Лекция №1,2 Кіріспе. Тоңазытқыш машиналардың теориялық негіздері. Температура бағаналары

1.Суықпен өңдеу және сақтау кезінде қолданылатын көмекші құралдар

Егер салқындату процесі тез жүргізілсе, онда биологиялық обьектің өлуіне алып келеді.

Температураның біртіндеп төмендеуі кезінде ағза қалыптасады, яғни орта жағдайының өзгеруіне қалыптаса бастайды, өмір сүреді. Температуралық шок жасушаның құрылымдық өзгеруіне алып келеді. Кездейсоқ салқындату протоплазма тұтқырылығын анықталған мөлшерде жоғарылатуына алып келеді.

Төменгі температурада биологиялық обьектіні салқындатқан кезде су мұзға айналады, негізгі орында кристал түзуші және мұзға айналатын процестердің зақымдайтын факторлары орын алады.

Біртіндеп температураны түсіру кезінде мұзға айналу процессі немесе терең салқындатылудан басталады. Алдымен мұз аралық жасуша сұйығынан пайда болады, еріген заттардың концентрациясы судың қатуы есебінен үлкейеді. Сыртқы жасуша және жасуша аралық қуыстағы ерітінді концентрациясы арасындағы айырмашылық жасушадағы ылғалдың кристалға өтуімен жүреді. Осыдан, жасуша сыртындағы кристал жоғарылайды, ал жасушаның өзі сусызданады. Одан әрі қарай, кристалдау процесі жасушаның өзінде жүреді. Еріту кезінде құбылыс қайтымды тізбек ретінде дамиды.

Температураның жылдам төмендеуі кезінде биологиялық обьектегі кристализация бірдей уақытта жасуша және жасуша арасындағы сұйықтықта жүреді.

Сақтау процессінде ұсақ кристалдары жойылып, ірі кристалдың өлшемі өседі. Жасушаның зақымдалуының бір себебі- мұз кристалдарының механикалық әсер етуі, оларды тесу, кесу және зақымдауға алып келеді. Жасуша арасындағы кеңістікте мұз кристалдарының өсуінен, жасуша өлшемі кішірейеді, қабықшада қатпардың түзілуін және сығылуына алып келеді. Нәтижесінде, протоплазманың механикалық бұзылуына алып келеді болады.

Еріту кезінде жасушада су пайда болғанда, протоплазма қабаттары бір-бірімен тығыз жабысып, ыдырау процессі жүреді, сондықтан протоплазма қабықшадан тез бөлініп, жасуша құрылымының зақымдалуына алып келеді.

Күшті зақымдалушы факторға протоплазмалық ақуыздың денатурациясы, судың аса мұздау нәтижесінде жасушаның сусыздануы жатады. Сусыз молекулалар ақуызға жақындайды да, сульфгидрильді топтар пайда болады. Еріген кезде мұз еріп, жасушаларға су болып енеді де, ақуызды молекулаларды ажыратады. Алайда, десульфидьті қосылыстар энергиясы, сутекті қосылыстар энергиясына қарағанда жоғары болғандықтан, десульфидті емес сутекті қосылыстар ажырап, макромолекулалар ақуыздары ашылады, яғни денатурациялану орын алады.

Судың қатуы салдарынан су тапшылығы пайда болып, протоплазмалық құрылыстар бір-біріне тие бастайды. Бұл кезде белсенді құрылымдық қосылыстардың бір беттен екінші бетке ауысуы ықтимал. Мысалы, митохондрия мембранасының қосылуы, онда ферменттер ретпен орналасқандықтан, энергетикалық процесті бұзып, жасушалардың өлуіне алып келеді.

Зиян келтіретін факторлардың тағы бірі – кристал түзі процессі кезінде су тапшылығынан өліп қалған жасушалардағы минерал тұздарының шоғырлануы жоғарылайды. Шоғырланған тұз ерітінділерінен ақуыз денатурацияланады, ол тек қана тұз жиынтығынан емес, рН ортасына да байланысты. Тұз шоғырлануының жоғарылауына әсіресе, липопротеидтер, олардың құрамында жасуша мембраналары болғандықтан сезімтал келеді.

Тұз ерітінділерінің шоғырлануы жоғарылағандықтан осмотикалық қысым пайда болғандықтан, мұздату кезінде болып жатқан құбылыс «осмотикалық шок» деген атауға ие болды.

Көптеген органикалық заттар және кейбір биологиялық обьектілер тез және өте жылдам мұздату кезінде жақсы сақталады. Мысалы, концентрленген желатин гельінің дискі сұйық ауада тез мұздатылған кезде кристал түзеді, сондай-ақ зиян келтіретін факторлардың әсерінен де өзгермейді. Жұмыртқа сарысы -6⁰С-ге дейін мұздатқаннан кейін биологиялық белсенділігін жоғалтады, ал бірақ сұйық азотта мұздатқанда және жылы сынапта еріткенде зақымдалмайды.

Кейбір жағдайларда тез және жылдам мұздату кезінде фермент белсенділігі белгілі дәрежеде сақталады. Тірі жасуша молекуласындағы ақуыз құрылымына тез мұздату кезінде тұзды ерітінді әсеріне аз уақыт қалады. Биологиялық обьектілердің микроскопиялық зерттеулер нәтижесі көрсеткендей тез мұздату кезінде құрылымы жақсы сақталады. Жылдам мұздату кезінде биологиялық обьектілердің өмір сүру қабілетінің сақталуы жасуша протоплазмасындағы судың шынылығының пайда (витрификация) болуымен, ал еріту кезінде су шынылығының еруімен (девитрификация) жүреді. Бұл процестерде су молекулаларының топтасуы жүрмейді, жасуша протоплазмасының жұқа құрылымының сақталуына қабілетті. Су шынылығының пайда болуы, сұйықтықтың тереңдей салқындатылуы, онда кристалды торлар болмайды.

Биологиялық обьектіні жоғарғы шекті жылдамдықпен салқындатқан кезде шыны тәрізді массада ұсақ мұз кристалдары болады.

Төменгі температуралардың зиян келтіру дәрежесі жасушадағы және биологиялық обьектілердегі мұз кристалдарының түзілуіне байланысты анықталынады. Сонымен, ішкі жасушалардың кристалдануының қарқындылығынан протоплазма элементтері жойылады. Өсімдік ағзаларын мұздатқан кезде мұздың пайда болуы жасушалардың жойылуына әкеп соқтырады. Сондай-ақ жануар ағзалары да ішкі жасушадағы мұздың түзілуінен жойылады.

Қорғаныс заттарын пайдалана отырып (глицерин, қант шәрбәті, полиэтиленоксид және т.б.) өте жоғары жылдамдықта мұздатуға мүмкіндігі бар.