Тіршілік етуге қабілетті микроорганизмдерді бөліп алу
Бұл топқа биопрепараттар жатады, ол микроорганизмдердің өзінің өмір сүруінің сақталуын талап етеді немесе олардың метаболиттерінің жоғары биологиялық активтілігін пайдаланғанға дейінгі (мысалы фермент) сақталуын айтады. Мұндай биопрепараттардың саны үздіксіз өсуде. Осыған жататындар нан ашытқылары, өсімдіктерді қорғайтын заттар, көптеген бактериялар, антибиотиктер, ферменттер және т.б.Тіршіліке қабілеті микроорганизмдер негізінде биопрепараттарды алу технологиясы алынған,ол препаратты алғаннан күрделілеу өмір сүруге қабілеті микроорганизмдерді биологиялық активті өнімді құрайды.Сондықтан биопрепаратты алу әдісімен тереңірек танысамыз, ол өмір сүретін микроорганизмдерді құрайды, олардың көбісі өндірісте биологиялық активті метаболит негізіндегі препарат қолданылады. Тіршілік етуге қабілеті микроорганизмді құрайтын биопрепаратты алу сусыздануда ұзақ уақыт микроорганизмнің өмір сүруін тоқтату негізделген.
Осындай кезде, метаболизмнің кері тоқтатылуы немесе тоқтап қалуы анабиоз деп аталады. Микроорганизмнің өмір сүруін құрайтын биопрепаратты алу біріншіден оңай секілді.Культуральды сұйықтықтан микроорганизмді бөліп алу, белгілі ылғалдылыққа дейін кептіру болып саналады және ұзақ уақыт сақтау үшін буып түюге және сақтауға салатын қорапты қолдану.
Биомассаны сусыздандырғанда жасушада өзгеріс пайда болады. Бұл өзгеріс жаңа қажетсіз қосылыстың пайда болуына әкеліп соқтырады, жасушаның өмір сүруінің бұзылуына әкеліп соқтырады.
Су биомасса концентратында бос күйінде және байланысқан жағдайда болады. Кептіру кезінде жасуша ішіндегі сыртындағы су жоғалады. Егер биомассадағы жасуша сыртындағы су оңай жоғалса, онда биомасса компонентіндегі суды бөлуде энергияны және кептіру температурасын жоғарылату қажет болады. Сусыздандыру технологиясының негізгі талабы болып бұл микроорганизмдердің өмір сүруін сақтау. Барлық микроорганизмдер термолабильді микроорганизмдер қолайлы жағдайда үлкен емес температурада және кептіру уақыты ұзақ емес жағдайда кептіру болып табылады.
Сублимациялы кептіру
Сублимациялы кептіру тірі микроорганизмдерге кейбір фермент түрлеріне және басқа термолобильді өнімдерді сублимациялы кептіру қолайлы. Бұл кезде фермент инактивтелген, жасушаның өмір сүруі жақсы сақталады.
Сублимация – қатты затты қыздырғанда газ тәрізді затқа ең аз сұйықтыққа ауысуы, сублимациялы кептіру микробиологиялық синтезінің мұз болып мұздатылған өнімінен вакуумды дистилляциялы мұздың кептіру әдісімен алу болып табылады. Сублимациялы кептіру 0,1-*10 кПа қысымда вакууммен жүргізу процестің температурасының төмендеуіне мүмкіндік береді және жасуша құрылысының өмір сүру жағдайын сақтайды. Сублимациялы кептіру – күрделі техникалық процесс бірнеше тізбектелген сатыдан тұрады: материалды дайындау, қатыру, мұздату, сублимациялы кептіру, кепкен өнімді буып түю. Әрбір сатыда микроорганизмдер өзінің өмір сүру қабілетін жоғарылтады, сондықтан соңғы нәтижесі болып, барлық сатыдағы технологияны қатаң бақылауға байланысты.
Биомассаны дайындау. Микроорганизмдердің концентрленген суспензиясын сублимациялы кептіру, механикалық әдіспен алынған культуральды сұйықтықты сусыздандырыу (фильтрлеу, центрифугирлеу және т.б.) жатады. Микроорганизмдер суспензияның концентрациясын кептіруде мұз етіп тоңдыру кезінде жасуша өліп қалмас үшін қорғаушы орта қосылады және келесідей кептірумен жүреді. Қорғаушы орта ретінде коллоидты және гидрофильді зат (ақуыз, амин қышқылы, көмірсулар т.б.) қолданылады . Жасушаның ішінде мұздың пайда болуын азайтады, электролиттің концентрленуін төмендетеді және жасушаны тереңірек сусызданудан сақтайды. Осындай жолмен дайындалған жасушалық суспензия мұз болып тоңуға келіп түседі.
Қатыру – микробиологиялық синтез өнімін сублимациялы кептіру технологиясы жауапты саты болып саналады. Биомассаны қатыруда жасушада биохимиялық және физикалық, биофизикалық өзгеруіне әкеледі. Нәтижесінде қатырғанда кристаллданады, жасуша мембранасы бұзылады және жасуша құрылысы өзгереді. Бұл өзгерістер мынадай үш себептің арқасында пайда болады:
1) жасушадағы мұз кристалл механикалық әсер еткеннен өзгеріске ұшырайды;
2)электролит концентрациясының жоғарылауынан мембрана денатурациясы өзгеріске ұшырайды;
3) жасуша сыртындағы және ішіндегі заттың концентрациясының айырмашылығының төмендеуінен өзгеріске ұшырайды.
57 сурет- Периодты жұмыс жасайтын сублимациялы қондырғы:
1,7-тоңазытқыш қондырғы;
2-жылу тасмалдағышты салқындатуға арналған бак;
3-плиталар;
4-сублиматор;
5-мұз конденсатор;
6-вакуум-насос;
8-насос;
9- жылу тасмалдағышты қыздыруға арналған бак;
Біркелкі кристалл массасын алу үшін тез қатырылуы керек, камерадағы ауаның температурасы 20-дан 30°С - дейін болады. Биомассаны қатыру бірнеше әдіспен іске асырылады: салқындатуда контактілі қатыру,газбен салқындатылғанды конвективті қатыру, комбинирлеп қатыру кондуктивті қатыру болып салқындататын ваннаға салу болып табылады.Қатыру әдісін таңдау микроорганизмдер қасиетімен анықталады, содан соң сублимациялы кептіруге жіберіледі.
Кептіру – сублимациялы кептіру преиодты әдіспен арнайы аппаратта – сублимациялы камерада немесе сублиматорда іске асырылады. Сублимациялы камера цилиндр тәрізді көлденең темірден жасалған нығыздалып жабылатын болып келеді. Сублиматор жылу алмастырғыш қондырғының жалпақ беті құбырмен жалғасады. Вакуумды болдыру үшін және сублиматордан булы газ қоспасын жоюда әртүрлі механикалық және эжекторлы вакуум –насос конденсатордан кейін орнатылған қолданылады.
57-суретте периодты жұмыс жасайтын сублимациялы қондырғының принципиальды сызба нұсқасы келтірілген.Сублиматордың сөресіне кептірілетін өнім салынады. Сөренің ішінде жылу тасымалдағыш насостың көмегімен циркуляцияланады, өнімді қатырғанда сөре мұздатылады немесе кептіру кезінде қыздырылады. Вакуум – насос сублиматордан булы газ қоспасын айдайды. Тоңазытқыш қондырғыдан мұзагент түсетін мұзконденсатта судың буы конденсацияланады.
Кептіру процесі вакуумда мұзды сублимациялау әдісі екі периодтан тұрады. Біріншісі бос суды жою, екіншісі аралас суды жою (10-15 % қалған). Бірінші кептіру периоды төмен температурада 8-12°С тепмератураға дейін, ал екіншісі қоршаған ортадан жоғары температурада жүргізіледі. Кей жағдайларда өнімдегі қалған 2-3 % суды 60-70°С температурада ұстағанда өнімнің сапасы теріс болдырмауына тырысады. Сублимациялы кептіруден кейін өнім буып түюге жіберіледі, және биоперпараттың тауарлы формасына және қолданылуына байланысты болады. Соңғы кезде сублимациялы кептіру үздіксіз әдіспен алынады. Сублимациялы кептіруде энергия көп жұмсалады және қымбат бірақ биоперпарат өндірісінде өте қажет, әсіресе медицина саласында және ветеринарияда өте қажет.
Кептірудің басқа әдістері
Биотехнологиялық өндірісте микроорганизм суспензиясын кептіру бірнеше әдіспен іске асырылады. Нан ашытқысын конвективті кептіргіште кептіргенде. Жылу өтетін және судың буын жою газ тәрізді кептіргіш агенттің көмегімен – ауамен, инертті газбен және тағы басқамен іске асырылады. Ашытқыны кептіру 35°С температурадан жоғары болмау керек. Сүт қышқылының бактериясын (әр түрлі ашытқы ұйтқыда) 50°С температурада кептіреді. Микроорганизмдерге байланысты кептіру (кептіргіштен шыққан кептірілетін агенттің температурасы 135-150оС).Контактілі әдіспен ашытқыны кептіруде крахмалмен немесе ұнмен араластырып кептіру жүзеге асырылады.