Микробалдырлар туралы
КІРІСПЕ 5
1. Әдебиеттерге шолу 7
1.1 Жасыл және көк.жасыл микробалдырларының биологиялық қасиеттері мен таралуы 7
1.2 Фототрофты микроорганизмдердің биотехнологиялық маңыздылығы 8
2 МАТЕРИАЛДАР МЕН ЗЕРТТЕУ ӘДIСТЕРI 16
2.1 Жасыл және көк.жасыл микробалдыр дақылдарын анықтау және жинау әдістері
2.2 Микробалдырлардың альгологиялық және бактериологиялық таза дақылдарын бөліп алу әдістері
2.3 Жасыл және көк.жасыл микробалдыр штамдарын өсіру әдістері 16
2.4 Микробалдырдың өнімді штамдарының селекциясы 17
16
17
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 33
1. Әдебиеттерге шолу 7
1.1 Жасыл және көк.жасыл микробалдырларының биологиялық қасиеттері мен таралуы 7
1.2 Фототрофты микроорганизмдердің биотехнологиялық маңыздылығы 8
2 МАТЕРИАЛДАР МЕН ЗЕРТТЕУ ӘДIСТЕРI 16
2.1 Жасыл және көк.жасыл микробалдыр дақылдарын анықтау және жинау әдістері
2.2 Микробалдырлардың альгологиялық және бактериологиялық таза дақылдарын бөліп алу әдістері
2.3 Жасыл және көк.жасыл микробалдыр штамдарын өсіру әдістері 16
2.4 Микробалдырдың өнімді штамдарының селекциясы 17
16
17
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 33
Организмдер тіршілігіне қажетті және ешбір ауыстырлмайтын маңызды роль атқаратын қоспаларды биологиялық белсенді заттар (ББЗ) деп атайды.
ББЗ –ға ферменттер, витаминдер, аминқышқылдар және гормондар т.б. кіреді.
Микроорганизмдер тіршілігі нәтижесінде биологиялық активті заттар синтездеу соңы жылдары қарқынды дамуда. Микроорганизм клеткалары синтездейтін ББЗ-дың негізгі топтары:
1. Амин қышқылдар синтезі
2. Белок.
3. Антибиотиктер синтезі.
4. Органикалық қосылыстар синтезі.
5. Витаминдер синтезі.
6. Биологиялық активті қоспалар.
7. Бактериалды препараттар.
8. Бактериялардан тыңайтқыштар алу.
9. Вакциналар.
10. Ферменттер.
Организмдердің зат алмасу процестері, тыныс алу тааамды қорту, сіңіруі және т.б. процестердің барлыаы ферменттердің көмегімен іске асады. Ферментсіз тіршілік жоқ деуге де болады. Фермент сөзін алғаш 12 ғасырдың басында алғаш голландия ғалыми Ван-Гельмонт кіргізген. Фермент - латин тілінен аударғанда ашу немесе ұйтқы деген сөз екен. Бұдан соң Т. Шванн ( 1836ж) асқазаннан пепсин ферментін тапты. К.С. Киргофф арпаның полисахрид крахмалдарға ыдырайтыны анықтады.
ББЗ –ға ферменттер, витаминдер, аминқышқылдар және гормондар т.б. кіреді.
Микроорганизмдер тіршілігі нәтижесінде биологиялық активті заттар синтездеу соңы жылдары қарқынды дамуда. Микроорганизм клеткалары синтездейтін ББЗ-дың негізгі топтары:
1. Амин қышқылдар синтезі
2. Белок.
3. Антибиотиктер синтезі.
4. Органикалық қосылыстар синтезі.
5. Витаминдер синтезі.
6. Биологиялық активті қоспалар.
7. Бактериалды препараттар.
8. Бактериялардан тыңайтқыштар алу.
9. Вакциналар.
10. Ферменттер.
Организмдердің зат алмасу процестері, тыныс алу тааамды қорту, сіңіруі және т.б. процестердің барлыаы ферменттердің көмегімен іске асады. Ферментсіз тіршілік жоқ деуге де болады. Фермент сөзін алғаш 12 ғасырдың басында алғаш голландия ғалыми Ван-Гельмонт кіргізген. Фермент - латин тілінен аударғанда ашу немесе ұйтқы деген сөз екен. Бұдан соң Т. Шванн ( 1836ж) асқазаннан пепсин ферментін тапты. К.С. Киргофф арпаның полисахрид крахмалдарға ыдырайтыны анықтады.
1 Таубаев Т.Т. Хлорелла. - Ташкент: Фан, 1980. -150 с.
2 Музафаров А.М., Таубаев Т.Т. Культивирование и применение микроводорослей. - Ташкент: Фан, 1984. – 135 с.
3 Актуальные проблемы современной альгологии. // Тезисы доклад 1 Всесоюзной конференции. – Черкасы, 1987. – 336 с.
4 Промышленное культивирование микроводорослей. // Тез. докл. всес. конф. Микроводорослей-90. - Андижан, 1990. – 70 с.
5 Русина О.Н. Массовое культивирование микроводорослей // Водоснабж. и сан.техника. - 1980. - № 7. - С. 6 - 8.
6 Кондратьева Е.Н., Максимова И.В., Самуилова В.Д. Фототрофные микроорганизмы: Учеб. пособие. - М.: МГУ, 1989.-376с
7 Nakamura H. Report on the present situation of the Microalgae Research institute of Japan // Reperts from the Microalgae research institute of Japan. – 1961. - Vоl.2, №1. - P. 1 - 12.
8 Музафаров А.М., Таубаев Т.Т. Методы массового культивирования и применения хлореллы. - Ташкент: Фан, 1974. – 120 с.
9 Белянин В.Н. Светозависимый рост низших фототрофов. - Новосибирск: Наука, 1984. - 94 с.
10 Белянин В.Н., Сидько Ф.Я., Тренкеншу Р.П. Энергетика фотосинтезирующей культуры микроводорослей. - Новосибирск: Наука, 1980. - 136 с.
11 Аманов Ч.А., Байрамов Р., Альбицкая О.Н. Выращивание микроводорослей с использованием солнечной энергии // Изв. АН Туркм. ССР. Сер. физ. – техн., хим. и геол. наук. - 1985. - №12. - С. 40-45.
12 Тимофеева С.С., Краева В.З., Таубаев Т.Т., Буриев С.Б. Перспективы использования микроводорослей в детоксикации цианидсодержащих вод // Культивирование и применение микроводорослей в народном хозяйстве. – Ташкент: Фан, 1984. – С. 85-86.
13 Заядан Б.К., Фототрофты микроорганизмдер биотехнологиясы. –Павлодар, 2010.-432бет
14 Заядан Б.К., Экологическая биотехнология фототрофных микроорганизмов, Алматы, 2011, -368с.
15 Заядан Б.К., Жубанова А.А. Перспективы использования цианобактерии - Spіrulіna platensіs в медицинской биотехнологии // Биотехнология. Теория и практика. – 2002. - №1. - 71-75 с.
16 Музафаров А.М., Таубаев Т.Т., Якубов Х.Ф. Массовое культвирование протококковых водорослей в установках под открытом небом // Культивирование водорослей и высших водных растений в Узбекистане. – Ташкент: Фан, 1980. – С. 3-58.
17 Белянин В. Н., Сидько Ф. Я., Тренкеншу А. П. Энергетика фотосин- тезирующей культуры микроводорослей. – Новосибирск, 1980. - 133 с.
18 Кондратьева Е.Н. Автотрофные прокариоты. – М.: МГУ, 1996.-302с.
19 Пиневич А.В, Аверина С.Г. Оксигенная фототрофия. – Санкт-Петербург, С.-Петербургского университета, 2002. -234с.
20 Сальникова М.Я. Хлорелла – новый вид корма. - М.: Колос, 1977. -95 с
21 Музафаров А.М., Таубаев Т.Т., Талипов К.А. Массовое культивирование хлореллы с использованием продуктов сгорание природного газа в промышленных котельных. – Ташкент: Фан, 1970. - 11 с.
22 Вecker Е. W. Bіotechnology and explotatіon of the green alga Scenedesmus obluguus // Іndіan Bіomass. – 1984. - Vоl. 4. - Р.1 - 19.
23 Винберг Г.Г. Массовые культуры одноклеточных водорослей как новый источник пищевого и промышленного сырья // Успехи современной биологию. – 1957. - Т.43, Вып.3. - С. 332 - 351.
24 Пиневич В.В., Верзилин Н.Н., Степанов С.И. Типовая установка для массового культивирования одноклеточных водорослей // Физиология растений. – 1964. - Т.11, Вып.6. - С.1084-1089
25 Музафаров А.М., Таубаев Т.Т., Методы массового культивирования и применения хлореллы. - Ташкент: Фан, 1974.-120с
26 Музафаров А.М., Таубаев Т.Т., Якубов Х.Ф. Массовое культивирование протококковых водорослей в установках под открытым небом // Культивирование водорослей и высших водных растений в Узбекистане. - Ташкент: Фан,1980.-С.3-58.
27 Soeder С. J. Massіve cultіvatіon of mіcroalgae: results and prospects // Hydro- bіologіa. - 1980. - Vоl. 72. - P.197 -209.
28 Музафаров А.М., Таубаев Т., Джуманиязов М.Д. Протококковые водоросли и их значение в растениеводстве // Культивирование и применение микроводорослей в народном хозяйстве. - Ташкент: Фан, 1980. - С. 144-146.
29 Музафаров А.М., Таубаев Т.Т.,Селяметов Р.А., Хлорелла и ее использование в животноводстве, Ташкент, 1974, С.135
30 Рахимов А.Р. Якубов Х.Ф. О некоторых биохимических свойствах штаммов хлореллы и сценедесмуса, выращенных в различных условиях питания // Культивирование водорослей и высших водных растений в Узбекистане. Ташкент.: Фан. 1971. С.47-51.
31 Таубаев Т.Т., Нескубо П.М., Применение суспензии хлореллы при откормке крупного рогатого скота хлопчатниковыми кормами. В сб. Культивирование водоророслей и высшие водных растений в условиях Узбекистана, Ташкент, изд-во Фан, 1971 С.45
32 Слащева Н.К., Ваулина Э.Н., Аникеева И.Д., Влияние факторов космического полета на хлореллу. // Микроорганизмы в искуственных экосистемах , 1985.С.32-35
33 Заядан Б.К., Өнерхан Г., Микробалдырлардың таза дақылдарын бөліп алу және оларды белсенді өсіру тәсілдері, 2008
34 Горюнова С.В. В: Методы изучения и практическое использования почвенных водорослей. – Киров. - 1972. - 8 с.
35 Сиренко Л.А. и др. Методы физиолого-биохимического исследования водорослей в гидробиологической практике. Киев.: Наук. думка, 1975, 255 с.
2 Музафаров А.М., Таубаев Т.Т. Культивирование и применение микроводорослей. - Ташкент: Фан, 1984. – 135 с.
3 Актуальные проблемы современной альгологии. // Тезисы доклад 1 Всесоюзной конференции. – Черкасы, 1987. – 336 с.
4 Промышленное культивирование микроводорослей. // Тез. докл. всес. конф. Микроводорослей-90. - Андижан, 1990. – 70 с.
5 Русина О.Н. Массовое культивирование микроводорослей // Водоснабж. и сан.техника. - 1980. - № 7. - С. 6 - 8.
6 Кондратьева Е.Н., Максимова И.В., Самуилова В.Д. Фототрофные микроорганизмы: Учеб. пособие. - М.: МГУ, 1989.-376с
7 Nakamura H. Report on the present situation of the Microalgae Research institute of Japan // Reperts from the Microalgae research institute of Japan. – 1961. - Vоl.2, №1. - P. 1 - 12.
8 Музафаров А.М., Таубаев Т.Т. Методы массового культивирования и применения хлореллы. - Ташкент: Фан, 1974. – 120 с.
9 Белянин В.Н. Светозависимый рост низших фототрофов. - Новосибирск: Наука, 1984. - 94 с.
10 Белянин В.Н., Сидько Ф.Я., Тренкеншу Р.П. Энергетика фотосинтезирующей культуры микроводорослей. - Новосибирск: Наука, 1980. - 136 с.
11 Аманов Ч.А., Байрамов Р., Альбицкая О.Н. Выращивание микроводорослей с использованием солнечной энергии // Изв. АН Туркм. ССР. Сер. физ. – техн., хим. и геол. наук. - 1985. - №12. - С. 40-45.
12 Тимофеева С.С., Краева В.З., Таубаев Т.Т., Буриев С.Б. Перспективы использования микроводорослей в детоксикации цианидсодержащих вод // Культивирование и применение микроводорослей в народном хозяйстве. – Ташкент: Фан, 1984. – С. 85-86.
13 Заядан Б.К., Фототрофты микроорганизмдер биотехнологиясы. –Павлодар, 2010.-432бет
14 Заядан Б.К., Экологическая биотехнология фототрофных микроорганизмов, Алматы, 2011, -368с.
15 Заядан Б.К., Жубанова А.А. Перспективы использования цианобактерии - Spіrulіna platensіs в медицинской биотехнологии // Биотехнология. Теория и практика. – 2002. - №1. - 71-75 с.
16 Музафаров А.М., Таубаев Т.Т., Якубов Х.Ф. Массовое культвирование протококковых водорослей в установках под открытом небом // Культивирование водорослей и высших водных растений в Узбекистане. – Ташкент: Фан, 1980. – С. 3-58.
17 Белянин В. Н., Сидько Ф. Я., Тренкеншу А. П. Энергетика фотосин- тезирующей культуры микроводорослей. – Новосибирск, 1980. - 133 с.
18 Кондратьева Е.Н. Автотрофные прокариоты. – М.: МГУ, 1996.-302с.
19 Пиневич А.В, Аверина С.Г. Оксигенная фототрофия. – Санкт-Петербург, С.-Петербургского университета, 2002. -234с.
20 Сальникова М.Я. Хлорелла – новый вид корма. - М.: Колос, 1977. -95 с
21 Музафаров А.М., Таубаев Т.Т., Талипов К.А. Массовое культивирование хлореллы с использованием продуктов сгорание природного газа в промышленных котельных. – Ташкент: Фан, 1970. - 11 с.
22 Вecker Е. W. Bіotechnology and explotatіon of the green alga Scenedesmus obluguus // Іndіan Bіomass. – 1984. - Vоl. 4. - Р.1 - 19.
23 Винберг Г.Г. Массовые культуры одноклеточных водорослей как новый источник пищевого и промышленного сырья // Успехи современной биологию. – 1957. - Т.43, Вып.3. - С. 332 - 351.
24 Пиневич В.В., Верзилин Н.Н., Степанов С.И. Типовая установка для массового культивирования одноклеточных водорослей // Физиология растений. – 1964. - Т.11, Вып.6. - С.1084-1089
25 Музафаров А.М., Таубаев Т.Т., Методы массового культивирования и применения хлореллы. - Ташкент: Фан, 1974.-120с
26 Музафаров А.М., Таубаев Т.Т., Якубов Х.Ф. Массовое культивирование протококковых водорослей в установках под открытым небом // Культивирование водорослей и высших водных растений в Узбекистане. - Ташкент: Фан,1980.-С.3-58.
27 Soeder С. J. Massіve cultіvatіon of mіcroalgae: results and prospects // Hydro- bіologіa. - 1980. - Vоl. 72. - P.197 -209.
28 Музафаров А.М., Таубаев Т., Джуманиязов М.Д. Протококковые водоросли и их значение в растениеводстве // Культивирование и применение микроводорослей в народном хозяйстве. - Ташкент: Фан, 1980. - С. 144-146.
29 Музафаров А.М., Таубаев Т.Т.,Селяметов Р.А., Хлорелла и ее использование в животноводстве, Ташкент, 1974, С.135
30 Рахимов А.Р. Якубов Х.Ф. О некоторых биохимических свойствах штаммов хлореллы и сценедесмуса, выращенных в различных условиях питания // Культивирование водорослей и высших водных растений в Узбекистане. Ташкент.: Фан. 1971. С.47-51.
31 Таубаев Т.Т., Нескубо П.М., Применение суспензии хлореллы при откормке крупного рогатого скота хлопчатниковыми кормами. В сб. Культивирование водоророслей и высшие водных растений в условиях Узбекистана, Ташкент, изд-во Фан, 1971 С.45
32 Слащева Н.К., Ваулина Э.Н., Аникеева И.Д., Влияние факторов космического полета на хлореллу. // Микроорганизмы в искуственных экосистемах , 1985.С.32-35
33 Заядан Б.К., Өнерхан Г., Микробалдырлардың таза дақылдарын бөліп алу және оларды белсенді өсіру тәсілдері, 2008
34 Горюнова С.В. В: Методы изучения и практическое использования почвенных водорослей. – Киров. - 1972. - 8 с.
35 Сиренко Л.А. и др. Методы физиолого-биохимического исследования водорослей в гидробиологической практике. Киев.: Наук. думка, 1975, 255 с.
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
5
1. Әдебиеттерге шолу
7
1.1 Жасыл және көк-жасыл микробалдырларының биологиялық қасиеттері мен таралуы
7
1.2 Фототрофты микроорганизмдердің биотехнологиялық маңыздылығы
8
2 МАТЕРИАЛДАР МЕН ЗЕРТТЕУ ӘДIСТЕРI
16
2.1 Жасыл және көк-жасыл микробалдыр дақылдарын анықтау және жинау әдістері
2.2 Микробалдырлардың альгологиялық және бактериологиялық таза дақылдарын бөліп алу әдістері
2.3 Жасыл және көк-жасыл микробалдыр штамдарын өсіру әдістері
16
2.4 Микробалдырдың өнімді штамдарының селекциясы
17
16
17
Пайдаланылған Әдебиеттер тізімі
33
1 ӘДЕБИЕТТЕРГЕ ШОЛУ
1.1 Биологиялық активтi қоспалар (БАҚ ), оларды алу
Организмдер тіршілігіне қажетті және ешбір ауыстырлмайтын маңызды роль атқаратын қоспаларды биологиялық белсенді заттар (ББЗ) деп атайды.
ББЗ - ға ферменттер, витаминдер, аминқышқылдар және гормондар т.б. кіреді.
Микроорганизмдер тіршілігі нәтижесінде биологиялық активті заттар синтездеу соңы жылдары қарқынды дамуда. Микроорганизм клеткалары синтездейтін ББЗ-дың негізгі топтары:
1. Амин қышқылдар синтезі
2. Белок.
3. Антибиотиктер синтезі.
4. Органикалық қосылыстар синтезі.
5. Витаминдер синтезі.
6. Биологиялық активті қоспалар.
7. Бактериалды препараттар.
8. Бактериялардан тыңайтқыштар алу.
9. Вакциналар.
10. Ферменттер.
Организмдердің зат алмасу процестері, тыныс алу тааамды қорту, сіңіруі және т.б. процестердің барлыаы ферменттердің көмегімен іске асады. Ферментсіз тіршілік жоқ деуге де болады. Фермент сөзін алғаш 12 ғасырдың басында алғаш голландия ғалыми Ван-Гельмонт кіргізген. Фермент - латин тілінен аударғанда ашу немесе ұйтқы деген сөз екен. Бұдан соң Т. Шванн ( 1836ж) асқазаннан пепсин ферментін тапты. К.С. Киргофф арпаның полисахрид крахмалдарға ыдырайтыны анықтады.
Л. Пастер фермент организмнің тіршілігін анықтайды деді. А.Н. Лебедев жамыстарында виталистлердің ағым бойынша биологиялық катализдерді фермент және энзим деген ааымды тең қолдануды асынды. Витаминдер болса организмдердегі биохимиялық және физиологиялық процестерді реттейтін маңызды кіші молекулалы ББЗ. Олар организдердің әртүрлі экстеремальды факторлар мен инфекциялық ауыруларға төзімділігін жоғарлатумен қатар әртүрлі зиянды заттарды клеткадан шығаруға маңызды роль атқарады.
Гормондарға келсек олар жеке клеткаларда немесе арнайы бездердің көмегімен қортылып шғаатын ішкі секрециялық өнім. Олар клетка ішіне немесе қанға бөлініп шығып ораниздердің тіршілігіне маңызды биологиялық эффекті береді.
Әлемде амин қышқылдарды жылына 400 мың тонна алады. Атап айтқанда, 200 мың тонна глутамин, 160 мың тонна метионин, 50 мың тонна лизин, 7 мың тонна глицин өндірілуде. Өндіргіштері: Лизинді алуда Brevibacterium sp., Corynebacterium glutamicum. L-глутамин қышқылын алуда Corynebacterium glutamicum, Brevibacterium flavum кейбір Micrococcus және Microbacterium бактериялары қолданылады. L-триптофанды Bac.subtilis синтездейді.
БАҚ - организмдердің тарақты тіршілігін қалыптастыруға қажетті және олардың сыртқы ортаға төзімділігін арнайы жоғарлататын қасиетті бар, жәнеде әртүрлі ауруларды емдеуге көмектестетін биологиялық активті заттардан жасалаған тағам қарамына қосымша қолдануға болатын кіргізуге болаттын заттарды айтады.
Тағамдық БАҚ 2 топқа бөлінеді;
1. Нутрицевтикалық заттар
2. Парафармацевтикалық препарттар.
Нутрицевтикалық заттарға - организмдердің негізгі компененттері болып табылатын биологиялық активті заттар жатады. Адамзаттың тағамдарының химиялық қарамына жақсарту үшін қолданатын витаминдер мен олардың негізін қараушылар, макро- және микроэлементтер (темір, кальций, селен, цинк, фтор және т.б.) толық қанықпаған май қышқылдары, ауыстырылмайтын аминқышқылдар, кейбір моно-дисахридтар нутрицевтикалық заттарға кіреді.
Парафармацептикалық препараттарға - дәрлікке көмектесетін, органдармен жүйелердің іс әректінің белсенділігіне физиологиялық жоаарлататын алдына ала сақтандыру үшін қолданатын белгілі фармакологиялық белсенділікке ие биологиялық активті заттар кіреді. Оларға өсімдіктер мен жануарлардан шығарлып алынатын органикалық қышқылдар, эфирлі майлар, биофлавоноидтар, алкалоидтар, полисахаридтер кіреді. Соңғы жылдары БАҚ туралы оны қолдану өндіру мәселесі бүкіл әлем фармацевтикалық фирмаларын қызықтыруда.
БАҚ өсімдік, жануарлар өнімдері және микроб синтездері көмегімен өндіреді.Фиточай Здравушка "Антидиабет", "Селен-спирулины" Медь-спирулина" Пробиотик грек тілінен аударғанда өмір үшін деген сөз соңғы кезде "Био -Фимейл" пробиотиктеріне көп көңіл бөлінуде.
Бифидо- және лактобактериялар сияқты маңызды мо - дерді пайдаланып адам ден саулығының негізгі болатын асқазан ішек жолдарының жағдайын жақсартуға арналған БАҚ көптеп жасалып қолдануда. Бифидиумбактерин. Асқазан жолдарының микрофлоралары тек зат алмасу процестерімен витаминдер синтезіне қатысумен бірге организмдегі әртүрлі улы заттарды сыртқа шығарып оның иммунитетін жоғарлатады. М; жаңа туған нәрестелерге арналған микрооорганиздер пробиотиктар омырау сүтімен асырамаған балаларға маңызды.
Микроорганизмдер биотехнологиясы әрқашанда арзан қоректiк ортада, мол өнiмдi, сапалы биомасса шықарып алуды талап етедi. Сондықтан күн сәулесiн пайдаланып, минералды тұздардың азғана концентрациялы ертiндiсiнде өсетiн фотоавтотрофты микроорганизмдерден, арзан белок, витаминдi, медицина мен ауыл шаруашылықына пайдалы заттарды шығарып алуқа бақытталған фотобиотехнологияны дамытудың маңызы зор.
Қазiргi кезде фотобиотехнологияқа еңкөп қолданылатын организмдер микробалдырларлар мен цианобактериялар. Соңаы жылдары БАҚ алуаа көптеген микро балдырлар мен цианобактерия таза дақылдары пайдалануда.
Атап айтсақ Chlorella vulgaris, Scenedesmus Dunalella salina цианобактерия Spirulina platensis.
1.2 Микробалдыр Chlorella биотехнологияда маңызды объект
Chlorella - протококкалар класына жататын бiр клеткалы жасыл балдыр. Оларды көбiнесе ағынды сулардан, көлдерден, теңiздерден және топырақтан кездестiруге болады. Қазiргi кезде оның 30-ға жуық түрi белгiлi. Хлорелла пiшiнi шар тәрiздi. Диаметрi 1,5-15 мкм дейiн жетедi. Хлорелла балдырлары бiр клеткалы, колониалды және ценобиалды болып бөлiнедi. Бұлардың автоспоралар түзу арқылы көбейедi. Автоспоралардың саны хлореллалардың түрлерiне байланысты әр түрлi болып келедi. Көбiнесе 4, 8, 16 автоспоралар түзедi [1;2 ].
Бiр клеткалы балдырларды алғаш рет 1890 жылы Бейерник зерттеп, бiрнеше альгологиялық таза балдыр түрлерiн бөлiп шығумен қатар олардың биоэкологиялық ерекшелiктерiн зерттеген [3].
Протококкалы балдырлар биомассасының құрамында: белок (40-55 %) дейiн, көмiрсулар (30-37%), майлар ( 5,7 % ), каротин ( провитамин А 1500-200 мгкг жуық ), аскорбин қышқылы ( 1200-1500 мгк құрғақ зат ) болады. Сонымен қатар витаминдердiң В, Е топтары кездеседi [4; 5].
Бiр клеткалы жасыл балдыр хлорелла ауыл шаруашылығы өсiмдiктерi үшiн бағалы биостимулятор. Оларды топыраққа енгiзу витаминдердiң, амин қышқылдарының және басқа да физиологиялық белсендi заттардың көбеюiне, онда органикалық заттардың жиналуына әсер етiп биологиялық белсендiлiгiн арттыратындығы және адам организмiне де үлкен пайдалы екендiгiн зерттеушілердің жұмыстарында көп кездеседі. Сонымен қатар, хлорелла балдыры ғарыштық сапарларда зерттеу объектiсi ретiнде қолданылған [6]. Chlorella - Протококколар класына жататын бiр клеткалы жасыл балдыр. Оларды көбiнесе ағынды сулардан, көлдерден, теңiздерден және топырақтан кездестiруге болады сурет-1.
Сурет 1 - Chlorella sp. - 1
Протококкалы балдырлар биомассасы құрамында: белок (40-55 %) дейiн, көмiрсулар (30-37%), майлар (5,7 %), коротин (провитамин А 1500-200 мгкг жуық), аскорбин қышқылы (1200-1500 мгк құрғақ зат) болады. Сонымен қатар витаминдердiң В, Е. РР топтары кездеседi [7; 8].
Балдырладың физиологиялық қоректенуiнiң негiзгi мәселелерi ең алдымен клеткамен қоршаған орта минералды элементтерiнiң алмасуына байланысты. Хайлов деректерiне қарағанда балдырлардың қоректенуiне органикалық заттардың тигiзетiн әсерi аз емес [9].
1.3 Микробалдыр хлорелланы жалпылай өсіру
Қазіргі уақытқа дейін жер шарының тұрғындарының азық-түлік өнімдеріне деген сұранысы ауыл шаруашылық өндірісінің негізінде қанағаттанарлық болды. Сонымен қатар ғылымның жаңа жетістіктерінің қолданылуы бағалы азық пен тағамдық қоспа заттардың өндірісінде жаңа жолдарды ашады. Микробиологиялық синтездің мықты өндірісін құру ауыл шаруашылығын белок, аминқышқылдары мен физиологиялық белсенді қосылыстармен қамтамасыз етеді.
Миробалдырларды көлемді өсіру бағалы органикалық қосылыстардың микробиологиялық синтезін олардың фотосинтезге қабілеттілігінің арқасында жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Биосинтездің автотрофты жолы биомассаны гетеротрофты микроорганизмдердің көмегімен алуға қарағанда экономикалық тиімді.
Соңғы жылдары микробалдырларды қосымша тағам мен азық көзі ретінде көлемді дақылдауға қызығушылық артуда. Хлорелла микробалдырына ерекше көңіл бөлінуде.
Микробалдырларды көлемді дақылдаудың негізгі міндеті - биомассадан көп өнім алу және оны тағамдық және азықтық мақсатта қолдану мүмкіндігін анықтау. Осы мақсатта зерттеушілердің негізгі жігері мен конструкторлық ойы микробалдырлардың белсенді өсуін толық қанағаттандыратын құрал-жабдық жасауға жұмсалуда.
Микробалдырларды дақылдауда құрал-жабдық немесе биореактор деп аталатын арнайы құрал қолданылады. Микробалдырлардың өнімділігі негізінен осы құрал-жабдықтардың типі мен конструктивті ерекшелігіне байланысты. Зерттеушілердің негізгі көңіл бөлетіні микробалдырлардан сапалы белок-дәруменді биомасса алуға мүмкіндік беретін қолайлы, жоғары өндірістік құралдар-жабдықтар құрастыру болып табылады. Қазіргі уақытта шет елдерде өндірістік негізде микробалдырлардың биомассасын өндіру мақсатында түрлі құралдар жасалған.
Микробалдырларды көлемді дақылдауға арналған негізгі құралдар туралы деректерді келтірсек.
Алғашқы микробалдырларды жалпылай өсіруге арналған ірі құралдарды жапон ғалымдары жасаған (Tamiya, 1955; Nakamura, 1961). [10;11]. Олар диаметрі 3-20м, балдырлардың суспензия қабатының қалыңдығы 10-12см. ашық цементтелген шеңберлі бассейндерді қолданды. Суспензия насос көмегімен, бассейннен сорып алынып, лақтырылған суспензияның реактивті күші айналдыратын трубалар арқылы қайта құйылу арқылы араластырылады. Мұндай типті құралда балдырлардың өнімділігі жоғары болды - тәулігіне 1м2 су бетінен 2-18,5 г құрғақ биомасса алынды.
Өзіндік ерекше конструкцияланған құрал Дортмунд (ФРГ, Krauff, Meffert, 1966) [12] мамандарымен жасалған. Микробалдырларды өсіруге түрлі формалы сақиналы тік қайықтар қолданылған. Балдырлар суспензиясының араласуы масақ көмегімен жүзеге асады. Екі күн дақылданған балдырлардың орта тәуліктік өнімі 1м2 - 10-12 г құрғақ биомасса алынды. Өзіндік конструкцияланған құрал Англияда сыналды. Ол сыйымдылығы 330 л шыны пластиктен жасалған цилиндрлі резервуарды пайдаланды. Құрал қақпағына шыны қалпақтарда жасанды жарық беретін үш лампа бекітілген. Сонымен қатар, газды қоспаларды беруге арналған құбыр, сүзгіш клапан, электрөткізгіш, өнімді жинау және қоректік ерітінді беру жүйесі, түтіктер, т.б. бар. Ауаның көмірқышқыл газды қоспасы суспензияға берілмес бұрын стерилденеді. Дақылды араластыру резервуар түбінде орналасқан барбатерден ауаның көмірқышқыл газымен берілуі арқылы жүреді.
Жұқа қабатты, мөлдір полиэтиленді құбырлы, тұйық сақиналы құрал АҚШ-та сыналған. Суспензия көлемі 4000 л. Суспензияны насостың көмегімен циркуляциялық әдіспен араластырған.
Ленинград мемлекттік университетінің Биология институтының мамандарымен микробалдырларды жалпылай өсіруге арналаған Колокол типті құрал жасалған. Тік құбыр арқылы насостың көмегімен суспензия бассейннен шашушы құрылғыға беріледі. Нәтижесінде суспензия қоңырау тәрізді бет түзеді; қабық қалындығы 1-3мм. Осы құралдағы балдырлардың өнімі тәулігіне 7-11гл құрғақ массаны құрайды.
Бірнеше жылдың ішінде (1968 ж. бастап) микробалдырларды дақылдаудың өндірістік құралдарын жасауда Жоғарғы Ғылыми Зерттеу Институттарының мамандары, микробиология өндірісінің бас басқармасының биотехниктері (КСРО министрлерінің кенесінде) ат салысқан. Осылармен жасалған құрылғының бірі Андижан қаласындағы гидролизді зауыт аумағында құралған және сыналған. Ол цилиндр тәрізді герметикалы корпусты, металл түпті және мөлдір пластиктен немесе силикатты шыныдан жасалған жарық өткізгіш шатыры бар. Орталығында суспензия жоғарыға, айналма шашыратқышқа берілетін құбыр болады. Ол жақтан суспензия үлкен жылдамдықпен зырылдауық арқылы желпуіш шоқ тәрізді шығарылады және культиватордың ішкі шатыр бетін жуады. Культиватордың диаметрі 3 м, сыйымдылығы 100 л.
Өзбекстанда 1961 жылдан бастап микробалдырларды дақылдауға арналған құрылғылар жасалған. А.М.Музафаров, Т.Т.Таубаев, К.А. Талипов (1970) құрылғының жаңа түрлерін жасап шығарды. Құрылғы ашық, газ тәрізді жанармай жану өнімдерін қабылдайтын және суспензияның бассейнін белгілі температураға дейін жылытуға арналған құралмен жабдықталған. Бөлінген газ қоспаларының ауа арқылы дақылға берілуі қосымша құрал қолданбай қамтамасыз ететін қысым беру арқылы жүзеге асырылады [13].
1.4 Хлорелла суспензиясының ауылшаруашылық жануарларының өнімділігіне әсері
Хлорелла мен сценедесмус түрлерінің биохимиялық қасиеттерін зерттей келе, неміс ғалымдары Гардер мен Уатш 1942 жылы жемдік және тағамдық өнімдерді алуда балдырларды өндірістік жағдайда дақылдау туралы алғаш рет өз ойларын айтқан болатын.
Хлорелланың құстарға, қояндар мен шошқаларға әсерін зерттеу бойынша көптеген тәжірибелер Украинада жүргізілді. Әсіресе жұмыртқасалғыш тауықтарды хлорелла пастасымен қоректендіргенде оң нәтижелер алынды. Тауықтар рационына пастаны қосқанда тәжірибелік топтың жұмыртқасалғыштығын орташа есеппен 21,5%, ал жұмыртқа саруыздағы каротиннің құрамын 56,5% арттырды.
Рационына хлорелланы қоспа ретінде алып отырған шошқа мен қояндардың қосымша салмағы бақылау тобының жануарларына қарағанда тәжірибе бойы 11-35% артық болды.
Кейбір авторлар [14] балдырлар (әсіресе хлорелла) үй құсының сапасына кері әсер етпейтін белоктық жемнің толыққанды алмастырғышы болады деген қорытындыға келді. Авторлар өсімдік текті белоктық жемді балдырмен алмастырғанда бройлер етінің сапасының жақсаратынын айтып көрсетті. Негізгі рационды хлорелламен (10%) алғанда тауықтардың жұмыртқасалғыштығы 20-30% артты [15], жұмыртқаның сапасы жақсарды, оның салмағы мен көлемі өсті.
Хлорелланы тәулігіне бір басқа 6 литр мөлшерінде қолданғандағы тәжірибелік жануарлардың қосымша салмағының артуы Р.А. Саляметованың жұмыстарында да көрсетілген (1972). Тәжірибе 72 тәулік бойы жүргізілді. Жануарлардың рационы мұнда 1 кг мақта шротынан, 0,5 кг комбикормнан, 7 кг мақта қауызынан құралды. Тәжірибелік жануарлардың орташа қосымша салмағы әрбір тәулікте 710 г, ал бақылауда - 527 г болды. Автрлардың пікірінше, жануарлардың қосымша салмағының артуы, бір жағынан, хлорелла биомассасының қоспаның биостимуляторлық қасиетіне, екінші жағынан, осы қоспаның көмегімен мақталық рационның биологиялық толықтығының артуына байланысты болады. Біруақытта бақылаумен салыстырғанда тәжірибелік жануарлардың қосымша салмағы 29,3% артқаны байқалды.
Өзбекстан Ғылым Академиясының Ботаника Институтының мәліметтері бойынша, шошқалар үшін хлорелла суспензиясының тәуліктік нормасы 2 - 5 л, әр мүйізді ірі қара үшін 3 - 4 л қолданады екен.
Шошқалардың ақаулы, әрі жемдеуге келмейтін рационына клетка тығыздығы 20-48 млнмл хлорелла суспензиясын 2-3 л мөлшерде қосу, олардың салмағын 20%-25% өсірді. 1967 жылы Өзбекстанның Ташкент орталық жемдеу базасында хлорелла суспензиясының мүйізді ірі қараның салмағына әсері зерттелінді.
М. Я. Сальникова (1965, 1966) қояндарды, қойлар мен шошқалардың хлорелланы қорыту қасиеттерін зерттеді. Қояндар рационына лиофильді кептіріліген 6 г хлорелла қосылғанда күніне протеиннің қорытылуы 76 -- 78% құрады. 8 г қосқанда қояндар жемнен бас тартты [16;17].
Қойлардың хлорелла протеинін қорытуы 52%, майды - 51%, клетчатканы - 33%, азотсыз экстрактивті заттарды - 70% құрады.
Шошқалар рационына 167г химиялық жолмен консервіленген хлорелланы қосқанда протеинді қорыту 85,4% құрады, ал термиялық кептірумен 300г хлорелланы қосқанда 38,8% құрады. Кептірілген хлорелланың протеинді төмен деңгейде қорытуын автор кептіру нәтижесінде белоктың қабылдануының төмендеуімен түсіндіреді. Автор жануарларды хлорелла суспензиясымен немесе паста тәрізді биомассасымен тамақтандыруды жөн көрді.
У. Асраров та (1972) хорелланың паста тәрізді биомассасының жақсы қорытылатындығын көрсеткен болатын. Автордың пікірінше, рационда неғұрлым хлорелланың паста тәрізді биомассасы көп болса, соғұрлым қорытылу мен зат алмасу көрсеткіштері де жоғары болатынын дәлелдеді [18].
Келтірілген мәліметтер хлорелланың жоғары жемдік және биостимуляторлық қасиетінің болуын және оны ауыл шаруашылық жануарлары мен құстар рационында витаминді-белоктық қоспа ретінде кеңінен қолдануға болатындығын көрсетеді.
Н. Г. Понировский мен А. Нурназаров (1972) мәліметтері бойынша, хлорелланы қолданғандағы сиырларда сүттің 17% дейін көбейетіндігі туралы мәлімдеген [19].
Хлорелла пастасын биологиялық белсенді қоспа ретінде тауықтарға белгілі мерзімде қолданған нәтижелер
Хлорелланың, сценедесмустың және басқа да протококкты балдырлардың биостимуляторлық қасиеттері құстарға жүргізілген тәжірибелерде бақыланды. Украйнаның Краматор ветеринариялық емханасында да әтештермен жүргізілген тәжірибелерде оң нәтижелер берді. 50% хлорелла суспензиясын жеммен араластырды да, қалған бөлігін су ретінде ішуге берген нәтижелер тәжірибелік әтештердің салмағы бақылаумен салыстырғанда 23 - 25% артатынын көрсетті [20; 21]. Мұнда тәжірибелік топта салмақтың бірлігіне шаққанда жем 15,9 - 18,5% -ға үнемделді.
Абакумова және т.б. [22] жұмыстарында хлорелла биомассасын өсіп келе жатқан балапандар рационында қолдану мүмкіндігі көрсетілген. Тәжірибеде белоктық кешен жемінің 25 және 50% (қорытылатын протеин бойынша) лиофильді кептірілген хлорелла биомассасымен алмастырылды. Құрғақ және паста тәрізді хлорелланың құстар өнімділігіне әсері бойынша көптеген зерттеулер жүргізілді. Суспензияны 1 литрде 0,25г -50г тығыздықта қолданды. Құрғақ хлорелланы қолданғанда жұмыртқалау 24% артты, ал паста тәрізді массаны қолданғанда 30%-ға дейін, қойылтылған суспензияда 23%-ға дейін, ал қалыпты суспензияда (құрғақ заттың 0,25 -- 1,5 гл тығыздығы) 15%-ға дейін артатыны байқалған.
Көптеген ғалымдардың мәліметтері бойынша (Мошкова және т.б., 1967; Музафаров және т.б., 1974), тауықтар үшін бір басты тәулігіне хлорелламен қоректендірудің оптималды нормасын анықтаған. Мұнда құрғақ түрде 5-7 г, паста 7 -10 г, қойылтылған суспензия 7- 15 мл, кәдімгі суспензия 50 мл дейін болады [23].
Хлорелланың ауыл шаруашылық жануарлар мен құстардың өсуі мен дамуына әсерін зерттеу бойынша үлкен тәжірибелер Өзбекстанда да жүргізілді [24-28].
1.1 Цианобактерия-спирулинаның биотехнологиялық маңыздылығы
Фототрофты прокариоттарға қарағанда цианобактериялар морфологиялық жағынан әртүрлілігімен ерекшеленеді. Олардың ішінде бір клеткалы, қауымды және көп клеткалы жіп тәрізді организмдер кездеседі.
Цианобактериялардың ішінде бір клеткалы, қауымды және көп клеткалы жіп тәрізді организмдер кездеседі. Ең майда бір клеткалылардың диаметрі 1 мкм, ал ең үлкен клеткаларының ұзындығы 20-30 мкм немесе оданда көп. Соның ішінде, көп клеткалы Spіrulіna туысының трихомдары тармақталған жіпшелі, денесі спиралді иректелген, ұзындығы 15-20 мкм құрайды. Сондай-ақ, көптеген бірклеткалы түрлері көбіне қоймалжымданған, бірнеше клетка санына бөлінген колония түзеді. Кейде мұндай организмдерді колониалды цианобактериялар деп атайды. Жіпшелі цианобактериялардың клеткалары бір-бірімен клетка аралық көлденең өтетін, жіңішке каналдар микроплазмадесмалар арқылы қосылған. Мұндай көпклеткалы жіпшелерді трихомдар деп атайды. Одан түзілген клеткалар сфералық, таяқшалы және т.б. пішінді болады. Трихомдағы әрбір бөлек клеткалар мен трихомдағы клеткалардың мөлшері әртүлі, олардың ұзындығы бірнеше миллиметрге жетіп, трихомдары қынаппен қоршалған немесе тармақталған болады [5].
Цианобактерия спирулинаны көбінесе XXI-ғасырдың ең үздік өнім қатарына жатқызады. Себебі, қазіргі таңда спирулинаны нағыз космостық тағам ретінде дәлелдеп, ТМД елдерінде негізгі азықтық қоспа ретінде (СПЛАТ, СПЛАМ, Spіrulіna-жиынтығы Спирулина ВЭЛ және т.б.) өндіруде. Спирулинадан жасалған препараттарды 70 тен астам елдерде сатылып пайдалануға рұқсат етілген.
Чад көліне жақын тұрғындар өздерінің тағамына спирулинаны белсенді қолданудан соң, бүкіл дүние жүзілік ғалымдар бұл ғажап өсімдіктің қасиетін зерттей бастады деген тарихи мағлұматтар бар. Олардың ұн ретінде қолданып келген азығы спирулина (Spіrulіna platensіs) деп аталатын бірклеткалы цианобактериялар екені анықталды.
Биотехнологиясының дамуына байланысты, әсіресе цианобактерия Spіrulіna өкілдерін сауда орталығында қолданудың келешегіне үлкен мән берілуде. Егер, микробалдырларды өндіруде Жапония алдағы мемлекеттердің бірі болып саналып келген болса, қазіргі кезде, олардың бөліп алған штамдары мен өсіру технологияларын АҚШ, Мексика, Қытай, Канада, Франция, Норвегия, Дания, Ұлыбритания елдері кең қолданады [6].
Гавай аралында орналасқан американдық Cyanotech компаниясы дүниежүзілік сауда орталығын жоғары сапалы әртүрлі микробалдыр өнімімен қамтамасыздандыруда. Оның ішінде, Spіrulіna Parfica микробалдырын өнім ретінде диеталық және басқада тағамдарға қоспа ретінде қосады. Гавай университетінің ғалымдарының зерттеулері бойынша Spіrulіna Parfica құрамынан басқа микробалдырларда кездеспейтін ферменттер құрамын тапқан. Гавайда жылына пестицидсіз, гербицидсіз және т.б. зиянды заттарды қолданбай жылына шамамен 500 тоннадай сапалы спирулина өндіруде.
Оңтүстік Қытайдағы - Ченгхай көлі жылына 1000 тоннаға жуық табиғи спирулинаны өсіруде. Олардың Yunnan Spіrіn Co - дүние жүзілік ғылыми зерттеулер үстіндегі ең жетекші кәсіпорындардың бірі болып саналады.
Микроорганизмдер биотехнологиясы, әрқашанда арзан қоректік ортада, мол өнімді, сапалы биомасса шығарып алуды талап етеді. Шет елдерде балдырдың өзінен 200 ден астам тағам түрлері дайындалады және міндетті түрде ірімшік, балмұздақ және басқа тағамдардың нәрлілік заттарын байыту үшін қосылады. Ал, Рессейдегі Самар облысының Тольят қаласында спирулинаны өндіруде Биорос ең ірі кәсіпорындардың бірі болып табылады.
Балдырлар бай азықтық құндылығына қарай ауылшаруашылық дақылдарынан артық болмаса, кем түспейді және алынған өнімнің мөлшеріне қарай энергетикалық шығымның төменділігімен тиімді. [7]. Көптеген түрлері миксотрофты және жарық көзін аз пайдаланады. Жабық қондырғыда, жасанды жарық көзінде хлорелланың өнімділігі тәулігіне 1м2 - қа 100-140г құрғақ зат құрайды. Бұл тәулігіне 1000-1400 кгга (құрғақ массасдағы) немесе жылына 360-500 тга сәйкес келеді. Ал, ашық қондырғыда табиғи жарық көзінде жаппай өсіруде, тәулігіне орташа өнімділігі 14-35 гм2 (құрғақ массада), ең максималды өнімділігі 60 гм2 жетеді. [8].
Өзбекстанда микробалдырларды өндірістік жағдайда өсіруге арналған қондырғыларды орнату жұмыстары 1961 жылдан бастап жүре бастады. 1970 жылы А.М. Музафаров басқаруымен жаңғыш газ түзгіш отын немесе бассейндегі суспензияның қызып кетуден сақтап, қалыпты температураны реттейтін және суспензияның жаңған өнімін қайтаратын құрылыстары жетілген жаңа ашық қондырғы орнатылды [9]. Балдырлардың өнімділігін арттыруда ашық қондырғының бір кемшілігі ауарайына өте байланысты. Сондықтан ашық қондырғылардың температура жағдайын қадағалау қиынға түседі, мұндай жағдайларды көбінесе бұлтсыз және жаңбырлы күндері аз, сондай-ақ температура жағдайы қалыпты аудандық жерлерде ұстаған жөн [10].
Соңғы жылдары цианобактерия спирулина биомассасын пайдалануда, алдымен жануарларға жүргізілген тиімді тәжірибе нәтижелерінен кейін, БАҚ ретінде адамзат тағамына қосу жөнінде ООН комиссиясында шешілді. Бүкіл Дүниежүзілік Денсаулық сақтау ұйымының мәліметі бойынша спирулина кем дегенде 70% ауру түрлеріне қорғаныш күш болып табылады. Ұзақ зерттеулерден соң спирулинаның организмге (адамзатқа, тышқандарға, құстар мен қабандарға, балықтарға) қажетсіз қосымша түзілгіш және улы әсері байқалмады [11].
Ресей медицина ғылым академиясы, азық түлік институтының профессоры В.К. Мазоның айтуынша, спирулинада В12 және β-каротиннің соншалықты көптігі, сондай-ақ планетамыздағы басқа бірде бір тағам құрамында мұншалықты кездеспегенін атап өтті [12]. Осыған байланысты, спирулинаны көптеп өсіруде өзіндік сұранысы бар. Бұл жағдайда қоректік орта ретінде спирулинаны өсіру үшін құс фермасындағы токсикалық әсері жоқ ағынды суларды пайдалануға болады.
Спирулинаның практикалық маңызы туралы тоқталатын болсақ, Чехословакияда микробалдырлардан ұнтақ порошок, спирттік және майлы экстрактар, дәрі-дәрмек, шам және т.б дайындайды. Бұл препараттар тек бір ғана минерал көзі немесе витамин ретінде емес, сондай-ақ жағымсыз иістерді жойып, инфекцияға қарсы әсерін жоғарлатады.
Балдырлардың жоғары сатыдағы өсімдіктермен бәсекелестігі жоқ, себебі оларды тоғандарда, құрлықта және жасанды қондырғыларда өсіруге болады. Өсімдіктерге қарағанда климаттық жағдайға аз тәуелді. Егер Spirulina түрлерін ұсақ суаттарда өсіргенде өзінің биомассасын 2-5 тәулікте екі еселендіреді [13]. Мұндай өнімділіктің негізінде бірдей көлемді өсірілген сояға қарағанда белоктың мөлшері 20 есе көп болса, дәнді дақылдарға қарағанда 40 есе, ал ірі қара мал етін өндіруде 400 есе көп.
Қазақстан Республикасының территориясында көптеген әртүрлі табиғи және жасанды су қоймалары бар. Жасанды су қоймаларын оңтүстік аудандарда күріш шаруашылығына жиі пайдаланады. Балдырдың күріш даласында алатын орны ерекше, балдыр өзінің тіршілік әрекетінің нәтижесінде топырақтың құнарлығын одан алатын өнімнің мөлшерін көбейтеді. Сонымен қатар күріш даласында өсірілетін балықтардың алғашқы қор заты болып есептеледі [14].
Судың тазалығын сақтаудың бірден-бір жолы табиғи тазартқыштарды дұрыс пайдалану. Солардың бірі - балдыр. Балдырларды ағынды суда көптеп өсіру немесе ағынды суды тазалауда шикізат көзі ретінде (әсіресе белок пен витаминнің) биомасса өндіріп алу тиімділігі байқалған. Себебі, таза минеральді ортада және ағынды суларда өскен балдырлардың биохимиялық қасиеттері бір-біріне ұқсас келеді. Балдырлардың өсуіне қажетті қоректік орта ретінде үй-тұрмыстық ағын суларды пайдалануға болады [15].
Францияда қалалық қалдық суларды микробалдырлар көмегімен тазартатын 2600 биологиялық тоғандар салынып, оларға хлорелла, спирулина сияқты микробалдырларды өсіріп, биомассаларын ауыл шаруашылығында кең қолданады. Сондай-ақ, Бельгияда атом электростанциясының қалдық суларына спирулинаны өсіру нәтижесінде тәулігіне бір гектардан 2 тоннадан астам биомасса алып, оны ауыл шаруашылығында тиімді пайдаланатын көрінеді.
Қала канализациясының ағынды суы бар реактор орнатқышында протококкты балдырлар (Chlorella vulgarіs, Ch.pyrenoіdosa, Scendesmus oblіquus және т.б.) жақсы өсіп, биомасса құрамында 39-50% белок, 30-36% көмірсу, 5-10% май, 8-12% минералдық зат, 800-1900 мгкг аскорбин қышқылы және витаминдердің В-В1, В2, В6, В12, В15, РР, К және т.б. тобы бар [16].
Өзбекістан ҒА-ның Микробиология институтында микробалдырлар соның ішінде хлорелла және сценедесмус сияқты бір клеткалы балдырларды құс фабрикасы, мал шаруашылық кешендерінің қалдық суларына өсіру нәтижесінде биомасса жинап, оны мал шаруашылығына қосымша жем ретінде пайдаланып, олардан алатын өнімдердің құрамын арттыру жәйлі мәліметтер көп. Ағын суда дақылдаудың нәтижесінде жиналған балдырларды егілген ортадан сүзіп, бөлек алып отыру керек, әйтпесе екінші реттік ластануға әкеліп соғады. Ал тазаланған ағындыны жиналғыш тоғанға жинап, оны ауыл-шаруашылық егістіктерін суаруға немесе балық өсіруге, құстарға және т.б. су жәндіктеріне тиімді қоректік орта бола алады. Көптеген әртүрлі балықтардың болуынан хлорелла мен сцендесмус және т.б. балдырлардың өсу жылдамдығы жоғарлайды [17].
Микробалдырлардың табиғи жағдайда өсу қарқынын қоректік заттармен реттеуге болады. Қоректік орта құрамында қор заттарының таусылуынан, микробалдырлардың өсу саны төмендесе, ал жаңа қоректік субстраттың жыйналуынан (мысалы, жаңбыр кезінде) немесе топырақтан жуылып түскен заттардан өсу қарқыны жоғарлайды.
Фотосинтездік қасиетіне байланысты, балдырлар қоректік ортаны клетка заттарына айналдырады, СО2 сіңіріп, оттегін бөліп шығарады. Спирулина өсу жағдайына байланысты өзінің бойына көміртегін, фосфор, темір және т.б. минеральдық заттар мен микроэлементтерді пайдаланатын болса, ал спирулинаның өлі және ыдыраған клеткалары жаңа балдырларға, микроорганизмдер мен қарапайымдыларға ең қажетті субстрат болып табылады.
Мал шаруашылық фермалар мен құс фабрикалары биогенді элементтерге және т.б. заттарға бай ағынды су түзіледі. Жапон зерттеушілері хлорелланы өсіру үшін табиғи тыңайтқыштар (ашыған балық тұнбасы, компостың бөкпесін, тезек-көң, нәсіп және т.б.) қолданады. Органикалық қоректік орталар, балдырлардың өсуіне өте тиімді, егер ортаға СО2 үрлеген кезде культуралық ортадағы рН теңеседі.
Т.В. Васиговтың өзінің зерттеулерінде хлорелла мен сцендесмусты қой тезегіне көптеп өсіріп, көңнің сығындысы протококты балдырларға жақсы қоректік орта болатындығын дәлелдеді [18]. Сондай ақ, құс саңғырығы мен тауық қыйын, тұт ағашындағы жібек құртының нәжісін немесе сығындыларын хлорелла мен сцендесмустің штамдарының стандартты қоректік ортасына органикалық тыңайтқыштар ретінде қосып өсіргенде микробалдырлардың өсімі мен өнімділігі ұлғайған. Әсіресе ашық қондырғыда немесе арнайы жабық қондырғыда құс қиымен (6-10 гл) және тұт ағашының жібек құртының нәжісінің (2-5 гл) сығындыларын қосып протококты микробалдырларды үзбей өсіруде, балдырлардың өнімділігі тәулігіне 17,5-33 гм жоғарлатуға болады [19]. Бұдан басқа, микробиологиялық ашытқылар мен азықтық өндіріс қалдықтары, адам, мал және құс ағзалары, ағынды сулар, хлорелланы өсіруде жақсы қоректік орта болып табылады.
Дамыған АҚШ елінде ірі мүйізді малдар мен құстарды күнделікті азықтық-жем ретінде пайдаланатын арнайы балдырлы суаттармен қатамасыздандырылған болса, керісінше малшаруашылығының қалдықтарын балдырлар пайдалану үшін біріңғай жағдайлар жасалынған. Ондағы есеп бойынша, 4 млнга көлемді реактордағы балдырдың тәуліктік орташа өнімділігі 12 гм2 (құрғақ массаға) құрайды, яғни АҚШ-ты толық белокпен қамтамасыз ете алады десе де болады, сондықтан мұндай жағдайда 121 млнга ауылшаруашылық қалдықтарын алу қажеттілігі туады.
Балдырдың адам баласына қажеттілігі мұнымен ғана шектелмейді. Қазіргі кезде көптеген жетістіктерге жеткенімізбен құсшаруашылығында толық құнды азықтық жем мәселесі әліде шешілмеген. Ұзақ уақыт құнсыз комбикорм қабылдаған құстардың алмасу процестері бұзылып, өнімділігі мен жұмыртқалау саны төмендейді
1.2 Цианобактерия спирулинаның биологиялық қасиеті
Соңғы жылдары биотехнология ғылымының дамуымен және бұл салада микроорганизмдерді көп қолдануға байланысты, күн сәулесі мен қарапайым органикалық қосылыстарда өсіп, жоғары құрамды өнімділігі бар микробалдырларға қызығушылық артуда. Ал, микробалдырлардың биологиялық активті құрамының бағалы қасиеті, оның биохимиялық құрамының тұрақтылығында.
Цианобактерия спирулинаның клетка қабырғасында қатты целлюлозасы жоқ, мукополисахаридттерден тұратындықтан белоктың оңай сіңімділігін (85-95%-ке дейін) қамтамасыз етеді. Спирулинаның тірі клеткаларында синтезделетін табиғи витаминдер мен микроэлементтер күрделі молекулалы қосылыстар құрамына оңай және тез кіре алады. Оны спирулинаның жұқа клетка қабығы негіздейді. Спирулинаның тұрақты құрамы: 55-70% белок, 15-20% көмірсу, 5% липидтер, 4% нуклеин қышқылы, 7% минеральдық заттар. Салыстырмалы түрде айтып кететін болсақ, спирулинаның белок құрамы көптеген азықтық өнімндерге қарағанда ( жұмыртқа белогы 47%, сиыр етінде 18-21%, соя құрамында 37%) жоғары мөлшерде. Сондай-ақ, спирулинаның белок құрамында организмнің қалыпты тіршілігіне аса қажетті көптеген аминқышқылдар тобы жиналған. Оның ішіндегі метионин мен цистиннің құрамы, басқа жеміс жидектермен, дән-дақылдарының құрамынан асып түседі. Лизин құрамы соядан босқа, көптеген өсімдіктердің өнімінен жоғары. Ал, спирулина клеткаларының түс бояуы көптеген ферменттердің синтезіне қатысатын бірнеше пигменттердің (хлорофилл а, каротиноидтар, фикоцианин, фикоэротрин) болуына байланысты [20]. Спирулина құрамында жасыл хлорофилл пигменті жалпы мөлшерден 1% құраса, ал каротиноидтар мөлшері (β-каротин, ксантофилл, криптоксантин, эхиненон, лютеин, зеаксантин) 0,14-0,37% құрайды. Оның ішінде жасыл хлорофиллдің антиоксиданттық және антиканцерогенді әсері бар пигмент. Ал, жоғары мөлшердегі β-каротиннің болуы спирулинаның құндылығын жоғарлатады (мысалы, сәбізбен салыстырғанда β-каротин 10 есе көп). Әсіресе β-каротин көптеген ісік ауруларының (өкпе, асқазан, ішек, тамақ) алдын алады деген жорамалар бар. Көк фикоцианин пигменті спирулинада жалпы мөлшерден 15%-ті құраса, оны хлорофилл мен гемоглобиннің негізін құраушы деп санайды. Организмдегі лимфа жолдарының активтілігін жоғарлату мен иммундық жүйені нығайтуда немесе қатерлі ісіктің дамуын тежеу үшін фикоцианиннің маңызы зор [21;22].
Спирулина мен ана сүтінен табылған гамма - линолен қышқылы (ГЛҚ) - мый клеткаларының негізгі азықтық құрамына кіреді. ГЛҚ артрит еміне алдын алу үшін профилактика ретінде аса қажет болса, оның жетіспеуінен көптеген ауру түрлеріне шалдығу қаупі жоғарлайды.
Спирулинаның биологиялық қасиетінің бір ерекшелігі, оның құрамындағы витаминдер (В1, В2, В5, В6, В9, В12, А, С, Е) тобы мен макро- және микроэлементтердің көптеген (Se, P, Co, Fe, Zn, Mn, Br, S, K, Ca, Mg, Cu, F, Mo) тізбегін бір спирулина бойынан табуға болады [23;24].
Отандық ғалымдардың 1979 ж қоянға жүргізген зерттеулерінде спирулинаның липополисахаридтерінің иммунды стимулдеуші белсенділігі мен клеткадағы нуклеаза, ДНК-ң репарациялық жүйесінің ферменттік белсенділігін жоғарлатқан. Ал, кейінгі зерттеулер (1993 ж) бойынша спирулинадағы полисахаридтер мен β-глюкандар макрофаг өнімі мен сүйек мыйындағы клеткалардың көбеюін күшейткен. Жалпы организмде микробалдырларға немесе микробалдыр препаратына сезімталдықтың жоғарлауы немесе аллергия нышаны сирек кездеседі. Сондықтан спирулина биомассасы - адамзаттың қалыпты тіршілік етуіне аса қажетті, құрамында улы заттары жоқ, экологиялық таза өнім болып табылады [25;26].
Дамыған елдердің ғылыми институттары спирулинадан жасалған препараттарды биостимулдеуші және жалпы нығайтушы ретінде пайдаланады. Медицина колледжінің зерттеушісі Альберт Энштейн, өзінің соңғы 20 жылын XX-шы ісік ғасыры проблемасын зерттеуге арнаған. Оның көптеген еңбектерінде, спирулина құрамындағы β-каротин пигменті көптеген ісік ауру түрлерінің пайда болуын төмендетеді. Осы тұрғыда жүргізілген көптеген тәжірибелік зерттеулерді көп кездестіреміз. Мысалы, Индия және Вьетнам елдерінде спирулинаны жас аналарға арнайы беріледі. Анемиямен ауыратын жүкті әйелдерге (52 адам) Виниц Мемлекеттік медуниверситеті жүргізген клиникалық зерттеулерінде спирулинаны қабылдағаннан кейін, олардың эритроциттер мен гемоглобин мөлшері, жалпы белок пен сарысу бездері жоғарлағанын дәлелдеді. Ауыр сырқаттан әлсірегенде, анемия, қан және нерв жүйелерін нығайтып, ісіп қызару процесі мен ұлпа ауруларының алдын алу үшін тәулігіне 1,0-2,0 г спирулина биомассасы жеткілікті [27; 28].
Спирулинаны медицинада төмендегідей жағдайларға пайдаланады:
- Организмде темір жетіспегенде және қатерлі қаны аздыққа, соның ішінде қан ісігін тасымалдауға қарсы емдеу және алдын-алу ретінде.
- Ұзақ ауырған кезде немесе гепатит, туберкулез, асқынған бронхиттен кейін дем беру үшін.
- Диабетиктерге инсулин деңгейін төмендету үшін.
- Атеросклероз және онымен байланысты короносклероз, стенокардия, жүрек ауруларын, бас ми буындарының склерозын, инфарктан кейін - инсултті, гипо- және гипертониктердің артериальды қысымын реттеуде.
- Гиповитаминоз, дисбактериоз, терінің құрғаюынан, гиперкератоздың өсуін (мысалы, өкшедегі жарықтар).
- Аяқ-қол буындардың ауруын, тұз жиналуын, миозит, жас организмнің өсуіне дем беру және т.б.
Спирулина немесе оның экстракты адам мен жануарлардың канцерогенезін тежеп, иммундық жүйелер мен ісік ауруына әсері туралы көптеген мәліметтер көрсетілген. Жапонияда жүрек, қантамырларының ауруы басқа елдермен салыстырғанда 10 есе сирек, оның себебін ғалымдар теңіз балдырын жиі пайдалануға байланысты дейді. Теңіз балдырларының құрамында қан тамырларының қабырғаларына жиналған тұздармен холестеринді ерітетін бетаситостерин затының болуына байланыстылығын дәлелдеді. Бұл бетаситостеринді кейінгі кезде таза күйінде бөліп алу жұмыстары жүргізілуде. [29, 30].
Сондықтан спирулинаны биологиялық активті қоспа ретінде микроорганизмдерге қажетті қоректік орта болып табылады.
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе
5
1. Әдебиеттерге шолу
7
1.1 Жасыл және көк-жасыл микробалдырларының биологиялық қасиеттері мен таралуы
7
1.2 Фототрофты микроорганизмдердің биотехнологиялық маңыздылығы
8
2 МАТЕРИАЛДАР МЕН ЗЕРТТЕУ ӘДIСТЕРI
16
2.1 Жасыл және көк-жасыл микробалдыр дақылдарын анықтау және жинау әдістері
2.2 Микробалдырлардың альгологиялық және бактериологиялық таза дақылдарын бөліп алу әдістері
2.3 Жасыл және көк-жасыл микробалдыр штамдарын өсіру әдістері
16
2.4 Микробалдырдың өнімді штамдарының селекциясы
17
16
17
Пайдаланылған Әдебиеттер тізімі
33
1 ӘДЕБИЕТТЕРГЕ ШОЛУ
1.1 Биологиялық активтi қоспалар (БАҚ ), оларды алу
Организмдер тіршілігіне қажетті және ешбір ауыстырлмайтын маңызды роль атқаратын қоспаларды биологиялық белсенді заттар (ББЗ) деп атайды.
ББЗ - ға ферменттер, витаминдер, аминқышқылдар және гормондар т.б. кіреді.
Микроорганизмдер тіршілігі нәтижесінде биологиялық активті заттар синтездеу соңы жылдары қарқынды дамуда. Микроорганизм клеткалары синтездейтін ББЗ-дың негізгі топтары:
1. Амин қышқылдар синтезі
2. Белок.
3. Антибиотиктер синтезі.
4. Органикалық қосылыстар синтезі.
5. Витаминдер синтезі.
6. Биологиялық активті қоспалар.
7. Бактериалды препараттар.
8. Бактериялардан тыңайтқыштар алу.
9. Вакциналар.
10. Ферменттер.
Организмдердің зат алмасу процестері, тыныс алу тааамды қорту, сіңіруі және т.б. процестердің барлыаы ферменттердің көмегімен іске асады. Ферментсіз тіршілік жоқ деуге де болады. Фермент сөзін алғаш 12 ғасырдың басында алғаш голландия ғалыми Ван-Гельмонт кіргізген. Фермент - латин тілінен аударғанда ашу немесе ұйтқы деген сөз екен. Бұдан соң Т. Шванн ( 1836ж) асқазаннан пепсин ферментін тапты. К.С. Киргофф арпаның полисахрид крахмалдарға ыдырайтыны анықтады.
Л. Пастер фермент организмнің тіршілігін анықтайды деді. А.Н. Лебедев жамыстарында виталистлердің ағым бойынша биологиялық катализдерді фермент және энзим деген ааымды тең қолдануды асынды. Витаминдер болса организмдердегі биохимиялық және физиологиялық процестерді реттейтін маңызды кіші молекулалы ББЗ. Олар организдердің әртүрлі экстеремальды факторлар мен инфекциялық ауыруларға төзімділігін жоғарлатумен қатар әртүрлі зиянды заттарды клеткадан шығаруға маңызды роль атқарады.
Гормондарға келсек олар жеке клеткаларда немесе арнайы бездердің көмегімен қортылып шғаатын ішкі секрециялық өнім. Олар клетка ішіне немесе қанға бөлініп шығып ораниздердің тіршілігіне маңызды биологиялық эффекті береді.
Әлемде амин қышқылдарды жылына 400 мың тонна алады. Атап айтқанда, 200 мың тонна глутамин, 160 мың тонна метионин, 50 мың тонна лизин, 7 мың тонна глицин өндірілуде. Өндіргіштері: Лизинді алуда Brevibacterium sp., Corynebacterium glutamicum. L-глутамин қышқылын алуда Corynebacterium glutamicum, Brevibacterium flavum кейбір Micrococcus және Microbacterium бактериялары қолданылады. L-триптофанды Bac.subtilis синтездейді.
БАҚ - организмдердің тарақты тіршілігін қалыптастыруға қажетті және олардың сыртқы ортаға төзімділігін арнайы жоғарлататын қасиетті бар, жәнеде әртүрлі ауруларды емдеуге көмектестетін биологиялық активті заттардан жасалаған тағам қарамына қосымша қолдануға болатын кіргізуге болаттын заттарды айтады.
Тағамдық БАҚ 2 топқа бөлінеді;
1. Нутрицевтикалық заттар
2. Парафармацевтикалық препарттар.
Нутрицевтикалық заттарға - организмдердің негізгі компененттері болып табылатын биологиялық активті заттар жатады. Адамзаттың тағамдарының химиялық қарамына жақсарту үшін қолданатын витаминдер мен олардың негізін қараушылар, макро- және микроэлементтер (темір, кальций, селен, цинк, фтор және т.б.) толық қанықпаған май қышқылдары, ауыстырылмайтын аминқышқылдар, кейбір моно-дисахридтар нутрицевтикалық заттарға кіреді.
Парафармацептикалық препараттарға - дәрлікке көмектесетін, органдармен жүйелердің іс әректінің белсенділігіне физиологиялық жоаарлататын алдына ала сақтандыру үшін қолданатын белгілі фармакологиялық белсенділікке ие биологиялық активті заттар кіреді. Оларға өсімдіктер мен жануарлардан шығарлып алынатын органикалық қышқылдар, эфирлі майлар, биофлавоноидтар, алкалоидтар, полисахаридтер кіреді. Соңғы жылдары БАҚ туралы оны қолдану өндіру мәселесі бүкіл әлем фармацевтикалық фирмаларын қызықтыруда.
БАҚ өсімдік, жануарлар өнімдері және микроб синтездері көмегімен өндіреді.Фиточай Здравушка "Антидиабет", "Селен-спирулины" Медь-спирулина" Пробиотик грек тілінен аударғанда өмір үшін деген сөз соңғы кезде "Био -Фимейл" пробиотиктеріне көп көңіл бөлінуде.
Бифидо- және лактобактериялар сияқты маңызды мо - дерді пайдаланып адам ден саулығының негізгі болатын асқазан ішек жолдарының жағдайын жақсартуға арналған БАҚ көптеп жасалып қолдануда. Бифидиумбактерин. Асқазан жолдарының микрофлоралары тек зат алмасу процестерімен витаминдер синтезіне қатысумен бірге организмдегі әртүрлі улы заттарды сыртқа шығарып оның иммунитетін жоғарлатады. М; жаңа туған нәрестелерге арналған микрооорганиздер пробиотиктар омырау сүтімен асырамаған балаларға маңызды.
Микроорганизмдер биотехнологиясы әрқашанда арзан қоректiк ортада, мол өнiмдi, сапалы биомасса шықарып алуды талап етедi. Сондықтан күн сәулесiн пайдаланып, минералды тұздардың азғана концентрациялы ертiндiсiнде өсетiн фотоавтотрофты микроорганизмдерден, арзан белок, витаминдi, медицина мен ауыл шаруашылықына пайдалы заттарды шығарып алуқа бақытталған фотобиотехнологияны дамытудың маңызы зор.
Қазiргi кезде фотобиотехнологияқа еңкөп қолданылатын организмдер микробалдырларлар мен цианобактериялар. Соңаы жылдары БАҚ алуаа көптеген микро балдырлар мен цианобактерия таза дақылдары пайдалануда.
Атап айтсақ Chlorella vulgaris, Scenedesmus Dunalella salina цианобактерия Spirulina platensis.
1.2 Микробалдыр Chlorella биотехнологияда маңызды объект
Chlorella - протококкалар класына жататын бiр клеткалы жасыл балдыр. Оларды көбiнесе ағынды сулардан, көлдерден, теңiздерден және топырақтан кездестiруге болады. Қазiргi кезде оның 30-ға жуық түрi белгiлi. Хлорелла пiшiнi шар тәрiздi. Диаметрi 1,5-15 мкм дейiн жетедi. Хлорелла балдырлары бiр клеткалы, колониалды және ценобиалды болып бөлiнедi. Бұлардың автоспоралар түзу арқылы көбейедi. Автоспоралардың саны хлореллалардың түрлерiне байланысты әр түрлi болып келедi. Көбiнесе 4, 8, 16 автоспоралар түзедi [1;2 ].
Бiр клеткалы балдырларды алғаш рет 1890 жылы Бейерник зерттеп, бiрнеше альгологиялық таза балдыр түрлерiн бөлiп шығумен қатар олардың биоэкологиялық ерекшелiктерiн зерттеген [3].
Протококкалы балдырлар биомассасының құрамында: белок (40-55 %) дейiн, көмiрсулар (30-37%), майлар ( 5,7 % ), каротин ( провитамин А 1500-200 мгкг жуық ), аскорбин қышқылы ( 1200-1500 мгк құрғақ зат ) болады. Сонымен қатар витаминдердiң В, Е топтары кездеседi [4; 5].
Бiр клеткалы жасыл балдыр хлорелла ауыл шаруашылығы өсiмдiктерi үшiн бағалы биостимулятор. Оларды топыраққа енгiзу витаминдердiң, амин қышқылдарының және басқа да физиологиялық белсендi заттардың көбеюiне, онда органикалық заттардың жиналуына әсер етiп биологиялық белсендiлiгiн арттыратындығы және адам организмiне де үлкен пайдалы екендiгiн зерттеушілердің жұмыстарында көп кездеседі. Сонымен қатар, хлорелла балдыры ғарыштық сапарларда зерттеу объектiсi ретiнде қолданылған [6]. Chlorella - Протококколар класына жататын бiр клеткалы жасыл балдыр. Оларды көбiнесе ағынды сулардан, көлдерден, теңiздерден және топырақтан кездестiруге болады сурет-1.
Сурет 1 - Chlorella sp. - 1
Протококкалы балдырлар биомассасы құрамында: белок (40-55 %) дейiн, көмiрсулар (30-37%), майлар (5,7 %), коротин (провитамин А 1500-200 мгкг жуық), аскорбин қышқылы (1200-1500 мгк құрғақ зат) болады. Сонымен қатар витаминдердiң В, Е. РР топтары кездеседi [7; 8].
Балдырладың физиологиялық қоректенуiнiң негiзгi мәселелерi ең алдымен клеткамен қоршаған орта минералды элементтерiнiң алмасуына байланысты. Хайлов деректерiне қарағанда балдырлардың қоректенуiне органикалық заттардың тигiзетiн әсерi аз емес [9].
1.3 Микробалдыр хлорелланы жалпылай өсіру
Қазіргі уақытқа дейін жер шарының тұрғындарының азық-түлік өнімдеріне деген сұранысы ауыл шаруашылық өндірісінің негізінде қанағаттанарлық болды. Сонымен қатар ғылымның жаңа жетістіктерінің қолданылуы бағалы азық пен тағамдық қоспа заттардың өндірісінде жаңа жолдарды ашады. Микробиологиялық синтездің мықты өндірісін құру ауыл шаруашылығын белок, аминқышқылдары мен физиологиялық белсенді қосылыстармен қамтамасыз етеді.
Миробалдырларды көлемді өсіру бағалы органикалық қосылыстардың микробиологиялық синтезін олардың фотосинтезге қабілеттілігінің арқасында жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Биосинтездің автотрофты жолы биомассаны гетеротрофты микроорганизмдердің көмегімен алуға қарағанда экономикалық тиімді.
Соңғы жылдары микробалдырларды қосымша тағам мен азық көзі ретінде көлемді дақылдауға қызығушылық артуда. Хлорелла микробалдырына ерекше көңіл бөлінуде.
Микробалдырларды көлемді дақылдаудың негізгі міндеті - биомассадан көп өнім алу және оны тағамдық және азықтық мақсатта қолдану мүмкіндігін анықтау. Осы мақсатта зерттеушілердің негізгі жігері мен конструкторлық ойы микробалдырлардың белсенді өсуін толық қанағаттандыратын құрал-жабдық жасауға жұмсалуда.
Микробалдырларды дақылдауда құрал-жабдық немесе биореактор деп аталатын арнайы құрал қолданылады. Микробалдырлардың өнімділігі негізінен осы құрал-жабдықтардың типі мен конструктивті ерекшелігіне байланысты. Зерттеушілердің негізгі көңіл бөлетіні микробалдырлардан сапалы белок-дәруменді биомасса алуға мүмкіндік беретін қолайлы, жоғары өндірістік құралдар-жабдықтар құрастыру болып табылады. Қазіргі уақытта шет елдерде өндірістік негізде микробалдырлардың биомассасын өндіру мақсатында түрлі құралдар жасалған.
Микробалдырларды көлемді дақылдауға арналған негізгі құралдар туралы деректерді келтірсек.
Алғашқы микробалдырларды жалпылай өсіруге арналған ірі құралдарды жапон ғалымдары жасаған (Tamiya, 1955; Nakamura, 1961). [10;11]. Олар диаметрі 3-20м, балдырлардың суспензия қабатының қалыңдығы 10-12см. ашық цементтелген шеңберлі бассейндерді қолданды. Суспензия насос көмегімен, бассейннен сорып алынып, лақтырылған суспензияның реактивті күші айналдыратын трубалар арқылы қайта құйылу арқылы араластырылады. Мұндай типті құралда балдырлардың өнімділігі жоғары болды - тәулігіне 1м2 су бетінен 2-18,5 г құрғақ биомасса алынды.
Өзіндік ерекше конструкцияланған құрал Дортмунд (ФРГ, Krauff, Meffert, 1966) [12] мамандарымен жасалған. Микробалдырларды өсіруге түрлі формалы сақиналы тік қайықтар қолданылған. Балдырлар суспензиясының араласуы масақ көмегімен жүзеге асады. Екі күн дақылданған балдырлардың орта тәуліктік өнімі 1м2 - 10-12 г құрғақ биомасса алынды. Өзіндік конструкцияланған құрал Англияда сыналды. Ол сыйымдылығы 330 л шыны пластиктен жасалған цилиндрлі резервуарды пайдаланды. Құрал қақпағына шыны қалпақтарда жасанды жарық беретін үш лампа бекітілген. Сонымен қатар, газды қоспаларды беруге арналған құбыр, сүзгіш клапан, электрөткізгіш, өнімді жинау және қоректік ерітінді беру жүйесі, түтіктер, т.б. бар. Ауаның көмірқышқыл газды қоспасы суспензияға берілмес бұрын стерилденеді. Дақылды араластыру резервуар түбінде орналасқан барбатерден ауаның көмірқышқыл газымен берілуі арқылы жүреді.
Жұқа қабатты, мөлдір полиэтиленді құбырлы, тұйық сақиналы құрал АҚШ-та сыналған. Суспензия көлемі 4000 л. Суспензияны насостың көмегімен циркуляциялық әдіспен араластырған.
Ленинград мемлекттік университетінің Биология институтының мамандарымен микробалдырларды жалпылай өсіруге арналаған Колокол типті құрал жасалған. Тік құбыр арқылы насостың көмегімен суспензия бассейннен шашушы құрылғыға беріледі. Нәтижесінде суспензия қоңырау тәрізді бет түзеді; қабық қалындығы 1-3мм. Осы құралдағы балдырлардың өнімі тәулігіне 7-11гл құрғақ массаны құрайды.
Бірнеше жылдың ішінде (1968 ж. бастап) микробалдырларды дақылдаудың өндірістік құралдарын жасауда Жоғарғы Ғылыми Зерттеу Институттарының мамандары, микробиология өндірісінің бас басқармасының биотехниктері (КСРО министрлерінің кенесінде) ат салысқан. Осылармен жасалған құрылғының бірі Андижан қаласындағы гидролизді зауыт аумағында құралған және сыналған. Ол цилиндр тәрізді герметикалы корпусты, металл түпті және мөлдір пластиктен немесе силикатты шыныдан жасалған жарық өткізгіш шатыры бар. Орталығында суспензия жоғарыға, айналма шашыратқышқа берілетін құбыр болады. Ол жақтан суспензия үлкен жылдамдықпен зырылдауық арқылы желпуіш шоқ тәрізді шығарылады және культиватордың ішкі шатыр бетін жуады. Культиватордың диаметрі 3 м, сыйымдылығы 100 л.
Өзбекстанда 1961 жылдан бастап микробалдырларды дақылдауға арналған құрылғылар жасалған. А.М.Музафаров, Т.Т.Таубаев, К.А. Талипов (1970) құрылғының жаңа түрлерін жасап шығарды. Құрылғы ашық, газ тәрізді жанармай жану өнімдерін қабылдайтын және суспензияның бассейнін белгілі температураға дейін жылытуға арналған құралмен жабдықталған. Бөлінген газ қоспаларының ауа арқылы дақылға берілуі қосымша құрал қолданбай қамтамасыз ететін қысым беру арқылы жүзеге асырылады [13].
1.4 Хлорелла суспензиясының ауылшаруашылық жануарларының өнімділігіне әсері
Хлорелла мен сценедесмус түрлерінің биохимиялық қасиеттерін зерттей келе, неміс ғалымдары Гардер мен Уатш 1942 жылы жемдік және тағамдық өнімдерді алуда балдырларды өндірістік жағдайда дақылдау туралы алғаш рет өз ойларын айтқан болатын.
Хлорелланың құстарға, қояндар мен шошқаларға әсерін зерттеу бойынша көптеген тәжірибелер Украинада жүргізілді. Әсіресе жұмыртқасалғыш тауықтарды хлорелла пастасымен қоректендіргенде оң нәтижелер алынды. Тауықтар рационына пастаны қосқанда тәжірибелік топтың жұмыртқасалғыштығын орташа есеппен 21,5%, ал жұмыртқа саруыздағы каротиннің құрамын 56,5% арттырды.
Рационына хлорелланы қоспа ретінде алып отырған шошқа мен қояндардың қосымша салмағы бақылау тобының жануарларына қарағанда тәжірибе бойы 11-35% артық болды.
Кейбір авторлар [14] балдырлар (әсіресе хлорелла) үй құсының сапасына кері әсер етпейтін белоктық жемнің толыққанды алмастырғышы болады деген қорытындыға келді. Авторлар өсімдік текті белоктық жемді балдырмен алмастырғанда бройлер етінің сапасының жақсаратынын айтып көрсетті. Негізгі рационды хлорелламен (10%) алғанда тауықтардың жұмыртқасалғыштығы 20-30% артты [15], жұмыртқаның сапасы жақсарды, оның салмағы мен көлемі өсті.
Хлорелланы тәулігіне бір басқа 6 литр мөлшерінде қолданғандағы тәжірибелік жануарлардың қосымша салмағының артуы Р.А. Саляметованың жұмыстарында да көрсетілген (1972). Тәжірибе 72 тәулік бойы жүргізілді. Жануарлардың рационы мұнда 1 кг мақта шротынан, 0,5 кг комбикормнан, 7 кг мақта қауызынан құралды. Тәжірибелік жануарлардың орташа қосымша салмағы әрбір тәулікте 710 г, ал бақылауда - 527 г болды. Автрлардың пікірінше, жануарлардың қосымша салмағының артуы, бір жағынан, хлорелла биомассасының қоспаның биостимуляторлық қасиетіне, екінші жағынан, осы қоспаның көмегімен мақталық рационның биологиялық толықтығының артуына байланысты болады. Біруақытта бақылаумен салыстырғанда тәжірибелік жануарлардың қосымша салмағы 29,3% артқаны байқалды.
Өзбекстан Ғылым Академиясының Ботаника Институтының мәліметтері бойынша, шошқалар үшін хлорелла суспензиясының тәуліктік нормасы 2 - 5 л, әр мүйізді ірі қара үшін 3 - 4 л қолданады екен.
Шошқалардың ақаулы, әрі жемдеуге келмейтін рационына клетка тығыздығы 20-48 млнмл хлорелла суспензиясын 2-3 л мөлшерде қосу, олардың салмағын 20%-25% өсірді. 1967 жылы Өзбекстанның Ташкент орталық жемдеу базасында хлорелла суспензиясының мүйізді ірі қараның салмағына әсері зерттелінді.
М. Я. Сальникова (1965, 1966) қояндарды, қойлар мен шошқалардың хлорелланы қорыту қасиеттерін зерттеді. Қояндар рационына лиофильді кептіріліген 6 г хлорелла қосылғанда күніне протеиннің қорытылуы 76 -- 78% құрады. 8 г қосқанда қояндар жемнен бас тартты [16;17].
Қойлардың хлорелла протеинін қорытуы 52%, майды - 51%, клетчатканы - 33%, азотсыз экстрактивті заттарды - 70% құрады.
Шошқалар рационына 167г химиялық жолмен консервіленген хлорелланы қосқанда протеинді қорыту 85,4% құрады, ал термиялық кептірумен 300г хлорелланы қосқанда 38,8% құрады. Кептірілген хлорелланың протеинді төмен деңгейде қорытуын автор кептіру нәтижесінде белоктың қабылдануының төмендеуімен түсіндіреді. Автор жануарларды хлорелла суспензиясымен немесе паста тәрізді биомассасымен тамақтандыруды жөн көрді.
У. Асраров та (1972) хорелланың паста тәрізді биомассасының жақсы қорытылатындығын көрсеткен болатын. Автордың пікірінше, рационда неғұрлым хлорелланың паста тәрізді биомассасы көп болса, соғұрлым қорытылу мен зат алмасу көрсеткіштері де жоғары болатынын дәлелдеді [18].
Келтірілген мәліметтер хлорелланың жоғары жемдік және биостимуляторлық қасиетінің болуын және оны ауыл шаруашылық жануарлары мен құстар рационында витаминді-белоктық қоспа ретінде кеңінен қолдануға болатындығын көрсетеді.
Н. Г. Понировский мен А. Нурназаров (1972) мәліметтері бойынша, хлорелланы қолданғандағы сиырларда сүттің 17% дейін көбейетіндігі туралы мәлімдеген [19].
Хлорелла пастасын биологиялық белсенді қоспа ретінде тауықтарға белгілі мерзімде қолданған нәтижелер
Хлорелланың, сценедесмустың және басқа да протококкты балдырлардың биостимуляторлық қасиеттері құстарға жүргізілген тәжірибелерде бақыланды. Украйнаның Краматор ветеринариялық емханасында да әтештермен жүргізілген тәжірибелерде оң нәтижелер берді. 50% хлорелла суспензиясын жеммен араластырды да, қалған бөлігін су ретінде ішуге берген нәтижелер тәжірибелік әтештердің салмағы бақылаумен салыстырғанда 23 - 25% артатынын көрсетті [20; 21]. Мұнда тәжірибелік топта салмақтың бірлігіне шаққанда жем 15,9 - 18,5% -ға үнемделді.
Абакумова және т.б. [22] жұмыстарында хлорелла биомассасын өсіп келе жатқан балапандар рационында қолдану мүмкіндігі көрсетілген. Тәжірибеде белоктық кешен жемінің 25 және 50% (қорытылатын протеин бойынша) лиофильді кептірілген хлорелла биомассасымен алмастырылды. Құрғақ және паста тәрізді хлорелланың құстар өнімділігіне әсері бойынша көптеген зерттеулер жүргізілді. Суспензияны 1 литрде 0,25г -50г тығыздықта қолданды. Құрғақ хлорелланы қолданғанда жұмыртқалау 24% артты, ал паста тәрізді массаны қолданғанда 30%-ға дейін, қойылтылған суспензияда 23%-ға дейін, ал қалыпты суспензияда (құрғақ заттың 0,25 -- 1,5 гл тығыздығы) 15%-ға дейін артатыны байқалған.
Көптеген ғалымдардың мәліметтері бойынша (Мошкова және т.б., 1967; Музафаров және т.б., 1974), тауықтар үшін бір басты тәулігіне хлорелламен қоректендірудің оптималды нормасын анықтаған. Мұнда құрғақ түрде 5-7 г, паста 7 -10 г, қойылтылған суспензия 7- 15 мл, кәдімгі суспензия 50 мл дейін болады [23].
Хлорелланың ауыл шаруашылық жануарлар мен құстардың өсуі мен дамуына әсерін зерттеу бойынша үлкен тәжірибелер Өзбекстанда да жүргізілді [24-28].
1.1 Цианобактерия-спирулинаның биотехнологиялық маңыздылығы
Фототрофты прокариоттарға қарағанда цианобактериялар морфологиялық жағынан әртүрлілігімен ерекшеленеді. Олардың ішінде бір клеткалы, қауымды және көп клеткалы жіп тәрізді организмдер кездеседі.
Цианобактериялардың ішінде бір клеткалы, қауымды және көп клеткалы жіп тәрізді организмдер кездеседі. Ең майда бір клеткалылардың диаметрі 1 мкм, ал ең үлкен клеткаларының ұзындығы 20-30 мкм немесе оданда көп. Соның ішінде, көп клеткалы Spіrulіna туысының трихомдары тармақталған жіпшелі, денесі спиралді иректелген, ұзындығы 15-20 мкм құрайды. Сондай-ақ, көптеген бірклеткалы түрлері көбіне қоймалжымданған, бірнеше клетка санына бөлінген колония түзеді. Кейде мұндай организмдерді колониалды цианобактериялар деп атайды. Жіпшелі цианобактериялардың клеткалары бір-бірімен клетка аралық көлденең өтетін, жіңішке каналдар микроплазмадесмалар арқылы қосылған. Мұндай көпклеткалы жіпшелерді трихомдар деп атайды. Одан түзілген клеткалар сфералық, таяқшалы және т.б. пішінді болады. Трихомдағы әрбір бөлек клеткалар мен трихомдағы клеткалардың мөлшері әртүлі, олардың ұзындығы бірнеше миллиметрге жетіп, трихомдары қынаппен қоршалған немесе тармақталған болады [5].
Цианобактерия спирулинаны көбінесе XXI-ғасырдың ең үздік өнім қатарына жатқызады. Себебі, қазіргі таңда спирулинаны нағыз космостық тағам ретінде дәлелдеп, ТМД елдерінде негізгі азықтық қоспа ретінде (СПЛАТ, СПЛАМ, Spіrulіna-жиынтығы Спирулина ВЭЛ және т.б.) өндіруде. Спирулинадан жасалған препараттарды 70 тен астам елдерде сатылып пайдалануға рұқсат етілген.
Чад көліне жақын тұрғындар өздерінің тағамына спирулинаны белсенді қолданудан соң, бүкіл дүние жүзілік ғалымдар бұл ғажап өсімдіктің қасиетін зерттей бастады деген тарихи мағлұматтар бар. Олардың ұн ретінде қолданып келген азығы спирулина (Spіrulіna platensіs) деп аталатын бірклеткалы цианобактериялар екені анықталды.
Биотехнологиясының дамуына байланысты, әсіресе цианобактерия Spіrulіna өкілдерін сауда орталығында қолданудың келешегіне үлкен мән берілуде. Егер, микробалдырларды өндіруде Жапония алдағы мемлекеттердің бірі болып саналып келген болса, қазіргі кезде, олардың бөліп алған штамдары мен өсіру технологияларын АҚШ, Мексика, Қытай, Канада, Франция, Норвегия, Дания, Ұлыбритания елдері кең қолданады [6].
Гавай аралында орналасқан американдық Cyanotech компаниясы дүниежүзілік сауда орталығын жоғары сапалы әртүрлі микробалдыр өнімімен қамтамасыздандыруда. Оның ішінде, Spіrulіna Parfica микробалдырын өнім ретінде диеталық және басқада тағамдарға қоспа ретінде қосады. Гавай университетінің ғалымдарының зерттеулері бойынша Spіrulіna Parfica құрамынан басқа микробалдырларда кездеспейтін ферменттер құрамын тапқан. Гавайда жылына пестицидсіз, гербицидсіз және т.б. зиянды заттарды қолданбай жылына шамамен 500 тоннадай сапалы спирулина өндіруде.
Оңтүстік Қытайдағы - Ченгхай көлі жылына 1000 тоннаға жуық табиғи спирулинаны өсіруде. Олардың Yunnan Spіrіn Co - дүние жүзілік ғылыми зерттеулер үстіндегі ең жетекші кәсіпорындардың бірі болып саналады.
Микроорганизмдер биотехнологиясы, әрқашанда арзан қоректік ортада, мол өнімді, сапалы биомасса шығарып алуды талап етеді. Шет елдерде балдырдың өзінен 200 ден астам тағам түрлері дайындалады және міндетті түрде ірімшік, балмұздақ және басқа тағамдардың нәрлілік заттарын байыту үшін қосылады. Ал, Рессейдегі Самар облысының Тольят қаласында спирулинаны өндіруде Биорос ең ірі кәсіпорындардың бірі болып табылады.
Балдырлар бай азықтық құндылығына қарай ауылшаруашылық дақылдарынан артық болмаса, кем түспейді және алынған өнімнің мөлшеріне қарай энергетикалық шығымның төменділігімен тиімді. [7]. Көптеген түрлері миксотрофты және жарық көзін аз пайдаланады. Жабық қондырғыда, жасанды жарық көзінде хлорелланың өнімділігі тәулігіне 1м2 - қа 100-140г құрғақ зат құрайды. Бұл тәулігіне 1000-1400 кгга (құрғақ массасдағы) немесе жылына 360-500 тга сәйкес келеді. Ал, ашық қондырғыда табиғи жарық көзінде жаппай өсіруде, тәулігіне орташа өнімділігі 14-35 гм2 (құрғақ массада), ең максималды өнімділігі 60 гм2 жетеді. [8].
Өзбекстанда микробалдырларды өндірістік жағдайда өсіруге арналған қондырғыларды орнату жұмыстары 1961 жылдан бастап жүре бастады. 1970 жылы А.М. Музафаров басқаруымен жаңғыш газ түзгіш отын немесе бассейндегі суспензияның қызып кетуден сақтап, қалыпты температураны реттейтін және суспензияның жаңған өнімін қайтаратын құрылыстары жетілген жаңа ашық қондырғы орнатылды [9]. Балдырлардың өнімділігін арттыруда ашық қондырғының бір кемшілігі ауарайына өте байланысты. Сондықтан ашық қондырғылардың температура жағдайын қадағалау қиынға түседі, мұндай жағдайларды көбінесе бұлтсыз және жаңбырлы күндері аз, сондай-ақ температура жағдайы қалыпты аудандық жерлерде ұстаған жөн [10].
Соңғы жылдары цианобактерия спирулина биомассасын пайдалануда, алдымен жануарларға жүргізілген тиімді тәжірибе нәтижелерінен кейін, БАҚ ретінде адамзат тағамына қосу жөнінде ООН комиссиясында шешілді. Бүкіл Дүниежүзілік Денсаулық сақтау ұйымының мәліметі бойынша спирулина кем дегенде 70% ауру түрлеріне қорғаныш күш болып табылады. Ұзақ зерттеулерден соң спирулинаның организмге (адамзатқа, тышқандарға, құстар мен қабандарға, балықтарға) қажетсіз қосымша түзілгіш және улы әсері байқалмады [11].
Ресей медицина ғылым академиясы, азық түлік институтының профессоры В.К. Мазоның айтуынша, спирулинада В12 және β-каротиннің соншалықты көптігі, сондай-ақ планетамыздағы басқа бірде бір тағам құрамында мұншалықты кездеспегенін атап өтті [12]. Осыған байланысты, спирулинаны көптеп өсіруде өзіндік сұранысы бар. Бұл жағдайда қоректік орта ретінде спирулинаны өсіру үшін құс фермасындағы токсикалық әсері жоқ ағынды суларды пайдалануға болады.
Спирулинаның практикалық маңызы туралы тоқталатын болсақ, Чехословакияда микробалдырлардан ұнтақ порошок, спирттік және майлы экстрактар, дәрі-дәрмек, шам және т.б дайындайды. Бұл препараттар тек бір ғана минерал көзі немесе витамин ретінде емес, сондай-ақ жағымсыз иістерді жойып, инфекцияға қарсы әсерін жоғарлатады.
Балдырлардың жоғары сатыдағы өсімдіктермен бәсекелестігі жоқ, себебі оларды тоғандарда, құрлықта және жасанды қондырғыларда өсіруге болады. Өсімдіктерге қарағанда климаттық жағдайға аз тәуелді. Егер Spirulina түрлерін ұсақ суаттарда өсіргенде өзінің биомассасын 2-5 тәулікте екі еселендіреді [13]. Мұндай өнімділіктің негізінде бірдей көлемді өсірілген сояға қарағанда белоктың мөлшері 20 есе көп болса, дәнді дақылдарға қарағанда 40 есе, ал ірі қара мал етін өндіруде 400 есе көп.
Қазақстан Республикасының территориясында көптеген әртүрлі табиғи және жасанды су қоймалары бар. Жасанды су қоймаларын оңтүстік аудандарда күріш шаруашылығына жиі пайдаланады. Балдырдың күріш даласында алатын орны ерекше, балдыр өзінің тіршілік әрекетінің нәтижесінде топырақтың құнарлығын одан алатын өнімнің мөлшерін көбейтеді. Сонымен қатар күріш даласында өсірілетін балықтардың алғашқы қор заты болып есептеледі [14].
Судың тазалығын сақтаудың бірден-бір жолы табиғи тазартқыштарды дұрыс пайдалану. Солардың бірі - балдыр. Балдырларды ағынды суда көптеп өсіру немесе ағынды суды тазалауда шикізат көзі ретінде (әсіресе белок пен витаминнің) биомасса өндіріп алу тиімділігі байқалған. Себебі, таза минеральді ортада және ағынды суларда өскен балдырлардың биохимиялық қасиеттері бір-біріне ұқсас келеді. Балдырлардың өсуіне қажетті қоректік орта ретінде үй-тұрмыстық ағын суларды пайдалануға болады [15].
Францияда қалалық қалдық суларды микробалдырлар көмегімен тазартатын 2600 биологиялық тоғандар салынып, оларға хлорелла, спирулина сияқты микробалдырларды өсіріп, биомассаларын ауыл шаруашылығында кең қолданады. Сондай-ақ, Бельгияда атом электростанциясының қалдық суларына спирулинаны өсіру нәтижесінде тәулігіне бір гектардан 2 тоннадан астам биомасса алып, оны ауыл шаруашылығында тиімді пайдаланатын көрінеді.
Қала канализациясының ағынды суы бар реактор орнатқышында протококкты балдырлар (Chlorella vulgarіs, Ch.pyrenoіdosa, Scendesmus oblіquus және т.б.) жақсы өсіп, биомасса құрамында 39-50% белок, 30-36% көмірсу, 5-10% май, 8-12% минералдық зат, 800-1900 мгкг аскорбин қышқылы және витаминдердің В-В1, В2, В6, В12, В15, РР, К және т.б. тобы бар [16].
Өзбекістан ҒА-ның Микробиология институтында микробалдырлар соның ішінде хлорелла және сценедесмус сияқты бір клеткалы балдырларды құс фабрикасы, мал шаруашылық кешендерінің қалдық суларына өсіру нәтижесінде биомасса жинап, оны мал шаруашылығына қосымша жем ретінде пайдаланып, олардан алатын өнімдердің құрамын арттыру жәйлі мәліметтер көп. Ағын суда дақылдаудың нәтижесінде жиналған балдырларды егілген ортадан сүзіп, бөлек алып отыру керек, әйтпесе екінші реттік ластануға әкеліп соғады. Ал тазаланған ағындыны жиналғыш тоғанға жинап, оны ауыл-шаруашылық егістіктерін суаруға немесе балық өсіруге, құстарға және т.б. су жәндіктеріне тиімді қоректік орта бола алады. Көптеген әртүрлі балықтардың болуынан хлорелла мен сцендесмус және т.б. балдырлардың өсу жылдамдығы жоғарлайды [17].
Микробалдырлардың табиғи жағдайда өсу қарқынын қоректік заттармен реттеуге болады. Қоректік орта құрамында қор заттарының таусылуынан, микробалдырлардың өсу саны төмендесе, ал жаңа қоректік субстраттың жыйналуынан (мысалы, жаңбыр кезінде) немесе топырақтан жуылып түскен заттардан өсу қарқыны жоғарлайды.
Фотосинтездік қасиетіне байланысты, балдырлар қоректік ортаны клетка заттарына айналдырады, СО2 сіңіріп, оттегін бөліп шығарады. Спирулина өсу жағдайына байланысты өзінің бойына көміртегін, фосфор, темір және т.б. минеральдық заттар мен микроэлементтерді пайдаланатын болса, ал спирулинаның өлі және ыдыраған клеткалары жаңа балдырларға, микроорганизмдер мен қарапайымдыларға ең қажетті субстрат болып табылады.
Мал шаруашылық фермалар мен құс фабрикалары биогенді элементтерге және т.б. заттарға бай ағынды су түзіледі. Жапон зерттеушілері хлорелланы өсіру үшін табиғи тыңайтқыштар (ашыған балық тұнбасы, компостың бөкпесін, тезек-көң, нәсіп және т.б.) қолданады. Органикалық қоректік орталар, балдырлардың өсуіне өте тиімді, егер ортаға СО2 үрлеген кезде культуралық ортадағы рН теңеседі.
Т.В. Васиговтың өзінің зерттеулерінде хлорелла мен сцендесмусты қой тезегіне көптеп өсіріп, көңнің сығындысы протококты балдырларға жақсы қоректік орта болатындығын дәлелдеді [18]. Сондай ақ, құс саңғырығы мен тауық қыйын, тұт ағашындағы жібек құртының нәжісін немесе сығындыларын хлорелла мен сцендесмустің штамдарының стандартты қоректік ортасына органикалық тыңайтқыштар ретінде қосып өсіргенде микробалдырлардың өсімі мен өнімділігі ұлғайған. Әсіресе ашық қондырғыда немесе арнайы жабық қондырғыда құс қиымен (6-10 гл) және тұт ағашының жібек құртының нәжісінің (2-5 гл) сығындыларын қосып протококты микробалдырларды үзбей өсіруде, балдырлардың өнімділігі тәулігіне 17,5-33 гм жоғарлатуға болады [19]. Бұдан басқа, микробиологиялық ашытқылар мен азықтық өндіріс қалдықтары, адам, мал және құс ағзалары, ағынды сулар, хлорелланы өсіруде жақсы қоректік орта болып табылады.
Дамыған АҚШ елінде ірі мүйізді малдар мен құстарды күнделікті азықтық-жем ретінде пайдаланатын арнайы балдырлы суаттармен қатамасыздандырылған болса, керісінше малшаруашылығының қалдықтарын балдырлар пайдалану үшін біріңғай жағдайлар жасалынған. Ондағы есеп бойынша, 4 млнга көлемді реактордағы балдырдың тәуліктік орташа өнімділігі 12 гм2 (құрғақ массаға) құрайды, яғни АҚШ-ты толық белокпен қамтамасыз ете алады десе де болады, сондықтан мұндай жағдайда 121 млнга ауылшаруашылық қалдықтарын алу қажеттілігі туады.
Балдырдың адам баласына қажеттілігі мұнымен ғана шектелмейді. Қазіргі кезде көптеген жетістіктерге жеткенімізбен құсшаруашылығында толық құнды азықтық жем мәселесі әліде шешілмеген. Ұзақ уақыт құнсыз комбикорм қабылдаған құстардың алмасу процестері бұзылып, өнімділігі мен жұмыртқалау саны төмендейді
1.2 Цианобактерия спирулинаның биологиялық қасиеті
Соңғы жылдары биотехнология ғылымының дамуымен және бұл салада микроорганизмдерді көп қолдануға байланысты, күн сәулесі мен қарапайым органикалық қосылыстарда өсіп, жоғары құрамды өнімділігі бар микробалдырларға қызығушылық артуда. Ал, микробалдырлардың биологиялық активті құрамының бағалы қасиеті, оның биохимиялық құрамының тұрақтылығында.
Цианобактерия спирулинаның клетка қабырғасында қатты целлюлозасы жоқ, мукополисахаридттерден тұратындықтан белоктың оңай сіңімділігін (85-95%-ке дейін) қамтамасыз етеді. Спирулинаның тірі клеткаларында синтезделетін табиғи витаминдер мен микроэлементтер күрделі молекулалы қосылыстар құрамына оңай және тез кіре алады. Оны спирулинаның жұқа клетка қабығы негіздейді. Спирулинаның тұрақты құрамы: 55-70% белок, 15-20% көмірсу, 5% липидтер, 4% нуклеин қышқылы, 7% минеральдық заттар. Салыстырмалы түрде айтып кететін болсақ, спирулинаның белок құрамы көптеген азықтық өнімндерге қарағанда ( жұмыртқа белогы 47%, сиыр етінде 18-21%, соя құрамында 37%) жоғары мөлшерде. Сондай-ақ, спирулинаның белок құрамында организмнің қалыпты тіршілігіне аса қажетті көптеген аминқышқылдар тобы жиналған. Оның ішіндегі метионин мен цистиннің құрамы, басқа жеміс жидектермен, дән-дақылдарының құрамынан асып түседі. Лизин құрамы соядан босқа, көптеген өсімдіктердің өнімінен жоғары. Ал, спирулина клеткаларының түс бояуы көптеген ферменттердің синтезіне қатысатын бірнеше пигменттердің (хлорофилл а, каротиноидтар, фикоцианин, фикоэротрин) болуына байланысты [20]. Спирулина құрамында жасыл хлорофилл пигменті жалпы мөлшерден 1% құраса, ал каротиноидтар мөлшері (β-каротин, ксантофилл, криптоксантин, эхиненон, лютеин, зеаксантин) 0,14-0,37% құрайды. Оның ішінде жасыл хлорофиллдің антиоксиданттық және антиканцерогенді әсері бар пигмент. Ал, жоғары мөлшердегі β-каротиннің болуы спирулинаның құндылығын жоғарлатады (мысалы, сәбізбен салыстырғанда β-каротин 10 есе көп). Әсіресе β-каротин көптеген ісік ауруларының (өкпе, асқазан, ішек, тамақ) алдын алады деген жорамалар бар. Көк фикоцианин пигменті спирулинада жалпы мөлшерден 15%-ті құраса, оны хлорофилл мен гемоглобиннің негізін құраушы деп санайды. Организмдегі лимфа жолдарының активтілігін жоғарлату мен иммундық жүйені нығайтуда немесе қатерлі ісіктің дамуын тежеу үшін фикоцианиннің маңызы зор [21;22].
Спирулина мен ана сүтінен табылған гамма - линолен қышқылы (ГЛҚ) - мый клеткаларының негізгі азықтық құрамына кіреді. ГЛҚ артрит еміне алдын алу үшін профилактика ретінде аса қажет болса, оның жетіспеуінен көптеген ауру түрлеріне шалдығу қаупі жоғарлайды.
Спирулинаның биологиялық қасиетінің бір ерекшелігі, оның құрамындағы витаминдер (В1, В2, В5, В6, В9, В12, А, С, Е) тобы мен макро- және микроэлементтердің көптеген (Se, P, Co, Fe, Zn, Mn, Br, S, K, Ca, Mg, Cu, F, Mo) тізбегін бір спирулина бойынан табуға болады [23;24].
Отандық ғалымдардың 1979 ж қоянға жүргізген зерттеулерінде спирулинаның липополисахаридтерінің иммунды стимулдеуші белсенділігі мен клеткадағы нуклеаза, ДНК-ң репарациялық жүйесінің ферменттік белсенділігін жоғарлатқан. Ал, кейінгі зерттеулер (1993 ж) бойынша спирулинадағы полисахаридтер мен β-глюкандар макрофаг өнімі мен сүйек мыйындағы клеткалардың көбеюін күшейткен. Жалпы организмде микробалдырларға немесе микробалдыр препаратына сезімталдықтың жоғарлауы немесе аллергия нышаны сирек кездеседі. Сондықтан спирулина биомассасы - адамзаттың қалыпты тіршілік етуіне аса қажетті, құрамында улы заттары жоқ, экологиялық таза өнім болып табылады [25;26].
Дамыған елдердің ғылыми институттары спирулинадан жасалған препараттарды биостимулдеуші және жалпы нығайтушы ретінде пайдаланады. Медицина колледжінің зерттеушісі Альберт Энштейн, өзінің соңғы 20 жылын XX-шы ісік ғасыры проблемасын зерттеуге арнаған. Оның көптеген еңбектерінде, спирулина құрамындағы β-каротин пигменті көптеген ісік ауру түрлерінің пайда болуын төмендетеді. Осы тұрғыда жүргізілген көптеген тәжірибелік зерттеулерді көп кездестіреміз. Мысалы, Индия және Вьетнам елдерінде спирулинаны жас аналарға арнайы беріледі. Анемиямен ауыратын жүкті әйелдерге (52 адам) Виниц Мемлекеттік медуниверситеті жүргізген клиникалық зерттеулерінде спирулинаны қабылдағаннан кейін, олардың эритроциттер мен гемоглобин мөлшері, жалпы белок пен сарысу бездері жоғарлағанын дәлелдеді. Ауыр сырқаттан әлсірегенде, анемия, қан және нерв жүйелерін нығайтып, ісіп қызару процесі мен ұлпа ауруларының алдын алу үшін тәулігіне 1,0-2,0 г спирулина биомассасы жеткілікті [27; 28].
Спирулинаны медицинада төмендегідей жағдайларға пайдаланады:
- Организмде темір жетіспегенде және қатерлі қаны аздыққа, соның ішінде қан ісігін тасымалдауға қарсы емдеу және алдын-алу ретінде.
- Ұзақ ауырған кезде немесе гепатит, туберкулез, асқынған бронхиттен кейін дем беру үшін.
- Диабетиктерге инсулин деңгейін төмендету үшін.
- Атеросклероз және онымен байланысты короносклероз, стенокардия, жүрек ауруларын, бас ми буындарының склерозын, инфарктан кейін - инсултті, гипо- және гипертониктердің артериальды қысымын реттеуде.
- Гиповитаминоз, дисбактериоз, терінің құрғаюынан, гиперкератоздың өсуін (мысалы, өкшедегі жарықтар).
- Аяқ-қол буындардың ауруын, тұз жиналуын, миозит, жас организмнің өсуіне дем беру және т.б.
Спирулина немесе оның экстракты адам мен жануарлардың канцерогенезін тежеп, иммундық жүйелер мен ісік ауруына әсері туралы көптеген мәліметтер көрсетілген. Жапонияда жүрек, қантамырларының ауруы басқа елдермен салыстырғанда 10 есе сирек, оның себебін ғалымдар теңіз балдырын жиі пайдалануға байланысты дейді. Теңіз балдырларының құрамында қан тамырларының қабырғаларына жиналған тұздармен холестеринді ерітетін бетаситостерин затының болуына байланыстылығын дәлелдеді. Бұл бетаситостеринді кейінгі кезде таза күйінде бөліп алу жұмыстары жүргізілуде. [29, 30].
Сондықтан спирулинаны биологиялық активті қоспа ретінде микроорганизмдерге қажетті қоректік орта болып табылады.
... 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