«биология» кафедрасы



жүктеу 1.63 Mb.
бет1/8
Дата17.06.2016
өлшемі1.63 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8

Ф-ОБ-007/017

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

«СЫРДАРИЯ» УНИВЕРСИТЕТІ




«ХИМИЯ ЖӘНЕ БИОЛОГИЯ» ФАКУЛЬТЕТІ
«БИОЛОГИЯ» КАФЕДРАСЫ
__»Экобиотехнология»__ пәнінен
____050113 - биология___ мамандығының студенттері үшін

ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕН
(силлабус)

Оқу түрі: сыртқы


Курс: 5


Кредит саны: 3

Лекция: 30 сағат

Практикалық сабақ: 8 сағат

СӨЖ: 97 сағат

Барлық сағат саны: 135 сағат

Аралық бақылау (АБ): саны 2

Қорытынды бақылау: емтихан 5 курс


Жетісай, 2010

Силлабусты дайындағандар: 1__тех.ғ.д., профессор Аширов А.М.

(аты, жµні, ѓылыми атаѓы)

Силлабус оқу бағдарламаға сәйкес құрастырылған. Кафедра мәжілісінде бекітілген. 26.08.2010ж


Силлабус кафедраныњ мєжілісінде қаралды

Хаттама № __ « ____» _________ 20 _ж.
Кафедра меңгерушісі ______________ _______________

қолы аты-жөні, ѓылымти атыѓы


Факультеттің оқу-әдістемелік бюросында бекітілді

Хаттама № __ « ____» _________ 20 _ж.

Әдістемелік бюро төрағасы/төрайымы/ ______________ ___________________

қолы аты-жөні, ѓылыми атаѓы


Университеттің Ғылыми Кеңесінде мақұлданған

Хаттама № __ « ____» _________ 20 _ж.


Ғылыми Кеңес хатшысы ______________ ___________________

қолы аты-жөні, ѓылыми атаѓы



Мазмұны.


  1. Алғы сөз ….…………………………………………............................

  2. Жалпы мәліметтер………………………….………...........................

  3. Курстың мақсаты мен міндеті …………………………………….....

  4. Курстың пререквизиттері, постреквизиттері.………….....................

  5. Жұмыс оқу жоспарынан көшірме.……...............................................

  6. Оқу сабақтарының құрылымы………………………..........................

  7. Студентке арналған ережелер…………………......................................................................

  8. Оқу сағаттарының кредитке сәйкес тақырып бойынша бөліну кестесі ...................................

  9. Лекция сабақтары.................................................................

  10. Семинар сабақтарының жоспары.........................................................

  11. СӨЖ жоспары және орындау кестесі...................................................

  12. Пайдаланатын әдебиеттер мен web сайттар тізімі...................................

  13. Студенттердің білімін бақылау түрлері (тест, бақылау сұрақтары т.б)...........................................

  14. Студенттердің академиялық білімін рейтингтік бақылау жүйесі..........


1. Алғы сөз.

Экобиотехнология пәнінің “Биология” мамандығы үшін өтілу мақсаты – болашақ мамандарды тіршілік процестерінің химиялық негіздерімен таныстыру, организмдердің жаңа түрлер алу жолдарымен, құрамымен, осы құрамның тіршілік процестері нәтижесінде өзгеру заңдылықтарын таныстыру. Осы мақсаттардың орындалуы пәннің алдына келесі міндеттер жүктейді:

1. Организмді құрайтын химиялық қосылыстардың құрамын, құрылысын, қасиеттерін айқындау .

2. Биотехнологияның зерттеу әдістерімен танысу.

3. Зат алмасу процестерінің өтуі заңдылықтарын, олардың маңызын ашу.

Оқу әдістемелік кешен «Биотехнология» пәні бойынша 050113 «Биология» мамандықтарының студенттеріне осы курс бойынша оқытушының жұмыстан неғұрылым тиімді ұйымдастыруға арналған барлық қажетті оқу-әдістемелік материалдарды құрайды. Білім беруде кредиттік технологияны пайдаланып, барлық құжаттарды бір кешенге біріктіре отырып, пәнді меңгеру процесінде студенттің білімін, машықтануын және біліктілігін жоғарғы деңгейге көтеру мақсаты көзделініп отыр.

ОБСӨЖ – оқытушының басшылығымен студенттің өзіндік жұмысы, СӨЖ- студенттердің өзіндік жұмысы.

Оқыту бағдарламасы (Syllabus), семестрдің басында әрбір студентке беріліп, студенттің білімін тереңдетуге, пәнге деген ықыласының артуына, шығармашылық және зерттеушілік қабілеттері ашылып, одан әрі дамуына себебін тигізеді деп күтілуде.

Дәрістің қысқаша жазбасы студентке қайсы бір тақырыпты қарастыруда неге назар аудару керектігіне бағыт береді, санасына негізгі ұғымдар мен терминдерді енгізеді. Пәнді толықтай меңгеру үшін студент ұсынылған әдебиеттің барлығымен дерлік жұмыс өткізіп және өзіндік жұмысының барлық көлемін орындауы қажет.

Тапсырмалар мен жағдайлардың жиынтығы студенттерге кредиттерді тапсыруда пән бойынша өз білімдерін тексеруге және рейтингтік бақылауды тапсыруға, сынақ/емтиханды алуға арналған.

Экобиотехнология пәнінің өтілуі мынадай биологиялық пәндерді, атап айтқанда, физиология, молекулярлық биология, генетика, цитология мен гистология, эволюциялық ілім, биотехнология пәндердің өтілуі үшін алғышарт болып табылады. Биотехнология пәнінің оқу процесіндегі ролі:


  1. Студенттердің диалектикалық материалдық дүниетанымын қалыптастыру .

  2. Жалпы биологиялық, теориялық, методикалық дайындықты кеңейту

  3. Организмдердің құрылымының барлық деңгейінде терең білім беру.

  4. Ғылым тәжірибесінде кең қолданылатын биотехнологиялық әдістермен таныстыру.

Экобиотехнология пәнінен білім беру лекция, семинар, лабораториялық сабақ және студенттердің өзіндік жұмысы түрінде өтеді.




2. ЖАЛПЫ МӘЛІМЕТТЕР.





Оқытушының аты-жөні

Сабақты өткізу, орны

Байланыстырушы мәлімет

Аудиториялық сабақтар

СӨЖ




1

Аширов А.М.

Уақыты __________

Ауд ______________




Уақыты _______

Ауд _________



Тел:___________

Каб:___________

Корпус:________




3. ПӘННІҢ МАҚСАТЫ МЕН МІНДЕТІ, ОНЫҢ ОҚУ

ПРОЦЕСІНДЕГІ РОЛІ
Курстың мақсаты.

Қазіргі күндерде дүние жүзінде тірі организмдер тіршілігінен пайдаланып өндірісте алынатын өнімдердің сапасын, көлемін асырғанда, қысқа етіп айтылғанда Биотехнологиялық процестерге үлкен назар аударылуда.

Экобиотехнологияның интенсивті өркендеуі кейінгі 30 жылда биология пәнінің өркендеуі салдарына байланысты.

Биотехнологияның маңызды бағыттарының бірі микробиологиялық биотехнология есептеледі.

Экобиотехнологияның өркендеуі қолданылып келе жатқан әдістерді жаңалау олардан тиімді пайдалану болып қалмай жаңа технологиялық әдістерді жасап шығару болып есептеледі.

Қазіргі таңда биотехнология өндірістің барлық салаларында кең қолданылып келеді. Оның негізгілері тамақ өнер кәсібінде, ауыл- шаруашылығы егіндерін өнімін асыруда, өсімдіктерді In Vitro ұлпаларынан пайдаланып сұрыптауда фармацептикалық өндірісте қоршаған ортаны ластанудан сақтауда кең пайдаланылады.

Экобиотехнология пәнінің жоғары оқу орындарында оқытылуы келешекте жастардың білімін асыруда өндірістік процестер мен күшті байланыста болуын қамтамасыз етеді.
Курстың міндеті.

Осы мақсаттардың орындалуы пәннің алдына келесі міндеттер жүктейді:



  • шаруашылық және өсімдіктерді өсірудің технологиясы; өсімдік шаруашылығы өнімдерін пайдаланудың ерекшеліктері ;

  • ауыл щаруашылығын химиязациялау ; ауыл шаруашылық зиянкестері және күресу жолдары; егіншілік заңдылықтары ;

  • топырақтың түзу факторлары ; топырақтың химиялық қасиеттері ;

  • әртүрлі типтік топырақтарда пайдалану жолдары туралы мәліметтер келтіру.

Экобиотехнология пәнінің өтілуі организмдердегі химиялық өзгерістердің механизмін танып білу үшін ,ол процесстердің тіршілік үшін әсерін білу үшін қажет.




4. КУРСТЫҢ ПОСТРЕКВИЗИТТЕРІ МЕН ПРЕРЕКВИЗИТТЕРІ




Пререквизиттер (пәннің алдында міндетті түрде игерілуге қажетті пәндер)

Постреквизиттер (пәннен кейін өтілетін, осы пәнге сүйенетін пәндер)

Кафедра

Кафедраның қабылдаған шешімдері, хаттаманың реті мен күні

1

Микробиология және вирусология

Гендік инженерия

Биология




2

Иммунология

БОӘ -биологияны оқыту әдістемесі

3

Генетика

Молекулалық биология


5. ЖҰМЫС ОҚУ ЖОСПАРЫНАН К¤ШІРМЕ



Кредит саны


Курс


Жалпы сағат саны

Аудиториялық сабақтар

Аудиториядан тыс сабақтар

Қорытынды бақылау

лекция

Прак/

сем


лабор

ОБСӨЖ

СӨЖ

1

3

5 курс

135

30

8

-

-

97

емтихан







барлыѓы

135

30

8

-

-

97

емтихан



6. ОҚУ САБАҚТАРЫНЫҢ ҚҰРЫЛЫМЫ:

Жұмыс бағдарламасында (силлабус) сағаттар оқу жұмыстары түрлеріне қарай бөлінген: лекция, семинар, ОБСӨЖ (оқытушының бақылауындағы студенттің өзіндік жұмысы), СӨЖ (студенттің өзіндік жұмысы), ЛБС-лабораториялық сабақтар.

Лекция – студентке тақырыпты игеруде неге назар аударуына бағыт береді.

Пәнді толық меңгеру үшін студент ұсынылған әдебиеттердің барлығымен жұмыс істеуі қажет

Семинар сабақтарында – студент талдау, салыстыру, тұжырымдау, проблемаларды анықтай білу және шешу жолдарын белсенді ой әрекет талап ететін әдіс-тәсілдерді меңгеруі керек

ОБСӨЖ – оқытушының бақылауындағы студенттің өзіндік жұмысы.

Материалды сабақ үстінде оқытушының көмегімен оқып меңгеру.

Оқытушы тақырыпқа сәйкес студенттің білім деңгейін тексереді, бақылайды.

СӨЖ-студенттің өзіндік жұмысы. Студент СӨЖ тапсырмаларын кестеге сәйкес белгіленген мерзімде оқытушыға тапсыруға міндетті.

Лабораториялық сабақтарда студент теориялық қорытындыларын, яғни, теория мен тәжірибе бірлігін анықтап, құрал-жабдықтарды құрастыруға, пайдалануға дағдыланады, тәжірибе кезінде алынған нәтижелерді талдауды, теориямен сәйкестеліп дәлелдеуді үйренеді.



7. СТУДЕНТКЕ АРНАЛҒАН ЕРЕЖЕЛЕР :

Сабаққа кешікпеу керек.

Сабақ кезінде әңгімелеспеу, газет оқымау, сағыз шайнамау, ұялы телефонды өшіріп қою керек.

Сабаққа іскер киіммен келу керек.

Сабақтан қалмау, науқастыққа байланысты сабақтан қалған жағдайда деканатқа анықтама әкелу керек.

Жіберілген сабақтар күнделікті оқытушының кестесіне сәйкес өтелінеді.



Тапсырмаларды орындамаған жағдайда қорытынды баға төмендетіледі.

8. ОҚУ САҒАТТАРЫНЫҢ ТАҚЫРЫП БОЙЫНША БӨЛІНУ КЕСТЕСІ




Тараулар атауы,

реті

Аудиториялық сабақтар

Аудиториядан

тыс сабақтар

лекция

прак

сем

лаб

ОБСӨЖ

СӨЖ

1

Экобиотехнология пәніне жалпы сипаттама

1




-

-

-

3

2

Микроорганизмдер биотехнологиясының негіздері

1




-

-

-

3

3

Ферментацияға негізделген технологиялар

1

1

-

-

-

4

4

Микроб биомассасын алудың биотехнологиясы.

1

1

-

-

-

3

5

Медицинаға арналған препараттар.

1




-

-

-

3

6

Тамақ өнеркәсібіне арналған препараттар.

1

1

-

-

-

3

7

Микроорганизмдердің өмір тіршілік өнімдерін алу биотехнологиясы.

1




-

-

-

4

8

Ферменттер.

1

1

-

-

-

3

9

Липидттер.

1




-

-

-

3

10

Витаминдер

1

1

-

-

-

3

11

Антибиотиктер

1




-

-

-

4

12

Полисахаридтер

1




-

-

-

3

13

Органикалық қышқылдар

1

1

-

-

-

3

14

Бейтарапты өнімдер.

1




-

-

-

3

15

Органикалық заттардың микробиологиялық жолмен трансформациялау

1




-

-

-

4

16

Биологиялық концервілеу (азықтарды жем-шөпті биологиялық әдіспен сақтау)

1




-

-

-

3

17

In vitro жағдайында өсірілетін өсімдік клеткалары - өсімдік биотехнологиясының обьектісі

1

1

-

-

-

3

18

Клеткалық технологияларды биосинтезік өнеркәсіпте пайдалану.

1

1

-

-

-

3

19

Өсімдіктерді клондық микрокөбейту және сауықтыру

1




-

-

-

4

20

Програмдық және постгамдық сәйкессіздікті іn vitro жағдайында жеңу.

1




-

-

-

3

21

Клеткалық селекция.

1




-

-

-

3

22

Клеткалық инженерия

1




-

-

-

3

23

Гендік инженерия

1




-

-

-

4

24

Генофондтты In vitro сақтау.

1




-

-

-

3

25

Биотехнология негізінде жататын фундаментальдық процестер.

1




-

-

-

3

26

Қолдан ұрықтандыру.

1




-

-

-

4

27

Эмбриоинженерия.

1




-

-

-

3

28

Жануарларды клондау.

1




-

-

-

3

29

Адам және жануарларда ғылыми және практикалық мақсаттардағы трансгеноз.

1




-

-

-

3

30

Асылдандыру жұмыстарында және экологиялық, цитогенетикалық, диагностикалық және емдеу зерттеулерінде клеткалар культурасын (өсінділерін) қолдану.

1




-

-

-

3




Барлығы

30

8

-

-

-

97




  1. ЛЕКЦИЯ САБАҚТАРЫ


Лекция №1.

Тақырыбы: Экобиотехнология пәніне жалпы сипаттама.
Жоспар.

  1. Экобиотехнология ғылымның жаңа бір саласы ретінде.

  2. Биотехнологияның адам өміріндегі маңыздылығы.


Лекция мақсаты: Экобиотехнологияның қазіргі кездегі ғылыми жаңалықтарының тарихымен танысу.

Лекция мәтіні.

1. Экобиотехнология қазіргі кездегі ғылымның жаңа салаларының бірі болып саналады. Биотехнологияны тірі организмдерді немесе биологиялық процестерді өнеркәсіпте қолдану деп түсінетін болсақ, онда нан пісіру, ірімшік жасау, шарап дайындау және т.б. процестер адамзат өмірінде өте ерте кезден бастап пайдаланып келеді. Бірақ биотехнологияның өз алдына ғылым болып қалыптасуы және “биотехнология” терминінің қолданылуы гендік инженерияның пайда болуымен байланысты 1970 жылдардың ортасынан басталады.

2. Биотехнология – адам өміріне маңызды әртүрлі қажетті өнімдерді микроорганизмдер, өсімдіктер мен жануарлардың клеткаларының қатысуымен алудың технологиясын өңдеумен айналысатын ғылым. Биотехнология - өнеркәсіптік микробиология, техникалық биохимия, биохимиялық және генетикалық инженерия, инженерлік энзимология, химиялық технология т.б. салалармен тығыз байланысты. Осы салалардағы ашылған жаңалықтарбиология ғылымының жалпы практикада қолданылу мен әртүрлі жекеленген қолданбалы бағыттарды біріктіруге негіз болды. Өнеркәсіптік және қолданбалы микробиологияны қамтитын биотехнология – биохимия, микробиология, генетика және химиялық технологияның білімі мен әдістеріне сүйене отырып, микроорганизмдер мен клеткалық дақылдардың қасиеттері арқылы өндірістік процестерге көп үлесін қосуда. Еуропалық биотехнологиялық федерациясы биотехнологияға мынадай анықтама береді: “Биотехнология – микроорганизмдер мен ұлпалық дақылдардың бағалы қасиеттерін өнеркәсіпте пайдалану үшін биохимия, микробиология және химиялық технологияны бірге қолдану”. Сондықтан, биотехнологиялық процестер спецификалық заттардың түзілуіне мүмкіндік беретін, бактериялар, ашытқылар, зең саңырауқұлақтар, балдырлар және өсімдіктер мен жануарлардың метаболизмі мен биосинтетикалық мүмкіндіктеріне негізделеді. 1987 жылы Амстердамда болған биотехнологияның 4-ші Конгресінде “Микроорганизмдердің физиологиясы – биотехнологияны қалаушы тасы” – деп микроорганизмдердің биотехнологиядағы орнын ерекше атап көрсетті. Сондықтан, ұсынылып отырған оқу құралының 1-ші бөлімнің 3-ші тарауы микроорганизмдердің тіршілігіне байланысты өндіріске арналады.

Экобиотехнологияның қарқынды дамуы, тек оның өркендеуімен, дәстүрлі биотехнологиялық процестердің автоматизациялау мен тиімділігін жоғарылатумен анықталып қана қоймай, сонымен қатар, мүлдем жаңа процестерді өңдеумен байланысты болады. Бұл жаңа процестер тамақ өндірісінде тамақ өнімдері мен текстилді өнеркәсіптің шикізаттарын – матанол, этанол, биогаз және сутегін ұзақ уақыт сақтауда, сонымен қатар кедей кен орындарынан кейбір металдарды бөліп алу сияқты көптеген салаларды қамтыды.

Экобиотехнологиялық процестер тамақ өнімдерін өндіру (белоктарды, аминқышқылдар мен органикалық қышқылдарды және витаминдер мен ферменттер алу үшін бактериялар мен ашытқыларды және балдырларды кең масштабта өсіру); ауылшаруашылық дақылдардың өнімділігін арттыруда (in vitro жағдайындағы ұлпалық клеткалардың негізінде өсімдіктерді сұрыптау, бионсектицидтер), фармацевтік өнеркәсіпте (вакциналарды өндіру, антибиотиктерді, гормондарды және интерферондарды биосинтездеу) және қоршаған ортаны (ағын суларды тазарту, қалдықтар мен ауылшаруашылығы және өнеркәсіп орындарының қосымша өнімдерін қайта өңдеу) қорғау мен тазалауда кеңінен қолданылады. Жоғарыда келтірілген көптеген экологиялық жағдайларға қатысты мәселелермен биотехнологияның экологиялық биотехнология саласы айналысады. Экологиялық биотехнология - өнеркәсіптік және әртүрлі қалдықтарды қайта өңдеу, қоршаған орта обьектілерін әртүрлі ластағыштардан тазарту сияқты, қоршаған орта мәселелерін шешуде биотехнологиялық әдістер мен биологиялық емес технологияны біріктіре отырып, биотехнологияны қолдану болып табылады. Экологиялық биотехнология тұрғысынан ағын суларды тазарту мен тұрақтандыруда аэробты процетрді пайдаланудың маңызы зор. Бұл мақсатта әртүрлі конструкциялы реакторлар қолданылады.

Соңғы жылдарда қоршаған ортаның ластануын төмендетуде, рудаларды ретилизацилауда, энергия өндіру мен белоктарды, гормондар мен медицианалық препараттарды алуда микроорганизмдер мен клеткалар дақылдарын пайдалану мүмкіндіктері бірқатар елдерде үлкен қызығушылықтар тудырып, биотехнологиялық процестерге негізделген өнеркәсіп орындарын ашу мен дамытуға септігін тигізіп отыр.

Қазіргі кезде биотехнология, көптеген өндіріс орындарын қайта құруға және тірі обьектілер немесе әртүрлі биохимиялық процестермен байланысты жаңа өндірістерді игеруге мүмкіндік берді. Экономистердің болжауы бойынша дүние жүзінде 2000 жылдары биотехнологиялық өндірістің өнімдері 40 миллиард АҚШ доллары көлемінде өндірілетін болады.

Экобиотехнология дамуының алғашқы қадамынан бастап-ақ іргелі зерттеулермен айналысты.

Микробиологиялық өндірісте қолданып жүрген технология мынадай кезеңдерден тұрады:


  1. себілетін материалды даярлау,

  2. қоректік ортаны даярлау және залалсыздандыру

  3. микроорганизмдерден (өзіндік микробтік синтез), белгілі мақсатқа арналған өнімді бөліп алу,

  4. препараттың тауарлық формасын (құрғату, майдалау, стандарттау және өлшеп, буып-түю) алу.

Экобиотехнологияның қарқынды дамуы болашаққа үлкен жоспарлар құруға мүмкіндік береді. Биотехнология бір жанұя немесе үлкен мемлекет деңгейінде, өнеркәсіптік масштабтағы экономикалық жағдайды жақсартуға үлкен үлес қосумен қатар, әртүрлі өнімдер мен белоктардың жетіспеушілік мәселелерін шешуге, клетка биохимиясын молекулалық биология мен иммунологияны зерттеу прогресіне негізделетін процестерге үлкен жетістіктер мен өзгерістер енгізу мүмкін.
Бақылау сұрақтары:

  1. Экобиотехнологияның мақсаты мен міндеті?

  2. Биотехнологияның адам өміріндегі маңызы?

  3. Биотехнологияның даму жолдары?



Лекция №2

Тақырыбы: Микроорганизмдер биотехнологиясының негіздері

Жоспар.

  1. Ашу өндірісі

  2. Спирттік ашу процесі. Этанолды алу.

  3. Сүт қышқылын алу.


Лекция мақсаты: Микроорганизмдердің бірінші және екінші ретті метаболиттер мен биомассасы мен өнімін медицина мен ауыл шаруашылығы немесе түрлі өнеркәсіп саласы үнемдеп алудың бұрынғы және қазіргі жаңа озық технологияларымен танысу.
Лекция мәтіні.

Микроорганизмдер биотехнологиясының мақсаты микроорганизмдердің бірінші және екінші ретті метаболиттер мен биомассасы мен өнімін медицина мен ауыл шаруашылығы немесе түрлі өнеркәсіп саласы үнемдеп алудың бұрынғы және 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.

1. Ашу өндірісі. Ашу – субстраттың толық тотығуы жүрмейтін және 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 және 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.

Ашу процесін жүргізетін микроорганизмдердің көбісі облигатты анаэробтар, кейде факультативті анаэробтар да кездеседі. Оттегі ашу процесін тежейді, ал тыныс алу процесін активтендіреді.

2. Спирттік ашу процесі. Этанолды алу

Қазіргі кездегі тамақ, химиялық және отын өнеркәсібінде кең пайдалынатын көне ашу өндірісі – этанолды алу болып табылады. Спирттік ашу процесін әр түрлі микроорганизмдер жүргізеді. Мысалы, 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 және т.б. кеңінен қолданады.



Saccharomyces туысының ашытқыларының спирттік ашу процесінің негізінде глюкозаның пирожүзім қышқылына ыдырауы және келесі
сатысында сол қосылыстың этанол және көмірқышқыл газының
түзілуімен қайта тотыға декарбоксилденуі жатады. Бұл процестің энергетикалық тиімділігі - тотықсызданған глюкозаның бір молекуласынан екі молекула АТФ түзіледі. Candida туысының кейбір ашытқылары пентозаларды пентозофосфатты жол арқылы тотықтырып, пайдалануға қабілетті болып келеді. Спирттік сусындар өндірісінде рафинозаны ашыту қабілеттілігімен ерекшеленетін Saccharomyces carlsbergenses және Saccharomyces cerevisiae ашытқы штамдары қолданылады. Спирт өндірісінде қолданылатын ашытқыларды төменгі деңгейдегі ашу процесінің рассалары және жоғары деңгейдегі рассалар деп екіге бөледі.

Төменгі деңгейдегі ашу рассалары 6-100 С және одан да төмен температурада қызмет етеді, ал процесс соңында ыдыс түбіне шөгіп, қалың тығыз тұнба түзеді. Оларға көбінесе шараптық және сыра сахаромицеттері жатады.

Жоғары деңгейдегі ашу рассалары 14-25°С температурада жұмыс жасайды, ал процесс соңында шараптың бетіне көтеріліп, қалпақ тәрізді қабық түзейді. Бұл қабық ашытқы клеткаларының бүршіктенуден кейін топтасқан күйінде қалып, көмірқышқыл газының көпіршіктерімен бірге жоғары көтеріледі. Жоғары деңгейдегі ашу рассаларына спирт, нан және сыра өндірісінің ашытқылары жатады.

Ашу ортасындағы төмен және жоғары деңгейлеріне қарамастан, ашытқылардың қызметіне байланысты мақта тәрізді, түйіршік тәрізді және тұнбаға түсетін немесе беткі қабатқа көтеріліп, жүзіп жүретін тозаң тәрізді түрлерге бөледі. Мақта тәрізді ашытқылардың жақсы хош иіс түзетіні көрсетілген.

Спирттік ашытқыларға төмендегідей талаптар қойылады: жоғары ашу белсенділігі (активтілігі), соңғы өнімге, яғни спиртке және әртүрлі инфекцияларға төзімділігі ескеріледі. Этанолды алу үшін 70 жыл бойы Sаccharomyces cerevisiae Х-11 рассасын пайдаланып келеді. Этанол өндірісінде шикізат ретінде әртүрлі көмірсутегі бар өсімдік тектес материалдар – бидай дәні, картоп, зақымдалған қант қызылшасы, ағаш ұнтағы, меласса және ауыл шаруашылық өсімдіктерді өңдеудегі қалдықтар қолданылады.

Крахмалды шикізатты ферментацияға дайындау: оны ұнтақтау, крахмалды еріту және бөліп алу үшін қайнату, кейін қайнатылған биомассаны сұйытылған күйінде бидайдың немесе Aspergillus oryzae, Aspergillus niger және т.б. саңырауқұлақтардың амилолитикалық ферменттерімен өңдеуден тұрады. Құрамында көмірсутегілердің қоспалары (глюкоза, мальтоза және декстриндер), аминқышқылдар, пептидтер, фосфоорганикалық қосылыстар, минералды тұздар және микроэлементтері бар қантталған биомассаны (осахаренный затор) мерзімді немесе үздіксіз ағынды әдіспен ашытады. Пастерленген және 300С температураға дейін салқындатылған заттарды бөгде микрофлораның өсуінен сақтау үшін күкірт қышқылымен рН 3,8-4,0 дейін қышқылдандырады. Мұндай орта ашытқылардың өсуіне қолайсыз болғанымен, заласызданбаған жағдайда дақылдардың тазалығын қамтамасыз етеді.

Спирттік ашытқыларды мерзімді дақылдау кезінде бастапқы концентрациясында 20-25% қанттан 10-13% этанол түзіледі. Ферментация уақыты 48-72 сағат. Бұл әдіс 25,5 кг бидайдан 8,7-9,8 л спирт және 7,7 кг құрғақ зат қалдықтарын алуға мүмкіндік береді.

Целлюлозалы өсімдік шикізаттары қысым әсерімен қышқылдық гидролизге ұшырайды. Алынған гидролизат шамамен 3,2-3,5% редуцияланатын қанттардан яғни глюкоза, галактоза, маннноза және ментозалардан тұрады.

Ағаш тектес шикізаттардың өнеркөсіпте қолданылуы шектеулі, тек ТМД-нің 14 зауыттарында және Жапонияның бірнеше зауыттарында пайдаланады.

Дистиляциялау процессі, яғни ашытылған қоспадан соңғы өнімді бөліп алу мынандай сатылардан: сұйықтықтан ұшқыш және қатты заттарды бөліп алу, этанолды салмағы 30-96%-ға дейін дистилляторда концентрлеу және ұшқыш компоненттерден толық тазалау, яғни ректификациялаудан тұрады.

Спирт өндірісінде қосымша өнім ретінде көмір қышқыл газы және азықтық жемге қоспа ретінде қосуға (утилизирлеуге) болатын ашытқы биомассасы түзіледі.

Этанолдың биотехнологиялық өндірісі дәстүрлі кішігірім зауыттарда жүзеге асады және өндірістің шектелуі шикізаттың болуымен байланысты. Мысалы, бір күнде 1 млн л спирт өндіретін зауыттың бір жылда 200 жұмыс күніне шамамен 40 мың гектар алқапта өскен қант қызылшасы керек. Сондықтан, спирт өндірісіне басқа да тиімді субстраттардың көзін іздестіру маңызды мәселелердің бірі болып саналады.

Соңғы кезде зерттеушілердің назарын спирт өндірісінде, субстрат ретінде екіншілік шикізаттарды қолдану мәселелері қызықтыруда. Мәселен, сүтті және майсызданған сүтті ірімшік, сүзбе, казеин және әр 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 және құндылығы жоғары шикізат болып табылады. Жыл сайын әлемдегі 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 әр 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 тәулікте 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 және 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.


  1   2   3   4   5   6   7   8


©dereksiz.org 2016
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет