Сабақ тақырыбына сәйкес әдебиеттер және Web сайттар тізімі:

1. Аркадьева З.А., Безбородов А.М., Блохина И.Н. и др. Промышленная микробиология //Под ред. Н.С.Егорова - М.: Высшая школа, 1989.

2. Бекер М.Е. Введение в биотехнологаю. -М., 1979.

3. Валиханова Г.Ж., Рахимбаев И.Р. Культура клеток и биотехнология растений. -Алма-Ата, 1989.

Қосымша әдебиеттер:

1. Биотехнология. -М.: Наука, 1984.

2. Грачева И.М., Гаврилова Н.Н., ИвановаЛ.А. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и жиров. -М., 1980.

№ 14 Лабораториялық жұмыс

Лабораториялық жұмыстың аты: Тіршілік етуге қабілетті микроорганизмдерді бөліп алу.

1. Жұмыс жоспары:

1. Тіршілік етуге қабілетті микроорганизмдерді бөліп алу.

2. Сублимациялы кептіру.

3. Кептірудің басқа әдістері.

2. Жұмыс мақсаты: Тіршілік етуге қабілетті микроорганизмдерді бөліп алу процесімен танысу.

3. Қысқаша теориялық мәліметтер:Тіршілік етуге қабілетті микроорганизмдерді бөліп алу.

Бұл топқа биопрепараттар жатады, ол микроорганизмді өзінің өмір сүруінің сақталуын талап етеді немесе олардың метаболиттерінің жоғарғы биологиялық активтілігін пайдаланғанға дейінгі (мысалы фермент) сақталуын айтады. Мұндай биопрепараттардың саны үздіксіз өсуде. Осыған жататаныдар нан ашытқылары, өсімдіктерді қорғайтын заттар, көптеген бактериялар, антибиотиктер, ферменттер т.б. жатады.Өмір сүретін микроорганизмдер негізінде биопрепараттарды алу технологиясы алынған, ол препаратты алғаннан күрделілеу өмір сүретін микроорганизмдерді биологиялық активті метаболит негізіндегі пайдаланылады. Биопрепаратты алу деген микроорганизмнің өмір сүруін құрайтын, ұзақ уақыт өмір сүруіне негізделген.

Осы кезде, метаболизмнің кері тоқтатылуы немесе тоқтап қалуы анабиоз деп аталады. Микроорганизмнің өмір сүруін құрайтын биопрепаратты алу біріншіден оңай секілді. Культкралды сұйықтықтан микроорганизмді бөліп алу, белгілі ылғалдылыққа дейін кептіру болып саналады және ұзақ уақыт сақтауға буып түйетін және сақтауға салатын қорпаты 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 болады, және байланысқан жағдайда. 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 жұмсақ жағдайда үлкен емес температурада және кептіру уақыты ұзақ емес жағдайда кептіру болып табылады.

4. Бақылау сұрақтары:

1. Араластырғыш – инжектордың жұмыс істеуі немен түсіндіріледі?

2. Сепараторда жеңіл және ауыр сұйықта эмульсияны бөлу қандай күштің әсерінен жүреді Табақша аралық кеңістікте қалай жылжиды?

3. Құбырлы жоғары центрифуганың жұмыс істеу принципін түсіндір.

4. Дифференциалды – контактілі экстрактордың жұмыс істеу принципін түсіндір.

5. Ерітіндіден экстракция процесінен кейін ақалй бөліп алады?

6. Культуралды сұйықтықтан дайын өнімді ион алмасу әдісімен бөліп алу неге көзделген

7. Культуралды сұйықтықтан биологиялық активті затты ион алмасумен бөліп алуда динамикалық әдіс нені қорытындылайды?

8. Батареяда ион алмасу фильтрде қарама-қарсы ағымдағы принцип қалай түсіндіріледі?

9. Ионалмасу фильтрден биологиялық активті заттың десорбциясы қалай жүреді?

10. Микробиологиялық синтездің қандай дайын өнімінен жасуша ішіндегі продуцент жиналады?

5. Лабораториялық жұмыстың орындалу реті: Сублимациялы кептіру әдісімен жете танысу.

Сублимациялы кептіру тірі микроорганизмдерге кейбір фермент түрлеріне және басқа термобильді өнімдерді сублимациялы кептіру қолайлы. Бұл кезде фермент инактивтеледі, жасушаның өмір сүруі жақсы сақталады.

Сублимация – қатты затты қыздырғанда газ тәрізді затқа ең аз сұйықтыққа ауысуы, сублимациялы кептіру микробиологиялық синтездің мұздатылған өнімінен ваккумды дистилляциялы мұздың кептіру әдісімен алу болып табылады. Сублимациялы кептіру 0,1- 10 кПа қысымда ваккуммен 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 жоғарылатады, сондықтан соңғы нәтижесі болып, барлық сатыдағы технологияны қатаң бақылауға байланысты.

Биомассаны дайындау. Микроорганизмдердің концентрленген суспензиясын сублимациялы кептіру, механикалық әдіспен алынған культуралды сұйықтықты сусыздандыру (фильтрлеу, центрифигурирлеу, және т.б.) жатады. Микроорганизмдер суспензияның концентрациясын кептіруде тоңдыру кезінде жасуша өліп қалмас үшін қорғаушы орта қосылады және келесідей кептірумен жүреді. Қорғаушы орта ретінде коллойдты және гидрофильді зат(ақуыз, амин қышқылы, көмірсулар т.б.). Жасуша ішінде мұздың пайда болуын азайтады. Электролит концентрленуін төмендетеді және жасушаны тереңірек сысыздандырыпсақтайды. Осындай жолмен дайындалған жасуша суспензиясы мұз болып тоңуға келіп түседі.

Қатыру – миробиологиялық синтез өнімін сублимациялы кептіру технологиясы жауапты саты болып саналады. Биомассаны қатыруда жасушада биохимиялық және физикалық, биофизикалық өзгеріс болады. Нәтижесінде қатырғанда кристалданады, жасуша мембранасы бұзылады және жасуша құрылысы өзгереді. Бұл өдгерістер мынадай үш себептің арқасында пайда болады: 1) жасушадағы мұз кристалл механикалық әсер еткеннен өзгеріске ұшырайды; 2) электролит концентрациясының жоғарлауынан мембрана денатурациясы өзгеріске ұшырайды; 3) жасуша сыртындағы және ішіндегі заттың концентрациясының айырмашылығының төмендеуінен өзгеріске ұшырайды.

Біркелкі кристалл массасын алу үшін тез қатырылуы керек, камерадағы ауа температурасы 20-дан 30⁰С-қа дейін болады. Биомассаны қатыру бірнеше әдіспен іске асырылады, комбинирлеп қатыру кондуктивті қатыру болып салқындататын ваннаға салу болып табылады. Қатыру әдісін таңдау микроорганизмдер қасиетімен анықталады, содан соң сублимациялы кептіруге жіберіледі.

Кептіру – сублиамциялы кептіру периодты әдіспен арнайы аппаратта –сублимациялы камерада немесе сублиматордаіске асырылады. Сублимациялы камера цилиндр тәрізді көлденең темірден жасалған нығыздалып жабылатын болып келеді. Сублиматор жылу алмастырғыш қондырғының жалпақ беті құбырмен жалғасады. Ваккумды болдыру үшін және сублиматордан булы газ қоспасын жоюда әртүрлі механикалық және эжекторлы ваккум – насос конденсатордан кейін орнатылған қолданылады.

Сублиматордың сөресіне кептірілетін өнім салынады. Сөренің ішінде жылу тасымалдағыш насостың көмегімен циркуляцияланды, өнімді қатырғанда сөре мұздатылады немесе кептіру кезінде қыздырылады. Ваккум-насос сублиматордан булы газ қоспасын айдайды. Мұз конденсатта судың буы конденсацияланады.

Кептіру процесі ваккумда мұзды сублимациялау әдісі екі периодтан тұрады. Біріншісі бос суды жою, екіншісі аралас суды жою (10-15% қалған). Бірінші кептіру периоды төменгі температурада 8-10⁰С температураға дейін, ал екіншісі қоршаған ортадан жоғарғы температурада жүргізіледі. Кей жағдайларда өнімдегі қалған 2-3% суды 60-70⁰С температурада ұстағанда өнім сапасы теріс болдырмауына тырысады. Сублиамциялы кептіруден кейін өнім буып түюге жіберіледі, және биоперпараттың туарлы формасына қарайды. Соңғы кезде сублимациялы кептіру үздіксіз әдіспен алынады. Сублимациялы кептіруде энергия көп жұмсалады және қымбат бірақ биоперпарат өндірісінде өте қажетті әсіресе медицина саласында және ветеринарияда өте қажет.