Ферменттерді иммобилиздеу
Мазмұны
Аннотация ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Нормативтік сілтеме ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Анықтамалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қысқартылған сөздер мен белгілер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1 Аналитикалық шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.1 Ферменттер туралы жалпы түсінік ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1. 2 Иммобилизденген ферменттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.3 Ферменттерді иммобилизациялаудың физикалық әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.4 Ферметтерді иммобилизациялаудың химиялық әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.4.1Ферменттерді металлохелаттық әдіспен иммобилизациялау ... ... ... ... ... .
1.5 Иммобилиздеу әдістеріне қойылатын негізгі талаптар ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.6 Иммобилизденген ферменттердің артықшылықтары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.7 Иммобилизденген ферменттерді қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2 Тәжірибелік бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.1 Неорганикалық тасымалдағыштар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.2 Ерімейтін тасымалдағыштарда адсорбция жолымен ферменттерді иммобилизациялау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.2.1 Адсорбционды иммобилизацияға олданылатын тасымалдаңыштар ... ... ..
2.2.2 Адсорбционды иммобилизация әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.3 Фермент пен тасымалдағыштың адсорбционды өзара әрекеттесуінің
табиғаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.3.1 Әртүлі факторлардың тасымағыштағы ферменттің адсорбциалануына әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.4 Тәжірибе нәтижесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.4.1 Адсорбциялық иммобилиздеудің артықшылықтары мен кемшіліктері ... ..
3. Тіршілік қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Қолданылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Аннотация ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Нормативтік сілтеме ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Анықтамалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қысқартылған сөздер мен белгілер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1 Аналитикалық шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.1 Ферменттер туралы жалпы түсінік ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1. 2 Иммобилизденген ферменттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.3 Ферменттерді иммобилизациялаудың физикалық әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.4 Ферметтерді иммобилизациялаудың химиялық әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.4.1Ферменттерді металлохелаттық әдіспен иммобилизациялау ... ... ... ... ... .
1.5 Иммобилиздеу әдістеріне қойылатын негізгі талаптар ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.6 Иммобилизденген ферменттердің артықшылықтары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.7 Иммобилизденген ферменттерді қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2 Тәжірибелік бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.1 Неорганикалық тасымалдағыштар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.2 Ерімейтін тасымалдағыштарда адсорбция жолымен ферменттерді иммобилизациялау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.2.1 Адсорбционды иммобилизацияға олданылатын тасымалдаңыштар ... ... ..
2.2.2 Адсорбционды иммобилизация әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.3 Фермент пен тасымалдағыштың адсорбционды өзара әрекеттесуінің
табиғаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.3.1 Әртүлі факторлардың тасымағыштағы ферменттің адсорбциалануына әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.4 Тәжірибе нәтижесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.4.1 Адсорбциялық иммобилиздеудің артықшылықтары мен кемшіліктері ... ..
3. Тіршілік қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Қолданылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Кіріспе
ҚР Президенті Н. Ә. Назарбаевтың Қазақстан халқына жолдаған жолдауы биылғы жылы « Жаңа әлемдегі жаңа Қазақстан» деп аталды. Биылғы жылы президентіміз жолдауда ауылшаруашылығына көп көңіл бөлді. Жолдауда ауыл шаруашылығы туралы арнайы «КазАгро» деген бөлім бар. «КазАгроның» негізгі міндеті – ауыл шаруашылығының өнімділік деңгейін көтеру, жердің тозуының алдын алу, еліміздің су және басқа табиғи ресурстарын пайдалану тиімділігін арттыру, сонымен қатар ескірген аграрлық ғылымның кенжелеп дамуына тосқауыл қою, сондай-ақ ұқсас шаруа қожалықтарының бытыраңқылығын еңсеру мәселелерін жүйелі түрде шешу.
«КазАгро» таяу уақыттың ішінде экспорттық әлеуеті бар қолданыстағы және жаңа ауылшаруашылық өнім өндірушілерін қаржыландыру жүйесін әзірлеп, іске асыруға тиіс. Мұндай қаржыландыру нысаналы болуы тиіс әрі ескірген агротехнологияларды алмастыруды және жоғары технологиялық агроөнеркәсіп құруды қарастыруы қажет. Тағы осы сияқты және басқа да ауыл шаруашылығына қатысты мәселелер биылғы жолдауда қарастырылған.
Ферменттерді биологиялық катализаторлар ретінде өндірістің әр түрлі салаларында – фармацевтикада, ауыл шаруашылығында, тоқыма өндірісінде, медицинада, анализде, органикалық синтезде және т.б. пайдаланылады.
Ферменттерді иммобилиздеу – бұл олардың каталитикалық белсенділігінің толық немесе бөлшекті сақталынуымен ерімейтін жағдайға ауысуы. Ферменттер мен клеткаларды иммобилиздеу – сыртқы (қоршаған) ортада қозғалысының жасанды шектеулі жағдайларын туғызу, бұл шектеулерді тасымалдаушылар қамтамасыз етеді. Бүкіл клетка- тасымалдаушы жүйесін иммобилизденген биокатализатор деп атайды.
Иммобилизденген биокатализаторлар – биотехнологиядағы жаңа ғылыми-техикалык бағыт, оның пайда болуы инженерлік знзимология жетістіктерінің негзіндегі өндірістердің биотехнологиялық процестерін қарқындату қажеттілігімен байланысты.
Биотехнология соңғы он жылдықта қарқынды дамушы ғылыми салалардың бірі болып тбылады. Биотехнологияның қазіргі кезде атқаратын шешуші мәселелеріне биологиялық жүйелер ( ферменттер, органелалар, клеткалар, ұлпа дақылдары ) көмегімен практикалық қажетті практикалық қажетті маңызды қосылыстар алуды және де зиянды немесе қажетсіз қосылыстардан сұйық және газ тәрізді орталарды тазалауды жатқызуға болады. Шындығыда химиялық өндірістер де осындай мақсаттарды алдына қояды, алайда көптеген күрделі құрылымды өнәмдерге (гормондар, ферменттер, антиденелер, комплексті препараттар және т.б.) масштабты химиялық синтез мұмкін емес.Сонымен бірге, биотехнологиялық әдістерді қолдану арқылы жоғарыда келтірілген күрделі қосылыстардың да , этил спирті немесе лимон қышқылы сияқты биотехнология үшін әдеттегі өнімдердің тиімділігін жоғарылатуға және оларды алупроцестерін рентабельді ( пайдалы, табысты, ұтымды ) жасауға болады. Қалыптасқан немесе өндіріс рқылы қабылданып жатқан биотехнологиялық процестер, жаратылыстану және техникалық экологияға, цитология және клеткалық инженерияға, биохимия және молекулалық биологияға, генетика және гендік инженерияға, химия мен математикаға, есептеу техникасы мен машина жасауға және т.б.
Қазіргі биотехнологияның жаңа өндірістік бағыты ретінде жаңа заман биокатализаторлар – микроорганизмдер, өсімдіктер мен жануарлардың иммобилизденген клеткалары қолданылады. Ағылшын тілінде - Immobilize – таңып тастау, орнықтру, қозғалысын шектеу, байлансұан ( орысша – делать неподвижным, лишать подвижности, отанавливать, сковывт, связывать ) мағыналарын білдіреді.
Бұл өндірістердің негізгі бағыты – қазіргі инженерлі энзимилогияның жетістіктерін, иммобилизденген фетенттер мен клеткалардың каталтикалық белсенділігін қолдану.
Иммобилизденген биокатализаторлар мен инженерлі энзимология негезенде өндірістенрді құрудың практикалық өңдеуі төмендегілермен байланысты:
- адамның қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін қажетті жаңа өнімдер алумен
- биотехнологиялық өндірістің белгілі өнімінің сапасын арттырумен
- қазіргі кезде биотехнологиялық процестердің тиімділігі мен экономдылығын көтерудің қажеттілігімен.
- Берілген оқу құралының мақсаты – жаңа бағыттағы биокатализаторлар – микроорганизмдердің иммобилизденген клеткаларын қолдануға негізделген биотехнологиялық өндірістің перспективті бағытымен таныстыру.
ҚР Президенті Н. Ә. Назарбаевтың Қазақстан халқына жолдаған жолдауы биылғы жылы « Жаңа әлемдегі жаңа Қазақстан» деп аталды. Биылғы жылы президентіміз жолдауда ауылшаруашылығына көп көңіл бөлді. Жолдауда ауыл шаруашылығы туралы арнайы «КазАгро» деген бөлім бар. «КазАгроның» негізгі міндеті – ауыл шаруашылығының өнімділік деңгейін көтеру, жердің тозуының алдын алу, еліміздің су және басқа табиғи ресурстарын пайдалану тиімділігін арттыру, сонымен қатар ескірген аграрлық ғылымның кенжелеп дамуына тосқауыл қою, сондай-ақ ұқсас шаруа қожалықтарының бытыраңқылығын еңсеру мәселелерін жүйелі түрде шешу.
«КазАгро» таяу уақыттың ішінде экспорттық әлеуеті бар қолданыстағы және жаңа ауылшаруашылық өнім өндірушілерін қаржыландыру жүйесін әзірлеп, іске асыруға тиіс. Мұндай қаржыландыру нысаналы болуы тиіс әрі ескірген агротехнологияларды алмастыруды және жоғары технологиялық агроөнеркәсіп құруды қарастыруы қажет. Тағы осы сияқты және басқа да ауыл шаруашылығына қатысты мәселелер биылғы жолдауда қарастырылған.
Ферменттерді биологиялық катализаторлар ретінде өндірістің әр түрлі салаларында – фармацевтикада, ауыл шаруашылығында, тоқыма өндірісінде, медицинада, анализде, органикалық синтезде және т.б. пайдаланылады.
Ферменттерді иммобилиздеу – бұл олардың каталитикалық белсенділігінің толық немесе бөлшекті сақталынуымен ерімейтін жағдайға ауысуы. Ферменттер мен клеткаларды иммобилиздеу – сыртқы (қоршаған) ортада қозғалысының жасанды шектеулі жағдайларын туғызу, бұл шектеулерді тасымалдаушылар қамтамасыз етеді. Бүкіл клетка- тасымалдаушы жүйесін иммобилизденген биокатализатор деп атайды.
Иммобилизденген биокатализаторлар – биотехнологиядағы жаңа ғылыми-техикалык бағыт, оның пайда болуы инженерлік знзимология жетістіктерінің негзіндегі өндірістердің биотехнологиялық процестерін қарқындату қажеттілігімен байланысты.
Биотехнология соңғы он жылдықта қарқынды дамушы ғылыми салалардың бірі болып тбылады. Биотехнологияның қазіргі кезде атқаратын шешуші мәселелеріне биологиялық жүйелер ( ферменттер, органелалар, клеткалар, ұлпа дақылдары ) көмегімен практикалық қажетті практикалық қажетті маңызды қосылыстар алуды және де зиянды немесе қажетсіз қосылыстардан сұйық және газ тәрізді орталарды тазалауды жатқызуға болады. Шындығыда химиялық өндірістер де осындай мақсаттарды алдына қояды, алайда көптеген күрделі құрылымды өнәмдерге (гормондар, ферменттер, антиденелер, комплексті препараттар және т.б.) масштабты химиялық синтез мұмкін емес.Сонымен бірге, биотехнологиялық әдістерді қолдану арқылы жоғарыда келтірілген күрделі қосылыстардың да , этил спирті немесе лимон қышқылы сияқты биотехнология үшін әдеттегі өнімдердің тиімділігін жоғарылатуға және оларды алупроцестерін рентабельді ( пайдалы, табысты, ұтымды ) жасауға болады. Қалыптасқан немесе өндіріс рқылы қабылданып жатқан биотехнологиялық процестер, жаратылыстану және техникалық экологияға, цитология және клеткалық инженерияға, биохимия және молекулалық биологияға, генетика және гендік инженерияға, химия мен математикаға, есептеу техникасы мен машина жасауға және т.б.
Қазіргі биотехнологияның жаңа өндірістік бағыты ретінде жаңа заман биокатализаторлар – микроорганизмдер, өсімдіктер мен жануарлардың иммобилизденген клеткалары қолданылады. Ағылшын тілінде - Immobilize – таңып тастау, орнықтру, қозғалысын шектеу, байлансұан ( орысша – делать неподвижным, лишать подвижности, отанавливать, сковывт, связывать ) мағыналарын білдіреді.
Бұл өндірістердің негізгі бағыты – қазіргі инженерлі энзимилогияның жетістіктерін, иммобилизденген фетенттер мен клеткалардың каталтикалық белсенділігін қолдану.
Иммобилизденген биокатализаторлар мен инженерлі энзимология негезенде өндірістенрді құрудың практикалық өңдеуі төмендегілермен байланысты:
- адамның қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін қажетті жаңа өнімдер алумен
- биотехнологиялық өндірістің белгілі өнімінің сапасын арттырумен
- қазіргі кезде биотехнологиялық процестердің тиімділігі мен экономдылығын көтерудің қажеттілігімен.
- Берілген оқу құралының мақсаты – жаңа бағыттағы биокатализаторлар – микроорганизмдердің иммобилизденген клеткаларын қолдануға негізделген биотехнологиялық өндірістің перспективті бағытымен таныстыру.
Қолданылған әдебиеттер
1. Диксон М, Уэбб Э. Ферменты – М.: Мир, 1981
2. Крю Ж. Биохимия – М.: Мир, 1979
3. Грячева М.И. Технология ферментных препаратов – М.: Пищевая промышленность, 1975г
4. Кретович В.Л. Введение в энзимологию. – М.: Наука, 1974
5. Сорачев К.Ф. Биотехнологическая химия. – М.: Просвещение, 1971
6. Березин И.В. Клячко Н.Л. Левашов А.В и др. Иммобилизованные ферменты – М.: Высшая школа, 1987
7. Уайт А. и др. Основы биохимии. – М.: Мир, 1982
8. Березов Т.П, Коровкин Б.Н. Биохимия – М.: Медицина, 1982
9. Синицын А.П, Райнина Е.И и др. Иммобилизованные клетки
10. Добрынина В.И, Свешникова Е.Я. Руководство к практическим занятиям. – М.: Медицина, 1986
11. Шөпшібаев Қ.К. Иммобилизацияланған биокатализаторлар негізіндегі өндірістер .
1. Диксон М, Уэбб Э. Ферменты – М.: Мир, 1981
2. Крю Ж. Биохимия – М.: Мир, 1979
3. Грячева М.И. Технология ферментных препаратов – М.: Пищевая промышленность, 1975г
4. Кретович В.Л. Введение в энзимологию. – М.: Наука, 1974
5. Сорачев К.Ф. Биотехнологическая химия. – М.: Просвещение, 1971
6. Березин И.В. Клячко Н.Л. Левашов А.В и др. Иммобилизованные ферменты – М.: Высшая школа, 1987
7. Уайт А. и др. Основы биохимии. – М.: Мир, 1982
8. Березов Т.П, Коровкин Б.Н. Биохимия – М.: Медицина, 1982
9. Синицын А.П, Райнина Е.И и др. Иммобилизованные клетки
10. Добрынина В.И, Свешникова Е.Я. Руководство к практическим занятиям. – М.: Медицина, 1986
11. Шөпшібаев Қ.К. Иммобилизацияланған биокатализаторлар негізіндегі өндірістер .
Кіріспе
ҚР Президенті Н. Ә. Назарбаевтың Қазақстан халқына жолдаған жолдауы
биылғы жылы Жаңа әлемдегі жаңа Қазақстан деп аталды. Биылғы жылы
президентіміз жолдауда ауылшаруашылығына көп көңіл бөлді. Жолдауда ауыл
шаруашылығы туралы арнайы КазАгро деген бөлім бар. КазАгроның негізгі
міндеті – ауыл шаруашылығының өнімділік деңгейін көтеру, жердің тозуының
алдын алу, еліміздің су және басқа табиғи ресурстарын пайдалану тиімділігін
арттыру, сонымен қатар ескірген аграрлық ғылымның кенжелеп дамуына тосқауыл
қою, сондай-ақ ұқсас шаруа қожалықтарының бытыраңқылығын еңсеру мәселелерін
жүйелі түрде шешу.
КазАгро таяу уақыттың ішінде экспорттық әлеуеті бар қолданыстағы және
жаңа ауылшаруашылық өнім өндірушілерін қаржыландыру жүйесін әзірлеп, іске
асыруға тиіс. Мұндай қаржыландыру нысаналы болуы тиіс әрі ескірген
агротехнологияларды алмастыруды және жоғары технологиялық агроөнеркәсіп
құруды қарастыруы қажет. Тағы осы сияқты және басқа да ауыл шаруашылығына
қатысты мәселелер биылғы жолдауда қарастырылған.
Ферменттерді биологиялық катализаторлар ретінде өндірістің әр түрлі
салаларында – фармацевтикада, ауыл шаруашылығында, тоқыма өндірісінде,
медицинада, анализде, органикалық синтезде және т.б. пайдаланылады.
Ферменттерді иммобилиздеу – бұл олардың каталитикалық белсенділігінің толық
немесе бөлшекті сақталынуымен ерімейтін жағдайға ауысуы. Ферменттер мен
клеткаларды иммобилиздеу – сыртқы (қоршаған) ортада қозғалысының жасанды
шектеулі жағдайларын туғызу, бұл шектеулерді тасымалдаушылар қамтамасыз
етеді. Бүкіл клетка- тасымалдаушы жүйесін иммобилизденген биокатализатор
деп атайды.
Иммобилизденген биокатализаторлар – биотехнологиядағы жаңа ғылыми-техикалык
бағыт, оның пайда болуы инженерлік знзимология жетістіктерінің негзіндегі
өндірістердің биотехнологиялық процестерін қарқындату қажеттілігімен
байланысты.
Биотехнология соңғы он жылдықта қарқынды дамушы ғылыми салалардың бірі
болып тбылады. Биотехнологияның қазіргі кезде атқаратын шешуші мәселелеріне
биологиялық жүйелер ( ферменттер, органелалар, клеткалар, ұлпа дақылдары )
көмегімен практикалық қажетті практикалық қажетті маңызды қосылыстар алуды
және де зиянды немесе қажетсіз қосылыстардан сұйық және газ тәрізді
орталарды тазалауды жатқызуға болады. Шындығыда химиялық өндірістер де
осындай мақсаттарды алдына қояды, алайда көптеген күрделі құрылымды
өнәмдерге (гормондар, ферменттер, антиденелер, комплексті препараттар және
т.б.) масштабты химиялық синтез мұмкін емес.Сонымен бірге, биотехнологиялық
әдістерді қолдану арқылы жоғарыда келтірілген күрделі қосылыстардың да ,
этил спирті немесе лимон қышқылы сияқты биотехнология үшін әдеттегі
өнімдердің тиімділігін жоғарылатуға және оларды алупроцестерін рентабельді
( пайдалы, табысты, ұтымды ) жасауға болады. Қалыптасқан немесе өндіріс
рқылы қабылданып жатқан биотехнологиялық процестер, жаратылыстану және
техникалық экологияға, цитология және клеткалық инженерияға, биохимия және
молекулалық биологияға, генетика және гендік инженерияға, химия мен
математикаға, есептеу техникасы мен машина жасауға және т.б.
Қазіргі биотехнологияның жаңа өндірістік бағыты ретінде жаңа заман
биокатализаторлар – микроорганизмдер, өсімдіктер мен жануарлардың
иммобилизденген клеткалары қолданылады. Ағылшын тілінде - Immobilize –
таңып тастау, орнықтру, қозғалысын шектеу, байлансұан ( орысша – делать
неподвижным, лишать подвижности, отанавливать, сковывт, связывать )
мағыналарын білдіреді.
Бұл өндірістердің негізгі бағыты – қазіргі инженерлі энзимилогияның
жетістіктерін, иммобилизденген фетенттер мен клеткалардың каталтикалық
белсенділігін қолдану.
Иммобилизденген биокатализаторлар мен инженерлі энзимология негезенде
өндірістенрді құрудың практикалық өңдеуі төмендегілермен байланысты:
- адамның қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін қажетті жаңа өнімдер
алумен
- биотехнологиялық өндірістің белгілі өнімінің сапасын арттырумен
- қазіргі кезде биотехнологиялық процестердің тиімділігі мен
экономдылығын көтерудің қажеттілігімен.
- Берілген оқу құралының мақсаты – жаңа бағыттағы биокатализаторлар –
микроорганизмдердің иммобилизденген клеткаларын қолдануға негізделген
биотехнологиялық өндірістің перспективті бағытымен таныстыру.
Анықтамалар
Иммобилизденген фермент деп - ерімейтін тасымалдағыштармен жасанды
байланысқан, бірақта өз каталитикалық қасиетін сақтаған ферменттер.
Энзимология (грекше en zyme – ашытқылар және logos - ғылым) –
ферменттерді зерттейтін ғылым.
Иммобилизация – үздіксіз процестерде қолдануға мүмкіндік беретін
ферменттерді трансформациялау әдістері.
Иммобилизацияланған ферменттер (immobilis - қозғалмайтын) ферменттер
препараттары. Олар матрица молекуласымен байланысқан немесе толық
және жартылай өзінің каталитикалық қасиеттерін сақтайтын ұстағыштар,
яғни полимерлер.
Иммобилизациялаудың химиялық әдісі ферментпен ұстағыштың арасында
ковалентті байланыстың түзілуіне негізделген.
Иммобилизациялаудың физикалық әдісі әлсіз байланысқа негізделген
және ферменттердің қандайда бір қабықшаға немесе матрицаға
қапталуына негізделген.
Иммобилизациялаудың механикалық әдісі – микробты жасушаларды әр
түрлі гельдер мен мембранаға қосуға негізделген.
Адсорбция – сорбцияның бір түрі, қатты дененің бетімен немесе сұйықтықпен
ерітіндіден немесе газдардан заттарды сіңіру.
Фермент дегеніміз – белоктық зат, ол түрлі организмдегі химиялық
реакцияларды жүруін тездетеді.
Ферменттер мен клеткаларды иммобилиздеу- бұл олардың каталитикалық
белсенділігінің толық емес бөлшекті сақталуымен ерімейтін жағдайда өтуі.
Қысқартылған сөздер мен белгілер
Ж – жасуша
И - иммобилизация
ИММК – иммобилизденген молекулярлы комплекс
И.ф – иммобилизацияланған ферменттер
И.ж – иммобилизацияланған жасушалар
М.а – микроағза
мг – милиграмм
мкм - микрометр
мл – миллилитр
нм – нанометр
ПААГ – полиакриламидті гель
ТЕМЕД – тетраметилэтилендиамид
Ф - фермент
ЭҚЕ – электр құралдарын қондыру ережесі
3 Тіршілік қауіпсіздігі
Еңбек қауіпсіздігі және еңбекті қорғау Қазахстан Республикасындағы
еңбекті қорғау саласындағы қоғамдық қатынастарды реттейді және
қызметкерлердің өмірі мен денсаулығын сақтауға бағыталған,сондай-ақ еңбек
қауіпсіздігіндегі және еңбекті қорғау саласындағы мемлекеттік саясаттың
негізгі принциптерін белгілейді. Елімізде еңбек қауіпсіздігінің стандартты
жүйесі ЕҚСЖ қолға алынған, әрбір өндіріс саласының өз технологиясы болады
сондықтан жобаны жасауда құрлысты тұрғызуда, жаңарту кезінде техникалық
қауіпсіздік ережесі ескертілуі керек.
Технологиялық процесстердің тізбектелген сатысы жүретін цехтар мен
бөлімдерді тұрғызған кезде, еңбек қауіпсіздігі, өрт, жарылыс мәселелері
жалпы құжаттар негізіне сәйкес болуы керек.
Шикізаттар мен дайын өнімдер сақталатын қоймаларда өрт және жарылысқа
қарсы қоланылытын құрал- жабдықтар болуы тиіс. Тез тұтанатын және жанатын
сұйықтықтар, құрғақ ашытқылар мен биопрепараттар бөлек қоймаларда
сақталады, қоймаға жақын жерде ережеге сәйкес қашықтықта өрт сөндіретін
құрал – жабдықтар сай тұрады. Органикалық ерітінділер мен жанғыш заттармен
жұмыс істейтін, жарылыс қауіпі бар цехтар жатады. Бұл цехтарда өрт
кезінде шығып кететін есіктері болады,төбесі жарылыс кезінде оңай ұшып
кететін материалдан жабылады. Цехтарда өндірістік апат болған жағдайда
қолдану үшін, барлық қоймаларда өрт сөндіруге арналған алғашқы көмек
беретін құрал-жабдықтар және автоматты жүйеде өрт сөндіредін қондырғылар
орнатылады.
Кейбір дыбысты естіртпейтін орында қатты дыбыс шығарып жұмыс
істейтін қондырғылар құрал-жадықтар арнаулы амортизацияланған жастықшалар
орналатылады. Қатты шу дыбыс адамның басын ауыртып тез шаршатады, кейде
құлақтың дыбысты есітпей қалуына әкеліп соқтырады, сондықтан шуды
бәсеңдетуге үлкен көңіл бөлінеді. Зауыттың барлық цехтары, қоймалары,
қондырғылары бір – бірімен үздіксіз технологиялық процестің жүріп тұруына
лайықталып тұрғызылып байланысқан. Шикізаттарды, қоректік ортаның
ерітінділерін және басқада газ күйіндегі өнімдерді құбырөткізгіш арқылы
тасымалдағанда, олардың арнайы өнімінің қасиетіне қарай, еңбек
қауіпсіздігін сақтай отырып жұмыс жүргізеді. Мемлекеттік стандартқа сәйкес
тасымалдайтын құбыр өткізгіште өтетін затына қарай әртүрлі түске боялады,
су құбыры - жасыл түске, бу өтетін құбыры – қызыл, ауа жүретін құбыры –
көк, жанатын және жанбайтын газдар- сары, қышқылдар- қызыл сары, сілтілер
– күлгін, жанатын және жанбайтын сұйықтықтар – қоңыр, басқа да қоректік
орта культурады сұйықтық – сұр түске боялып қойылады (сырланады).
Өртке қарсы қолданылатын құбырөткізгіш қызыл бояумен боялады.
Құрғақ өнімдерді тасымалдаған кезде арнаулы қауіпсіздік шаралары
қолданылады, құбырөткізгішті жарылыстан сақтайтын арнаулы клапондар
орналастырылады. Өндіріс орындарына қондырғыларды, құрал-жабдықтарды
орналастырған кезде, олардың жөндеу жұмыстарын жүргізген кезінде бөгет
болмауға лайықтап орналастырылады. Қондырғы жабдықтардың арасы аспаптардың
жұмысын үздіксіз бақылап отыратын адамның жүріп – тұруына қолайлы болуы
керек.
Жұмыс алаңындағы баспалдақтың жиектері мықты материалдан жасалынады.
Технологиялық процестің әрбір кезеңінде алынған биопрепараттардың өзіне
сәйкес ерекшеліктері болады, технологиялық регламентке сәйкес болуы керек.
Технологиялық регламентте Қауіпсіздіктің негізгі ережелерін процеске
енгізудеген бөлім міндетті түрде болуы қажет.
Биотехногиялық өндіріс зауыттарында күрделі аппараттар кеңінен
қолданылады. Оларға жататындар: жоғары қысымда жұмыс істейтін (гидролиз –
аппараттары, ферментатор және тағы басқалар),жоғары температурада істейтін
( кептіргіштер, бу қондырғылары және тағы басқалар), жоғарғы жылдамдықта
айналатын аппараттар (сепараторлар , центрифугалар және тағы
басқалар)жатады.
Бұл аппараттарда жұмыс істеу үшін, техника қауіпсіздік ережелері
жасалады, оған бас инженер колын қойып бекітіледі көрнетін жерге іліп
қойылады. Бұл нұсқауды аппаратта жұмыс істейтін әрбір жұмысшы міндетті
түрде білуі тиіс.
Мұндай аппаратта аппатсыз жұмыс істеудің негізгі шарты болып
жоспарланған – ескертілген жөндеуді ЖЕЖ өз уақытында жүргізу және
эксплуатация ережесін дұрыс сақтау саналады. ЖЕЖ жасау уақытын өзгерту
немесе төмен категорияда жөндеуге ауысуы тек бас инженердің рұқсатымен және
арнайы акті жасаумен іске асырылады. Жөнделетін құрал – жабдық мұқият
тазалануы және зиянды заттардан жуылуы керек. Құрал – жабдық жөнделгеннен
кейін эксплуатацияға жіберер алдында бос күйінде қосылып тексеріледі.
Жоғары қысымда жұмыс істейтін аппараттарда техника қауіпсіздігіне ерекше
көңіл бөлінеді. Аппарат эксплуатациясы 0,67 кПа қысымнан жоғары қысымда
жұмыс жасаса қауіпсіздік және құрылыс ережесіне сай болу керек. Қысыммен
жұмыс істейтін аппаратта қауіпсіздік ең алдымен мына жағдайларға
байланысты: кез – келген құбыр өткізгіштен буды, газды немесе сұйықты өшіру
мүмкіндігі, аппараттағы сұйықты төгу немесе газды шығару. Одан басқа да
барлық бақылаушы өлшегіш аппаратуралар сапалы, сенімді жұмыс істеу керек
және қатты дәнекерленіп бекітілуі қажат.
Электротехникалық құралдар барлық технологиялық процесте бар және сол
себепті жұмысшылардың электр тогімен жараланбау қауіпсіздік шаралар жасалуы
керек: Электр құралдарын орналастыру, Электр құралдарын қондыру
ережесіне (ЭҚЕ) сай болады. Барлық электродвигательдерді қосуда қондырғы
искра беру мүмкін, сол себептен олар жарылысқа төзімді жасалуы керек.
Өндірісте үлкен қауіпсіздік тудыратын статикалық электр рзрядталуынан,
олар сұйықтардың, газдардың, будың, үгілгіш заттардың араласуына әкеліп
соқтырады, жанатын газ бен ұнтақтар шашырауы мүмкін, олар диэлектриктер
болып аталады. Қорғанудың ең қарапайым әдісі болып техникалық құралдарды
жер асты орнату керек, демек статикалық электрлердің зарядының жиналуы.
Биотехнологиялық өндіріс, заводтардың бөлімдерінде ластанған ауа қауіпті
болып келеді. Бұл барлық цехтар мен бөлімшелерге қатысты. Ауа құрамында:
қоректік орта дайындау бөлімінде – кептірілген компонент ортасындағы шаң,
экстракцияны және өнімді бөлу бөлімшесінде – будың және культуралды
сұйықтық ертінділері, буып түю бөлімінде препараттар ұнтақ тәрізді ұнтақ
бөлшектер және микроорганизм споралары және т.б. болады. Бұл жағдайды
болдырмау үшін шаңды азайту үшін құралдар жабдықтар мен бөлімшелерде
герметизациялау жұмысын жүргізу керек.
Биотехнологиялық өндірістің негізгі ерекшелігі болып биологиялық активті
заттармен қарым – қатынас жасау болып табылады. Ферментация және егіс
материалын дайындау сатысы биомассаны бөлу және кептіру. Беттік активтік
заттар жұмысшылардың ағзасына дем алу жолдары арқылы түсіп, көптеген
аллергиялық реакциялар тудырады. Мұндай жерде жұмыс істеу кезінде
респираторды қолдану қажет, микроорганизмдер, беттік активтік заттар
продуценті есебінде қолданылады өзінің патогендігімен ажыратылады. Олардың
кейбіреуі шартты патогенді, көбісі аз патогенді немесе патогенді емес болып
келеді. Candida тұқымдас шартты патогенді микроорганизмдер, адамның
терісінде, сілекейлі қабықша және асқазан ішектерінде дамиды. Олар ауру
қоздырғыш кандидоз деп аталатын болып келеді. Авитаминозбен немесе адам
ағзасы әлсіреген кандидоз ауруына шалдығуы мүмкін.
Биотехнологиялық өндірісте жұмыс істейтін жұмысшылар желдеткіштің
көмегімен ауа тазартылып ауруға шалдықпауға болады. Жұмысшы бөлмелеріндегі
ауа оптимальді температураға дейін жылытылып және тазартылады. Барлық
уақытта ауадағы токсинді газ бен бу тексеріліп отырады.
Кейбір биотехнологиялық өндірістегі жұмыс алаңшасында болатын ауадағы
заттардың концентрациясынің пайдалы қажетті коэффициенті төменде
көрсетілген мгм3
Аммиак 20 Күкірт қышқылы
1
Ацетон 200 Тұз қышқылы
5
Бензин 300 Көмірсутектер
300
Азықтық ашытқы 6 Формалин (формальдегид)
0,5
Натрий гидроксиді 0,5 Төтрхлорлы көміртек
20
Метил спирті 5 Этил спирті
1000
Азот қышқылы 5
Еңбекті қорғау міндеті адам өмірінің қызметінің қалыпты шарттарын
қамтамасыз ету, адамды және табиғи ортаны нормативті – мүмкіндік деңгейден
асатын, қауіпті және зиянды факторлар әсерінен қорғау болып табылады. Адам
қызметінің және демалымының оптимальды жағдайларын қолдау, жұмысқа
қабілеттілігінің және өнімділіктің ең жоғары көрсеткіштерін көрсетуге алғы
шарттарын жасайды.
Еңбекті қорғаудағы негізгі болатын формула – потенциалды қауіп – қатерді
ескерту. Потенциалды қауіп- қатер адамның өмір сүріп отырған әрекеттестік
процессіндегі әмбебап қасиеті болып табылады. Адамның барлық іс -
әрекеттері және пайдалы нәтиже, жаңа потенциалды қауыптіліктің немесе
топтың қауіптілігінің пайда болуымен көршілес жүреді.
Табиғи орта антропогенді әсердің артуы әрқашан тек тікелей әсер етумен
шектелмейді. Мысалы, атмосферадағы улы заттар қоспасының концентрациясының
өсуі. Белгілі бір жағдайларда табиғи ортаға және адамға екіншілей жағымсыз
әсердің пайда болуы мүмкін (қышқылды жаңбырлардың түзілу процесстері,
жердің азон қабатының бұзылуы, жануарлар мен балықтар организмінде , тамақ
өнімдерінде улы және концерогенді заттардың жиналуы және т.б.)
Еңбекті қорғау тәртібін зерттеу нәтижесінде маман мынаны білу қажет:
еңбекті қорғаудың және техникалық теориялық негіздерін, Адам - өндірістік
процестер – қоршаған ортажүйесінің қауіпсіздігін; еңбекті қорғау және
техникалық қауіпсіздіктің құқықтық, нормативті – техникалық және
ұйымдастыру негіздерін.
Маман білу қажет: адам ағзасына зиянды әсерлердің деңгейімен
параметрлеріне бақылау жасауды, зиянды әсерлерден қорғанудың жолдарын
тиімді қолдану.
Қазақстан Республикасының Еңбекті қорғау туралы заңы (15.06.1993ж)
жұмысшыларға еңбекті қорғау құқығын қамтамасыз етуге бағытталған, осы
тарауда жазатайым жағдайлардың және өндірісте денсаулықты зақымдау, қауіпті
және зиянды өндірістік факторлардың және олардың барлық ауылшаруашылық
қызметтерге минимумға келтіру, ұлттық саясаттың негізгі принциптерін
белгілейді.
Еңбекті қорғауға сәйкес құқықтық нормативтік актілер негізінде жұмыс
істейтін адамның еңбек процесінде денсаулығын және жұмыс қабілеттілігін
сақтау, қауіпсіздігін қамтамасыз ететін әлеуметтік экономикалық,
техникалық, гигиеналық және емдеу профилактикалық шаралар мен құралдар
жүйесі болып табылады.
Еңбек қорғау қамтамасыз ету жеке адам, қоғам және мемлекет үшін
біріншілей приоритет. Адамның жерде пайда болу сәтінен бастап –ақ үнемі
өзгеріп отырып потенциалды қауіп қатер жағдайларын өмір сүріп, әрекет
жасайды. Кеңістікте және уақытта жүзеге асатын қауіп – қатер адам
денсаудығына зиян келтіреді, оны жүйкелік күйзеліс, науқастық, мүгедектік
және өліммен аяқталатын т.б. байқауымызға болады.
Еңбекті қорғау – заңды актілер жүйесі және соған сәйкес келетін еңбек
процесіне жұмыс қабілеттілігі мен денсаулығын сақтауға, қауіпсіздікті
қамтамасыз ететін әлеуметтік –экономикалық, ұйымдастырушылық, техникалық
және өндірістік санитария сұрақтарын қарастырады.
Техника қауіпсіздігі –жұмысшыларды қауіпті өндірістік факторлардың
әсерінен сақтайтын ұйымдастыру шаралар және техникалық амалдар жүйесі.
Еңбек туралы және еңбекті қорғау заңдарын бұзған лауазымды тұлғалар КЗоТ
РК сәйкес ұйымның келісім шарт және еңбекті қорғау келісім бойынша
міндетін орындамағандар және профессиональды бірлестіктердің қызметіне
кедергі жасағандар (тәртіптік, әкімшілік, қылмыстық) заңмен белгіленген
жауапқа тартылады.
Жұмыс алаңының ауасы, Жалпы санитарлы – гигиеналық талаптарға
сәйкес болуы керек, жұмысшы орындардағы ауаның құрамын қадағалап отыру
қажет. Еңбекті қорғау ережесінің талаптары орындалуын бөлім жетекшілері
(лаборатория, бөлім, цех басшылары), ал өндірістің барлық бөлімшелеріне
директор мен бас инженер жауапкершілік білдіреді.Әрбір жұмысшы өндіріске
жұмысқа орналасар алдында техника қауіпсіздік ережелерін өтеді.Аппарата
күрделі құрал-жабдықтарда жұмыс істейтіндер арнайы оқу курсын оқып емтихан
тапсырады.
Аннотация
Беттер Кесте Сурет Библ.
Фермент, иммобилизденген фермент, физикалық және химиялық әдістері,
адсорбция, металлохелат.
Биокатализаторлардың жаңа түрі – иммобилизденген, яғни байланысқан
ферменттерді жасау қолданбалы энзимологияның алдында жаңа көрініс ашты.
Бекітілген ферменттерді қолдану бұрыннан белгілі, мысалы 1916 жылы
Дж.Нельсон мен Е.Гриффин көмірге адсорбцияланған интерфаза өзінің
каталитикалық белсенділігін сақтайтынын көрсеткен. Бірақ, 1939 жылы тері
өңдеу үшін ағаш үгінділеріне адсорбцияланған протеолитикалық ферменттерді
пайдалануды ұсынған Дж. Пфанмюллер мен Г.Шлейхке иммобилизденген
ферменттерді пайдалануға бірінші патент берді. 1959 жылы Н.Грубкофер мен
Д.Шлейт ферменттерді имммобилиздеу үшін жаңа әдістеме – ковалентті
байланыстыруды алғаш рет қолданған. Сол кезден бастап ферменттер негізінде
гетерогенді катализаторларды жасау жүргізіліп келеді. 1971 жылы Хенникерде
өткен инженерлік энзимологияның 1-ші конференциясында иммобилизденген
ферменттер деген термин заңдалды. Ферменттерді иммобилиздеу – бұл бос
ерітінді фазасынан бөлінген, бірақ онымен субстрат, эффектор немесе
ингибитор молекулаларымен алмасуға қабілеті бар қандай да бір фазаға
биокатализатор молекуласын қосатын әдістеме.
Курстық жұмыстың мақсаты: Иммобилизденген ферменттердің металлохелаттық
әдіспен алу процесін зерттеу.
Ферменттерді биологиялық катализаторлар ретінде өндірістің әр түрлі
салаларында – фармацевтикада, ауыл шаруашылығында, тоқыма өндірісінде,
медицинада, анализде, органикалық синтезде және т.б. пайдаланылады.
Ферменттерді иммобилиздеу – бұл олардың каталитикалық белсенділігінің
толық немесе бөлшекті сақталынуымен ерімейтін жағдайға ауысуы.
Ферменттер мен клеткаларды иммобилиздеу – сыртқы (қоршаған) ортада
қозғалысының жасанды шектеулі жағдайларын туғызу, бұл шектеулерді
тасымалдаушылар қамтамасыз етеді. Бүкіл клетка- тасымалдаушы жүйесін
иммобилизденген биокатализатор деп атайды
Жұмыстың көлемі мен құрылысы: бұл жобаның өзі кіріспеден,
3- бөлімнен және қорытынды мен қолданған әдебиеттерден тұрады. Бірінші
бөлім аналитикалық шолу, ферменттер туралы түсінік, ферменттерді
иммобилиздеу, иммобилизденген ферменттер туралы жалпы түсінік, физикалық
және химиялық әдістері туралы қарастырылды. Екінші бөлімде тәжірибелік
бөлім
Нормативтік сілтеме
Берілген курстық жұмыста келесі нормативтік құжаттар қолданылды.
МЕСТ 2.102 – 68 ЕСКД. Конструкторлық құжаттардың түрлері мен
комплекттілігі.
МЕСТ 2.104 – 68 ЕСКД. Негізгі жазбалар.
МЕСТ 2.101 – 80 ЕСКД. Заттардың белгіленуі мен конструкторлық
құжаттар.
МЕСТ 2.301 – 68 ЕСКД. Форматтар.
МЕСТ 2.601 – 95 ЕСКД. Эксплуатациялық құжаттар.
МЕСТ 2.304 – 81 ЕСКД. Сызу шрифттері.
ФС. ЮКГУ 4.6 – 002 – 2004 СМЖ. Оқу құжаттарын толтыру тәртібі.
Графиктік құжаттарға қойылатын негізгі талаптар
1 Аналитикалық шолу
1.1 Ферменттер туралы жалпы түсінік
Ферменттерді тағам, тоқыма, ауыл шаруашылығы, фармацевтика, былғары,
медицина,органикалық жұқа синтезде және т.б. өндірістердің әр түрлі
салаларына биологиялық катализатор ретінде пайдаланады. Соңғы кезге дейін
биотехнологияда ферменттер кеңінен пайдалану:
- бастапқы реагенттерден және реакция өнімдерінен ферменттерді бөліп алу
көп еңбекті қажет етуден
- әр түрлі факторлардың әсеріне ферменттерді сақтау тұрақсыздығы,
- таза ферментті препараттарының бағасының жоғары болуы нәтижесінде
тежеліп келеді.
Биокатализатордың жаңа түрі – иммобилизденген, яғни байланысқан
ферменттерді жасау қолданбалы энзимологияның алдында жаңа көрініс ашты.
Бекітілген ферменттерді қолдану бұрынан белгілі, мысалы 1916 жылы Дж.
Нельсон мен Е.Гриффин көмірге адсорцияланған инвертаза өзінің каталитикалық
белсенділгін сақтайтынын көрсеткен. Бірақ, 1939 жылы тері өңдеу үшін ағаш
үгінділеріне адсорбцияланған протеолитикалық ферменттерді пайдалануды
ұсынған Дж.Пфанмюллер мен Г.Шлейхке иммобилизденген ферменттерді
пайдалануға бірінші патент берді. 1959 жылы Н.Грубкофер мен Д.Шлейт
ферменттерді иммобилиздеу үшін жаңа әдістеме – ковалентті байланыстыруды
алғаш рет қолданған. Сол кезден бастап ферменттер негізінде гетерогенді
катализаторларды жасау жүргізіліп келеді. 1971 жылы Хенникерде (АҚШ) өткен
инженерлік энзимологияның 1-ші конференциясында иммобилизденген
ферменттер деген термин заңдалды. Тірі организімдегі химиялық
реакциялардың жүруіне қатысатын ерекше белоктарды фермент немесе энзим деп
атайды. Ферментердің құрылысын қызметін , қасиетін зерттейтін ғылымды
энзимология деп атайды. Ферменттер барлық тканьде, клеткада , субклеткалық
құрылымдарда кездеседі. Кейбір ферменттер клетка ішінде синтезделіп, өзінің
әсерін клеткадан тыс жүргізеді. Мысалы, пепсин, трипсин, липаза сияқты ас
қорыту ферменттері. Олар асқазанның кілегейлі қабаттарында синтезделеді.
Ал кейбір ферменттер клетка ішінде синтезделіп, клетка ішінде жұмыс
істейді, яғни өзінің қызметін атқарады. Мысалы, глю-6-фосфатаза, тотығу-
тотықсыздану ферменттері. Ферменттер организмде жүретін зат алмасу процесі
кезіндегі химиялық реакцияларды жылдамдатуға қатысады, яғни биологиялық
катализатор болып табылады.
Белгілі бір клеткада болатын ферменттердің тобы және олардың
активтілігі бүкіл организмде жүретін зат алмасу раекцияларының бағытымен
тығыз байланысты және осы процестерге тәуелді болады. Ферменттердің
активтілігінің төмендігі немесе жетіспеуі көптеген науқастарға әкеп
соқтырады.
XІX аяғында XX ғасырдың басында ферменттерді зерттеу, олардың белок
екенін көрсетті. Пепсиннің табиғаты белок екендігі И.П. Павлов
лабораториясында зерттелді. Ол ферменттердің активсіз профермент түрінде
кездесетіндігін айтты. Дегенмен ферменттердің табиғаты биохимияның негізін
қалаушылардың бірі А.М. Донилевскийдің ферменттерді тазартып бөліп алу
әдісін ұсынғаннан кейін ғана шешілді. Оның лабораториясында ферменттерді
талғамдық адсорбция әдісі арқылы тазартып бөліп алу нәтижесінде липаза
ферментін бөліп алды. Осы жұмыстардан кейін барлық ферменттердің белоктық
заттарға жататындығы мойындалды. Оны төмендегі қасиеттерінен көруге болады:
1. ферменттердің белоктар сияқты кристализациялануы
2. қанның ерітіндісімен әсер еткенде нейтральды тұздардың
денатурациялануы
3. қайнатқанда тағы басқа әртүрлі факторлармен әсер еткенде
денатурациялануы
4. диализде ферменттерге тән қасиеттің болуы
белоктарға тән сапалық реакциялар ферменттерге де тән. [1]
1.2 Иммобилизденген ферменттер
Иммобилизденген ферменттер- қазіргі уақытта өндірісте қолданылатын
ферменттік препараттардың бағасы қымбат, ал өндірістік циклде бірден
ерігіштігінен қолданылады. Бұл жағдай периодты процестерді үздіксіз
техологиялық режимге ауыстыруға сондай-ақ ферментативті реакцияны
басқаруға мүмкіндік бермейді. Фермент препараттардың құрлысының қазіргі
заманғы білімі, оның активтілік орталығының құрамы каталитикалық
активтілігі функциялық топтың мәні, ферменттердің пролонгирлеуші әсері
немесе иммобилизденген фермент препаратытары.Фeрмент иммобилизациясының
негізі оларды ерімейтін негізге бекіту немесе жартылай өткізгіш
мембрана қабықшаға енгізу. Иммобилизденген фермент дегеніміз ерімейтін
биокатализаторлар, оларда ферменттер химиялық немесе физикалық (адсорбция
күшімен )түрде қандайда бір тасмалдағышпен байланысқан, матрицаға емесе
микрокапсулаға бекітілген. Фермент тасығыштар немесе матрицалар мүлдем
ерімейтін, химиялық және биологиялық тұрақтылығы мен ерекшеленетін,
механикалық мықтылығы жоғары болуы тиіс. Иммобилизделген ферменттерді алу
үшін полимерлі тасмалдағыш негізіндегі табиғи (целлюлоза және оның
туындылары) және синтетикалық (полистирол, полиакриламид, полиамид)
полимер кеңінен қолданылады. Тасығыштар ретінде сонымен қатар саңылаулы,
шыныны, сазды, силикагельді, мата, қағаз және т.б. материалдар
қолданылады.
Фермент иммобилизациясымен қатар сондай-ақ микроорганизмдердің бүтін
жасушасы да иммобилизациялауы мүмкін. Бұл әдіс полимер кеңістігінің
торына жасушаның механикалық негізделуіне негізделген, онда олар
өзінің тіршілік етуіне және ферменттік активтілігін сақтайды.
Иммобилизация кезінде тәртіп бойынша фермент активтілігі төмендейді.
Иммобилизденген формада фермент активтілігі бастапқы еритін ферменттің
активтілігінің 10-90 % құрайды.Осыған қарамастан , өндірісте
иммобилизденген ферментті қолданған айтарлықтай тиімді. Иммобилизация
көп жағдайларда ферменттердің тұрақтылығына әкеп соғады. Реакторда
иммобилизденген ферменттер бір апта немес е ай көлемінде қолданылады ,
демек бұл еритін формадағы ферменттерді қолданумен салыстырғанда өте
үлкен экономикалық жағынан эффективтілігі жоғары болады
Ауыл шаруашылық, тамақ, сүт, медицина,
жеңіл және химия өндірісінде, қара және
түсті металлургияда, машина жасауда және көптеген
халық шаруашылығының басқа да салаларында
биотехнология өнімдерін тұтыну жыл
сайын өсуде. Жаңа жүз жылдықта ғылыми
жаңалықтардың жаңаруының арқасында биотехнология
қарқынды дамуда.
Микроорганизмдер табиғатта жүріп жатқан көптеген
өзгерістерге тікелей байланысты. Олардың белсенді әрекетінің
әсерінен жан-уарлар мен өсімдіктердің күрделі
органикалық заттарға бай қал-дықтарға айналады,
қайтадан табиғаттағы заттар айналымына енеді. Топырақты
азотпен байытуда, ондағы азот сіңіруші микроорга-
низмдердің атқаратын қызметі үлкен. Себебі атмосферадағы
азоттың топыраққа оралуы, тек осы микроорганизмдер
тіршілігіне байланысты. Ауыл шаруашылығының шешуші
салаларының бірі – мал шаруашылығында микроорганизмдер жиі
қолданылады. Малға қажетті ақуызды , жемшөпті, яғни
сүрлемді дайындау толық осы микроорганизмдер әрекетіне
байланысты орындалады . Көптеген микроорганизмдер ертеден
тамақ өнеркәсібінде қолданылады. Мысалы: ашытқының көмегімен
спирт, шараптың бірнеше түрлерін, сыраны, нан
ашытқысын жасайды. Сүт қышқылы бактериялары айран, сүзбе,
қаймақ, түрлі ірімшіктер жасауда, көкөніс
ашытуға пайдаланылады. Сондай-ақ ашытқылар қымыз,
шарап дайындауда да кеңінен қолданылады.
Түрлі фермент, антибиотиктер, амин қышқылдарын,
вита-миндер өндіруде де микроорганизмдер үлкен
рол атқарады . Соңғы жылдары микроорганизмдер қазба
байлықтарды іздес-тіруде геология саласында да
қолданылуды. Қазір кезде олардың тау жыныстарын,
қазба байлықтарын бүлдіре алатын қасиеті
анықталды.
Қазір ғалымдарымыз бүкіл микробтардың 10-15℅ анықтады.
Ал қалғандарын тауып, олардың пайдалы жақтарын адам
баласының игілігіне кеңінен қолданылу биотехнология ғылымының
бүгінгі алдына қойған мақсаты, ал зиянды түрлерімен тиімді
күресу.
Микроағзаларды пайдаланатын өндірістер
микробиологиялық өнімдермен қатар, микробиологиялық емес
өнімдерді де шығарады. Микробиологиялық өнімдер шығаруда
өндірістің мақсаттық өнімі микробтық синтездің
нәтижесінде алынады, ал микробиологиялық емес
өнімдер шығаруда, микробиологиялық процестер жануарлардан
немесе өсімдіктерден алынған өнімдерді
дайындауда қолданылады.
Өндірістік маңызы бар микробтық синтездің өнімдерін
басты 3 категорияға бөледі:
1) микробтық жасушалар;
2) үлкен молекулалы заттар ферменттер, вакциналардың құрамдық бөлшектері;
3) кіші молекулалы заттар екі топқа бөлінеді;
а) біріншілік метоболиттер (өсуге қажет компоненттер);
в) екіншілік метоболиттер (өсуге қажетті емес компоненттер).
1 Ауылшаруашылығынан алынатын шикізаттарды қайта өңдеумен
айналысатын тамақ және ашыту өндірістері.
2 Негізгі технологиялық сатысы микроағзаларды культивирлеу болып
табылатын өндірістер. Осыған байланысты олар
микробиологиялық өнеркәсіпке жатқызылады. Биотехнологиялық белгілері
бойынша олар екі топқа бөлінеді:
а) органикалық қышқылдар, спирттер, микробтық
биомасса өндіретін көп тонналы өндірістер, олардың
ерекшеліктері, қоректік орталарды қант, спирт, мұнай көмірсутектер
сияқты компоненттерінің концентрациясы көптеген микроағзалардың
өсуін қиындататын терең-детіп (яғни суспензиялық) өсіруді
пайдалану, кей жағдайда аэрацияны қажет етпейтін анаэробтарды
пайдалану және тағы сол сияқты.
б) микробиологиялық синтездің аз тонналы өндірістері.
Бұл өндірістерде бактериялық препараттар және
физиологиялық активтілігі жоғары, құрылысы күрделі заттар
(витаминдер, ферменттер) алынады, тереңдетіп өсіру, сенімді
зарарсыздандыру мен герметизацияны пайдаланады.
Соңғы өнімді бөліп алу және тазартуда бірқатар
күрделі операцияларды қамтиды. Технологиялық процесті
жақсы жүргізудің негізгі шарты болып, өнімділігі жоғары
өнеркәсіптік штамм-продуценттін таңдау немесе алу болып
табылады.
Екінші маңызды шарты, бұл – биомассаның немесе қажет
өнімнің максимальды жиналуын қамтамасыз ететін қоректік
орталарды таңдау . Қоректік орталардың арзан, оңай табылатын
шикізаттан болғаны дұрыс.
Соңғы кездерде жасушалар культуралары үшін казейн,
ашытқы, ет және гидролизаттан жасалған қоректік
орталардың түрлері шығарыла бастады. Көп мөлшердегі
активті штамм- продуценттерін ферментерлерде ( ферментер,
культиватор) өсіреді. Жануарлар жасушаларының культурасын
алуға арналған ферментердің көлемі әзірше 3
куб метрден аспайды.
Кейде ферментерлерде суспензиялы түптік культивирлеуден басқа,
тығыз қоректік орталарда беттік культивирлеу (бактериялар,
саңырауқұлақтар) немесе сұйық моноқабатта (жануарлар
жасушаларын) культивирлеу қолданылады . [2]
1.3 Ферменттерді иммобилизациялаудың физикалық әдісі.
Физикалық әдістер ақуыздардың әртүрлі беттерде адсорбцияланатын
қабілетіне негізделген. Адсорбция әдісі өте қарапайым, бірақ оның кемшілігі
бар иммобилизделген ферменттердің оңай десорбциясымен байланысты. Фермент
тасмалдағышпен өзара әрекетке түспейтін имобилизациялық әдісі бар. Онда
фермент гель торымен ұяшықтарына енгізілген болуы мүмкін. Гель түтікшесінің
үлкендігі фермент молекуласының көлемінен кіші болуы тиіс, бірақ олар
субстраттың ферментке әсер етуіне кедергі жасамауы тиіс. Фермент
имобилизациясы үшін акриламид гелі кеңінен қолданылады. Бұл әдіс субстрат
жоғары молекулалы заттар болып келгенде жарамсыз болды. Ферменттерді
иммобилизациялаудың химиялық әдісі матрица мен ақуыз молекуласының
арасында ковалентті байланыстың түзілуіне негізделген.
1.4 Ферметтерді иммобилизациялаудың химиялық әдісі.
Химиялық әдістің артықшылығы пролонгирлеуші әрекеті биокатализаторларды
алуға мүмкіндік береді: фермент ұзақ уақыт бойы қолданылса да
ерітіндіге өтпейді.
Иммобилиздеудің химиялық әдістерінің ерекшелеге фермент құрылымына
химиялық әсер ету кезінде молекуласында жаңа ковалентті байланыстар
түзіледі, көбінесе белок пен тасымалдаушы арасында. Негізінен олар
ферменттерді иммобилиздеуде қолданылады.
Химиялық әдістерді қолдану арқылы алынған иммобилизденген ферментер
препараттары кемінде екі маңызды қасиетке ие:
1. Фермент пен тасымалдаушы арқасындағы ковалентті байланыс түзілген
биокатализатордың жоғары төзімділігін қамтамасыз етеі.
2. Ферментедің химиялық модификациясы арқылы олардың субтраттық
арнайлылығы, каталитикалық белсенділігі және тұрақтылығы сияқты қасиеттерін
өзгертуге болады.Осы химиялық әдістердің арұасында белокты құрылыстың көп
нүктелі ковлентті бекітілуі арқылы ферменттердің тұрақтануының жоғары
тиімділігіне жетуге болды.
1.4.1Ферменттерді металлохелаттық әдіспен иммобилизациялау
Бұл мақсатқа өтпелі металдардың комплекс түзушілік қасиетін
пайдаланады. Өтпелі металдар ретінде титан хлориді (таза немесе
қышқыл ерітіндіде), титан гидрооксиді, цирконий, хром гидрооксидтері
(олардың оксидтері улы емес) және де темір, банадий, қалайы
гидрооксидтері қолданылады.
Тасымалдағыш ретінде – целлюлоза туындылары және силикагельдер
(сәйкес саңылаулылары), глутарь альдегиді. Гель тәріздес металдардың
гидративті оксидтері фементтермен ерімейтін кешендер түзеді, олардың
ферментативті активтілігі жоғары. Полисахаридті тасымалдағыштардан,
әсіресе целлюлозадан белсенділігі өте жоғары иммобилизденген фермент
препаратын алуға болады.
Мысалы, целлюлозамен (D - глюкопираноза) титан хлоридінің
хелаттық тобы; 6 D – глюкопираноза жағдайындағы гидроокси топтары
титан иондарымен әрекеттесіп полимерлі хилат түзеді. Бейтарап су
ерітіндісінде активтелген титан хлориді, полимер мен фермент
ковалентті байланыс түзеді, сосын қоспа толық кептірілуі керек.
Кептіру температурасы қалауынша таңдалады, бірақ 50ºС – ден аспауы
керек; әдетте тасымалдағышты активтеу вакуум жағдайында болуы тиіс.
Фермент пен титанды полимер кешендерінің байланысуы, фермент
молекуласында қышқыл амин қышқылдарының карбоксил топтарымен, тирозин
қалдығының фенолды гидрооксилдерімен, серин мен треонин қалдығының
спиртті гидрооксил топтарымен, цистейн бос сульфгидрильді топтарымен,
лизин қалдықтарының ε – амин топтарымен жүреді.
1.5 Иммобилиздеу әдістеріне қойылатын негізгі талаптар.
Клетканының иммобилиздеу әдістерінежәне оны тасымалдаушыларына белгілі
талаптар қойыады, бұл талаптар иммобилизденген биокатализаторлардың
клеткаларының биотехнологиялық прцесстерін өңдеу кезінде қолданады.
1. Ең біріншіден, қолданылатын иммоилидеу әдісі клеткалардың негізгі
технологияны жүзеге асыру үшін қажетті ферментативті жүйесіне
айтарлықтай әсер етпеуі керек. Сондықтан иммобилиздеу жүргізген
кезде клеткаларға әсер ететін улы заттардың әсерінен азайту керек,
сонымен қатар микроорганизмдерге темпераура және осмостық
стресстердің кері әсерінің алдын-алу керек.
2. Негізінен, иммобилиздеуден кейін клеткалар тасымалдаушымен ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
ҚР Президенті Н. Ә. Назарбаевтың Қазақстан халқына жолдаған жолдауы
биылғы жылы Жаңа әлемдегі жаңа Қазақстан деп аталды. Биылғы жылы
президентіміз жолдауда ауылшаруашылығына көп көңіл бөлді. Жолдауда ауыл
шаруашылығы туралы арнайы КазАгро деген бөлім бар. КазАгроның негізгі
міндеті – ауыл шаруашылығының өнімділік деңгейін көтеру, жердің тозуының
алдын алу, еліміздің су және басқа табиғи ресурстарын пайдалану тиімділігін
арттыру, сонымен қатар ескірген аграрлық ғылымның кенжелеп дамуына тосқауыл
қою, сондай-ақ ұқсас шаруа қожалықтарының бытыраңқылығын еңсеру мәселелерін
жүйелі түрде шешу.
КазАгро таяу уақыттың ішінде экспорттық әлеуеті бар қолданыстағы және
жаңа ауылшаруашылық өнім өндірушілерін қаржыландыру жүйесін әзірлеп, іске
асыруға тиіс. Мұндай қаржыландыру нысаналы болуы тиіс әрі ескірген
агротехнологияларды алмастыруды және жоғары технологиялық агроөнеркәсіп
құруды қарастыруы қажет. Тағы осы сияқты және басқа да ауыл шаруашылығына
қатысты мәселелер биылғы жолдауда қарастырылған.
Ферменттерді биологиялық катализаторлар ретінде өндірістің әр түрлі
салаларында – фармацевтикада, ауыл шаруашылығында, тоқыма өндірісінде,
медицинада, анализде, органикалық синтезде және т.б. пайдаланылады.
Ферменттерді иммобилиздеу – бұл олардың каталитикалық белсенділігінің толық
немесе бөлшекті сақталынуымен ерімейтін жағдайға ауысуы. Ферменттер мен
клеткаларды иммобилиздеу – сыртқы (қоршаған) ортада қозғалысының жасанды
шектеулі жағдайларын туғызу, бұл шектеулерді тасымалдаушылар қамтамасыз
етеді. Бүкіл клетка- тасымалдаушы жүйесін иммобилизденген биокатализатор
деп атайды.
Иммобилизденген биокатализаторлар – биотехнологиядағы жаңа ғылыми-техикалык
бағыт, оның пайда болуы инженерлік знзимология жетістіктерінің негзіндегі
өндірістердің биотехнологиялық процестерін қарқындату қажеттілігімен
байланысты.
Биотехнология соңғы он жылдықта қарқынды дамушы ғылыми салалардың бірі
болып тбылады. Биотехнологияның қазіргі кезде атқаратын шешуші мәселелеріне
биологиялық жүйелер ( ферменттер, органелалар, клеткалар, ұлпа дақылдары )
көмегімен практикалық қажетті практикалық қажетті маңызды қосылыстар алуды
және де зиянды немесе қажетсіз қосылыстардан сұйық және газ тәрізді
орталарды тазалауды жатқызуға болады. Шындығыда химиялық өндірістер де
осындай мақсаттарды алдына қояды, алайда көптеген күрделі құрылымды
өнәмдерге (гормондар, ферменттер, антиденелер, комплексті препараттар және
т.б.) масштабты химиялық синтез мұмкін емес.Сонымен бірге, биотехнологиялық
әдістерді қолдану арқылы жоғарыда келтірілген күрделі қосылыстардың да ,
этил спирті немесе лимон қышқылы сияқты биотехнология үшін әдеттегі
өнімдердің тиімділігін жоғарылатуға және оларды алупроцестерін рентабельді
( пайдалы, табысты, ұтымды ) жасауға болады. Қалыптасқан немесе өндіріс
рқылы қабылданып жатқан биотехнологиялық процестер, жаратылыстану және
техникалық экологияға, цитология және клеткалық инженерияға, биохимия және
молекулалық биологияға, генетика және гендік инженерияға, химия мен
математикаға, есептеу техникасы мен машина жасауға және т.б.
Қазіргі биотехнологияның жаңа өндірістік бағыты ретінде жаңа заман
биокатализаторлар – микроорганизмдер, өсімдіктер мен жануарлардың
иммобилизденген клеткалары қолданылады. Ағылшын тілінде - Immobilize –
таңып тастау, орнықтру, қозғалысын шектеу, байлансұан ( орысша – делать
неподвижным, лишать подвижности, отанавливать, сковывт, связывать )
мағыналарын білдіреді.
Бұл өндірістердің негізгі бағыты – қазіргі инженерлі энзимилогияның
жетістіктерін, иммобилизденген фетенттер мен клеткалардың каталтикалық
белсенділігін қолдану.
Иммобилизденген биокатализаторлар мен инженерлі энзимология негезенде
өндірістенрді құрудың практикалық өңдеуі төмендегілермен байланысты:
- адамның қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін қажетті жаңа өнімдер
алумен
- биотехнологиялық өндірістің белгілі өнімінің сапасын арттырумен
- қазіргі кезде биотехнологиялық процестердің тиімділігі мен
экономдылығын көтерудің қажеттілігімен.
- Берілген оқу құралының мақсаты – жаңа бағыттағы биокатализаторлар –
микроорганизмдердің иммобилизденген клеткаларын қолдануға негізделген
биотехнологиялық өндірістің перспективті бағытымен таныстыру.
Анықтамалар
Иммобилизденген фермент деп - ерімейтін тасымалдағыштармен жасанды
байланысқан, бірақта өз каталитикалық қасиетін сақтаған ферменттер.
Энзимология (грекше en zyme – ашытқылар және logos - ғылым) –
ферменттерді зерттейтін ғылым.
Иммобилизация – үздіксіз процестерде қолдануға мүмкіндік беретін
ферменттерді трансформациялау әдістері.
Иммобилизацияланған ферменттер (immobilis - қозғалмайтын) ферменттер
препараттары. Олар матрица молекуласымен байланысқан немесе толық
және жартылай өзінің каталитикалық қасиеттерін сақтайтын ұстағыштар,
яғни полимерлер.
Иммобилизациялаудың химиялық әдісі ферментпен ұстағыштың арасында
ковалентті байланыстың түзілуіне негізделген.
Иммобилизациялаудың физикалық әдісі әлсіз байланысқа негізделген
және ферменттердің қандайда бір қабықшаға немесе матрицаға
қапталуына негізделген.
Иммобилизациялаудың механикалық әдісі – микробты жасушаларды әр
түрлі гельдер мен мембранаға қосуға негізделген.
Адсорбция – сорбцияның бір түрі, қатты дененің бетімен немесе сұйықтықпен
ерітіндіден немесе газдардан заттарды сіңіру.
Фермент дегеніміз – белоктық зат, ол түрлі организмдегі химиялық
реакцияларды жүруін тездетеді.
Ферменттер мен клеткаларды иммобилиздеу- бұл олардың каталитикалық
белсенділігінің толық емес бөлшекті сақталуымен ерімейтін жағдайда өтуі.
Қысқартылған сөздер мен белгілер
Ж – жасуша
И - иммобилизация
ИММК – иммобилизденген молекулярлы комплекс
И.ф – иммобилизацияланған ферменттер
И.ж – иммобилизацияланған жасушалар
М.а – микроағза
мг – милиграмм
мкм - микрометр
мл – миллилитр
нм – нанометр
ПААГ – полиакриламидті гель
ТЕМЕД – тетраметилэтилендиамид
Ф - фермент
ЭҚЕ – электр құралдарын қондыру ережесі
3 Тіршілік қауіпсіздігі
Еңбек қауіпсіздігі және еңбекті қорғау Қазахстан Республикасындағы
еңбекті қорғау саласындағы қоғамдық қатынастарды реттейді және
қызметкерлердің өмірі мен денсаулығын сақтауға бағыталған,сондай-ақ еңбек
қауіпсіздігіндегі және еңбекті қорғау саласындағы мемлекеттік саясаттың
негізгі принциптерін белгілейді. Елімізде еңбек қауіпсіздігінің стандартты
жүйесі ЕҚСЖ қолға алынған, әрбір өндіріс саласының өз технологиясы болады
сондықтан жобаны жасауда құрлысты тұрғызуда, жаңарту кезінде техникалық
қауіпсіздік ережесі ескертілуі керек.
Технологиялық процесстердің тізбектелген сатысы жүретін цехтар мен
бөлімдерді тұрғызған кезде, еңбек қауіпсіздігі, өрт, жарылыс мәселелері
жалпы құжаттар негізіне сәйкес болуы керек.
Шикізаттар мен дайын өнімдер сақталатын қоймаларда өрт және жарылысқа
қарсы қоланылытын құрал- жабдықтар болуы тиіс. Тез тұтанатын және жанатын
сұйықтықтар, құрғақ ашытқылар мен биопрепараттар бөлек қоймаларда
сақталады, қоймаға жақын жерде ережеге сәйкес қашықтықта өрт сөндіретін
құрал – жабдықтар сай тұрады. Органикалық ерітінділер мен жанғыш заттармен
жұмыс істейтін, жарылыс қауіпі бар цехтар жатады. Бұл цехтарда өрт
кезінде шығып кететін есіктері болады,төбесі жарылыс кезінде оңай ұшып
кететін материалдан жабылады. Цехтарда өндірістік апат болған жағдайда
қолдану үшін, барлық қоймаларда өрт сөндіруге арналған алғашқы көмек
беретін құрал-жабдықтар және автоматты жүйеде өрт сөндіредін қондырғылар
орнатылады.
Кейбір дыбысты естіртпейтін орында қатты дыбыс шығарып жұмыс
істейтін қондырғылар құрал-жадықтар арнаулы амортизацияланған жастықшалар
орналатылады. Қатты шу дыбыс адамның басын ауыртып тез шаршатады, кейде
құлақтың дыбысты есітпей қалуына әкеліп соқтырады, сондықтан шуды
бәсеңдетуге үлкен көңіл бөлінеді. Зауыттың барлық цехтары, қоймалары,
қондырғылары бір – бірімен үздіксіз технологиялық процестің жүріп тұруына
лайықталып тұрғызылып байланысқан. Шикізаттарды, қоректік ортаның
ерітінділерін және басқада газ күйіндегі өнімдерді құбырөткізгіш арқылы
тасымалдағанда, олардың арнайы өнімінің қасиетіне қарай, еңбек
қауіпсіздігін сақтай отырып жұмыс жүргізеді. Мемлекеттік стандартқа сәйкес
тасымалдайтын құбыр өткізгіште өтетін затына қарай әртүрлі түске боялады,
су құбыры - жасыл түске, бу өтетін құбыры – қызыл, ауа жүретін құбыры –
көк, жанатын және жанбайтын газдар- сары, қышқылдар- қызыл сары, сілтілер
– күлгін, жанатын және жанбайтын сұйықтықтар – қоңыр, басқа да қоректік
орта культурады сұйықтық – сұр түске боялып қойылады (сырланады).
Өртке қарсы қолданылатын құбырөткізгіш қызыл бояумен боялады.
Құрғақ өнімдерді тасымалдаған кезде арнаулы қауіпсіздік шаралары
қолданылады, құбырөткізгішті жарылыстан сақтайтын арнаулы клапондар
орналастырылады. Өндіріс орындарына қондырғыларды, құрал-жабдықтарды
орналастырған кезде, олардың жөндеу жұмыстарын жүргізген кезінде бөгет
болмауға лайықтап орналастырылады. Қондырғы жабдықтардың арасы аспаптардың
жұмысын үздіксіз бақылап отыратын адамның жүріп – тұруына қолайлы болуы
керек.
Жұмыс алаңындағы баспалдақтың жиектері мықты материалдан жасалынады.
Технологиялық процестің әрбір кезеңінде алынған биопрепараттардың өзіне
сәйкес ерекшеліктері болады, технологиялық регламентке сәйкес болуы керек.
Технологиялық регламентте Қауіпсіздіктің негізгі ережелерін процеске
енгізудеген бөлім міндетті түрде болуы қажет.
Биотехногиялық өндіріс зауыттарында күрделі аппараттар кеңінен
қолданылады. Оларға жататындар: жоғары қысымда жұмыс істейтін (гидролиз –
аппараттары, ферментатор және тағы басқалар),жоғары температурада істейтін
( кептіргіштер, бу қондырғылары және тағы басқалар), жоғарғы жылдамдықта
айналатын аппараттар (сепараторлар , центрифугалар және тағы
басқалар)жатады.
Бұл аппараттарда жұмыс істеу үшін, техника қауіпсіздік ережелері
жасалады, оған бас инженер колын қойып бекітіледі көрнетін жерге іліп
қойылады. Бұл нұсқауды аппаратта жұмыс істейтін әрбір жұмысшы міндетті
түрде білуі тиіс.
Мұндай аппаратта аппатсыз жұмыс істеудің негізгі шарты болып
жоспарланған – ескертілген жөндеуді ЖЕЖ өз уақытында жүргізу және
эксплуатация ережесін дұрыс сақтау саналады. ЖЕЖ жасау уақытын өзгерту
немесе төмен категорияда жөндеуге ауысуы тек бас инженердің рұқсатымен және
арнайы акті жасаумен іске асырылады. Жөнделетін құрал – жабдық мұқият
тазалануы және зиянды заттардан жуылуы керек. Құрал – жабдық жөнделгеннен
кейін эксплуатацияға жіберер алдында бос күйінде қосылып тексеріледі.
Жоғары қысымда жұмыс істейтін аппараттарда техника қауіпсіздігіне ерекше
көңіл бөлінеді. Аппарат эксплуатациясы 0,67 кПа қысымнан жоғары қысымда
жұмыс жасаса қауіпсіздік және құрылыс ережесіне сай болу керек. Қысыммен
жұмыс істейтін аппаратта қауіпсіздік ең алдымен мына жағдайларға
байланысты: кез – келген құбыр өткізгіштен буды, газды немесе сұйықты өшіру
мүмкіндігі, аппараттағы сұйықты төгу немесе газды шығару. Одан басқа да
барлық бақылаушы өлшегіш аппаратуралар сапалы, сенімді жұмыс істеу керек
және қатты дәнекерленіп бекітілуі қажат.
Электротехникалық құралдар барлық технологиялық процесте бар және сол
себепті жұмысшылардың электр тогімен жараланбау қауіпсіздік шаралар жасалуы
керек: Электр құралдарын орналастыру, Электр құралдарын қондыру
ережесіне (ЭҚЕ) сай болады. Барлық электродвигательдерді қосуда қондырғы
искра беру мүмкін, сол себептен олар жарылысқа төзімді жасалуы керек.
Өндірісте үлкен қауіпсіздік тудыратын статикалық электр рзрядталуынан,
олар сұйықтардың, газдардың, будың, үгілгіш заттардың араласуына әкеліп
соқтырады, жанатын газ бен ұнтақтар шашырауы мүмкін, олар диэлектриктер
болып аталады. Қорғанудың ең қарапайым әдісі болып техникалық құралдарды
жер асты орнату керек, демек статикалық электрлердің зарядының жиналуы.
Биотехнологиялық өндіріс, заводтардың бөлімдерінде ластанған ауа қауіпті
болып келеді. Бұл барлық цехтар мен бөлімшелерге қатысты. Ауа құрамында:
қоректік орта дайындау бөлімінде – кептірілген компонент ортасындағы шаң,
экстракцияны және өнімді бөлу бөлімшесінде – будың және культуралды
сұйықтық ертінділері, буып түю бөлімінде препараттар ұнтақ тәрізді ұнтақ
бөлшектер және микроорганизм споралары және т.б. болады. Бұл жағдайды
болдырмау үшін шаңды азайту үшін құралдар жабдықтар мен бөлімшелерде
герметизациялау жұмысын жүргізу керек.
Биотехнологиялық өндірістің негізгі ерекшелігі болып биологиялық активті
заттармен қарым – қатынас жасау болып табылады. Ферментация және егіс
материалын дайындау сатысы биомассаны бөлу және кептіру. Беттік активтік
заттар жұмысшылардың ағзасына дем алу жолдары арқылы түсіп, көптеген
аллергиялық реакциялар тудырады. Мұндай жерде жұмыс істеу кезінде
респираторды қолдану қажет, микроорганизмдер, беттік активтік заттар
продуценті есебінде қолданылады өзінің патогендігімен ажыратылады. Олардың
кейбіреуі шартты патогенді, көбісі аз патогенді немесе патогенді емес болып
келеді. Candida тұқымдас шартты патогенді микроорганизмдер, адамның
терісінде, сілекейлі қабықша және асқазан ішектерінде дамиды. Олар ауру
қоздырғыш кандидоз деп аталатын болып келеді. Авитаминозбен немесе адам
ағзасы әлсіреген кандидоз ауруына шалдығуы мүмкін.
Биотехнологиялық өндірісте жұмыс істейтін жұмысшылар желдеткіштің
көмегімен ауа тазартылып ауруға шалдықпауға болады. Жұмысшы бөлмелеріндегі
ауа оптимальді температураға дейін жылытылып және тазартылады. Барлық
уақытта ауадағы токсинді газ бен бу тексеріліп отырады.
Кейбір биотехнологиялық өндірістегі жұмыс алаңшасында болатын ауадағы
заттардың концентрациясынің пайдалы қажетті коэффициенті төменде
көрсетілген мгм3
Аммиак 20 Күкірт қышқылы
1
Ацетон 200 Тұз қышқылы
5
Бензин 300 Көмірсутектер
300
Азықтық ашытқы 6 Формалин (формальдегид)
0,5
Натрий гидроксиді 0,5 Төтрхлорлы көміртек
20
Метил спирті 5 Этил спирті
1000
Азот қышқылы 5
Еңбекті қорғау міндеті адам өмірінің қызметінің қалыпты шарттарын
қамтамасыз ету, адамды және табиғи ортаны нормативті – мүмкіндік деңгейден
асатын, қауіпті және зиянды факторлар әсерінен қорғау болып табылады. Адам
қызметінің және демалымының оптимальды жағдайларын қолдау, жұмысқа
қабілеттілігінің және өнімділіктің ең жоғары көрсеткіштерін көрсетуге алғы
шарттарын жасайды.
Еңбекті қорғаудағы негізгі болатын формула – потенциалды қауіп – қатерді
ескерту. Потенциалды қауіп- қатер адамның өмір сүріп отырған әрекеттестік
процессіндегі әмбебап қасиеті болып табылады. Адамның барлық іс -
әрекеттері және пайдалы нәтиже, жаңа потенциалды қауыптіліктің немесе
топтың қауіптілігінің пайда болуымен көршілес жүреді.
Табиғи орта антропогенді әсердің артуы әрқашан тек тікелей әсер етумен
шектелмейді. Мысалы, атмосферадағы улы заттар қоспасының концентрациясының
өсуі. Белгілі бір жағдайларда табиғи ортаға және адамға екіншілей жағымсыз
әсердің пайда болуы мүмкін (қышқылды жаңбырлардың түзілу процесстері,
жердің азон қабатының бұзылуы, жануарлар мен балықтар организмінде , тамақ
өнімдерінде улы және концерогенді заттардың жиналуы және т.б.)
Еңбекті қорғау тәртібін зерттеу нәтижесінде маман мынаны білу қажет:
еңбекті қорғаудың және техникалық теориялық негіздерін, Адам - өндірістік
процестер – қоршаған ортажүйесінің қауіпсіздігін; еңбекті қорғау және
техникалық қауіпсіздіктің құқықтық, нормативті – техникалық және
ұйымдастыру негіздерін.
Маман білу қажет: адам ағзасына зиянды әсерлердің деңгейімен
параметрлеріне бақылау жасауды, зиянды әсерлерден қорғанудың жолдарын
тиімді қолдану.
Қазақстан Республикасының Еңбекті қорғау туралы заңы (15.06.1993ж)
жұмысшыларға еңбекті қорғау құқығын қамтамасыз етуге бағытталған, осы
тарауда жазатайым жағдайлардың және өндірісте денсаулықты зақымдау, қауіпті
және зиянды өндірістік факторлардың және олардың барлық ауылшаруашылық
қызметтерге минимумға келтіру, ұлттық саясаттың негізгі принциптерін
белгілейді.
Еңбекті қорғауға сәйкес құқықтық нормативтік актілер негізінде жұмыс
істейтін адамның еңбек процесінде денсаулығын және жұмыс қабілеттілігін
сақтау, қауіпсіздігін қамтамасыз ететін әлеуметтік экономикалық,
техникалық, гигиеналық және емдеу профилактикалық шаралар мен құралдар
жүйесі болып табылады.
Еңбек қорғау қамтамасыз ету жеке адам, қоғам және мемлекет үшін
біріншілей приоритет. Адамның жерде пайда болу сәтінен бастап –ақ үнемі
өзгеріп отырып потенциалды қауіп қатер жағдайларын өмір сүріп, әрекет
жасайды. Кеңістікте және уақытта жүзеге асатын қауіп – қатер адам
денсаудығына зиян келтіреді, оны жүйкелік күйзеліс, науқастық, мүгедектік
және өліммен аяқталатын т.б. байқауымызға болады.
Еңбекті қорғау – заңды актілер жүйесі және соған сәйкес келетін еңбек
процесіне жұмыс қабілеттілігі мен денсаулығын сақтауға, қауіпсіздікті
қамтамасыз ететін әлеуметтік –экономикалық, ұйымдастырушылық, техникалық
және өндірістік санитария сұрақтарын қарастырады.
Техника қауіпсіздігі –жұмысшыларды қауіпті өндірістік факторлардың
әсерінен сақтайтын ұйымдастыру шаралар және техникалық амалдар жүйесі.
Еңбек туралы және еңбекті қорғау заңдарын бұзған лауазымды тұлғалар КЗоТ
РК сәйкес ұйымның келісім шарт және еңбекті қорғау келісім бойынша
міндетін орындамағандар және профессиональды бірлестіктердің қызметіне
кедергі жасағандар (тәртіптік, әкімшілік, қылмыстық) заңмен белгіленген
жауапқа тартылады.
Жұмыс алаңының ауасы, Жалпы санитарлы – гигиеналық талаптарға
сәйкес болуы керек, жұмысшы орындардағы ауаның құрамын қадағалап отыру
қажет. Еңбекті қорғау ережесінің талаптары орындалуын бөлім жетекшілері
(лаборатория, бөлім, цех басшылары), ал өндірістің барлық бөлімшелеріне
директор мен бас инженер жауапкершілік білдіреді.Әрбір жұмысшы өндіріске
жұмысқа орналасар алдында техника қауіпсіздік ережелерін өтеді.Аппарата
күрделі құрал-жабдықтарда жұмыс істейтіндер арнайы оқу курсын оқып емтихан
тапсырады.
Аннотация
Беттер Кесте Сурет Библ.
Фермент, иммобилизденген фермент, физикалық және химиялық әдістері,
адсорбция, металлохелат.
Биокатализаторлардың жаңа түрі – иммобилизденген, яғни байланысқан
ферменттерді жасау қолданбалы энзимологияның алдында жаңа көрініс ашты.
Бекітілген ферменттерді қолдану бұрыннан белгілі, мысалы 1916 жылы
Дж.Нельсон мен Е.Гриффин көмірге адсорбцияланған интерфаза өзінің
каталитикалық белсенділігін сақтайтынын көрсеткен. Бірақ, 1939 жылы тері
өңдеу үшін ағаш үгінділеріне адсорбцияланған протеолитикалық ферменттерді
пайдалануды ұсынған Дж. Пфанмюллер мен Г.Шлейхке иммобилизденген
ферменттерді пайдалануға бірінші патент берді. 1959 жылы Н.Грубкофер мен
Д.Шлейт ферменттерді имммобилиздеу үшін жаңа әдістеме – ковалентті
байланыстыруды алғаш рет қолданған. Сол кезден бастап ферменттер негізінде
гетерогенді катализаторларды жасау жүргізіліп келеді. 1971 жылы Хенникерде
өткен инженерлік энзимологияның 1-ші конференциясында иммобилизденген
ферменттер деген термин заңдалды. Ферменттерді иммобилиздеу – бұл бос
ерітінді фазасынан бөлінген, бірақ онымен субстрат, эффектор немесе
ингибитор молекулаларымен алмасуға қабілеті бар қандай да бір фазаға
биокатализатор молекуласын қосатын әдістеме.
Курстық жұмыстың мақсаты: Иммобилизденген ферменттердің металлохелаттық
әдіспен алу процесін зерттеу.
Ферменттерді биологиялық катализаторлар ретінде өндірістің әр түрлі
салаларында – фармацевтикада, ауыл шаруашылығында, тоқыма өндірісінде,
медицинада, анализде, органикалық синтезде және т.б. пайдаланылады.
Ферменттерді иммобилиздеу – бұл олардың каталитикалық белсенділігінің
толық немесе бөлшекті сақталынуымен ерімейтін жағдайға ауысуы.
Ферменттер мен клеткаларды иммобилиздеу – сыртқы (қоршаған) ортада
қозғалысының жасанды шектеулі жағдайларын туғызу, бұл шектеулерді
тасымалдаушылар қамтамасыз етеді. Бүкіл клетка- тасымалдаушы жүйесін
иммобилизденген биокатализатор деп атайды
Жұмыстың көлемі мен құрылысы: бұл жобаның өзі кіріспеден,
3- бөлімнен және қорытынды мен қолданған әдебиеттерден тұрады. Бірінші
бөлім аналитикалық шолу, ферменттер туралы түсінік, ферменттерді
иммобилиздеу, иммобилизденген ферменттер туралы жалпы түсінік, физикалық
және химиялық әдістері туралы қарастырылды. Екінші бөлімде тәжірибелік
бөлім
Нормативтік сілтеме
Берілген курстық жұмыста келесі нормативтік құжаттар қолданылды.
МЕСТ 2.102 – 68 ЕСКД. Конструкторлық құжаттардың түрлері мен
комплекттілігі.
МЕСТ 2.104 – 68 ЕСКД. Негізгі жазбалар.
МЕСТ 2.101 – 80 ЕСКД. Заттардың белгіленуі мен конструкторлық
құжаттар.
МЕСТ 2.301 – 68 ЕСКД. Форматтар.
МЕСТ 2.601 – 95 ЕСКД. Эксплуатациялық құжаттар.
МЕСТ 2.304 – 81 ЕСКД. Сызу шрифттері.
ФС. ЮКГУ 4.6 – 002 – 2004 СМЖ. Оқу құжаттарын толтыру тәртібі.
Графиктік құжаттарға қойылатын негізгі талаптар
1 Аналитикалық шолу
1.1 Ферменттер туралы жалпы түсінік
Ферменттерді тағам, тоқыма, ауыл шаруашылығы, фармацевтика, былғары,
медицина,органикалық жұқа синтезде және т.б. өндірістердің әр түрлі
салаларына биологиялық катализатор ретінде пайдаланады. Соңғы кезге дейін
биотехнологияда ферменттер кеңінен пайдалану:
- бастапқы реагенттерден және реакция өнімдерінен ферменттерді бөліп алу
көп еңбекті қажет етуден
- әр түрлі факторлардың әсеріне ферменттерді сақтау тұрақсыздығы,
- таза ферментті препараттарының бағасының жоғары болуы нәтижесінде
тежеліп келеді.
Биокатализатордың жаңа түрі – иммобилизденген, яғни байланысқан
ферменттерді жасау қолданбалы энзимологияның алдында жаңа көрініс ашты.
Бекітілген ферменттерді қолдану бұрынан белгілі, мысалы 1916 жылы Дж.
Нельсон мен Е.Гриффин көмірге адсорцияланған инвертаза өзінің каталитикалық
белсенділгін сақтайтынын көрсеткен. Бірақ, 1939 жылы тері өңдеу үшін ағаш
үгінділеріне адсорбцияланған протеолитикалық ферменттерді пайдалануды
ұсынған Дж.Пфанмюллер мен Г.Шлейхке иммобилизденген ферменттерді
пайдалануға бірінші патент берді. 1959 жылы Н.Грубкофер мен Д.Шлейт
ферменттерді иммобилиздеу үшін жаңа әдістеме – ковалентті байланыстыруды
алғаш рет қолданған. Сол кезден бастап ферменттер негізінде гетерогенді
катализаторларды жасау жүргізіліп келеді. 1971 жылы Хенникерде (АҚШ) өткен
инженерлік энзимологияның 1-ші конференциясында иммобилизденген
ферменттер деген термин заңдалды. Тірі организімдегі химиялық
реакциялардың жүруіне қатысатын ерекше белоктарды фермент немесе энзим деп
атайды. Ферментердің құрылысын қызметін , қасиетін зерттейтін ғылымды
энзимология деп атайды. Ферменттер барлық тканьде, клеткада , субклеткалық
құрылымдарда кездеседі. Кейбір ферменттер клетка ішінде синтезделіп, өзінің
әсерін клеткадан тыс жүргізеді. Мысалы, пепсин, трипсин, липаза сияқты ас
қорыту ферменттері. Олар асқазанның кілегейлі қабаттарында синтезделеді.
Ал кейбір ферменттер клетка ішінде синтезделіп, клетка ішінде жұмыс
істейді, яғни өзінің қызметін атқарады. Мысалы, глю-6-фосфатаза, тотығу-
тотықсыздану ферменттері. Ферменттер организмде жүретін зат алмасу процесі
кезіндегі химиялық реакцияларды жылдамдатуға қатысады, яғни биологиялық
катализатор болып табылады.
Белгілі бір клеткада болатын ферменттердің тобы және олардың
активтілігі бүкіл организмде жүретін зат алмасу раекцияларының бағытымен
тығыз байланысты және осы процестерге тәуелді болады. Ферменттердің
активтілігінің төмендігі немесе жетіспеуі көптеген науқастарға әкеп
соқтырады.
XІX аяғында XX ғасырдың басында ферменттерді зерттеу, олардың белок
екенін көрсетті. Пепсиннің табиғаты белок екендігі И.П. Павлов
лабораториясында зерттелді. Ол ферменттердің активсіз профермент түрінде
кездесетіндігін айтты. Дегенмен ферменттердің табиғаты биохимияның негізін
қалаушылардың бірі А.М. Донилевскийдің ферменттерді тазартып бөліп алу
әдісін ұсынғаннан кейін ғана шешілді. Оның лабораториясында ферменттерді
талғамдық адсорбция әдісі арқылы тазартып бөліп алу нәтижесінде липаза
ферментін бөліп алды. Осы жұмыстардан кейін барлық ферменттердің белоктық
заттарға жататындығы мойындалды. Оны төмендегі қасиеттерінен көруге болады:
1. ферменттердің белоктар сияқты кристализациялануы
2. қанның ерітіндісімен әсер еткенде нейтральды тұздардың
денатурациялануы
3. қайнатқанда тағы басқа әртүрлі факторлармен әсер еткенде
денатурациялануы
4. диализде ферменттерге тән қасиеттің болуы
белоктарға тән сапалық реакциялар ферменттерге де тән. [1]
1.2 Иммобилизденген ферменттер
Иммобилизденген ферменттер- қазіргі уақытта өндірісте қолданылатын
ферменттік препараттардың бағасы қымбат, ал өндірістік циклде бірден
ерігіштігінен қолданылады. Бұл жағдай периодты процестерді үздіксіз
техологиялық режимге ауыстыруға сондай-ақ ферментативті реакцияны
басқаруға мүмкіндік бермейді. Фермент препараттардың құрлысының қазіргі
заманғы білімі, оның активтілік орталығының құрамы каталитикалық
активтілігі функциялық топтың мәні, ферменттердің пролонгирлеуші әсері
немесе иммобилизденген фермент препаратытары.Фeрмент иммобилизациясының
негізі оларды ерімейтін негізге бекіту немесе жартылай өткізгіш
мембрана қабықшаға енгізу. Иммобилизденген фермент дегеніміз ерімейтін
биокатализаторлар, оларда ферменттер химиялық немесе физикалық (адсорбция
күшімен )түрде қандайда бір тасмалдағышпен байланысқан, матрицаға емесе
микрокапсулаға бекітілген. Фермент тасығыштар немесе матрицалар мүлдем
ерімейтін, химиялық және биологиялық тұрақтылығы мен ерекшеленетін,
механикалық мықтылығы жоғары болуы тиіс. Иммобилизделген ферменттерді алу
үшін полимерлі тасмалдағыш негізіндегі табиғи (целлюлоза және оның
туындылары) және синтетикалық (полистирол, полиакриламид, полиамид)
полимер кеңінен қолданылады. Тасығыштар ретінде сонымен қатар саңылаулы,
шыныны, сазды, силикагельді, мата, қағаз және т.б. материалдар
қолданылады.
Фермент иммобилизациясымен қатар сондай-ақ микроорганизмдердің бүтін
жасушасы да иммобилизациялауы мүмкін. Бұл әдіс полимер кеңістігінің
торына жасушаның механикалық негізделуіне негізделген, онда олар
өзінің тіршілік етуіне және ферменттік активтілігін сақтайды.
Иммобилизация кезінде тәртіп бойынша фермент активтілігі төмендейді.
Иммобилизденген формада фермент активтілігі бастапқы еритін ферменттің
активтілігінің 10-90 % құрайды.Осыған қарамастан , өндірісте
иммобилизденген ферментті қолданған айтарлықтай тиімді. Иммобилизация
көп жағдайларда ферменттердің тұрақтылығына әкеп соғады. Реакторда
иммобилизденген ферменттер бір апта немес е ай көлемінде қолданылады ,
демек бұл еритін формадағы ферменттерді қолданумен салыстырғанда өте
үлкен экономикалық жағынан эффективтілігі жоғары болады
Ауыл шаруашылық, тамақ, сүт, медицина,
жеңіл және химия өндірісінде, қара және
түсті металлургияда, машина жасауда және көптеген
халық шаруашылығының басқа да салаларында
биотехнология өнімдерін тұтыну жыл
сайын өсуде. Жаңа жүз жылдықта ғылыми
жаңалықтардың жаңаруының арқасында биотехнология
қарқынды дамуда.
Микроорганизмдер табиғатта жүріп жатқан көптеген
өзгерістерге тікелей байланысты. Олардың белсенді әрекетінің
әсерінен жан-уарлар мен өсімдіктердің күрделі
органикалық заттарға бай қал-дықтарға айналады,
қайтадан табиғаттағы заттар айналымына енеді. Топырақты
азотпен байытуда, ондағы азот сіңіруші микроорга-
низмдердің атқаратын қызметі үлкен. Себебі атмосферадағы
азоттың топыраққа оралуы, тек осы микроорганизмдер
тіршілігіне байланысты. Ауыл шаруашылығының шешуші
салаларының бірі – мал шаруашылығында микроорганизмдер жиі
қолданылады. Малға қажетті ақуызды , жемшөпті, яғни
сүрлемді дайындау толық осы микроорганизмдер әрекетіне
байланысты орындалады . Көптеген микроорганизмдер ертеден
тамақ өнеркәсібінде қолданылады. Мысалы: ашытқының көмегімен
спирт, шараптың бірнеше түрлерін, сыраны, нан
ашытқысын жасайды. Сүт қышқылы бактериялары айран, сүзбе,
қаймақ, түрлі ірімшіктер жасауда, көкөніс
ашытуға пайдаланылады. Сондай-ақ ашытқылар қымыз,
шарап дайындауда да кеңінен қолданылады.
Түрлі фермент, антибиотиктер, амин қышқылдарын,
вита-миндер өндіруде де микроорганизмдер үлкен
рол атқарады . Соңғы жылдары микроорганизмдер қазба
байлықтарды іздес-тіруде геология саласында да
қолданылуды. Қазір кезде олардың тау жыныстарын,
қазба байлықтарын бүлдіре алатын қасиеті
анықталды.
Қазір ғалымдарымыз бүкіл микробтардың 10-15℅ анықтады.
Ал қалғандарын тауып, олардың пайдалы жақтарын адам
баласының игілігіне кеңінен қолданылу биотехнология ғылымының
бүгінгі алдына қойған мақсаты, ал зиянды түрлерімен тиімді
күресу.
Микроағзаларды пайдаланатын өндірістер
микробиологиялық өнімдермен қатар, микробиологиялық емес
өнімдерді де шығарады. Микробиологиялық өнімдер шығаруда
өндірістің мақсаттық өнімі микробтық синтездің
нәтижесінде алынады, ал микробиологиялық емес
өнімдер шығаруда, микробиологиялық процестер жануарлардан
немесе өсімдіктерден алынған өнімдерді
дайындауда қолданылады.
Өндірістік маңызы бар микробтық синтездің өнімдерін
басты 3 категорияға бөледі:
1) микробтық жасушалар;
2) үлкен молекулалы заттар ферменттер, вакциналардың құрамдық бөлшектері;
3) кіші молекулалы заттар екі топқа бөлінеді;
а) біріншілік метоболиттер (өсуге қажет компоненттер);
в) екіншілік метоболиттер (өсуге қажетті емес компоненттер).
1 Ауылшаруашылығынан алынатын шикізаттарды қайта өңдеумен
айналысатын тамақ және ашыту өндірістері.
2 Негізгі технологиялық сатысы микроағзаларды культивирлеу болып
табылатын өндірістер. Осыған байланысты олар
микробиологиялық өнеркәсіпке жатқызылады. Биотехнологиялық белгілері
бойынша олар екі топқа бөлінеді:
а) органикалық қышқылдар, спирттер, микробтық
биомасса өндіретін көп тонналы өндірістер, олардың
ерекшеліктері, қоректік орталарды қант, спирт, мұнай көмірсутектер
сияқты компоненттерінің концентрациясы көптеген микроағзалардың
өсуін қиындататын терең-детіп (яғни суспензиялық) өсіруді
пайдалану, кей жағдайда аэрацияны қажет етпейтін анаэробтарды
пайдалану және тағы сол сияқты.
б) микробиологиялық синтездің аз тонналы өндірістері.
Бұл өндірістерде бактериялық препараттар және
физиологиялық активтілігі жоғары, құрылысы күрделі заттар
(витаминдер, ферменттер) алынады, тереңдетіп өсіру, сенімді
зарарсыздандыру мен герметизацияны пайдаланады.
Соңғы өнімді бөліп алу және тазартуда бірқатар
күрделі операцияларды қамтиды. Технологиялық процесті
жақсы жүргізудің негізгі шарты болып, өнімділігі жоғары
өнеркәсіптік штамм-продуценттін таңдау немесе алу болып
табылады.
Екінші маңызды шарты, бұл – биомассаның немесе қажет
өнімнің максимальды жиналуын қамтамасыз ететін қоректік
орталарды таңдау . Қоректік орталардың арзан, оңай табылатын
шикізаттан болғаны дұрыс.
Соңғы кездерде жасушалар культуралары үшін казейн,
ашытқы, ет және гидролизаттан жасалған қоректік
орталардың түрлері шығарыла бастады. Көп мөлшердегі
активті штамм- продуценттерін ферментерлерде ( ферментер,
культиватор) өсіреді. Жануарлар жасушаларының культурасын
алуға арналған ферментердің көлемі әзірше 3
куб метрден аспайды.
Кейде ферментерлерде суспензиялы түптік культивирлеуден басқа,
тығыз қоректік орталарда беттік культивирлеу (бактериялар,
саңырауқұлақтар) немесе сұйық моноқабатта (жануарлар
жасушаларын) культивирлеу қолданылады . [2]
1.3 Ферменттерді иммобилизациялаудың физикалық әдісі.
Физикалық әдістер ақуыздардың әртүрлі беттерде адсорбцияланатын
қабілетіне негізделген. Адсорбция әдісі өте қарапайым, бірақ оның кемшілігі
бар иммобилизделген ферменттердің оңай десорбциясымен байланысты. Фермент
тасмалдағышпен өзара әрекетке түспейтін имобилизациялық әдісі бар. Онда
фермент гель торымен ұяшықтарына енгізілген болуы мүмкін. Гель түтікшесінің
үлкендігі фермент молекуласының көлемінен кіші болуы тиіс, бірақ олар
субстраттың ферментке әсер етуіне кедергі жасамауы тиіс. Фермент
имобилизациясы үшін акриламид гелі кеңінен қолданылады. Бұл әдіс субстрат
жоғары молекулалы заттар болып келгенде жарамсыз болды. Ферменттерді
иммобилизациялаудың химиялық әдісі матрица мен ақуыз молекуласының
арасында ковалентті байланыстың түзілуіне негізделген.
1.4 Ферметтерді иммобилизациялаудың химиялық әдісі.
Химиялық әдістің артықшылығы пролонгирлеуші әрекеті биокатализаторларды
алуға мүмкіндік береді: фермент ұзақ уақыт бойы қолданылса да
ерітіндіге өтпейді.
Иммобилиздеудің химиялық әдістерінің ерекшелеге фермент құрылымына
химиялық әсер ету кезінде молекуласында жаңа ковалентті байланыстар
түзіледі, көбінесе белок пен тасымалдаушы арасында. Негізінен олар
ферменттерді иммобилиздеуде қолданылады.
Химиялық әдістерді қолдану арқылы алынған иммобилизденген ферментер
препараттары кемінде екі маңызды қасиетке ие:
1. Фермент пен тасымалдаушы арқасындағы ковалентті байланыс түзілген
биокатализатордың жоғары төзімділігін қамтамасыз етеі.
2. Ферментедің химиялық модификациясы арқылы олардың субтраттық
арнайлылығы, каталитикалық белсенділігі және тұрақтылығы сияқты қасиеттерін
өзгертуге болады.Осы химиялық әдістердің арұасында белокты құрылыстың көп
нүктелі ковлентті бекітілуі арқылы ферменттердің тұрақтануының жоғары
тиімділігіне жетуге болды.
1.4.1Ферменттерді металлохелаттық әдіспен иммобилизациялау
Бұл мақсатқа өтпелі металдардың комплекс түзушілік қасиетін
пайдаланады. Өтпелі металдар ретінде титан хлориді (таза немесе
қышқыл ерітіндіде), титан гидрооксиді, цирконий, хром гидрооксидтері
(олардың оксидтері улы емес) және де темір, банадий, қалайы
гидрооксидтері қолданылады.
Тасымалдағыш ретінде – целлюлоза туындылары және силикагельдер
(сәйкес саңылаулылары), глутарь альдегиді. Гель тәріздес металдардың
гидративті оксидтері фементтермен ерімейтін кешендер түзеді, олардың
ферментативті активтілігі жоғары. Полисахаридті тасымалдағыштардан,
әсіресе целлюлозадан белсенділігі өте жоғары иммобилизденген фермент
препаратын алуға болады.
Мысалы, целлюлозамен (D - глюкопираноза) титан хлоридінің
хелаттық тобы; 6 D – глюкопираноза жағдайындағы гидроокси топтары
титан иондарымен әрекеттесіп полимерлі хилат түзеді. Бейтарап су
ерітіндісінде активтелген титан хлориді, полимер мен фермент
ковалентті байланыс түзеді, сосын қоспа толық кептірілуі керек.
Кептіру температурасы қалауынша таңдалады, бірақ 50ºС – ден аспауы
керек; әдетте тасымалдағышты активтеу вакуум жағдайында болуы тиіс.
Фермент пен титанды полимер кешендерінің байланысуы, фермент
молекуласында қышқыл амин қышқылдарының карбоксил топтарымен, тирозин
қалдығының фенолды гидрооксилдерімен, серин мен треонин қалдығының
спиртті гидрооксил топтарымен, цистейн бос сульфгидрильді топтарымен,
лизин қалдықтарының ε – амин топтарымен жүреді.
1.5 Иммобилиздеу әдістеріне қойылатын негізгі талаптар.
Клетканының иммобилиздеу әдістерінежәне оны тасымалдаушыларына белгілі
талаптар қойыады, бұл талаптар иммобилизденген биокатализаторлардың
клеткаларының биотехнологиялық прцесстерін өңдеу кезінде қолданады.
1. Ең біріншіден, қолданылатын иммоилидеу әдісі клеткалардың негізгі
технологияны жүзеге асыру үшін қажетті ферментативті жүйесіне
айтарлықтай әсер етпеуі керек. Сондықтан иммобилиздеу жүргізген
кезде клеткаларға әсер ететін улы заттардың әсерінен азайту керек,
сонымен қатар микроорганизмдерге темпераура және осмостық
стресстердің кері әсерінің алдын-алу керек.
2. Негізінен, иммобилиздеуден кейін клеткалар тасымалдаушымен ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz