биотехнология кітап

Көптеген микроорганизмдерге минералдық элементер, қоректену жəне көміртегі көздері мен қуаттан басқа, өсіп-өнуді қолдаушы факторлар деп аталатын, қосымша заттар қажет болатыны . мəБұллім заттарға дəрумендер, амин қышқылдары, пурин жəне пиримидин негіздері жатады. Осындай заттардың көпшілігін синтездей алмайтын жəне оған мұқтаж организмдердің өсіп-өнуі үшін, бұл затарды талап етпейтін прототрофтыларға қарама-қарсыл–

сұрыптау жүргізілуі мүмкін. Осы мутациялардың белгілі бір мақсатпен өндірілетін өнімдерді алудағы тигізетін əсері жөніндегі дəлелді түсінік, олардың сандық белгілерін анықтауға негізделген. Ауксотрофты мутанттардың ревертанттарының

ақауының əсеріне байланысты болады. Бұл жағдайда реверсия тотықсызданған каталитикалық мутанттарды алуға мүмкіндік береді. Алайда мұнда, тиісті өнімді синтездеуді катализдейтін ферменттердің реттеушілік қызметі жойылған болуы тиіс.

Келесі бір əдіс – морфологиялық мутанттар арасынан тек сандық белгілеріне қарай, морфологиялық өзгерістерді анықтауға негізделген, мол өнімді штаммдарды сұрыптап алу. Осындай сұрыптауды жүргізу барысында, микроорганизмдер колониясына мутагендермен əсер ету нəтижесінде, тірі қалған мутанттардың

жүзеге асырылатын мұндай сұрыптау, қажетті дəрмек (препарат) концентрациясын жоғарылата отырып бірнеше кезеңмен жүргізіледі.

Сонымен, əр түрлі мутанттар кластарының фенотиптері арасынан мол өнім беретін штаммдарды сұрыптап алу, кездейсоқ мутанттарды сатылап сұрыптау тəсілімен салыстырғанда, “қажетті” мутантты іздестіруді азайтып, жұмысты жеңілдетеді жəне істі саналы түрде меңгеруге көмектеседі. Биологиялық активті заттарды түзетін продуценттерді селекциялаудың осы екі тəсілі бұрыннан қолданып келе жатқан дəстүрлі əдістер қатарына жатады. Оларды қолдану антибиотиктерді, амин қышқылдарын, дəрумендерді жəне басқа да затарды алу мақсатындағ микробиологиялық өндірісін құрудың негізгі шарттары болып есептеледі.

8. Спирттік ашу үдерісінің өнімдері

Ашу деп субстраттың толық тотығуы жүрмейтін жəне АТФ түзілуі сипатталатын метаболиттік үдеріс айтылады. Көмірсутегі жəне бірқатар басқа да заттардың ашуы кезінде келесідей өнімдер түзілуі : мүмкінэтанол, лактат, пропиондар, формиат, каптонант, ацетат, бутанол, 2-3 бутандиол, ацетон, 2- пропанол, көмірқышқыл газы жане молекулалық сутегі.

80

Түзілген өнімнің түрлеріне байланысты ашу үдерістерінің бірнеше т ажыратады:

1.Спиртік ашу үдерісі.

2.Сүт қышқылының ашу үдерісі.

3.Пропион қышқылының ашу үдерісі.

4.Май қышқылының ашу үдерісі.

5.Құмырсқа қышқылының ашу үдерісі.

6.Сірке қышқылының ашу үдерісі.

Ашу үдерісін жүргізетін микроорганизмдердің көбісі облигатты, анаэробты, кейде факультативті анаэробтар болып келеді.

8.1 Этанол жəне лимон қышқылдарын алу Этанолды алу. Қазіргі кездегі тамақ, химия жəне отын өнеркəсіптерінде кең

дайындайды. Saccharomyces туындысының ашытқының спирттік үдерісі негізінде, глюкозаның пирожүзім қышқылына ыдырауы жəне келесі сатыларда сол қосылыстардың этанол жəне көмірқышқыл газының түзілуінен қайта тот дикарбоксильденуі жатады.

Спирттік өндірістерде қолданылатын ашытқыларды төменгі деңгейдегі ашу үдерісінің рассалары жəне жоғары деңгейдегі рассалары деп екіге бөледі.

Расса деп – экологиялық нəсіл, бір түр ішіндегі экологиялық оқшаулық, кейде айтарлықтай морфологиялық айырмашылығы болмайтын организі қолданылатын таксономикалық атау айтылады.

Рассалар оптималды температуралық қызмет ету режимдеріне байланысты

2. Жоғарғы деңгейдегі ашу рассалары14-25 градус температурада жұмыс жасайды. Ал үдеріс соңында рассалары шараптың бетіне көтеріліп, қалпақ тəрізді қабық түзейді. Бұл қабықтың ашытқы жасушаларының бүршіктерінен кейі көпіршіктерімен жоғары көтеріледі. Жоғарғы деңгейдегі ашу рассаларына спирт, нан, т.б. өндірісінің ашытқылары жатады. Ашу орталығы төмен жəне жоғары деңгейіне қарамастан ашытқының қызметіне байланысты мақта тəрізді, түйіршік тəрізді жəне тұнбаға түсетін немесе беткі қабыққа көтеріліп жүзіп жүретін тозаң тəрізді түрлерге бөлінеді.

Спирттік ашытқыларға төменгідегідей талаптар қойылады: жоғарғы ашу активтілігі, соңғы өнімге, яғни спиртке жəне əртүрлі инфекцияларға төзімділігі

81

ескеріледі. Этанол өндірісінде шикізат ретінде əртүрлі көмірсутегі бар өсімді тектес материалдар – бидай дəні, жертүйнек (картоп), зақымдалған қант қызылшасы, ағаш ұнтағы, меласса жəне ауылшаруашылық өнімдері қалдықтары пайдаланылады. Спирттік ащытқыларды мерзімді дақылдау кезінде бастапқы концентрациясында 2025% қант, 10-13% этанол түзіледі. Ферментация уақыты 48 сағатта өтеді. Бұл əдіс 25,5 кг бидайдан 7-8 литр спирт жəне 7,7 кг құрғақ зат қалдықтарын алуға мүмкіндік береді.

фармацевтік өнеркəсіптерінде жəне техникалық мақсатта кең қолданылады. Лимон қышқылын өндіруде əртүрлі саңырауқұлақтар– аспаргилер жəне пеницилиндер, ал өндірісте тек мутантты– Aspergillus nider жəне Aspergillus venti, кейбір ашытқы штаммдары пайдаланылады. Лимон қышқылдарының синтезі үшін субстрат ретінде қантты немесе қамысты мелассаның крахмал гидролизатын, қантты сироп қолданады. Ферментация аяқталғаннан кейін, лимон қышқылдарын реакциялық

ішінде əлемде 1-ші орынды алады. Мұның жылына 350000 тоннасы өндірілсе, оның 99 пайызы микробиологиялық синтез арқылы алынады.

9.Сүтқышқылының ашу үдерісі жəне оның өнімдері

9.1Сүтқышқылы ашу үдерістерінің негізі

1847 ж. С. Блондо алғаш рет сүтқышқылы шығу тегі бойынша– ашу үдерісінің өнімі екенін көрсеткен. Луи Пастер бұл ашуды бактериялар туғызатынын дəлелдеді. Сүт қышқылын микробиологиялық синтез жолымен өндіру1881 жылдан бері белгілі. Сүт қышқылдары тамақ өнеркəсібінде, медицинада шикізат ретінде, химиялық синтезде, тері жəне басқа да өнімдерді өңдеуде кеңінен қолданылады.

Көмірсулардың сүт қышқылына дейін ашуы– сүт қышқылды бактерияларының көмегімен жүзеге асады. Оларды гомоферментативті жəне гетероферментативті сүт

Гомоферментативті сүт қышқылы бактерияларының көмегімен көмірсутектің ашуы глюкоза жолымен жүреді.

2 Гетероферментативті ашу өнімдеріне сүт қышқылымен , қатарсірке қышқылы, этанол жəне көмір қышқыл газы кіреді. Сүт қышқылының бактериялары көмегімен көмірсутектің ашуы гетероферментті өкілдерінде пентозафосфатты түрде жүреді. Сүт қышқылды бактерияларды 4-туысқа бөлеміз

1Lactobacillus

2Lactoccocus

3Leuconostoc

4Pediococcus

82

Сүт қышқылы өнімдері үшін шикізат көзі ретінде минералды тұздар, мия (солот)

бактериясы болып табылады. Сүт қышқылды ашу үдерісі арқылы көптеген сүттен

атқарады. Қоспаға жақсы органолептикалық қасиет беріп, адам жəне жануарлар ағзаларына пайдалы əсерін тигізеді. Өнеркəсіпте сүт қышқылының өндірістері ретінде тез өсетін жəне аз уақыт ішінде көп мөлшерде сүт қышқылын түзе гомоферментативті таяқша пішіндегі сүт қышқылы бактерияларының штаммдарын қолданады. Ашу үдерісі біраз қышқылданған ортада, 2-7 тəулік арасында, 45-500С цельси температурасындағы мерзімді дақылдау жағдайында жүргізіледі. Ал сүт қышқылын бөліп алу мен тазалау бірқатар қиыншылықтар туғызады. Сүт қышқылы ашуының аралық өнімдері ортада бөгде микрофлораның өсуін тежейді. Ферменттер қоспаға жақсы органолептикалық қасиет беріп, адам мен жануарлар организміне пайдалы əсерін тигізеді.

9.2 Сүт өнімдерін алудағы технологиялық үдерістерге қойылат талаптар

Сүт қышқылды ашуы нəтижесінде алынатын өнімдерді дайындау үдерістері өте қарапайым болғандықтан үй жағдайында да кеңінен қолдануға зор мүмкіндіктер береді. Олар өте стерильді тазалықты аса қажет етпейді жəне үй температурасы немесе онан сəл жоғары температураларында өте береді. Сондықтан сүт өнімдерінен дайындалатын тағамдарды ең алғашқы«жанұялық биотехнология» деп айтуға болады жəне содан көп кейін ғана бұл үдерістер өндірістік жолға қойылған еді.

Микроорганизмдердің көмегімен алынатын тағам өнімдерінің түрлері өте көп. Бұлардың қатарында ашу үдерісіне негізделген нан, ірімшік, қатық, шарап, сыра жəне басқалары жатады. Қазіргі күндерге дейін биотехнология тағам өндірісінде белгілі əдістерді жетілдіру мен микроорганизмдерді тиімді пайдалану жолдарын қарастыруға бағытталса, енді жақын болашақта бұл сала түрлі мақсаттарға арналған жаңа штаммдарды шығару үшін генетикалық зерттеулер мен ашу ө технологиясына жаңа тəсілдерді ендіру бағытында жүргізілмек.

Сүт өнімдерін алудың барлық технологиялық үдерістерін екі үлкен бөлікке бөлуге болады:

1.Алғашқы өңдеу немесе микрофлоралардан тазарту. Алғашқы өңдеу жұмыстары бірнеше кезең бойынша жүргізіледі. Атап айтсақ, алдымен сүт механикалық қоспалардан тазартылып, табиғи микрофлораларының өсуін басу үшін

салқындатылады. Сонан соң сүт сепараторға тартылады(қаймақ алуда) немесе гомогенделеді. Соңғы кезеңде 80оС температурада пастеризацияланған соң барып, арнайы танклерге (үлкен ыдыс) немесе ферментерлерге құйылады.

2.Сүтті өңдеудің екінші бөлігі екі жолмен жүруі мүмкін: микроорганизмдерді пайдалану жəне ферменттерді пайдалану арқылы. Микроорганизмдерді пайдалану арқылы айран, қаймақ, ірімшік, простокваша, казеин, ірімшік (сыр), бифруктолакт,

83

биолакт шығарылса, ферменттердің қатыстырылуымен казеиннің тамақты гидролизаттары, коктейлге арналған құрғақ сүт қоспасы жəне басқалары өндіріледі. Микроорганизмдерді сүтке қосқан кезде лактоза– глюкоза мен галактозаға дейін гидролизденсе, глюкоза – сүт қышқылына айналуы себепті, сүттің қышқылдығы бірте-бірте артып, рН 4-6 болған кезде казейн іртіктеніп коагуляцияланады (ұйиды).

Сүт қышқылы ашуы гомоферментативті жəне гетероферментативті болуы мүмкін екендігін білеміз. Гомоферментативті ашу үдерісінде негізгі өнім сүт қышқылы болып табылады. Гетероферментативті ашу барысында диацетил(майға ерекше дəм береді), спирт, эфир жəне ұшушы(летучие) май қышқылдары пайда болады. Мұнда бір мезгілде протеолитикалық жəне липолитикалық үдерістер жүруі себепті, сүт ақуыздары жеңіл қорытылатын күйге жəне қосымша жақсы дəмге ие болады.

Сүттерді ферменттік өңдеу үшін, қарапайым тілмен айтқанда ашытқылар (ұйытқы) деп аталатын микроорганизмдердің таза культуралары пайдаланылады. Тек мұндағы өнімдер ішінде айран(кефир) дайындау үшін қолданылатын ашытқылар ғана өз құрамдарында бірнеше сүт қышқылы саңырауқұлақтары мен сүт қышқылы бактерияларының симбиозды түрінде кездесуі себепті, ерекшелеу болады. Микроорганизмдер формасы тіршілігінің осындай түрін зертханалық жағдайда əлі

-қолданылатын ашытқылар түрлері дайындалатын ақырғы өнімдерге байланысты болады. (мысалы, ацидофил өнімін дайындау үшін ацидофил таяқшалары, простокваша үшінсүт қышқылды стрептококкалары пайдаланылады);

-қолданылатын штаммдар белгілі-бір дəмдік талаптарға сай келуі шарт;

-өнімдер қажетті күйде(консистенциялы) болуы қажет, мысалы, түйіршектеліп үгітіліп тұратыннан – қоймалжың немесе қаймақ тəріздіге дейін;

-қышқылданудың қажетті деңгейдегі белсенділігі;

-штаммдардың фагорезистенттіліктері (бактериофагтарға төзімділіктері);

-синерезистік қабілеттіліктері (қоймалжыңдардың құрамындағы суларын жоғалта алу қабілеті);

-ароматты заттарының түзілу мүмкіндігі;

-штаммдардың бір-біріне сай келуі (культуралар арасында антагонизмнің болмауы);

-антибиотикалық, яғни патогенді микроорганизмдерге бактериостатикалық əсер ете алу қабілетінің болуы;

-кептіруге тұрақтылығы.

Өндірістік жағдайға қажетті ашытқылар, оларды табиғи өнімдерден бөліп алып, бағытты түрде мутагенезге ұшыратқан соң, ішінен жоғарыда келтірілген талаптарға сай штаммдар түрлері таңдап . Сүталынадыөнімдері биотехнологиясында кездесетін негізгі кезеңдерін, сыр дайындау барысында қолданылатын үдерістерін мысалға ала отырып келтіруге болады.

84

9.3 Сүт өнімдерінің түрлері

Тағам өнеркəсібіндегі сүттен алынатын өнімдер ферментация үдерістеріне негізделеді. Осы өнімдердің барлығының негізі сүт– қайсібір микроорганизмдер үшін өте жақсы табиғи қоректік орта болып табылады. Сүт құрамы бойынша 82-88% судан жəне 12-18% құрғақ заттардан тұрады. Құрғақ заттардың құрамына 3,0-3,2% ақуыздар, 3,3-6,0% майлар, 4,7% көміртекті заттар (сүт қанты – лактоза), 0,9-1,0% тұздар жəне 0,01% минорлы элементтер (ферменттер, иммуноглобулиндер, лизоцим жəне басқалар) кіреді. Мұндағы майлар құрамы бойынша əртүрлі.

Сүт құрамындағы негізгі ақуыздар альбумин мен казеин. Осындай құрамы болғандықтан, сүт микроорганизмдердің дамуы үшін жақсы субстрат бол табылдады. Сүттің ашуына көбінесе стрептококкалар мен сүт қышқылы а бактериялары қатысады. Сүт қанты лактозаны ашыту үдерісі барысындағы жүретін реакцияны пайдалану арқылы қаймақ, иогурт, ірімшік сияқты басқа да өнімдер алынады. Мұндағы алынатын соңғы өнімнің қасиеттері, жүретін ферментация үдерісінің түрі мен өту қарқынына байланысты қалыптасады. Сүт қышқылын түзуге бағытталатын реакциялар негізінен өнімнің қасиеттерін қалыптастырады. Мысалы,

реакцияларға сүт құрамында болатын пептидтер, амин қышқылдары мен май қышқылдары қатысады.

Ірімшік (сыр) дайындау немесе ірімшік пісіру– бұрыннан келе жатқан кəсіп екені белгілі. Ірімшік дайындау əсіресе Голландия мемлекетінде жақсы жолғ қойылған. Бұл үдерістің жүруі ферменттер белсенділіктеріне негізделген. Ірімшік өнімдері өздерінің түрлері бойынша əртүрлі, яғни жұмсақтан қатты формаларына дейін жасалады. Ірімшіктің жұмсақ түрлері құрамында су мөлшері көп– 50-60% кездессе, қатты түрлерінде оның мөлшері аз, яғни 13-34% көлемінде болады.

Осы өнімді дайындаудың бастапқы кезеңі сүтті алғашқы өңдеуден басталады. Алғашқы өңдеуде қолданылатын жалпылай іс-шаралар реттері біздерге алдыңғы тақырыптардан белгілі.

Екінші кезеңде сүт қышқылы бактерияларының культуралары дайындалады. Мұнда микроорганиздердің ең жақсы сапалық көрсеткіштерін қамтамасыз е алатындай қатынаста алынуын қадағалау қажет. Бактериялардың таңдалуы да термоөңдеудің температуралық режиміне байланысты болады.

Үшінші кезең – бұл ферментация кезеңі. Бұл кезең ірімшік дайындауда кейбір

арқылы сүт қышқылы түзілгенге дейін өңделіп, кейіннен бұған қарын ферменті реннин қосылады. Ренин ферменті уыз сүтін емген мал төлдерінің асқазанынан (бүйен) дайындалады. Мысалы, сүт емген бұзау немесе елтіріге сойылаты қаракөлдің үш күнге дейінгі жас қозыларының асқазаны– мəндір деп аталады. Бұлар ішіне жел беріле үрленіп көлеңке жерде кептіріледі. Осындай мəндір ішінде аталған фермент болады. Ренин ферменті сүттің қойыртпақталып ұю үдерісін бірнеше есе тездетеді. Бұл реакция бактериялардың өнімі болып табылатын сүт қышқылы арқылы жүзеге асырылады. Рениннің қызметін басқада протеиназалар

85

атқара алады, бірақта ренин ферментінің басты артықшылығы– ол ірімшіктің пісуі кезінде ондағы жүретін протеолиз үдерісіне де қатысады.

Сүт іртіктеліп болған соң, одан бөлінген сарысудан ажыратып алып, дайын болған ірімшік массаларын ыстықпен өңдеген ,соңарнаулы қалыптарға салып нығыздайды Бұл ірімшікті тұздаған соң ары қарай пісу үшін арнаулы лотоктарға

Мысалы, рокфор ірімшігін дайындау үшін– көгілдір зең саңырауқұлақтарының споралары қосылса, камамбера жəне бри ірімшігін дайындауда– ірімшік бетіне ақ зең саңырауқұлақтары себіледі, ал кейбір ірімшік түрлерін дайындау үшін тіпті

кезеңдері). Бұл үдеріс барысында арнаулы микроорганизмдер мен ферменттер жас ірімшік құрамындағы майлар, ақуыздар мен басқа да органикалық заттарын ары қарай гидролиздейді. Осы заттардың ыдырауы нəтижесінде пайда болат құрылымдар ірімшікке өзіндік дəм береді.

Сүт сарысуы. Ірімшік дайындаудағы қою заттарды бөліп алғанда шығатын сарысуы бұрынғы кездері қалдық ретінде есептеліп, қолданыс таппай жататын. Қазіргі кездері оларды лактазаның көмегімен тəттілегіш заттарына айналдыру қолға алынған. Англияда осындай жолмен дайындалған глюкоза мен галактозалары нан

ішіндегі ең қарапайымдары қатарында простокваша, айран, қаймақ жəне май өнімдерін дайындауын айтуға болады.

Қаймақ дайындау үшін кілегейге май дайындауда қолданылатын ашытқының 0,5-1% қосса жеткілікті болады. Содан соң оны құрамындағы қышқылдардың көлемі 0,6% жеткенге дейін ұстайды.

Май дайындау. Сүт өнімдері ішіндегі ең оңай дайындалатыны – май өнімі. Бұл үшін дайындалатын майдың сортына байланысты қоюлығы30-32 -ден бастап 40% дейінгі қаймақтар пайдаланылады. Майды шайқау кезінде судағы май эмульсиясы, майдағы су эмульсиясына айналады.

Май өнімін шығаруда оның дəмін жақсарту мен сақталу қабілеттілігін арттыру үшін бактериялардың ерекше культураларын пайдаланады. Майдың дəмін жақсарту жұмысы, қажетті заттарды синтездеп шығарып, майдың дəмділігіне əсер ететін арнаулы бактериялар штаммдарын шығару арқылы мүмкін болды. Осы мақсатта қолданылған алғашқы бактериялардың бірі– Streptococcus laktis жəне бұған жақын бактериялардың штаммдары болса, кейіннен бұл мақсатқа əртүрлі– Streptococcus laktis, Leuconostos citrovorum жəне L. Dextranicum араласқан түрлері пайдаланыла бастады.

Осы жолмен тағам өнімінің дəмін жақсартумен бірге, ондағы кейбір иістерден де арылуға мүмкіндік туылды. Майдың ары қарай сапасын жақсарту жұмыстары,

86

липазаларды қосумен байланысты. Осындай тəсілдерді қолдану, майды тіке май шығару кəсіпорындарынан сатуға мүмкіндік береді.

бұл организмдердің культурадағы шамасының бірдей көлемде болуы қадағаланады. Ашудың бастапқы кезеңінде қышқылды негізіненS. Thermophillus түзеді. Аралас ашытқылар қорын жиі-жиі жаңадан алмастырып тұру қажет, өйткені оларды қайта себу – штамм түрлері мен олардың ара-қатынасына əсер ,етедіатап айтқанда олардың құрамында L. Bulgaricus үлесі басым бола бастайды.

10. Ақуыздарды микроорганизмдер синтезі жолымен алу

Ақуыздарды микробтық синтез жолымен өнеркəсіптік деңгейде алу үші тиімді технологиялық жағдайлар жасалынып, осындай мақсатта таңдап алынған микроорганизмдердің тіршілігі арнайы үдеріс бойынша жүргізіледі. Қажетті ақуыз түзуші микроорганизмдер штаммдарын алу үдерісі бірнеше кезеңдерден тұрады:

1. Алынатын ақуыздың құрылымдық генін бөліп алу немесе құрастыру. Егерде ақуыздың амин қышқылдық бірізділігінің құрылымы белгілі болса, онда оның генетикалық кодын біле отырып, мұндай генді синтиездеуге болады. Бұл үдеріс оңай болмағандықтан, проинсулин, интерферон, самосматин жəне т.б. сол сияқты ақуыздардың оннан астамының гендері синтезделген болатын.

Интрондар – ДНҚ нуклеотидінің бірізділігінің кодталмайтын бөлімшесі, ол көптеген жоғарғы сатыдағы организмдер гендерінде кездеседі. Құрылымдық гендерді алудың тиімді жолы – оларды кері транскрипция жолымен синтездеу.

2. Микроорганизмдерге бөгде гендерді ендіру. Бактериялар немесе ашытқы жасушалары өздерінің жекеменшік реттеуші механизмдері көмегімен, құрылымдық геннің ішіне енген бөгде гендерді эскпрессиялап. Бөгдеалады гендерді экспрессиялау мақсатында, тікелей экпрессиялау əдісі қолданылады. Бұл үдерісті атқару үшін, əрбір нақты жағдайда рибосомаларды байланыстырушы бөлімшелер

ақуыздардың протеолетикалық төмендеуін азайту үшін, қажетті жағдайлармен қамтамасыз ету – реципиент жасушаларды таңдап алуда негізгі көрсеткіш болып саналады. Рибонуклеазалар гендеріне тапшы жасушаларында, кейбір эукариоттық гендерінің экспрессиясы E.coli жасушаларында арта түсетіні анықталды. E. Coli жасушаларында бөгде ақуыздың синтезделуіне, протеолизді тоқтатып тастайтын мутациялар қолайлы əсер етеді.

87

Микроорганизмдердің бөгде ақуыздарды өндіру қабілеті, плазмитерманың генетикалық материялдарының құрылымдарындағы өзгерістері əсеріне байланысты болуы мүмкін. Бұл уақиға белгілі бір жиілікпен жүреді. Мұнда құрылымдық қайта өзгеру жасушаның плазмидті жоғалтуына қарағанда100-1000 еседей сирек кездеседі. Вектор ретінде қоделенетін плазмидалар микроорганизмнің қандай да бір антибиотикке төзімділігіне жауапты гендердің қожайыны болып саналаты белгілі.

3000 түрлі ақуыздар қоспасынан бастапқы дəрмекті бөліп алу жəне дайын өнімде қоспа болмайтындай етіп тазалау өте күрделі жұмыс. Дайындалатын дəрмек құрамында осындай аралас қоспалары мүлде болмауы тиіс. Бұл мəселені шешуге, түзгіш ретінде орта изоақуыздарды көп мөлшерде түзетін ірі жасушаларды, яғни “қолайлы ашытқыларды” таңдап алған жөн. Штамм-түзгіштерді таңдап алғаннан кейін, өте қатаң бақыланатын жағдайда барлық қажетті бақылаушы өлшег

қолданылатын адам, жануарлар жəне өсімдіктер ақуыздарының штаммдарын тауып, зертеу жұмыстарын дамытуға, сөйтіп оларды өндіріске ұсынуға мүмкіндік туылады. Мысалы, ірімшік өндіруде қолданылатын – ренин ақуызын, тəтті ақуыз – тауматинді

даярлауда қолданылатын ашытқылар штаммдарының геномын енгізу, пентозаны сіңіретін, фенол қосылыстарын ыдырататын гендерді табу бағытында жұмыстар

технологиясын жасалынған. Қазіргі кезде биотехнологияда ДНҚ-ның сəйкестігін табуға түрлі əдістер қолданылады.

10.2 Микроорганизмдерден ақуыз өндірудің практикалық маңызы

Тірі ағзадағы ақуыздың атқаратын ролі ерекше екені белгілі. Олардың ішіндегі бəз біреулері жасуша түзуге қатысса, басқалары ағзада өтетін биохимиялық реакциялардың жүруін тездететін катализатор ретінде қызмет ететіні белгілі.

88

көк-жасыл балдырлар сияқты микроорганизмдерді пайдалана отырып ақуы

микроорганизмдерден ақуыз өндірудің артықшылығы, олардың өте тез көбею мүмкіндіктері мен онда өтетін биохимиялық үдерістердің өте қарқынды түрде жүретіндіктеріне байланысты. Кейбір бактериялардың саны бірнеше сағаттан соң екі еселенеді, мысалы, ішек таяқшасына бұған 20-30 минут керек болса, ыстық суларда өмір сүретін термофильді бактерияларға небəрі5 минут қажет болады. Қолайлы жағдай туғызылғанда салмағы500 кг болатын сиырдың ағзасында тəулігіне 0,5 кг ақуыз синтезделетін болса, осы уақыт аралығында500 кг ашытқылар салмақтарын 100 есеге дейін көбейтіп 50000 кг ақуыз өндіре алады екен. Сондықтан, ақуыз өндіру қарқындылығы бойынша, микроорганизмдерге тірі ағзалар ішінде тең келері жоқ болып саналады. Олардың құрғақ заттары құрамындағы ақуыз мөлшері өте жоғары– 30-80% аралығында кездеседі. Мысалы, микроорганизмдердің қандай систематикалық түрге жатқызылуы мен оларды өсіру жағдайларына байланысты құрамындағы ақуыз мөлшерле:

заттар ретінде əртүрлі, тіпті кейбір, малдар пайдалана алмайтын заттарды қолдануы себепті арта түседі. Мысалы, осындай малазықтық маңызы жоқ заттар қатарындағы мұнай өнімдерінің қалдықтары – сұйық парафин немесе құрамында целлюлозасы бар материялдар, микроорганизмдерден ақуыз өндіру мақсатында қажетті қоректік орта бола алады. Ақуыз биосинтезі үшін микроорганизмдерге өсімдік қалдықтары, мал фермаларының нəжістері, əртүрлі өндіріс қоқыстары, ластанған тұрмыстық сулары сияқты заттар да қоректік орта бола алады.

10.3 Ашытқылардан ақуыз өндірудің маңызы

Ақуыз синтезінде жиі қолданылатын бір жасушалы қарапайым ағзалар ішінде ашытқылардың маңызы өте зор. Бұл олардың химиялық құрамы ерекшеліктеріне байланысты. Ашытқы ақуыздары өздерінің амин қышқылдары құрамы бойынша, мал ақуыздарына жақын теңестірілген түрде болып. Теккеледіқана микроорганизмдер өндіретін ақуыз құрамында амин қышқылдарының бір түрі– метионин ғана мал ақуызынан2-3 есе кем болады. Дайын ашытқы ақуыздарына 0,35-0,5% метионин қосса, протеиннің сіңімділігі артады. Құрамында салыстырмалы түрде метионин аз болғанымен, ашытқы ақуыздары бағалы болып саналып, ақуыз концентраттарын, жасанды тамақ өнімдерін жəне табиғи тамақ өнімдері құрамын (нан, ұн, тары жəне т.).б байыту мақсатында кеңінен

пайдаланылады. Ақуыздан басқа, ашытқы құрамында əртүрлі маңызды элементтер – көміртекті заттар, гармон тəрізді қосындылар, ферменттер мен дəрумендер болады. Олар негізінен В тобындағы жəне Д дəрумендерінің бай көздері болып табылады. Атап айтсақ, дəрумендер өндірісінде ашытқылар Д дəруменін шығару үшін кеңінен қолданылады.

89