مرجع تخصصی آب و فاضلاب

میکروارگانیسمها (مانند باکتریها، قارچها، مخمرها، و جلبکها) نقش حیاتی در محیطهای صنعتی ایفا میکنند. آنها در فرآیندهای تولیدی، تصفیه پسابها، تولید مواد شیمیایی، و حتی در کاهش آلودگیهای محیطی استفاده میشوند. در زیر به کاربردها، مزایا و چالشهای میکروارگانیسمها در صنعت پرداخته میشود:

۱. کاربردهای اصلی میکروارگانیسمها در صنعت
الف. تولید مواد غذایی و نوشیدنیها
- تخمیر :
- تولید ماست، پنیر، سرکه، نان، آبجو، و شراب با استفاده از مخمرها و باکتریها (مانند *لاکتوباسیلوس* و *ساکارومایسس*).
- تولید افزودنیهای غذایی :
- تولید اسیدهای آمینه، ویتامینها (مانند B12)، و آنزیمها (مثل پروتئاز و لیپاز) توسط میکروارگانیسمها.

ب. صنایع دارویی و بیوتکنولوژی
- تولید آنتیبیوتیکها :
- تولید پنیسیلین از قارچ *پنیسیلیوم* و استرپتومایسین از باکتری *Streptomyces*.
- سنتز پروتئینهای نوترکیب :
- استفاده از *اشریشیا کلی* یا مخمرها برای تولید انسولین، واکسنها، و آنتیبادیها.
- تولید پروبیوتیکها :
- باکتریهای مفید مانند *لاکتوباسیلوس* و *بیفیدوباکتریوم* برای بهبود سلامت انسان.

ج. تصفیه پسابهای صنعتی
- بیوراکتورها :
- استفاده از باکتریهای هوازی و بیهوازی برای تجزیه مواد آلی و سموم در فاضلاب (مانند نیتراتزدایی و کاهش BOD/COD).
- زیستپالایی (Bioremediation) :
- پاکسازی آلایندههای نفتی، فلزات سنگین، و مواد شیمیایی سمی با میکروارگانیسمهای خاص (مثل *Pseudomonas*).

د. تولید انرژیهای تجدیدپذیر
- بیوگاز :
- تخمیر بیهوازی زبالههای آلی توسط باکتریها برای تولید متان.
- بیواتانول :
- تبدیل زیست توده به اتانول با استفاده از مخمرها (مانند *Saccharomyces cerevisiae*).
- میکروجلبکها برای تولید بیودیزل :
- جلبکهای ریز برای تولید لیپیدهای قابل تبدیل به سوخت.

ه. صنایع شیمیایی و معدنی
- بیولیچینگ (Bioleaching) :
- استخراج فلزات (مانند مس، طلا) از سنگ معدن با استفاده از باکتریهای اکسیدکننده (مثل *Acidithiobacillus ferrooxidans*).
- تولید اسیدها و حلالها :
- تولید اسید سیتریک توسط قارچ *Aspergillus niger* یا استون و بوتانول توسط باکتری *Clostridium*.

۲. مزایای استفاده از میکروارگانیسمها در صنعت
- کاهش هزینه ها : جایگزینی فرآیندهای شیمیایی پرهزینه با روشهای زیستی.
- پایدار بودن : کاهش مصرف انرژی و تولید ضایعات سمی.
- انعطافپذیری : توانایی میکروارگانیسمها در سازگاری با شرایط مختلف.
- کارایی بالا : تجزیه مواد پیچیده یا آلایندهها که روشهای شیمیایی قادر به حذف آنها نیستند.

۳. چالشها و محدودیتها
- نیاز به کنترل دقیق شرایط : دما، pH، اکسیژن، و مواد مغذی باید بهینه باشند.
- خطر آلودگی : رشد ناخواسته میکروارگانیسمهای نامطلوب در فرآیندهای صنعتی.
- مقاومت آنتیبیوتیکی : نگرانی از انتقال ژنهای مقاومت در محیطهای صنعتی.
- زمانبر بودن : برخی فرآیندهای زیستی نسبت به روشهای شیمیایی کندترند.

۴. فناوریهای نوین در بهکارگیری میکروارگانیسمها
- مهندسی متابولیک : تغییر مسیرهای متابولیک میکروبها برای افزایش بازدهی.
- کریسپر (CRISPR) : ویرایش ژنتیکی برای ایجاد سویههای صنعتی کارآمدتر.
- بیوراکتورهای پیشرفته : سیستمهای خودکار برای نظارت بر رشد میکروبی و تولید محصول.
- میکروبیوم صنعتی : استفاده از اجتماعات میکروبی پیچیده برای تجزیه مواد سخت.

۵. مثالهای موفق صنعتی
- شرکت Novozymes : تولید انبوه آنزیمهای صنعتی با استفاده از قارچها و باکتریها.
- پالایشگاه های زیستی : تبدیل زیست توده به سوخت با کمک مخمرها.
- تصفیه خانه های فاضلاب : استفاده از لجن فعال (Active Sludge) برای تجزیه مواد آلی.

نتیجه
میکروارگانیسمها به عنوان کارخانه های زیستی در صنعت، نقشی کلیدی در توسعه پایدار، کاهش آلودگی، و تولید محصولات ارزشمند ایفا میکنند. با پیشرفت فناوریهای زیستی، استفاده از آنها در صنایع گسترده تر و کارآمدتر خواهد شد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

از بین وسایل مورد استفاده در بخش میکروب شناسی لوپ میکروب شناسی از جمله ابزارهای مهم و اصلی بوده و ارزش آن همانند پی پت در آزمایشگاه بیوشیمی و سرولوژی است .بدین معنی که اگر از مقدار برداشت شده توسط لوپ محاسبه دقیق به عمل نیاید در گزارش نتایج آزمایش تاثیر زیادی خواهد داشت . لذا به سبب عدم وجود روش استاندارد جهت کالیبراسیون لوپ و نظر به اهمیت آن در این مقاله سعی شده است که راه کارهای مناسب و عملی برای کالیبراسیون لوپ میکروب شناسی ارائه گردد . در بررسی انجام شده دو روش محاسبه حجم توسط روش اسپکتروفتومتری و روش استفاده از ترازو مورد ارزیابی قرار گرفته اند

روش بررسی : در این تحقیق حجم برداشت شده توسط دو نوع لوپ مورد مصرف که تحت عنوان لوپ های تجاری در بازار موجود بوده و به عنوان لوپ ۰.۰۱ و لوپ ۰.۰۰۱ استفاده میشوند مورد بررسی قرار گرفت و نیز با توجه به اینکه برخی از آزمایشگاه های تشخیص پزشکی لوپ های دست ساز را که با استفاده از پیچیدن سیم به دور دسته فلزی لوپ تهیه می شوند مورد استفاده قرار می دهند این نوع لوپ ها نیز به دو روش اسپکتروفتومتری و توزین مورد ارزیابی قرار گرفتند . همچنین مقدار حجم برداشتی توسط لوپ ها به صورت تخمینی و از طریق ریاضی مورد بررسی قرار گرفت .

الف ) روش اسپکتروفتومتری : در این روش از یک ماده رنگی که دارای جذب نوری در طول موج خاص است استفاده می گردد . معمولا از ماده رنگی اوانس بلو برای این آزمایش استفاده میشود اما با توجه به کمبود و گران بودن ماده مزبور در این بررسی از متیلن بلو که از نظر اقتصادی به صرفه بوده و در اکثر آزمایشگاه ها موجود است استفاده شد .

مواد مصرفی و معرف ها شامل موارد زیر بود :

پودر متیلن بلو – الکل طبی ۹۶% ( اتانول ) – آب مقطر – لوپ های ۰.۰۱ و ۰.۰۰۱ و لوپ های دست ساز – لوله آزمایش – پی پت – سمپلر ۲۰ لاندا – اسپکتروفتومتر

ابتدا ۰.۲ – ۰.۱ گرم از پودر متیلن بلو را در حلالی که از مخلوط کردن آب مقطر و الکل ۹۶% به نسبت ۵۰ به ۵۰ تهیه شده حل می کنیم . پس از حل شدن کامل متیلن بلو در حلال مزبور ۸ لوله آزمایش انتخاب کرده در لوله اول ۲ میلی لیتر و در بقیه لوله ها ۱ میلی لیتر از حلال ساخته شده را می ریزیم . سپس مقدار ۰.۰۲ میلی لیتر از محلول متیلن بلو را به کمک سمپلر کالیبره شده به محلول اضافه کرده و پس از مخلوط کردن ۱ میلی لیتر از محلول مزبور را به لوله دوم انتقال می دهیم و این عمل را تا لوله هشتم پی می گیریم ( رقت های سریالی ).پس از تهیه رقت های مزبور جذب نوری هر یک از لوله ها را در طول موج ۶۶۳ نانومتر قرائت کرده و ثبت می کنیم .

با توجه به کاهش تصاعدی رقت لوله ها از کاغذ لگاریتمی برای تهیه منحنی استاندارد استفاده میشود . پس از ترسیم منحنی برای کالیبره کردن لوپ ۱۵-۱۰ لوله برداشته و در هر یک از آنها ۱ میلی لیتر از حلالی که تهیه کرده بودیم می ریزیم و به کمک لوپ از محلول رنگی ( متیلن بلو ) در لوله ها وارد می کنیم . پس از خواندن جذب نوری آنها در طول موج ۶۶۳ نانومتر و به دست آوردن میانگین جذب نوری و انتقال آن بر روی منحنی مقدار حجم برداشته شده توسط لوپ به راحتی به دست می آید .

از آنجا که مقدار کلنی بر اساس CFU/ml ( colong forming unit ) گزارش می گردد اگر ۱ میلی لیتر را که برابر با ۱۰۰۰ لاندا می باشد بر حجم به دست آمده تقسیم کنیم ضریب لوپ مجهول به دست خواهد آمد.

ب ) روش توزین : در این روش ترازوی حساس با دقت ۰.۰۰۱ گرم مورد نیاز است و از آنجا که وزن و حجم آب مقطر خالص مساوی هستند می توان به کمک لوپ از آب مقطر برداشت کرد و بر روی یک دیسک آنتی بیوگرام قرار داد و با توزین توسط ترازو مقدار حجم برداشتی را محاسبه کرد . در این روش ابتدا دیسک آنتی بیوگرام توزین می شود سپس مقدار افزایش وزن بر اثر برداشت آب مقطر توسط لوپ محاسبه می گردد . اگر این عمل را ۱۵- ۱۰ بار تکرار کرده و میانگین افزایش وزن را ثبت کنیم حجم برداشتی توسط لوپ به دست خواهد آمد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب