Иммобилизацияланған ферменттерден иммобилизацияланған жасушаларға.

Иммобилизацияланған ферменттердің еркін ферменттермен салыстырғанда бір маңызды ерекшелігі бар – тіпті өте таза заттың өзін алу үшінде аса тазаланбаған ферментті қолдануғада болады, егер ол гель, қандайда бір полимер немесе капсула матрицасына бекітілген болса. Дегенмен «кіршік» алынатын өнімге түспейді. Бəрінен бұрын тазаланбаған фермент кейде иммобилизациядан кейін тұрақтырақ болады.

Ферменттер жасушаішілік болса, т.с. онда мəденилендіру кезінде ортаға шықпайды, сондықтан иммобилизация кезінде ферментативтік белсенділігі жоғары жасушалардың өзін қолданған дұрыс. Ол дезинтеграциядан кейінгі жасуша қабығы не болмаса тіршілігін тоқтатқан, бірақ ферменттік белсенділікке ие жасушаның өзі болуы мүмкін. Ондай жасушаларды «мумия» депте атайды. Оларды ары қарай гель немесе полимердің

«сакофагына» орналастырғаннан кейін бұзылуы баяулайды, ал фермент өзін «өз үйіндегідей» сезінеді жəне табиғатында солайда. Себебі бөлініп алынған кезде табиғи байланысынан жасуша органеллаларымен бірге үзіп алынады. 3-6 айға дейін тұрақты жұмыс атқара алады.

Бұған арнайы ферменттің – пенициллинамидазалар (табиғи пеницеллинді 6- аминопеницеллин қышқылына (6-АПК) дейін ажыратады, ампициллин, оксациллин, дикло оксациллин өндірісінің негізі болып табылады) көмегімен полисинтетикалық пеницеллин алу мысал бола алады. «Мумия» түріндегі иммобилизацияланған жасуша арзан 6-АПК алуға мүмкіндік туғызды.

Көптеген биотрансформация процестері тірі клеткаларда іске асады, өйткені фермент кофермент қатысымен əсер етеді жəне өзінің үнемі регенерациясы үшін жасушаның тірі болғаны қажет. Жасушаның тіршілігін сақтап қалу, əсіресе оттегіні енгізіп, көмірқышқыл газын шығару қиынға соғады. Дегенмен ұзақ уақыт бойы жасушаның тіршілік қалпын сақтап тұратын жəне үздіксіз биотрансформация процесін жүргізетін иммобилизация əдістері ойлап табылды.

Негізгі əдебиеттер:1 [5-9,27],2,5

Қосымша əдебиеттер: 9,10,11 [15-20]

Бақылау сұрақтары:

1. Биокаталитикалық процестердің жетістіктері мен кемшіліктері. Иммобилизация туралы түсінік.

2. Иммобилизация əдістері. Химиялық жəне физикалық иммобилизацияның принциптері.

3. Иммобилизациялық биокатализаторларға сипаттама.

4. Иммобилизацияланған жүйелер: ферменттер, жасушалар.

5. Иммобилизацияланған ферменттерді өндірісте қолдану.

Дəріс 11. Ферментация процестеріне арналған шикізат. Арнайы ферментация процестері үшін шикізатты таңдау.

Ферментация процестеріне қажет шикізат ең алдымен микроағзалардың биомассалық құрылымына қажетті элементтері бар қоректік ортаның түзілу мəселесін шешеді. Қоректік орта микроағзалардың да мекені болып табылады.

Шикізат – құрамында қоректік компоненттер бар таза немесе аралас арнайы заттар. Олар жеңіл табылатын, қымбат емес жəне зиянды қоспаларсыз болуы қажет. Сондықтан қолданылатын шикізатттың əрбір түріне сапасын анықтайтын арнайы стандарттар болуы қажет.

Су салмағы жағынан шикізаттың ең көрнектісі жəне ең арзаны. Биотехнология өнім түрлерінің көбі су сапасымен анықталады. Су билиогиялық таза, түссіз, иіссіз, дəмсіз болуы жəне тұнба бермеуі тиіс. Буландырғаннан кейінгі судың қалдығы 1г/л- ден аспауы, жалпы кермектігі 7 мг-экв/л- ден аспауы қажет. Кермектігі жоғары су ферментация процесіне кері əсер етеді. Зиянды қоспалардың мөлшеріне байланысты мынадай шектеулер қойылған: қорғасын – 0,1 мг/л, мышьяк – 0,05 мг/л, фтор – 1,5 мг/л, мырыш – 5,0 мг/л, мыс – 3,0 мг/л дейін.

Көмірсу көзі. Көмірсулар – ферментация процессінде көп қолданылатын заттар.

Оларға төменде көрсетілген қосылыстар жатады:

Глюкоза – C₆H₁₂O₆; ылғалдылығы – 9% -ға дейін, күл -0,07%-ға дейін, сондай-ақ темір

0,004%-дан аспауы қажет.

Сахароза – C₁₂H₂₂O_11; ылғалдылығы – 0,15% -ға дейін, күл -0,03%-ға дейін.

Меласса – қант өндірісінің қалдығы. Түсі қоңыр, тығыздығы 1,35-1,4 г/мл. Құрамында 40- 55%-ға дейін сахароза, 0,5-2%-инвертті (жай) қант бар. Құрамында тағыда аминоқышқылдар В тобының витаминдері (биотин – 80%-ға дейін) бар. Күлдің құрамында калий, магний, кальций жəне темір өте көп мөлшерде. Меласса - мезгілдік өнім. Сақтау барысында микроағзалардың əрекетінен қант шығынына ұшырауы ықтимал.

Жүгері ұны – 67% крахмал, 10% басқа көмірсулар, 12% ақуыздар. Ылғалдығы 15%-ға дейін, күлі 0,9%-ға дейін. Күлінде фосфор, калий, магний өте көп.

Ағаш (древесина) гидролизаты. Ағаш (древесина) таза күйінде микроағзалар үшін «дəмсіз» шикізат, бірақ қосымша өңдеуден кейін, яғни жоғары температуралық қышқылдық гидролизден кейін – гидролизатқа айналады. Целлюлоза жəне пентозан глюкоза жəне басқада қанттарға дейін гидролизденеді. Қанттың мөлшері 4-8%-ға дейін, ол ағаштың түріне гидролиз технологиясына байланысты.