Аминқышқылдар және оларды өндіру технологиясы

Қазақстан Республикасы Білім және Ғылым Министрлігі Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті Тақырыбы: Аминқышқылдарын өндіру технологиясы Орындаған:Нуғумар Еркежан Тексерген:Қабденова А. Т.

Аминқышқылдар

Аминқышқылдар - молекуласында амин (~NH2) және карбоксил (-СООН) топтары бар органикалық қосылыстар: H2N-CH2-COOH (аминсірке қышқылы (глицин) ) Аминқышкылдарын радикалындағы сутек атомдары амин тобына алмасқан карбон қышқылдарының туындылары ретінде қарастыруға болады. Кейбір аминқышқылдарының құрамында екі аминтобы, гидроксил тобы, тиол тобы - SH, екі карбоксил тобы болады. Құрамында әр түрлі функционалды топтары болғандықтан, аминқышқылдары гетерофункционалды қосылыстарға жатады.

Амин қышқылдарының ішінде ен, алғаш өндірілген - глютамин. Жапония ғалымы Киносита табиғаттан ерекше микрококкус глютамикус деп аталатын микробты тауып, одан осы қышқылды ендірді. Бұл микроб қоректік ортаға қосылған глюкозаның 50%-не жуығын глютамин қышқылын түзуге жүмсай алады екен. Қазір Жапонияда, Америка Қүрама Штаттарында арнаулы заводтарда бүл қышқылды жылына жүздеген мың тоннадай өндіреді. Глюта-мин қышқылы тамақ өнеркәсібінде азық-түлікке қосылады, оның сапасын жақсартады. Глютамин кышқылын медицинада иервтік ауруларды емдеуге де қолданады.

Белок молекуласындағы маңызды амин қышкылдарының бірі - лизин. 2, 1 кг жасанды лизинді бір тонна азыіққа қосып шошқаны сырағанда, оның қосқан салмағы орта есеппен 13, 6%, ал протеин шығынын 20-25%-ке дейін кемітеді. Бұл амин қышқылы рацион-нын ең құнды, қажетті құрам бөлігі болып есептеледі. Ал лизинді қосқанда нанның кұнарлылығы артады. Лизинді көп мөлшерде - бактериум аэрогенес, бактериум протеус, спора түзу-шілерден - бациллус субтилис, ашытқы саңырауқұлақтарынан - торула утилистен өндіреді.

Егер де ультракүлгін сәулемен әсер етсе микрококкус глютами-кус едәуір мөлшерде лизин түзе алады. Қазір бүдан өнеркәсіптік жолмен лизин өндіру қолға алынды. Лизинді қазіргі кезде Жапонияда, Америка Қүрама Штаттарын-да және басқа да елдерде жылына ондаған мың тоннадай мөлшерде өндіреді. Бүкіл одақтыіқ өнеркәсіптік микроорганизмдер генетикасы мен селөкциясы ғылыми-зерттеу институтында лизинді мол беретін микроорганизмдер табылды. Осының негізінде Арменияда жылына 1000 т кристалл лизин өндіретін завод іске косылды.

Соңғы жылдардағы зерттеулер басқа амин қышіқылдарын -ва-линді, метионинді, триптофанды және аланинді түзетін микроорга-низмдер барлығын анықтады. Алдағы мақсат - олардың өндіріске жарамды топтарын таңдап алу және амин қышқылдарын өндіруді жолға қою.

Белок тіршіліктің тірегі екені жүртка мәлім. Бірақтагосы белок-тың жер бетіндегі тіршілікке жетіспейтіндігі анықталып отыр. Сондықтан белокты молайтуда микроорганизмдердің зор практика-лық маңызы барлығы дәлелденді. Осы мақсатта ашытқы саңырауқүлақтарды көптеп өсіру біздің елімізде Ұлы Отан соғысы жылдарында қолға алынды. Бірақ оны көптеп өндіру кымбатқа түсті. Мәселен, 1 т ашытқы саңырауқүлақтар белогы 350 сом шамасынан айналды.

Ұзын ақуызды тізбектер құрылыс жобасы ортақ, бірақ бір-бірінен радикал құрылысы бойынша ерекшеленетін бар жоғы 20 түрлі аминқышқылдарынан тұрады. Аминқышқылдарының молекулалары бір-бірімен қосылып пептидтік деп аталатын байланыстар түзеді. Екі полипептидтік тізбектен құралған ұйқы безінің гормоны - инсулин 21 және 30 аминқышқылдарының қалдығынан тұрады. Миоглобин - бұлшық ет ұлпасындағы оттегін байланыстыратын ақуыз - 153 аминқышқылдарынан тұрады. Дәнекер үлпасының алғашқы коллаген талшықтарының негізін құрайтын және оның бірліктілігін қамтамасыз ететін коллаген ақуызы үш полипептидтік тізбектен тұрады, оның әрқайсысы 1000-ға жуық аминқышқылдарының қалдықтарынан тұрады.

Пептидтік байланыстармен қосылған амин қышқылы қалдықтарының рет-ретімен орналасуы ақуыздың бірінші реттік құрылымы деп аталады және тізбекті молекула болып табылады. Ақуыз жіпшесі спираль тәрізді шиыршықтанып, жоғарырақ деңгейде ұйымдасқан екінші реттік құрылымға ие болады. Содан соң полипептид спиралі жиырылып шумақ (гобула) немесе фибрилла түзеді. Ақуыздың дәл осындай үшінші реттік құрылымы өзіндік ерекшелігі бар биологиялық белсенді нысан болып табылады. Алйда бірқатар ақуыздар үшін үшінші реттік құрылым соңғы емес. Төртінші реттік құрылым болуы да мүмкін. Бұл бірнеше ақуызды глобуллар немесе фибриллалардың біртүтас жұмыс кешені. Мәселен, гемоглобиннің күрделі молекуласы төрт полипептидтен тұрады, ол өз функциясын тек осындай күйінде ғана атқара алады.

Микроорганизммен продуцирлеуші ақуыздың артықшылығы, жасуша ішінде концентрленеді. Фермент өте аз мөлшерде ақуыз түрінде жасушаның ортасына бөліп жібереді. Сондықтан ақуыз заты өндірісіндегі дайн өнім, ақуыз продуцентінің биомассасы болып саналады, ал қалдық культурларды сұйықтықтың фильтраты болып саналады.

Ақуыз продуценттері бірқатар талаптарды қанағаттандыру керек: генерация процесі минималды уақытта болуы керек; ортадан қоректік зат максималды сіңірілуі керек, өзінің массасын ақуыз 40-70%дейін жиналуына мүмкіндік жасау керек; ортаға токсинді өнімді бөлуге болмайды және олардың өздері патогенді емес болуы керек; залалсызданбаған жағдайда продуцентті өсіргенде тіршілік етуі және төзімділігі жоғары болу керек; ортаның сұйық фазасынан сепарирлегенде және флотирлегенде, өнімді бөлгенде оңай бөлінуге қабілетті болу керек. Қоректік ортаның құрамына және көміртегі көзіне қарай ақуыз заттардың әр түрлі продуценті қолданылады.

Азықтық ақуыз алу үшін бір жасушалы Chorella және Schenedesmus балдырлары қолданылады, күн сәулесі энергиясының есебінен минералды заттар және көміртегі диоксидінен, судан алынған, синтездеуге қабілеті бар. Балдырлар өзінің дамуы үшін жарықты және температураны және үлкен көлемде суды белгілі режимде қажет етеді. Оларды табиғи жағдайда оңтүстік аумақтарда ашық типті бассеиндерде өсіреді.

Хлорелле және сценедесмус балдырлары бейтарап ортаны қажет етеді, олардың жасушаларында берік целлюлозалы қабырғасы болады, соңында жануарлар ағзада нашар қорытылады, спирулинге қарағанда сілтілі өзенде өсіріледі, балдырларды ашық типтегікультиваторға өсіреді, жылына су бетінің 1га-нан 70 т құрғақ биомассаны су бетінде жинап алға болады, бидай, күріш, жүгері өңдегенде биомасса шығымы жоғарылайды.

Су массасынан балдырлардың жасушасын бөлу процесі көлемді еңбек етуді қажет етеді. Хлорелла суспензиясының тәуліктік нормасы ірі қара малдың бір баласын тамақтандыруда 5-6%, ал есейіп өскен малды тамақтандыру нормасы 8-10% Осыған байланысты спирулина биомассасы ақуыздың үлкен массасымен аминқышқылының құрамы бойынша жақсы балансталады. Бұл балдырлар тұт жібек тоқушыға азығына азықтық қоспа ретінде қосады, жібектің шығымы жоғарылайды және оның сапасы жақсарады. Көптеген саңырауқұлақ биомассасында ақуыз аминқышқылы бойынша жақсы балансталады, олар сондай-ақ дәрумендерді және липидтерді қосып алады. Саңырауқұлақ ақуыз қоректік қасиеті бойынша соя және ет ақуызына жақын, оны қолдану азықтық өоспа ретінде қолданылады.

Ұқсас жұмыстар

Аминқышқылдардың өндіру биотехнологиясы туралы ақпарат

Аминқышқылдар

Қақталған өнімдер ұзақ жолға шыққанға ыңғайлы, жақсы сақталатын өнім

Аминқышқылдардың өндіру биотехнологиясы

Өнеркәсіптік микробиологияда биоинженерияны қолдану

НЕГЕ БЕЛОКТАР ТІРШІЛІКТІҢ МАҢЫЗДЫ ҚҰРАМБӨЛІГІ

АСПАРАГИН ҚЫШҚЫЛЫ

Нәруыздардың құрылымдық деңгейлері мен құрылысы

Аминқышқылдарға жалпы сипаттама

Қазақ тамақ өнеркәсібі ғылыми зерттеу институты

Пәндер