Микроорганизмдер ақуыз өндірушілер

[pic 1]Халықаралық инженерлік- технологиялық университеті

   СОӨЖ

Тақырыбы: Микроорганизмдер ақуыз өндірушілер

Орындаған: Серкебай Қырмызы

                                                                                                    Бт-22-1к

                                                                           Тексерген: Нокербекова Н.К.

                                 Алматы, 2023 жыл[pic 2][pic 3]

Жоспары

І. Кіріспе...................................................................................................................3

ІІ. Негізгі бөлім........................................................................................................4

2.1. Ақуыз өндірушілері..........................................................................................4

2.2. Ақуыз алу үшін микроорганизмдерді өсіруге арналған субстраттар..........6

2.3 Табиғи микробтық бірлестіктер.....................................................................11

Қорытынды............................................................................................................13

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі........................................................................15

[pic 4]

Кіріспе

     Ұзақ уақыт бойы микроорганизмдер адам мен жануарларды тамақтандыру үшін ақуыз көзі ретінде қолданылған. Бірінші дүниежүзілік соғыс жылдарында молекулалық биологияның негізін қалаушылардың бірі Макс Дельбрюк Германиядағы әріптестерімен бірге (1937 жылы АҚШ-қа қоныс аударды) сыра ашытқысын сорпалар мен шұжықтарға қосу үшін өнеркәсіптік өсірудің алғашқы технологиялық процесін жасады. Бактериялар немесе ашытқылар шығаратын және тағамдық мақсатта қолданылатын ақуыздар деп аталады бір жасушалы организмдердің ақуыздары (Boo). Бірінші кезеңде негізінен мұнай көмірсутектері микроорганизмдер үшін шикізат ретінде пайдаланылды. Содан кейін қызығушылық басқа субстраттарға, ең алдымен табиғи газдарға (метан) қатысты болды. Ашытқыдан БОО алу үшін субстраттар ретінде кейбір өндірістік қалдықтар қолданылады (мысалы, қағаз фабрикаларынан пайдаланылған сульфитті сілті, сүт сарысуы - ірімшік жасаудың жанама өнімі, меласса (меласса), спирт зауыттарының қалдықтары). Өнеркәсіптік өнім жалпы биомасса түрінде алынады. БОО алу мақсатында микробалдырларды өндіру және өңдеу үшін Өнеркәсіптік желілер әзірленді. 1985 жылы әлемде алынған ашытқы биомассасының көлемі 1 миллион тоннадан асты. бұл көлем 2 есе артады. БОО өндірісінің мал шаруашылығы мен өсімдік шаруашылығында ақуыз өндіруден көптеген артықшылықтары бар: 500 кг ашытқы тәулігіне 80 кг ақуыз береді, ал бұқаның салмағы бірдей, күнделікті салмағы 500 г ақуызды құрайды. Алайда, БОО негізінен мал азығы ретінде пайдаланылады және болашақта ғана адамның тамақтануына жарамды боо алу технологияларының құрылуын күтуге болады. Осыған байланысты кейбір саңырауқұлақтарды (Fusarium), жасыл балдырларды (Chlorella), цианобактерияларды (Spirulina) адам үшін жеткілікті органолептикалық қасиеттерге ие өсіру перспективалы болып табылады. Қазіргі уақытта адамдар үшін тамақ көзі ретінде Fusarium талшықты массасының крахмалы негізінде өндіріс жолға қойылған. Гендік инженерия арқылы жасалған гендердің өзгеруі құрылымды өзгерте алады және тағамдық ақуыздардың қасиеттерін жақсартады. Мұндай манипуляциялар тұрғысынан жануарлар мен өсімдіктердің 3 ақуызы үлкен қызығушылық тудырады: жұмыртқа ақуызының көп бөлігін (54%) құрайтын тауық сопақша, казеиндер (сүттегі негізгі фракция) және соя ақуыздары (бұршақтарда 42%). Мысалы, 9-шы және 17-ші аминқышқылдарының арасында орналасқан фрагментті ақуыздан алып тастайтын k-казеин генінің кодтау бөлігімен манипуляциялар, сондай-ақ " дисульфидтік байланыс түзуге қатысатын цистеин жаңа ақуыздың тағамдық өнім ретінде жоғары сапалы болуына әкелді.

ІІ. Негізгі бөлім

2.1 Ақуыз өндірушілері

Микробтық биомасса өндірісі-ең ірі микробиологиялық өндіріс. Микробтық биомасса Үй жануарларына, құстарға және балықтарға жақсы ақуыз қоспасы бола алады. Микробтық биомасса өндірісі әсіресе сояны кең көлемде өсірмейтін елдер үшін өте маңызды (соя ұны Жемге дәстүрлі ақуыз қоспасы ретінде қолданылады). Микроорганизмді таңдау кезінде белгілі бір өсу жылдамдығы мен осы субстраттағы биомассаның шығымы, ағынды өсіру кезіндегі тұрақтылық, жасушалардың мөлшері ескеріледі. Ашытқы жасушалары бактерияларға қарағанда үлкенірек және Центрифугалау кезінде сұйықтықтан оңай бөлінеді. Ірі жасушалары бар полиплоидты ашытқы мутанттарын өсіруге болады. Қазіргі уақытта кең ауқымды өнеркәсіптік өндіріс үшін қажетті қасиеттерге ие микроорганизмдердің тек екі тобы белгілі: бұл N-алкандардағы (қалыпты көмірсутектер) Candida тұқымдасының ашытқысы және метанолдағы methylophillus methylotrophus бактериялары. Микроорганизмдерді басқа қоректік ортада өсіруге болады: газдар, мұнай, көмір, химия, тамақ, шарап-арақ, Ағаш өңдеу өнеркәсібінің қалдықтары. Оларды пайдаланудың экономикалық пайдасы айқын. Сонымен, микроорганизмдермен өңделген мұнайдың килограмы бір килограмм ақуыз береді, ал, айталық, бір килограмм қант - тек 500 грамм ақуыз. Ашытқы ақуызының аминқышқылдарының құрамы қарапайым көмірсулар орталарында өсірілген микроорганизмдерден алынғаннан іс жүзінде ерекшеленбейді. Біздің елде және шетелде жүргізілген көмірсутектерде өсірілген ашытқылардан жасалған препараттардың биологиялық сынақтары олардың зерттелетін жануарлардың ағзасына қандай да бір зиянды әсерінің толық болмауын анықтады. Тәжірибелер ондаған мың зертханалық және ауылшаруашылық жануарларының көптеген ұрпақтарында жүргізілді. Ашытқылардың өңделмеген түрінде спецификалық емес липидтер мен аминқышқылдары, биогенді аминдер, полисахаридтер және нуклеин қышқылдары бар және олардың ағзаға әсері әлі жақсы түсінілмеген. Сондықтан ашытқыдан ақуызды химиялық таза түрде бөліп алу ұсынылады. Оны нуклеин қышқылдарынан босату да оңай болды. Микроорганизмдерді қолдануға негізделген қазіргі биотехнологиялық процестерде ашытқы, басқа саңырауқұлақтар, бактериялар және микроскопиялық балдырлар ақуыз өндірушілері ретінде қызмет етеді. Технологиялық тұрғыдан алғанда, олардың ішіндегі ең жақсысы-ашытқы. Олардың артықшылығы, ең алдымен, "технологиялық": ашытқы өндіріс жағдайында оңай өседі. Олар жоғары өсу жылдамдығымен, сыртқы микрофлораға төзімділігімен сипатталады, кез-келген қуат көздерін сіңіре алады, оңай бөлінеді, ауаны споралармен ластамайды. Ашытқы жасушаларында 25% дейін қатты заттар бар. Ашытқы биомассасының ең құнды құрамдас бөлігі-аминқышқылдарының құрамы бойынша дәнді дақылдардың астық ақуызынан асып түсетін және сүт пен балық ұнының ақуыздарынан сәл ғана төмен ақуыз. Ашытқы ақуызының биологиялық құндылығы маңызды аминқышқылдарының едәуір мөлшерінің болуымен анықталады. Витаминдердің құрамы бойынша ашытқы барлық ақуызды тағамдардан, соның ішінде балық ұнынан да асып түседі. Сонымен қатар, ашытқы жасушаларында микроэлементтер мен қанықпаған май қышқылдары басым болатын майдың едәуір мөлшері бар. Жемшөп ашытқысын тамақтандыру кезінде сиырлардың сүті мен сүттегі май мөлшері артады, ал аң терісінің сапасы жақсарады.  Гидролитикалық ферменттері бар және полисахаридтерде олардың алдын-ала гидролизінсіз өсе алатын ашытқылар да қызығушылық тудырады. Мұндай ашытқыны пайдалану Құрамында полисахарид бар қалдықтарды гидролиздеудің қымбат сатысын болдырмайды. Ашытқының 100-ден астам түрі белгілі, олар крахмалда көміртектің жалғыз көзі ретінде жақсы өседі. Олардың ішінде глюкоамилазаларды да, β-амилазаларды да құрайтын, жоғары экономикалық крахмалда өсетін және крахмалды ассимиляциялап қана қоймай, ашыта алатын екі түр ерекше көзге түседі: Schwanniomyces occidentalis және saccharomycopsis fibuliger. Екі түрі де крахмал бар қалдықтардағы ақуыздар мен амилолитикалық ферменттердің перспективалы өндірушілері болып табылады. Жергілікті целлюлозаны ыдырататын осындай ашытқылар да іздестірілуде. Целлюлазалар Trichosporon pullulans сияқты бірнеше түрлерде кездеседі, бірақ бұл ферменттердің белсенділігі төмен және мұндай ашытқыны өнеркәсіптік пайдалану туралы әлі айтудың қажеті жоқ. Kluyveromyces тұқымдасының ашытқысы инулинде жақсы өседі - Иерусалимдегі артишок түйнектеріндегі негізгі қосалқы зат-ашытқы ақуызын алу үшін де қолдануға болатын маңызды жемдік дақыл. Жақында жоғары өсу қарқынымен ерекшеленетін және биомассада 80% - ға дейін ақуыз бар бактериялар ақуыз өндірушілері ретінде қолданыла бастады. Бактериялар жоғары өнімді штаммдарды алуға мүмкіндік беретін селекцияға жақсы жауап береді. Олардың кемшіліктері-жасушалардың кішкентай мөлшеріне байланысты қиын жауын-шашын, фаг инфекцияларына айтарлықтай сезімталдық және нуклеин қышқылдарының биомассасындағы жоғары мазмұн. Соңғы жағдай өнімді азық-түлікпен пайдалану қарастырылған жағдайда ғана қолайсыз болады. Жануарлардың жеміне тұтынылатын биомассадағы нуклеин қышқылдарының мөлшерін азайтудың қажеті жоқ, өйткені азотты негіздер жойылған кезде пайда болатын зәр қышқылы мен оның тұздары жануарлардың денесінде алантоинге айналады, ол несеппен оңай шығарылады. Адамдарда зәр қышқылының артық тұздары бірқатар аурулардың дамуына ықпал етуі мүмкін. Ақуыз өндірушілердің келесі тобы-Саңырауқұлақтар. Олар құрамы бойынша ең алуан түрлі органикалық шикізатты: меласса, сүт сарысуы, өсімдіктер мен тамыр дақылдарының шырыны, лигнин және целлюлоза бар қатты қалдықтарды тамақ, ағаш өңдеу, гидролиз өнеркәсібін жою қабілетінің арқасында зерттеушілердің назарын аударады. Саңырауқұлақ мицелийі маңызды аминқышқылдарының құрамы бойынша соя ақуыздарына ең жақын ақуыз заттарына бай. Сонымен қатар, саңырауқұлақ ақуызы дәнді дақылдардың ақуызында жоқ негізгі амин қышқылы лизинге бай. Бұл астық пен саңырауқұлақ биомассасына негізделген теңдестірілген тамақ пен жем қоспаларын жасауға мүмкіндік береді. Саңырауқұлақ ақуыздарының биологиялық құндылығы өте жоғары және денеге жақсы сіңеді. Өсірілген дақылдың талшықты құрылымы да оң фактор болып табылады. Бұл мяса құрылымына еліктеуге мүмкіндік береді, ал түрлі қоспалар арқылы оның түсі мен иісі болады. Саңырауқұлақ мицелийі әдетте мұздатылған күйде сақталады. Саңырауқұлақтар субстрат ретінде глюкоза мен басқа қоректік заттарды пайдаланады, ал аммиак пен аммоний тұздары азоттың жалпы көзі болып табылады. Ашыту кезеңі аяқталғаннан кейін культура рибонуклеин қышқылының мөлшерін азайту үшін термиялық өңдеуден өтеді, содан кейін мицелий вакуумды сүзу әдісімен бөлінеді. Балдырлар ақуыз заттарының көзі бола алады. Биомассаның қоректенуі мен түзілуінің фототрофты әдісінде олар атмосфераның көмірқышқыл газын пайдаланады. Балдырлар, әдетте, тоғандардың беткі қабатында өсіріледі, онда 0,1 гектар алқаптан 14 гектар бұршақ дақылдарымен бірдей ақуыз алуға болады. Балдырлар ақуызы тек жемшөпке ғана емес, сонымен қатар тағамдық мақсаттарға да жарамды. Ақырында, ақуыздың жақсы өндірушілері-құрғақ массаның 45% - на дейін ақуызды, сондай-ақ көмірсулардың 45% - на дейін сақтайтын үйрек. Алайда, олардың кішігірім мөлшеріне қарамастан, олар жоғарыда аталған ақуыз өндірушілеріне (микроорганизмдерге) жатпайды, өйткені олар тек көп жасушалы организмдер ғана емес, сонымен қатар жоғары сатыдағы өсімдіктерге жатады.