Сабаққа әдістемелік нұсқау 7М05123 «Биотехнология»
жүктеу/скачать 0.76 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Практикалық сабақ №4 Биосинтезге арналған шикізат және оның биологиялық бағалылығын бағалау. Көміртегі, азот, фосфор, микроэлементтерінің негізгі көзі
- Жоспар: Микроорганизмдердің өсуі мен дамуы Шикізаттың ерекшеліктері және оған қойылатын талаптар
| Бақылау сұрақтары:
Селекция дегеніміз не? Биообъектілерді дақылдау түрлері қандай? Биологиялық объектілерге не жатады? Практикалық сабақ №4 Биосинтезге арналған шикізат және оның биологиялық бағалылығын бағалау. Көміртегі, азот, фосфор, микроэлементтерінің негізгі көзі Жоспар: Микроорганизмдердің өсуі мен дамуы Шикізаттың ерекшеліктері және оған қойылатын талаптар Микробиологиялық синтез процестері үшін "идеалды" шикізатқа қойылатын негізгі талаптар Микроорганизмдердің өсуі мен дамуы үшін, сондай — ақ метаболизмнің мақсатты өнімдерін синтездеу үшін оларды қоректік заттармен қамтамасыз ету қажет-көміртегі, азот, оттегі, фосфор, күкірт, микроэлементтер, өсу факторлары. Қолданылатын субстраттардың түрлері мен саны әр жағдайда өсірілетін дақылдың физиологиялық сипаттамаларын және өсіру мақсатын ескере отырып анықталады. Сонымен қатар, егер зертханалық жағдайда микроорганизмдер қатаң анықталған құрамдағы синтетикалық қоректік ортада жиі өсірілсе, онда өнеркәсіпте күрделі және тұрақсыз химиялық құрамы бар арзан табиғи шикізат түрлері, соның ішінде әртүрлі өндірістердің қалдықтары жиі қолданылады. Шикізаттың ерекшеліктері және оған қойылатын талаптар. Микробиологиялық синтездің көптеген процестері дайын өнім бірлігін өндіруге шикізаттың үлкен тұтынылуымен сипатталады. Қоршаған ортадағы қоректік заттардың едәуір бөлігі микроорганизмдермен сіңірілмейді немесе әртүрлі жанама өнімдердің пайда болуына жұмсалады (егер метаболиттің биосинтез процесі жүрсе, биомасса оларға да қатысты болуы мүмкін). Осыған байланысты шикізатты ұтымды пайдалану, оны арзандату және сапасын арттыру мәселелері микробиологиялық өнеркәсіп үшін ерекше маңызға ие. Өнеркәсіптік жағдайларда биотехнологиялық процестерді іске асырудағы негізгі қиындықтардың бірі — шикізаттың, негізінен табиғи шығу тегінің төмен сапасы мен стандартты емес болуы. Табиғи шикізаттың химиялық құрамының және оның сапасының ауытқуы, ең алдымен, бастапқы өнімдердің (мысалы, жүгері немесе бидай дәні) әртүрлі климаттық жағдайларда өсірілетіндігімен байланысты. Сақтау шарттары мен мерзімдері, астықтың тұтастығы және басқа факторлар маңызды рөл атқарады. Шикізатты өңдеу технологиясы да үлкен маңызға ие. Сонымен, жүгері сығындысы булану арқылы дайындалады. Оны 40 °C-тан аспайтын температурада жүргізу керек, әйтпесе көптеген термолабильді компоненттер жойылады. Шикізат сапасының ауытқуы биосинтез процестері үшін оның көптеген маңызды түрлері (жүгері сығындысы, гидрол, патока және т.б.) негізгі өнім емес немесе өндіріс қалдықтары болуы мүмкін екендігімен байланысты. Мұндай шикізат түрлеріне техникалық шарттар, әдетте, әзірленбеген. Көптеген жағдайларда шикізатқа қойылатын талаптарды нақты тұжырымдау мүмкін емес. Биотехнологиялық өндірістерді шикізатпен қамтамасыз етудің тағы бір проблемасы-шикізаттың көптеген түрлері (глюкоза, лактоза, күнбағыс майы және т.б.) құнды Тамақ өнімдері болып табылады. Сондықтан олардың жоғары құны және осы шикізатпен қамтамасыз етудегі үзілістер. Микробиологиялық синтез процестері үшін "идеалды" шикізатқа қойылатын негізгі талаптар қандай? Ол қол жетімді, арзан, стандартты құрамға ие болуы керек, Сақтау кезінде тұрақты болуы керек, суда жақсы ериді, микроорганизмдермен оңай сіңеді, тамақ өнімдеріне қатысты болмауы керек. Шикізат мәселесін шешудің мүмкін жолдарының ішінде мыналарды атаймыз: * қоректік ортаны алдын-ала дайындау арқылы компоненттерді пайдалану тиімділігін арттыру (ұнтақтау, гидролиз, байыту); * шикізаттың стандарттылық деңгейін арттыру, шикізатқа оның биологиялық қолжетімділігін сипаттайтын параметрлерді анықтау және техникалық шарттарға енгізу; * жаңа, дәстүрлі емес шикізат көздерін іздеу, бірінші кезекте жаңартылатын және тапшы емес; * әрбір технологиялық процесс үшін негізгі жабдықтаумен іркіліс болған жағдайда шикізаттың резервтік түрлерін іріктеу. Микробиологиялық өнеркәсіп үшін қолданылатын немесе перспективалы табиғи шикізаттың негізгі түрлерін қысқаша қарастырайық. Мұнда қабылданған табиғи шикізат түрлерінің көміртегі, азот және т.б. көздеріне бөлінуі, әрине, шартты және шикізаттағы белгілі бір заттардың басым құрамына негізделген. Ашыту процестеріне арналған шикізат, ең алдымен, биомассаны құру үшін қажетті элементтерді қамтитын қоректік ортаны қалыптастыру мәселесін шешеді; қоршаған орта сонымен қатар микроорганизмдердің тіршілік ету ортасы болып табылады. Егер биомассаны элементтер жиынтығы ретінде қарастыратын болсақ, онда ол келесі түрде пайда болады: көміртегі (50%), сутегі (8%), оттегі (20%), азот (14%), фосфор (3%) және күкірт (1%), жасушалардың құрғақ массасының 95 – 97% құрайды. Сонымен қатар, жасушаларда 3-4% макроэлементтер бар: калий (1% дейін), натрий (1% дейін), кальций (0,5% дейін), магний (0,5% дейін), темір (0,2% дейін). Микроэлементтер биомассаның құрамына кіреді (0,3% дейін), оның ішінде марганец, кобальт, мыс, молибден, мырыш, бор және т.б. бұл элементтердің жоғары концентрациясы микроорганизмдердің дамуына ингибиторлық әсер етеді, бірақ сіз оларды микродозасыз жасай алмайсыз. Витаминдер ауксогетеротрофтардың көптеген микроорганизмдерін дамыту үшін қажет – оларды өздігінен синтездей алмайды. Көбінесе В дәрумендерінің кешені қажет – тиамин, никотин қышқылы, пантотен қышқылы, пиридоксин, инозит және биотин (соңғысы көбінесе жетіспейді). Бірақ дәрумендердің мөлшері өте аз, олар табиғи шикізатта болуы мүмкін. Микроорганизмдердің тағамдық қажеттіліктері әртүрлі, олар физиологияға байланысты және қоршаған ортаны қалыптастырудың негізі болып табылады. Әмбебап орта жоқ. Ортаның физикалық жағдайына байланысты қатты, сұйық және борпылдақ (ылғалданған Кебек, дән, сабан, үгінділер) болуы мүмкін. Қоршаған орта табиғи немесе синтетикалық болуы мүмкін. Табиғи ортаға құрамы күрделі және тұрақты емес өсімдіктер мен жануарлардан алынатын өнімдер кіреді. Синтетикалық орта белгілі бір химиялық қосылыстардан, әдетте заттардың аз санынан тұрады. Олар қымбат және аз өнімді. Оларға микро және макроэлементтер, сондай - ақ витаминдер енгізу керек. Шикізат-бұл қажетті қоректік компоненттері бар таза немесе күрделі заттар. Олар қол жетімді және өте қымбат емес, зиянды қоспалар болмауы керек. Сондықтан қолданылатын шикізаттың әр түрі үшін оның сапасын анықтайтын стандарттар болуы керек. Су-ең арзан болса да, шикізаттың маңызды түрі. Биотехнологиялық өндірістің көптеген өнімдері судың мөлшерімен анықталады (кем дегенде сыра мен шарап алыңыз). Шикізаттың басқа компоненттері сияқты, суға да талаптар қолданылады. Су биологиялық таза (1 мл суға 100 микроағзадан артық емес), түссіз, дәмсіз және иіссіз болуы тиіс, тұнба бермеуі тиіс. Буланғаннан кейінгі құрғақ қалдық 1 г/л – ден аспауы керек, қаттылығы-7 мг-экв/л-ден аспауы керек. Зиянды қоспалардың құрамы бойынша мынадай шектеулер енгізілді: - Қорғасын-0,1 мг/л дейін; - Мышьяк-0,05 мг/л дейін; - Фтор-1,5 мг/л дейін; - Мырыш-5 мг/л дейін; - Мыс-3 мг/л дейін. жүктеу/скачать 0.76 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|