Tiếng anh chuyên ngành công nghệ sinh học ( song ngữ anh việt)

G S T S N g u y ễ n T hị H iề n (C h ủ b iê n ) P G S T S Q u ản Lê H T i ế n g T h S L ê T hị L a n C hi T S N g u y ễ n T iế n T h n h A n _ h X ' / _ * T O I n h e f L B E (S o n g a i o n g n g ữ n t e g u c a h g n e o l o l i s h A n h - V iệ t) \ Z [ J NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT g y TS Đ ặng Đ ức Long G S T S N g u y ễ n T h ị H iề n (C h ủ b iê n ); T h S L ê T h ị L a n C h i P G S T S Q u ả n L ê H ; T S N g u y ễ n T iế n T h n h ; T S Đ ặ n g Đ ứ c L o n g T IẾ N G C Ô N G A N H N G T H E O F C H U Y Ê N H Ệ S I N H H Ọ C L A N G U A G E B I O T E C H N O L O G Y (S O N G N G À N H N G Ữ A N H IN E N G L I S H - V IỆ T ) (T i b ả n lầ n th ứ c ó c h ỉn h s a , b ổ s u n g ) NHÀ XUẤT BẢN KH O A HỌ C VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI M u• c l u • c L Ờ I N Ĩ I Đ Ầ U L Ờ I C Ả M Ơ N P H À N 1: C Á C B À I K H Ó A T I Ế N G A N H 10 U N IT C H E M IS T R Y A N D IT S B R A N C H E S 12 U N IT W A T E R 16 U N IT C L A S S IF IC A T IO N O F M A T T E R IN P R O C E S S IN G 20 U N IT S O L U T IO N S 25 U N IT IS O L A T IO N A N D P U R IF IC A T IO N O F S U B S T A N C E S 30 U N IT C H E M IC A L L A B O R A T O R Y E Q U IP M E N T S 35 U N IT C H E M IC A L N O M E N C L A T U R E 42 U N IT S T U D Y O U T L IN E O F C H E M IS T R Y 46 U N IT M A IN B IO L O G IC A L M O L E C U L E S 52 U N IT 10 S T U D Y O U T L IN E O F M IC R O O G A N IS M S 56 U N IT 11 W A T E R T R E A T M E N T 61 U N IT 12 A N IN T R O D U C T IO N T O B IO T E C H N O L O G Y 67 U N IT 13 SU B ST R A T E S F O R B IO T E C H N O L O G Y 71 U N IT 14 T H E D E V E L O P M E N T S T R A T E G Y O F A M IC R O B IA L P R O C E S S 75 U N IT 15 M IC R O B IA L P U R E C U L T U R E P R E S E R V A T IO N 81 U N IT 16 B IO R E A C T O R 86 U N IT 17 B IO -C H E M IC A L E N G IN E E R IN G 90 U N IT 18 T H E IM P O R T A N C E O F B IO T E C H N O L O G Y 93 U N IT 19 SO M E F E R M E N T E D M IL K P R O D U C T S 97 U N IT 20 SO M E M A IN O P E R A T IO N S O F M O N O S O D IU M G L U T A M A T E (M S G ) P R O D U C T IO N 103 U N IT 21 V E G E T A B L E P R O C E S S IN G .107 U N IT 22 SO M E M A IN O P E R A T IO N S O F W IN E M A K IN G 112 U N IT 23 E T H Y L A L C O H O L P R O D U C T IO N 116 U N IT 24 D IS T IL L A T IO N 122 U N IT 25 B E E R A N D A L E P R O D U C T IO N 125 U N IT 26 V IN E G A R A N D A C E T IC A C ID P R O D U C T IO N .128 U N IT 27 L A C T IC A C ID P R O D U C T IO N A N D IT ’S U S E S .132 U N IT 28 C IT R IC A C ID P R O D U C T IO N ( C H ) 137 U N IT 29 G E N E R A L P R IN C IP L E S F O R IN D U S T R IA L P R O D U C T IO N O F M IC R O B IA L E X T R A C E L L U L A R E N Z Y M E S 141 U N IT 30 IM M O B IL IZ A T IO N O F E N Z Y M E S A N D M IC R O B IA L C E L L S 146 U N IT 31 G E N E T IC M A N IP U L A T IO N - IS O L A T IO N A N D T R A N S F E R O F C L O N E D G E N E S 150 U N IT 32 A N T IB IO T IC S F R O M M IC R O O R G A N IS M S 155 U N IT 33 P R O D U C T IO N O F M IC R O B IA L B IO M A S S 159 U N IT 34 P IN E A P P L E P L A N T 163 U N IT 35 P L A N T A N D A N IM A L C E L L C U L T U R E S 168 U N IT 36 B IO L O G IC A L R E G U L A T IO N A N D P R O C E S S C O N T R O L 173 U N IT P R O D U C T R E C O V E R Y IN B IO T E C H N O L O G Y 177 U N IT 38 D N A V A C C IN E S A N D M O N O C L O N A L A N T IB O D IE S 181 U N IT 39 SE W A G E T R E A T M E N T .185 U N IT 40 C O M P O S T IN G P R O C E S S IN G 190 T A B L E O F E L E M E N T S 195 P H Ầ N 2: C Á C B À I K H Ó A D ỊC H T I Ế N G V IỆ T T H A M K H Ả O 197 B À I H Ó A H Ọ C V À C Á C N G À N H H Ọ C L IÊ N Q U A N 199 B À I N Ư Ớ C 200 B À I P H  N L O Ạ I V Ậ T C H Ấ T 201 B À I D Ư N G D Ị C H 202 B À I Q U Á T R ÌN H P H  N T Á C H V À T IN H C H Ế C Á C C H Ấ T 203 B À I C Á C T H IẾ T B Ị T R O N G P H Ò N G T H Í N G H IỆ M H Ĩ A H Ọ C .204 B À I C Á C H Đ Ọ C T Ê N C Á C H Ợ P C H Ấ T H Ó A H Ọ C 206 B À I K H Ả I N IỆ M T Ồ N G Q U Á T V Ề H Ó A H Ọ C 208 B À I C Á C P H  N T Ử SIN H H Ọ C C H Ủ Y Ế U 211 B À I 10 C Á C K H Á I N IỆ M T Ổ N G Q U Á T V Ề V I SIN H V Ậ T 214 B À I 11 Q U Á T R ÌN H X Ử L Ý N Ư Ớ C 217 B À I 12 G IỚ I T H IỆ U V Ề C Ô N G N G H Ệ SIN H H Ọ C 219 B À I 13 C Á C C O C H Ấ T D Ù N G T R O N G C Ô N G N G H Ệ SIN H H Ọ C 221 B À I 14 C H IẾ N L Ư Ợ C P H Á T T R IỂ N C Ủ A Q U Á T R ÌN H V I SIN H V Ậ T H Ọ C 223 B À I 15 B Ả O Q U Ả N G IỐ N G V I S IN H V Ậ T T H U Ầ N K H IẾ T 227 BÀI 16 T H IẾ T B Ị P H Ả N Ứ N G SIN H H Ọ C 230 B À I 17 K Ỹ T H U Ậ T H Ó A S IN H 232 B À I 18 T Ầ M Q U A N T R Ọ N G C Ủ A C Ô N G N G H Ệ SIN H H Ọ C 233 B À I 19 M Ộ T SỐ SẢ N P H Ẩ M C Ủ A S Ữ A L Ê N M E N 235 B À I 20 M Ộ T SỐ C Ô N G Đ O Ạ N C H ÍN H T R O N G Q U Á T R ÌN H SẢ N X U Ấ T M Ỳ C H ÍN H 238 B À I 21 C Á C Q U Á T R ÌN H C H Ế B IẾ N R A U 239 B À I 22 M Ộ T SỐ C Ô N G Đ O Ạ N C H ÍN H T R O N G SẢ N X U Ẩ T R U Ợ U v a n g 243 B À I 23 Q U Á T R ÌN H SẢ N X U Ấ T R U Ợ U E T Y L IC 245 B À I 24 Q U Á T R ÌN H C H U N G c ấ t 248 B À I 25 SẢ N X U Ấ T B IA V À A L E 249 B À I 26 Q U Á T R ÌN H SẢ N X U Ấ T D Ấ M V À A X IT A C E T I C 250 B À I27 Q U Á T R ÌN H SẢ N X U Ấ T A X IT L A C T IC V À Ú N G D Ụ N G 252 B À I 28 Q U Y T R ÌN H SẢ N X U Ấ T A X IT C IT R IC 254 B À I 29 n h ũ n g n g u y ê n t ắ c c h u n g đ ể s ả n x u ấ t E N Z Y M N G O Ạ I B À O T Ừ V I SIN H V Ậ T Ở Q U Y M Ô C Ô N G N G H IỆ P .256 B À I 30 Q U Á T R ÌN H C Ố Đ ỊN H C Á C E N Z Y M V À C Á C T Ế B À O V I SIN H V Ậ T 259 B À I 31 C Á C T H A O T Á C G E N - Q U Á T R ÌN H T Á C H V À C H U Y Ể N C Á C G E N Đ U Ợ C n h â n d ò n g 261 B À I 32 C Á C L O Ạ I T H U Ố C K H Á N G SIN H T Ừ V I SIN H V Ậ T 263 B À I 33 SẢ N X U Ấ T SIN H K H Ố I T Ừ V I SIN H V Ậ T 266 B À I 34 C  Y D Ứ A 269 B À I 35 N U Ô I C Ấ Y T Ế B À O T H Ự C V Ậ T V À Đ Ộ N G V Ậ T 272 B À I 36 Q U Y L U Ậ T V À K IÊ M SO Á T Q U Á T R ÌN H SIN H H Ọ C 276 B À I37 T H U H Ồ I SẢ N P H Ẩ M T R O N G C Ô N G N G H Ệ SIN H H Ọ C 278 B À I 38 C Á C V Ắ C X IN A D N V À C Á C K H Á N G T H Ể Đ Ơ N D Ị N G 280 BÀ I 39 Q U Á T R ÌN H x L Ý N U Ớ C t h ả i 282 BÀ I 40 Q U Á T R ÌN H ủ P H  N B Ó N T Ừ R Á C T H Ả I H Ữ U C Ö 285 R E F E R E N C E S - T À I L I Ệ U T H A M K H Ả O 287 L C i n ó i đ ẳ u u ố n sách “Tiếng A nh chuyên ngành C ông nghệ Sinh học - The L an g u ag e o f B io te c h n o lo g y in E n g lish ” (S o n g n g ữ A n h - V iệ t) đ ợ c b iê n so n đ ể c u n g cấp n h ữ n g k iế n th ứ c c b ả n th u ộ c c h u y ê n n g n h C ô n g n g h ệ S in h h ọc C u ố n sách n y có th ể d ù n g m tà i liệ u cho sin h v iê n v b n đ ọ c q u a n tâm đ ế n ch u y ê n n g n h C u ố n sá ch đ ợ c b iê n so ạn d ự a trê n c u ố n “ The L a n g u a g e o f C h em istry - F o o d a n d B io lo g y in E n g lish ” đ ã d ù n g đ ể g iản g d y ch o sin h v iên cá c trư n g Đ i h ọ c K ỹ th u ậ t H ó a - T hự c p h ẩ m P h a T iệp K h ắ c (cũ), B a L an, N g a, Ú c, A nh V i th i g ian n g h iê n u g ần 30 n ă m v đ ợ c đ a v o g iả n g d y c h o sinh v iê n h n n ă m q u a T rư n g Đ i h ọ c B c h k h o a H N ộ i v trư n g k h c có đ tạ o h ệ cao đ ẳ n g v đ ại h ọ c k h h iệ u T ro n g c u ố n sách n y tác g iả đ ã d ịc h b i k h ó a tiế n g V iệ t v c h u y ể n th n h so n g n g ữ in lại lầ n th ứ d ể hồ trợ ch o sin h v iê n v đ n g n g h iệ p tự h ọ c , tự đ ọ c h iệ u q u ả n h ất C u ố n sách đ ợ c x u ấ t b ả n n h â n d ịp k ỷ n iệ m 60 n ă m th n h lập T rư n g Đ i h ọ c B c h k h o a H N ội C u ố n sá ch g m n h ữ n g n ộ i d u n g dư i P h ầ n có k ế t c ấ u n h s a u : Bài k h ó a giới th iệu chủ đề từ ng ph ần sở v chuyên m ô n củ a ng àn h C ông nghệ Sinh h ọ c tư n g ứng Phần từ vự ng củ a k h ó a có p h ầ n p h iên âm quốc tế k èm theo để dễ dàng cho người học cần dịch, đọc v h iểu b ài khóa Phần n g ữ ph áp h a y gặp v nhắc lại p h ầ n c h ủ y ếu dùng tro n g v ă n phong k h o a học để học v iên n h lại v v ậ n dụng dịch h iểu cụ thể h n vào ch uyên ngành B ài tập: Đ ể củng cố b ài học v ôn tập n h gồm : a Đ ọc y d ịch từ tiến g A n h sang tiến g V iệt từ m i khóa b T rả lời câu hỏi theo n ộ i dung b ài khóa c D ịch từ tiến g V iệ t sang tiến g A nh d B ài tập n g ữ ph áp tư ng ứ n g n ếu cần th iết cho v ậ n dụng P h ầ n C ác b i k h ó a đ ợ c d ịch r a tiế n g Việt P h ần n y giúp sinh v iên v ngư i h ọ c tự học tập dịch chuyên n g àn h ch ín h xác h n ngôn từ ng àn h C ông nghệ Sinh học tư ng ứng V iệc b iên soạn sách không tránh khỏi khiếm khuyết C ác tác giả m ong nh ận đư ợ c nh ữ n g ý k iến đóng góp b n đọc để sách đư ợ c h o àn th iện lần tái b ả n sau G S T S N G U Y Ễ N T H Ị H IỀ N N guyên C hủ nhiệm Bộ m ôn C ông nghệ Sinh học - Thực phẩm Trường Đ ại học Bách khoa H Nội L i c ả m n C uốn sách “ T iếng Anh chuyền n g àn h C ông n g h ệ Sinh học - The L a n g u a g e o f B iotechnology in E nglish ” (S ong n g ữ A n h - V iệt) đư ợ c b iên soạn dàn h cho sinh v iên ng àn h C ông ng h ệ S inh học v độc giả V iệ t N a m quan tâ m đến ngành h ọ c n y v n g n h khác có liên quan Tập thể tác giả chân th n h cảm n giúp đ ỡ th ầy cô dạy m ô n tiếng A nh chuyên ng àn h C ô n g nghệ Sinh học v C ô n g nghệ T hự c ph ẩm h n 20 năm T rư n g Đ ại h ọ c B ách k h o a H N ộ i đ ã có n h iều ý k iến đóng góp quý báu để h o àn chỉnh sách C hủng cũ n g đ ặ c b iệt cám ơn: GS TS L u D uẩn; đặc b iệt G S TS N gu y ễn T rọng Đ àn, n g u y ên T rư ng khoa K hoa A n h văn, T rư n g Đ ại học N g o ại th n g đ ã giúp đ ỡ v đ ó n g góp n h iều ý kiến trư ớc đ â y cho cu ố n sách Tiếng A nh chun ng àn h C ơng nghệ H óa, Thực p h ẩm C ông nghệ Sinh học v b â y sách T iếng A n h chuyên ngành cho C ông n g h ệ Sinh h ọ c Tập thể tác giả cảm n th ầy cô, b n đ n g nghiệp tro n g v T rư ng Đ ại học B ách kh o a H N ộ i, th àn h v iên H ội đồng th ẩm đ ịn h sách Đ ại h ọ c P h n g Đ ô n g v em sinh v iên học đ ã đóng góp n h iều ý kiến v k h ích lệ chúng tơi tro n g việc ho àn th iện sách dạng song n g ữ C húng cảm n T hS Lê V iết T hắng, G iám đốc C ông ty A L P H A ,C O R P C hủ tịch H ội đ ồng qu ản trị C ông ty V IN A B E C O p h ụ trách công tác đào tạo hỗ trợ, giúp đ ỡ ch ú n g b iên soạn v in ấn sách n y đế phục v ụ cho công tác đào tạo tiế n g A n h chuyên ng àn h C ô n g ng h ệ T hực ph ẩm đư ợ c tốt C húng cảm n N h x u ấ t b ả n k h o a học v K ỹ th u ật đ ã tạo điều k iện in ấn sách k ịp thời n h ân dịp k ỷ niệm 60 n ăm th àn h lập T rư ng Đ ại học B ách k h o a H N ội T ập th ể tác giả m o n g n h ậ n đư ợ c góp ý x ây d ự n g cho cu ố n sách đư ợ c ho àn chỉnh h n tro n g lần tái b ả n sau M o n g rằn g sách trở th àn h công cụ hữ u ích cho sinh v iên v học giả trư ng, v iệ n n g h iên u k h o a học v đ ối tư ợ n g liên quan đ ến ngành C ông ng h ệ Sinh học khác sử dụng học có h iệu q u ả cao n h ấ t v rú t ngắn th ò i gian sử dụng tài liệu ng àn h C ông nghệ Sinh học n h an h T ập thể tác giả G S T S N g u y ễ n T h ị H iề n P G S TS Q uản L ê H à; T S N g u y ễ n T iến Thành; ThS Lê T hị L an C hi Viện C ông n g h ệ Sinh học C ông ng h ệ Thực p h ẩ m T rư ng Đ i học B ách khoa H N ội TS Đ ặn g Đ ứ c L ong N guyên sin h viền T rư ng Đ i h ọ c B ách khoa H N ội n ay c n g iả n g d ạy T rư ng Đ i học B ách khoa Đ N a n g 10 C Á C B  I K H Ó A T I Ê N G A N H 11 gen, v k iện x ảy tro n g chu k ỳ sống tế bào V ì h ầu hết loại tế bào đ ộ n g v ật th ích hợ p cho n u ô i cấy tro n g ống n ghiệm , n h u cầu h iện hàn g n ă m 28 triệu đ ộ n g v ậ t thí ng h iệm giới ho an g dã đư ợ c giảm vớ i ph át triển ng ày càn g trở nên m ạnh m ẽ công nghệ nuôi c ấ y tể bào động vật B ên cạnh chẩn đoán nghiên cửu bản, tế bào động vật có vú ngày quan trọng việc sản xuất dược liệu cao phân tử quan trọng N hữ ng nỗ lực m ạnh m ẽ thực để chuyển tế bào động vật từ phịng thí nghiệm đến quy m ô sản xuất Đ ể thúc đẩy phát triển vậy, N S F (H iệp hội quốc gia nhà khoa học M ỹ) thành lập hai trung tâm nuôi cấy tế bào vào năm 1975 V iệ n công nghệ M assachusetts, C am bridge Q trình ni cấy tế bào m ột quy m ô công nghiệp lớn bắt đầu với B H K (B aby H am ster Kidney- thận chuột đồng), tế bào B H K thích nghi với phát triển m ôi trường huyền phù lỏng vào năm 1962 đ ã sử dụng công nghiệp từ năm 1967 V ng quốc A nh, Ý đặc biệt để sản xuất vắc-xin bệnh lở m ồm long m óng, G ữ ard (1977) đ ã công bố việc xây dựng m ột n h m áy sản xuất, m ỗi năm 500.000 lít dịch huyền phù tế bào nuôi thiết bị lên m en quy m ô 3000 lít C ác quy trinh tiên tiến dựa thiết bị lên m en với công suất lên đến 10.000 lít triển khai M ột loạt chất khác, chẳng hạn như, horm on, enzym , kháng thể cytokin đích đến q trình sản xuất cơng nghiệp V ì lợi ích to lớn nay, phát triển hên quan đến interferon (chất ức chế nhân lên vius) đ ã tiến xa báo cáo chi tiết m ột ví dụ đại diện phát triển nhanh chóng m hơm n ay kết phát triển h ệ thống định hướ ng N uôi cấy tế bào động vật đề cập đến nghiên cứu phận thể, m ô tế bào riêng lẻ quy m ô nhỏ ống nghiệm Đ iểm khởi đầu cho m ột q trình ni cấy m ột giải thích, m iễn điều n ày giữ cấu trúc v m ột chức nói m ột quan q trình ni cấy m ô N ếu tổ chức m ột m ô bị phá hủy bở i tác nhân học, hóa học, enzym , q trình đồng hốn sang ni cấy tế bào thực hồn tất Các tế bào m ô lấy từ m ột thể hình thành nên q trình ni cấy Thuật ngữ "dòng tế bào" áp dụng cho thể h ệ thu sau có trình ni cấy v tất q ni cấy trình N gười ta nói v ề "dịng tế bào" khi, q trình tuyển chọn h ay nhân vơ tính, tế bào có tính ổn định đặc hiệu (các nhiễm sắc thể đánh dấu, enzym đặc hiệu, tính bền vững, kháng ngun) M ột dịng tế bào trở thành m ột dòng tế bào liên tục (vĩnh viễn) cách "thay đổi q trình ni cấy" M ột dịng tế bào liên tục có tiềm cho q trình ni cấy cấp độ khác khơng giới hạn quy m ô nhỏ ống nghiệm C ông nghệ nay, chốc lát xác định trình đồng hốn dịng tế bào liên tục x ẩy Thơng thường phải trải qua 70 lần nuôi cấy khoảng thời gian khoảng ngày N hữ ng k ết trình thay đổi o n g ni cấy hình thành gọi chung trình biến nạp T uy nhiên thuật ngữ n ày sử dụng trường hợp m trình biến đổi biểu rõ ràng đưa vật liệu gen lạ vào 275 B ài 36 Q U Y Q U Á L U Ậ T T R ÌN H V À K IÊ M S IN H S O Á T H Ọ C C sở củ a bất k ỳ m ộ t trìn h sinh học tăng lên nghỉ tế bào v i th àn h p h ầ n chúng (các b ộ p h ậ n thể, enzym ) C ác trình trao đổi chất đư ợ c sử dụng vào m ục đ ích k in h tế C ơng nghệ sinh học trình đư ợ c xúc tác b i ch ất xúc tác đặc h iệu (các ch ất xúc tác sinh học h ay enzym ), ho ạt động chúng ph ải đư ợ c giám sát b i n h ữ n g chế k iểm soát nh ất định M ột tế bào v i kh u ẩn đ n giản E sc h e ric h ia coli có sẵn h n 1000 - 2000 enzym (thực tế tiềm năng) chiếm đ ến 70% tổ n g trọ n g lư ợ ng củ a tế bào V ì vậy, thự c tế ngườ i đ an g sử dụng m ộ t hệ phứ c hợ p, n gư i ta ho àn to àn k h ả năn g n h ìn th to àn b ộ th àn h p h ầ n củ a D o đó, k h i p h át triển củ a m ộ t ìn h , n gư i ta thư ng buộc p h ải thự c h iện trìn h thự c n g h iệm v số liệu k ỹ th u ật đo đạc (thiết kế thự c h iện trình) tác đ ộ n g điều h ò a q u y lu ật sinh học, tro n g ngư i ta b iế t m ộ t kết tổ n g thể K iểm sốt q trình ph ải b ắ t đ ầu từ nhữ ng thực tế sinh học v sử dụng chúng cho ứ n g dụng k ỹ thuật Q u trìn h trao đổi chất ch ất cho v đư ợ c thự c h iện th ô n g qua khoảng 20 bư c v tạo kho ản g 20 axit am in, deoxyribonucleotid, ribonucleotid, khoảng 10 vitam in, v m ột số axit béo, từ h n 1.000 protein, b a loại A R N , A D N (+ plasm id), m ucopeptid, po ly sacch arid v lipid p h ải đư ợ c tổ n g hợp T rong tế bào vi sinh v ật n h ân sơ (procaryote), q ứ ìn h n y diễn tro n g k h o ản g - phút (thời gian m ộ t hệ), phối hợ p h o t động tác n h â n xúc tác phải đảm bảo khơng có dư th a sản p h ẩm không m o n g m uốn Đ iều thú vị đ ây đ iều h ò a hoạt đ ộ n g enzym diễn theo ngu y ên tắc tư ng tự n h áp dụng tro n g công nghệ (chu k ỳ h o t động khép kín) T ổ chức v x lý v ật liệu để thích nghi v i việc sử dụng đặc biệt, v độ phứ c hợp tổng thể đư ợ c x ây dự ng trê n sở p h n g p h p đo kiểm C ác trình n y diễn cần tín h tốn đ ến thự c tế k ỹ th u ật đo k iểm b ả n độc lập v nh ằm m ục đích bảo đảm độ xác o n g q trìn h cơng nghệ sinh học D o đó, thơng tin th u đư ợ c bằn g cách đo kiểm thờ i đ iểm tức th i trìn h v ận h àn h m m ộ t câu hỏi liệu ứ n g dụng h ữ u ích rút từ thông tin n h ận đư ợ c h a y không T rong k h u n k h ổ ph ân tích m ộ t ìn h , ứ n g dụng n ày đư ợ c giới h ạn tro n g việc tìm k iếm m ối q u an hệ chức giữ a b iến trạng thái v h iểu đư ợ c n g u y ên tắc hệ th ố n g sinh học tố t V ì vậy, vị trí đ ầu tiên, ìn h p h â n tích n ày sau m ục tiêu m rộng k iến thức tư n g tác củ a sinh v ật vớ i m ôi trư n g sống Trên sở kiến thức này, tác động đến đặc điểm trình theo cách có kiểm sốt điều chỉnh theo m ong m uốn Ở đây, khả thực m ột cách có kiểm sốt q trình xây dựng việc thiết lập v trì điều kiện m trường u cho phát triển sinh vật v hình thành sản phẩm từ vi sinh vật T rên cấp độ n g h iên u khác nh au trìn h v định h ng v ề xuất h iện q u trình, m áy tín h đ iều khiển q trìn h m ang lại h iệu trợ giúp Q uá trình 276 ph ân tích n ày m an g lại k h ả n ăn g đặc b iệt cho trìn h tập trung nh an h chóng th n g tin K hi q trìn h sử dụng th iết bị đư ợ c tín h đ ến độ hồn th iện nó, dễ dàn g đư ợ c nhìn th nh ữ n g công việc n y k h ô n g tầm thườ ng, v nhập thông tin m o n g m uốn thư ng có sau thuộc tín h q trìn h khác nh au đ ã đư ợ c kết h ọ p lại N goài nhiệm vụ từ lĩnh vực x lý liệu v ph ân tíc h p h t triển có m ục tiêu việc sử dụng n g y tăn g m áy tính o n g q u ìn h k iểm sốt v đ iều khiển T rong m ối liên quan n ày phải đư ợ c d ự k iến ng ay chiến lược k iểm soát ph ứ c tạp có k h ả năn g đư ợ c thực h iện m ột m ức đ ộ ng ày tăn g lên T quan đ iểm củ a k ỹ thuật đ iều khiển, k h ả n ă n g h ìn h th àn h m h ìn h to án h ọ c công đo ạn trìn h hóa h ọ c-k ỹ th u ật riên g b iệt cũ n g cỏ tầm q u an trọ n g đặc biệt B ằng cách này, m áy tín h kiểm sốt q u trìn h cuối đ ó n g góp cho việc sử dụng k iến thứ c liên quan đ ến gia tăn g q u trìn h đ iều k h iển tế b cho q u trìn h thực hiến h o àn chỉnh q u trình M ộ t q trình u h ó a thự c h iện sở k iến thứ c trư c (ngoại tuyến) nhưng, tro n g tình trạng h iện tại, q u trìn h tính to án trự c tuyến, đư ợ c thự c b i sẵn có củ a m y tín h k ỹ th u ật số h iện đại D o đó, m ối tư ng quan củ a k ỹ th u ật đo lường, k iểm soát, v tin học p h ải đư ợ c n g h iên cứu Số lượ ng q u trình th n g số tro n g q u trìn h lên m e n lớn Đ ối với việc m ô tả vi sinh vật, n h sinh vật h ọ c sử dụng kho ản g 100 thuộc tín h khác nhau, v tro n g q u trìn h k ỹ th u ật vi sinh vật, h ó a học, vật lý, th u ộ c tín h k ỹ th u ật trình bao gồm n h iều số liệu hơ n nữ a, v ậ y hệ th ố n g ph ứ c tạp m ộ t q u trìn h lên m en k h ô n g thể đư ợ c tín h to án đư ợ c m ô tả m ột cách tổ n g thể n g a y với m ộ t số liệu gần N hữ ng giới h ạn v ẫ n đư ợ c th iết lập để xác đ ịn h phép đ o tro n g công nghệ sinh học b i yếu tố k ỹ thuật, v ậy m n h iều thuộc tính củ a m ột q trìn h đư ợ c đo: - K hơng p hải cho tất cả; - K hơng đủ độ xác; - K hông trự c tu y ến (do th n g xu y ên k h ô n g đủ) C ông nghệ sinh học, n h m ộ t công ng h ệ m an g tín h chất k h o a học, v ẫ n cò n m ột lĩnh vự c n o n trẻ T rong k ỹ th u ật đo lư ng v kiểm tra, kinh nghiệm , v m ộ t m ức độ lớn, th iết bị, đ ã đư ợ c thực h iện m ột trìn h k ỹ th u ật h ó a học T ro n g m ộ t số trìn h đo kiểm , ìn h th ích ứ n g đ ã đư ợ c thực h iện cho tính đặc b iệt công nghệ sinh học nh n g tro n g n h iều trư n g hợ p p hư ng ph áp k h ác đư ợ c sử dụng k h ô n g hồn chỉnh tro n g cơng nghệ sinh học Đ ặc biệt, đối vớ i k ỹ th u ật k iểm tra C ác p h n g p h áp có th ể đư ợ c thự c h iện cho n g àn h k h o a học khác đư ợ c áp dụng cho k ỳ thuật lên m en, ví dụ như: từ y học Trong m ột q trình sinh học, bốn loại thuộc tính q trình phân biệt sau: - Các thuộc tính kiểm sốt (các thuộc tính biến động, thuộc tính đầu vào) - C ác thuộc tính trạng thái (q trìn h đo đạc) - C ác thuộc tín h v ề chất lư ợ n g (các thuộc tính u hóa, thuộc tính đ ầu ra) - C ác thuộc tính đặc trư n g (các số đo được) - C ác thơng số m ang tính chất lý th u y ết (m h ìn h v ật lý, h ó a h ọ c v sinh học) - Các thông số thu từ trình thực nghiệm (quá trình xác định thực nghiệm ) 277 B ài 37 T H U T R O N G H Ò I S Ả N C Ô N G N G H Ệ P H Ẩ M S IN H H Ọ C M đ ầ u C ác sản p h ẩm sinh học đư ợ c sản xu ất b i tế bào sống h a y tồn tro n g tế bào m từ n ó ph ải đư ợ c tách Đ iều n y có n g h ĩa p h ầ n lớ n ch ất n h y cảm cấu trú c v h o t tín h sinh học, có th ể trì đư ợ c tro n g m ộ t đ iều k iện xác định củ a m trư ờng T heo đó, p h n g p h áp v trìn h th u hồi sản p h ẩm đư ợ c sử dụng phải phù h ọ p vớ i k h ô n g ổn định v ề cấu trúc củ a chúng v giới h ạn p h ạm vi hẹp th ô n g số n h iệt độ, nồng độ m uối, độ pH N goài ra, trìn h thu hồi enzym th n g bị giới hạn v i dung dịch nướ c, n h iều trư n g hợ p dung m ôi h ữ u đ a đ ến q u trìn h b iến tín h protein T rong k hi p hư ng ph áp th u hồi sản ph ẩm sinh học b a n đầu đư ợ c thự c h iện từ x u ất p h át đ iểm củ a k ỹ th u ật q u ìn h h ó a học, gần đ â y p hư ng pháp đặc h iệu đư ợ c ph át triển n g y m ạn h m ẽ H n th ế nữa, p h n g pháp th u hồi sản p h ẩm đư ợ c th ự c h iện tro n g đ iều k iện vơ trù n g có lợi ích n g y tăng, đặc b iệt ngành công nghiệp dược phẩm Q u t r ì n h c h iế t tá c h K ích thư c m ột tế bào vi k h u ẩn đ n n ằm ứ o n g kho ản g 0,2 - m icro n m et theo chiều lớn n h ất củ a T rọng lư ợ ng riêng củ a tế bào vi kh u ẩn đ ạt đ ến 1,03 m icronm et, tứ c là, khác b iệ t khối lư ợ ng tế bào đư ợ c tác h so vớ i m ôi trư ng nhỏ, k h iến cho việc p h â n tác h chúng cự c k ỳ khó khăn V ì v ậ y chiết tách vi khuẩn, n h m ộ t q u y luật, đòi hỏi m ộ t q u trìn h tiền x lý dung dịch huyền phù, tạo điều k iện th u ận lợi h n cho việc tách, v í dụ, tế bào n ấm m en có k ích thư c theo thứ tự từ 15 - 20 m icronm et, đư ợ c tăng n n g độ b ằn g cách sử dụng th iết b ị ly tâm đ ạt đ ến m ộ t h àm lư ợ ng chất k h ô cao tro n g ch ất rắn ly tâm C ác công đoạn đư ợ c áp dụng cho trìn h tách học củ a tế bào v cho q u trìn h đặc sản p h ẩm phục v ụ bư c tin h Q u t r ì n h k ế t b ô n g v tu y ể n n ổ i T đ ịn h lu ật củ a Stokes thấy, v ận tốc lắng h ạt tăn g lên b ằn g cách tăng k ích thư c hạt, tứ c là, việc tách tế b từ dung dịch ni cấy hỗ trợ dễ dàng h n bở i đông tụ tế bào riêng b iệ t th àn h k hối kết b ô n g lớ n Q trìn h k ết b n g th u ận n g h ịch đ ạt đư ợ c b ằn g ìn h tru n g h ò a nh ữ n g đ iện tích có b ề m ặ t tế bào bở i io n đ a h ó a trị m ang đ iện tích trái dấu, tế b sau tiến tớ i tiếp xúc chặt chẽ vớ i tế b b ê n cạn h M ặ t khác, việc sử dụng hợ p ch ất cao p h â n tử tạo đông tụ b ất th u ận n g h ịch khối k ết bơng bở i h ình th àn h cầu nối g iữ a tế b riên g biệt C ác tác n h ân hỗ trợ q trìn h k ết b n g đư ợ c sử dụng 278 m uối vơ cơ, chất keo khống, v p o ly electro ly t (polym e điện ly) h ữ u c T u y n h iên, h ợ p chất n h protein, Polysaccharid, v ax it nucleic đư ợ c m ang lại k eo tụ tế bào đư ợ c giải ph ó n g bở i trìn h tự thủy p h â n từ n g p h ầ n Q u trìn h kết b n g tế bào p h ụ thuộc vào n h iều yếu tố, chẳng h ạn n h n h iệt độ, m ôi trư n g a ion, tu ổ i sinh lý tế bào, sức căng b ề m ặt, v b ả n chất thể sinh vật, n h đ ã sử dụng để n g h iên u rộ n g rãi thể vi sinh v ật khác C ác po ly electro ly t chất sử dụng h iệu q u ả n h ất tro n g việc x lý nư c thải C ác tác nh ân có h iệu chất k eo k h o án g v polyelectrolyte H o t động c ủ a n h chất hỗ trợ trình k ế t bơng p h ụ thuộc đáng kể vào tìn h trạng b ề m ặt tế bào v tìn h hình dịng ch ảy ữ o n g q u trìn h k ế t bơng B e m ặt tế bào thư ng m an g đ iện tích âm n h n g tổ n g thể m ang đ iện tíc h dươ ng h ấp th ụ ion từ dịch lên m en, điều n y giải th ích tác dụng tố t p olyelectrolyt tích đ iện âm T rong n h ữ n g trư ng hợ p m đ p h ả n ứ n g kết b ô n g dẫn đ ến hình thành khối đơng tụ k h ô n g ổn đ ịn h tế bào, q trìn h tu y ển đư ợ c sử dụng để làm giàu v i sinh vật T rong q u ứ ìn h tu y ển nổi, h ạt đư ợ c hấp th ụ tro n g b o n g b ó n g khí, đư ợ c thổi vào dung dịch huyền p h ù đư ợ c tạo tro n g dung dịch huyền phù C ác hạt cần tách tụ tập lại tro n g m ộ t lớp b ọ t v đư ợ c lên Sự h ìn h th àn h m ộ t lớp b ọ t ổn định đư ợ c hỗ trợ bở i việc sử dụng “các chất tập h ợ p ” khơng h ị a tan, ch ẳn g h ạn n h axit béo m ạch dài am in C ác trìn h v i tu y ển đư ợ c p h át triển tro n g thí ng h iệm với vi kh u ẩn v tảo H iệu q u ả trìn h tuyển p h ụ thuộc n h iều vào k ích thư c b o n g b ó n g khí V i h ydro h a y o x y m i tạo bở i q u trìn h điện phân, n h iều b o n g b ó n g khí nhỏ (khoảng 30 m icronm et) đư ợ c tạo dung dịch hu y ền phù, tro n g tro n g q u trìn h tuyển bình thườ ng, b ọ t khí b ìn h thư ng nhỏ khoảng 40 m icronm et th u đư ợ c v i áp suất nh ất kho ản g bar V i p h n g pháp tu y ển bằn g điện li từ m ộ t dung dịch huyền p h ù v i kh u ẩn đư ợ c tiền k ết b ô n g v i nồng độ tế bào 16 g/1 M ột số p h n g pháp khác như: q u trình lọc bề m ặt (lọc bánh), lọc sâu, lọc lưới, ly tâm , lọc ly tâm v ly tâm lọc lướ i, trìn h lắng gạn, v m áy ly tâm lắng, q u trìn h phân h ủ y củ a m ô tế bào động vật v thự c vật h o ặc v i sinh vật, q u trìn h sấy khơ 279 B ài 38 C Á C V À C Á C V Ắ C K H Á N G X IN T H Ẻ A D N Đ Ơ N D Ò N G Q uá ìn h tiêm chủng v ắcx in A D N p h át triển tư n g đối gần đ â y tro n g p h n g pháp vắcxin học H iện n a y thự c h iện bằn g cách tiếp cận từ n g bư c hợ p lý để th iết kế , v ắcx in A D N V í dụ: C ác ch iến lượ c bao gồm k ết hơ p trìn h tự k ích thích v rn iễ n dịch v ù n g k h u n g p lasm id , b iểu h iện đồng th i p h â n tử k ích thích, sử dụng tín h iệu đ ịn h v ị/tín h iệu tiết ra, v sử dụng hệ th ố n g v ậ n chuyển th ích hợp T u y nhiên, v ấn đề quan trọng khác cần đư ợ c x e m x é t việc sử dụng p h n g pháp đư ợ c th iế t kế để u h ó a b iểu h iện củ a gen chuyển vào v ắ c x in A D N thư ng b ao gồm v ectơ dạng p lasm id (có n g u n gốc từ vi khuẩn), m có ch ứ a gen không đồng n h ất (các gen nhảy) đư ợ c ch èn v k iểm soát củ a m ộ t pro m o ter n g u n gốc E u c a ry o t (tế bào có n h â n chuẩn), cho p h ép có m ặt pro tein tro n g tế bào củ a động v ật có vú M ột x e m x é t quan trọ n g u h ó a h iệu củ a v ắcx in A D N phải lự a chọn v ectơ p lasm id th ích hợp T rong suốt 15 năm qua đ ã ng k iến việc tháo gỡ q u y trìn h p h ả n ứ ng m iễn dịch ph ứ c tạp tro n g hệ thống m iễn dịch củ a ngư i v động vật K hi có v ật lạ (ví dụ n h m ộ t v i sinh vật) x âm nhập vào thể, m ộ t chuỗi p h ả n ứ n g đư ợ c thúc đẩy, o n g n ếu th àn h cô n g dẫn đ ến v iệc ng n g h o t động v loại bỏ vi sinh v ật x âm nhập C ác ph ân tử đáp ứ n g n y tồ n tro n g hệ th ố n g m iễn dịch củ a động v ậ t o n g n h iều năm , tạo k h ả n ă n g m iễn d ịch to àn m ộ t ph ần đối v i loại vi sinh v ật xâm n h iễm C ác p h â n tử bên ngồi gọi kháng ngu y ên tạo dẫn tớ i p h ả n ứ ng chống lại p h â n tử, gọi kh án g th ể từ v ậ t chủ N ó i chung, kh án g n g u y ên protein, h a y pro tein đư ợ c k ết hợ p vớ i chất khác n h loại đư ng, th ô n g q u a po ly sacch arid v p h â n tử phứ c hợ p khác h o ạt động n h kh án g nguyên T rong q u trìn h n h iễm bệnh, kháng ng u y ên cư trú b ê n b ề m ặt củ a v i sinh v ật x â m nhập v k ích h o t k h ả bảo vệ thể chống lại T heo cách n y k h án g thể yếu tố cần thiết đ ể hệ thống m iễn dịch chống lại b ện h vi sinh v ật gây C ác kh án g thể đư ợ c tạo b i tế bào đặc b iệt ứ o n g thể v n ay n h ận b iết loài đ ộ n g v ậ t đặc biệt, kể c o n ngư i, sản xu ất số lượng k h ô n g tư n g đư ợ c kh án g th ể khác n h a u để ch ố n g lại k h ô n g n h iều loại vi sinh vật m chống lại đư ợ c m ộ t số lư ợ ng k h ô n g giới h ạn loại h ó a chất tổ n g hợp N ó i m ột cách ng ắn gọn, h ệ th ố n g m iễn dịch đ ộ n g v ật có vú k ế t h ợ p làm vô h o ạt hầu h ết b ất k ỳ m ột ph ân tử lạ x â m nhập vào thể T uy nhiên, m ộ t kh án g n g u y ên cụ thể k h ô n g x lý triệt để, v i sinh v ật x âm nhập nh an h chóng sinh sản v tạo m ất cân b ằ n g cho thể, gây n h iễm bện h v tử vong cho v ật chủ n h y cảm 280 K h ả năn g k ích th íc h tạo k h án g thể tự n h iên b ằ n g v ắcx in từ lâu đ ợ c b iết đến v ắ c x in chế p h ẩ m v i sinh v ậ t chết (hoặc m ộ t p h ầ n chúng), có th ể v i sinh v ật sống đ ã giảm độc lực đ ã bị su y yếu đ a vào cho n gư i v động v ậ t đế kích th ích k h ả n ăn g m iễn d ịch th ể b ị lây nhiễm B ằng cách n y ch ú n g b ắ t chư c tác n h ân g ây bện h m kh n g có k h ả năn g g ây b ệ n h v tạo m ộ t chế p h ả n ứ n g m iễn dịch bảo vệ K hi đư ợ c sử dụng trê n q u y m ô lớn, loại v ắcx in n y đ ã tạo đư ợ c m ộ t cư ng lực ch ủ y ếu th ô n g q u a kh án g n g u y ên riêng b iệ t c ủ a tác n h â n gây bệnh, tạo tro n g thể p h ả n ứ n g m iễn dịch b ảo v ệ v qua giúp thể xác định th àn h p h ầ n p h ả n ứ n g m iễn dịch tạo n ê n chế bảo v ệ thể v ắ c x in đ ã đư ợ c ph át triển để ch ố n g lại n h iều bệnh T u y n h iên thành n g v trì h iệu ứ n g kh án g k h u ẩn k h ác n h au giữ a loại vắcxin S ản xu ất v ắcx in thư ng có g iá th àn h cao, h ệ th ố n g th iế t bị sản xu ất thề tích nhỏ nh n g cần đ ế n n h iều nguyên tắc c b ản củ a công nghệ sinh học Đ ặc b iệ t v iệc tăng q u y m ô sản x u ấ t m ộ t v ấn đề th n g xu y ên b i b ện h virus cần p h ải đư ợ c sản xuất từ q u trìn h ni c ấ y tế b động v ật h a y tế b người T iến b ộ m i tro n g công nghệ th iế t bị lên m en giúp đ ẩ y n h an h p h át triển sản xuất vaccin, đặc b iệ t tăn g đáng kể sản lư ợ ng v ắcx in sản xu ất tư ng lai gần M ộ t p h t triể n m i có ý n g h ĩa o n g y học liên quan tới công nghệ sin h học tạo k h ả năn g sản xu ẩt kh án g thể n dịng Ư u điểm củ a k ĩ th u ật n y tế b sản xu ất kh án g th ể sinh v ổn định lư ợ n g kháng thể tiết luôn giống n h au từ tế b cụ thể v đư ợ c m tả đ ầy đủ để đán h giá p h ù hợ p củ a cho ứ n g dụng khác T heo cách n y nh ữ n g k h án g th ể p h ù h ọ p có th ể đư ợ c sản x u ấ t vớ i k h ố i lư ợ ng lớ n có tiê u chuẩn h ó a cao h n đ ể áp dụng cho q u trìn h chẩn đo án bệnh 281 B ài 39 Q U Á T R ÌN H x L Ý N Ư Ớ C T H Ả I N c thải nư c sau đ ã q u a sử dụng N c thải bao gồm loại nư c thải từ gia đình, đư ợ c sử dụng cho q u trìn h tắm rử a v vệ sinh khác N c m a ch ảy vào hệ th ố n g th o át nư c th àn h phố v m ộ t số loại nư c thải công n g h iệp tạo ch ảy vào h ệ th ố n g thoát nư c thải m ộ t số th àn h phố N c thải chủ yếu nước v ch ứ a m ộ t số chất dạng hạt nhỏ chiếm kho ản g 0,03% M ặc dù vậy, tro n g thành p h ố lớn, p h ầ n chất rắn n y củ a nư c thải đ ạt đến ê n 1000 tấ n chất rắn /ngày C ho đ ến n a y m ặc dù luật m ôi trư ng đư ợ c tăng cư ng v đ ẩ y m ạnh, m ộ t điều ngạc n h iên n h iều th àn h phố lớ n m i có nhữ ng hệ th ố n g x lý nư c thải thơ sơ khơng có h ệ thống x lý nư c thải C ác loại nư c thải ch a x lý gần n h vậy, tự n h iên đư ợ c thải dịng sơng v đại dương M ột số dịng chảy ví dụ n h dòng suối đư ợ c sục khí tố t có k h ả năn g tự làm T u y n h iên v i gia tăn g dân số, nư c thải họ thải vư ợ t q u k h ả năn g tự làm này, việc x lý thơng thư ng ch ất thải củ a th àn h p h ố gây n ê n m ộ t số p h n nàn Ở M ĩ, h ầu h ết p h n g pháp x lý thải nư c thải đ n giản đ ã đư ợ c ho àn thiện Q u t r ì n h x ỉý sơ B c đ ầu tiên ữ o n g trìn h x lý nư c th ải gọi trìn h x lý nư c th ải b a n đầu h a y x lý sơ T rong q u trìn h n y nư c thải ch ảy đ ến đư ợ c tiếp nh ận v trìn h x lý sơ v ật liệu thô n ổ i lên đư ợ c sàng lọc ra, nư c thải ch ả y v m ộ t bể lắng, để đ h ạt cát n h v ậ t liệu h ạt tư n g tự n h cát đư ợ c loại bỏ đi, chất ván g chủ yếu dầu v chất béo đư ợ c loại bỏ, v m ản h v ụ n lên ữ ê n sàng lọc v n g h iền nhỏ Sau bư c n ày nư c thải đư ợ c ch uyển q u a b ể lắng chất rắn lắng x u ố n g (việc th iết kế bể lắng n y th ay đổi theo thể tích b ể lắng) C ác chất rắn nư c thải đư ợ c tập tru n g đ áy b ể gọi bùn B ù n lắng giai đo ạn n ày gọi b ù n thô K hoảng 40% - 60% chất rắn lơ lửng đư ợ c loại bỏ k hỏi nư c thải bằn g trìn h lắng b an đ ầu này, m ột số h ó a chất hồ trợ trìn h k ế t đơng đư ợ c đ a vào v tăng q trình loại bỏ chất rắn C ác h o ạt đ ộ n g sinh học kh ô n g quan trọng tro n g q u trình x lý ban đ ầu này, m ặc dù m ộ t số q u trìn h chuyển hóa b ù n v m ộ t số chất h ữ u h ị a tan xảy giữ b ể lắng m ộ t thờ i gian dài C ác loại b ù n đư ợ c loại bỏ qua b ể liên tục qua bể tru n g g ian (phần nư c ph ía ch ảy ra) ch ảy q u a q u trình x lý thứ cấp (lần 2) N h u c ầ u oxy c ầ n th iế t c h o q u tr ì n h sin h h ó a Q uá trìn h x lý đ ầu tiên loại bỏ từ 25 - 35% n h u cầu o x y cần th iết th iết cho ph ản ứ ng sinh học có ch ất thải (B O D = B iological O xygen D em and) M ộ t khái n iệm quan ọ n g tro n g q u trìn h x lý nư c thải v tro n g sinh thái m trư ng nói chung củ a trìn h x lý 282 nư c thải B O D , m ộ t số đo c ủ a ch ất h ữ u có th ể p h ân h ủ y đư ợ c b ằ n g p h n g pháp sinh học củ a chất o n g nước B O D đư ợ c xác định b ằ n g số lư ợ ng o x y cần th iết cho vi sinh vật để chuyển h ó a chất h ữ u P hư ng pháp cổ đ iển d ù n g để đo sử dụng n h ữ n g chai đặc b iệ t v i n h ữ n g nắp kín, m ỗi m ộ t chai n ày đ ầu tiên đư ợ c đổ đ ầ y nư c cần th nghiệm h o ặc d u n g dịch p h a loãng nư c th nghiệm Đ ầu tiên nư c đư ợ c sục khí vào để cung cấp m ộ t m ức độ cao tư n g đối c ủ a o x y h ò a tan v đư ợ c cấy vào chủng v i sinh v ậ t n ếu cần thiết C ác chai đư ợ c đổ đ ầ y nư c sau giữ đ iều k iện b ó n g tối thời gian n g y n h iệt độ ° c Sự giảm o x y h ò a tan đư ợ c xác đ ịn h b ằ n g p h n g pháp th ng h iệm h ó a học bằn g cách dùng h ó a ch ất h o ặc b ằ n g p h n g ph áp đ iện cực, lư ợ ng o x y m đư ợ c sử dụng b i vi sinh v ật n h iều đ ể p h â n h ủ y ch ất h ữ u có tro n g m ẫu B O D lớ n - th n g đư ợ c b iểu th ị bằn g m ilig am o x y tro n g lít nướ c L ợ ng oxy m th ô n g thư ng có th ể h ị a tan tro n g nư c vào k h o ản g 10 m g o x y /llít nước G iá tiị B O D tro n g nư c đặc b iệt tăn g gấp 20 lần số liệu V í dụ như: n ếu lư ợ ng nước thải n ày ch ả y vào hồ, lư ợ ng vi sinh v ậ t o n g h b ắ t đầu chuyển h ó a tiê u th ụ chất h ữ u làm cho lư ợ ng B O D tăn g cao, làm giảm nhanh lư ợ ng o x y tro n g nư c hồ Q u t r ì n h x lý t h ứ t h ứ c ấ p (lầ n 2) S au trìn h x lý đầu tiên, m ột p h ầ n B O D cò n lại dư i dạn g c h ấ t h ữ u h ò a tan Q u trìn h x lý lần 2, trìn h x lý sinh học đ ầu tiên thiết k ế để loại b ỏ h ầu hết chất h ữ u n y v làm giảm lư ợ ng B O D T rong trình n y nư c thải trải qua q trìn h sục khí m ạn h để đ ẩy m ạn h p h t triể n củ a vi kh u ẩn v vi sin h v ật hiếu khí khác, lư ợ ng sinh v ậ t n ày thự c h iện trìn h o x y h ó a chất hữ u h ị a tan thành CO2 v nước H phư n g pháp sử dụng thông th n g nh ất trình x lý lần h ệ th ố n g x lý n c b ằn g b ù n h o t tín h v b ộ lọc dòng chia nhỏ Các bể sục khí hệ thống bùn hoạt tính, khơng khí v oxy tinh khiết bổ sung vào nước thải từ trình x lý lần Các bùn ữ o n g nước thải chứa m ột lượng lớn vi khuẩn thực trình trao đổi chất với nấm m en, nấm m ốc v động vật nguyên sinh M ột thành phần quan trọng bùn hoạt tính động vật phù du, chủng hình thành khối kết bơng ữ o n g bể sục khí H oạt động vi sinh vật hiếu khí n ày oxy hóa nhiều chất hữu nước thải biến đổi thành CO2, H2O K hi q trình sục khí kết thúc, khối kết (bùn giai đoạn 2) lắng xuống đáy bể, giống bùn x lý lắng xuổng giai đoạn x lý C òn chất hữu hòa tan ữ o n g nước thải hấp thụ vào khối kết v vi sinh vật bị hấp thụ vào khối kết K hi khối kết bị lắng xuống chất hữu bị loại bỏ theo chất k ết V x lý bể chứa bùn x lý yểm khí R ất nhiều chất hữ u loại bỏ nhiều h n q trình oxy hóa hiếu khí xẩy thời gian ngắn 283 H ầu hết bùn lắng xuống loại bỏ từ thiết bị chuyển hóa yếm khí này, m ột số loại bùn quay vòng trở lại bể chứa bùn ho ạt tín h b an đ ầu để thự c h iện đ ợ t x lý nư c th ải N c th ải p h ía đư ợ c chuyển v trìn h x lý tiếp tục Thỉnh th o ản g v đôi k h i q trìn h sục khí k ế t thúc C ó m ộ t số trư n g hợ p b ù n hoạt tín h lên n h iều hom so vớ i lượ ng lắng xuống H iện tư ợ ng n y gọi b ù n rờ i tạo th àn h khối rời K h i có h iện tư ợ ng n y x ảy chất h ữ u có chất k ế t b ô n g b ị lên fren theo nư c thải ch ả y v gây v ấn đề ô n h iễm n g h iêm trọ n g cho đ ịa p h n g N h iều nghiên cứu đ ã tìm n guyên nhân tư ợ ng khối rời v người ta ngăn chặn chủng H iện tư ợ ng n y x ảy vi kh u ẩn tạo th àn h k iểu sợi khác L oài vi k h u ấn tạo sợi S p h aero tỉlu s n a ta n s th n g th ủ p h m đ ầu tiên C ác h ệ th ố n g b ù n h o t tính ho ạt đ ộ n g hồn tồn h iệu v loại bỏ 75 - 95% lư ợ ng B O D có nư c thải 284 B ài 40 Q U Á T Ừ T R ÌN H R Á C ủ P H  N T H Ả I H Ữ U B Ó N C Q uá trìn h ủ p h â n h ữ u m ộ t q u trìn h tác động có đ iều k h iển vi sinh v ật hiếu khí để chuyển đổi ch ất th ải rắn h ữ u th àn h m ộ t loại v ậ t liệu n h p h â n m ù n m ềm , giảm đáng k ể khối lư ợ ng v an to àn cho m trư ờng Đ ể có h iệu q u ả h o àn toàn, ngư i ta sử dụng n h ữ n g chất chất thải hữ u c rắn có k h ả n ă n g p h â n h ủ y T rong trìn h v ận hành q u y m ô lớ n th n g sử dụng chất thải rắn h ữ u tạo sản p h ẩm cuối chủ y ếu đư ợ c sử dụng để cải tạo đất, nh n g tro n g n h iều trư n g hợp đặc b iệ t h n sử d ụ n g v ật liệu h ữ u (rơm , p h â n chuồng, ) để sản ph ẩm cuối làm ch ất n ền cho trồ n g nấm ăn b isp o ru s a g a rỉc u s quy m ô th n g m ại ủ ph ân h ữ u từ lâu đ ã đư ợ c cô n g n h ậ n k h ô n g n h m ộ t p h n g tiện x lý an toàn chất thải rắn h ữ u c m cị n m ộ t hình th ứ c đặc b iệ t tái ch ế lại chất h ữ u ủ p h â n b ó n n g y đóng m ộ t vai trò q u an trọ n g tro n g chư ng trìn h quản lý chất thải tro n g tư ng lai, cung cấp p h n g tiện tái sử d ụ n g ch ất h ữ u n g u n gốc từ nội địa, nông n g h iệp v công nghiệp thự c phẩm M ối quan tâm n g y càn g tăn g lê n ủ p h â n b ó n x u ất p h t từ n h ậ n th ứ c n g y càn g tăn g củ a vấn đề m ôi trư n g liên q u an đến cách th ự c đư ợ c dùng để x lý chất thải rắn h ữ u cơ, ví dụ n h q trình đ ố t v chôn lấp Đ ại đ a sổ th àn h p h ố đ ã q u tải v m ỗi m ộ t nơ i ph ải có lị đố t, b ãi chôn lấp đư ợ c tạo cộng đ n g củ a họ ủ p h â n h ữ u c , gần đ â y đ ã trở th àn h m ột công nghệ quản lý ch ất th ải q u an h ọ n g v p h t triển lý th u y ết n h thực té củ a cô n g nghệ n ày v ẫ n c ò n tro n g giai đ o n đầu M ục đ ích q u trìn h ủ p h â n h ữ u để có đư ợ c m ộ t loại p h â n b ó n cuối cù n g đ ạt ch ất lư ợ ng sản p h ẩ m m ong m u ố n tro n g m ộ t thờ i gian giới hạn M ộ t n h m áy ủ rác thải p h ải h o ạt động tro n g đ iều k iện an tồn cho m trư ờng ủ ph ân h ữ u đư ợ c thực h iện tro n g m ộ t lớp b ao bọc kín ch ứ a h ạt rắn h ữ u cơ, tro n g vi sinh v ật có sẵn p h át triển v sin h sản C a cho k h n g khí tự v m ộ t y cầu thiết yếu C ác nguyên liệu b a n đầu đư ợ c đ a vào tro n g đ ố n g tĩn h (luống), có ống th n g khí k iểu hầm tunel cải b iến tro n g lò p h ả n ứ n g k iểu qu ay (hình h ố n g h ình trụ) M ộ t số h ìn h thứ c tiền x lý chất thải cỏ thể đư ợ c y cầu, chẳng hạn n h giảm k ích thư c h t cách b ă m nhỏ nghiền C ác ph ản ứ n g sinh học củ a q u ìn h ủ p h â n h ữ u q u trìn h o x y h ó a chất hữ u c h n h ợ p vớ i o x y để tạo CO2, nư c v sản ph ẩm p h ụ h ữ u khác S au trìn h p h â n h ủ y k ết thúc, h ầu h ết sản p h ẩm cuối cần để lại tro n g m ộ t khoảng thờ i gian khác n h a u đ ể ổn đ ịnh Q u trìn h ủ p h ân h ữ u thành n g địi h ỏi ph ải u h ó a đ iều k iện p h t triển cho vi sinh vật N ó q trìn h lên m en nuôi cấy h ỗ n h ợ p chủng vi sin h vật m ột ví d ụ b ật sinh thái v i sinh v ậ t tác động V ì khối lư ợ n g lớ n h ầu h ế t vận h àn h n y hoạt động n h v ật liệu cách n h iệt và, k ế t n h m ộ t trìn h tạo n h iệt sinh học nh ất định b ằ n g ph ản ứ n g củ a vi sinh vật, lư ợ n g n h iệt nội nh an h chóng có onc thể tạo nên N h iệ t cao v ấn đề n g h iêm trọng tác nghiêm trọ n g đến hoạt động vi sinh vật Q u trìn h ủ ph ân hữ u đư ợ c đ iều ch ỉn h để ng ăn chặn nhiệt độ v ợ t 5 °c Đ ộ ẩm ch ất h ữ u th ô n g thư ng từ 5% đ ế n > 60% độ ẩm tự tích tụ làm đ ầy không gian giữ a h ạt v q u trìn h thơng k hí bị hạn chế, n ếu dư i 40% đ iều kiện trở n ê n q u khô cho v iệc h ĩn h th àn h k h u ẩn lạc củ a vi sin h vật C ác v ậ t liệu h ữ u rắn đư ợ c h ò a ta n từ từ b i enzym o x y h ó a đư ợ c tiết vi sinh v ật thực h iện q u trìn h lên m en B c p h ả n ứ ng n y th n g đư ợ c coi tốc độ giới hạn X en lu lo za v lignin có m ặt n h iều tro n g h ầ u h ết chất thải rắn M ộ t h m lượ ng lignin cao, ví dụ o n g rơ m v gỗ ngu y ên liệu, cản to àn q u trìn h ph ân hủy; L ig n in có k h ả n ăn g b ề n v ữ n g q u trìn h p h â n h ủ y v p h â n h ủ y từ từ v n h iều trư ờng h ợ p bảo vệ chất khác n ếu chất khơng dễ dàng b ị p h â n h ủ y T iếp cận đư ợ c v i k h n g khí m ộ t th àn h ph ần th iết y ế u cho th iết b ị ph ản ứ n g sinh h ọ c hiệu v cân ủ p h ân h ữ u quy m ô lớ n hệ thống có sục khí đư ợ c thực h iện tị a n h kín để tạo điều k iện th u ận lợi cho việc k iểm soát ô n h iễm m ùi T rong hệ thống n y th n g khí đư ợ c thổi vào có đ iều khiển để tạo đ iều k iện ủ p h ân bón tốt H iện n a y có m ột số n h m áy C hâu  u vớ i công suất trê n 60.000 m ỗi năm ủ p h â n h ữ u theo k iểu h ầm tunel đư ợ c thự c h iện o n g h ầm n h â n tạo ch ất dẻo k ín vớ i k ích thư c 30 - 50 m chiều dài - m chiều rộng ch iều cao.H ệ th ố n g đ ng h ầ m tunel n ày đ ã đư ợ c đ a vào v ậ n hàn h tro n g n h iều n ăm để ủ p h ân bùn nư c thải v chất thải sinh hoạt, v chuẩn bị ch ất đặc h iệu cho q u trìn h sản x u ất nấm M ộ t số n h m áy v ận hàn h lên đến 10.000 tấ n m ỗi năm C ác h ệ thống thiết bị h ìn h tang trố n g th ù n g q u ay v i n h iều k ích thư c khác nh au đư ợ c sử d ụ n g để ủ ch ất thải sinh ho ạt toàn th ế giới Q uá trìn h ủ p h ân h ữ u theo quy m ô lớ n củ a D ano đặc b iệt h ữ u ích cho ch ất thải h ữ u ẩm N h ữ n g h ệ th ố n g hình tang ố n g nhỏ đ ã đư ợ c sử dụng rộ n g rãi cho m ộ t lư ợ ng nhỏ chất thải vườn, m dễ dàng đư ợ c sử dụng để tái chế T rong m ộ t số quy trìn h ủ p h â n h ữ u cơ, th o át củ a khí thải tạo vấn đ ề m ùi hôi h iện diện h ợ p chất lư u huỳnh v nitơ Sự q u an tâm đặc b iệt đ ối v i việc giảm h o ặc loại b ỏ m ùi b ằ n g m áy h ú t khí lọc quy đ ịn h nghiêm ngặt m ôi trư n g dẫn đ ến việc đ ó n g cử a n h m áy vi phạm C ác h ìn h thứ c sử dụng rộng rãi n h ấ t q u trìn h lọc sinh học b ao gồm m ộ t giá cố đ ịn h k hối lư ợ ng chất h ữ u cơ, ví dụ n h p h â n b ó n th àn h thục d ăm gỗ đư ợ c n h ú n g n g ấm vi sinh vật C ác k hí qua h ỗ n hợ p v k ết q u ả h o ạt đ ộ n g sinh h ó a làm giảm h ó a chất có m ùi khó chịu, ủ p h â n b ó n ch ắn m ộ t nh ữ n g chiến lược chủ yếu đ ể x lý chất thải rắn hữ u v ho àn trả trở lại vào m ôi trư ờng Đ e m rộng ữ o n g tư n g lai, trìn h ủ phân h ữ u v tái chế, b ố n tiêu chí đư ợ c y cầu: - M ộ t sở h tầng p h ù h ợ p phải đư ợ c đ ặt chỗ - C hất lư ợ ng v số lư ợ ng p h ù hợ p chất n ền phải có sẵn - P hải có thị trư ng cho sản ph ẩm cuối - Q u y trìn h ph ải đư ợ c ch ứ n g nh ận m ôi trư n g v ng m inh k h ả n ă n g kinh tế 286 R E F E R E N C E S - T À I L IỆ U T H A M K H Ả O P.E R oyds - Irm ark (1997), B eg in n in g Scientific E n g lish Book P rinted in Singapore M ilena Sm etanova, D r R u d o lf P lav k a (1983), A nglictina p r o p o slu c h a c e chem icko-potravinaĩských studentu V Ỗ CH T - SN TL N a k la d ate lstv i’ tec h n ick sk e ’ L iteratury - Praha L C hninger A L (1980), B iochem istry W orth publishers N e w york L illian H o angland M ey er (1987), F o o d Chem istry C B S publishers & D istributors D ietrich K n o rr and C oordinators (2002), F o o d biotechnology P rinted in th e U nited State o f A m erica G erard J T ortora; B erdel R F unke C hristine L C ase (1992), M icrobiology T he B enjam in/C um m ings P ublish in g C om pany, INC Dr M ansi E l-M ansi and C harlie B ryce(1999) F e rm e n tatio n M icrobiology a n d B iotechnology J International Ltd, P adstow , U K A jay Kr G u p ta (2002), M odern T echnology o f M ilk P ro c e ssin g & D a iry P roducts N IIR B o ard o f D airy T echnologists N IIR IN D IA E H ugot, G K Jenkins (1986), H a n d b o o k o f C a n e su g a r E ngineering A m sterdam - O xford - N e w Y o rk - T o k y o,E lselvier science pu b lish ers B v 10 H aro id M B ro d erick (1987) The P r a c tic a l B rew er A M a n u a l f o r B rew ing In d u stry M aster B rew ers A ssociation o f A m ericas-M adison, W isco n sin 53705 11 L.R V erm a and V K Joshi (2000), P o st-H a rv e st T echnology o f F ru its a n d Vegetables Im dus P ublish in g C om pany B aba B ark a N a th P rinter, N ew D elhi, India 12 R E P auli and S.K M irta (1997) P o sth a rv e st P hysiology a n d S to g e o f T ropical a n d S u b tro p ic a l F ru its C A B IN T E R N A T IO N A L , U SA 13 M ichael Sivetz Ch E (1989) Coffee Technology A V IA P ublishing C om pany, Inc, U S A - 1989 14 U N IF E M (1989), F r u it a n d V egetable P ro cessin g n d F o o d Cycle Technology, N e w Y ork, N Y 10017 U S A ,P rinted b y photosystem , s r l in R om e, Italy 15 M ike D illon and C hois G riffith (1997), H ow to A udit P u b lish ed b y D A ssociates, USA 16 Y am ada.K (1977), J a p a n 's M ost A dvanced In d u stria l F erm e n tatio n Technology a n d Industry T he international technical in form ation institute Tokyo Japan 17 w S ch o n b o m (1986) B iotechnology, V olum e 8-10 V C H - V erlagsgesellschàt m bH D -6940 W einheim (Federal R epublic o f G erm any) 287 T IẼ N G C Ô N G A N H N G H T H E O F C H U Y E N Ệ S N G A N H I N H H Ọ C L A N G U A G E B IO T E C H N O L O G Y IN E N G L IS H ( S O N G N G Ữ A N H - V IỆ T ) C hịu trá c h nhiệm x u ấ t P H Ó G IÁ M Đ Ố C ThS V Õ TU ẤN H Ả I Biên tập : NGUYỄN QUỲNH ANH C hế bản: N G U Y Ễ N M IN H C H  U H ọ a sỹ bìa- ĐẶNG NGUYÊN v ũ N H À XUẤT BẢN K H O A H Ọ C VÀ KỸ TH U Ậ T 70 T rần H n g Đ ạo - H o àn K iếm - H N ộ i Đ T: 04 3942 2443 Fax: 04 3822 0658 W eb site:h ttp ://w w w nxbkhkt.com E m ail: nxbkhkt@ hn.vnn.vn C H I N H Á N H N H À XU ẤT BẢN K H O A H Ọ C VÀ K Ỹ TH U Ậ T 28 Đ ồng K hở i - Q uận - T P H C hí M inh ĐT: 08 3822 5062 In 500 b ản, khổ 19 X 26,5 cm , tại C ông ty T N H H In T rần C ông Đ ịa chỉ: s ố 12 ng ách 155/176 đư ng T rư ng T rinh, H N ội So Đ K X B : 1827-2019/C X B IP H /1-32/K H K T Q uyết định X B số: 30/Q Đ -N X B K H K T , n g y 03/6/2019 In x o n g v nộp lư u chiểu năm 2019 M ã ISBN : 978-604-67-1249-7 288 Tiếng Anh chuyên ngành CÔNG NGHỆ SINH HỌC The Language Of B i o t e c h n o l o g y In English (Song ngữ Anh - Việt) ... ông nghệ Sinh học - Thực phẩm Trường Đ ại học Bách khoa H Nội L i c ả m n C uốn sách “ T iếng Anh chuyền n g àn h C ông n g h ệ Sinh học - The L a n g u a g e o f B iotechnology in E nglish ” (S... g sách trở th àn h công cụ hữ u ích cho sinh v iên v học giả trư ng, v iệ n n g h iên u k h o a học v đ ối tư ợ n g liên quan đ ến ngành C ông ng h ệ Sinh học khác sử dụng học có h iệu q u ả... T rư n g Đ ại học N g o ại th n g đ ã giúp đ ỡ v đ ó n g góp n h iều ý kiến trư ớc đ â y cho cu ố n sách Tiếng A nh chuyên ng àn h C ông nghệ H óa, Thực p h ẩm C ơng nghệ Sinh học v b â y sách