Vai trò quan trọng dễ nhận thấy nhất của vi sinh vật trong sản xuất bền vững đó là trong sản xuất nông nghiệp. Có thể nói vi sinh vật đã thể hiện vai trò ngày càng quan trọng trong các khâu sản xuất nông nghiệp từ việc giải quyết chất thải, xử lý môi trường, sản xuất năng lượng, sản xuất phân bón hữu cơ, thuốc bảo vệ thực vật sinh học, thuốc sinh học bảo quản hạt giống và bảo quản nông sản sau thu hoạch. Ngoài ra vi sinh vật là một tác nhân không thể thiếu được trong công nghệ sinh học tạo giống mới và công nghệ tạo vật nuôi cây trồng biến đổi gen (công nghệ  tái tổ hợp gen dựa vào plasmid của vi sinh vật) nhằm đảm bảo an ninh lương thực cho khoảng 8 tỷ người trên trái đất hiện nay. Các sản phẩm có nguồn gốc từ vi sinh vật được sử dụng ngày càng rộng rãi và được ưa chuộng trong sản xuất nông nghiệp thay thế dần các sản phẩm có nguồn gốc hóa học do chúng có tính an toàn cao đối với sức khỏe con người, động vật và môi trường sinh thái và chi phí sản xuất thấp hơn.

Hình 1. Vi sinh vật là những sinh vật rất nhỏ, không thể nhìn thấy bằng mắt thường

Trong chăn nuôi thì vai trò của vi sinh thể hiện hết sức quan trọng. Nuôi tôm công nghệ cao đang được áp dụng rộng rãi hiện nay thực chất là nuôi tôm theo công nghệ vi sinh. Vai trò của vi sinh quyết định thành công của việc nuôi tôm mà cụ thể đó là vai trò của tảo trong việc tạo nguồn thức ăn cho tôm, tạo màu nước cho ao nuôi để giúp tôm tránh tác động xấu của ánh nắng mặt trời. Các nhóm vi khuẩn thuộc probiotics giúp cho tôm ổn định đường ruột, tăng khả năng hấp thụ và tiêu hóa thức ăn (thông thường tôm chỉ hấp thu khoảng 10% lượng thức ăn) và tăng khả năng chống chịu các bệnh do tảo độc và các vi khuẩn gây bệnh đường ruột và gan tụy cho tôm gây ra ( nhóm vi khuẩn Vibrio). Tương tự, trong hoạt động chăn nuôi gia súc, gia cầm trên cạn, vi sinh vật cũng đóng một vai trò quan trọng trong quá trình thúc đẩy tiêu hóa và hấp thụ thức ăn, chống bệnh dạ cỏ ở gia súc nhai lại thông qua việc bổ sung trực tiếp các vi sinh vật như là các probiotics hay bổ sung các enzym được chiết xuất từ vi sinh vật vào thức ăn. Ngoài ra, ứng dụng vi sinh vật để xử lý chuồng trại, xử lý mùi hôi và xử lý chất thải chăn nuôi hiện đang là một lựa chọn ưu tiên của người chăn nuôi.

Hình 2. Nhà máy sản xuất điện từ biogas áp dụng công nghệ lên men

Trong xử lý môi trường thì vi sinh vật thể hiện một vai trò hết sức quan trọng. Hầu như tất cả các khu công nghiệp hiện nay đều áp dụng các phương pháp xử lý chất thải, nước thải theo phương pháp sinh học (công nghệ vi sinh). Công nghệ sinh học ứng dụng các nhóm vi sinh vật như nấm, vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí xử lý các điểm nóng nhiễm dioxin ở Việt Nam đang trở thành một lựa chọn ưu tiên thay thế cho phương pháp giải hấp sử dụng nhiệt cao (≥335^oC) để loại bỏ dioxin ra khỏi đất và trầm tích.

Hình 3. Phương pháp vi sinh được ứng dụng trong xứ lý chất thải nguy hại

Trong ngành năng lượng, vai trò vi sinh vật đóng một vai trò quan trọng trong nguồn năng lượng cũ và năng lượng mới. Vi sinh vật là một tác nhân không thể thiếu trong quá trình hình thành ngồn năng lượng cũ (năng lượng hóa thạch) mà chúng ta đã và đang sử dung trong mấy thập niên qua. Trong các nguồn năng lượng mới (năng lượng xanh) thì vai trò của vi sinh vật cung tiếp tục thể hiện vai trò quan trọng của mình thông qua việc tạo ra nguồn năng lượng tái tạo như biogas, năng lượng xanh như khí hydrogen.

Trong lĩnh vực vật liệu mới, rất nhiều vật liệu mới như nhựa sinh học, vải sinh học dược tạo ra do những nhóm vi sinh vật đã được ứng dụng rộng rãi và trở thành những sản phẩm thương mại hóa và được yêu chuộng trên thị trường thay thế cho vật liệu sản xuất từ nhựa và polymer hóa học. Cụ thể hãng sản xuất đồ thời trang Ganni, Đan Mạch đã thương mại hóa rất nhiều sản phẩm như túi xách, giày, áo quần từ vật liệu được sản xuất từ vi sinh vật. Hiện nay có rất nhiều các sản phẩm phục vụ ngành thực phẩm như cố, đĩa, bát, muỗng, hộp đựng thực phẩm được sản xuất hoàn toàn bằng nhựa sinh học tạo ra từ vi sinh vật nhằm bảo vệ trái đất khỏi vấn nạn ô nhiễm rác thải nhựa hóa học gây ra.

Hình 4. Tiến sĩ Trần Hòa Duân đang chia sẻ thông tin về các ứng dựng của vi sinh vật trong sản xuất và nghiên cứu

Việc áp dụng vi sinh vật trong lĩnh vực sản xuất và chế biến thực phẩm cũng diễn ra hết sức phổ biến từ rất xa xưa cho đến ngày này từ việc sản xuất rượu, bia, chao, nước tương, nước mắm, muối dưa, kim chi cho đến sản xuất tôm chua, nem, tré… Việc áp dụng các enzym chiết xuất từ các nhóm vi sinh vật như xạ khuẩn, nấm, vi khuẩn trong chế biến thực phẩm ngày càng được ưa chuộng nhằm tăng hiệu quả chế biến, rút ngắn quá trình chế biến và sản xuất và tạo sự ổn định trong sản xuất đặc biệt là sản xuất thực phẩm theo hướng công nghiệp.

Cuối cùng, vai trò vi sinh vật thể hiện trong lĩnh vực y dược. một thành tựu vĩ đại của thế kỷ 20 đã cứu sống rất nhiều người đó là sự phát minh ra thuốc kháng sinh. Hầu hết các thuốc kháng sinh hiện nay được sử dụng đều được sản xuất từ vi sinh vật đặc biệt là từ nấm, xạ khuẩn và vi khuẩn. Ngoài ra việc ứng dụng ngày càng nhiều nhóm vi sinh như là probiotics trong y học đã chứng minh tính hiệu quả trong việc nâng cao sức khỏe, tăng cường miễn dịch, giúp con người ngăn ngừa và chống lại nhiều bệnh nguy hiểm như ung thư, đái tháo đường, rối loạn tiêu hóa, … đã được chứng minh.

Nói tóm lại, vi sinh vật đã thể hiện vai trò ngày càng quan trọng trong cuộc sống của chúng ta cũng như trong nhiều hoạt động sản xuất của con nguời với một vai trò hết sức hiệu quả trong chí phí sản xuất, thân thiên với môi trường, tạo ra năng lượng và nhiều sản phẩm từ chất thải trong quá trình sản xuất. Do đó công nghệ vi sinh chắc chắn sẽ trở thành một công nghệ lựa chọn của tương lai.

TS. Trần Hòa Duân  - Phó Trưởng Khoa - Khoa Thực Phẩm - Trường Đại học Đông Á