpa komplikasi, pengobatan simtomatik sudah cukup - penggunaan antipiretik, obat penghilang rasa sakit, vitamin kompleks, minuman keras dan hal-hal lain. Seringkali sistem kekebalan itu sendiri dapat menekan reproduksi koloni mikroorganisme patogen. Namun, dalam hal ini, pasien harus berada di bawah pengawasan dokter yang akan memutuskan kelayakan metode terapi tertentu.

Vaksin yang efektif telah dikembangkan untuk banyak infeksi bakteri yang mematikan. Vaksinasi direkomendasikan untuk penyakit berikut:

• Tuberkulosis.
• Infeksi Haemophilus.
• Infeksi pneumokokus.
• Difteri (digunakan toksoid - vaksin yang membantu memproduksi antibodi terhadap toksin bakteri).
• Tetanus (digunakan toksoid).

Bakteri, nutrisi dan pencernaan

Bakteri hidup dalam makanan saja dapat memulihkan mikroflora usus, membantu saluran pencernaan, dan membuang racun. Yang lain, sebaliknya, masuk ke saluran pencernaan dengan makanan, menyebabkan infeksi berbahaya dan keracunan serius.

• Bakteri patogen sering berkembang biak dalam produk dengan pelanggaran aturan penyimpanan. Dan berkembang biaknya bakteri anaerob sangat berbahaya di sini, yang dengan mudah meningkatkan jumlah mereka bahkan dalam barang-barang dalam kemasan tertutup dan makanan kaleng.
• Cara lain kontaminasi makanan adalah melalui tangan atau peralatan yang tidak dicuci (pisau, talenan, dll.). Oleh karena itu, keracunan makanan mudah didapat setelah makanan jajanan yang disiapkan tanpa memperhatikan standar sanitasi.
• Perlakuan panas yang tidak memadai atau ketidakhadirannya juga meningkatkan kemungkinan reproduksi berbagai bentuk bakteri patogen.

Obat-obatan dengan bakteri hidup

Persiapan dengan bakteri hidup yang menguntungkan sering direkomendasikan oleh ahli gizi untuk berbagai gangguan pada saluran pencernaan. Mereka membantu dengan kembung, perut kembung, berat, pencernaan makanan yang buruk, sering keracunan.

Jika dysbacteriosis parah, dokter dapat merekomendasikan obat untuk memulihkan mikroflora.

• Probiotik adalah produk yang mengandung bakteri hidup yang menguntungkan.

Obat ini tersedia dalam kapsul dengan cangkang yang melindungi koloni mikroorganisme dan membantu mengantarkannya ke usus dalam bentuk hidup.

• Prebiotik adalah preparat karbohidrat yang mengandung nutrisi untuk bakteri menguntungkan.

Obat-obatan semacam itu diresepkan jika usus dihuni oleh bifidus dan lactobacilli, tetapi koloninya tidak cukup besar.

Bakteri asam laktat adalah kelompok luas mikroorganisme yang mampu memproses glukosa dengan pelepasan asam laktat. Faktanya, ini berarti bahwa mikroba inilah yang terlibat dalam proses fermentasi susu - dengan bantuan mereka, semua produk susu fermentasi dibuat. Makanan tidak rusak lebih lama justru berkat bakteri asam laktat - lingkungan asam yang mereka ciptakan mencegah pertumbuhan patogen. Mereka menunjukkan fungsi pelindung yang sama di usus manusia.

Produk utama yang mengandung bakteri asam laktat:

• Yoghurt tanpa aditif.
• Kultur starter, kefir dan minuman susu fermentasi lainnya.
• susu acidophilus.
• Keju keras.
• Kol parut.

Tabel bakteri utama

Bakteri patogen

Bakteri dalam tabel disajikan oleh jenis utama mikroba yang dapat menyebabkan penyakit. Namun, banyak dari mereka juga termasuk bakteri non-patogen atau oportunistik.

Nama	bakteri	Jenis pernapasan		Penyakit yang disebabkan oleh bakteri
Stafilokokus		Anaerob fakultatif		Staphylococcus aureus paling memprovokasi penyakit purulen. Termasuk: lesi kulit, pneumonia, sepsis. Staphylococcus epidermidis menyebabkan komplikasi purulen pada periode pasca operasi, dan saprofit - sistitis dan uretritis (bakteri ditemukan dalam urin).
streptokokus		Anaerob fakultatif		Demam berdarah, rematik (demam rematik akut), radang amandel, faringitis, pneumonia, endokarditis, meningitis, abses.
Klostridia		bakteri anaerob		Bakteri dapat menjadi bagian dari mikroflora yang sehat. Pada saat yang sama, beberapa spesies mampu mengeluarkan racun terkuat yang diketahui - toksin botulinum exotoxin. Clostridia adalah agen penyebab tetanus, gangren gas, dan botulisme.
		Aerob, anaerob fakultatif		Jenis bakteri tertentu menyebabkan antraks dan infeksi usus. Genus ini juga termasuk Escherichia coli - perwakilan mikroflora yang sehat.
Enterokokus		Anaerob fakultatif		Infeksi saluran kemih, endokarditis, meningitis, sepsis.

Bakteri menguntungkan

Tabel bakteri mewakili jenis mikroba yang penting bagi manusia.

Nama	bentuk bakteri	Jenis pernapasan	Manfaat bagi tubuh
bifidobakteri		anaerob	Bakteri manusia, yang merupakan bagian dari mikroflora usus dan vagina, membantu menormalkan pencernaan (obat dengan bifidobacteria diresepkan untuk diare), mengasimilasi vitamin. Keunikan bakteri adalah mereka mencegah reproduksi staphylococci, shigella, jamur candida.
	Cocci, tongkat	Aerob yang membutuhkan konsentrasi oksigen berkurang (bakteri mikroaerofilik)	Sekelompok bakteri yang disatukan oleh satu karakteristik - kemampuan untuk menyebabkan fermentasi asam laktat. Digunakan dalam industri makanan, adalah bagian dari probiotik.
Streptomycetes	Bakteri dapat membentuk filamen yang mirip dengan miselium jamur		Mikroorganisme hidup di tanah dan air laut. Bakteri memainkan peran penting dalam farmakologi. Digunakan oleh manusia untuk produksi antibiotik: streptomisin, eritromisin, tetrasiklin, vankomisin. Secara khusus, streptomisin telah lama menjadi obat anti-tuberkulosis utama. Juga digunakan untuk produksi obat antijamur (nystatin) dan antikanker (daunorubicin).

Bioteknologi modern didasarkan pada banyak ilmu: genetika, mikrobiologi, biokimia, ilmu alam. Objek utama studi mereka adalah bakteri dan mikroorganisme. Ini adalah penggunaan bakteri yang memecahkan banyak masalah dalam bioteknologi. Saat ini, ruang lingkup penggunaannya dalam kehidupan manusia begitu luas dan beragam sehingga memberikan kontribusi yang tak ternilai bagi pengembangan industri seperti:

• obat-obatan dan perawatan kesehatan;
• Peternakan;
• produksi tanaman;
• industri ikan;
• industri makanan;
• pertambangan dan energi;
• industri berat dan ringan;
• tangki kotoran;
• ekologi.

Bidang aplikasi bakteri dalam farmakologi dan kedokteran begitu luas dan signifikan sehingga peran mereka dalam pengobatan banyak penyakit pada manusia sangat berharga. Dalam hidup kita, mereka diperlukan saat membuat pengganti darah, antibiotik, asam amino, enzim, obat antivirus dan antikanker, sampel DNA untuk diagnostik, obat hormonal.

Para ilmuwan telah memberikan kontribusi yang tak ternilai bagi pengobatan dengan mengidentifikasi gen yang bertanggung jawab atas hormon insulin. Dengan menanamkannya ke dalam bakteri coli, mereka mendapatkan produksi insulin, menyelamatkan nyawa banyak pasien. Ilmuwan Jepang telah menemukan bakteri yang mengeluarkan zat yang menghancurkan plak, sehingga mencegah munculnya karies pada manusia.

Dari bakteri termofilik, sebuah gen diturunkan yang mengkodekan enzim yang bernilai dalam penelitian ilmiah, karena mereka tidak sensitif terhadap suhu tinggi. Dalam produksi vitamin dalam pengobatan, mikroorganisme Clostridium digunakan, sambil memperoleh riboflavin, yang memainkan peran penting dalam kesehatan manusia.

Kemampuan bakteri untuk menghasilkan zat antibakteri digunakan untuk membuat antibiotik, memecahkan masalah mengobati banyak penyakit menular, sehingga menyelamatkan nyawa lebih dari satu orang.

Dalam farmakologi, pembuatan obat dan vaksin sintetik, yang meliputi imunoregulator, alkaloid, nukleotida, dan enzim, juga tidak mungkin tanpa mikroorganisme.

Peternakan

Untuk menambah berat badan dan meningkatkan laju pertumbuhan individu muda, suplemen protein-vitamin, enzim digunakan, produsennya adalah bakteri fotosintetik. Sehingga mengurangi konsumsi pakan dan meningkatkan produktivitas. Dalam produksi silase, komune E.coli, Lactis aerogenes, yang merupakan mikroorganisme asam laktat, digunakan. Asam amino esensial lisin, yang digunakan sebagai bahan tambahan makanan di peternakan, dihasilkan dari bakteri seperti Corynebacterium glutamicum, Brevibacterium sp, dan Escherichia coli.

Penggunaan bakteri umum dalam penciptaan keturunan yang sangat produktif, hormon pertumbuhan dan transplantasi sel yang dibuahi. Persiapan dibuat atas dasar Bac. subtilis dan Bac. Licheniformis digunakan dalam kedokteran hewan dalam pengobatan banyak penyakit.

Industri pertanian

Penggunaan pestisida dan pupuk di sektor pertanian menimbulkan dampak negatif terhadap mikroflora tanah. Bakteri aerob dan anaerob digunakan untuk menghancurkan zat berbahaya.

Penggunaan pupuk bakteri membantu meningkatkan hasil. Preparat bakteri penahan nitrogen diperoleh dari sel Klebsiella dan Chromatium. Hal ini memungkinkan tanaman untuk menyerap nitrogen yang terkandung di udara. Phosphobacterin diperoleh dari Bacillus megathrtium, yang meningkatkan kandungan fosfor dalam tanah dan nitrogen dalam massa hijau. Sebagai bioproteksi tanaman dari berbagai hama, telah dikembangkan sediaan mikrobiologi berbasis bakteri yang tidak merugikan manusia.

industri ikan

Bioteknologi yang digunakan dalam budidaya ikan memungkinkan terciptanya breed ikan yang tahan terhadap banyak penyakit dan breed dengan tingkat pertumbuhan yang tinggi. Juga, aditif pakan, enzim dan obat-obatan dibuat dari bakteri yang diproduksi di industri perikanan.

industri makanan

Penggunaan luas bioteknologi dalam fermentasi dan industri makanan. Penggunaan bakteri asam laktat dalam pembuatan kefir, koumiss dan produk susu fermentasi meningkatkan rasa dan daya cernanya. Ini dicapai dengan fakta bahwa enzim yang disekresikan menguraikan gula susu menjadi alkohol dan karbon dioksida. Untuk meningkatkan kualitas produk confectionery dan menjaga kesegaran produk bakery di industri makanan, digunakan enzim yang dihasilkan dari Bac.subtilis.

Ekstraksi dan pemrosesan mineral

Penggunaan bioteknologi dalam industri ekstraktif dapat secara signifikan mengurangi biaya dan biaya energi. Dengan demikian, penggunaan bakteri litotrofik (Thiobacillus ferrooxidous), dengan kemampuannya mengoksidasi besi, digunakan dalam hidrometalurgi. Karena pencucian bakteri, logam mulia ditambang dari batuan dengan bantalan rendah. Bakteri yang mengandung metana digunakan untuk meningkatkan produksi minyak. Ketika minyak diekstraksi dengan cara biasa, tidak lebih dari setengah dari cadangan alam diekstraksi dari perut, dan dengan bantuan mikroorganisme, pelepasan cadangan yang lebih efisien terjadi.

Industri ringan dan berat

Pencucian mikrobiologis digunakan di tambang tua untuk menghasilkan seng, nikel, tembaga, kobalt. Dalam industri pertambangan, bakteri sulfat digunakan untuk reaksi reduksi di tambang tua, karena residu asam sulfat memiliki efek merusak pada penyangga, material, dan lingkungan. Mikroorganisme anaerob berkontribusi pada dekomposisi bahan organik secara menyeluruh. Properti ini digunakan untuk pemurnian air di industri metalurgi.

Seseorang menggunakan bakteri dalam produksi wol, kulit buatan, bahan baku tekstil, untuk keperluan wewangian dan kosmetik.

Pengolahan limbah dan air

Bakteri yang terlibat dalam dekomposisi digunakan untuk membersihkan septic tank. Dasar dari metode ini adalah bahwa mikroorganisme memakan limbah. Metode ini memastikan penghapusan bau dan desinfeksi air limbah. Mikroorganisme yang digunakan dalam septic tank ditanam di laboratorium. Hasil tindakan mereka ditentukan oleh penguraian bahan organik menjadi zat sederhana yang tidak berbahaya bagi lingkungan. Tergantung pada jenis septic tank, mikroorganisme anaerobik atau aerobik dipilih. Mikroorganisme aerobik, selain septic tank, digunakan dalam biofilter.

Mikroorganisme juga diperlukan untuk menjaga kualitas air di waduk dan saluran air, untuk membersihkan permukaan laut dan samudera yang tercemar dari produk minyak.

Dengan perkembangan bioteknologi dalam kehidupan kita, umat manusia telah melangkah maju di hampir semua bidang aktivitasnya.

Bakteri adalah mikroorganisme non-nuklir bersel tunggal yang termasuk dalam kelas prokariota. Hingga saat ini, ada lebih dari 10 ribu spesies yang dipelajari (diasumsikan ada sekitar satu juta di antaranya), banyak di antaranya bersifat patogen dan dapat menyebabkan berbagai penyakit pada manusia, hewan, dan tumbuhan.

Untuk reproduksi mereka, jumlah oksigen yang cukup dan kelembaban optimal diperlukan. Ukuran bakteri bervariasi dari sepersepuluh mikron hingga beberapa mikron, dalam bentuk mereka dibagi menjadi bulat (kokus), berbentuk batang, berserabut (spirilla), dalam bentuk batang melengkung (vibrio).

Organisme pertama yang muncul miliaran tahun yang lalu

(Bakteri dan mikroba di bawah mikroskop)

Bakteri memainkan peran yang sangat penting di planet kita, menjadi peserta penting dalam setiap siklus biologis zat, dasar bagi keberadaan semua kehidupan di Bumi. Sebagian besar senyawa organik dan anorganik berubah secara signifikan di bawah pengaruh bakteri. Bakteri, yang muncul di planet kita lebih dari 3,5 miliar tahun yang lalu, berdiri di sumber utama dasar cangkang hidup planet ini dan masih aktif memproses bahan organik mati dan hidup dan melibatkan hasil proses metabolisme dalam siklus biologis. .

(Struktur bakteri)

Bakteri tanah saprofit memainkan peran besar dalam proses pembentukan tanah, merekalah yang memproses sisa-sisa organisme tumbuhan dan hewan dan membantu dalam pembentukan humus dan humus, yang meningkatkan kesuburannya. Peran paling penting dalam proses peningkatan kesuburan tanah dimainkan oleh bakteri simbion pengikat nitrogen yang "hidup" di akar tanaman polong-polongan; berkat mereka, tanah diperkaya dengan senyawa nitrogen berharga yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman. Mereka menangkap nitrogen dari udara, mengikatnya dan membuat senyawa dalam bentuk yang tersedia untuk tanaman.

Pentingnya bakteri dalam siklus zat di alam

Bakteri memiliki kualitas sanitasi yang sangat baik, mereka menghilangkan kotoran dalam air limbah, memecah bahan organik, mengubahnya menjadi anorganik yang tidak berbahaya. Cyanobacteria unik yang berasal dari laut dan samudera purba 2 miliar tahun yang lalu mampu melakukan fotosintesis, mereka memasok oksigen molekuler ke lingkungan, dan dengan demikian membentuk atmosfer bumi dan menciptakan lapisan ozon yang melindungi planet kita dari efek berbahaya sinar ultraviolet. . Banyak mineral telah diciptakan selama ribuan tahun oleh aksi udara, suhu, air dan bakteri pada biomassa.

Bakteri adalah organisme paling umum di Bumi, mereka menentukan batas atas dan bawah biosfer, menembus ke mana-mana dan dibedakan oleh daya tahan yang luar biasa. Jika tidak ada bakteri, hewan dan tumbuhan yang mati tidak akan diproses lebih lanjut, tetapi hanya terakumulasi dalam jumlah besar, tanpa mereka siklus biologis menjadi tidak mungkin, dan zat tidak akan dapat kembali ke alam lagi.

Bakteri adalah mata rantai penting dalam rantai makanan trofik, mereka bertindak sebagai pengurai, meletakkan sisa-sisa hewan dan tumbuhan yang mati, sehingga membersihkan Bumi. Banyak bakteri memainkan peran simbion dalam tubuh mamalia dan membantu mereka menguraikan serat, yang tidak dapat mereka cerna. Proses kehidupan bakteri adalah sumber vitamin K dan vitamin B, yang memainkan peran penting dalam fungsi normal organisme mereka.

Bakteri menguntungkan dan berbahaya

Sejumlah besar bakteri patogen dapat membawa kerugian besar bagi kesehatan manusia, hewan peliharaan dan tanaman budidaya, yaitu menyebabkan penyakit menular seperti disentri, TBC, kolera, bronkitis, brucellosis dan antraks (hewan), bakteriosis (tanaman).

Ada bakteri yang membawa manfaat bagi seseorang dan aktivitas ekonominya. Orang telah belajar menggunakan bakteri dalam produksi industri, membuat aseton, etil dan butil alkohol, asam asetat, enzim, hormon, vitamin, antibiotik, protein dan preparat vitamin. Kekuatan pembersihan bakteri digunakan di pabrik pengolahan air, untuk mengolah air limbah dan untuk mengubah organik menjadi zat anorganik yang tidak berbahaya. Pencapaian modern para insinyur genetika telah memungkinkan untuk memperoleh obat-obatan seperti insulin, interferon dari bakteri Escherichia coli, pakan dan protein makanan dari beberapa bakteri. Di pertanian, pupuk bakteri khusus digunakan, dan dengan bantuan bakteri, petani memerangi berbagai gulma dan serangga berbahaya.

(Sandal ciliates hidangan favorit bakteri)

Bakteri terlibat dalam proses penyamakan kulit, pengeringan daun tembakau, mereka digunakan untuk membuat sutra, karet, kakao, kopi, rendam rami, linen, dan pencucian logam. Mereka terlibat dalam proses pembuatan obat-obatan, antibiotik kuat seperti tetrasiklin dan streptomisin. Tanpa bakteri asam laktat yang menyebabkan proses fermentasi, proses pembuatan produk susu seperti yogurt, susu panggang fermentasi, acidophilus, krim asam, mentega, kefir, yogurt, dan keju cottage tidak mungkin dilakukan. Juga, bakteri asam laktat terlibat dalam proses pengawetan mentimun, asinan kubis, pakan ensiling.

Mikroorganisme dan produk metabolismenya saat ini banyak digunakan dalam industri, pertanian, dan obat-obatan.

Sejarah penggunaan mikroorganisme

Sejak 1000 SM, orang Romawi, Fenisia, dan orang-orang dari peradaban awal lainnya mengekstraksi tembaga dari air tambang atau air yang merembes melalui badan bijih. Pada abad ke-17 Welsh di Inggris (county of Wales) dan pada abad XVIII. orang Spanyol di deposit Rio Tinto menggunakan proses "pencucian" ini untuk mengekstraksi tembaga dari mineral yang mengandungnya. Para penambang purba ini bahkan tidak menduga bahwa bakteri berperan aktif dalam proses ekstraksi logam tersebut. Saat ini, proses ini, yang dikenal sebagai pencucian bakteri, digunakan dalam skala besar di seluruh dunia untuk mengekstraksi tembaga dari bijih miskin yang mengandung ini dan logam berharga lainnya dalam jumlah kecil. Pencucian biologis juga digunakan (walaupun kurang luas) untuk melepaskan uranium. Sejumlah penelitian telah dilakukan pada sifat organisme yang terlibat dalam proses pencucian logam, sifat biokimia dan kemungkinan aplikasi di bidang ini. Hasil studi ini menunjukkan, khususnya, bahwa pelindian bakteri dapat digunakan secara luas di industri pertambangan dan, tampaknya, akan dapat sepenuhnya memenuhi kebutuhan akan teknologi yang hemat energi dan ramah lingkungan.

Agak kurang dikenal, tetapi sama pentingnya, adalah penggunaan mikroorganisme di industri pertambangan untuk mengekstrak logam dari larutan. Beberapa teknologi progresif sudah mencakup proses biologis untuk mendapatkan logam dalam keadaan terlarut atau dalam bentuk partikel padat "dari air cucian sisa dari pengolahan bijih. Kemampuan mikroorganisme untuk mengakumulasi logam telah lama diketahui, dan para peminat telah lama bermimpi menggunakan mikroba untuk mengekstrak logam berharga dari air laut. Penelitian yang dilakukan menghilangkan beberapa harapan dan sebagian besar menentukan bidang penerapan mikroorganisme. Pemulihan logam dengan partisipasi mereka tetap merupakan cara yang menjanjikan untuk menangani limbah industri yang terkontaminasi logam dengan murah, serta memperoleh logam berharga secara ekonomis.

Sudah lama diketahui tentang kemampuan mikroorganisme untuk mensintesis senyawa polimer; pada kenyataannya, sebagian besar komponen sel adalah polimer. Namun, saat ini kurang dari 1% dari jumlah total bahan polimer diproduksi oleh industri mikrobiologi; 99% sisanya diperoleh dari minyak. Sejauh ini, bioteknologi belum memiliki dampak yang menentukan pada teknologi polimer. Mungkin di masa depan, dengan bantuan mikroorganisme, dimungkinkan untuk membuat bahan baru untuk tujuan khusus.

Aspek penting lain dari penggunaan mikroorganisme dalam analisis kimia harus diperhatikan - konsentrasi dan isolasi elemen jejak dari larutan encer. Dengan mengkonsumsi dan mengasimilasi elemen mikro selama aktivitas vitalnya, mikroorganisme dapat secara selektif mengakumulasi beberapa di antaranya di dalam selnya, sambil memurnikan larutan nutrisi dari kotoran. Misalnya, jamur digunakan untuk mengendapkan emas secara selektif dari larutan klorida.

Aplikasi Modern

Biomassa mikroba digunakan sebagai pakan ternak. Biomassa mikroba dari beberapa tanaman digunakan dalam bentuk berbagai kultur starter yang digunakan dalam industri makanan. Jadi persiapan roti, bir, anggur, minuman beralkohol, cuka, produk susu fermentasi, keju, dan banyak produk lainnya. Arah penting lainnya adalah penggunaan produk limbah mikroorganisme. Berdasarkan sifat zat-zat ini dan kepentingannya bagi produsen, produk limbah dapat dibagi menjadi tiga kelompok.

1 grup adalah molekul besar dengan berat molekul. Ini termasuk berbagai enzim (lipase, dll) dan polisakarida. Penggunaannya sangat luas - dari industri makanan dan tekstil hingga industri minyak.

2 grup- ini adalah metanobolit primer, yang mencakup zat yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan sel itu sendiri: asam amino, asam organik, vitamin, dan lainnya.

3 grup- metanobolit sekunder. Ini termasuk: antibiotik, racun, alkaloid, faktor pertumbuhan, dll. Bidang penting bioteknologi adalah penggunaan mikroorganisme sebagai agen bioteknik untuk transformasi atau transformasi zat tertentu, pemurnian air, tanah atau udara dari polutan. Mikroorganisme juga memainkan peran penting dalam produksi minyak. Dengan cara tradisional, tidak lebih dari 50% minyak diekstraksi dari reservoir minyak. Produk limbah bakteri, terakumulasi di reservoir, berkontribusi pada perpindahan minyak dan pelepasannya yang lebih lengkap ke permukaan.

Besarnya peran mikroorganisme dalam menciptakan pemeliharaan dan pelestarian kesuburan tanah. Mereka mengambil bagian dalam pembentukan humus tanah - humus. Mereka digunakan untuk meningkatkan hasil panen.

Dalam beberapa tahun terakhir, arah lain yang secara fundamental baru dalam bioteknologi telah mulai berkembang - bioteknologi bebas sel.

Pemilihan mikroorganisme didasarkan pada fakta bahwa mikroorganisme sangat bermanfaat dalam industri, pertanian, di dunia hewan dan tumbuhan.

Aplikasi lain

Dalam kedokteran

Metode tradisional produksi vaksin didasarkan pada penggunaan patogen yang dilemahkan atau dibunuh. Saat ini, banyak vaksin baru (misalnya, untuk pencegahan influenza, hepatitis B) diperoleh dengan rekayasa genetika. Vaksin antivirus diperoleh dengan memasukkan ke dalam sel mikroba gen protein virus yang menunjukkan imunogenisitas terbesar. Ketika dibudidayakan, sel-sel tersebut mensintesis sejumlah besar protein virus, yang kemudian dimasukkan dalam komposisi sediaan vaksin. Produksi protein virus yang lebih efisien dalam kultur sel hewan berdasarkan teknologi DNA rekombinan.

Dalam produksi minyak:

Dalam beberapa tahun terakhir, metode peningkatan perolehan minyak menggunakan mikroorganisme telah dikembangkan. Perspektif mereka terhubung, pertama-tama, dengan kemudahan implementasi, intensitas modal minimal, dan keamanan lingkungan. Pada tahun 1940-an, penelitian dimulai di banyak negara penghasil minyak tentang penggunaan mikroorganisme untuk merangsang produksi di sumur produksi dan mengembalikan injeksi sumur injeksi.

Dalam makanan dan kimia industri:

Produk industri yang paling terkenal dari sintesis mikroba meliputi: aseton, alkohol (etanol, butanol, isopropanol, gliserin), asam organik (sitrat, asetat, laktat, glukonat, itakonik, propionik), perasa dan zat yang meningkatkan bau (mononatrium glutamat). ). Permintaan untuk yang terakhir terus meningkat karena tren makanan rendah kalori dan nabati untuk menambah variasi rasa dan aroma makanan. Zat aromatik yang berasal dari tumbuhan dapat dihasilkan melalui ekspresi gen tumbuhan dalam sel mikroorganisme.