Ашыту өндірістерінде микроорганизмдерден практикалық бағалы өнім алуға пайдалану және олардың биохимиялық іс әрекеттері
жүктеу/скачать 34,09 Kb.
|
Ашытқы өндіру технологиясы
| Ашыту өндірістерінде микроорганизмдерден практикалық бағалы өнім алуға пайдалану және олардың биохимиялық іс әрекеттері . Ашу – бұл тірі жасушалардың немесе олардан бөліп алынған ферменттердің әсерінен қантты және басқа да құрамында көміртегі бар қосылыстардың ыдырауы. Ашытқылар - бір жасушалы эукариотты микроорганизмдер, олар саңырауқұлақтардың үш классына жатады: Ascomycetes, Basidiomycetes, Deuteromycetes. Ascomycetes классына жататын ашытқылар жынысты жолмен көбеюі барысында, эндогенді споралары бар қалташаларды (асқа) түзеді. Бұл класқа ашыту өндірісінде кең қолданылатын Saccharomyces және Shizosaccharomyces (схизосахаромицет) ашытқылар туысының өкілдері жатады. Ашытқылар қоректену жағдайына талғампаз болады. Анаэробты жағдайда энергия есебінде көмірсуларды пайдаланады, және де негізінде гексозаларды және олардан құралған олигосахаридтерді. Кейбір түрлері (Pichia stipitis, Pachysolen tannophilus) пентозалар қосылған орталарда жақсы өседі. Полисахаридтерден көбіне инулин және крахмалды жояды. Азоттың көзі ретінде ашытқалар әдетте аммоний тұздарын, амин қышқылдарын, пептидтерді, сирек жағдайда нитраттар мен нитреттерді пайдаланады. Тәжірибеде қолдану үшін ашытқылардың екіншілік метаболизм өнімдері маңызды, олар қоректік ортаға аз мөлшелерде бөлінетін: сивуш майлары, ацетоин (ацетилметилкарбинол), диацетил, майлы альдегид, изоамил спирті, диметилсульфид және т.б. Нақ осыларға ашықтылар көмегімен алынған өнімдердің органолептикалық қасиеттері тәуелді болады. Ашытқылардың 18-200С-ден жоғары температурада өспейтін облигатты психрофилді түрлері де белгілі. Көп ашытқылар - факультативті анаэробтар. Ашытқыларға тән ашу үрдісінің барлық сатылары гликолизбен сәйкес келеді, лактатдетдрогеназамен катализация-ланатын соңғы сатысын ескермегеңде. Спирттік ашу және басқа да ашу түрлерінің бастапқы сатылары, пирожүзім қышқылын (пируват) түзгенге дейін - гликолизге сәйкес болады. Бұл биохимиялық өзгерістер өттегінің қатысуынсыз, яғни анаэробты жағдайда өтеді. Ашу барысында тотығу-тотықсыздану реакциясының нәтижесінде, микро-организмдердің тіршілігіне қажетті энергия бөлініп шығады да химиялық қосылыстар түзіледі. Микроорганизмдер оны аминқыш-қылдарының, белоктардың органикалық қышқылдарының биоинтезіне қолданады. Ашу үрдісі оттегінің қатысуынсыз өтетіндіктен, субстараттағы болатын барлық тотығу – тотықсыздану өзгерістері оның ішкі мүмкіндігі есебінен жүреді. Ашытуға болатын органикалық қосылыстардың түрлері көп. Олар көмірсулар, спирттер, органикалық қышқылдар, амин қышқылдары, пуриндер, пиримидиндер. Құрамында жартылай тотыққан (немесе тотықсыздықтанған) көміртегі атомы бар химиялық қанттарды ашытуға болады. Бұл кезде субстраттан шыққан молекулалардың арасында (немесе молекулалардың бір түрі ішінде) тотығу – тотықсыздану өзгерістері жүруі мүмкін. Нәтижесінде ашу өнімінің бір бөлігі тотықсызданған, ал екіншісі субстратпен салыстырғанда әлдеқайда тотыққан болады. Ашу өнімдеріне түрлі органикалық қышқылдар (сүт, май, сірке, құмырсқа), спирттер (этил, бутил, пропил), ацетон, және СО2 мен Н2 жатады. Әдетте ашу үрдісінде бірнеше өнім түзіледі. Түзілген басты өнім түріне байланысты ашу үрдісі бірнешеге бөлінеді: сүт қышқылды ашу, спирттік ашу, май қышқылды ашу, пропионқышқылды ашу және т.б. Демек ашудың әрбір түрінде екі жағын ерекшелеуге болады: тотықтыратын және тотықсыздандыру. Тотығу үрдісінде арнайы ферменттердің (дегидрогеназа) көмегімен белгілі метаболиттерден электрондар бөлінеді және ашыту субстратында түзілген басқа молекулаларға акцептеледі, яғни ашу барысында анаэробты түрдегі тотығу өтеді. Ашу үрдісін ашықтылар және оған ұқсас саңырауқұлақтар тудырады, олар интенсивті көбею нәтижесінде белокты қоспа ретінде пайдаланалатын биомассаны жинайды. Олар тағам өнеркәсібінде кең қолданыс тапқан (наубайханалық, сыра ашыту, шарап жасау, спирт өндіру). Пирожүзім қышқылы аэробты жағдайда сірке, лимон немесе басқа органикалық қышқылдарға дейін тотығады немесе көмірқышқыл газы және су түзілгенге дейін толық тотығуы мүмкін. Сонымен ашу үрдістері екі фазада өтеді: 1.Жалпы немесе бастапқы фаза, мұның өту барысында қанттың анаэробты ыдырауы жүріп, ол пирожүзім қышқылы түзілгенге дейін жалғасады. 2.Соңғы фаза, бұл әрбір ашытудың түрінде өзіне тән ағымда өтеді. Микроорганизмдердің өсу жағдайына және оның физиологиялық, биохимиялық ерекшеліктеріне байланысты. Этил спиртін алу. Спирттік ашыту үрдісінде негізгі ашыту өнімі – этанолмен қатар, қосымша өнімдер түзіледі: глицерин, жоғары спирттер, сивуш майлары, альдегидтер, органикалық қышқылдар, эфирлер, көмір қышқыл газы. Бұлардың көбі тәжірибеде қолданылады. Биотехнологияда спирт өндіру үшін қант қамысы, азықтық жүгері және басқа да көмірсудың арзан көзі пайдаланылады. Моно- және олигосахаридтер алу үшін олар саңырауқұлақ текті амилаза немесе күкірт қышқылымен ыдырайды. Сосын ашытылып, стандартты концентрациясы 96% спирт ректификат айырылады. жүктеу/скачать 34,09 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|