Микробиология
Кіріспе
1. Микробиология туралы жалпы түсінік
2. Микробиологиялық синтез,ферментация
3. Микробиологиялық синтез технологиясы
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер
1. Микробиология туралы жалпы түсінік
2. Микробиологиялық синтез,ферментация
3. Микробиологиялық синтез технологиясы
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер
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.
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.
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.
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.
Жоспар:
Кіріспе
1. Микробиология туралы жалпы түсінік
2. Микробиологиялық синтез,ферментация
3. Микробиологиялық синтез технологиясы
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер
Кіріспе
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. Микробиология туралы жалпы түсінік
Микробиология -- жай көзге көрінбейтін, ұсақ тірі организмдерді, олардың құрылысы мен биологиялық, биохимиялық қасиеттерін, табиғатта жүріп жатқан процестердегі ролін, адам тұрмысындағы пайдасы мен зиянын жан-жақты зерттейтін ғылым.
Микроорганизмдердің басым көпшілігі -- бактериялар. Сонымен қатар микробиология төменгі сатыдағы саңырауқұлақтарды, ашытқы саңырауқұлақтарын, ұсақ балдырларды, қарапайым организмдерді, вирустарды да зерттейді. Өйткені бұл организмдердің сыртқы пішіні, құрылысы өте' ұксас, әрі сол ортаға тигізетін биохимиялық әсері жағынан да бірлестікте болады.
Микробиология ботаника мен зоология ғылымдарының қарапайым организмдерді зерттейтін салаларымен тығыз байланысты. Ал, ферменттер мен витаминдерді зерттеуде микробиология биохимия пәнімен де ұштасып жатады. Микробиология ғылымының жетістіктері қазіргі кезде ауыл шаруашылық дақылдарының өнімділігін арттыруда, түрлі өсімдіктер мен жануарлар зиянкестеріне қарсы күресуде, шырынды азық -- сүрлем даярлауда кеңінен қолданылады.
Топырақта жүріп жататын негізгі биологиялык процестер, топырақтың құнарлылығы, оның сапасы мен құралуы микроорганизмдер тіршілігіне байланысты. Микроорганизмдер тіршілігінің нәтижесінде өсімдіктердің тамыр арқылы қоректенуі жақсарады, сөйтіп егіннің өнімділігі артады. Сондықтан микрооранизмдердің тіршілігінің нәтйжесінде топырақта азот, көміртегі және фосфор элементтерінің көбеюіне мүмкіндік туады.
Микроорганизмдерді барлық судан да кездестіредаіз. Әсіресе олардың басым көпшілігі судың түбіндегі қорыста, қшектік заттардың молырақ жерінде тіршілік етеді. Ал өзіміз тыныс алатынауада да олар жеткілікті. Көбінесе олар ауасы нашар, әсіресе халқы тығыз, өнеркәсіптер жиі орналасқан жерлерде көп тараған.
Жалпы микрооргонизмдер дүниесінің табиғаттағы маңызы орасан `зор. Өсімдіктер мен жануарлар қалдықтары микробтардың қатысуымен шіріп, ыдырайды. Олардың денесіндегі түрлі химиялық элементтер ауа мен топыраққа тарайды. Осының нәтижесінде тіршілікке қажетті заттар қайтадан пайда болады.
Жанар қазба байлықтар -- шымтезек, тас көмір, мұнай сияқты заттардың түзілуі де микроорганизмдердің әрекеті нәтижесінде болатыны анықталды.
Сонымен табиғатта микроорганизмдердің көмегімен заттардың күрделі айналымы жүріп жатады.
`Микробиология -- микоорганизмдердің биохимиялық әрекеттерін, қоректік заттарды өзгертудегі олардың вегізгі ролін қарастырады. Бұл процестердің ішінде кейбір микроорганизмдер әрекеттерінің, мәселен қанттың спиртке дейін ашуының, антибиотиктер мен витаминдер түзілуінің халық шаруашылығында зор маңызы бар. Микроорганизмдер тіршілігінің ең бір айқын байқалатын жері -- ашу процесі. Күнделікті көріп жүрген сыра мен түрлі шараптар. тағамдардың шіріп, бүлінуі және көгеруі бәрі де осы микроорга-низмдердің әсерінен болады.
-. КПСС XXV съезінің СССР-де халық шаруашылығын дамытудың X бесжылдықтағы жоспарында микробиология өнеркәсібін жедел дамыту міндеті қойылған.
Микробиология өнеркәсібінің негізгі мақсаты -- халық шаруашылығын мал азықтық белоктар, ферменттер, антибиотиктер, витаминдер, амин қышқылдары, бактериялы тыңайтқыштар, өсімдіктерді қорғауға қажетті препараттар және басқа да микробтық өнімдермен қамтамасыз ету.
Айта кететін жай кейбір заттарды (Віг витамині, ферменттер, кейбір алмастырылмайтын амин қышқылдарын) тек қана микро биологиялық жолмен алады, олар химиялық тәсілмен әзір өндірілмейді. Ал, бұл заттарды рационға қосса малдан, құстан қосымша көптеген өнім алуға болады.
Өсімдіктерді микробиологиялық жолмен қорғау әдісін шаруашылыққа кеңінен енгізу, егісті түрлі зиянкестер мен аурулардан сақтауға, сөйтіп, елімізде овощтардан, жемістердең, мақтадан және басқа да дақылдардан мыңдаған тонна қосымша өнім алуға жол ашылды. Осыған байланысты қазіргі кезде қолданылып жүрген көптеген улы химикаттарды келешекте пайдаланудан бас тартуға мүмкіндік туады.
Қазір микробиологиялық жолмен алынатын ферменттер етсүт, тамақ пен жеңіл өнеркәсіптерде, медицина, химия өнеркәсіптерінде және ауыл шаруашылығында қолданылады. Сондай-ақ біздің елімізбен қатар микробтық ферменттерді қолдану шетелдерде: Жапонияда, Америка Құрама Штаттарында, Англияда, Чехословакияда, Голландияда және Федеративтік Германия республикасында кеңінен етек алып отыр.
Осы жағдайды еске ала отырып, біз микроорганизмдердің биохимиялық әрекеттеріне ерекше көңіл бөлдік, көптеген биологиялық процестердің негізін толығырақ баяндауға тырыстық.
Микроорганизмдер адам, жануарлар мен өсімдіктер тіршілігіне зиянды әсерлерін тигізетіні де мәлім. Қазіргі кезде олардың әсерінен болатын аса қауіпті аурулар белгілі болып, олармен дәйекті күресу шаралары белгіленіп отыр. Бұларға қарсы күресуде басқа микробтардан алынатын антибиотиктерді, емдік вакцина, сывороткаларды қолдану жақсы нәтиже беріп отыр. Көптеген дәрі-дәрмек өнеркәсібінің фабрикалары осы антибиотиктерді және басқа да емдік препараттарды өндіреді.
XX ғасырдың езінде микробиологиядан ғылымның жаңа саласы -- вирусология бөлініп шықты. Ол орыс оқымыстысы Д. И. Ивановскийдің 1892 жылы ашқан вирустар әлемін зерттейді. Құтыру, қызылша, шешек, полиомиелит сияқты аса қауіпті ауруларды қоздырушылар өте майда вирустар екені белгілі болды. Оларды егжейтегжейіне жете зерттеу біздің ғасырымыздың 40-шы жылдарында құрастырылған электронды микроскоптар көмегімен жүзеге асырылды.
Сонымен қатар микробиологияның отан қорғау жөнінде де алатын орны ерекше. Дүние жүзілік үстемдікке құмар империалистер көздеген мақсаттарына жетуге барлық айлаамалдарын қолданудан бас тартпайды. Мұны тарих көрсетіп отыр.
Қазір кейбір капиталистік мемлекеттер микроорганизмдердің адам мен жануарлардың өміріне қауіпті аурулардың тууына себепші болатын әрекеттерін соғыс мақсатына пайдалануды кездеп отыр. Олар антибиотиктердің өзі қарсы тура алмайтын микро Организмдердің қасиеттерін күшейтіп, оны әр түрлі жәндіктерге (маса, сона, шіркей, шыбын, бүрге т. б.) жүқтырып, қолданбақ. Өйткені мұндай жәндіктер жұқпалы ауруларды селолар мен қалаларға тез таратып, жаппай қырғынға ұшырау қаупін тудырады. Ол үшін микроорганизмдерді жан-жақты зерттеп, жете талдау керек. Сонда ғана олардың қауіпті әрекеттерін біліп қана қоймай, нақты күрес шараларын белгілеп, келтіретін пайдасын да білуімізге мүмкіндік болады.
Оқулықтың негізгі мақсаты -- микроорганизмдердің табиғаттағы әрекеттерін баяндау. Соңдықтан мүнда микробиологияның басқа салалары (медициналық, санитариялық, ветеринариялық т. б.) жеке қарастырылмайды.
Кітаптың мазмүны және тиісті материалдардың дұрыс қамтылуы жөнінде пікір айтып, кемшіліктерін көрсетіп, пайдалы кеңес берушілерге авторлар алдын ала шын жүректен алғыс айтады.
2. Микробиологиялық синтез,ферментация
Биологиялық католизаторлар- ферменттер қатысуымен жүретін үдерістердің биотехналогияда типтік үдеріс ретінде бөлінуі кездейсоқ емес. Шындығында, микроорганизмдер, жануар мен өсімдік жасушалары мен ұлпалары көмегімен алынатын бүкіл биотехналогиялық өнім- бұл ферментативтік реакциялар нәтижесі, Сондықтан, бірталай зерттеушілер микробтық, жануар және өсімдік текті ферменттерді тірі жасушалармен қатар жәке биологиялық агент түрінде бөледі. Ғылыми зерттеушілеодің өз алдында бөлініп шыққан тарауы ол- инжинерлік энзимология, оның негізгі міндеті - әдетте жасушадан таза бөлініп алынатын ферменттердің катализдік әсерін пайдаланып, биотехналогиялық үдерістерді жүзеге асыру.
Биотехникалық өндірісте көбінесе микробиологиялық синтезге негізделген ферментативтік үдерістері қолданады. Оған қоса өсімдік шикізаты (әртүрлі көктеген дәедерді-мия, қауын ағашының, інжір жапырақтарының, ананастың көк-жасыл бөлік шырынының протеазалары,т.б.) жануаолар мүшелері мен ұлпаларынан алынатын (ірі қаралардың ұйқы безі, қарын, ішек шырышы,ұлтабардың протеолиздік ферменттері, сперма түтікшелерінің гиалуронидазасы) ферменттік препараттар пайдаланады. Өткен ғасырдың 1970-1980 жылдарында органикалық шикізат ферментациясына негіздлген биотехникалық өндірістің кең дамуы орын алды (жаужапырақ, жүгері, целлюлоза және т.б.), бұл микроорганизмдердің әртүрлі топтарының көмегімен іске асты. Ферментация үдерісі арнайы жасылынған аппаратурада - биореакторларда (ферментаторларда, ферменттерлерде) жүзеге асады. Өндірістік биореакторлардың көлемі бірнеше ондаған мың литрге дейін жетеді.
Ферментациялық аппараттар
Биореакторлар саңылаусыз цилиндірлік сыйымды аппараттар болады, олардың биіктігі диаметірінен 2,0-2,5 есе артық, олар тотықпайтын құрыш және басқа материалдардан дайындалады. Аппараттар ішінде әртүрлі типті араластырғыштарды орналастырады- пропеллеолік, турбиндік және басқа, олардың көлемі аппараттың ішкі диаметірінің 13 бөлігін құрайды.
Ферменттерлерде биомассаның үнемі араласуы, масса алмасуын, қоректік ортамен өсірілетін жасушалардың біркелкі жанасуын, оттегінің жасушаларға уақытында жеткізілуін- субстраттың тез шығындалуы, үнемі қажеттілік құнарлықты қамтамасз етеді. Қоректік заттың химиялық құрамы қандай болса да, оның құрамдарының әбден араласуы өте қажет. Бұл қоректік ортаның барлық құрамдарына, субстратқа микроорганизмдердің жетілуін қамтамасыз етеді; биореактор ішіндегі барлық нүктелерінде жасушалар мен ортада еритін органикалық заттардың біркелкі және тұрақты жанасуына мүмкіндіктер жасайды, заттардың құнарлығымен, рН және температураның белгілі тұрақтылығымен қамтамасыз етеді.
Температуралық тәртіпті (биопродуценттер негізі мезофилдер болғандықтан 35-37˚ С) ұстап тұру үшін ферментерлердің сыртқы және ішкі қабат арасында берілген температурада су ағыны болады немесе иірілім типті жылу алмасушы орналастырылады. Сумен қапталған орағыш, өсірілген жасушалар тіршілігінің әрекет үдерісінде бөлінетін жылудың артығын өз уақытында және тиімді шығарылып жіберуіне мүмкіндік береді.
Биореактор қоректік ортаны- субстрат, су және буды, рН- ортаны реттейтін ерітінділерді, көбікті басушылар, өсірілетін биомассаны аэрациялау үшін зарарсыздырылған ауаны беру үшін түтіктердің арнайы жүйесімен жабдықталған. Ферментация үдерісін автоматты реттеу үшін өлшеуіш приборлар қосылған.
Аппараттың саңылаусыздығы, негізілетін заттардың зарарсыздығы (субстрат, ауа, көбік басушылар, жұмысшы ерітінділер)- ферментация үдерісі технологиясының міндетті шарттары.
Жұмыстың көлемі немесе өсірілетін сұйық биомасса көлемі аппарат сыйымдылығының жалпы көлемінен 710 аспауы тиіс. Көбік жиналатын сұйық биомасса бетіндегі бос кеңістік буфер ретінде пайдаланылады, сондықтан культуралы сұйықтың шығынын болдырмайды. Берілетін ауа фильтрация жолымен механикалық бөлшектерден. Микроорганизмдерден, химиялық заттардан тазартылады (фильтрлер әртүрлі, оның ішінде гранулданған немесе талшықты материал, d=16-18 мкм). Технологиялық кезең келесі көрсеткіштер бойынша бақыланып, меңгеріледі:
- Физикалық : температура, қысым, араластырғыштың айналу жиілігі, көбік түзелу, ауа ағынының жылдамдығы, оның тұтқырлығы және турбуленттігі;
- Химиялық: рН ортасы, тотығу- тотықсыздану потенциалы, еріген оттегі мен көмірқышқыл газының мөлшері, көміртегі, азот, фосфор, магний, калий, кальций, натрий, темір, т.б. тұздары мен иондардың құнарлығы (26,27 суреттер).
Қазіргі микробиологиялық өндірісте ең жиі қолданылады. Реактор субстрат пен оны метаболизациялайтын микроорганизмдер араласатын резервуар болып табылады, онда реакциялар жүру үшін қолайлы жағдайлар жасалынады.Температура мен рН реттеледі. Қоректік орта арқылы кейде оттегімен қаныққан фильтрленген ауа айдалады, химиялық және биологиялық талдау үшін сынамалар алынады. Ластануды болдырмау үшін екі тәсіл қолданылады:
1) Барлық кіретін саңылаулар бумен зарарсыздандырылады;
2) Реактор ішінде атмосфералық қысымнан артық қысым жасалынады.
Бірнеше сағаттан бірнеше күнге дейін созылатын үдеріс аяқталғанда, барлық қоспаны реактордан алып тастайды, бұл өнімді бөліп, тазалау үшін жасалынады.
Биореактор қамтамасыз етеді:
- Сұйық фаза көлемінде микроорганизмдер популяциясының өсуі мен дамуын;
- Микроорганизмдер жасушасына қоректік заттарды тасымалдау;
- Микробтық жасушалардан олардың алмасу өнімін алыстатады;
- Өсірілген биомассадан жасушалардың тіршілік әрекеті нәтижесі есебінде бөлінген жылуды алыстату.
Микроорганизм-продуцентке, жұмсалған субстратқа, ақырғы алынған өнімге байланысты ферментация үдерісінің жағдайы және аппарат құрылысының белгілі ерекшеліктері болуы мүмкін.
Кезеңдік немесе үздіксіз жұмыс жасайтын ферментерлер падаланылады. Кезеңдік ферментацияда аппарат қоректік орта-субстатпен толтырылады; себу материалы - штамм-продуцент кіргізіледі; ферментация жүргізіледі; белгілі уақыттан кейін биореактор тоқтатылады, ақырғы өнім мен биомасса шығарылады. Аппаратты тазалайды, зарарсыздандырады және үдерісті қайталайды.
Үздіксіз ферментацияда аппарат толтырылған кезден бастап, ферментация үдерісі динамикасында биореакторға үздіксіз белгілі жылдамдықпен жаңа қоректік орта беріледі және үздіксіз биомассаның барабарлық мөлшері алынып тасталады. Ферментативтік үдеріс бірнеше тәулік бойы жалғасады.
Биореакторлар жұмыс тәртібі жағынан ғана емес (кезеңдік және үздіксіз жұмысты), ол көлемі және алға қойылған мақсаты бойынша (зертханалық - көлемі 3-10л, тәжірибе-өндірістік немесе пилоттық -30-100л, өндірістік - 100 және одан көп литр), өсу жағдайы бойынша (аэробтық және анаэробтық, мезо- және термофильді, беттік және тереңдікте өсу, т.б.) ерекшеленеді. Өсірілген жасушалардың биокатализдік қасиеттерін тиімді пайдалану үшін, оларды биореактор ішіндегі ұстағыштарға орналастырады, ал қоректік зат оларды жуып өткен сияқты болады; жасушалар бекітілген және анғұрлым тұрақты, ұзақ уақыт ферментативтік белсенділікті көрсетеді.
Жалпы биореакторларда ферментация үдерісінің технологиясы типті. Мысалы, кезеңдік ферментацияда келесі типтік этаптар ұсынылады:
- қоректік орта-субстраттың, биореактро іші, көмекші жабдықтың зарарсыздығы;
- аппаратты қоретік орта-сабстратпен толтыру;
- штамм-продуцент таза жасушалары - материалын кіргізу;
- жасушалар өсуінен басталатын ферментация үдерісі, одан кейінгі олардың көбеюі мен ақырғы өнім синтезі (бұл алғашқы немесе кейінгі метаболиттің болуына байланысты, ақырғы өнім синтезі микроорганизмдер көбеюінің әр түрлі фазаларында - ортасында, ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе
1. Микробиология туралы жалпы түсінік
2. Микробиологиялық синтез,ферментация
3. Микробиологиялық синтез технологиясы
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер
Кіріспе
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. Микробиология туралы жалпы түсінік
Микробиология -- жай көзге көрінбейтін, ұсақ тірі организмдерді, олардың құрылысы мен биологиялық, биохимиялық қасиеттерін, табиғатта жүріп жатқан процестердегі ролін, адам тұрмысындағы пайдасы мен зиянын жан-жақты зерттейтін ғылым.
Микроорганизмдердің басым көпшілігі -- бактериялар. Сонымен қатар микробиология төменгі сатыдағы саңырауқұлақтарды, ашытқы саңырауқұлақтарын, ұсақ балдырларды, қарапайым организмдерді, вирустарды да зерттейді. Өйткені бұл организмдердің сыртқы пішіні, құрылысы өте' ұксас, әрі сол ортаға тигізетін биохимиялық әсері жағынан да бірлестікте болады.
Микробиология ботаника мен зоология ғылымдарының қарапайым организмдерді зерттейтін салаларымен тығыз байланысты. Ал, ферменттер мен витаминдерді зерттеуде микробиология биохимия пәнімен де ұштасып жатады. Микробиология ғылымының жетістіктері қазіргі кезде ауыл шаруашылық дақылдарының өнімділігін арттыруда, түрлі өсімдіктер мен жануарлар зиянкестеріне қарсы күресуде, шырынды азық -- сүрлем даярлауда кеңінен қолданылады.
Топырақта жүріп жататын негізгі биологиялык процестер, топырақтың құнарлылығы, оның сапасы мен құралуы микроорганизмдер тіршілігіне байланысты. Микроорганизмдер тіршілігінің нәтижесінде өсімдіктердің тамыр арқылы қоректенуі жақсарады, сөйтіп егіннің өнімділігі артады. Сондықтан микрооранизмдердің тіршілігінің нәтйжесінде топырақта азот, көміртегі және фосфор элементтерінің көбеюіне мүмкіндік туады.
Микроорганизмдерді барлық судан да кездестіредаіз. Әсіресе олардың басым көпшілігі судың түбіндегі қорыста, қшектік заттардың молырақ жерінде тіршілік етеді. Ал өзіміз тыныс алатынауада да олар жеткілікті. Көбінесе олар ауасы нашар, әсіресе халқы тығыз, өнеркәсіптер жиі орналасқан жерлерде көп тараған.
Жалпы микрооргонизмдер дүниесінің табиғаттағы маңызы орасан `зор. Өсімдіктер мен жануарлар қалдықтары микробтардың қатысуымен шіріп, ыдырайды. Олардың денесіндегі түрлі химиялық элементтер ауа мен топыраққа тарайды. Осының нәтижесінде тіршілікке қажетті заттар қайтадан пайда болады.
Жанар қазба байлықтар -- шымтезек, тас көмір, мұнай сияқты заттардың түзілуі де микроорганизмдердің әрекеті нәтижесінде болатыны анықталды.
Сонымен табиғатта микроорганизмдердің көмегімен заттардың күрделі айналымы жүріп жатады.
`Микробиология -- микоорганизмдердің биохимиялық әрекеттерін, қоректік заттарды өзгертудегі олардың вегізгі ролін қарастырады. Бұл процестердің ішінде кейбір микроорганизмдер әрекеттерінің, мәселен қанттың спиртке дейін ашуының, антибиотиктер мен витаминдер түзілуінің халық шаруашылығында зор маңызы бар. Микроорганизмдер тіршілігінің ең бір айқын байқалатын жері -- ашу процесі. Күнделікті көріп жүрген сыра мен түрлі шараптар. тағамдардың шіріп, бүлінуі және көгеруі бәрі де осы микроорга-низмдердің әсерінен болады.
-. КПСС XXV съезінің СССР-де халық шаруашылығын дамытудың X бесжылдықтағы жоспарында микробиология өнеркәсібін жедел дамыту міндеті қойылған.
Микробиология өнеркәсібінің негізгі мақсаты -- халық шаруашылығын мал азықтық белоктар, ферменттер, антибиотиктер, витаминдер, амин қышқылдары, бактериялы тыңайтқыштар, өсімдіктерді қорғауға қажетті препараттар және басқа да микробтық өнімдермен қамтамасыз ету.
Айта кететін жай кейбір заттарды (Віг витамині, ферменттер, кейбір алмастырылмайтын амин қышқылдарын) тек қана микро биологиялық жолмен алады, олар химиялық тәсілмен әзір өндірілмейді. Ал, бұл заттарды рационға қосса малдан, құстан қосымша көптеген өнім алуға болады.
Өсімдіктерді микробиологиялық жолмен қорғау әдісін шаруашылыққа кеңінен енгізу, егісті түрлі зиянкестер мен аурулардан сақтауға, сөйтіп, елімізде овощтардан, жемістердең, мақтадан және басқа да дақылдардан мыңдаған тонна қосымша өнім алуға жол ашылды. Осыған байланысты қазіргі кезде қолданылып жүрген көптеген улы химикаттарды келешекте пайдаланудан бас тартуға мүмкіндік туады.
Қазір микробиологиялық жолмен алынатын ферменттер етсүт, тамақ пен жеңіл өнеркәсіптерде, медицина, химия өнеркәсіптерінде және ауыл шаруашылығында қолданылады. Сондай-ақ біздің елімізбен қатар микробтық ферменттерді қолдану шетелдерде: Жапонияда, Америка Құрама Штаттарында, Англияда, Чехословакияда, Голландияда және Федеративтік Германия республикасында кеңінен етек алып отыр.
Осы жағдайды еске ала отырып, біз микроорганизмдердің биохимиялық әрекеттеріне ерекше көңіл бөлдік, көптеген биологиялық процестердің негізін толығырақ баяндауға тырыстық.
Микроорганизмдер адам, жануарлар мен өсімдіктер тіршілігіне зиянды әсерлерін тигізетіні де мәлім. Қазіргі кезде олардың әсерінен болатын аса қауіпті аурулар белгілі болып, олармен дәйекті күресу шаралары белгіленіп отыр. Бұларға қарсы күресуде басқа микробтардан алынатын антибиотиктерді, емдік вакцина, сывороткаларды қолдану жақсы нәтиже беріп отыр. Көптеген дәрі-дәрмек өнеркәсібінің фабрикалары осы антибиотиктерді және басқа да емдік препараттарды өндіреді.
XX ғасырдың езінде микробиологиядан ғылымның жаңа саласы -- вирусология бөлініп шықты. Ол орыс оқымыстысы Д. И. Ивановскийдің 1892 жылы ашқан вирустар әлемін зерттейді. Құтыру, қызылша, шешек, полиомиелит сияқты аса қауіпті ауруларды қоздырушылар өте майда вирустар екені белгілі болды. Оларды егжейтегжейіне жете зерттеу біздің ғасырымыздың 40-шы жылдарында құрастырылған электронды микроскоптар көмегімен жүзеге асырылды.
Сонымен қатар микробиологияның отан қорғау жөнінде де алатын орны ерекше. Дүние жүзілік үстемдікке құмар империалистер көздеген мақсаттарына жетуге барлық айлаамалдарын қолданудан бас тартпайды. Мұны тарих көрсетіп отыр.
Қазір кейбір капиталистік мемлекеттер микроорганизмдердің адам мен жануарлардың өміріне қауіпті аурулардың тууына себепші болатын әрекеттерін соғыс мақсатына пайдалануды кездеп отыр. Олар антибиотиктердің өзі қарсы тура алмайтын микро Организмдердің қасиеттерін күшейтіп, оны әр түрлі жәндіктерге (маса, сона, шіркей, шыбын, бүрге т. б.) жүқтырып, қолданбақ. Өйткені мұндай жәндіктер жұқпалы ауруларды селолар мен қалаларға тез таратып, жаппай қырғынға ұшырау қаупін тудырады. Ол үшін микроорганизмдерді жан-жақты зерттеп, жете талдау керек. Сонда ғана олардың қауіпті әрекеттерін біліп қана қоймай, нақты күрес шараларын белгілеп, келтіретін пайдасын да білуімізге мүмкіндік болады.
Оқулықтың негізгі мақсаты -- микроорганизмдердің табиғаттағы әрекеттерін баяндау. Соңдықтан мүнда микробиологияның басқа салалары (медициналық, санитариялық, ветеринариялық т. б.) жеке қарастырылмайды.
Кітаптың мазмүны және тиісті материалдардың дұрыс қамтылуы жөнінде пікір айтып, кемшіліктерін көрсетіп, пайдалы кеңес берушілерге авторлар алдын ала шын жүректен алғыс айтады.
2. Микробиологиялық синтез,ферментация
Биологиялық католизаторлар- ферменттер қатысуымен жүретін үдерістердің биотехналогияда типтік үдеріс ретінде бөлінуі кездейсоқ емес. Шындығында, микроорганизмдер, жануар мен өсімдік жасушалары мен ұлпалары көмегімен алынатын бүкіл биотехналогиялық өнім- бұл ферментативтік реакциялар нәтижесі, Сондықтан, бірталай зерттеушілер микробтық, жануар және өсімдік текті ферменттерді тірі жасушалармен қатар жәке биологиялық агент түрінде бөледі. Ғылыми зерттеушілеодің өз алдында бөлініп шыққан тарауы ол- инжинерлік энзимология, оның негізгі міндеті - әдетте жасушадан таза бөлініп алынатын ферменттердің катализдік әсерін пайдаланып, биотехналогиялық үдерістерді жүзеге асыру.
Биотехникалық өндірісте көбінесе микробиологиялық синтезге негізделген ферментативтік үдерістері қолданады. Оған қоса өсімдік шикізаты (әртүрлі көктеген дәедерді-мия, қауын ағашының, інжір жапырақтарының, ананастың көк-жасыл бөлік шырынының протеазалары,т.б.) жануаолар мүшелері мен ұлпаларынан алынатын (ірі қаралардың ұйқы безі, қарын, ішек шырышы,ұлтабардың протеолиздік ферменттері, сперма түтікшелерінің гиалуронидазасы) ферменттік препараттар пайдаланады. Өткен ғасырдың 1970-1980 жылдарында органикалық шикізат ферментациясына негіздлген биотехникалық өндірістің кең дамуы орын алды (жаужапырақ, жүгері, целлюлоза және т.б.), бұл микроорганизмдердің әртүрлі топтарының көмегімен іске асты. Ферментация үдерісі арнайы жасылынған аппаратурада - биореакторларда (ферментаторларда, ферменттерлерде) жүзеге асады. Өндірістік биореакторлардың көлемі бірнеше ондаған мың литрге дейін жетеді.
Ферментациялық аппараттар
Биореакторлар саңылаусыз цилиндірлік сыйымды аппараттар болады, олардың биіктігі диаметірінен 2,0-2,5 есе артық, олар тотықпайтын құрыш және басқа материалдардан дайындалады. Аппараттар ішінде әртүрлі типті араластырғыштарды орналастырады- пропеллеолік, турбиндік және басқа, олардың көлемі аппараттың ішкі диаметірінің 13 бөлігін құрайды.
Ферменттерлерде биомассаның үнемі араласуы, масса алмасуын, қоректік ортамен өсірілетін жасушалардың біркелкі жанасуын, оттегінің жасушаларға уақытында жеткізілуін- субстраттың тез шығындалуы, үнемі қажеттілік құнарлықты қамтамасз етеді. Қоректік заттың химиялық құрамы қандай болса да, оның құрамдарының әбден араласуы өте қажет. Бұл қоректік ортаның барлық құрамдарына, субстратқа микроорганизмдердің жетілуін қамтамасыз етеді; биореактор ішіндегі барлық нүктелерінде жасушалар мен ортада еритін органикалық заттардың біркелкі және тұрақты жанасуына мүмкіндіктер жасайды, заттардың құнарлығымен, рН және температураның белгілі тұрақтылығымен қамтамасыз етеді.
Температуралық тәртіпті (биопродуценттер негізі мезофилдер болғандықтан 35-37˚ С) ұстап тұру үшін ферментерлердің сыртқы және ішкі қабат арасында берілген температурада су ағыны болады немесе иірілім типті жылу алмасушы орналастырылады. Сумен қапталған орағыш, өсірілген жасушалар тіршілігінің әрекет үдерісінде бөлінетін жылудың артығын өз уақытында және тиімді шығарылып жіберуіне мүмкіндік береді.
Биореактор қоректік ортаны- субстрат, су және буды, рН- ортаны реттейтін ерітінділерді, көбікті басушылар, өсірілетін биомассаны аэрациялау үшін зарарсыздырылған ауаны беру үшін түтіктердің арнайы жүйесімен жабдықталған. Ферментация үдерісін автоматты реттеу үшін өлшеуіш приборлар қосылған.
Аппараттың саңылаусыздығы, негізілетін заттардың зарарсыздығы (субстрат, ауа, көбік басушылар, жұмысшы ерітінділер)- ферментация үдерісі технологиясының міндетті шарттары.
Жұмыстың көлемі немесе өсірілетін сұйық биомасса көлемі аппарат сыйымдылығының жалпы көлемінен 710 аспауы тиіс. Көбік жиналатын сұйық биомасса бетіндегі бос кеңістік буфер ретінде пайдаланылады, сондықтан культуралы сұйықтың шығынын болдырмайды. Берілетін ауа фильтрация жолымен механикалық бөлшектерден. Микроорганизмдерден, химиялық заттардан тазартылады (фильтрлер әртүрлі, оның ішінде гранулданған немесе талшықты материал, d=16-18 мкм). Технологиялық кезең келесі көрсеткіштер бойынша бақыланып, меңгеріледі:
- Физикалық : температура, қысым, араластырғыштың айналу жиілігі, көбік түзелу, ауа ағынының жылдамдығы, оның тұтқырлығы және турбуленттігі;
- Химиялық: рН ортасы, тотығу- тотықсыздану потенциалы, еріген оттегі мен көмірқышқыл газының мөлшері, көміртегі, азот, фосфор, магний, калий, кальций, натрий, темір, т.б. тұздары мен иондардың құнарлығы (26,27 суреттер).
Қазіргі микробиологиялық өндірісте ең жиі қолданылады. Реактор субстрат пен оны метаболизациялайтын микроорганизмдер араласатын резервуар болып табылады, онда реакциялар жүру үшін қолайлы жағдайлар жасалынады.Температура мен рН реттеледі. Қоректік орта арқылы кейде оттегімен қаныққан фильтрленген ауа айдалады, химиялық және биологиялық талдау үшін сынамалар алынады. Ластануды болдырмау үшін екі тәсіл қолданылады:
1) Барлық кіретін саңылаулар бумен зарарсыздандырылады;
2) Реактор ішінде атмосфералық қысымнан артық қысым жасалынады.
Бірнеше сағаттан бірнеше күнге дейін созылатын үдеріс аяқталғанда, барлық қоспаны реактордан алып тастайды, бұл өнімді бөліп, тазалау үшін жасалынады.
Биореактор қамтамасыз етеді:
- Сұйық фаза көлемінде микроорганизмдер популяциясының өсуі мен дамуын;
- Микроорганизмдер жасушасына қоректік заттарды тасымалдау;
- Микробтық жасушалардан олардың алмасу өнімін алыстатады;
- Өсірілген биомассадан жасушалардың тіршілік әрекеті нәтижесі есебінде бөлінген жылуды алыстату.
Микроорганизм-продуцентке, жұмсалған субстратқа, ақырғы алынған өнімге байланысты ферментация үдерісінің жағдайы және аппарат құрылысының белгілі ерекшеліктері болуы мүмкін.
Кезеңдік немесе үздіксіз жұмыс жасайтын ферментерлер падаланылады. Кезеңдік ферментацияда аппарат қоректік орта-субстатпен толтырылады; себу материалы - штамм-продуцент кіргізіледі; ферментация жүргізіледі; белгілі уақыттан кейін биореактор тоқтатылады, ақырғы өнім мен биомасса шығарылады. Аппаратты тазалайды, зарарсыздандырады және үдерісті қайталайды.
Үздіксіз ферментацияда аппарат толтырылған кезден бастап, ферментация үдерісі динамикасында биореакторға үздіксіз белгілі жылдамдықпен жаңа қоректік орта беріледі және үздіксіз биомассаның барабарлық мөлшері алынып тасталады. Ферментативтік үдеріс бірнеше тәулік бойы жалғасады.
Биореакторлар жұмыс тәртібі жағынан ғана емес (кезеңдік және үздіксіз жұмысты), ол көлемі және алға қойылған мақсаты бойынша (зертханалық - көлемі 3-10л, тәжірибе-өндірістік немесе пилоттық -30-100л, өндірістік - 100 және одан көп литр), өсу жағдайы бойынша (аэробтық және анаэробтық, мезо- және термофильді, беттік және тереңдікте өсу, т.б.) ерекшеленеді. Өсірілген жасушалардың биокатализдік қасиеттерін тиімді пайдалану үшін, оларды биореактор ішіндегі ұстағыштарға орналастырады, ал қоректік зат оларды жуып өткен сияқты болады; жасушалар бекітілген және анғұрлым тұрақты, ұзақ уақыт ферментативтік белсенділікті көрсетеді.
Жалпы биореакторларда ферментация үдерісінің технологиясы типті. Мысалы, кезеңдік ферментацияда келесі типтік этаптар ұсынылады:
- қоректік орта-субстраттың, биореактро іші, көмекші жабдықтың зарарсыздығы;
- аппаратты қоретік орта-сабстратпен толтыру;
- штамм-продуцент таза жасушалары - материалын кіргізу;
- жасушалар өсуінен басталатын ферментация үдерісі, одан кейінгі олардың көбеюі мен ақырғы өнім синтезі (бұл алғашқы немесе кейінгі метаболиттің болуына байланысты, ақырғы өнім синтезі микроорганизмдер көбеюінің әр түрлі фазаларында - ортасында, ... 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