Лекция №1 Тақырыбы: Кіріспе. Өсімдіктер физиологиясы пәні және маңызы (1 сағат) Лекция жоспары
жүктеу/скачать 0.8 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- С 6 Н 12 О 6 2СН 3 СНОНСООН + 18 ккал
субстрат + оксигеназаСондай-ақ биологиялық тотығу турала түсінікті әрі қарай дамытуда академик В.И. Палладиннің де /1912ж./ еңбектерінің маңызы өте зор. Оның теориясы бойынша тыныс алу процесінде негізгі ролді атқарушы ферменттер, тотығушы субстраттан сутегін бөліп алады. Сутегі дегидраза ферментінің әсерімен су бстраттан ажыратылады, яғни субстрат тотығады. Ал сутегін қабылдаған оттегі тотықсызданады. Сонда оттегі дегидразадағы сутегін қабылдаушы /акцептрлеуші/қызымет атқарады. Оны мынадай теңдеу арқылы көрсетуге болады: I. C6H12O6 + 6H2O + 12R = 6CO2 + 12RH2 /анаэробты/ II. 12RH2 + 6O2 = 12H2O + 12R /аэробты/ C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O Бұл процестің бірінші фазасын дегидраза /R/ ферментінің әсерімен жүрсе, ал екінші фазада дегидраза регенерацияланады. Демек, В.И.П алладинніңі теориясы бойынша тыныс алуда түзілген су тек қана аэробты жағдайда пайда болады. Егер жүйеде сутегінің басқа қабалдаушысы болса, онда тыныс алу процестері ауның оттегінсіз-ақ жүре алады. Мұндай тыныс алу процесі анаэробты деп аталады. Ашу процесі және оның түрлері. Микроорганизімдердің табиғатта азотсыз органикалық заттарды өзгеріске ұшыратуының үлкен маңызы бар. Мысалы, көмірқышқыл газы органикалық заттардан бөліну нәтижесінде атмосфераға қайтып оралады. Осы процесте бактериялардың атқаратын рөлі зор. Көмірқышқыл газының атмосфераға қайтып оралатын жолының бірі -ашу процесі. Ашу деп мироорганизімдердің әсерінен көмірсу, май, белок және басқа даорганикалық заттардың түрлі биохимиялық өзгерістерге ұшырауын айтады. Жоғары сатыдағы өсімдіктердің анаэробтық жағдайда да тыныс алатындығы белгілі. Фотосинтез процесі шыққанға дейін жер бетінде тіршілік ететін организімдердің барлығы өздеріне қажетті энергияны анаэробтық жолмен , яғни бос оттегінсіз қабылданған. Аэробтық тыныс алу өмірге келген соң анаэробтық тыныс алу мүлде жойылып кеткен жоқ, ол процесс сақталып, өмірге аэробтық тыныс алудың құрамдас бөлігі ретінде енді. Алайда анаэробтық тыныс алу жоғары сатыдағы өсімдіктерге әдеттегі жағдайда тән құбылыс емес, бірақ кейбір микроорганизімдер үшін ол энергия өндірудің негізгі көзі бола алады. Ашудың көптеген түрі / шарап, сыра, сүт тағамдарын даярлауда/ адам баласына өте рете заманнан таныс болғанымен, оның ішкі табиғаты көп уақытқа дейін белгіз болып келді. 1837 ж. Каньяр Латур қантты спиртке дейін ашытатын ашытқының тірі организімдер екендігін көрсетті. Ю. Либихтың ойынша ашу белокты заттардың ыдырауынан пайда болған өте тұрақсыз ферменттің әсерімен жүреді. Кейіннен раубе ашу тірі организім клеткаларында пайда болатын ферменттердің әсерімен жүреді деген пікір айтты. Тек ұлы Пастердың зерттеулерінің нәтижесінде ғана /1860/ ашу процесінің табиғаты дұрыс анықталды. Пастер спиртті ашу дың оттегі жоқ кезінде ашытқыш саңырауқұлақтарда тыныс алу органына жүретін процесс екнддігін анықтады. Ал, оттегі бар ауада бұл микроорганизімдер кәдімгідей тыныс алады. Пастер барлық ашу процестерінің белгілі бір микроорганизімдердің тіршілік процесіне байланысты құбылыс екендігін дәлелдеді. Бұл жұмыстардың нәтижесінде Луи Пастер табиғатта оттегі жоқ жерде тіршілік ететін микроорганизімдердің де бар екендігін дәлелдеп қана қоймай, кейбір микроорганизімдерге оттегі улы зат ретінде әсер ететіндігін анықтады. Мысалы, Пастер ашқан май қышқылды ашытқыш бактериялар оттегі бар ортада өмір сүре алмайды. Пастердің ашу процесін тек ірі микроорганизімдер ғана жүргізе алады деген пікірі дұрыс емес. 1897 ж. Бухнер ашытқыш саңырауқұлақты езіп, оның таза мөлдір езіндісінің қантты ашытқандығын байқаған. Мұндай пікірді Бухнер 25 жыл бұрын орыс ғалымы Манасеин де айтқан боатын. Микроорганизімдерде пайда болатын бұл ашу процесін жүргізетін ферменттерді зимаза деп атайды. Қантты заттарды ашыту арқылы тіршілік ететін микроорганизімдер табиғатта өте көп. Бұлардың тіршілік процесінде қантты затар ашу нәтижесінде күнделікті өмірімізге қажетті өнімдер пайда болады. Мысалы, этил, бутил, пропил спирттері, сүт, май, сірке қышқылдары, ацетон және т.б. ашудың бірнеше түрлері бар. Ашу процесі оның ең соңында түзілетін затардың атымен аталады. Мәселен, қантты затты ашытқанда спирт түзілсе , оны спирттік ашу деп, ал сүт қышқылы бөлінсе, сүтқышқылды ашу деп атайды. Спиртті ашу. Қанттың спиртті ашу нәтижесінде этил спирты мен СО2 пайда болады. С2Н12О6 2С2Н5ОН + 2СО2 + 28 ккал Глюкоза этил спирті Негізгі өнім ретінде этил спиртін құрып қантты ашытатын микроорганизім ашытқыш саңырауқұлақтар. Мұнда да басқа спиртті ашытқыш организімдер бар, бірақ, олардың спирт шығару эффектісі өте нашар. Мысалы, кейбір мукор тобына жататын зең саңылауқұлақтары мен бактериялар. Бұл ашытқыш саңырауқұлақтардың өзі де апиртті барлық жағдайда бірдей түзе бермейді. Егерде оларды оттегі толық кіретін, жақсы аэрациялық жағдайда өсіретін болсақ олардың ашытушылық қасиеті мүлдем тоқталады. Мұнда этил спирті мен көмірқышқыл газынан басқа да қосымша заттар түзіледі. Олар: сірке альдегиді, глицерин, сірке және янтарь қышқұылдары, сивуш майлары жатады. Сивуш майларының түзілуі ортадағы амин қышқылдарының ыдырауына байланысты. Амин қышқылдарынан пайда болған аммиакпен ашытқы саңырауқұлақтар қоректенеді де ортада сивуш майлары жинала береді. Спирт пайда ететін ашытқыштардың расалары өте көп болғанымен, олардың морфологиялық қасиеттірі өте жақын, олрадың барлығыда бір клеткалы, бүршіктену я тікелей бөліну арқылы көбейеді. Сыра ашытқышы /Saccharomyces cerevisal/ спирт, сыра ашыту, шарап жасау, нан жабу өндірістеррінде көп қолданылады, бірақ бұл ашытқылардың әр түрлі қандайда болмасын көмірсуларды ашыта бермей белгілі бір түрлерін ғана /мысалы, моносахаридтер мен дисахаридтерді/ ашытады. Спиртті көмірсуларды ашытк арқылы алады. Ол үшін түрлі тамыр жеміс тер, тамыр түйнектер және өндіріс қалдықтарын /қант қызылшасының патокасы/ пайдаланыды. Өсімдік шикі затындағы полисахаридтер ашыту алдында қайнатылуы керек. Ол үшін шикі затты майда етіп турап құрғатылып ұнтақталған дән өскіндерімен /онда гидролитикалық ферменттер бар/ қосып 55-600-та қайнату керек /мысалы, солодпен қосып/. Содан кейін оған ашытқыш салып 30-300С жылылықта ұстау керек. Кейіннен пайда болған спирт тазартылып алынады. Сыра ашыту, шарап дайындау процестері де көмірсуларды ашытқыш саңырауқұлақтар әсерімен ашыту арқылы жүргізіледі. Спиртті ашу нан ашыту үшін де қолданылады. Мұндағы маңызы қамырда СО2 көьейіп, оның салдарынан қуыс тылығы және т.б. қасиеттері жоғарылайды. Кейінгі жылдары спирттік ашу процесін глицерин өндіруде ед кеңінен қолданылып жүр. Ол үшін ішінде ашытқы саңырауқұлақтары бар қоректік ортаға күкірт қышқылының тұздарын қосса, олар сірке альдегидімен реакцияға түсіп, оның нәтижесінде, таза глицерин пайда болады. Сүт қышқылды ашу. Спиртті ашуға қарағанда сүт қышқылды ашу процесінде негізгі зат ретінде сүт қышқылы пайда болады. Бұл процесте мынадай теңдеу арқылы көрсетуге болады: С6Н12О6 2СН3СНОНСООН + 18 ккалглюкоза сүт қышқылы Сүт қышқылды ашудың маңызы өте зор, бұл процестің биологиялық жүйесін ашқан Пастер еді. Сүт қышқылды ашу процесін жүргізетін микроорганизімдер сүн қанты – лактоза субстратында өседі. Сүт қышқылы ашу процесі көбінесе сүтте кездеседі және бұған қатынасатын бактерияларды сүт қышқылы бактериялары деп атайды. Сүт қышқылы ашу процесі табиғатта, күнделікті тұрмыста кең таралған. Ол өндірісте, ауыл шарушылығында қолданылады. өнер-кәсіпте таза сүт қышқылын алу, түрлі тағамдар даярлау /айран, ірімшік, қаймақ, сүзбе т.б./ жемшөпті сүрлеу, овощтарды ашыту негізінен осы сүт қышқылды бактерияларының қасиетіне негізделген. Сүт қышқылды ашытқыш бактериялар өздерінің биохимиялық қасиетіне қарай екіә топқа бөлінеді: Бірінші топқа анаэробты, таза сүт қышқылды ашу жүргізетін бактериялар жатады. Бұл оргнаизімдер сүттің барлық қалыңдығындағы ашу процесін жүргізеді. Екінші топқа аэробты- оттегін керек ететін бактериялар жатады, сондықтан олар сүттің тек үстіңгі қабатын ғана ашытады. Бұлардың тіршілік процесінде сүт қышқылынан басқа сірке қышқылы мен спирт, сонымен қабат /метан, сутегі, көмірқышқылы/ газдарыда пайда болады. Сүт қышқылды бактериялар қарапйым көмірсулардың өкілдерін ашытады да, ал крахмал сияқты және басқа да күрделі полисахаридтерді ыдырата алмайды. Бұл бактериялардың кейбір түрлері асқазан ауруын қоздырушы микробтарды қыратын антибиотиктер түзілетіні де анықталды. Сүтте ашытқы саңырауқұлақтарда кездеседі. Сүт қантына, олар аз ғана мөлшерде /3-4,5%/ спирт түзіледі. Қымыз және кефир ішімдік-сусындарын даярлағанда спирт едәуір мөлшерде джиналады. Өйткені бұл тағамдарда ашытқы саңылауқұлақтар мен сүт қышқылы бактерияларының бірлесіп тіршілік етуіне қолайлы жағдай туады. Қышқыл сүт тағамдарының ішінен Орта азиятұрғындарына, әсіресе қазақ халқына ежелден белгілі шұбатты да айтқан жоқ. Шұбат – түйе сүтінен даярланатын, шипалық қасеті бар өте дәмді ішімдік –сусын. Мұнда да сүт қышқылды ашу мен спирттік ашу процесі жүреді. Май қышқылды ашу. Қанттан май қышқылы пайда болады. Мұны былай өрнектеп көрсетеді: С6Н16О6 СН3СН2СН2СООН + 2СО2 +2Н2 +15 ккал глюкоза май қышқылы Ағашқы рет өткен ғасырдың 1860 ж Л. Пастер осылай май қышқылды ашу процесінің табиғатын зеттеп ашқан болатын. Осындай зеттеулер нәтижесінде май қышқылы бактерияларының табиғатта кең түрде таралғандығы анықталды. Олар тотықтыра, көңде, лас суда, сүтте және т.б. заттарда жиі кездеседі. Азотты қоректік заты ретінде, олар әртүрлі қосылыстарды /пептон, азотты минерал заттар, ал тіпті кейде атмосфералық азот/ пайдаланады. Май қышқылы ашу процесінде ортадан көп мөлшерде газ бөлінеді және өткір, аса ұнамсыз иіс пайда болады. Ал кейде заводта жасалған түрлі тағам консервілерінің сапасының төмендеуі де осы бактериялардың әсерінен болады, егер олар ұнда тіршілік етсе оны ашытып жібереді. Сондықтанда кейбір ауыл шаруашылық өнімдердін алғашқы өңдеуде май қышқылы бактерияларының қасиеті толық ескеліледі. Олардың кейбіреулері клетка аралық заттарды-пектинді ыдыратады. Май қышқылы бактерияларының осы қасиетін талшықты өсімдіктерді /зығыр, кендір және т.б./ өңдеуде қолданылады. Мұнда олар талшық тіндерін басқа тканьдерден ажыратып алу үшін қажет. Сірке қышқылды ашу. Жоғарыда айтылғандай табиғатта органикалық заттардың оттегінің әсерінен тотығуы кең таралған. Бұғанда микроорганизімдер дүниесі қарқынды түрде қатысады. Әрине олардың қарқыны организмде кездесетін ферменттерге тығыз байланысты. Егер организімнің клеткасында тыныс алуға қажетті ферменттер тобының барлығы болса, онда органикалық заттар тотығып, олар ең соңғы өнімдерге дейін ажырайды. Тотығу процесінің ішінде тұрмыста кең таралғаны сірке қышқылды ашу процесі. Бұл процес тің де биохимиялық табиғатын 1862 ж. Луи Пастер ашқан болатын. Қандай да бол масын құрамында аздаған мөлшерде спирті бар /шарап, сыра/ сұйықты ауасы бар жерде қалдырсақ болғаны, оның бетінде сірке қышқылы бактерияларынан жұқа қабат пайда болады да, ортада сірке қышқылы түзіледі. Сірке қышқылды ашудың өзгешелігі бұл тотығу арқылы жүретін ашу процесі, тыныс алу мен ашудың ортасындағы процесс. Бұл процестің тыныс алудан өзгешелігі ең соңғы өнімдері бөлек болып келеді. Сөйтіп сірке қышқылды ашуға керекті субстрат этил спирті. Бұл процестің теңдеуі былай көрсетіледі: жүктеу/скачать 0.8 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|