59 Сурет - Диффузиондық батарея
Фермент мөлшерінің бөлінуі судың экстракцияға берілуіне байланысты. Экстракцияда көмірсу (шамамен 29,5%), минералды заттар ( 20%), азот құрайтын қосылыс (50%) экстракта ферменттің құрамын 0,5% жоғарлатпау керек.
Диффузордан қоспаны қабықша типті вакуум –буландырғыш қондырғыға жібереді. Буландару процесінде ферменттің активтілігін сақтау үшін температураны 32°С температурадан жоғарлатпау керек. Сироп түрінде алынған препаратқа ас тұзын қосады, препараттағы құрғақ заттың құрамы 50% төмен болуы керек. Фермент препараты номенклатурасы бойынша «П2х»индексіне ие болады.
Егер диффузордан шыққан қоспа шашыратқыш кептіргіште кептіріліп, құрғақ препарат ұнтақ күйінде болады. Құрғақ препарат ас тұзының активтілігімен стандартталып крафт-қаптарға салынып буып түйеді. Фермент препараты номенклатурасы бойынша «П3х» индексіне ие болады.
Тазалығы жоғары деңгейдегі фермент препаратын алу үшін дайын өнімді бөліп алу сатысы күрделі технологиямен ерекшеленеді. Ферменттің тазартылған препараты сулы фермент ерітіндісінен алынады. Бұл процестің негізгі қиындықтары фермент концентрациясының төмен болуы, оның лабильдігіне байланысты, сондай–ақ қоспаның күрделі құрамына байланысты. Балласты заттардан тазартудың әр түрлі әдістері: диализ, органикалық еріткіштермен және тұздармен тұнуы, сорбция және т.б. Органикалық ерітінділермен және тұздардан алынған ферменттерді суда ерітеді, қажет активтілікте стандарттайды, ал содан соң шашыратқыш кептіргіште кептіреді.
Тазалығы жоғары, бірақ кристалды емес фермент препараттарын тазалау дәрежесіне байланысты номенклатурасы бойынша «П20х», «П30х» индекске және т.б. ие болады.
Фермент препаратын түптік культивирлеу әдісі
Фермент препараттарын түптік культивирлеу әісімен алу, беттік культивирлеу әдісімен салыстырғанда ерекше. Себебі бұл әдіс масса алмасуын реттеумен қоректік ортаның құрамының өзгеруінің арқасында ферменттің максималды бөлінуіне мүмкіндік жасайды. Одан басқа да түптік культивирлеу процесі толығымен автоматтандырылған және механикаландырылған.
Фермент препараты өндірісінің түптік культивирлеу әдісімен технологиялық процесі келесі негізгі сатылардан тұрады:
1.егіс материал алу;
2.қоректік ортаны дайындау және залалсыздандыру;
3.ауаны залалсыздандыру;
4.өндірістік ферментерде микроорганизм продуцентін өсіру;
5. дайын өнімді бөліп алу және тазарту.
Егіс материалын дайындау. Бастапқы микроорганизм продуцентінің культурасын қисық агарланған қоректік ортасы бар пробиркаға егеді, 28-32°С температурада өсіреді. Өскен пробиркадағы культураға су құйып және суспензия түрінде микроорганизмді сұйық қоректік ортасы бар сыйымдылығы 750 мл колбаға егеді.Культивирлеу процесі шайқағышта жүргізіледі (180-200айн/мин) 30-40 сағат аралығында, продуценттің әр қайсысының қолайлы температурасы 28-37°С аралықта болады. Колбада өскен культураны алдымен кіші инокуляторда, содан соң үлкен инокуляторға егеді. Культивирлеу процесі бұл аппаратта үздіксіз араластырумен және залалсызданған ауамен аэрациялаумен жүргізіледі. Егіс материалының санын өндірістік ферментерге егу үшін микроорганизм - продуцентінің физиологиялық қасиетіне байланысты болады.
Егер микроорганизм - продуценті спора түзетін болса, онда егіс материалын микроорганизмге қарағанда аз қажет етеді (шамамен 1%), вегетативті көбейетін (5-20%).
Қоректік ортаны дайындау. Қоректік ортаның құрамын микроорганизм продуцентінің физиологиялық биологиялық ерекшеліктеріне қарай таңдалады. Фермент өндірісінің шикізаты ретінде көбінесе жүгері ұны, бидай крахмалы, картоп және жүгері экстракты мен қызылша сығындысы қолданылады. Көмірсу көзінің целлюлозалитикалық фермент биосинтезінің ортасы целлюлоза (мақта, сабан, ағаш және т.б) ал липолитикалық ферменттердің биосинтезінде -липидтер болады.
Азот көзі ретінде әртүрлі минералды тұздар NaNО3, (NH4)2SO4, NH4NO3 және органикалық қосылыстың азоты ( ашытқы гидролизаты, казеин) болады.
Қоректік орта құрамында макро және микроэлементтер (фосфор, күкірт, темір, мырыш, кальций және т.б) түрлері болу керек.
Ферменттің микроорганизм-продуцентін түптік культивирлеудегі қоректік ортаны дайындау және залалсыздау микробиологиялық синтездің басқа өнімдерінің өндірісіне арналған ортаны дайындау әдісімен жүргізіледі.
Ферментация. Ферменттің микроорганизм-продуцентін өндірісте культивирлеу құрылысы әр түрлі ферментерде периодты әдіспен жүргізіледі. Көбінесе культивирлеуде араластырғыш қондырғымен жабдықталған, аэратор арқылы үздіксіз залалсызданған ауаны беріп отыратын ферментер қолданылады. Температура, ауа шығыны, рН ортасы және ферментация процесінің ұзақтығы өсірілетін продуценттің қасиетіне байланысты болады. Бұл технологиялық көрсеткіштердің өзгеруі мүмкін, себебі ол бастапқы культураның өсу сатысына байланысты болады. Ферментация процесі аяқталғаннан кейін, дайын культуральды сұйықтықты фермент препаратын бөліп алуға арналған аппаратқа жібереді.
Тазартылған және техникалық фермент препаратын алу. Техникалық препаратты алу үшін культуральды сұйықтықты биомассадан бөледі, содан соң 25-30°С температурада вакуум буландырғыш аппаратта құрғақ заттың көлемі 50% болғанша концентрлейді. Буланудан кейін келіп түскен тұнбаны сепарирлеуге жібереді. Фермент концентратына натрий хлоридінің белгілі мөлшерін құяды. Алынған стандартты сироп тазартылған дәрежесі бойынша «Г2х» индексіне ие болады, көлемі 40-50 кг ыдыстарға құяды. Биомассадан культуральды сұйықтықты бөлгеннен кейін құрғақ препарат алу үшін 10-12% дейін концентрлейді және стандарттау үшін натрий хлоридін құяды, құрғақ заттың құрамы 50 % кем болмауы керек және шашыратқыш кептіргіште кептіріледі. Кептірілген препаратты натрий хлордың активтілігі бойынша стандарттайды және крафт-қаптарға салып буып түюге жібереді. Препарат номенклатурасы бойынша индексі «Г3х» сай болуы керек.
Культуральды сұйықтық концентратынан тазартылған фермент препаратын алу үшін, вакуум-буландырғыш қондырғыға түсетін ферментті органикалық еріткіштермен (көбінесе этил спиртімен) тұндырады. Түскен ферменттің тұнбасын суда ерітеді, содан соң толықтырғыш қосады (бентонит немесе) және шашыратқыш кептіргішке жібереді. Кептірілген препараттың индексі «Г10х» ие болады.
Фермент препаратын беттік культивирлеу әдіснің технологиясы
Қатты қоректік ортада фермент препаратын культивирлеу немесе фермент препаратын беттік культивирлеу әдісімен типтік технологиялық сызба нұсқасы бойынша іске асырылады.
Субстрат 1 (нория) стысымен 2 арабаға беріледі, одан мөлшерлегіш 3 таразыға беріледі, содан қоректік ортаны залалсыздау үшін 4 залалсыздағыш аппартқа беріледі, бір мезгілде араластырғышта болады. Мұнда қоректік ортаны алдын ала дайындау және қажет микроорганизммен культураны егу жүреді. Бастапқы егіс материалы «таза» культура өндірісте жеке дайындалады. Бұл үшін қоректік ортаны дайындайды, 5 мөлшерлегішті қолданып өлшейді, 6 ортаны залалсыздағышта залалсыздайды, 7 егуге арналған аппарат кюветаға егеді, 8 егіс материалын өсіруге арналған камерада өсіреді, 9 егіс материалын мөлшерлегіш аппаратта мөлшерлейді .
Егіс материалымен бірге ортаны (раздаточный) 10 таратқыш столға жібереді, сол жерде механикалық мөлшерлегіштің көмегімен кюветаларға ортаны салады демек, жүктеледі. Әрбір рет кюветаға салар алдында 11 ваннаға салып жуылады және 12 залалсыздағыш камерада будың көмегімен залалсыздайды.
Өндірістік культураны 13 өсіруші камерада өсіреді. Өсуші жасушаны оттегімен қамтамасыз ету үшін және ферментация процесі кезінде бөлінген жылуды шығару үшін камераға залалсыздалған ауа беріледі.
Қатты қоректік ортада фермент препаратын культивирлеуде негізгі субстрат ретінде тамақ өндірісінің қалдығы-стандартты емес шикізат қолданылады:
1. Амилаза және протеаза өндірісіндегі бидайдың кебегі.
2.Пектолитикалық фермент өндірісіндегі қызылша қалдығының сығындысы.
3.Солод өскіні, өнген бидайдың қабыршағы болып келетін.
4.Қандайда бір субстратты нығыздамай бостау ету үшін негізінде ағаш ұнтағы қолданылады.
5.Ауыл шаруашылық культурасының кейбіреуінің қабығы мысалы,
күріштің, гречканың және күнбағыстың қабығы қолданылады.
Минералды қоспа ретінде азот құраушы тұздар, аммоний сульфаты сияқтылар қолданылады. Осы субстрат негізінде қажет қоректік орта дайындалады. Ол үшін арнайы ыдыстар немесе залалсыздағыш аппараттың өзі қолданылады. Алдымен қажет қатты компоненттерді араластыруды жүргізеді, сосын оны ылғалдайды және залалсыздау сатысында алынған қоспаны жоғарғы дәрежеде болуға жеткізу үшін тұз қышқылымен қышқылдайды. Қоректік ортаны формалауда қосымша азот көзін және басқа өсіруші факторларды қосумен іске асырылады. Қоректік ортаны дайындау болып қажет мөлшерде егіс материалын дайындайтын бастапқы субстрат саналады.
Егіс материалын продуценттің ерекшелігіне байланысты үш түрінен
алады:
1.саңырауқұлақ культурасы түрі;
2.спора немесе конидий түрі;
3.сұйық қоректік ортада мицелиалы масса түрі.
Саңырауқұлақ культурасы түріннен егіс материалын дайындау келесі сызба нұсқамен жүргізіледі:
А налық культураны пробиркада қисық (дайындалған қоректік орта пробирканың ішінде қиғаш болып тұратын) размері кішкентай колбада бидай кебегінде саңырауқұлақ культурасы өсірілген размері үлкен колбада бидай кебегінде саңырауқұлақ культурасы өсірілген, егіс аппараты кюветада саңырауқұлақ культурасы бидай кебегінде өсірілген өндірістік кюветада бидай кебегінде саңырауқұлақ культурасы өсіріледі.
