Микробиологиялық синтездеу өнеркәсібі


ЖОСПАР

Кіріспе

1 Аналитикалық шолу
1.1 Микроорганизмдер морфологиясы
1.2 Микроорганизм продуценті
1.3 Микроорганизмдер және тамақ өнімдері
1.4 Шикізатқа сипаттама
1.5 Көмірсудың лимон қышқылына тотығуы
1.6 Лимон қышқылы өндірісі
1.7 Ферментация процесінің беттік культивирлеу әдісі
1.8 Ферментация түптік әдіспен культивирлеу
1.9 Лимон қышқылын кристалл түрінде алу

2 Эксперименттік бөлім
2.1 Тәжірбие әдістемесі
2.1.1 Ыдыстар мен қоректік орталарды залалсыздау әдістері
2.1.2 Егіс материалын дайындау
2.1.3 Лимон қышқылын алу
2.2 Тәжірбие әдістемесі

Қорытынды

Қолданылған әдебиеттер
Кіріспе

Жұмыстың актуальділігі: Микробиологиялық синтез биотехнологияның ғылыми-техникалық революцияның магистральды бағыттарының маңызды құрам бөліктері болып табылады.
Микробиологиялық синтездеу өнеркәсібі - биологиялық техниканың ең негізгі және көне облысы болып табылады. Микробиологиялық синтез, немесе, микробиологиялық технологияның қазіргі атауын адамға бағалы өнім ретінде микроорганизмдер мен олардың шикізат өнімдерін өңдеу әдісі мен процестерін зерттеу.
Лимон қышқылы алғаш рет өндірістік масштабта цитрусты өнімнен алынды.
Сулы ерітіндіден бір молекулалы сумен түссіз түрде мөлдір кристалл ромбиті формада кристализацияланады.
Лимон қышқылы тамақ, химия, текстиль өндірісінде кеңінен қолданылады. Әлемде лимон қышқылын 400 мың тонна/жылына өндіреді екен. Лимон қышқылы ауыл шаруашылығында қолданады, арам шөптерді жоюға қолданатын зат гербицидтер деп аталады.
Лимон қышқылы өндірісін үлкен масштабта өндіру мүмкіндігі ол микробиологиялық синтез әдісімен әр түрлі көміртегінде көбінесе көмірсу мен көмірсутегінде алынады
Микроорганизмдерді культиверлеуге негізделген өнеркәсіптік өндірістің түрлі жақтары бар Микробиологиялық синтезбен химиялық жолмен алынбайтын, немесе қиын болатын өнімдерді алады . Технологиялық қатынаста микробиологиялық процестер химиялықтан айрықшаланады . Микроорганизмдер арзан және қолайлы шикізатпен халық шаруашылығында экономикалық эффектілі өнімдерді шығарады.
Микробты синтез өнімін алу үшін культивирлеу режимін қосқанда жеке жағдайда модифицирлеу қолданылады, қоректік ортаның ерекшілігі, арнайы технологияда соңғы өнімді бөліп алады.
Қолданылған әдебиеттер

1. М. Скурихин, А. Шатерников. Андреев А.А, Брызголов Л.И. Производства кормавых дрожжей – М:Лесная промышленность,1986 г.
2. Забродский А.Г. Технология и контроль производства кормавых дрожжей на мелассной борде. – М: Пищевая промышленость, 1980г
3. Боборенко Э.А. Получения и выделения дрожжей-М: Лесная промышленность, 1991г
4. Бочярова. Н.Н. Микрофлора дрожжевого производства-М: Пищевая промышленость, 1991г
5. Воробьева Л.И. Промышленная микробиология –М:Лесная промышленость 1993г
6. Калунянс К.А. Микробные ферментные препораты – М: Пищевая промышленость, 1990г
7. Жвирблянская А.Ю. Основы микробиологий, санитарии и гигиены пищевой промышлености-М: Пищевая промышленость, 1994г
8. Воробьева Л.И. Промышленная микробиология –М:Лесная промышленость 1993г
9. Калунянс К.А. Микробные ферментные препораты – М: Пищевая промышленость, 1990г.

Пән: Өнеркәсіп, Өндіріс
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Көлемі: 43 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 500 теңге




ЖОСПАР

Кіріспе

1 Аналитикалық шолу
1.1 Микроорганизмдер морфологиясы
1.2 Микроорганизм продуценті
1.3 Микроорганизмдер және тамақ өнімдері
1.4 Шикізатқа сипаттама
1.5 Көмірсудың лимон қышқылына тотығуы
1.6 Лимон қышқылы өндірісі
1.7 Ферментация процесінің беттік культивирлеу әдісі
1.8 Ферментация түптік әдіспен культивирлеу
1.9 Лимон қышқылын кристалл түрінде алу

2 Эксперименттік бөлім
2.1 Тәжірбие әдістемесі
2.1.1 Ыдыстар мен қоректік орталарды залалсыздау әдістері
2.1.2 Егіс материалын дайындау
2.1.3 Лимон қышқылын алу
2.2 Тәжірбие әдістемесі

Қорытынды

Қолданылған әдебиеттер

Кіріспе

Жұмыстың актуальділігі: Микробиологиялық синтез биотехнологияның ғылыми-
техникалық революцияның магистральды бағыттарының маңызды құрам бөліктері
болып табылады.
Микробиологиялық синтездеу өнеркәсібі - биологиялық техниканың
ең негізгі және көне облысы болып табылады. Микробиологиялық
синтез, немесе, микробиологиялық технологияның қазіргі атауын адамға
бағалы өнім ретінде микроорганизмдер мен олардың шикізат
өнімдерін өңдеу әдісі мен процестерін зерттеу.
Лимон қышқылы алғаш рет өндірістік масштабта цитрусты өнімнен алынды.
Сулы ерітіндіден бір молекулалы сумен түссіз түрде мөлдір кристалл
ромбиті формада кристализацияланады.
Лимон қышқылы тамақ, химия, текстиль өндірісінде кеңінен қолданылады.
Әлемде лимон қышқылын 400 мың тоннажылына өндіреді екен. Лимон қышқылы
ауыл шаруашылығында қолданады, арам шөптерді жоюға қолданатын зат
гербицидтер деп аталады.
Лимон қышқылы өндірісін үлкен масштабта өндіру мүмкіндігі ол
микробиологиялық синтез әдісімен әр түрлі көміртегінде көбінесе көмірсу мен
көмірсутегінде алынады
Микроорганизмдерді культиверлеуге негізделген өнеркәсіптік
өндірістің түрлі жақтары бар Микробиологиялық синтезбен химиялық
жолмен алынбайтын, немесе қиын болатын өнімдерді алады .
Технологиялық қатынаста микробиологиялық процестер химиялықтан
айрықшаланады . Микроорганизмдер арзан және қолайлы шикізатпен халық
шаруашылығында экономикалық эффектілі өнімдерді шығарады.
Микробты синтез өнімін алу үшін культивирлеу режимін қосқанда жеке жағдайда
модифицирлеу қолданылады, қоректік ортаның ерекшілігі, арнайы
технологияда соңғы өнімді бөліп алады.

1 Аналитикалық шолу

1.1 Микроорганизмдер морфологиясы

Сыртқы пішініне қарай бактериялар негізінен үш топқа бөлінеді: шар
тәрізділер – коккалар, таяқша тәрізділер – бактериялар, бацилалар және
спирал тәрізділер – бибриондар, спириллалар .
Шар тәрізді бактериялардың жеке–жеке турлері коккалар делінсе, екі – екіден
қосақталған түрлері – диплококкалар, өз ара тіркескен, моншақ
тәрізделгендері – стрептококкалар, төрт–төрттен тіркескендері
–тетракоккалар делінеді де, сегіз–сегізден текшеленгендері – сарциналар
делінеді. Ал олардың стафилакоккалар деп аталатын бір тобындағы шар тәрізді
бактериялардың орналасуы жүзімнің шоқ жемісіне ұқсайды.
Таяқша тәрізді бактериялар ұзындығына, диаметріне, клеткалар ұшының
пішініне, споралардың түзілуіне қарай бірнеше топтарға бөлінеді. Спора
түзуші топтарын – бациллалар, ал түзбейтіндерін – бактериялар деп атайды.
Таяқша тәрізді бактерияларды клеткаларының орналасу тәртібіне қарай бірнеше
топтарға бөледі: диплобацилалар немесе дипло–бактериялар – екі–екіден
қосақтала орналасқан таяқша тәрізді бактериялар. Стрептобактериялар –
моншақ тәрізді тізіле орналасқан таяқша тәрізді бактериялар. Кейде пішіні
шар тәрізді бактерияларға тым ұқсас, таяқша тәрізді бактерияларды да
кездестіруге болады. Оларды коккобактериялар деп атайды. Спора түзетін
клеткалары тізбектеле орналасқандарын стрептобацилдар деп атайды.
Спора түзу барысында талшықтар түсіп қалады. Бактериялардың қозғалысына
температураның жоғарылауы мен төмендеуінің түрліше әсері бар. Сонымен қатар
ортада әр түрлі улы заттардың болуы талшықтардың қимылдау қабілетін жояды.
Бактериялардың қозғалу жылдамдығы түрліше болады. Мәселен, пішен таяқшасы
секундына 10 микрон, оба вибрионы – 30 микрон, ал қозғала алатын басқа
түрлері осы уақытта шамамен 2–10 микрондай қашықтыққа қозғала алады.
Бактериялардың көбеюі. Бактериялар бөліну арқылы көбейеді. Бөліну кезінде
клетканың ортасынан біртіндеп қалқанша пайда болып, клетка ішіндегі
заттарды екіге беледі. Миксобактериялардың кейбір түрлерінде бұл
байқалмайды. Егер таяқша тәрізді клеткалар бөлінгенде өз ара тең екі клетка
пайда болса, оны изоморфты бөліну деп, керісінше, клетка бірдей тең екіге
бөлінбей бөліктері әр түрлі болса – гетероморфты бөліну деп атайды (4
–сурет). Бөлінудің соңғы түрі, ересек бактерияларда байқалады.
Бактериялардың көбею жылдамдығы орта жағдайларына байланысты болады. Егер
бактерияларға қолайлы жағдай туса, олардың кебеюі де тездейді. Бактериялар
үшін ортада қажетті қоректік заттар болып, жылу, ортаның реакциясы, аэробты
бактериялар үшін оттегі жеткілікті болса, әрбір клетканың көбеюі 20–30
минут сайын қайталанып отырады. Сондықтан кебею жылдамдығы мен сыртқы орта
жағдайының арасында тығыз байланыс, кейде тіпті тәуелділік бар деп те
айтуға болады. Сөйтіп, азғана уақыт ішінде көлемі 1–2 микрондай болатын
бактериядан орасан көп клеткалар түзіледі. Бактериялардың көбею жылдамдығын
мына мысалдан айқын көруге болады. Егер 20 минут сайын клетка бөлінетін
ескерсек, ол бір тәулік ішінде 72 рет қайталап 272=472 · 1019 клетка пайда
болады. Егер бір миллиард бактерия клеткасының салмағы 1 миллиграмдай
болса, онда 472 · 1019 клетка 4720 тоннаға тең келеді. Осы бактериялар бір
жұма бойына бөлініп отырса, клеткалар саны да орасан көп болып, бүкіл жер
шар ынқаптап кеткен болар еді. Бірақ біз табиғаттағы мұндай құбылысты
байқамаймыз. Өйткені пайда болған бактериялар клеткасының біразы сыртқы
ортаның факторларының қолайсыз әсерінен қырылып кетеді. Аман қалған бірер
организм қолайлы ортаға түссе, тез бөлініп, жаңа ұрпақтар бере бастайды.

1.2 Микроорганизм продуценті

Сыртқы пішініне қарай бактериялар негізінен үш топқа бөлінеді: шар
тәрізділер – коккалар, таяқша тәрізділер – бактериялар, бацилалар және
спирал тәрізділер – бибриондар, спириллалар .
Шар тәрізді бактериялардың жеке–жеке турлері коккалар делінсе, екі – екіден
қосақталған түрлері – диплококкалар, өз ара тіркескен, моншақ
тәрізделгендері – стрептококкалар, төрт–төрттен тіркескендері
–тетракоккалар делінеді де, сегіз–сегізден текшеленгендері – сарциналар
делінеді. Ал олардың стафилакоккалар деп аталатын бір тобындағы шар тәрізді
бактериялардың орналасуы жүзімнің шоқ жемісіне ұқсайды.
Таяқша тәрізді бактериялар ұзындығына, диаметріне, клеткалар ұшының
пішініне, споралардың түзілуіне қарай бірнеше топтарға бөлінеді. Спора
түзуші топтарын – бациллалар, ал түзбейтіндерін – бактериялар деп атайды.
Таяқша тәрізді бактерияларды клеткаларының орналасу тәртібіне қарай бірнеше
топтарға бөледі: диплобацилалар немесе дипло–бактериялар – екі–екіден
қосақтала орналасқан таяқша тәрізді бактериялар. Стрептобактериялар –
моншақ тәрізді тізіле орналасқан таяқша тәрізді бактериялар. Кейде пішіні
шар тәрізді бактерияларға тым ұқсас, таяқша тәрізді бактерияларды да
кездестіруге болады. Оларды коккобактериялар деп атайды. Спора түзетін
клеткалары тізбектеле орналасқандарын стрептобацилдар деп атайды.

1 сурет - Бактериялардың сыртқы пішіні

1. Стафилакокктар 6. Сарциналар
2, 3. Диплококктар 7, 8, 9. Таяқша тәрізді
бактериялар
4. Стрептококктар 10. Вибриондар
5. Гетракокктар 11. Спириллалар
12. Спирохеталар

Бактериялардың спирал тәрізділері екі тармаққа бөлінеді, олардың бірі
бибриондар – үтір тәріздес, екіншісі – спириллалар – бұйралана орналасқан
таяқша бактериялар. Соңғы топқа ауру қоздырғыш спирохета бактериялары
жатады. Олар бактерия мен қарапайымдар аралығынан орын тебеді.
Айтылып өткен бір клеткалы бактериялармен катар табиғатта көп клеткалы бір
ұшымен белгілі бір жерге бекіген немесе бос күйінде суда жүзіп жүретін жіп
тәрізді бактерияларды да кездестіруге болады. Бұларға күкірт және темір
бактериялары жатады. Жанама бұтақшалары бар таяқша немесе жіп тәрізді
бактерияларды микробактериялар тобына жатқызуға болады.
Бұларға өкіл ретінде өкпе ауруын қоздырғыш туберкулез таяқшаларын атап
өтуге болады. Сонымен қатар табиғатта клеткаларының құрылысы және пішіні
күрделі, сыртын шырыш басқан миксобактериялар класы да бар.
Бактериялардың мөлшері. Көптеген шар тәрізді бактериялар клеткаларының
диаметрі 1–2 микронға тең (микрон – миллиметрдің мыңнан бір бөлігі). Жұмыр
клеткалы бактериялардың ұзындығы 1–4 микронға, ені 0,5–1 микронға дейін
барады. Сондықтан да судың бір тамшысында бірнеше жүздеген миллион
микробтар кездеседі. Кейбір бактериялар мөлшері едәуір болады дедік.
Мәселен, күкірт бактериясы клеткасының көлденең кесіндісінің диаметрі 50
микронға тең. Кейбір бактериялардың мөлшерін мына төмендегі таблицадан
байқауға болады (1–кесте).

1 кесте - Бактериялар клеткаларының шамасы (микрон есебімен)

Бактериялардың аттары ұзындығы ені
Пішен таяқшасы 3,0 1,2
Картоп таяқшасы 5,0 1,5
Сүт қышқылы стрептококкы 0,8–1,2 0,5 – 0,8
Ацидофиль таяқшасы 1,6 – 6,0 0,6 – 0,9
Туберкулез таяқшасы 1,5 – 3,5 0,3 – 0,5

Табиғатта микроорганизмдердің өте ұсақ тобы – ультра – микробтар да
кездеседі. Микроорганизмдердің бұл тобының ішінен бактериофагтар, сүзілуші
вирустардың адам емірінде зор маңызы бар. Вирустардың шамасы миллиметрдің
миллиондаған бөлігіне тең, яғни оларды миллимикрондармен (миллимикрон
микронның мыңнан бір бөлігіне тең) немесе микромикрондармен (микромикрон
микронның жүз мыңнан бір бөлігіне тең) өлшейді.
Бактериялардың сіңіру беті зор. Сондықтан да олар өздеріне қажетті қоректік
заттарды тез арада ендіріп ала алады. Органикалық қалдықтарды тез
ыдыратудың арқасында, бактериялар олардан өздеріне қажетті энергияны аз
уақыт ішінде босатып алады.
Бактерия клеткаларының құрылысы. Құрылысы жағынан алғанда бактерия
клеткалары өте қарапайым. Ол сыртқы қабықтан, әр түрлі заттары бар
цитоплазмадан, вакуолядан және ядродан тұрады. Клетканың қабығы шырышты
заттан тұрады. Қабық клетканың негізгі бөлігіне жатпайды, белгілі орта
жағдайына байланысты ғана пайда болады. Мәселен, клетканың шырыш қабығы
кейде оған өте төменгі температура әсер еткенде пайда болады да клетканы
құрғаудан және басқа да зиянды заттардың әсерінен қорғайды. Қанты мол
ортада шырыш қабығы қалыңдап клетканың сыртына капсула түзеді. Кейде бұл
шырыш қабықтың соншалықты мол болатынынан сол бактериялар тіршілік етіп
тұрған ортаға да бөлінеді. Мұны зооглея деп атайды. Сүттен түрлі тағамдар
даярлайтын заводтарда зооглеялар байқалатын болса, онда тағам бұзылып,
шырыштанып, созылмалы күйге кешеді. Дәл осындай капсула кейбір азот
бактерияларында да бар.
Жалпы бактерия клеткалары қабығының құрамы жоғары сатыдағы өсімдіктер
клеткаларының қабығымен салыстырғанда айырмашылығы бар. Өсімдік клеткасының
қабығы негізінен целлюлозадан тұрса, бактериялардың қабығы азотсыз қант
тектес – полисахаридтерден және май тектес – л ипоидтардан тұрады. Кейде
қабықта хитин деп аталатын азотты зат та кездеседі.
Цитоплазма. Химиялық құрамы өте күрделі қоймалжың келген мөлдір зат. Оның
құрамында белок, май, су, түрлі минерал заттар және ферменттер болады. Жас
бактерия клеткаларында цитоплазма бүкіл клетканы алып жатады. Ал
ересектерінде клетка шырынына толы қуыстар – вакуолялар болады.
Бактериялар цитоплазмасында әр түрлі басқа да заттар бар. Оларға гранулеза,
гликоген, волютин, күкірт тағы басқалары жатады. Бұлардың ішінде гранулеза
мен гликоген азотсыз заттар, олар ыдыраған кезде түрлі қанттарға айналады.
Ал волютин болса, ол азотты зат. Егер бактерия жасаған ортада органикалық
азот көзі (аспарагин, пептон) және фосфор қышқылы тұздары мол болса,
бактерия клеткасында волютин біраз мөлшерде жиналады. Бактериялар
клеткасында май да едәуір мөлшерде кездеседі, ол клеткадағы бүкіл құрғақ
заттың 35–50 процентіне тең. Сол сияқты бактерия клеткасында күкіртті де
кездестіруге болады. Тамшы түрінде кездесетін күкірт – клетканың қор
заттарының бірі. Бактерия цитоплазмасында жоғары сатыдағы есімдіктер
клеткаларында кездесетін амин қышқылдарының барлығы дерлік бар және
рибонуклеин (РНК), дезоксирибонуклеин (ДНК) қышқылдары да болады.
Цитоплазма – тірі материя. Оның құрамы өне бойы өзгеріп, жаңарып отырады.
Онда тірі организмге тән ассимиляция және диссимиляция құбылыстары жүріп
жатады. Цитоплазма сыртқы орта әсеріне ете сезімтал. 60° және одан да
жоғары температурада цитоплазма ұйиды. Қышқылдар мен сілтілер және түрлі
улы заттар оған өте зиянды әсер етеді.
Ядро – Бактерия клеткаларында ядроның болуы жөнінде толып жатқан пікірлер
бар. Бактериялардың кейбір түрлерінде ядро заттары (хроматин) дитоплазмада,
ұзақ, дәндер күйінде шашырап жатады (диффузиялық ядро). Басқа бір бактерия
клеткаларында хроматин дәндері белгілі бір жерге шоғырланып, кәдімгі ядро
түзеді (жекеленген ядро). Кейбір ірі бактерияларда (миксобактерияларда)
осындай жекеленген ядроларды кездестіруге болады.
Ядроның химиялық құрамы өте күрделі. Оның басты бөлігі
дезоксинуклеопротеидтер. Бактериялардың құрғақ затына шаққанда олардың
мөлшері 20–40%. Нуклеопротеидтер екі бөліктен тұрады. Олардың бірі – ерекше
белок болса, екіншісі – тимонуклеин қышқылы. Соңғы жылдардағы зерттеулерге
қарағанда, ядро бір немесе бірнеше шар тәрізді, сопақша заттар –
дезоксирибонуклеин қышқылынан (ДНК) тұрады. Әдетте ол клетканың ортасынан
орын алады. Кейде бұл зат бактериялар клеткасында дән түрінде орналасса,
басқа бір жағдайда клетканың белгілі бір бөлімінде шоғырланады.
Нуклеин қышқылдарының химиялық құрылысы да біршама жақсы зерттелді. Суда
ыдырағанда ол фосфор қышқылына, пентозаға және құрамында азоты бар
органикалық қалдықка ажырайды. Кейін нуклеотидтерден тимонуклеин қышқылы
түзіледі.
Бактерия ядросындағы тимонуклеин қышқылының құрамында төрт нуклеотид бар
(аденин, гуанин, цитозин және тимин). Бұлар өз ара фосфор қышқылының
молекулалары арқылы байланысқан.
Спора және оның түзілу процесі. Бактериялардың кейбір түрлері сыртқы
ортаның қолайсыз жағдайына аса төзімді келетін спора түзеді. Спора –
бактерия клеткаларында орналасқан дөңгелек, кейде сопақша келетін
жарқырауық түйір. Спора көбінесе таяқша тәрізді бактерияларда – бацилдерде
пайда болады (2 – сурет). Шар тәрізділерден мұндай құбылыс тек мочевинаны
ыдыратушы ірі сарциналарда кездеседі. Спора негізінен тыныштықтағы клетка.
Сыртқы ортаның құбылмалы жағдайына, әсіресе түрлі температура мен
құрғақшылыққа төзімді. Егер әдеттегі бактерия клеткалары +50 – 60° – та
қырылып қалатын болса, олар спора күйінде +100° ыстықты да көтереді және
өте құрғақшылыққа төзе береді. Бактериялар спора күйінде қолайлы жағдай
туғанша, ұзақ уақыт, кейде бірнеше жылдарға дейін, тіршілік қабілетін).

сурет- Бактериялардың жіктелуі

кесте- Әр түрлі бактерия спорасының жоғары температураға төзімділігі

Спора түзуді көбею тәсілі деп қарауға болмайды, өйткені бұнда бір
вегетативтік клеткадан небәрі бір ғана спора түзіледі. Мұны вегетативтік
клеткалардың сыртқы ортаның қолайсыз жағдайына бейімделуі деп қарауымыз
керек. Сыртқы ортада бактериялар үшін қолайсыз жағдай туғанда вегетативтік
клеткаларда спора өте тез түзіледі.
Спора түзілу кезінде клетка ішіндегі заттар қатаяды да клетканың орта
шеніне немесе бір шетіне жиналады. Мұнда клеткадағы су мөлшері күрт кемиді.
Сыртқы қабығы қатайып, еш нәрсе өткізбейтіндей күйге көшеді. Сондықтан да
бактериялық бояуларды қолданғанда спораларға ол өтпейді. Клетка спора
түзгенде оны екі қабат қоршап тұрады. Сөйтіп сыртқы ортаның қолайсыз
жағдайы спораға ешбір әсер ете алмайды. Пішініне қарағанда, спора сопақша
немесе дөңгелек болуы мүмкін. Спора әдетте вегетативтік клеткалардан
әлдеқайда кіші болады, кейде оның вегетативтік клеткадан асып кетуі де
мүмкін. Егер спора клетканың орта шамасында түзілсе, онда клетка – ұршық
тәріздес (клостридиум); ол клетканың бір ұшында пайда болса, барабан
таяқшасы (плектридиум) сияқты болып өзгереді. Қолайлы жағдай туғанда спора
өзіне ылғал тартып, ісінеді де сыртқы қабығы жұмсарып жарылады. Сөйтіп
спорадан вегетативтік клетка пайда болады. Спорадан вегетативтік клетканың
шығуы да 2 сағаттан артыққа созылмайды.
Спора түзу қасиеті көптеген бациллаларға тән. Олардың кейбіреулері,
мәселен, топалаң және ботулизм бацилласы өз денелерінен түрлі уды бөлуі
арқылы адам мен жануарларды аса қауіпті ауруға ұшыратады.
Бактериялардың қозғалуы. Қозғалу қабілеті негізінен бактериялар дүниесіне
тән құбылыс емес. Бұлардың кей бір өкілдері ғана өздігінен қозғалуға
бейімді келеді. Бактериялар протоплазмалық талшықтары арқылы қозғалады. Бұл
талшықтар кәдімгі микроскоппен қарағанда көрінбейді де электрондық
микроскоппен қарағанда өте жақсы көрінеді. Жалпы алғанда бактерия
талшықтарының ұзындығы клетканың денесінен аспайды, тек кейбір
бактерияларда ғана ол клеткадан бірнеше есе асып түседі.
Бактерия клеткаларындағы талшықтардың саны түрліше болады. Егер бактерияның
бір ғана талшығы болса – монотрихты, бірнеше талшығы болса – лофотрихты,
талшық бактерия денесін түгел жауып жатса – перитрихты талшықтану деп
атайды. Талшықтанудың соңғы түрі бактериялардың басым көпшілігінде
кездеседі

сурет-Бактерия клеткасындағы талшықтар.
1, 2, 4 және 11. монотрихтар.
5, 6, 12 және 13. лофотрихтар
3, 7, 8, 9 және 10. перитрихтар

Бактерия клеткасы талшығының жиырылуынан қозғалады. Егер талшық клетканың
бір ұшында орналасса бактерия тіке бағытта қозғалады да, денесінде жаппай
орналасса (перитрихты)– клетка тәртіпсіз қозғалады.
Спора түзу барысында талшықтар түсіп қалады. Бактериялардың қозғалысына
температураның жоғарылауы мен төмендеуінің түрліше әсері бар. Сонымен қатар
ортада әр түрлі улы заттардың болуы талшықтардың қимылдау қабілетін жояды.
Бактериялардың қозғалу жылдамдығы түрліше болады. Мәселен, пішен таяқшасы
секундына 10 микрон, оба вибрионы – 30 микрон, ал қозғала алатын басқа
түрлері осы уақытта шамамен 2–10 микрондай қашықтыққа қозғала алады.
Бактериялардың көбеюі. Бактериялар бөліну арқылы көбейеді. Бөліну кезінде
клетканың ортасынан біртіндеп қалқанша пайда болып, клетка ішіндегі
заттарды екіге беледі. Миксобактериялардың кейбір түрлерінде бұл
байқалмайды. Егер таяқша тәрізді клеткалар бөлінгенде өз ара тең екі клетка
пайда болса, оны изоморфты бөліну деп, керісінше, клетка бірдей тең екіге
бөлінбей бөліктері әр түрлі болса – гетероморфты бөліну деп атайды (4
–сурет). Бөлінудің соңғы түрі, ересек бактерияларда байқалады.
Бактериялардың көбею жылдамдығы орта жағдайларына байланысты болады. Егер
бактерияларға қолайлы жағдай туса, олардың кебеюі де тездейді. Бактериялар
үшін ортада қажетті қоректік заттар болып, жылу, ортаның реакциясы, аэробты
бактериялар үшін оттегі жеткілікті болса, әрбір клетканың көбеюі 20–30
минут сайын қайталанып отырады. Сондықтан кебею жылдамдығы мен сыртқы орта
жағдайының арасында тығыз байланыс, кейде тіпті тәуелділік бар деп те
айтуға болады. Сөйтіп, азғана уақыт ішінде көлемі 1–2 микрондай болатын
бактериядан орасан көп клеткалар түзіледі. Бактериялардың көбею жылдамдығын
мына мысалдан айқын көруге болады. Егер 20 минут сайын клетка бөлінетін
ескерсек, ол бір тәулік ішінде 72 рет қайталап 272=472 · 1019 клетка пайда
болады. Егер бір миллиард бактерия клеткасының салмағы 1 миллиграмдай
болса, онда 472 · 1019 клетка 4720 тоннаға тең келеді. Осы бактериялар бір
жұма бойына бөлініп отырса, клеткалар саны да орасан көп болып, бүкіл жер
шар ынқаптап кеткен болар еді. Бірақ біз табиғаттағы мұндай құбылысты
байқамаймыз. Өйткені пайда болған бактериялар клеткасының біразы сыртқы
ортаның факторларының қолайсыз әсерінен қырылып кетеді. Аман қалған бірер
организм қолайлы ортаға түссе, тез бөлініп, жаңа ұрпақтар бере бастайды.
Жіп тәрізді бактериялардың бөлінуі ерекше. Бұлар жіпшелерінен жеке
вегетативтік – конидий немесе гонидий деп аталатын арнаулы клеткалар түзу
арқылы көбейеді. Клеткалардың кейбір түрлері қозғала алады. Оны зооспоралар
деп атайды.
Ғылымда бактериялар көбеюінің бірнеше фазалары белгілі. Бұл
микроорганизмдер тіршілігін басқаруға мүмкіншілік береді.
1. Көбеюдің тежелу фазасы. Мұны лагфаза деп те атайды. Бұл фазада
бактериялардың көбеюі байқалмайды олар мұнда жаңа қоректік ортаға
бейімделіп жатады. Бұл фаза 1 – 2 сағатқа созылады. Фазаның аяқ шенінде
клеткалар көбейе бастайды. Қоректік ортаға олардың әсері күшейе түседі.
2. Көбеюдің актив фазасы. Бұл кезеңде бактериялар қарқындап бөлінеді.
Клеткалардың көбеюімен байланысты өсу жылдамдығы да арта түседі. Бұл екі
сағаттай мерзімге созылады.
3. Стационарлық фаза. Қоректік ортадағы клеткалар саны ең көп мөлшерге
жетіп, осы күйінде біраз уақыт тұрады. Көбеюдің осы фазасында тіршілік
әрекеті нәтижесінде пайда болған заттар микроорганизмдердің көбеюін тежей
бастайды. Клеткалардың көбею қарқыны баяулап, олардың біразы қырылып
қалады. Сөйтіп жаңа пайда болған клетка саны, өлген клеткалар санына
теңеледі. Бұл фаза бірнеше сағаттан бірнеше күнге созылады.

сурет.-Бактериялардың гетероморфты бөлінуі (200 мың есе үлкейтілген).

4. Бактериялардың қырылу фазасы. Тіршілік әрекеті барысында пайда болған
заттардьщ көптігі және күштілігі соншалық, ол бактерияларға зиян тигізе
бастайды. Бұл кезде ортадағы бактерияның қоректік заттары таусылады. Бұл
фазаның ұзақтығы түрлі микроорганизмдер үшін түрліше болып келеді. Мәселен,
сүт қышқылы бактериялары +30° температурада 5 – 7 күн өткен соң қырылатын
болса, шіріту бактериялары одан ұзағырақ тіршілік етеді.
Саңырауқұлақтар микроорганизмдер ішіндегі ең үлкен топ. Олар төменгі
сатыдағы өсімдіктерге жатады, клеткасында хлорофилл болмайды, дайын
органикалық заттармен қоректенеді. Саңырауқұлақтар аэробты организмдер.
Сондықтан олар қоректік заттардың бетінде колония құрып тіршілік етеді.
Сыртқы орта жағдайларына саңырауқұлақтар төзімді организмдер. Төменгі
температура, тұздың едәуір концентрациясы және ортаның қышқылдығы аса әсер
ете қоймайды. Сондықтан сақырауқұлақтар іс жүзінде барлық жерлерде
кездеседі.
Саңырауқұлақтардың құрылысы. Саңырауқұлақтардың денесі өте нәзік
жіпшелерден, яғни гифтерден тұрады. Бұл гифтердің өз ара шатасып
орналасуынан барып мицелий пайда болады. Кейбір саңырауқұлақтардың денесі
жіптерден құралмайды. Мұндай саңырауқұлақтардың басым кепшілігі өсімдіктер
ауруын қоздырады. Мәселен, бұларға картоптың рак ауруын қоздыратын
садырауқұлақтар жатады. Саңырауқұлақтар бір клеткалы және көп клеткалы
болып бөлінеді. Бір клеткалы саңырауқұлақтың бұтақталған мицелийі бір ғана
клеткадан тұрады. Ал көп клеткалы саңырауқұлақтардың гифінде аралық
перделер бар.
Жалпы саңырауқұлақтар клеткаларынын, құрылысы басқа организмдердің
клеткаларының құрылысына ұқсас. Клеткалары сыртқы қабықтан, цитоплазмадан,
бір немесе бірнеше ядродан тұрады. Қабық құрамында клетчатка, пектин және
азот тектес заттар бар. Цитоплазмада әр түрлі заттармен бірге вакуоля да
бар. Қор заттары ретінде клеткада углевод және май заттары кездеседі.
Саңырауқұлақтардың көбеюі. Саңырауқұлақтар бірнеше түрлі жолмен көбейеді.
Олардың кепшілігінде көбеюге қажетті арнаулы органдар бар. Негізінен
саңырауқұлақтар споралар арқылы көбейеді. Қоректік ортаға кез болған
споралар тез арада көбейіп, жақадан гифтер түзеді.
Саңырауқұлақтар гифтерден үзіліп қалған бөлшектерден де көбейе алады. Ал
кейбір саңырауқұлақтар ерекше клеткалар – ойдийлер арқылы көбейеді.
Ойдийлер, гифтер жеке клеткаларға белінгенде пайда болады және одан
қоректік ортада жаңадан саңырауқұлақтар өсіп шығады. Бұл жоғары сатыдағы
өсімдіктердің вегетативтік органдармен көбеюіне (мәселен, картоптың
түйнекпен өсуі) ұқсайды.
Саңырауқұлақтарда спора түзілу жынысты және жыныссыз жолдармен жүреді.
Жыныссыз жолмен көбейгенде споралар ерекше гифтердің ұшына пайда болады.
Мұндай гифтер құрылысы жағынан әдеттегі гифтерден өзгеше келеді.
Кейбір саңырауқұлақтардың осындай гифтерінің ұшында споралар бірден,
топталып немесе моншақталып орналасады. Бұл спораларды конидий, ал олар
орналасқан гифтерді конидиеносцалар деп атайды. Пісіп жетілген кезде
конидий шашылады да, қолайлы жағдай туғанда көбейеді.
Басқа саңырауқұлақтарда споралар спорангиеносцалар деп аталатын гифтердіц
ұшындағы дөңгелек спорангийлер ішінде түзіледі. Пісіп жетілген спорангийлер
жарылып, споралары төгіледі. Бұлар да қолайлы жағдайға тап болса көбейіп,
жаңадан саңырауқұлақ береді. Саңырауқұлақ споралары орасан көп және олар
едәуір қашықтыққа дейін таралады. Конидийлер де, спорангийлер де пішіні
және бояуы жағынан түрліше болып келеді. Міне бұл қасиеттер оларды анықтау
үшін қолданылады.
Жыныстық жолмен көбейгенде екі жыныстық клетка қосылғаннан кейін зигоспора
түзіледі, немесе ооспора деп те атайды. Қолайлы жағдай туғанда бұлардан
жаңа саңырауқұлақтар түзіледі.
Жоғары сатыдағы саңырауқұлақтарда бірнеше споралар пайда болады. Кейбір
түрлерінде төрт базидиспора, ал басқа бір түрлерінде сегізден аскоспора
негізделеді. Базидиспоралар қап сияқты ерекше дененің жоғары жағында
түзілсе, аскоспоралар сумка сияқты цилиндр пішінді жұмыр клеткаларда пайда
болады.
Жынысты және жыныссыз жолдармен көбейе алатындарын жетілген (совершенные),
ал тек жыныссыз жолмен ғана көбейе алатындары – жетілмеген (несовершенные)
саңырауқұлақтар деп аталады.
Кейбір саңырауқұлақтар қалың қабықпен қапталған гифтер, яғни
хламидоспоралар түзуге бейімделген. Бұлар, әсіресе астық тұқымдас
өсімдіктерді зақымдайды. Сөйтіп саңырауқұлақтар микроорганизмдер дүниесінен
ерекше орын алады. Бұлардың табиғатын жете түсініп білгенде ғана пайдалы
жақтарын қолданып, зиянды әрекеттеріне қарсы күрес жүргізуге мүмкіндік
туады.
Ашытқы саңырауқұлақтары – бір клеткалы қозғалмайтын және бактериялардан
шамамен алғанда он еседей ірі микроорганизмдер (9–сурет). Табиғатта бұлар
кең тараған. Клетка пішіні әр түрлі: дөңгелек, сопақша және таяқша тәрізді
болады. Ашытқы саңырауқұлақтары клеткасының мөлшері 8–10 микронға тең.
Оларда қозғалу органеллалары болмайды. Клетка сыртында қабығы бар.
Цитоплазмада ядро, вакуоля және басқа да (май, гликоген, волютин) заттар
кездеседі. Ашытқы саңырауқұлақтарын адам баласы қолдан өсіріп, өз
шаруашылығында пайдаланады. Ал, табиғатта жабайы ашытқы саңырауқұлақтар да
болады. Олар ауыл шаруашылық өнімдерін зақымдап едәуір зиянын тигізеді.
Ашытқы саңырауқұлақтарының адам баласына пайда келтіретін түрлерін біз
мәдени ашытқы саңырауқұлақтар деп атаймыз. Ашытқы саңырауқұлақтар
өнеркәсіпте кең қолданылады. Олар қантты ашытып, көмір қышқыл газы мен
спирт түзеді. Олардың бұл қасиеті нан өндірісінде және спирт өндіруде,
түрлі шараптарды, сыраларды, сүт тағамдарын даярлауда қолданылады.

Сурет- Ашытқы саңырауқұлақтар. Кейбіреулері бүршіктеніп көбейіп жатыр.

Ашытқы саңырауқұлақтарында белок және витаминдер (В, Д, Е) көп болады,
сондықтан оларды қазір тамақ және мал азықтық мақсатқа кеңінен қолданады.
Ашытқы саңырауқұлақтары көбінесе бүршіктену арқылы көбейеді. Бұлар спора
түзу және жай бөліну арқылы сирек көбейеді. Олардың кейбір түрі жыныстық
жолмен көбейеді.
Бүршіктеніп көбейгенде, алдымен аналық клеткадан төмпешік пайда болады да,
кейіннен ол үлкейіп бүршікке айналады. Бұдан кейін жас клетка аналық
организмнен мүлдем бөлініп кетеді. Қолайлы жағдайда бүршіктену екі сағатқа
созылады. Углевод пен азотты қоректік затқа бай ортада ашытқы
саңырауқұлағының бүршіктенуін жай биологиялық микроскоптармен де көруге
болады.
Спорамен көбею оларда жынысты және жыныссыз жолдармен жүреді. Ашытқы
саңырауқұлақтары клеткасындағы споралардың саны екіден он екіге дейін
барады. Жыныссыз жолмен спора пайда болғанда вегетативтік клеткалар ұсақ
бөлшектерге бөлінеді де олардың әрқайсысының сыртында қабық пайда болады.
Ал жыныстық жолмен спора пайда болғанда екі клетка қосылады да сыртында
қабық пайда болады. Споралардың пішіні дөңгелек немесе сопақша болып
келеді.
Ашытқы саңырауқұлақтардың систематикасы көбею тәсілдері мен физиологиялық
қасиеттеріне негізделген. Олар екі тұқымдасқа бөлінеді: сахаромицеттер және
сахаромицет еместер.
Сахаромицеттер. Бұларға мәдени ашытқы саңырауқұлақтар жатады. Олар
бүршіктену және споралар түзу арқылы көбейеді. Сондықтан бұларды нағыз
ашытқы саңырауқұлақтар деп атайды. Мәдени ашытқы санырауқұлақтарға нан,
шарап, сыра ашытқы саңырауқұлақтары жатады.
Өндірісте, әсіресе олардың сахаромицес церевидзе және сахаромицес
эллипсойдеус деген түрлерінін, маңызы зор.
Сахаромицес церевидзе клеткасы шар немесе жұмыртқа тәрізді. Олар шарап
спиртін алу үшін, сыра қайнатуда және нан ашытуда қолданылады. Бұлардың
белгілі бір температурада және жағдайларда тіршілік ететін жеке топтары –
расалары бар.
Ал сахаромицес эллипсойдеустің клеткасы эллипс тәрізді, шарап өнеркәсібінде
қолданылады, олардың кейбір расалары шараптағы хош иісті түзуге тікелей
қатысады.
Сахаромицет емес ашытқы саңырауқұлақтар негізінен жалған ашытқы
саңырауқұлақтар. Олай аталатын себебі: ашытқы саңырауқұлақтарының спора
түзуге қабілеті болмайды бүршіктену арқылы ғана көбейе алады. Бұлардың
көпшілігі әр түрлі өндірістердегі өнімдерді зақымдайды. Дегенмен олардың
ішінде шаруашылық үшін маңызды туыстары бар. Олар: торула және микодерма.
Торула туысына жататын ашытқы саңырауқұлақтар шар тәрізді келеді және ашыту
процесі барысында азғана мөлшерде спирт түзеді. Торула кефир деп аталатын
екілі қымыз және кефир сияқты сүт тағамдарын даярлауда пайдаланылады, ал
торула утилис – тағамдық және мал азықтық ашытқы саңырауқұлақтарды өндіруде
үлкен маңызы бар. Микодерма туысына жататын ашытқы саңырауқұлақтардың
клеткасы ұзынша. Олар спирт түзе алмайды. Бірақ ортадағы бар спиртті және
органикалық қышқылдарды су мен көмір қышқыл газына дейін тотықтыра алады.
Құрамында спирті бар ішімдіктердің бетіне қонса, микодерма қатпарланған
пленка түзеді де, оның иісі мен дәмін бұза бастайды. Сонымен қатар
микодерма сүт тағамдарын тұздалған овощтарды бүлдіріп, сірке және нан
ашытқы саңырауқұлақтарын жасайтын өндірістерге өте зиянын тигізеді.

1.3 Микроорганизмдер және тамақ өнімдері

Ертеркете биотехнология біздің тілімізде қолданылмайды. Бұның орнына
өндіріс миробиология, техникалық биология сияқты сөздері біз қолдандық.
Адамдар бірнеше жүз жыл биотехнологияны қолданды: адамдар сыра қайнатуымен,
нан пісіруімен айналасқан. Олар сақтау әдісі және өнімді өңдеуді
ферментация жолымен (сыра, сірке, соус өндірісі) майдан сабын, қарапайым
дәрілік заттар дайындау және қалдықты өңдеуді жасау ойластырылған.
Биотехнологияда микроорганизмдер оң роль атқарады, сондықтан тамақты
сақтауда оны өндіргенге қарағанда қолдану мүмкін. Тамақ өнімдер өндірісінде
өңдеу негізделген. Барлық органикалық заттар тамақ өндірісінде қолданылады,
микроорганизмдер қолданылады.
Ерте заманнан келе жатқан өндіріс процестерінің бірі-сыра жасауды ерте
заманда Египеттіктер шығарған. Ертеректе сыра қайнатудың негізгі шикізаты
арпа болады. Сапасы жоғары арпаның дәнін қалындығы бірнеше сантиметр етіп
төсеп оған су сеуіп өсірген. Өсу кезінде дәннен ферменттер пайда болады.
Өнген арпаны кептіріп майдалап суға араластырады. Бірте-бірте ыстық суда 40
грдустан 70 градусқа дейін крахмалды қантқа айналдырады, сулы ертіндіге
ферменттер іске кіріседі. Қанттан басқа белок, минерал тұздар болады.
Оларды аздап қайнатып оны сүзіп, қалған таза сұйықтыққа құлмақ бүршіктерін
салып, тағы қайнатады. Құлмақтан әртүрлі қоспалар шығады, олар сұйыққа
ерекше қош иіс береді және бактерияларды өлтіретін қасиет пайда болады.
Қайнаған кезде сұйық тазарады. Одан кейін оны сүзгіден өткізіп, құрамында
әртүрлі қантты құрамында әртүрлі қантты аминқышқылы, минералды тұздарды
және басқа заттары бар сұйық алынады. Ол кейін үлкен ашытқы кеспектеріне
салынатын ашытқы саңырауқылақтар үшін көрсеткіш зат болады. Ашу процесі он
градус жылықта он күнге, ол ыстығы жоғары (15-23° болса) бір айға жуық
болады. Ашыған сұйықтық бет жағында көмір қышқыл газынан көбік шығады.
Осылай ашытылған сыра әлі ішуге жарамайды, оның ашытқыларын алғаннан кейін
бірнеше апта бойы 0° шамасында үлкен ыдыста сақталады. Оыс мерзімде ашу
процессі бірте-бірте бітіп, кейбір заттар тұнады. Оларды алып тастағаннан
кейін сыраға үлкен қысыммен көбік шығаруға және ұзақ сақтауға көмектесіп
көмір қышқыл газы жіберіледі. Бұдан соң сыраны шөлмектерге құйып,
пастеризациялайды.
Ішімдік жасауға қолданылуымен бірге спирт сондай-ақ химия өнеркәсібінде
бағалы шикізат ретінде пайдаланады. Спирт жасауға өте ұқсас. Негізгі
айырмашылығы-қоректік затты тек ауамен жақсы қамтамасыз етуде ғана. Ашып
тұрған сұйққа ауа жеткілікті мөлшерде кірген кезде қант көмір қышқыл газы
мен суға түгел бөлініп, ашытқы клеткалары көбейіп кетеді. Ал егер ашыған
кезде ауаның кіруі шектелсе қанттың ажырауы спирт пайда болған кезде
тежеледі. Ашытқы мен спирт алудың арасындағы айырмашылықты жақсы түсіну
үшін осы кезде болатын процестер.
Сіркенің құрамында сахароза углеводтар болады, ол ашытқы ферменттердің
ықпалымен неғұрлым қарапайым құрмаларға-глюкоза мен фруктозаға бөлінеді.
Бұл қанттардың бөлінуі аралық өнімге дейін бірдей болады. Міне, ашытқы мен
спир өндірудегі негізгі айырмашылығы ортаға оттегі жеткілікті мөлшерде
берілсе жүзім қышқылы көмір қышқыл газы мен суға бөлінуімен аяқталатын
химиялық реакциялар сериясына келіп қосылады, осы кезде клеткада белоктың
қалыптасуна қажетті химиялық энергия басында ашытқы осылай алынады.
Оттегі жетіспеген жағдайда оның қандайда болатынын көрейік. Ферменттердің
көмегімен ашытқы бәрінен бұрын оның молекуласын аралық өнім ацетальдегидке
дейін қысқартады. Бұдан кейін одан спирт пайда болады. Бұл кезде ашытқы
өндіргендегідей энергия едәуір аз шығады. Ашытқы клеткалары да едәір аз
пайда болады, ал олар қантта көбірек бөлуге мәжбүр болады. Бұдан спирт
шығады.

1.4 Шикізатқа сипаттама

Меласса- қою, тұтқыр, қара-қоңыр түсті, сұйықтық, ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
"Сірке қышқылын" микробиологиялық синтездеу жолмен алуда культивирлеу процесінің факторлары
Сірке қышқылы микробиологиялық синтездеу жолмен алуда культивирлеу процесінің факторларын зерттеу
Газ өнеркәсібі
Химия өнеркәсібі
Көмір өнеркәсібі
Уран өнеркәсібі
Олигодезоксирибонуклеотидтерді химиялық синтездеу әдістері
Ксилитанның олигоэфирлерін синтездеу және зерттеу
Гибберилиндердің микробиологиялық өндірісі
Консерві өнеркәсібі
Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор №1 болып табылады.

Байланыс

Qazaqstan
Phone: 777 614 50 20
WhatsApp: 777 614 50 20
Email: info@stud.kz
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь