биотехнология кітап

үшін, арнайы зат – сантоквинмен өңдейді. Сүйек-балық ұндары шошқалар мен құстарға беріледі.

Мұнан басқа ауылшаруашылығы малдарына техникалық мақсатта өсірілетін əртүрлі өсімдік қалдықтарынан қалған, құрамында қоректік заттар бар– барда, күнжара (шрот), сығынды (жом) сияқты көптеген азықтар қолданылады.

Қазіргі кезде метионин, треонин, триптофан жəне əсіресе, лизин жетіспейтін өсімдік тектес жемдерге амин қышқылдарын көп мөлшерде қосады. Егер де малдар ақуызы құрамында лизин мөлшері 7-9% көлемінде болса, бидай ақуызында ол 3% - дай ғана кездеседі. Жем құрамына 0,3% лизин қосудың өзінде, мал азығын 20%-ға үнемдеуге қол жеткізуге болады. Тек соңғы 8-10 жылдар көлемінде жемге қосылатын амин қышқылдарының мөлшері14 есеге артқан деген мəлімет бар. Көптеген елдерде жемге, ақуыздық қосымша ретінде қолданылатын соя ұнына,

метионин қосылады. Сондықтан аминқышқылдарының негізгі қолданылатын бағыты – жем құрамын байыту болып табылады. Өндірістік жағдайында өндірілетін барлық амин қышқылдарының66% жем құрамын байыту, 30% тағам өндірісінде жəне 4%-ға жуығы медицина, косметика мен химиялық реактивтер ретінде пайдаланылады. Амин қышқылдарынан, негізінде, глюкозадан 150 есе тəтті болып келетін жасанды шырыны – метилді эфир L-аспартил-L-фенилаланин жасалынады.

VІІ тарау бойынша өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар мен тапсырмалар.

1.Өсімдіктердің кішкене бөлшектері мен жекелеген мүшелерін алғаш рет өсіруді бастаған ғалымдар кім?

2.Өсімдіктерді өсіруге қажетті толыққұнды құрамды жасанды қоректік ортаны алғаш рет кімдер жасады?

3.Жасушалық селекция дегеніміз не? Өсімдік шаруашылығындағы жасушалық селекцияның мəнісі неде?

4.In vitro жағдайында өсірген өсімдік жасушаларының басты артықшылықтары неде?

5.Клондық микрокөбейту əдісінің негізгі бастамасы ?неТотипотенттілік қасиет дегеніміз не?

6.Жаңа сорттарды шығару қандай принципке негізделеді?

7.Жасушалық (клеткалық) инженерия дегеніміз не жəне тірі жасушаларды өсірудің негізгі бағыттары қандай?

8.Өсімдік ұлпаларын жасанды ортада өсіріп-көбейтуəдістері қалай жүзеге асырылады?

9.Парасексуалды гибридтер алудың мүмкіндіктері мен болашағы қандай де ойлайсыз?

10.Өсімдіктер өнімділігін жоғарылату мақсатында қандай жұмыстар мен əдістер қолданылады?

11.Жасушалық дақылдау жұмыстарында қандай бағыттағы жаңа технологиялар жасалынуда?

12.Апикальды меристема дегеніміз не жəне ол қандай қызмет атқарады?

13.Жасушалық жəне гендік инженерия негізінде жасушаға геномды, немесе жеке генді енгізу үшін қандай əдістемелік мəселелерді ескеру керек болады?

160

19.Жасушалық жəне генетикалық инженерияның өсімдіктердің жаңа сорттарын шығарудағы маңызы қандай ?

20.Қоректік ортаның каллустарды өсірудегі маңызы қандай?

21.Интрондар дегеніміз не жəне қандай қызмет атқарады?

22.Генетикалық инженерияны өсімдік шаруашылығында қолданудың болашағы қандай деп ойлайсыз?

23.Сомалық гибридтеу əдісінің мазмұны ?неСомалық гибридтеу үшін зерзат ретінде не алынады?

37.Өсімдіктердің патогендерге төзімділік қасиеттерін арттырудағы басым бағыттар қандай?

38.Дақылды өсімдіктердің төзімділіктерін қандай жолдармен арттыруға болады? 39.Өте төзімді жəне шыдамды культураларды көптеп шығарудың қауіпі барма? 40.Дақылды өсімдіктердің құнарлығын арттырудың мəнісі неде?

41.ГМ технологиясы арқылы жасалынған құнарлығы жоғары өсімдіктердің қандай түрлерін білесіз?

42.T-GURT технологиясы дегеннің мəні неде?

161

43.Терминаторлық технология дегеніміз не? Оны не үшін қолданады?

44.Ауа құрамындағы азотты өсімдіктер сіңіре алуы үшін оларды қандай күй айналдыру қажет болады?

45.Азот тыңайтқыштарын себуді азайтудың биотехнологиялық жолы ретін қандай амалдар ұсынылады?

46.Симбиоздық қабілет дегеніміз не? Симбиоздық қабілетке негізделген үдерістерді астық өнімділігін арттыруда қолданудың мысалдарын келтіріңіз.

47.Мал шаруашылығында биотехнологиялық əдістерінің қолданылуына қандай биологиялық ерекшеліктері мүмкіндік береді?

48.Малдар гаметасының биологиялық банкін құру қандай мүмкіндіктер береді?

49.Бір аналық жұмыртқасынан дамитын егіздердің биологиялық зерттеулер үшін маңыздылығы неде?

50.Малдардың биотехнологиялық қорларын танып, оларды іске асыру мақсатында қандай биотехнологиялар қолданылады?

51. Көбею биотехнологиясында қандай əдістер қолданылады жəне мұндағы басты мақсат?

52.Генетикалық инженерияның негізгі міндеттері қандай?

53.Генетикалық трансформация жұмыстарында атқарылатын мінде саралаңыз.

54.Қазіргі кезде адамдардың тағамдық қолданылуы үшін шығарылған генетикалық модификацияланған жануарлардың қандай түрлерін білесіз?

57. Жануарладың жасушаларын гибридизациялау əдістерінің ашылуы қай жылдан

58.Табиғи жағдайда қой мен ешкі еркін ұрықтана ала ма? Гибридті ұрпақ кейіннен өздігінен көбейе ала ма? Себебін түсіндіріңіз.

59.Монозиготалы егіздері алудың қандай маңызы бар жəне оны дайындау қандай кезеңде атқарылады?

60.Тотипотенттілік дегеніміз не? Оның маңызы қандай?

61.Силос дайындауға қандай өсімдіктер қолданылады жəне оны дайындауды технологиялық үдерістеріне сипаттама беріңіз?

62.Силостауда қандай бактериялар белсене қатысады жəне оның құндылығы анықтағанда қандай белгілерге назар аударылады?

63.Сенажды дайындаудың технологиялық үдерістеріне сипаттама беріңіз?

64.Хайуандар өнімдерінен алынатын қандай малазықтық заттарды білесіз?

162

VІІІ тарау

БИОТЕХНОЛОГИЯ ЖЕТІСТІКТЕРІНІҢ ЭНЕРГИЯ КӨЗДЕРІН ТОЛЫҚТЫРУ МАҚСАТЫНДА ҚОЛДАНЫЛУЫ

1. Энергия көздерін алуда жасыл өсімдіктердің фотосинтездік қабілетін пайдалану

Қазіргі кездерде адамзат үшін қажетті энергия көздері ретінде табиғи қазбалы байлықтар: мұнай, газ, көмір, уран сияқты заттар кеңінен пайдаланылуда. Бірақ та, уақыт өткен сайын табиғи байлықтардың қорлары , азтайыпусылу қауіпі туындауда. Кейбір табиғи қазба байлық көздері өте аз елдерде энергетикалық кризис сезіле басталды. Осының бəрі жасанды, яғни қайта толықтырылатын энергия көздерін іздестіру қажеттігіне алып келеді.

қабілетті деп есептелінеді.

Энергия тапшылығын азайту мақсатында көптеген елдерде атом энергиясы станциялары салынуда. Алайда, атом энергиясын өндіруге қажетті уран көздері де жер шарында көп емес. Сондықтан, ғалымдар жасанды энергия көздерін табу мақсатында көп ізденіс жұмыстарын жүргізуде. Осы бағытта жүргізіліп жатқан жұмыстар қатарына күн сəулесін пайдалану, жел жəне геотермиялық энергияларды пайдалану сияқты жұмыстарды атап өтуге болады. Бірақ та оларды пайдалану үшін жасап шығарылған қондырғылардың тиімділіктері əлі де төмен дəрежеде қалуда.

Табиғатта күн сəулесі энергиясы көзін, органикалық заттарды пайдалану арқылы химиялық энергияға айландырудың табиғи жолы бар екендігі айқындала бастады. Бұл мүмкіндіктің негізі ретінде жасыл өсімдіктерде жүретін фотосинтез құбылысын атауға болады. Ғалымдардың есептеулері бойынша жер шарындағы мұхиттар мен теңіздерді қосып есептегенде, жасыл өсімдіктердегі энергия көздері жыл сайын жағатын көмір энергиясынан100 есе көп екендігі анықталған. Тек қана жер шарында қазіргі кезде өсіп тұрған ағаштардағы энергия қуаты, барлық табылған газ, мұнай жəне көмір қуаттарын қосып есептегеннен артық екендігі мəлім болды.

163

Қазбалы байлықтармен салыстырғанда, жасыл өсімдіктердің қорын қайта қалпына келтіріп отыруға мүмкіндік бар. Бұл дегеніміз, жасыл өсімдіктердің фотосинтез қабілеті арқасында түзілген органикалық заттардан алынған энергия көзде пайдалана келе, адамзат келесі жылдары да осындай энергия алуды жоспарлы түрде жүргіу мүмкіндігіне ие бола алатынын білдіреді.

2. Майлы өсімдіктерді жанар-жағар май көзін алуда пайдалану

Өсімдік майларын əртүрлі өсімдіктерден алуға болады. Бізге белгілі зығыр,

алынатын майлар көптеген мемлекеттерде кеңінен пайдаланылады. Алайда бұл өсімдіктерден алынатын майларды энергия көздері ретінде пайдалану үшін, оларды өндіруге кеткен шығынды есептеу қажет. Егерде бір литр май өндіру үшін екі литр

мөлшері мен оған кеткен шығын көлемі есептелінеді.

Өндірісте пальма ағашы майынан алынатын жанар-жағар майы, қант немесе құрамында крахмалы көп өсімдіктерді өңдеу арқылы алынатын этил спиртіне дайындалған өнімдерден анағұрлым артық келеді. Атап айтар болсақ, пальмадан майды жыл бойына алуға болады, майды алу технологиясы өте оңай, қоршаған ортаға зияны жоқ жəне қалдықтарынан құрамында ақуызға өте бай малазықтық жем өндіріледі. Өндірісте неғұрлым осы мақсатта өсірілетін өнім толықтай пайдаға асса, солғұрлым оны өсіру тиімді болатыны белгілі.

Өсімдік майларын таза күйінде де немесе жанар-жағар майларға қосынды ретінде де пайдалануға болады. Бірақ та, егер бұл майларды этил немесе метил эфирлеріне дейін өңдеп пайдаланса, олардың тиімділігі жоғарылап, машинаның пайдалану ұзақтығының артатыны анықталған. Көптеген өсімдіктердің құрамында көмірсутектері мол екендігі белгілі жəне оларды бірден жанар-жағар май немесе химиялық өнім ретінде пайдалануға болады. Бұлардың ішінен каучук алынатын hevea brasilensis өсімдігін атап өтуге болады. Химиялық тұрғыдан көмірсутегі ең тиімді элемент болып табылады, өйткені оларды ешқандай микробиологиялық немесе термохимиялық өңдеусіз тікелей пайдалануға болады. Ғалымдар табиғатта осындай каучук тектес, құрамында көмірсутектері мол, өсімдіктерді табу мақсатында ізденіс жұмыстарын жүргізген. Мұндай ізденіс жұмыстары негізінен құрамында латекс сөлі бар өсімдіктерді іздестіру бағытында өрбіді. Бұл өсімдіктер құрамында сүтке ұқсас30%-көмірсутекті эмулсия бар, каучук дайындау үшін пайдаланылатын өсімдіктер болып табылады.

Халық шаруашылығында көмірсутектері мен майларды жанар-жағар ма ретінде, оларды бөліп алып, химиялық жолмен этирификациялағаннан кейін ғана пайдалануға болады. Сол себептен өсімдіктер құрамындағы қантт микробиологиялық жолмен өңдеп, олардан этил спиртін дайындау бүгінгі күндегі өндірістік жолмен жанар-жағар май дайындаудың негізгі көзі болып табылады.

164

Бірақ та, бұған кедергі болатын негізгі мəселелері қатарына, оларды өндірудің əлі де

болады (ағаш құрамындағы). Қазіргі таңда осы өнімді сұйық күйге дейін жеткізіп, оны ары қарай ашыту үдерістерін жетілдіру бүгінгі күнгі биотехнология саласының жанар-жағар май өндірудегі негізгі мəселелерінің бірі болып саналады.

3. Энергия көздері ретінде сутегін пайдалану

Бензин немесе көмір отындарымен салыстырғанда сутегін энергия көзі ретінде пайдаланудың пайдалы жақтары өте көп. Атап өтер болсақ, сутегі экологиялық тұрғыдан өте таза, қауіпсіз болып табылады. Сутегін пайдаланып оны энергия алу үшін жаққан кезде тек қана су (2H2+ O2 = 2H2O) түзіліп, ешқандай басқа зиянды күл немесе канцерогенді заттар бөлінбейді. Қуаты жағынан сутегі ешқандай жоғары сапалы бензиннен төмен болмайды. Бірақ та, қазіргі кезде жер шарында сутегі қоры өте аз болып табылады. Соңғы кездерге дейін сутегі суды электролиздеу арқылы

алынып келінді. Алайда, бұл əдіс көп мөлшерде электр энергиясын қажет етуі себепті, экономикалық тұрғыдан өзін-өзі ақтай алмайды. Сондықтан, өнеркəсіптік мақсатта сутегін, негізінен, табиғи газдан алады. Мұндай жолмен алынған сутегінің өзіндік құны суды электролиздеу жолымен алынғанмен салыстырғанда2-3 есе арзанға түседі. Осындай жолмен жер шарында жылына орта есеппен30 млн. тоннадан артық сутегі алынады. Бірақ, табиғи газ қорының да азая бастауына байланысты, мұндай жолмен сутегін алудың да келешегі жоқ деп есептеуге болады. Сондықтан ғалымдар сутегі алудың жасанды жолдарын қарастыруда.

хлоропластарындағы сутегі молекуласының ыдырауы– фотолиз деген атқа ие болды.

Жасыл өсімдіктерде жарық энергиясы əсерімен, фотосинтез нəтижесінде, оттегінің бөлініп шығатыны белгілі. Ал мұндағы сутегі қайда кетеді? Оның, ерекше тасымалдаушылар көмегімен, көмірқышқыл газының қант түзілуіне тікеле қатынасатыны анықталған. Мұнда хлоропластардан бос күйіндегі сутегін шығару үшін міндетті түрде ерекше фермент– гидрогеназаның болуы шарт екені анықталған. Сондықтан, құрамында гидрогеназа ферменті бар микроорганизмдерді жапырақтан бөлініп алынған хлоропласт суспензиясына қосу, хлоропластардың жарық энергиясы көмегімен сутегін шығаруына мүмкіндік туғызады.

өсімдігінің суспензиясына цистеин амин қышқылын қосқаннан соң, сутегін бөліп шығара бастайтынын байқаған. Алайда, бұл үдеріс хлоропластың қызмет мерзімінің қысқа өтетіні жəне гидрогеназаның оттегінің əсерімен нейтралдануы салдарынан ұзақ уақыт жүре алмайтыны анықталды. Сондықтан, ғалымдар көптеген микроорганизмдер ішінен сыртқы əсерлердің факторларына төзімді ферменті бар

165

тіршілік иесін табуға күш жұмсады. Ізденістер нəтижесінде мұндай бактериялар табылды. Атап айтқанда, осындай бактерия қатарына пурпурлық күкірт бактериясы

– тиокапса жататыны анықталды. Осы бактерия құрамынан сыртқы ортаның оттегі жəне жоғары температура жағдайларына шыдамды келетін гидрогеназа ферменті бөлініп алынған. Бұл тиакапсадан бөлініп алынған гидрогеназа ферменті ме

шығаратыны анықтаған. Бұл үдеріс тек жарықта жəне оттегін сорып алатын жүйе бар болғанда ғана жүзеге асады.

Ғалымдар сутегін алудың басқа да тиімді жолдарын қарастыруда. Соның нəтижесінде кейбір мұхиттарда жəне өзендерде өсетін балдырлардың да жарықта сутегін бөліп шығаратыны анықталған. Бұлардың қатарына, оттегі мен сутегін бөліп шығаратын, микроскопиялық балдырлар мен ыстыққа шыдамды анаэроб цианобактериялар жатады. Бұл микроорганизмдер арасында бір-бірінің өндірген өнімдері екіншілеріне қоректік орта болып табылатын қарым-қатынас орнайды. Мысалы, жарықта балдырлардың жасушалары көміртектері мен бос оттегін түзсе, ал

АҚШ-да пайда бола бастаған. Бұл қондырғылар құрылымы бойынша өте қарапайым

– бөшке тəрізді болып келген жəне бұған арнайы құбыр арқылы сиыр немесе шошқа фермаларынан қалдық массаларының ағып келуі қамтамасыз етілген. Келіп түскен

166

нəжіс қалдықтары осы ыдыста ыдырап, одан бөлініп шыққан метан газы арнайы түтіктер арқылы асхана мен басқа да қажетті орындарға берілген. Бұл үдеріс тірі ағзалардың тіршілігі нəтижесінде өтуі себепті, алынған газ – биологиялық газ немесе биогаз деп атала бастаған.

Биогаз алу мақсатында жасалған алғашқы қондырғылардың құрылымы өте қарапайым болуынан, олардан алынатын метан көлемі өте аз болатын жəне де олар жылдың суық мезгілдерінде мүлдем жұмыс істемейтін еді.

Биогазды өндірістік мақсатта алудың маңыздылығы. Өндірістік көлемде өсімдік жəне микроорганизмдер көмегімен сутегін көп мөлшерде өндіру мəселесі əлі де көп ізденісті қажет ететін болса, əртүрлі органикалық қалдықтардан биогаз өндіру технологиясы салыстырмалы түрде қарапайым болғандықтан, қазіргі кезде тұрмыста кеңінен қолданыла бастады. Көптеген мемлекеттерде (АҚШ, Қытай Франция, Белгия, Жапония, Польша, Дания, Финляндия жəне т.б) оттегісіз ортада жүретін биоконверсиялау арқылы– биогаз мал қиынан, тұрмыстық жəне өсімдік қалдықтарынан арнайы қондырғыларда метан жəне органикалық тыңайтқыштар түзе өндіріле бастаған.

ХХ-ғасырдың басында орыстың микробиолог ғалымы В.Л. Омелянский метан газы бөлінетін ашу үдерісін зерттеуге ден қояды. Осы ғалым оттегінсіз ортада органикалық заттарды ыдырату нəтижесінде метан газын түзе микроорганизмдерді бөліп алды. Соңынан осы бактериялар оны ашқан ғалым құрметіне – Methanobaqterium omelianskii деп аталған. Бұл бактериялардан басқа, су түбіндегі немесе саз балшықтардағы органикалық қалдықтардың ыдырап, метан бөлуіне қатысатын бактериялар қатарына, метанококкус тобына жататын, атап айтқанда methanocdoccus mazei кіретіні анықталды.

Метан түзуге қатысатын бактериялар жылы ортада əртүрлі əсерлен.

Мethanocdoccus mazei үшін қалыпты температура350С болса, Methanobaqterium omelianskii бактериясы 50-650С-та жақсы өсіп-өнеді.

Биогаз өндіруге арналған қондырғының дұрыс жұмыс істеуі үшін анаэробты жағдайдың қатал сақталуымен бірге, басқа да бірталай талаптардың орындалуын қадағалау қажет. Солардың бастылары қатарында – реактордың ішінде оптимальды температуралық жəне қышқылдық ортаның болуы керек. Екіншіден ашытылатын ортадағы қоректік заттарының мөлшері ұдайы жеткілікті , керіболсаінше, микроорганизмдердің тіршілігіне зиян келтіретін ингибиторлық заттадың өте аз көлемде кездескені жақсы болып табылады.

Метан түзілу үдерісі өте кең ауқымды температура аралықтарында(8-60°С) жүретіндіктен, олардың əр кезеңдерінде өзіндік бактериялары қатысады. Осы кезеңдер аралықтарында тіршілік ететін бактерияларына байланысты, реактордағы температуралық режимді үш топқа бөледі:

-психрофильді – 8- 20°С;

-мезофильді – 3040°С;

-термофильді – 45-60°С аралықтарын құрайды.

Мұнда газ өнімділігі жағынан термофильді жəне мезофильді режимдері басым келгенімен, барлық режимдердің өз артықшылықтары мен кемшіліктері болады. Мысалы, оптималды жоғары температуралық режимдерін ұстап тұру үшін энергия көздері көп қажет болғанымен (жылыту), мұндағы ашу үдерісі мерзімінің қысқаруы

167

биогаз қондырғысы көлемін кішірейтіп, қондырғысының өнімділігін арттыруға қол

болады. Қышқыл түзуші мен метан түзуші бактерияларының оптималды қатынаста жұмыс істеуі барысында, рН көрсеткішінің деңгейі «автоматты түрде» бір қалыпта ұсталып тұрылады. Бірақ та, кейбір жағдайларда, метан түзуші бактериялырына қарағанда қышқыл түзуші бактериялар көптеп дами бастайды да, биоқорлық заттар қыжып кетуі себепті, нəтижесінде ұшқыр май қышқылдарының(летучие жирные кислоты) ашыту камераларындағы үлесі артып, ол биогаз шығымының кемуіне əсер етеді. Мұндай жағдайда, биореактордың ішіндегі заттарға ыстық ,суəк сүттері немесе сода қосылады. Егер, азот пен көміртектерінің арасындағы тепе-теңдіктің бұзылған жағдайында, оны биомассаға сиыр зəрін (мочевина) қосу арқылы, қалпына келтіреді.

Биогаздың бөліну қарқынына басқа да жағдайлар əсер. Мысалыетеді, органикалық массаның бетінде деміл-деміл қалқыма түріндегі қатқақтарының пайда болуы – биогаздың бөлініп шығуына кері əсерін тигізеді. Сондықтан, биореактор ішіндегі биоқорларды тəулігіне 2-3 рет қозғап тұру арқылы, мұндай қалқыма заттар араластырылып отырылады.

Органикалақ қалдықтардың толықтай ыдырауы үшін біршама ұзақ уақыт қажет

Органикалық қалдықтардан биогаз алу үдерісі, оттегісіз ортада өтетін қалдықтардың «метандық ашу» негізінде іске асырылатыны белгілі болды. Өз кезегінде, «метандық ашу» микроорганизмдердің негізгі топтарының тіршілігі нəтижесінде, органикалық заттардың ыдырауынан пайда болады. Мұндағы микроорганизмдердің бір тобының, яғни қышқыл түзуші немесе ашы микроорганизмдерінің тіршілігі барысында, күрделі органикалық заттар (клетчатка, майлар, ақуызар) ыдырауы нəтижесінде, олардың алғашқы өнімдері – ұшпалы май қышқылдары, төменгі спирттер, сутегі, көміртегі оксиді, құмырсқа жəне сірке қышқылдары жəне тағы басқа заттар пайда болады. Жоғарыда аттары аталған күрделі емес органикалық заттарды, екінші топтағы метан түзуші бактериялар

яғни, кейбір мəліметтерге қарағанда олардың мыңға тарта түрлері қатысқанымен, ең

168

бастылары – метан түзуші бактериялар екендігі күмəн тудырмайды. Олар, қышқылтүзуші бактериялары ашытқыштарына қарағанда, қоршаған ортаның

сатысы – қышқылдық деп аталады. Кейіннен, қышқылдардың өңделуі мен пайда болуының теңесуі себепті, субстраттардың ыдырауы мен газдардың түзілуі қатар жүреді. Метан түзуші бактериялардың тіршілігіне қажетті жағдайлары жасалуына байланысты, газдардың бөлінуі де арта түседі.

Қышқыл түзуші бактериялар сияқты, метан түзуші бактериялар да табиғатта көптеп кездеседі, мысалы мал қиларында. Ірі қара малының нəжісінде ашуға қажетті барлық микроорганизмдер тобы бар деп есептелінеді. Мұның дəлелі ретінде, сиырдың қарны мен ішегінде тұрақты түрде жүретін, метан түзілу нəтижелерін келтіруге болады. Бұл дегеніміз, биогаз алу мақсатындағы ашытуды тудыру үшін, сиыр немесе басқа да мал қиларына таза бактериялар культураларын пайдаланудың қажеттілігі жоқ екендігін көрсетеді. Тек қана осы ортада бар бактериялардың өсіпөнуіне қажетті жағдайды тудырса жеткілікті.

Осындай ортаны қалыптастыру үшін, органикалық қалдықтар арнайы ашыту камераларына (биореакторлар) салынып, онда анаэробты жағдай, температуралық жəне қышқылдық (рН) режимдері, қажетті қысым нормалары жəне т.б. жасалынады.

Жалпылай алғанда, органикалық заттарда өтетін метандық ыдырау үрдістері негізінен үш кезеңде өтеді:

1-ші кезеңде жоғары молекулалы заттардың(полисахаридтер, ақуыздар мен майлар) төменгі молекулалы қарапайым органикалық заттарға(қанттар, амин қышқылдары, глицерин мен май қышқылдарына) гидролитикалық ыдырауы жүреді;

2-ші кезеңде төменгі молекулалы қарапайым органикалық заттар, қышқылдар түзуші бактериялардың көмегімен органикалық қышқылдар мен олардың тұздарына дейін ыдырайды. Осы кезеңде жəне де спирт, көмірқышқыл газы, сутегі, күкіртті су мен аммиак та бөлінеді;

3-ші кезең метан түзілуімен аяқталатын ыдырау үдерістерінің жүруім аяқталады жəне мұнда бактериялар көмегімен көмірқышқыл газы мен метан бөлініп шығады.

Жоғарыда аталған реакциялар қоректік ортада қатар жүріп отырады жəне де мұнда метан түзуші бактериялар, қышқыл түзуші бактерияларға қарағанда, орта жағдайына талғампаздау болып келеді. Мысалы, олар тек қана оттегінсіз ортаны қалайды.

Метан түзілуінің химиялық реакциясын келесі теңдеулер арқылы көрсетуге болады:

С6Н12О6 + 2Н2О → 2СН3СООН + 4Н2 + 2СО2 4Н2 + 2 СО2 → СН4 + СО2 + 2 Н2О

2СН3СООН → 2 СН4 + 2 СО2 С6Н12О6 → 3 СН4 + 3СО2

Метан түзілу үдерісі анаэробты ортада, оттегі келмейтін жағдайда жүруі қажет. Осындай ортада жүретін көміртекті заттардың ыдырауы барысында, олардан көп мөлшерде метан бөлініп шығады. Анаэробты ортада ыдырау үдерісі

169