Ашытқының биотехнологиясының заманауи жетістіктері мен болашағы

Ашытқы біржасушалы саңырауқұлақтар тобына жататын микрооргнизмдер. Олар қантты ашыту арқылы спирт пен көмірқышқыл газын түзеді. Бұл қасиеті тағам өндірісінді кең тараған. Ашытқыны алғаш ғылыми тұрғыда сипаттаған ғалым – голландиялық Антони ван Левенгук. Ол 1680 жылы қарапайым микроскоп арқылы ашытқы жасушаларын бақылап, олардың тірі организм екенін дәлелдеді. Дегенмен сол кезде ашытқының нақты табиғаты белгісіз еді. Тек XIX ғасырда француз ғалымы Луи Пастер ашытқының қантты ашытып, көмірқышқыл газын бөлу арқылы қамырдың көтерілуіне ықпал ететінін ғылыми негізде дәлелдеп берді. Бұл жаңалық ашытқыны биохимия мен микробиология ғылымдарының негізгі нысанына айналдырды.

Ашытқы – біржасушалы саңырауқұлақтарға жататын микроорганизм. Ғылымда ашытқының 1500-ден астам түрі белгілі, бірақ тағам өндірісінде көбінесе Saccharomyces cerevisiae түрі пайдаланылады. Бұл түр нан пісіруде, сыра мен шарап өндіруде, сондай-ақ биотехнология саласында кеңінен қолданылады.

Ашытқы саңырауқұлағының құрылысы өте қарапайым. Ол бір жасушадан тұрады, жіпшелері болмайды. Жасушасының пішіні дөңгелек немесе сәл сопақша. Сыртында қабықша, ішінде цитоплазма, бір ядро және вакуолі бар. Бір жасушадан тұрса да, көпжасушалылар сияқты тыныс алады, қоректенеді, өседі, көбейеді, зат алмасады. Басқа саңырауқұлақтардан айырмашылығы ұзақ уақыт оттексіз тіршілік ете алады. Ашытқы саңырауқұлағы бүршіктену арқылы өте тез көбейеді. Бүршіктеніп көбею кезінде аналық жасушаның бір бүйірінен бұлтиып өсінді пайда болып, көлемі ұлғаяды. Ол өсінді аналық жасушасының мөлшерімен теңескенде одан әрі тағы да өсінді шығады Биологиялық тұрғыдан ашытқы жасушаларының құрылымы эукариоттарға тән. Олар ядросы бар, цитоплазма, митохондрия, эндоплазмалық тор және басқа да органоидтардан тұрады. Ашытқы жынысты және жыныссыз жолмен көбейе алады. Жыныссыз көбеюі бүршіктену арқылы жүреді, яғни аналық жасушадан жаңа жасуша өсіп шығып, кейіннен бөлініп кетеді. Бұл үдеріс тез жүретіндіктен, ашытқылар қолайлы ортада жылдам көбейіп, қамырдың көтерілуіне ықпал етеді. ашытқының жасушалары өсу және көбею процесінде культуральді ортадан пайдалы заттарды тұтынады және олардың ішінен жасуша қосылыстарын синтездейді. Қоректік заттардың бір бөлігі, негізінен қант синтездеу процесіне қажетті энергия алуға ашытқылармен жұмсалады.

Ашытқының негізгі биохимиялық қасиеті – ашу (ферментация) үдерісі. Жасуша ішінде қант гликолиз арқылы ыдырап, соңында этанол мен көмірқышқыл газы түзіледі. Көмірқышқыл газы қамырдың ішінде көпіршік түзеді де, оның көлемін үлкейтіп, құрылымын жұмсақ әрі кеуекті етеді. Дәл осы қасиеті нан пісіруде таптырмас артықшылық болып саналады. Ашытқының тағамдық құндылығы да жоғары. Оның құрамында В тобының дәрумендері, аминқышқылдар, ақуыздар, минералды заттар мол. Сондықтан ашытқы тек нанның сапасын арттырып қана қоймай, адамның ағзасына қажетті қоректік заттар көзі бола алады. Бұл қасиеті оны тағам өнеркәсібінде ғана емес, мал шаруашылығында да жем-шөп қоспасы ретінде қолдануға мүмкіндік береді. Ашытқының биологиялық ерекшеліктерінің бірі – қоршаған орта жағдайына бейімделгіштігі. Олар 20–30°C температура аралығында жақсы өседі, бірақ төменгі температурада да (4–10°C) тіршілігін жалғастыра алады. Сондай-ақ ашытқы жасушалары қантты ортада белсенді көбейіп, азоттық және минералды заттарды қажет етеді. Қазіргі таңда ашытқы биотехнология саласында да ерекше маңызға ие. Гендік инженерияда ашытқы жасушалары жиі қолданылады, себебі оларды зерттеу арқылы көптеген дәрілік заттар, вакциналар және ферменттер алынады. Бұл – ашытқының тек дәстүрлі нан пісірумен ғана шектелмей, ғылым мен өндірістің әр саласында кең қолданылып отырғанын көрсетеді. Осылайша, ашытқы – адамзат өркениетімен бірге дамып келе жатқан, тағам өндірісінде және ғылымда ерекше маңызға ие биологиялық нысан. Оның шығу тарихы мыңдаған жылдарға созылып, қазіргі таңда биотехнологияның негізгі құралына айналған.Ашытқы – нан пісіру үдерісінде басты биологиялық агент болып табылатын біржасушалы саңырауқұлақ. Қамырдың құрылымын жеңілдету, көлемін арттыру, дәмін жақсарту – барлығы осы микроорганизмнің белсенділігінің нәтижесі. Нан тағамы адамзат рационының негізгі бөлігі болғандықтан, оның сапасына қойылатын талаптар әрқашан жоғары. Сол себепті ашытқының атқаратын рөлін ғылыми тұрғыда зерделеу нан өндірісінде ерекше маңызға ие.Ең алдымен, ашытқының нан пісірудегі рөлін биохимиялық тұрғыдан қарастыру қажет. Қамыр иленген кезде ондағы ұн құрамындағы крахмал гидролизденіп, қанттарға айналады. Ашытқы жасушалары осы қанттарды ашыту арқылы көмірқышқыл газын бөледі. Газ қамырдың ішінде көпіршік түзеді, нәтижесінде қамыр көтеріліп, жеңіл әрі кеуекті құрылымға ие болады. Дәл осы процесс нанның сыртқы пішінін, ішкі кеуектілігін қалыптастырады. Ашытқысыз дайындалған қамыр тығыз, ауыр және дәмсіз болып шығатыны тәжірибелер арқылы дәлелденген. Сонымен қатар ашытқының нанға тән ерекше иіс пен дәм қалыптастырудағы рөлі зор. Ашыту кезінде тек көмірқышқыл газы ғана емес, сонымен бірге әртүрлі спирттер, органикалық қышқылдар, эфирлер түзіледі. Бұл қосылыстар нанның дәмін байытып, иісін жағымды етеді. Сол себепті ашытқы қосылған нан әрқашан тәбетті ашады.Ашытқының тағамдық құндылығы да назар аударарлық. Оның құрамында ағзаға қажетті В тобының дәрумендері (В1, В2, В6, В12), никотин қышқылы, фолий қышқылы бар. Бұл дәрумендер жүйке жүйесін нығайтып, қан айналымын жақсартады және ас қорытуға көмектеседі. Өсу және көбею процесінде ашытқы жасушалары оттегіні қарқынды тұтынады, оның қорын толықтыру үшін ортаға үздіксіз ауа беріледі. Ерітілген оттегі жетіспеген кезде ашытқы энергия өндірудің үнемді әдісі – анаэробтыға ауысады. Олар этил спирті мен көміртегі диоксидінің (спирттік ашыту) түзілуімен қант ортасын ыдыратуды бастайды, бұл ретте жасушалардың өсуі айтарлықтай баяулайды. Ашытқы зауыттары престелген және құрғақ ашытқы өндіреді. Престелген ашытқы-бұл құрамында 73-75% ылғал бар ашық сұр немесе ашық сары түсті брикеттер болатын ашытқы жасушаларының биомассасы болып табылады.Сондай-ақ ашытқы ақуызға, аминқышқылдарға бай, бұлшық ет пен жасуша құрылысын қалпына келтіруге ықпал етеді. Минералды заттар ішінде калий, магний, темір, мырыш молынан кездеседі. Осыған байланысты ашытқыны нан пісіруде қолдану өнімнің биологиялық құндылығын арттырады.

Нанның сақталу мерзіміне де ашытқы әсер етеді. Қамырдағы ашыту процесі барысында түзілетін органикалық қышқылдар нанды тез көгеруден және бұзылудан сақтайды. Бұл әсіресе ауылдық жерлерде нанды ұзақ уақытқа сақтауға мүмкіндік береді. Демек, ашытқы тек құрылым мен дәм сапасын жақсартып қана қоймай, нанның сақтау мерзімін де ұзартады. Технологиялық тұрғыдан алғанда, ашытқы қамырдың иленуін жеңілдетеді. Қамырдағы ақуыз – глютен көмірқышқыл газымен қанығып, серпімді қасиетке ие болады. Бұл пісіру кезінде нанның пішінін сақтап қалуына көмектеседі. Ашытқысыз қамыр мұндай серпімділікке ие болмайды. Ашытқыны қолданудың тағы бір артықшылығы – оның әмбебаптығы. Әртүрлі елдерде әртүрлі нан түрлері бар, соның барлығында дерлік ашытқы пайдаланылады. Қара нан, ақ нан, багет, самса, тоқаш – барлығының сапасы ашытқыға тікелей байланысты. Сонымен қатар ол ұлттық тағамдарда да қолданыс тапқан: мысалы, бауырсақ пен шелпектің жұмсақ әрі дәмді шығуына ашытқы әсер етеді.Бүгінгі таңда ашытқы тек дәстүрлі тағамдарда ғана емес, функционалды нан өнімдерін шығаруда да қолданылады. Мысалы, диеталық нан түрлерінде ашытқы қосылған қамыр арнайы технологиямен дайындалады. Бұл өнімдер ас қорыту жүйесі әлсіз адамдарға, спортшыларға немесе дәруменге зәру жандарға пайдалы болып табылады. Ашытқыны артық мөлшерде қолданудың да шектеулері бар. Егер ашытқы шамадан тыс қосылса, қамырдың дәмі қышқыл тартып, пісірілген нанның иісі өзгереді. Сол себепті ашытқыны қолдану барысында ғылыми негізделген мөлшерді сақтау маңызды. Бұл өндірістік технологияның басты талаптарының бірі болып саналады. Жалпы алғанда, ашытқының нан пісірудегі рөлі – қамырдың құрылымын жеңілдету, өнімнің дәмі мен иісін қалыптастыру, қоректік құндылығын арттыру және сақтау мерзімін ұзарту. Оның тағамдық маңызы тек тұрмыстық деңгейде ғана емес, халық денсаулығы үшін де ерекше. Сондықтан ашытқыны нан өндірісінде тиімді пайдалану әрқашан өзекті бола береді. Ашытқының нан пісірудегі тиімділігін дәлелдеу үшін арнайы тәжірибе ұйымдастырылды. Зерттеу жұмысының негізгі мақсаты – ашытқы қосылған және қосылмаған қамырдың айырмашылығын бақылау, нәтижелерін салыстыру және ғылыми қорытынды жасау. Бұл тәжірибені мектеп жағдайында, қарапайым құрал-жабдықтарды пайдалана отырып жүргізуге болады. Тәжірибені ұйымдастыру кезеңдері

Алдымен тәжірибенің жоспары құрылды. Жоспар төрт негізгі кезеңнен тұрды: Барлық материалдар бірдей жағдайда алынды. Бұл тәжірибенің объективтілігін қамтамасыз ету үшін маңызды болды.Тәжірибенің барысы Бірінші кезеңде ұн, тұз және су қосылып, екі бірдей қамыр дайындалды. Бірінші үлгіге ашытқы қосылды, ал екінші үлгі ашытқысыз қалдырылды. Қамырлар бірдей көлемдегі ыдыстарға салынып, бөлме температурасында (шамамен 25°C) сақталды. Екінші кезеңде қамырдың көтерілуі 1 сағат сайын бақыланып, арнайы күнделікке жазылды. Қамыр көлемінің өзгерісі мен сыртқы пішіні суретке түсіріліп отырды. Үшінші кезеңде дайын қамырлар бірдей пеште, бірдей температурада (180°C) пісірілді. Пісіру ұзақтығы 30 минут болды. Төртінші кезеңде дайын нанның көлемі, массасы, кеуектілігі, дәмі мен иісі салыстырмалы түрде зерттелді. Алынған деректерді жүйелеу үшін кесте жасалды. Кестеде қамырдың көтерілу деңгейі, пісу сапасы және дәмдік ерекшеліктері көрсетілді. Кестеде ашытқы қосылған және ашытқысыз қамырдың негізгі айырмашылықтары берілген. Ашытқы қамырдың көтерілуін қамтамасыз етіп, құрылымын жеңіл әрі кеуекті етеді, дәмі мен иісі жағымды болады, ал сақталу мерзімі ұзартылады. Ашытқысыз қамыр тығыз, дәмсіз, тез бұзылады. Бұл мәліметтер тәжірибе барысында ашытқының нан пісірудегі тиімділігін айқын дәлелдейді.

Зерттеу жұмысы барысында ашытқының нан пісірудегі маңызы жан-жақты қарастырылды. Тәжірибелер арқылы ашытқы қосылған қамырдың тез көтерілетіні, көлемінің бірнеше есеге ұлғаятыны және дайын нанның құрылымы жеңіл, кеуекті болатыны дәлелденді. Сонымен қатар ашытқының әсерінен нанның дәмі мен иісі жақсарып, тағамдық құндылығы артатыны анықталды. Оның құрамындағы дәрумендер мен минералды заттар адам ағзасына пайдалы әсер етеді. Ашытқы қосылған нан ұзақ уақыт сақталатыны, ал ашытқысыз дайындалған өнімнің тез кебетіні тәжірибе барысында байқалды. Бұл деректер ашытқыны дұрыс мөлшерде қолданудың нан өндірісінде шешуші рөл атқаратынын көрсетті. Жалпы алғанда, ашытқы нан сапасын арттырумен қатар, оның экономикалық және практикалық тұрғыдан тиімділігін дәлелдейді. Сондықтан ашытқыны нан өндірісінде пайдалану – тек дәстүрлі әдіс қана емес, ғылыми тұрғыда негізделген тиімді технологиялық шешім болып табылады. Бұл зерттеу жұмысы мектеп жағдайында да тәжірибелік сабақ ретінде қолдануға қолайлы және оқушылардың ғылыми ойлау қабілетін дамытуға мүмкіндік береді. Сонымен бірге, алынған нәтижелер ауыл шаруашылығында және тұрмыстық деңгейде нан пісірудің сапасын жақсартуға нақты үлес қосады. Ашытқының дұрыс мөлшерін анықтау арқылы өнімнің дәмдік қасиетін арттыруға, сақтау мерзімін ұзартуға және халықтың дұрыс тамақтануына жағдай жасауға болады. Демек, ашытқыны тиімді пайдалану – тағам өндірісіндегі өзекті әрі келешегі зор бағыт Жүргізілген тәжірибенің әдістемесі қарапайым әрі түсінікті. Бұл әдіс оқушыларға ашытқының рөлін тәжірибе жүзінде дәлелдеуге мүмкіндік береді. Ашытқы қосылған қамырдың көлемінің едәуір артуы, дайын нанның дәмдік және құрылымдық сапасының жоғары болуы – ашытқының нан пісірудегі тиімділігін толық дәлелдейді. Осы тәжірибені мектеп зертханасында немесе үй жағдайында қайталап жасауға болады. Мұндай жұмыстар оқушылардың ғылыми-зерттеушілік қабілетін дамытады, теориялық білімін тәжірибемен ұштастырады және нан өнімдерінің сапасын арттырудың маңызын түсіндіреді. Жүргізілген тәжірибенің басты мақсаты – ашытқы қосылған және қосылмаған қамырдың айырмашылығын салыстыру арқылы ашытқының нан пісірудегі тиімділігін дәлелдеу болды. Зерттеу барысында қамырдың көтерілу қарқыны, дайын өнімнің көлемі, құрылымы, дәмі, иісі және сақтау мерзімі бақыланды. Алынған мәліметтерді талдау нан пісіруде ашытқының негізгі рөлін айқын көрсетті. Ашытқы қосылған қамыр 30 минут ішінде-ақ көлемін айтарлықтай үлкейтті. Бір сағат ішінде қамырдың көлемі шамамен екі есеге артты. Ал ашытқысыз қамырда мұндай өзгеріс байқалмады. Бұл ашытқының бөлген көмірқышқыл газы қамырдың ішінде ұсақ көпіршіктер түзіп, оның құрылымын жеңілдеткенін дәлелдейді. Піскен нанның құрылымында да үлкен айырмашылық болды. Ашытқы қосылған нан жеңіл, кеуекті, жұмсақ болып шықты. Оның беткі қабығы алтын түстес қоңырланып, тәбетті ашатын иіс пайда болды. Ал ашытқысыз нан тығыз, ауыр әрі құрғақ болып, дәмі де әлсіз болды. Тағамдық құндылыққа әсері Зерттеу нәтижелері ашытқы қосылған нанның тағамдық құндылығы анағұрлым жоғары екенін көрсетті. Оның құрамында В тобының дәрумендері мен минералды заттар мол. Сонымен бірге мұндай нан жеңіл қорытылады, адам ағзасына пайдалы. Ашытқысыз нанның құрамында мұндай қосымша биологиялық құндылық болмағандықтан, ол толыққанды тағамдық өнім ретінде бағаланбайды.Ашытқы қосылған нан 3–4 күн бойы жұмсақ күйін сақтаса, ашытқысыз нан бір күннен кейін-ақ кебе бастады. Бұл ашытқының ашыту кезінде бөлінетін органикалық қышқылдардың нанды сақтауға да әсер ететінін дәлелдейді.Ашытқы қосылған қамырдың көтерілу жылдамдығы мен көлемінің ұлғаюы ашытқының бөлген көмірышқыл газы есебінен жүзеге асады. Дайын өнімнің құрылымы, дәмі мен иісі ашытқының қатысуымен айтарлықтай жақсарды. Ашытқы қосылған нанның тағамдық құндылығы жоғары, ол дәрумендер мен минералдарға байНанның сақтау мерзімі ашытқы арқылы ұзарады, бұл тәжірибелік тұрғыдан да тиімді.ьАшытқысыз дайындалған нан сапалық тұрғыдан төмен, құрылымы ауыр, дәмі әлсіз болды. Жалпы алғанда, жүргізілген тәжірибе нәтижелері ашытқыны нан пісіруде қолданудың тиімділігін толық дәлелдеп берді.