Микроорганизімдер биотехнологиясы.

Қазақ Ұлттық университеті
Технология жəне биоресурстар факультеті




Тақырыбы:Микроорганизімдер
биотехнологиясы.

Мазмұны
I.Кіріспе
II.Негізгі бөлім
1.Биотехнология.
2.Биотехнология салалары.
3.Микроорганизмдік биотехнологи
4.Ашу өндірісі.
5.Спирттік ашу процесі. Этанолды алу
6.Сүт қышқылын алу.
III.Қорытынды
IV.Пайдаланылған əдебиеттер

Биотехнология
Биотехнология (bios - тіршілік; thechne-өнер,
шеберлік;logos-ғылым) - адамның қатысуымен тірі ағзаларда
биологиялық процестерді жүргізу барысында жаңа өнім алу;
экономикалық құнды заттарды алу
үшін ген жəне жасуша деңгейінде өзгертілген биологиялық
объектілерді құрастыру технологиялары мен пайдалану
жөніндегі ғылым жəне өндіріс саласы.
Биотехнологияның негізгі объектісі - тірі жасушалар, атап
айтқанда жануар, өсімдік текті жасушалар
жəне микробтар немесе олардың биологиялық белсенді
метаболиттері.

Алғаш рет «биотехнология» термині 1917 жылы Карл
Эреки шошқаларды қант қызылшасымен қоректендіру
кезінде олардың өнімдерінің жоғарылауы жасалған
жұмыстарының нəтижесінде берілген.

Биотхнология-биологиялық процестердің өту
заңдылықтарын терең зеттеп, ұғу арқасында биологиялық
объектілердің қызметін пайдалану негізінде іске асырылатын
қазіргі заманның өте тиімді де биік деңгейдегі технологиясы

Биотехнология салалары

Өсімдік биотехнологиясы.
Медициналық биотехноогиясы.
Экологиялық биотехнология.
Өндірістік биотехнология.
Иммундық биотехнология.
Микроорганизмдік биотехнология.

Микроорганизмдік биотехнология
Микроорганизмдер
биотехнологиясының мақсаты
микроорганизмдердің бірінші жəне екінші
ретті метаболиттер мен биомассасы мен
өнімін медицина мен ауыл шаруашылығы
немесе түрлі өнеркəсіп саласы үнемдеп
алудың бұрынғы жəне қазіргі жаңа озық
технологияларымен танысу.
Микроорганзмдер биотехнологиясы
биотехнологияның негізгі салаларының бірі.
Көптеген маңызды биопрепараттар мен
өнімдерді алудың атап айтқанда витаминдер
мен ферменттерді полисахаридтер мен
бейтарап өнімдерді алудың жолын осы
микроорганизмдер биотехнологиясы
зерттейді.

Ашу өндірісі.
Ашу – субстраттың толық тотығуы жүрмейтін жəне АТФ
түзілуімен сипатталатын метаболиттік процесс. Көмірсутегілер мен
бірқатар басқа да заттардың ашуы кезінде, мынандай өнімдер түзілуі
мүмкін: этанол, лактат, пропионат, формиат, бутират, сукцинат, капронат.
ацетат, н-бутанол, 2,3-бутандиол, ацетон, 2-пропанол, көмірқышқыл газы
жəне молекулалық сутегі. Түзілген өнімнің түріне байланысты ашу
процесінің бірнеше түрін ажыратады:
1.Спирттік ашу процесі;
2.Сүт қышқылдық ашу процесі;
3.Пропион қышқылдық ашу процесі;
4.Құмырсқа қышқылдық ашу процесі;
5.Май қышқылдық ашу процесі;
6.Сірке қышқылдық ашу процесі.

Спирттік ашу процесі. Этанолды алу
Спирттік ашу процесін əр түрлі
микроорганизмдер жүргізеді. Көмірсутегілерден
тұратын шикізаттан ферментациялық жолмен
этанолды алу үшін
көбінесе Saccharomyces туысына жататын
ашытқыларды пайдаланады, ал Шығыс елінде
спирттік сусын саке дайындау үшін -
Aspergillus oryzae саңырауқұлағын, ал
Мексикада алкагольдік өнім
пулькені Zymomonas mobilis бактериясы
көмегімен дайындайды, сүт сарысуындағы
лактозаны ашыту үшін сүт ашытқысы деп
аталатын ұйытқыны алу
үшін Kluyveromyces fragilis, Kluyveromyces lactis
жəне т.б. кеңінен қолданады.
Спирттік сусындар өндірісінде рафинозаны
ашыту қабілеттілігімен
ерекшеленетін Saccharomyces carlsbergenses жəн
е Saccharomyces cerevisiae
ашытқы штамдары қолданылады.

Спирт өндірісінде қолданылатын ашытқыларды төменгі деңгейдегі ашу
процесінің рассалары жəне жоғары деңгейдегі рассалар деп екіге бөледі.
• Төменгі деңгейдегі ашу рассалары 6-10
0
С жəне одан да төмен
температурада қызмет етеді, ал процесс соңында ыдыс түбіне шөгіп, қалың
тығыз тұнба түзеді. Оларға көбінесе шараптық жəне сыра сахаромицеттері
жатады.
• Жоғары деңгейдегі ашу рассалары 14-25°С температурада жұмыс жасайды,
ал процесс соңында шараптың бетіне көтеріліп, қалпақ тəрізді қабық түзейді.
Бұл қабық ашытқы клеткаларының бүршіктенуден кейін топтасқан күйінде
қалып, көмірқышқыл газының көпіршіктерімен бірге жоғары көтеріледі.
Жоғары деңгейдегі ашу рассаларына спирт, нан жəне сыра өндірісінің
ашытқылары жатады.

Спирттік ашытқыларды мерзімді дақылдау кезінде бастапқы
концентрациясында 20-25% қанттан 10-13% этанол түзіледі. Ферментация
уақыты 48-72 сағат. Бұл əдіс 25,5 кг бидайдан 8,7-9,8 л спирт жəне 7,7 кг
құрғақ зат қалдықтарын алуға мүмкіндік береді.
Целлюлозалы өсімдік шикізаттары қысым əсерімен қышқылдық
гидролизге ұшырайды. Алынған гидролизат шамамен 3,2-3,5%
редуцияланатын қанттардан яғни глюкоза, галактоза, маннноза жəне
ментозалардан тұрады.
Соңғы кезде зерттеушілердің назарын спирт өндірісінде, субстрат ретінде
екіншілік шикізаттарды қолдану мəселелері қызықтыруда. Мəселен, сүтті
жəне майсызданған сүтті ірімшік, сүзбе, казеин жəне əр түрлі сүт-белоктық
концентраттарды өңдеуде түзілген екіншілік шикізат – сүт сарысуын
пайдалануға көп көңіл бөлінуде. Сүт сарысуы сүттің 50-75% құрғақ заты мен
сүт қанты-лактозаның 4,5% мөлшерінен тұратын биологиялық бағалы жəне
құндылығы жоғары шикізат болып табылады. Жыл сайын əлемдегі сүт
өнімдерін өңдеуден 74 млн тонна сүт сарысуы алынады, оның ішіндегі 16 млн
тонна АҚШ, шамамен 25 млн тонна ЕЭО елдерінде, ал ТМД елдерінде
шамамен 15 млн тонна өндіріледі.

Сүт сарысуы өте құнды бай қоректік орта
болып табылады, сондықтан ол əр түрлі
химиялық қосылыстарды түзетін
микроорганизмдердің өсуі үшін толық құнды
субстрат бола алады. Сүт сарысуы негізінде
этанол өндірудің тиімділігі жоғары екендігі
көрсетілген. Мысалы, АҚШ-та 1 жыл ішінде
этанолды 1,6 млн тоннаға дейін өндіретін, ал 1
тəулікте 225 тоннаға дейін сүт сарысуын
өңдейтін қондырғылар жұмыс істейді. Қазіргі
кезде Жаңа Зеландия мен Бразилия елдерінде
двигательдегі бензині 20-50% сүт сарысуынан
алынған этанолға ауыстырылған. Сонымен
бірге, сүт сарысуынан этанолдан басқа
белоктар жəне спирттен кейінгі ашыған заттар
сияқты аралық өнімдер түзіледі. Оларды
кептіріп, ауыл шаруашылықта мал азығы
ретінде пайдалануға болады. Этанолды сүт
сарысуынан өндіру, картоп немесе бидай
шикізатынан өндірумен салыстырғанда
экономикалық тиімділігі жоғары.

Сүт қышқылын алу
1847 жылы С.Блондо алғаш рет сүт қышқылы – ашу
процесінің өнімі екенін көрсетті, ал Луи Пастер бұл
ашуды бактериялар туғызатынын дəлелдеді. Сүт
қышқылын микробиологиялық синтез жолымен өндіру
1881 жылдан бері белгілі. Сүт қышқылы тамақ
өнеркəсібінде, медицинада шикізат ретінде химиялық
синтезде, тері жəне т.б. өндірістерде кеңінен
қолданылады.
Көмірсулардың сүт қышқылына дейін ашуы
сүтқышқылды бактериялардың көмегімен жүзеге асады.
Гомоферментативті ашудың негізгі өнімі – сүт қышқылы,
ал гетероферментативті ашудың өнімі сүт қышқылымен
қатар сірке қышқылы, этанол жəне көмір қышқыл газы
болып табылады.
Ашу процесін біраз қышқылдандырьшған ортада 2-7
тəулік аралығыңда, 49-50°С температурада мерзімді
дақылдау жағдайда жүргізеді, ал сүт қышқылын бөліп алу
мен тазалау бірқатар қиыншылықтар туғызады. Сүт
қышқылы нашар кристалданады жəне таза күйінде суды
тез сіңіретін түссіз сироп түрінде болады (бұл көбінесе
65%-дық ерітінді күйінде кездеседі).
Сүт қышқылы ашу процесі дегеніміз осы аттас
бактериялардың көмірсулардан сүт қышқылын түзу
процесі. Бұл процестің жалпы формуласы:
С
6Н
12О
6 —-→ 2СН
3СНОНСООН +18 ккал

Бірінші түрі – Streptococcus. Бұл кішкене
бактериялар сүттің солтүстік ендіктерде
табиғи ашуын тудырады. Жас культураларда
олардың стрептокок түрлері болады жəне
Петри табақшасында агарлы ортада жұмсақ
жиекті колониялар түзеді. Олар 30-35
0
С
температурада жақсы дамиды. Бұл формалары
глюкозаны, галактозаны, лактозаны жəне
мальтозаны тек сүт қышқылын түзу үшін
ашытады. Бұл туыстық типтік өкілі
Streptococcus lactis (89 сурет).бұл бактерияның
активті түрі сүтті 10-12 сағ ашытады, ал аз
активтілері бір күн өткен соң ашытады, казеин
жəне желатинаны олар өте əлсіз
гидролиздейді. Ораға 0,8-1% көлемде сүт
қышқылын құяды.

Екінші туыс – Lactobacterium – сүтқышқылды
бактерияның таяқша тəрізді түрлерінен
тұрады. бұл туысқа өте кең таралған,
болгарлық таяқша немесе Lactol bulgarium (90
сурет) деген атпен белгілі сүтқышқылды
бактерия жатады. бұл бактерия 40
0
С
температурада жақсы дамиды жəне сүттің сары
суы бар агарда қою мақта үлпілдегі секілді
колония түзеді. Оның жасушасы көлемділеу
жəне ұзындығы 5-20 м. Бұл форма кең
таралған жəне оңтүстік аудандарға сүттің
табиғи ашуының қоздырғышы болып
табылады.болгарлық таяқша сүт қантын оңай
ашытады, бірақ мальтозаны
ашытпайтындығымен басқа сүтқышқылды
бактериялардан ерекшеленеді.

Пайдаланылған әдебиеттер:
1.hps://kk.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D1%82%D
0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D
1%8F
2. hps://martebe.kz/s-t-ysh-yly/
3. hps://baribar.kz/student/8604/mikroorganizmder-
biotekhnologiyasynynh-negizderi/

Назарларыңызға рахмет!!!