ПӘннің ОҚУ Әдістемелік кешені 5В070100 «Биотехнология» мамандығының студенттеріне арналған «Ақуыз өнімдерінің биотехнологиясы» пәнінен ОҚУ-Әдістемелік материалдары

Ылғалдығы – 10%

1. 
   Метанолда микроорганизмдерді культивирлеудің ерекшелігі
   
2. 
   Этанол орасында микрооганизмдерді культивирлеу ерекшелігі
   

1. 
   Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   
2. 
   Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. - М: Колос, 1992. – 382 с.
   

№ 9-дәріс. Көмірсу шикізаттарын қолдану арқылы ақуыз заттарды алу

2.Торф гидролизаттарында және дәнді картоп бардасында микрооргназимдерді культиверлеу ереекшелігі.

• 
  Candida Utilis
  
• 
  Candida Scotii
  
• 
  Candida Tropicalis
  

1. 
   N мөлшері-900
   
2. 
   Р мөлшері-400-450
   
3. 
   K мөлшері-30
   

Дрожжылардың өсу процесі кезінде ортаның қышқылдығы жоғарылайды, өйтені ортада сульфит иондары пайда болады. Ортаның рН-ын ұстау үшін аммиакты сумен титрлейді. Дрожжы биомассасын алу үшін 2 тәсіл қолданылады:

1)редуцырлық заттардың концентрациясы 3-3,5% ерітілмеген суслоны 2 сатылы схема бойынша микрооорганизмдерді культивирлейді. Осы сатыда жрожжылар гексоздарды ассимирлейді . Одан кейін клеткалар культуралдық сұйықтықтан бөлініп, бөліну стадиясына және дайын өнімді алуға бағытталады.Бөлініп алынған культуралдық сұйықтық концентрациясы РЗ (редуцирлық заттар)-1-1,2%,құрамында пентозды қанттарды қалған ферментацияның екінші сатысына түседі.

2)процесс 2 кезектесе байланысқан ферментерлерде өтеді.Бірінші аппаратқа ерітілген сусло беріледі (Рз-1,4-1,8%).Осы аппаратқа қоректік заттар және басқа да компоненттер енгізіледі. Ферментация процесі жүргізіледі.Осы кезде гексозды қанттардың және сірке қышқылының утилизациясы жүреді. Алынған дрожжы суспензиясы үздіксіз екінші ферментерге бағытталады, онда интенсивті аэрация арқылы қалған моноқанттардың утилизациясы жалғасады және дрожжылар концентрациясы 12-14 г/л-ге шейін жоғарылайды.Дрожжы суспензиясы екінші ферментердан 2 сатылы флотаторға түседі және 25-35 г/л концентрациясымен газ бөлгіш арқылы сепарация бөліміне бағытталады. 3 сатылы сепарацияда дрожжы концентраты пигментті қосындыларды бөліп алу үшін үшін және дайын өнімнің күлдігін төмендету үшін сумен 2рет жуады .Осы кезде дрожжы концентрациясы 15-20% шейін жоғарылайды. Өсімдік шикізат гидролизаттарында алынған азықтық дрожжының құрамы, %:

• 
  Ақуыз-43-80
  
• 
  Липидтер-2,3-3
  
• 
  Көмірсулар-11-23
  
• 
  Күл-11
  
• 
  Ылғалдылығы-10
  

• 
  Карбон қышқылдары (құрғақ заттардан 20)
  
• 
  РЗ (абсолютті құрғақ заттардан (АҚЗ) 7)
  
• 
  Амин қышқылдары (АҚЗ – 3)
  
• 
  Глицерин және басқа спирттер (АҚЗ-6)
  

• 
  Шикі протеин-2-5
  
• 
  Липидтер-2-5
  
• 
  Көмірсулар-14-22
  
• 
  Күл-7-10
  
• 
  Ылғалдылығы-10.
  

1. 
   Өсімдік шикізаттарының гидролизаттарында микроорганизмдерді культиверлеу ерешеліктері.
   
2. 
   Торф гидролизаттарында және дәнді картоп бардасында микрооргназимдерді культиверлеу ереекшелігі.
   

1. 
   Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   
2. 
   Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. - М: Колос, 1992. – 382 с.
   

№ 10-дәріс. Микробты липидтердің алу технологиясы.

1. 
   Липидтерді алу үшін микроағзалар.
   
2. 
   Липидтерді алу технологиялық процессы.
   

Полярлы емес еріткіште еритің микроағзалардың клеткалық компонентерің микробты ақүыздардың өндірісінде липидтердеп байқалады.

Микробты липидтерді алу технологиялық процессы міндетті түрде полярлы емес еріткіште экстракция әдісімен клеткалық биомассадан липидтердің бөліп алу стадиясы кіреді. Осы кезде екі дайын өнім пайда болады: микробты май және майсыздырылған ақүыз препараты /биошрот/.

Дрожжи Cryptococcus terricolus липид түзүшілер деп саналады. Олар ардайы көп мөлшерде /60 % от АСВ/ синтездеуге кәбілеттері бар. Микробты липидтің синтезінде азықтық ақүызда колданатың көректі орталарды колданады.

1. 
   Микроорганизмы для получения липидов.
   
2. 
   Технологический процесс получения липидов.
   

1. 
   Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   
2. 
   Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. - М: Колос, 1992. – 382 с.
   

1. 
   Өнеркәсіптік ферментті препараттар
   
2. 
   Ферменттін биосинтізіна әсер ететін факторлар.
   

Амилолитикалық ферменттерге α-амилаза, β-амилаза, глюкоамилаза жатады. Олардын әсері крахмалдын және гликогендын гидролизінде байкалады. Крахмал гидролиз кезінде жай полисахаридтерге- декстриндерге бөлінеді, одан кейін – глюкозаға шейін. α-Амилаза α-1,4- глюкан байланыстарды гидролиздейді; β-амилаза — шектеулі әсерінін ферменті, мальтоза қалдықтарын тізбектін шеттерінен бөліп алады. Глюкоамилаза глюкоза қалдықтарын тізбектін шеттерінен бөліп алады. Осы ферметтер спирт өндірісінде және нанпісіру өндірісінде колданады. Протеолитикалық ферменттер гидролазаларға жатады, пеитидгидролаза тобын құрайды. Ақуыздарда және пептидтарда пептид байланыстарынын гидролизін жүргізеді.

2. Өсіп турған культураларда ферменттердін биосинтезін технологиялық қабылдаулармен реттеуге болады. Синтезделетін ферменттердін клеткаларынын құрамы және мөлшері осы организімнін түқымдық қассиеттеріне байланысты, өйткені клеткадағы ақуыздын структурасы генмен анықталады. Ген сыртқы ортанын әсерімен өзгеру, бөліну мүмкін.
Бақылау сұрақтары:

1. 
   Өнеркәсіптік ферментті препараттар
   
2. 
   Ферменттін биосинтізіна әсер ететін факторлар.
   

1. 
   Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   
2. 
   Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. - М: Колос, 1992. – 382 с.
   

№ 12-дәріс. Фермент продуценттерін тереңдік әдіспен культивирлеу

1. 
   Егінді материалды алу
   
2. 
   Қоректік ортаны дайындау
   
3. 
   Қоректік ортаны стерильдеу
   
4. 
   Ауаның аэрирлеуге дейін және кейін тазарту
   
5. 
   Өндірістік культивирлеу
   

Тереңдік әдіспен культивирлеу әдісінің ерекшелігі – ол микроорганизмдердің сұйық қоректік ортада өсірілуі. Процесс қатаң асептикалық жағдайда өтеді, және де асептиканың бұзылуы мен режимді сақтамауы фермент бөлуінің толық тоқталуына әкеп соғады. Технологиясы:

1. Егінді материалды алу

1. 
   Қоректік ортаны дайындау
   
2. 
   Қоректік ортаны стерильдеу
   
3. 
   Ауаның аэрирлеуге дейін және кейін тазарту
   
4. 
   Өндірістік культивирлеу
   
5. 
   Егінді культурадан экстракциялау
   
6. 
   Қатты фазаның бөлінуі
   
7. 
   Ферментті ерінтіндінің концентрленуі
   
8. 
   Ультрафильтрлеу
   
9. 
   Тұнуы
   
10. 
    Тұздау
    
11. 
    Тазарту
    
12. 
    Кептіру
    

1.Егінді материалды тереңдік әдіспен дайындайды. Егінді материал түрі продуценттіне байланысты болады: саңырауқұлақтар мен актиномицеттерге мицелиалдық вегетативті масса қолданылады. Бактериялар үшін спор түзуші кезеңі кезіндегі өсіп жаткан культура қолданылады.

3. Ортаны стерильдеу 2 түрлі әдіспен өткізуге болады:

1) Микроорганизмдердің ортадан бөліп алып, ортадан оларды жою. Бұл жартылай өткізгіш мембрананың микрофильтрация процессі кезіндеөтеді.

2) Жоғары температура көмегімен.Мұнда микроорганизмдердің өлуі белгілі уақыт аралығында өтеді. Неғұрлым температура жоғары соғұрлым уақыты қысқа болады. Стерилизацияны үздіксіз немесе белгілі кезеңмен өткізуге (периодты) болады.

4. Ауаны тазарту.

Атмосфералық ауа құрамында табиғаттың органикалық және органикалық емес шаңы болады.Су тамшысында микроорганизмдер мөлшері онның тоғыз дәрежесіндегі бөлігі бір куб метрге келеді. Оның стерильдігі көлемді волоконды фильтр арқылы фильтрлеу жүргізуден өтеді. Ферментті препараттарды өндіргенде екі еселенген тазарту қажет.

5. Өндірістік культивирлеу.

Продуцентті сұйықтықта культивирлеу кезінде екі процесс өтеді: 1.Микрооргнизмдер биомассасының ұлғаюы 2. Ортада ферменттің микробты клеткасының жиналуы. Ферменттің биосинтезі тереңді культураларда үздіксіз ауаның жіберіліп, араластырғанда 2-4 тәулікте өтеді. Қоректік ортаның жоғары концентрациясы биомассаның өсуін тежеуі мүмкін, сондықтан қоректік орта немесе оның компонентері ферментерге бірден енгізілбейді. Ферменттің жиналуы және түзілуі культивирлеу кезіндегі аэрация режиміне байланысты. Максималды аэрирлеу және ортаны араластыру басқы кезеңінде жүреді. Ферменттің продуценттерінің көбі мезофильді болып келеді, сондықтан даму 22-32 С температурасы оптимум болып келеді.

1. 
   Егінді материалды алу
   
2. 
   Қоректік ортаны дайындау
   
3. 
   Қоректік ортаны стерильдеу
   
4. 
   Ауаның аэрирлеуге дейін және кейін тазарту
   
5. 
   Өндірістік культивирлеу
   

1. 
   Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   
2. 
   Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. - М: Колос, 1992. – 382 с.
   

№ 13 –дәріс. Фермент продуценттерін беттік әдіспен культивирлеу

1. 
   Егінді материал
   
2. 
   Қоректік ортаны дайындау.
   
3. 
   Қоректік ортаны және егіндерді стерильдеу
   
4. 
   Өндірістік культивирлеу
   
5. 
   Культураны ұсату және кептірілуі
   

Беттік әдісте культураны біраз ылғалды қатты қоректік ортаның бетінде өсіреді. Мицелий қатты бөліктерді байланыстырады, жасушалар қоректік ортаның құрамындағы заттармен қоректеніп және тыныс алуда оттегіні пайдаланады. Сондықтан оттегімен толық қамтамсыз ету үшін ортаны жиі ауыстырып тұруы және қалың емес қабатты болуы керек. Осыған байланысты өсіру үшін үлкен көлемді ауамен қамтамасыз етілген орта қажет.

Беттік әдістің ерекшеліктері көп, ең бастысы–ортаның массасына қарағанда нәтижесінде ферменттің өте жоғары концентрациясы. Мысалы,қанттау кезінде спирттік өндірісте 100 кг крахмалға 5 кг беттік культуралы зең саңырауқұлақтары немесе 100 кг маңындағы мөлшерде культуруалдық сұйықтық қажет болады. Беттік культуралар жеңіл әрі тез кептіруге болады, транспорттеу және товарлық формаға аударуға оңай, егер тек қосымша ферментті тазартудың қажеті болмаса өте қолайлы.Сонымен қатар тереңдік әдіске қарағанда электр энергиясының аз қолданылуы.

Егінді материал.Беттік әдіспен өндіруде ортаны культура түрінде дайындауға болады, яғни қатты ортада өскен, тереңдік әдіспен өскен спорлы материалды немесе продуценттің мицелиалды массасы. Егілетін материалды микроорганизмдерді үш немесе төрт кезеңде өсірумен алады. Агарленген ортадан алынатын культураны ең алдымен 1-1,5 г сулы стерильденген бидай ұнтағы бар пробиркаға салады. Өсіруді массалы спор түзілген кезіне дейін термостатта өткізеді.

Қоректік ортаны дайындау. Әрбір қатты ортаның негізі ретінде көбінесе бидайлық ұнтақ қолданылады, яғни ол өсіде қөажетті қоректік заттардың басты көзі болып келеді.Ылғады түрде әсіресе жағымды, сонымен қатар қосымша ферменттердің белсенділігі үшін қызылшалы жом, соялық шрот, соя ұнын және т.б пектинге бай, майлы материлдарды, биосинтездік қажетті қоспаларды қосады. Сонымен қоса қосымша сұлы мен күріш қалдықтарын, сабанды, жугері, ағаштардың үгіндісін қосса ол қоректік ортаның структурасын жақсартады, әсіресе өте ұсақ ағаш үгіндісі. Бұл қоспалар көмегімен ортаға ауамен қамтамсыздандырып, материалдарды біріктіріп, алынатын ферменттердің белсенділігін жоғарлатамыз.

Қоректік ортаны және егіндерді стерильдеу. Сепкіш заттардың қыздырылуы цилиндрлі аппараттарда ащы парменен жүреді, үздіксіз араластырылып тұрады. Ортаның стерилизация кезінде 105-140 С-та ұзағырақ жүреді, сұйық заттарға қарағанда, себебі толығымен қыздырылуы қиынырақ болады, ұстау уақыты 60-90 мин. Белгілі стерильдейтін аппараттарда араластырғыш болып – араластырғыштар, шнек, конвейрлер, күрек, яғни стерилизатор бойымен материалды белсенді араластыратын болуы керек.

Стерилизациядан кейін ортаны сол аппараттағы стерильденген салқын ауамен үрленеді немесе рубашамен жіберілетін сумен суытады. Температурасы 38-40 С түскеннен кейін продуценттің егінді культурасын енгізеді сонымен қоса дұрыстап аралстырады.

• 
  бастапқы 10-12 сағатта өсіп конидийдің ісінуі жүреді, бұл моментте температура 28 С-тан төмен болмауы керек.
  
• 
  Келесі 14-18 сағатта мицелийдің жылдам өседі, оны сұрғылт- ақшыл түсті мамықша сияқты зат түрінде көруге болады. жасушалар ортадағы негізгі қоректік ортамен қоректеніп, белсенді тыныс алып, көп мөлшерде жылу бөледі, оны шығарып отыру қажет.
  
• 
  үшінші кезең 12-18 сағатта өтеді. Зат алмасу процесі баяулап, жылу азаяды, бірақ ферменттің түзілуі жүреді, аспергилдердің көбісінде конидийдің түзілуі басталады.
  

1. 
   Егінді материал
   
2. 
   Қоректік ортаны дайындау.
   
3. 
   Қоректік ортаны және егіндерді стерильдеу
   
4. 
   Өндірістік культивирлеу
   
5. 
   Культураны ұсату және кептірілуі
   

1. 
   Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   
2. 
   Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. - М: Колос, 1992. – 382 с.
   

№14 Дәріс. Фермент препараттардын тауарлы формаларын алу.

1. 
   Ферметтерді бөліп алу және тазалау.
   
2. 
   Беттік культурадан экстракциалау.
   
3. 
   Қатты фазаны бөліп алу.
   
4. 
   Фермент ерітінділерін концентірлеу.
   
5. 
   Ультрафильтрация.
   
6. 
   Оргнаникалық еріткіштермен тұнбаға түсыру.
   
7. 
   Высаливание. Сорбциалы тазалау.
   
8. 
   Фермент препараттарын кептіру.
   

1. Ферметтерді тазалау және бөліп алу өте құрделі және қымбат процесс, сондықтан оларды қөбінесе тазарлылмаған түрінде колданады: тері және спирт өндірісінде, өйткені тазалау дәрежесі дайын өнімнін сапасына әсер етпейді. Продуцент биомассасын малдардын азығына косқанда азықтын тағамдық құндылығы жоғарлайды. Бірақ тағам өндірісінде, микробиологиялық , медицинада өте жоғары дәрежеде тазартылған препараттарды колданады.

2. Ақуыздардын экстрагенты су саналады. Бірақ суға қанттар, пектин заттар, ақуыз заттардын және целлюлоза гидролизынын өнімдері, пигменттер қөшеді.

3. Фермент препараттардын концентірлеу кристалдау және қойылту арқылы жүреді.

4.Ультрафильтрация. Ультрафильтрация кезінде ерітінділерден төменмолекулярлы балласты коспаларды бөліп алуға болады. Осы кезде концетірлеу және тазалау функциялары жүреді.

5.Тұнбаға түсіру ретінде этанол, метанол, ацетон, изопропанол колданады.

Сорбциалық тазалаудаиониттарды колданады. Целлюлозадан катионит - карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) және aнионит — диэтиламиноэтилцеллюлозу (ДЭАЭ).

8.Фермент препараттарды кептіру шашранқы кептіргіштерде жүргізеді. Процесске келесі талаптар койылады: АСВ мөлшері 20—22%, жылужеткізгіштін температурасы кіруде 130°С және шығуда 50—70°С

1. 
   Ферметтерді бөліп алу және тазалау.
   
2. 
   Беттік культурадан экстракциалау.
   
3. 
   Қатты фазаны бөліп алу.
   
4. 
   Фермент ерітінділерін концентірлеу.
   
5. 
   Ультрафильтрация.
   
6. 
   Оргнаникалық еріткіштермен тұнбаға түсыру.
   
7. 
   Высаливание. Сорбциалы тазалау.
   
8. 
   Фермент препараттарын кептіру.
   

1. 
   Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   
2. 
   Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. - М: Колос, 1992. – 382 с.
   

№15 Дәріс. Ақуыз изоляттарды және ақүыз концентраттарын алу технологиясы.

1. 
   Бидай кебегінен ақүыздарды алу.
   
2. 
   Дрожжы биомассасынан ақүыз препараттарын алу.
   

Экстрактты центрифуғалайды, ақуыз крахмалды өнім және мөлдірлетілген экстракт алады. Мөлдірлетілген экстрактан солян қышқылдығымен қышқылдағанда ақуыз тұнбаға түседі, оны сарысудан центрифуга арқылы бөліп алады, жуады және кептіреді.

1. 
   Бидай кебегінен ақүыздарды алу.
   
2. 
   Дрожжы биомассасынан ақүыз препараттарын алу.
   
3. 
   Нан пісіруге арналған дрожжы биомассасын қайта өндеу.
   

1. 
   Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   
2. 
   Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. - М: Колос, 1992. – 382 с.
   

1. 
   Сүзбе сарысуының қасиеті.
   
2. 
   Сыр сарысуының қасиеті.
   
3. 
   Сарысудың химиялық құрамы.
   
4. 
   Құрамы бойынша сүзбе сарысуының сыр сарысуынан қандай айырмашылығы бар.
   

1. 
   Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   
2. 
   Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. - М: Колос, 1992. – 382 с.
   
3. 
   Залашко М.В., Залашко Л.С.: «Микробный синтез на молочной сыворотке», – Минск: «Наука и техника», 1976 – 240 стр
   

1. 
   Сыртқы ортаның физико-химиялық әсері.
   
2. 
   Дамуына қарай микроағзалардың классификациясы
   
3. 
   Микроб жасушасының дамуы мен өсуіне культивирлеу әсер ету механизмі
   
4. 
   Культуралар дамуына және өсуіне рН ортаның әсері, биотехнологиялық процесстерде микроағзалардың рН тәуелділіктерін қолдану
   
5. 
   Микроағзалардың өсу белсенділігін анықтаудың сандық және сапалық әдістері
   
6. 
   Микроағзалар термотұрақтылығын анықтаудың және олардың өсуіне температураның және рН ортаның әсерін анықтаудың әдістемесі
   

1. 
   Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   
2. 
   Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. - М: Колос, 1992. – 382 с.
   
3. 
   Залашко М.В., Залашко Л.С.: «Микробный синтез на молочной сыворотке», – Минск: «Наука и техника», 1976 – 240 стр