Vi sinh vật là gì? Sự sinh trưởng của vi sinh vật có tác động đến con người?

Vi sinh vật là gì? Khái niệm vi sinh vật và các loại vi sinh vật

Vi sinh vật là những sinh vật sống có kích thước rất nhỏ, chỉ có thể nhìn thấy được dưới kính hiển vi. Chúng có thể tồn tại ở nhiều môi trường khác nhau, từ môi trường nước, đất, không khí đến môi trường bên trong cơ thể sống.

Khái niệm vi sinh vật

Vi sinh vật được chia thành hai nhóm chính là vi sinh vật nhân sơ và vi sinh vật nhân thực.

• Vi sinh vật nhân sơ: là những sinh vật có cấu tạo tế bào đơn giản, không có nhân tế bào. Chúng bao gồm các loại vi khuẩn, vi khuẩn cổ, vi khuẩn lam.

• Vi sinh vật nhân thực: là những sinh vật có cấu tạo tế bào phức tạp, có nhân tế bào. Chúng bao gồm các loại nấm, tảo, nguyên sinh động vật, vi khuẩn biến hình

Các loại vi sinh vật

Dựa trên các đặc điểm sinh lý, vi sinh vật được chia thành các loại sau:

• Vi sinh vật hiếu khí: là những vi sinh vật cần oxy để sinh trưởng và phát triển.

• Vi sinh vật kị khí: là những vi sinh vật không cần oxy để sinh trưởng và phát triển.

• Vi sinh vật yếm khí: là những vi sinh vật có thể sinh trưởng và phát triển trong môi trường có ít oxy

Dựa trên vai trò trong tự nhiên và đời sống, vi sinh vật được chia thành các loại sau:

• Vi sinh vật có lợi (Lợi khuẩn): là những vi sinh vật có ích cho tự nhiên và đời sống con người, ví dụ như vi sinh vật cố định đạm, vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ, vi sinh vật sản xuất các loại thực phẩm, dược phẩm,...

• Vi sinh vật có hại (Hại khuẩn): là những vi sinh vật gây hại cho tự nhiên và đời sống con người, ví dụ như vi khuẩn gây bệnh, vi khuẩn gây ô nhiễm môi trường,...

• Vi sinh vật biến đổi gen: là những vi sinh vật có gen đã được thay đổi, thêm hoặc bớt một số đoạn gen. Vi sinh vật biến đổi gen được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, ví dụ như sản xuất các loại thực phẩm, dược phẩm,...

Có mấy chủng vi sinh vật sử dụng phổ biến

Có rất nhiều chủng vi sinh vật được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một số chủng vi sinh vật sử dụng phổ biến bao gồm:

• Vi khuẩn lactic được sử dụng trong sản xuất sữa chua, phô mai, dưa chua,...

• Nấm men được sử dụng trong sản xuất rượu, bia, bánh mì,...

• Vi khuẩn quang hợp được sử dụng trong sản xuất tảo xoắn,...

• Vi khuẩn cố định đạm được sử dụng trong sản xuất phân bón vi sinh,...

• Vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ được sử dụng trong xử lý nước thải, rác thải,...

Đặc điểm của vi sinh vật và một số cách nuôi cấy vi sinh vật phổ biến

Môi trường sống của vi sinh vật phụ thuộc vào đặc điểm sinh lý của từng loài. Ví dụ, vi sinh vật hiếu khí cần oxy để sinh trưởng và phát triển, vì vậy chúng thường sống ở môi trường có oxy, chẳng hạn như nước, đất,... Vi sinh vật kị khí không cần oxy để sinh trưởng và phát triển, vì vậy chúng thường sống ở môi trường không có oxy như trong ruột động vật,...

Sau đây là một số đặc điểm chính của vi sinh vật: 

• Kích thước: Kích thước của vi sinh vật rất nhỏ, dao động từ 0,1 đến 100 micromet. Vi khuẩn là nhóm vi sinh vật có kích thước nhỏ nhất, chỉ khoảng 0,1 đến 5 micromet. Kích thước của vi sinh vật càng nhỏ thì tỉ lệ S/V càng lớn do đó tốc độ trao đổi chất càng cao, tốc độ sinh trưởng và sinh sản càng nhanh.

• Môi trường sống: Vi sinh vật có thể tồn tại  và thích nghi cao ở nhiều môi trường khác nhau. 

• Quá trình tổng hợp: Vi sinh vật có khả năng tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ. Quá trình tổng hợp ở vi sinh vật có thể diễn ra theo hai con đường:

  • Tổng hợp tự dưỡng: Vi sinh vật sử dụng các chất vô cơ như nước, CO2,... để tổng hợp các chất hữu cơ như protein, carbohydrate, lipid,...

  • Tổng hợp dị dưỡng: Vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ sẵn có trong môi trường để tổng hợp các chất hữu cơ khác.

• Tốc độ sinh trưởng: Vi sinh vật có tốc độ sinh trưởng rất nhanh. Ở điều kiện thuận lợi, vi sinh vật có thể sinh sản theo cấp số nhân. Nghĩa là mỗi tế bào vi sinh vật có thể sinh ra 2 tế bào con trong một thời gian nhất định. Điều này khiến cho vi sinh vật có thể phát triển rất nhanh chóng.

Môi trường nuôi cấy vi sinh vật

Để nghiên cứu và ứng dụng vi sinh vật, cần phải tạo ra môi trường nuôi cấy thích hợp cho vi sinh vật phát triển. Môi trường nuôi cấy vi sinh vật bao gồm các thành phần sau:

• Nước: Nước là thành phần quan trọng nhất của môi trường nuôi cấy vi sinh vật. Nước cung cấp môi trường để vi sinh vật sinh trưởng và phát triển.

• Nguồn năng lượng: Vi sinh vật có thể sử dụng nhiều loại nguồn năng lượng khác nhau, chẳng hạn như oxy, sunfat, nitrat,...

• Nguồn vật liệu: Vi sinh vật sử dụng các chất vô cơ hoặc hữu cơ làm nguồn vật liệu để tổng hợp các chất hữu cơ.

Mục đích nuôi cấy vi sinh vật

Nuôi cấy vi sinh vật có nhiều mục đích khác nhau, chẳng hạn như:

• Nghiên cứu về đặc điểm sinh lý, sinh hóa của vi sinh vật.

• Sản xuất các sản phẩm có lợi cho con người, chẳng hạn như thực phẩm, dược phẩm,...

• Kiểm soát các vi sinh vật gây hại.

Vi sinh vật giúp duy trì cân bằng sinh học trong cơ thể con người, giúp chống lại các tác nhân gây bệnh như vi khuẩn, vi rút, ký sinh trùng, v.v… Chúng cũng hỗ trợ hệ tiêu hóa trong việc tiêu hóa thức ăn.

Vì vậy, việc duy trì sự cân bằng của hệ vi sinh vật trong cơ thể là vô cùng quan trọng. Tuy nhiên, khi bị mắc các bệnh liên quan đến vi sinh vật, việc sử dụng kháng sinh cũng gây ra những tác dụng phụ không mong muốn tới hệ vi sinh vật trong cơ thể. Chính vì thế, nghiên cứu về vi sinh vật đang được tiến hành để tìm ra các phương pháp điều trị mới, an toàn hơn, cân bằng hệ vi sinh trên da và cơ thể một cách tự nhiên.

Phương pháp định lượng để nuôi cấy vi sinh vật

Để xác định số lượng vi sinh vật trong một mẫu, cần phải sử dụng các phương pháp định lượng vi sinh vật. Các phương pháp định lượng vi sinh vật thường được sử dụng bao gồm:

• Phương pháp đếm khuẩn lạc: Phương pháp này dựa trên nguyên tắc đếm số lượng khuẩn lạc vi sinh vật được hình thành trên môi trường thạch.

• Phương pháp đo độ đục: Phương pháp này dựa trên nguyên tắc đo độ đục của dung dịch chứa vi sinh vật.

• Phương pháp đo độ hấp thụ quang: Phương pháp này dựa trên nguyên tắc đo độ hấp thụ quang của dung dịch chứa vi sinh vật.

Phương pháp cấy truyền vi sinh vật

Phương pháp cấy truyền vi sinh vật là phương pháp chuyển vi sinh vật từ môi trường này sang môi trường khác. Phương pháp cấy truyền vi sinh vật thường được sử dụng để:

• Làm sạch vi sinh vật.

• Tách các chủng vi sinh vật.

• Phân lập các chủng vi sinh vật.

Phương pháp định danh vi sinh vật

Phương pháp định danh vi sinh vật là phương pháp xác định tên của một loài vi sinh vật, thường được sử dụng dựa trên các đặc điểm về hình thái, sinh lý, sinh hóa,... của vi sinh vật.

Sinh trưởng của vi sinh vật và các nhân tố sinh trưởng của vi sinh vật

Sinh trưởng của vi sinh vật

Sinh trưởng của vi sinh vật là quá trình tăng số lượng tế bào vi sinh vật trong một thời gian nhất định. Sinh trưởng của vi sinh vật có thể được chia thành hai giai đoạn chính là giai đoạn tăng trưởng và giai đoạn suy vong.

Giai đoạn tăng trưởng: là giai đoạn vi sinh vật tăng số lượng tế bào nhanh chóng. Trong giai đoạn này, vi sinh vật hấp thụ các chất dinh dưỡng từ môi trường và sử dụng các chất dinh dưỡng đó để tổng hợp các chất mới, tạo ra các tế bào mới.

Giai đoạn suy vong: là giai đoạn vi sinh vật ngừng tăng số lượng hoặc giảm số lượng. Trong giai đoạn này, các chất dinh dưỡng trong môi trường cạn kiệt, các chất độc hại tích tụ trong môi trường, hoặc vi sinh vật bị nhiễm các tác nhân gây hại.

Các hình thức sinh sản ở vi sinh vật

Vi sinh vật có khả năng sinh sản vô tính và hữu tính.

Sinh sản vô tính là hình thức sinh sản không có sự kết hợp của tế bào chất và nhân. Các hình thức sinh sản vô tính ở vi sinh vật bao gồm:

• Phân đôi: là hình thức sinh sản phổ biến nhất ở vi sinh vật. Trong hình thức này, tế bào vi sinh vật chia thành hai tế bào con có kích thước bằng nhau.

• Nảy chồi: là hình thức sinh sản mà một tế bào vi sinh vật tạo ra một tế bào con nhỏ ở một vị trí nhất định trên tế bào mẹ. Tế bào con sau đó tách ra khỏi tế bào mẹ và phát triển thành một tế bào độc lập.

• Tạo bào tử: là hình thức sinh sản mà vi sinh vật tạo ra các bào tử có khả năng chịu đựng các điều kiện bất lợi. Khi điều kiện môi trường thuận lợi, bào tử sẽ nảy mầm thành các tế bào vi sinh vật mới.

Sinh sản hữu tính là hình thức sinh sản có sự kết hợp của tế bào chất và nhân. Các hình thức sinh sản hữu tính ở vi sinh vật bao gồm:

• Tái tổ hợp: là hình thức mà hai tế bào vi sinh vật cùng loài kết hợp với nhau để tạo ra một tế bào mới. Tế bào mới này có các đặc điểm di truyền của cả hai tế bào mẹ.

• Hội sinh: là hình thức mà hai tế bào vi sinh vật khác loài kết hợp với nhau để tạo thành một sinh vật mới. Sinh vật mới này có các đặc điểm di truyền của cả hai tế bào mẹ.

Nhân tố sinh trưởng của vi sinh vật

Nhân tố sinh trưởng của vi sinh vật là các yếu tố cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Các nhân tố sinh trưởng của vi sinh vật bao gồm:

• Chất dinh dưỡng là các chất cần thiết cho quá trình tổng hợp các chất mới của tế bào vi sinh vật, bao gồm:

  • Chất vô cơ: nước, các nguyên tố khoáng,...

  • Chất hữu cơ: các hợp chất hữu cơ đơn giản,...

• Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật. Mỗi loài vi sinh vật có nhiệt độ sinh trưởng tối ưu riêng.

• pH là độ axit hoặc bazơ của môi trường. pH thích hợp cho sự sinh trưởng của vi sinh vật thường nằm trong khoảng từ 5 đến 8.

• Oxi là một yếu tố quan trọng đối với sự sinh trưởng của vi sinh vật. Vi sinh vật được chia thành hai nhóm chính dựa trên nhu cầu oxy:

  • Vi sinh vật hiếu khí: cần oxy để sinh trưởng và phát triển.

  • Vi sinh vật kị khí: không cần oxy để sinh trưởng và phát triển.

• Ánh sáng cũng là yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của một số loài vi sinh vật.

Các kiểu dinh dưỡng của vi sinh vật

Vi sinh vật có nhiều kiểu dinh dưỡng khác nhau, được chia thành hai nhóm chính là dinh dưỡng tự dưỡng và dinh dưỡng dị dưỡng.

Dinh dưỡng tự dưỡng là kiểu dinh dưỡng mà vi sinh vật tự tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ. Các vi sinh vật có kiểu dinh dưỡng tự dưỡng được gọi là vi sinh vật tự dưỡng.

Vi sinh vật tự dưỡng có thể được chia thành hai nhóm chính là vi sinh vật quang dưỡng và vi sinh vật hóa dưỡng.

• Vi sinh vật quang dưỡng sử dụng ánh sáng làm nguồn năng lượng để tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ. Các vi sinh vật quang dưỡng bao gồm vi khuẩn lam, tảo,...

• Vi sinh vật hóa dưỡng sử dụng các phản ứng hóa học làm nguồn năng lượng để tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ. Các vi sinh vật hóa dưỡng bao gồm vi khuẩn khử sunfat, vi khuẩn khử nitơ,...

Dinh dưỡng dị dưỡng là kiểu dinh dưỡng mà vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ từ môi trường làm nguồn chất dinh dưỡng. Các vi sinh vật có kiểu dinh dưỡng dị dưỡng được gọi là vi sinh vật dị dưỡng.

Vi sinh vật dị dưỡng có thể được chia thành hai nhóm chính là vi sinh vật hoại sinh và vi sinh vật ký sinh.

• Vi sinh vật hoại sinh phân hủy các chất hữu cơ chết. Các vi sinh vật hoại sinh bao gồm vi khuẩn kỵ khí, vi khuẩn hiếu khí,...

• Vi sinh vật ký sinh sống trên hoặc trong cơ thể vật chủ và lấy chất dinh dưỡng từ vật chủ. Các vi sinh vật ký sinh bao gồm vi khuẩn, nấm, ký sinh trùng,...

Vai trò của vi sinh vật

Vai trò của vi sinh vật đối với tự nhiên và con người

• Vi sinh vật tham gia vào quá trình hình thành đất. Vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ trong đất, tạo thành mùn và các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng.

• Vi sinh vật tham gia vào quá trình tuần hoàn các chất trong tự nhiên. Vi sinh vật phân hủy các chất thải hữu cơ, giải phóng các chất dinh dưỡng trở lại môi trường.

• Vi sinh vật tham gia vào quá trình điều hòa khí hậu. Vi sinh vật trong đất đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa lượng khí carbon dioxide trong khí quyển.

Ứng dụng của vi sinh vật trong sản xuất thực phẩm

Các vi sinh vật được sử dụng trong sản xuất thực phẩm có vai trò quan trọng trong quá trình tạo ra các sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, thơm ngon, và có lợi cho sức khỏe. Vi sinh vật được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất thực phẩm, bao gồm:

Ngoài ra vi sinh vật còn được ứng dụng trong: 

• Sản xuất rượu: rượu là một loại đồ uống được sản xuất từ lên men các loại ngũ cốc, trái cây,... Vi sinh vật trong rượu là các vi khuẩn lactic, nấm men,... Các vi sinh vật này giúp chuyển hóa đường trong nguyên liệu lên men thành rượu và các sản phẩm phụ khác.

• Vi sinh vật trong sản xuất nước tương: nước tương được sản xuất từ đậu tương, muối, và vi sinh vật. Các vi sinh vật này giúp phân hủy protein trong đậu tương, tạo thành các chất dinh dưỡng có lợi cho sức khỏe.

• Vi sinh vật trong sản xuất nước mắm: Nước mắm là một loại gia vị được sản xuất từ cá, muối, và vi sinh vật. Các vi sinh vật này giúp phân hủy protein trong cá, tạo nên hương vị thơm ngon, đậm đà đặc trưng của nước mắm. 

Bên cạnh đó, vi sinh vật còn được sử dụng để kiểm soát sự phát triển của các vi khuẩn có hại, đảm bảo rằng thực phẩm được bảo quản một cách an toàn. Chúng cũng giúp ngăn ngừa các bệnh truyền nhiễm và các bệnh đường tiêu hóa khác, kéo dài thời gian bảo quản và nâng cao giá trị dinh dưỡng của thực phẩm.

Ứng dụng của vi sinh vật trong sản xuất thuốc

Vi sinh vật được ứng dụng trong sản xuất các loại thuốc kháng sinh, thuốc bổ sung vitamin,... Các vi sinh vật này có khả năng tổng hợp các chất có tác dụng kháng khuẩn, kháng virus, hoặc bổ sung các vitamin cần thiết cho cơ thể.

Ứng dụng của vi sinh vật trong xử lý môi trường

Vi sinh vật được ứng dụng trong xử lý nước thải, rác thải,... Các vi sinh vật này có khả năng phân hủy các chất hữu cơ và vô cơ trong nước thải và rác thải, giúp làm sạch môi trường.

Vai trò của vi sinh vật trong không khí

Vi sinh vật trong không khí đóng vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp, giúp tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ. Vi sinh vật trong không khí cũng có vai trò trong việc phân hủy các chất thải hữu cơ trong không khí, giúp bảo vệ môi trường.

Vai trò của vi sinh vật trong y học

Vi sinh vật được ứng dụng trong y học để sản xuất các loại thuốc kháng sinh, thuốc bổ sung vitamin,... Các vi sinh vật này có khả năng tổng hợp các chất có tác dụng kháng khuẩn, kháng virus, hoặc bổ sung các vitamin cần thiết cho cơ thể. Vi sinh vật cũng được ứng dụng trong nghiên cứu và phát triển các loại vắc-xin, giúp phòng ngừa các bệnh truyền nhiễm.

KẾT LUẬN

Vi sinh vật là một nhóm sinh vật đa dạng và phong phú, có vai trò quan trọng trong tự nhiên và đời sống con người. Việc hiểu rõ về vai trò của vi sinh vật có ý nghĩa quan trọng trong việc ứng dụng vi sinh vật trong các lĩnh vực khác nhau, góp phần bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng cuộc sống.

Hy vọng bài viết trên đã cung cấp những kiến thức giúp bạn hiểu thêm về các loại vi sinh vật và ứng dụng của chúng trong cuộc sống con người. Để tìm hiểu thêm thông tin về các sản phẩm ứng dụng thành công công nghệ vi sinh bảo vệ làn da, sức khoẻ của con người mời bạn tham khảo TẠI ĐÂY hoặc đăng ký NHẬN TƯ VẤN MIỄN PHÍ.

EMenvi - Hệ sinh thái toàn diện chăm sóc da và cuộc sống của bạn một cách an toàn, tự nhiên, thân thiện với môi trường.

Ngồn tham khảo: https://www.vinmec.com/vi/tin-tuc/thong-tin-suc-khoe/vi-sinh-vat-la-gi-va-su-phan-bo-vi-sinh-vat-trong-co-the-nguoi/