Микробалдырлар туралы мәлімет
Кіріспе
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
1.1 Микробалдырларды жемдік қоспалар алуға пайдаланудың маңызы
1.2 Микробалдыр Chlorella биотехнологияда маңызды объект
1.3 Микробалдыр хлорелланы жалпылай өсіру
1.4 Хлорелла суспензиясының ауылшаруашылық жануарларының өнімділігіне әсері
2. ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛДАРЫ ЖӘНЕ ӘДІСТЕРІ
2.1 Зерттеу объектілері
2.2 Микробалдырлардың таза дақылдарына арналған қоректік орталарларда өсіру
2.2 Микробалдырлардың таза дақылдарына арналған қоректік орталарларда өсіру
2.4 Микробалдырлардың құрамындағы биомассаны анықтау әдісі
2.5 Микробалдырлардың биохимиялық құрамын анықтау
3 ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛДАУ
3.1 Микробалдырлардың әртүрлі аралас дақылдарының өнімділігі бойынша белсенді консорциумын сұрыптап алу
3.2 Микробалдырдың аралас дақылдарын лабораториялық микробиореакторда өсiрген нәтижелері
3.3 Сұрыптап алынған микробалдырдың аралас дақылдарын әртүрлі модифицирленген орталарда өсірген нәтижелер
3.4. Микробалдырлардың аралас дақылдары негізінде алынған биологиялық белсенді қоспаның пигменттер мен жалпы белоктың құрамы
3.5 Микробалдырлардың аралас дақылдары негізінде алынған биологиялық белсенді қоспаны бұзауларға зерттеген нәтижелері
ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
1.1 Микробалдырларды жемдік қоспалар алуға пайдаланудың маңызы
1.2 Микробалдыр Chlorella биотехнологияда маңызды объект
1.3 Микробалдыр хлорелланы жалпылай өсіру
1.4 Хлорелла суспензиясының ауылшаруашылық жануарларының өнімділігіне әсері
2. ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛДАРЫ ЖӘНЕ ӘДІСТЕРІ
2.1 Зерттеу объектілері
2.2 Микробалдырлардың таза дақылдарына арналған қоректік орталарларда өсіру
2.2 Микробалдырлардың таза дақылдарына арналған қоректік орталарларда өсіру
2.4 Микробалдырлардың құрамындағы биомассаны анықтау әдісі
2.5 Микробалдырлардың биохимиялық құрамын анықтау
3 ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛДАУ
3.1 Микробалдырлардың әртүрлі аралас дақылдарының өнімділігі бойынша белсенді консорциумын сұрыптап алу
3.2 Микробалдырдың аралас дақылдарын лабораториялық микробиореакторда өсiрген нәтижелері
3.3 Сұрыптап алынған микробалдырдың аралас дақылдарын әртүрлі модифицирленген орталарда өсірген нәтижелер
3.4. Микробалдырлардың аралас дақылдары негізінде алынған биологиялық белсенді қоспаның пигменттер мен жалпы белоктың құрамы
3.5 Микробалдырлардың аралас дақылдары негізінде алынған биологиялық белсенді қоспаны бұзауларға зерттеген нәтижелері
ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
Қазiргi кезде әлемдiк ғылыми зерттеу лабораторияларында микробалдырлар дақылдарынан маңызды биологиялық белсенді қоспаларды алуға бағытталған ғылыми жұмыстар өте көп кездеседі.
Микробалдырлардың биохимиялық қасиеттері олардың белок, көмісулар, түрлі витаминдер мен басқа да физиологиялық активті заттарды алуының бағалы көзі болып табылатын және витаминдер мен белоктарға бай екендігін көрсетті.
Малдардың денсаулығының күшті болып, олардың тіршілік функцияларының қалыпты жұмыс істеуін қамтамасыз ететін болса, өнімділігі жоғары болса және алынған өнімнің сапасы жақсы болып, азық шығыны төмен болса бұл азықтандыру жағдайын толық құнды азықтандыру деп айтуға болады. Азықтандыру жағдайында кемшіліктер болса, яғни толық азықтандырылмаса, азық ұзақ уақыт бойы жеткіліксіз мөлшерде берілсе, ол ең алдымен малдың өнімділігін төмендетеді, азықтық пайдалы әсерін төмендетеді, бұл жағдайлар малдарда әртүрлі жұқпалы емес аурулардың пайда болуына әкеледі. Сондықтан малдарды толық құнды түрде азықтандыру, зат алмасу процесінің бұзылуының алдын алады және малдарды аурудан сақтайды [1].
Азықтық толық түрде берілуі малдардың қажеттілігіне сәйкес белгілі мөлшердегі энергияны және қоректік заттарды алуына себепті болады. Толық берілген рационда әртүрлі азықтық өнімдердің қоспасы болады, атап айтқанда, жануарлардан жасалған азықтар да болады. [2]. Рациондардың толық болуы үшін азық өнімдері жоғары сапалы болып, оны малдар жақсы пайдалануы тиіс, оның құрамындағы құрғақ заттардың мөлшері мол болуы тиіс. Құрғақ заттардағы энергия және қоректік заттар концентрациясы жоғары болуы керек. Бұл жердегі ескеретін жағдай, азықты дайындаған оның дәміне және сапалылығына көңіл аудару болып табылады, азықтық қоспаларды өз мөлшерінде қосу т.б.[3].
Мал азығы - мал шаруашылығында ең көп қолданылатын, шығыны мол сала болып табылады. Барлық шығынның 50 ден 80%-ға дейінгісі азыққа жұмсалады. Бірақ осындай шығынның өзінде азықтың құрамындағы қоретік заттардың макро және микроэлементтердің және дәрумендердің жеткілікті мөлшерде болуына кепілдік беріле алмайды. Азықтың толық құндылығы жөнінде айтуға болмайды. Сондықтан, азықтың сапалы болуы, оның құндылығы қазіргі замандағы мал шаруашылығының өзекті мәселесі болып табылады. Рептабелділіктің болмауы тек қана жекелеген салаларда ғана емес, сонымен қатар барлық мал шаруашылығында, ең алдымен азықтың бағасының саяси жағдайына болып отыр.
Зерттеу жұмысының мақсаты: Микробалдырлардың аралас дақылдарының консорциумы (Chlorella vulgaris Z-1, Chlorella vulgaris С-2; Scenedesmus obliquus var. оbliquus) негізінде биологиялық белсенді қоспаларды алу.
Микробалдырлардың биохимиялық қасиеттері олардың белок, көмісулар, түрлі витаминдер мен басқа да физиологиялық активті заттарды алуының бағалы көзі болып табылатын және витаминдер мен белоктарға бай екендігін көрсетті.
Малдардың денсаулығының күшті болып, олардың тіршілік функцияларының қалыпты жұмыс істеуін қамтамасыз ететін болса, өнімділігі жоғары болса және алынған өнімнің сапасы жақсы болып, азық шығыны төмен болса бұл азықтандыру жағдайын толық құнды азықтандыру деп айтуға болады. Азықтандыру жағдайында кемшіліктер болса, яғни толық азықтандырылмаса, азық ұзақ уақыт бойы жеткіліксіз мөлшерде берілсе, ол ең алдымен малдың өнімділігін төмендетеді, азықтық пайдалы әсерін төмендетеді, бұл жағдайлар малдарда әртүрлі жұқпалы емес аурулардың пайда болуына әкеледі. Сондықтан малдарды толық құнды түрде азықтандыру, зат алмасу процесінің бұзылуының алдын алады және малдарды аурудан сақтайды [1].
Азықтық толық түрде берілуі малдардың қажеттілігіне сәйкес белгілі мөлшердегі энергияны және қоректік заттарды алуына себепті болады. Толық берілген рационда әртүрлі азықтық өнімдердің қоспасы болады, атап айтқанда, жануарлардан жасалған азықтар да болады. [2]. Рациондардың толық болуы үшін азық өнімдері жоғары сапалы болып, оны малдар жақсы пайдалануы тиіс, оның құрамындағы құрғақ заттардың мөлшері мол болуы тиіс. Құрғақ заттардағы энергия және қоректік заттар концентрациясы жоғары болуы керек. Бұл жердегі ескеретін жағдай, азықты дайындаған оның дәміне және сапалылығына көңіл аудару болып табылады, азықтық қоспаларды өз мөлшерінде қосу т.б.[3].
Мал азығы - мал шаруашылығында ең көп қолданылатын, шығыны мол сала болып табылады. Барлық шығынның 50 ден 80%-ға дейінгісі азыққа жұмсалады. Бірақ осындай шығынның өзінде азықтың құрамындағы қоретік заттардың макро және микроэлементтердің және дәрумендердің жеткілікті мөлшерде болуына кепілдік беріле алмайды. Азықтың толық құндылығы жөнінде айтуға болмайды. Сондықтан, азықтың сапалы болуы, оның құндылығы қазіргі замандағы мал шаруашылығының өзекті мәселесі болып табылады. Рептабелділіктің болмауы тек қана жекелеген салаларда ғана емес, сонымен қатар барлық мал шаруашылығында, ең алдымен азықтың бағасының саяси жағдайына болып отыр.
Зерттеу жұмысының мақсаты: Микробалдырлардың аралас дақылдарының консорциумы (Chlorella vulgaris Z-1, Chlorella vulgaris С-2; Scenedesmus obliquus var. оbliquus) негізінде биологиялық белсенді қоспаларды алу.
1 Vіmаl О.P., Туаgі P.D. Energy from bіomass. Status of Іnformatіon (An Іndіan Experіence) // Іndustrіal Іndіa. – 1983. -Vol. 34. - P. 9-15.
2 Промышленное культивирование микроводорослей. // Тез. докл. всес. конф. Микроводорослей 90. – Андижан, 1990. – 70 с.
3 Thоmаs S. Algae cultіvatіon for food and feeds // Energy conserv. And use renewable energ. – Oxford, 1982. – P. 649 – 658.
4 Сшренко Л.Я., Паршикова Т.В. Використания водоростей у господарській практиці // Укр. ботан. журнал. – 1985. - № 6. – С. 77-86.
5 Музафаров А.М., Таубаев Т.Т. Культивирование и применение микроводорослей. - Ташкент: Фан, 1984. – 135 с.
6 Русина О.Н. Массовое культивирование микроводорослей // Водоснабж. И сан.техника. – 1980. - № 7. – С. 6 – 8.
7 Somashekar R.K, Swamy S.N.R., Arekal Govіndappa D. Ecologіcal studіes on algae of the waste waters of a textіle mіll near Nanjanguo, Karnataka // Іbіd. –1984. - № 2. – P. 75-79.
8 Зайченко Е.А. Альгофлора карт полей фильтрации и ее роль в очистке сточных вод сахарных заводов: автореф. … канд. Биол.наук: - Киев, 1972.- 24 с.
9 Сальникова М.Я. Хлорелла – новый вид корма. – М.: Колос, 1977. – 95 с.
10 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.
11 Вecker Е. W. Bіotechnology and explotatіon of the green alga Scenedesmus obluguus // Іndіan Bіomass. – 1984. – Vоl. 4. – Р.1–19.
12 Мусалдинов Т.Б., Линчевская М.Д., МамутовЖ.У., Илялетдинова С.Г. Водоросли оросительных вод рисовых полей Акладинского массива // Изв. Ан. КазССР. Серия: Биология. – 1983. - №6. – С. 67-72.
13 Музафаров А.М., Кучкарова М.А., Михайлова Е.К. Изучение и практического использование азотофиксирующими сине-зелеными водорослями // Материалы юбилейн. Республик. конф. по микробиологии, альгологии и микологии. – 1974. – С. 13-39.
14 Ваулина Э.Н., Аникеева И.Д., Коган И.Г. Индуцированный мутагенез и селекция хлореллы. – М.: Наука, 1978. - 75 с.
15 Soeder С. J. Massіve cultіvatіon of mіcroalgae: results and prospects // Hydrobіologіa. - 1980. - Vоl. 72. - P.197 -209.
16 Nakamura H. Report on the present situation of the Microalgae Research institute of Japan // Reperts from the Microalgae research institute of Japan. – 1961. - №1. - P. 1 - 12.
17 Баянова Ю.И., Трубачев И.Н. Сравнительная оценка витаминого состава некоторых одноклеточных водорослей и высших растений, выращенных в искусственных условиях // Прикл. биохимия и микробиология. - 1981. - №3. - С. 400-407.
18 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.
19 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.
20 Баранов С. А. Опыт культивирования микроводорослей на выделениях некоторых животных и человека в условиях накопительных культур // В кн.: Управляемое культивирование микроводорослей. - М.: Наука, 1974. - С. 86-97.
21 Рахимов А. Р., Якубов Х.Ф. О некоторых биохимических свойствах штаммов хлореллы и сценедесмуса, выращенных в различных условиях питания // В кн.: Культивирование водорослей и высших водных растенгий в Узбекистане. -Ташкент: Фан, 1978. – 271 с.
22 Селяметов Р. А. Рекомендация по применению витаминных кормов в животноводчестве Узбекистане. - Ташкент: Фан,1971. – С. 59 – 60.
23 Nakamura H. Chlorella feed for animal husbandry // Pablished by International Clorella Union. - Tokyo, 1984. – 81 р.
24 Селяметов Р.А., Якубов Х.Ф. К изучению витаминного состава хлореллы и сценедесмуса // В кн.: Культивирование водорослей и высших водных растений в Узбекистане. -Ташкент: Фан, 1971. – С. 59-60.
25 Баранов С.А. Культиватор для питательного и массового культивирования кормовых водорослей на естественном и комбинированном освещении // Труды Всес. НИИ прудового рыбного хозяйства. – М., 1966. – С.187 – 196.
26 Музафаров А.М., Таубаев Т.Т., Методы массового культивирования и применения хлореллы. – Ташкент: Фан, 1974. -120 с.
27 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.
28 Егоров Н.Е. Практикум по микробиологии. - М., 1976. - 265 с.
29 Мокроносова А.Т. Малый практикум по физиологий растений: Учеб. Пособие. – М.: Изд-во МГУ, 1994. – 184 с.
30 Руководство по методам анализа качества и безопасности пищевых продуктов / Под редакцией Скурихина И.М., Тутельяна В.А. – М., 1998. -210 с.
31 Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов // СанПиН 2.3.2.560-96. – М., 1997. – 269 с.
32 Альбицкая О.Н., Семенов Я.В. Технико-экономические характеристики производства и переработки микроводорослей с получением биологических активных веществ и кормовых продуктов // Тез. Докл. Всес. Конф. Промышленное культивирование микроводорослей. – М., 1990. – С. 17 – 18.
33 Кондратьева Е.Н. Автотрофные прокариоты. – М.: МГУ, 1996. – 302с.
34 Кретович В. Л. Усвоение и метаболизм азота у растений. – М.: Наука, 1987. – 486 с.
35 Syrett P.J. Nitrogen metabolism of microalgae // Can. Bull. Fish. Aquat. Sci. – 1981. -№ 210. – P. 182 – 210.
36 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.
37 Владимирова М.Г., Семененко В.Е. Интенсивная культура одноклеточных водорослей. -М., 1962. – 235 с.
38 Васигов Т., Хужаахмедов Ж. Культивирование микроводорослей и водных растений на сточных водах птицефабрик Узбекистан //Культивирование и применение микроводорослей в народном хозяйстве. -Ташкент: Фан, 1980. – С. 72 – 75.
39 Сиренко Л.А., Сакевич А.И., Осипов Л.Ф., Лукина Л.Ф. и др. Методы физиолого-биохимического исследования водорослей в гидробиологической практике. – Киев: Наукова думка, 1975. -247 с.
40 Определитель пресноводных водорослей СССР / Отв. Ред. М.М. Голлербах. – Л.: Наука, 1951. – Т.10 – 14.
41 Музафаров А.М., Эргашев А.Э., Халилова С.Х. Определитель сине-зеленых водорослей Средней Азии. – Ташкент: Фан, 1987. – Т. 1. – С.3 – 405.
42 Музафаров А.М., Эргашев А.Э., Халилова С.Х. Определитель сине-зеленых водорослей Средней Азии. – Ташкент: Фан, 1988. – Т.2. – С.406 – 815.
43 Музафаров А.М., Эргашев А.Э., Халилова С.Х. Определитель сине-зеленых водорослей Средней Азии. – Ташкент: Фан, 1987. – Т.3. – С.815 – 1215.
44 Царенко П.М. Краткий определитель хлорококковых водорослей Укр. ССР. – Киев: Наукова думка, 1990. – 208 с.
45 Эргашев А.Э. Определитель протококковых водорослей Средней Азии. – Ташкент: Фан, 1979. – Ч.І. – 343 с.
46 Эргашев А.Э. Определитель протококковых водорослей Средней Азии. – Ташкент: Фан, 1979. – Ч.ІІ. -383 с.
47 Овсеникова М. Н. Методы получения бактериологически чистых культур одноклеточных зеленых водорослей // Бот.журнал. - 1971. - №58. – С.1141 – 1147.
48 Ваулина Э.Н., Аникеева И.Д., Шевченко В.А. О некоторых методах, применяемых в селекции водорослей // В кн.: Современное состояние и перспективы изучения почвенных водорослей в СССР. – М., 1967. – С.73 – 85.
49 Косиков К.В. Методы получения продуктивного штамма Chlorella sp // Журн. микробиология. – 1972. - №41.- С. 680 – 686.
50 Квитко К.В. Получение культур отдельных клеток у хлореллы. / Исследования по генетике. – Ленинград: ЛГУ, 1971. - С.50 - 62.
51 Ernst S., Sandmann G. Polycіs carotene pathway іn the Scenedesmus mutant C-6 D // Arch. mіcrobіol. – 1988. – P.590 – 595.
52 Chunaev A.S., Mіrnaya O.N., Maslov V.G., Boschettі F. Chlorophyll b and loroxanthіn – dіfіcіent mutants of Chlamydomonas reіnhardtіі // Photosynthetіca. – 1991. - Vol. 25. - №2. - P.291-301.
53 Harrіs E.H. The Chlamydomonas sourcebook // Acad. - 1989. – Р. 395-396.
54 Шевченко В.А. Радиационная генетика одноклеточных водорослей. – М.: Наука, 1979. -254 с.
55 Квитко К.В., Захаров И.А. Хропова В. И. Некоторые принципы генетико-селекционной работы с микроорганизмами в применении к хлореллы // Генетика. – 1966. - №2. – С. 148 – 156.
56 Квитко К.В. О влияние ультрафиолетого излучения на наследственную изменчивость хлореллы: автореф. …. Канд. биол. наук. – Л.: ЛГУ, 1963. – 17 с.
57Максимов В.И. Влияние БАД «Капилар» на становление естественной резистентности телят/ В.И. Максимов, В.В. Пайтерова// Адаптация и становление физиологических функций у животных: Сборник научных тезисов. – М.: Капитал Принт, 2010. – С. 156-159.
58 Пайтерова В.В. Особенности микроциркуляции сосудов цыплят в эмбриогенезе под влиянием БАД «Бронходиол» / В.В. Пайтерова, В.И. Максимов, Е.Ю. Белянкина, В.П. Тихонов// Современные проблемы диагностики, лечения и профилактики болезней животных и птиц. – Екатеринбург: ГНУ УрНИВИ, 2010.- Вып. 3. - С. 366-367.
59 Ваулина Э.Н., Аникеева И.Д., Коган И.Г. Индуцированный мутагенез и селекция хлореллы. – М.: Наука, 1978.-75 с.
60 Лукавски Я. Анализ скорости роста водорослей, культивированных на плотных средах // В кн.: Изучение интенсивной культуры водорослей. –Требонь, 1975. – С. 265 – 272.
61 Культивирование коллекционных штаммов водорослей. –Ленинград, 1983. - С.3 - 35.
62 Ваулина Э.Н., Аникеева И.Д., Коган И.Г. Одноклеточная зеленая водоросль хлорелла – удобный объект для исследований мутагенности факторов внешней среды //Генетические последствия загрязнения окружающей среды. –М.: Наука, 1975. -С. 54 – 57.
63 Селяметов Р.А. Рекомендация по применению витаминных кормов в животноводчестве Узбекистане. - Ташкент: Фан,1971. – С. 59 – 60.
64 Андреева Р.А. Очистка концентрированных сточных вод микробиологического производства с использованием культуры микроводорослей. - М.: Б.и.- 1985. -С. 71 - 72.
65 Заядан Б.К., Өнерхан Г. Микробалдырлардың таза дақылдарын бөліп алу және оларды белсенді өсріу тәсілдері. - Көкшетау, 2008. - 19 б.
66 Заядан Б.К., Өнерхан Г. Микробалдырлардың таза дақылдарын бөліп алу және оларды белсенді өсріу тәсілдері. - Көкшетау, 2008. – 51 - 54 б
67 Заядан Б.К., Өнерхан Г. Микробалдырлардың таза дақылдарын бөліп алу және оларды белсенді өсріу тәсілдері. - Көкшетау, 2008. – 54 - 55 б
68 Заядан Б.К., Өнерхан Г. Микробалдырлардың таза дақылдарын бөліп алу және оларды белсенді өсріу тәсілдері. - Көкшетау, 2008. – 55 - 56 б
69 Ваулина Э.Н., Аникеева И.Д., Коган И.Г. Индуцированный мутагенез и селекция хлореллы. – М.: Наука, 1978.-75 с.
70 Лукавски Я. Анализ скорости роста водорослей, культивированных на плотных средах // В кн.: Изучение интенсивной культуры водорослей. –Требонь, 1975. – С. 265 – 272.
71 Культивирование коллекционных штаммов водорослей. –Ленинград, 1983. - С.3 - 35.
72 Ваулина Э.Н., Аникеева И.Д., Коган И.Г. Одноклеточная зеленая водоросль хлорелла – удобный объект для исследований мутагенности факторов внешней среды //Генетические последствия загрязнения окружающей среды. –М.: Наука, 1975. -С. 54 – 57.
73 Селяметов Р.А. Рекомендация по применению витаминных кормов в животноводчестве Узбекистане. - Ташкент: Фан,1971. – С. 59 – 60.
74 Богданов Н.И. Хлорелла повышает продуктивность птицы // Птицеводство, 2002. - № 3. –С. 45-47.
75 Богданов Н.И. Хлорелла – высокопродуктивная кормовая добавка // Кормопроизводство, 1988. - № 9. –С.96-98.
76 Богданов Н.И. Хлорелла – резерв повышения продуктивности животноводства // Журн. ценовик, 2003.- № 4. - С.20-23.
2 Промышленное культивирование микроводорослей. // Тез. докл. всес. конф. Микроводорослей 90. – Андижан, 1990. – 70 с.
3 Thоmаs S. Algae cultіvatіon for food and feeds // Energy conserv. And use renewable energ. – Oxford, 1982. – P. 649 – 658.
4 Сшренко Л.Я., Паршикова Т.В. Використания водоростей у господарській практиці // Укр. ботан. журнал. – 1985. - № 6. – С. 77-86.
5 Музафаров А.М., Таубаев Т.Т. Культивирование и применение микроводорослей. - Ташкент: Фан, 1984. – 135 с.
6 Русина О.Н. Массовое культивирование микроводорослей // Водоснабж. И сан.техника. – 1980. - № 7. – С. 6 – 8.
7 Somashekar R.K, Swamy S.N.R., Arekal Govіndappa D. Ecologіcal studіes on algae of the waste waters of a textіle mіll near Nanjanguo, Karnataka // Іbіd. –1984. - № 2. – P. 75-79.
8 Зайченко Е.А. Альгофлора карт полей фильтрации и ее роль в очистке сточных вод сахарных заводов: автореф. … канд. Биол.наук: - Киев, 1972.- 24 с.
9 Сальникова М.Я. Хлорелла – новый вид корма. – М.: Колос, 1977. – 95 с.
10 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.
11 Вecker Е. W. Bіotechnology and explotatіon of the green alga Scenedesmus obluguus // Іndіan Bіomass. – 1984. – Vоl. 4. – Р.1–19.
12 Мусалдинов Т.Б., Линчевская М.Д., МамутовЖ.У., Илялетдинова С.Г. Водоросли оросительных вод рисовых полей Акладинского массива // Изв. Ан. КазССР. Серия: Биология. – 1983. - №6. – С. 67-72.
13 Музафаров А.М., Кучкарова М.А., Михайлова Е.К. Изучение и практического использование азотофиксирующими сине-зелеными водорослями // Материалы юбилейн. Республик. конф. по микробиологии, альгологии и микологии. – 1974. – С. 13-39.
14 Ваулина Э.Н., Аникеева И.Д., Коган И.Г. Индуцированный мутагенез и селекция хлореллы. – М.: Наука, 1978. - 75 с.
15 Soeder С. J. Massіve cultіvatіon of mіcroalgae: results and prospects // Hydrobіologіa. - 1980. - Vоl. 72. - P.197 -209.
16 Nakamura H. Report on the present situation of the Microalgae Research institute of Japan // Reperts from the Microalgae research institute of Japan. – 1961. - №1. - P. 1 - 12.
17 Баянова Ю.И., Трубачев И.Н. Сравнительная оценка витаминого состава некоторых одноклеточных водорослей и высших растений, выращенных в искусственных условиях // Прикл. биохимия и микробиология. - 1981. - №3. - С. 400-407.
18 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.
19 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.
20 Баранов С. А. Опыт культивирования микроводорослей на выделениях некоторых животных и человека в условиях накопительных культур // В кн.: Управляемое культивирование микроводорослей. - М.: Наука, 1974. - С. 86-97.
21 Рахимов А. Р., Якубов Х.Ф. О некоторых биохимических свойствах штаммов хлореллы и сценедесмуса, выращенных в различных условиях питания // В кн.: Культивирование водорослей и высших водных растенгий в Узбекистане. -Ташкент: Фан, 1978. – 271 с.
22 Селяметов Р. А. Рекомендация по применению витаминных кормов в животноводчестве Узбекистане. - Ташкент: Фан,1971. – С. 59 – 60.
23 Nakamura H. Chlorella feed for animal husbandry // Pablished by International Clorella Union. - Tokyo, 1984. – 81 р.
24 Селяметов Р.А., Якубов Х.Ф. К изучению витаминного состава хлореллы и сценедесмуса // В кн.: Культивирование водорослей и высших водных растений в Узбекистане. -Ташкент: Фан, 1971. – С. 59-60.
25 Баранов С.А. Культиватор для питательного и массового культивирования кормовых водорослей на естественном и комбинированном освещении // Труды Всес. НИИ прудового рыбного хозяйства. – М., 1966. – С.187 – 196.
26 Музафаров А.М., Таубаев Т.Т., Методы массового культивирования и применения хлореллы. – Ташкент: Фан, 1974. -120 с.
27 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.
28 Егоров Н.Е. Практикум по микробиологии. - М., 1976. - 265 с.
29 Мокроносова А.Т. Малый практикум по физиологий растений: Учеб. Пособие. – М.: Изд-во МГУ, 1994. – 184 с.
30 Руководство по методам анализа качества и безопасности пищевых продуктов / Под редакцией Скурихина И.М., Тутельяна В.А. – М., 1998. -210 с.
31 Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов // СанПиН 2.3.2.560-96. – М., 1997. – 269 с.
32 Альбицкая О.Н., Семенов Я.В. Технико-экономические характеристики производства и переработки микроводорослей с получением биологических активных веществ и кормовых продуктов // Тез. Докл. Всес. Конф. Промышленное культивирование микроводорослей. – М., 1990. – С. 17 – 18.
33 Кондратьева Е.Н. Автотрофные прокариоты. – М.: МГУ, 1996. – 302с.
34 Кретович В. Л. Усвоение и метаболизм азота у растений. – М.: Наука, 1987. – 486 с.
35 Syrett P.J. Nitrogen metabolism of microalgae // Can. Bull. Fish. Aquat. Sci. – 1981. -№ 210. – P. 182 – 210.
36 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.
37 Владимирова М.Г., Семененко В.Е. Интенсивная культура одноклеточных водорослей. -М., 1962. – 235 с.
38 Васигов Т., Хужаахмедов Ж. Культивирование микроводорослей и водных растений на сточных водах птицефабрик Узбекистан //Культивирование и применение микроводорослей в народном хозяйстве. -Ташкент: Фан, 1980. – С. 72 – 75.
39 Сиренко Л.А., Сакевич А.И., Осипов Л.Ф., Лукина Л.Ф. и др. Методы физиолого-биохимического исследования водорослей в гидробиологической практике. – Киев: Наукова думка, 1975. -247 с.
40 Определитель пресноводных водорослей СССР / Отв. Ред. М.М. Голлербах. – Л.: Наука, 1951. – Т.10 – 14.
41 Музафаров А.М., Эргашев А.Э., Халилова С.Х. Определитель сине-зеленых водорослей Средней Азии. – Ташкент: Фан, 1987. – Т. 1. – С.3 – 405.
42 Музафаров А.М., Эргашев А.Э., Халилова С.Х. Определитель сине-зеленых водорослей Средней Азии. – Ташкент: Фан, 1988. – Т.2. – С.406 – 815.
43 Музафаров А.М., Эргашев А.Э., Халилова С.Х. Определитель сине-зеленых водорослей Средней Азии. – Ташкент: Фан, 1987. – Т.3. – С.815 – 1215.
44 Царенко П.М. Краткий определитель хлорококковых водорослей Укр. ССР. – Киев: Наукова думка, 1990. – 208 с.
45 Эргашев А.Э. Определитель протококковых водорослей Средней Азии. – Ташкент: Фан, 1979. – Ч.І. – 343 с.
46 Эргашев А.Э. Определитель протококковых водорослей Средней Азии. – Ташкент: Фан, 1979. – Ч.ІІ. -383 с.
47 Овсеникова М. Н. Методы получения бактериологически чистых культур одноклеточных зеленых водорослей // Бот.журнал. - 1971. - №58. – С.1141 – 1147.
48 Ваулина Э.Н., Аникеева И.Д., Шевченко В.А. О некоторых методах, применяемых в селекции водорослей // В кн.: Современное состояние и перспективы изучения почвенных водорослей в СССР. – М., 1967. – С.73 – 85.
49 Косиков К.В. Методы получения продуктивного штамма Chlorella sp // Журн. микробиология. – 1972. - №41.- С. 680 – 686.
50 Квитко К.В. Получение культур отдельных клеток у хлореллы. / Исследования по генетике. – Ленинград: ЛГУ, 1971. - С.50 - 62.
51 Ernst S., Sandmann G. Polycіs carotene pathway іn the Scenedesmus mutant C-6 D // Arch. mіcrobіol. – 1988. – P.590 – 595.
52 Chunaev A.S., Mіrnaya O.N., Maslov V.G., Boschettі F. Chlorophyll b and loroxanthіn – dіfіcіent mutants of Chlamydomonas reіnhardtіі // Photosynthetіca. – 1991. - Vol. 25. - №2. - P.291-301.
53 Harrіs E.H. The Chlamydomonas sourcebook // Acad. - 1989. – Р. 395-396.
54 Шевченко В.А. Радиационная генетика одноклеточных водорослей. – М.: Наука, 1979. -254 с.
55 Квитко К.В., Захаров И.А. Хропова В. И. Некоторые принципы генетико-селекционной работы с микроорганизмами в применении к хлореллы // Генетика. – 1966. - №2. – С. 148 – 156.
56 Квитко К.В. О влияние ультрафиолетого излучения на наследственную изменчивость хлореллы: автореф. …. Канд. биол. наук. – Л.: ЛГУ, 1963. – 17 с.
57Максимов В.И. Влияние БАД «Капилар» на становление естественной резистентности телят/ В.И. Максимов, В.В. Пайтерова// Адаптация и становление физиологических функций у животных: Сборник научных тезисов. – М.: Капитал Принт, 2010. – С. 156-159.
58 Пайтерова В.В. Особенности микроциркуляции сосудов цыплят в эмбриогенезе под влиянием БАД «Бронходиол» / В.В. Пайтерова, В.И. Максимов, Е.Ю. Белянкина, В.П. Тихонов// Современные проблемы диагностики, лечения и профилактики болезней животных и птиц. – Екатеринбург: ГНУ УрНИВИ, 2010.- Вып. 3. - С. 366-367.
59 Ваулина Э.Н., Аникеева И.Д., Коган И.Г. Индуцированный мутагенез и селекция хлореллы. – М.: Наука, 1978.-75 с.
60 Лукавски Я. Анализ скорости роста водорослей, культивированных на плотных средах // В кн.: Изучение интенсивной культуры водорослей. –Требонь, 1975. – С. 265 – 272.
61 Культивирование коллекционных штаммов водорослей. –Ленинград, 1983. - С.3 - 35.
62 Ваулина Э.Н., Аникеева И.Д., Коган И.Г. Одноклеточная зеленая водоросль хлорелла – удобный объект для исследований мутагенности факторов внешней среды //Генетические последствия загрязнения окружающей среды. –М.: Наука, 1975. -С. 54 – 57.
63 Селяметов Р.А. Рекомендация по применению витаминных кормов в животноводчестве Узбекистане. - Ташкент: Фан,1971. – С. 59 – 60.
64 Андреева Р.А. Очистка концентрированных сточных вод микробиологического производства с использованием культуры микроводорослей. - М.: Б.и.- 1985. -С. 71 - 72.
65 Заядан Б.К., Өнерхан Г. Микробалдырлардың таза дақылдарын бөліп алу және оларды белсенді өсріу тәсілдері. - Көкшетау, 2008. - 19 б.
66 Заядан Б.К., Өнерхан Г. Микробалдырлардың таза дақылдарын бөліп алу және оларды белсенді өсріу тәсілдері. - Көкшетау, 2008. – 51 - 54 б
67 Заядан Б.К., Өнерхан Г. Микробалдырлардың таза дақылдарын бөліп алу және оларды белсенді өсріу тәсілдері. - Көкшетау, 2008. – 54 - 55 б
68 Заядан Б.К., Өнерхан Г. Микробалдырлардың таза дақылдарын бөліп алу және оларды белсенді өсріу тәсілдері. - Көкшетау, 2008. – 55 - 56 б
69 Ваулина Э.Н., Аникеева И.Д., Коган И.Г. Индуцированный мутагенез и селекция хлореллы. – М.: Наука, 1978.-75 с.
70 Лукавски Я. Анализ скорости роста водорослей, культивированных на плотных средах // В кн.: Изучение интенсивной культуры водорослей. –Требонь, 1975. – С. 265 – 272.
71 Культивирование коллекционных штаммов водорослей. –Ленинград, 1983. - С.3 - 35.
72 Ваулина Э.Н., Аникеева И.Д., Коган И.Г. Одноклеточная зеленая водоросль хлорелла – удобный объект для исследований мутагенности факторов внешней среды //Генетические последствия загрязнения окружающей среды. –М.: Наука, 1975. -С. 54 – 57.
73 Селяметов Р.А. Рекомендация по применению витаминных кормов в животноводчестве Узбекистане. - Ташкент: Фан,1971. – С. 59 – 60.
74 Богданов Н.И. Хлорелла повышает продуктивность птицы // Птицеводство, 2002. - № 3. –С. 45-47.
75 Богданов Н.И. Хлорелла – высокопродуктивная кормовая добавка // Кормопроизводство, 1988. - № 9. –С.96-98.
76 Богданов Н.И. Хлорелла – резерв повышения продуктивности животноводства // Журн. ценовик, 2003.- № 4. - С.20-23.
Кіріспе
Қазiргi кезде әлемдiк ғылыми зерттеу лабораторияларында микробалдырлар дақылдарынан маңызды биологиялық белсенді қоспаларды алуға бағытталған ғылыми жұмыстар өте көп кездеседі.
Микробалдырлардың биохимиялық қасиеттері олардың белок, көмісулар, түрлі витаминдер мен басқа да физиологиялық активті заттарды алуының бағалы көзі болып табылатын және витаминдер мен белоктарға бай екендігін көрсетті.
Малдардың денсаулығының күшті болып, олардың тіршілік функцияларының қалыпты жұмыс істеуін қамтамасыз ететін болса, өнімділігі жоғары болса және алынған өнімнің сапасы жақсы болып, азық шығыны төмен болса бұл азықтандыру жағдайын толық құнды азықтандыру деп айтуға болады. Азықтандыру жағдайында кемшіліктер болса, яғни толық азықтандырылмаса, азық ұзақ уақыт бойы жеткіліксіз мөлшерде берілсе, ол ең алдымен малдың өнімділігін төмендетеді, азықтық пайдалы әсерін төмендетеді, бұл жағдайлар малдарда әртүрлі жұқпалы емес аурулардың пайда болуына әкеледі. Сондықтан малдарды толық құнды түрде азықтандыру, зат алмасу процесінің бұзылуының алдын алады және малдарды аурудан сақтайды [1].
Азықтық толық түрде берілуі малдардың қажеттілігіне сәйкес белгілі мөлшердегі энергияны және қоректік заттарды алуына себепті болады. Толық берілген рационда әртүрлі азықтық өнімдердің қоспасы болады, атап айтқанда, жануарлардан жасалған азықтар да болады. [2]. Рациондардың толық болуы үшін азық өнімдері жоғары сапалы болып, оны малдар жақсы пайдалануы тиіс, оның құрамындағы құрғақ заттардың мөлшері мол болуы тиіс. Құрғақ заттардағы энергия және қоректік заттар концентрациясы жоғары болуы керек. Бұл жердегі ескеретін жағдай, азықты дайындаған оның дәміне және сапалылығына көңіл аудару болып табылады, азықтық қоспаларды өз мөлшерінде қосу т.б.[3].
Мал азығы - мал шаруашылығында ең көп қолданылатын, шығыны мол сала болып табылады. Барлық шығынның 50 ден 80%-ға дейінгісі азыққа жұмсалады. Бірақ осындай шығынның өзінде азықтың құрамындағы қоретік заттардың макро және микроэлементтердің және дәрумендердің жеткілікті мөлшерде болуына кепілдік беріле алмайды. Азықтың толық құндылығы жөнінде айтуға болмайды. Сондықтан, азықтың сапалы болуы, оның құндылығы қазіргі замандағы мал шаруашылығының өзекті мәселесі болып табылады. Рептабелділіктің болмауы тек қана жекелеген салаларда ғана емес, сонымен қатар барлық мал шаруашылығында, ең алдымен азықтың бағасының саяси жағдайына болып отыр.
Зерттеу жұмысының мақсаты: Микробалдырлардың аралас дақылдарының консорциумы (Chlorella vulgaris Z-1, Chlorella vulgaris С-2; Scenedesmus obliquus var. оbliquus) негізінде биологиялық белсенді қоспаларды алу.
Негізгі міндеттері:
1. Жемдік қоспаға пайдаланатын микробалдырлардың аралас дақылдарының консорциумын сұрыптап алу
2. Микробалдырдың аралас дақылдарын лабораториялық микробиореакторда жалпылай өсіру
3. Сұрыптап алынған микробалдырдың аралас дақылдарын әртүрлі модифицирленген ортада өсіру
4. Микробалдырлардың аралас дақылдары негізінде алынған биологиялық белсенді қоспаның пигменттер мен жалпы белоктың құрамын анықтау
5. Микробалдырлардың аралас дақылдары негізінде алынған биологиялық белсенді қоспаны бұзауларға әсерін зерттеу
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
0.1 Микробалдырларды жемдік қоспалар алуға пайдаланудың маңызы
Азық - түліктің жеткіліксіз болуы, бірінші кезекті азықтық және тағамдық ақуздардың жеткіліксіз болуы, қазіргі замандағы адамзат тіршілігіндегі ең өткір мәселелердің бірі болып отыр. БҰҰ-ның мәліметтеріне сүйенсек дамыған елдердегі 700млн - нан астам адам жартылай аштық жағдайында өмір сүріп отыр (олардың 30% балалар, жастары 10-ға дейінгі) латын Америкасындағы 30% -дан астам адамдар, Азиядағы 60% адамдар қалыпты түрде тамақтанып жүрген жоқ. Жер бетіндегі адамдар саны жыл сайын өсіп келеді, сондықтан азық-түлік мәселесі, өсіп келе жатқан халықты тамақпен толық түрде қамтамасыз ету қазіргі әлемдегі маңызды экономикалық, әлеуметтік және саяси фактор болып отыр. Осыған байланысты, жаңа дәстүрлі емес жолмен белоктардың, майлардың, көмірсулардың, дәрумендердің, ферменттердің және басқа да физиологиялық белсенді заттардың шығу көзін табу зор қызығушылық тудырып отыр[4].
Микробалдырлар - қарапайым суда тіршілік ететiн организмдер. Толық өмірлік циклдан өту үшін оларға сулы орта қажет.
Балдырлардың тобын микроскопиялық құрылымды бір клеткалы және колониалды балдырлар құрайды. Олардың көпшілігі мұхиттардың, теңіздердің, көлдердің, өзендердің терең жерлерінде өседі.
Балдырлардың барлық түрі - фототрофтар. Олардың ең басты ерекшклігі, клеткаларында жасыл пигмент - хлорофильдің болуы.
Микробалдырлардың мал шаруашылығына, құс өсіруде, медицинада және басқа да ауылшаруашылық салаларында қолданған пайдалы.
Жапонияда, Қытайда және басқа да бірқатар елдерде балдырлар, атап айтқанда микроформалардың табиғи жағдайда жиналғандары бұрыннан бері тағамдық өнім болып пайдаланылып келе жатқандығы белгілі. Осындай мақсатқа кейбір цианобактериялар да қолданылады, сонымен қатар оларды жасыл тыңайтқыш ретінде де пайдаланады.
Шамамен 60 жыл бұрын микроформаларды көптеп мәдениеттеу бойынша жұмыстар басталады. Кейінгі кезде микробалдырлардың мәдениетіне деген қызығушылық жоғарылады. Бұл көптеген себептермен нақтыланады:
1. Микробалдырлардың мәдениеті табиғаттың көбінесе жеңіл жақтарын зерттеуде классикалық объектісі болуда, маңызды биологиялық процестердің бірі - фотосинтез процесі. Фотосинтез облысында көптеген қазіргі маңызды ашылулар белгілінуде, осы үшін зерттеулерге сай объект - микробалдырлар мәдениеті қабылданады.
2. Кейінгі жылдарда балдырлар кең қолданылуда және жасыл ағзалардың фотосинтетикалық өнімділігінің жоғарғы мүмкіндігін білу мақсатында. Көбеюдің жоғарғы коэффициенттермен формаларды таңдау мүмкіндігі жоғары тығыздықты сұйықты қолдану, оларға бағытталған жарық энергиясының барлығымен қамтамасыз ету мен кез келген деңгейде балдырларды көмірқышқыл газы мен жарықты беру жолдарымен қоректендіру процестерін қадағалау, және де құрылған фотосинтетикалық өнімді үздіксіз өнім түрінде алып отыру инжинерлі биологиялық жүйелерді құруды есептеу негізін береді, биомассаны максимальды теоритикалық нақтыланған шығындармен фотосинтез есебінен өнімдеу. Балдырлар сұйығы көмегінде басқа жүйелерді қызметтудің теоретикалық негізгі және олардың өнімділігінің теоретикалық негізгі және олардың өнімділігінің теоретикалық мүмкіндігі зерттеледі.
3. Осы негізде микробалдырлардың массалы мәдениетін алуда өндірістік әдістерді жасау жүргізіледі, басты негізде адамзат тағамы және жануарларды қоретендіру үшін жоғарғы биомасса ретінде болады.
4. Микробалдырларды массалы мәдениеттеу тәсілі түрлі елдерде жоғарғы қорек және тағам материалдарды, бағалы метаболиттерді қосымша алу мақсатымен, химиялық шикізаттар өндірістік мәдениетке микробалдырларды кіргізудің дамығанын көрсетті.
5. Болашақта микробалдырлар мәдениетін жүргізу өндірісі қазіргі микробиологиялық өндіріс типтері бойынша жүзеге асырылады. Мұндай өндірістердің эффективтілігі белгілі мөлшерде олардың интенсивтілік деңгейлерімен анықталады. Микробалдырларды массалы мәдениеттеу биосинтез процесінің дамуы автотрофты жағдайларда фотосинтездің жоғарғы өнімділігіне және биомассаның жинақталуына нақтыланған негізгі факторлардың жоғарғы құрылуы есебінен жетістікті. Бұндай факторларға жарық, көмірқышқыл және минералды қоректер кіреді[5].
Балдырларды жаппай өсіру қондырғылары (реакторлар) өндіріс үшін, табиғаттан балдырлардың көптеген жергілікті штаммдары алынды, олардың табиғатта өсіру ерекшеліктері зерттелінген, хлорелла мен сценедесмус жануарларга қосымша жем ретінде қосу мүмкін екендігі белгілі болды, оның мал шаруашылығында, құс өсіруде, жібек өндіруде және балық шаруашылығында қолдануда жоғары экологиялық эффективтілігі анықталды.
Алғашқы рет микробалдырлардың таза дақылын Бейрник 1890 жылы зерттеген, бірнеше альгологиялық таза балдырлардың түрлерін бөліп алып, олардың дақылдағы био-экологиялық ерекшеліктеріне зерттеулер жүргізген [6].
Микробалдырлардың биохимиялық қасиеттері олардың белок, көмісулар, түрлі витаминдер мен басқа да физиологиялық активті заттарды алуының бағалы көзі болып табылатын және витаминдер мен белоктарға бай екендігін көрсетті.
Combs (1952) зерттеулері бойынша 100 грамм құрғақ хлореллада 48,0 мг каротин, 1,0 витамин В1; 3,5 В2; 2,3 В6; 0,002 В12, 25,0 мг ниацина, 303,3 мг холин және тағы басқа заттар бар екендігі анықталды [7].
ХХ ғасырдың 40-шы жылдардың аяғы мен 50-ші жылдардың басында көптеген елдерде тағам мен азықтың қосымша көзі ретінде микробалдырларды жаппай өсіру жайлы мәліметтерді қарастыра бастады.
Балдырлар - белок , витаминдер және басқа да қоректік және азықтық заттарды алудың басты көзі болып саналды.
Пайдалы түрлері тек қана ірі теңіздердің арасында ғана емес, сонымен бірге бірклеткалы, микроскопиялық құрылымды балдырлар арасында да кездеседі. Көк-жасыл балдырлардың ішінде 80-нен астам түрлері азотфиксаторлары болып табылады. Хлорелла және басқа да балдырлар азықка пайдаланады. Олардың құрамында 50-55 % белок, 30-35% көмірсулар, 7-10% май бар. Одардың биомассасында түрлі витаминдер бар [8].
Балдырлар планетадағы биомассаның ең дамушы өндірістері болуы мүмкін. тағам ретінде жеке сапалары бар және адамзат дүние жүзіндегі аштық мәселесін шешу үшін потенциальды зат түрінде пайдаланады. Кейінгі кезде балдырлар ағзаның басқарылатын күштерін жоғарлатады және күрделі жағдайларда ми қызметтерінің координациясын жақсартады. Қазіргі таңда жапондықтар балдырларды бәрінен де көп тағам ретінде тұтынады, ал Шығыс елдерде балдырлардан дайындалған тәттілер, катлеттер, бутербродтар және салаттарды алады. Мәдени биомассаның ең үлкен өндірістері Тайланд пен АҚШ - та тұрғызылған. Оларда бір жылда адамзат пен жануарлар үшін тағам ретінде, медицинада, косметикада, ауыл шаруашылығында және химиялық өндірісте хлорелла мен спирулиннің жүз мыңдаған тоннасын өндіреді. Қытай теңізі жағалауында микробалдырларды өндіру үшін жаңа орталықтарды құру басталды [9].
Микробалдырларды микробиологиялық өндірістің объектері ретінде қарауға болады. Осымен байланыста дүние жүзіндегі негізгі зерттеу бағыттары талданған, микробалдырлар мәдиниетінің майдың жоғары құрамымен және сұйық көміртегімен байланысты, мақсатты өнімнің бағытталған микробалдырлардың мәдениетінің кең технологиясын және олардан биомайларды алу биосинтезін жасау. Биомайлардың мөлшерін тоқтату мүмкіндігін бағаланған, бағалы өнімдердің олардан химиялық, фармацевтикалық, медициналық, тағамдық өндірістерді алу есептері (бета каротин, астаксантин, глицерол, фикоцианин, хлорофилл және т.б) және өндіріс қалдықтарын қолдану.
Адамзат тағамы үшін микробалдырларды қолдану әдәсі бірнеше мыңжылдықты есептейді. Сол үщін, 60 - шы жылдары үшінші дүние жүзі елдерінде және XXI ғасырдың басына планетада аштық қаупі тағам ақуызының альтернативтікөздерін іздеу мәселесі қозғалды, бұл рольге микробалдырлар арасында басты кандидаттар қазір белгілі болды[10].
20 ғасырдың 70 - 90 жылдарында көп түрлер адам ағзасы мен жануарларға оң әсер беретін уникальды биологиялық белсенді заттардың кең спектрдің белгілі көлемін синтездей және жинақтай алатыны анықталған. Ішкі ортаның жағдайларымен басқарылатын микробалдырлар метаболизмнің, интенсивті мәдени жағдайлардағы биотехнологиялық қатынас байланыстары бағалы биосинтезбен басқару мүмкіндігін білдіретін жоғары пластинділігі көрсетіледі. Бұл позициядан микробалдырлар қазір әлемдік аштық жағдайында артық провиант ретінде қарастырылмайды, ал ББЗ өндірісі үшін бағалы қайта қалпына келетін шикізатты ресурс (каротиноидтар, дәрумендер, майлы қышқылдар, фикобилипротеиндер, жартылай глюкандар, антибиотиктер, цитостатиктер және т.б.), аква мәдениет үшін тұқымдар, мал және құс шаруашылығы, агрохимикаттар (гербициттер, фунгицидтер, тыңайытқыштар, өсу стимуляторлары), энергия тасымалы (биодизельдер, сутегі, метан, этанол), пластмасса және басқа техникалық өнімдер. Микробалдырлар дүниежүзінің көп елдерінде интенсивті зерттеулердің объектісі болуды жалғастыруда. Негізгі күштер келесі бағыттарды:
oo өндірісті егіннің потенциальды объектілерін беру мақсатымен стринингті зерттеулер жүргізу және балдырлардың химиялық құрамының компоненттерінің идентификациясы;
oo өсімнің ерекшеліктерін зерттеу және олардың биологиялық потенциялын анықтау үшін түрлердің дамушы метаболизмі және жоғарғы реализация жағдайлары;
oo мәдениелендіру жүйелерін басқару жұмыстары және мәдениеттің тазалығы мен жоғары өнімділігін қамтамасыз етуге алынған шикізатты қайта жасау технологиялары, биомасса құрағанда және ББЗ алғанда жоғалту және олардың таза түрде бөлінуі; терапевтикалы эффективтіліктің биологиялық және клиникалық жағы және де балдырлар өнімдерінің қауіпсіздігі [11].
Медициналық практикада микроскопиялық балдыр - хлорофилге бай хлорелла қан аздықпен күресте эффективті зат болып табылатыны белгіленеді, тек В12 дәруменнің жоғары құрамына ғана емес, қышқыл, темір мен аминқышқылы, мүмкін, темірдің қатысуымен хлорофилл қанға түсіп қанды оттегімен толтырады және гемоглобинге айналдырады.
Хлорелланың дәрілері қандағы қант деңгейін қалыптастыруға көмектесетіні және ауыздан шығатын сақталған жағымсыз иістен жапа шегетін адамдардың тынысын жеңілдететіні анықталады. Басқа зерттеушілермен бірге хлолелланы диабетті тері жараларына қолдану арқылы емдеуде жақсы нәтижелерге қол жеткізуде.
Балдырларды өсіруге керекті қоректік элементтер мен компоненттері бар жасанды қоректік орта пайдаланлады. Ортаның құрамы әрқашан өсірілетін балдырлардың физиологиялық қажеттіліктеріне сәйкес болады.
Осымен қоректік тұздардың жұмсалуы, бұл жерде жоғары сатыдағы өсідіктер культурасынан әлдеқайда аз.Балдырлар биомассасының өндірісінде суды қолдану жоғары сатыдағы өсідіктер дақылына қарағанда 15-20 есе аз [12].
Жасыл балдырлардың дақылы органикалық заттарды синтездеуде микробалдырлардан өзгешеленеді. Фототрофты биосинтез арнайы қондырғыларда (реакторларда) жасыл микробалдырлардың көмегімен жүзеге асады. Қарапайым микробиологиялық әдістерден айырмашылығы болып органикалық заттарды синтездеу барысында бағалы белокты және витаминді - минералды қоректену мен сәуле энергиясын қолдану арқылы жүзеге асады.
Микробалдырларды жаппай өсіруде бірінші тәжірибе 1941 жылы Венесуэлада өткізілді. Мұнда хлорелланы, сценедесмусты және ангистродесмусты әрқайсысы 15 литр көлеміндегі бассейндерде өсірілді. Микробалдырлар суспензиясын араластыру, насостың көмегімен жүзеге асады [13].
Балдырлар биомассасын арзандату мақсатында кейбір өнеркәсіптердегі қоректік орта ретінде, тыңайтқыштардың органикалық түрлері мен кейбір қалдықтарды қолдану маңыздылығы көптеген зерттеулерде атап көрсетілген. Балдырларды спиртті - ашытқы және крахмалды - сірненің қалдықтарында өсіру мен адамдардың, жануарлардың, құстардың физиологиялық бөлінулерінде өсіруі жайлы зерттеулер ерекше қызықтырады. Бірақ балдырларды өндірістік өсіру практикасында қоректік ортаның органикалық көзі жеткіліксіз болады. Бұл органикалық көздің түгелімен зерттелмеген және оларды қолданудағы спецификалық ерекшеліктерін толық зерттемегендігінен болып отыр.
Микробалдырлардың өнімділігін ұлғайтуда клеткаға әртүрлі қоректік орта қажет. Қоректік ортаның негізгі микроэлементтері болып - марганец, цинк, бор, молибден, кобальт болып табылады. Марганец клеткада темірдің жиналуын және онымен уланудан сақтайды (Успенский 1924). Өңдейтін ерітіндідегі марганецтің 0,2 мг л - дің қосылуы өнімділікті 10-600 есе көбейтеді. Сонымен, микроэлементтер пайдаланатын қоректік ортаның негізгі құрамды бөлігі, қазіргі кездегі микробалдырлардың жаппай өсіруінде кеңінен қолданады [14].
Қала канализациясының ластанған суларының реактор орнатқышында протококты балдырлар (Chlorella vulgaris, Ch.pyrenoidosa, Scendesmus obliquus және т.б.) жақсы өсiп, көптеп биомасса бередi (0,5-2 және оданда көп гл құрғақ күйiнде).
Ағын суда дақылдаудың нәтижесiнде жинаған балдырларды егiлген ортадан сүзiп, бөлек алып отыру керек, әйтпесе екiншi реттiк ластануға әкелiп соғады. Ал тазаланған ағындыны жиналғыш-тоғанға жинап, оны ауыл-шаруашылық егiстiктi суару үшiн және белокқа, витаминге бай арзан биомасса алу үшiн пайдалауға болады. Ағынды суда егiлген балдырларды өсiрудiң барлық шығынын биомасса өндiрiсiне өткiзсек, тазалау шығыны құнсыз болып қалады екен.
Тоған-жиналғышты балық өсiруге, құстарға және т.б. су жәндiктерiне тиiмдi қоректiк орта. Көптеген әртүрлi балықтардың болуынан хлорелла мен сцендесмус және т.б. балдырлардың өсу жылдамдығы жоғарылайды.
Жапон зерттеушiлерi хлорелланы өсiру үшiн табиғи тыңайтқыштар: ашыған балық тұнбасы,компостың бөкпесiн, тезек-көң және т.б. қолданды. Органикалық қоректiк орталар балдырлардың өсуiне өте тиiмдi, егер ортаға СО2 - үрлеген кезде культуралық ортадағы рН теңеседi.
Т.В.Васигов хлорелла мен сцендесмусты қой тезегiне көптеп өсiрiп көрдi. Нәтижесiнде борсыған қой көңiнiң сығындысы протококты балдырларға жақсы қоректiк орта болатыны дәлелдедi [15].
А.М.Музафаров, Т.Т.Таубаев, Х.Ф.Якубов тауық қыйын және тұт ағашының жiбек құртыны? нәжiсiн хлорелла мен сцендесмустiң штамдарына қолданды. Қоректiк орта 04- ке органикалық тыңайтқыштардың (әртүрлi концентрациялы) қоспасын қосып өсiрiлдi. Авторлардың айтуынша күңгiрт-жасыл түстi органо-минеральды ортада клетканың өсуi тез байқалады. Сондай-ақ дақылдағы құрғақ биомассасы да жоғары болып биологиялық өнiмдiлiгi көтерiледi [16].
Сонымен құс қиымен (6-10 гл конц.) және тұт ағашының жiбек құртының нәжiсiнiң (2-5 гл) сығындысын протококты микробалдырлардың арнайы қондырғыда үзбей өсiруге болады. Нәтижесiнде балдырлардың өнiмдiлiгi тәулiгiне 17,5-33 гм құрғақ заттар алынған.
Балдырларды өндiрiс дақылдарында, ондағы шарап заводының қалдығында дақылдауға болады. Мұнда хлорелланың белок саны 42-50%, көмiрсутегi 7,3-16,8%, май 10,3-13,0% - ке жеткен.
Треогин мен лизиннiң құрамына қарай хлорелла тауық жұмыртқасынан кем түспейдi, ал цистин мен метионин аз мөлшерде ғана. Жемдiк және азықтық өнiмдердiң арасында хлорелла белоктық сапалығына қарай I - орын алады [17].
Өзінің тағамдық сапалылығы жөнінен фототрофтық микроорганизмдер тек қана ауылшаруашылық дақылдарына ғана жол беріп қоймайды, кейбір жағдайларда олардан басым болады. Олардың құрамында ақуыз пайызы жоғары болады, (құрғақ салмақтың 70%-на дейін) адам ағзасына қажетті барлық аминқышқылдары, атап айтқанда, олардың бағалы түрлері болады [18]. Осының арқасында балдырлар құрамында лизині және треонині аз болатын ақуыздардың қоректік бағалылығын толтырады. 1-3 реттік балдырды өсіргендегі шығатын ақуыздың мөлшері, көлемдік бірлікті уақыт бірлігімен салыстырғанда басқа дәстүрлі ақуыз көздерінен асып түседі (бұршақ тұқымдастар, ірі мүйізді қара мал т.б) [19]. Егер құрамындағы қорытылатын протеинді алатын болсақ, хлорелланың құнарлығы басқа азықтармен салыстырғанда оған тең келетін азық жоқ деп айтуға болады. Хлорелланың құрамындағы кальций пішендегі немесе астық тұқымдастардың пішеніндегі кальциймен тең болады, ал фосфоры олардан мол болады. Хлорелланың құрамындағы протеиндер сыра ашытқысымен, соя ұнымен немесе майсызқұрғақ сүтпен салыстырғанда көп болады. Балдырдың көмірсуларында, атап айтқанда хлорококтарда, олар негізінен полисахаридтер болып саналады, олардың арасында әртүрлі еритін және физиологиялық белсенді компоненттер болады. Хлорелланың көмірсуларының арасында целлюлоза, крахмал, ксилак, гемицеллюлоз түріндегі аморфтық заттар және глюкофруктозан және пектиндік заттар болады [20].
Хлорелланың құрамындағы протеин шөп ұнтағындағыдан үш есе көп, сүттегі А дәруменімен 500 есe көп болып табылады. Хлорелланың құрамындағы С дәрумені лимон шырынындағымен бірдей немесе сүттегіден 100 есеге дейін көп болады.
Накамураның зерттеулеріне қарағанда хлорелланың құрамында дәрумендердің 14 түрінен астамы бар. Хлорелланың құрамындағы майдың мөлшері 8 ден 18% арасында ауытқып тұрады. Хлорелланың майы құрамындағы бағалы май қышқылдарының болуымен құнды болып табылады. Құстардың және жануардың рационында бұл майдың аз мөлшерде болуы жылдам сезіледі. Құрғақ заттар құрамында хлорелла 5,5-тен 10% -дық күл ретінде болады. Күлдің құрамында фосфор, күкірт және магний мол болады. Хлорелла жасушалары йодқа бай болады. Фототрофтық микроорганизмдерді, тек қана олардың биомассасын тағамдық және азықтық мақсатқа пайдаланып қоймайды, сонымен қатар, жекелеген практикалық маңызы зор метаболиттерді алуға да пайдаланады, топырақ құнарлығын жоғарылатуға, қоршаған ортаны ластатудан тазартуға және тұйық системадағы атмосфера тұрақтылығын ұстап тұруға да пайдаланады [21].
Ауыл шаруашылығының алдында мал шаруашылығы өнімдерінің көлемін ұлғайтып, халықтың қажеттілігін толық қанағаттандыру мәселесі барлық уақытта тұрады және өнеркәсіпті шикізатпен қамтамасыз ету. Бұл мәселелерді шешудің ең маңызды жағдайы малшаруашылығы үшін тұрақты берік азықтық қорды жасау болып табылады. Егістік алқаптар және табиғи жайылымдар малды азықтандыруды толығымен қамтамасыз ете алмайды, сондықтан көптеген елдерде азықтық шикізатты жаңа ресурстарды пайдалану есебінен калйды іздестіреді [22].
Қазіргі уақытта хлорелланың малдың өнімділігіне әсері туралы және оның емдеудің алдын алу әсері жөнінде дәлелденген материалдар жинақталып отыр. Оны малдағы зат алмасу процессі бұзылғанда, авитаминозда, асқазан ішек жолдары бұзылғанда, сонымен қатар бірқатар жұқпалы ауруларда, атап айтқанда вирустық ауруларға пайдаланылғанда мал жылдам сауығып кетуіне зор әсерін тигізеді.
Балдырларды мал шаруашылығында азықтық жем ретінде және малдардың рационына азықтың қоспа ретінде кеңінен пайдаланады [23]. Олардың пайдаланудағы тиімділігі көптеген тәжірибелер арқылы дәлелденіп отыр, микробалдырларды мал шаруашылығында ақуыз, дәрумен көздері ретінде және басқа да физиологиялық белсенді заттар ретінде пайдаланады, бұлар малдардың әртүрлі ауруларға деген төзімділігін жоғарылатады, бұл бірінші кезекте авитаминозға байланысты болады, малдың өсуіне және көбеюіне әсер етеді, олардың көлемін ұлғайтып тауарлық өнімнің сапасын жоғарылатады.
Өзбекстанда дәлелденгендей, хлорелланы үйректердің, балапандардың, тауықтардың, шошқалардың , сонымен қатар мүйізді ірі қараның рационында қосуға болады екен [24]. Хлорелланың суспензиясын азықтық қоспа ретінде бұзауларға және шошқаларға пайдаланғанда олардың салмағы 40% -ға дейін жоғарылағаны байқалады. Сонымен қатар төлдердің өсу қарқындығы жылдамдығы, сүйектері жылдам қатайып, жалпы малдың жағдайы жақсарады.
Хлорелланы шошқаның жемдерінің рационында қосқанда олардың сүті молайды және өсіп-өнуі жоғарылады. Хлорелла малдардың өсуін жылдамдатады және сиырдың сүтін молайтады сондай - ақ майлылғын 20 пайызға жоғарылатады [25].
Құс шаруашылығында хлорелланы тауықтың жұмыртқалауын күшейту үшін қолданады, ол 20-30%-ға артады, тауықтардың салмағының өсуін жылдамдатады. Хлорелланы қолдана отырып балапан салмағын 25-30%-ға жоғарылатып, бауырындағы дәрумен жиынтығын 2-3 есеге дейін жоғарылатуға болады, бұл кезде балапан өнімі шұғыл тоқталады. Тауықтың жұмыртқасының сарысының түсі ақшыл болады және оның құрамында каротин мол болады. Хлорелланың пастасы да жұмыртқалайтын тауықтарға өте пайдалы болып табылады. Пастаны әр бір тауықтың рационына 5 гр қосқанда, күнделікті жұмыртқа мөлшері орташа есеппен 21,5%-ға өсті, жұмыртқа сарысындағы каротин мөлшері 56,5%-ға артты [26].
Хлорелламен қоректендіргенде терісі бағалы аңдардың терілерінің көлемі ұлғаяды, сапасы жоғарылайды. Күзеннің жеміне хлорелла қосқанда ірі әрі сапалы терілердің саны 10-15% -ға артты. Бал арасын хлорелламен қоректентендіргенде балдың мөлшері жоғарылады, иммунитеттері жоғарылады, араларда кездесетін аурулар азайды. Аралардың биологиялық белсенділігі бал жинауда 30-40%-ға күшейді. Осы келтірілген мәліметтердің барлығы хлорелланың микробалдарының жоғары сапалы азықтық көрсеткіш көрсетеді және оны ауылшаруашылық малдар мен құстарының рационында дәрумендік, ақуыздың қосымша көзі ретінде қолдануға мүмкіндік береді. Хлорелла суспензиясын мал азығына қосқанда, ол тек қана азықты дәруменмен және ақуызбен байытып қоймай, сонымен қатар ас қорыту шырынын дұрыс бөледі және асқазан микрофлорасының дамуына қолайлы әсер етеді. Хлорелла малдарға тек қана азық ретінде емес, сонымен қатар биологиялық стимулятор ретінде де қажет.
Хлорелла суспензиясының механикалық әсері малдың ағзасындағы ақуыздың және минералдық заттардың алмасу процессін күшейтеді, бұл жағдай, малдың өнімділігін жоғарылатады, азық шығынын өнім бірлігіне шаққанда 22%-ға дейін төмендетеді. Малдардың денінің сау болуы, олардың организмдерінің резистенттігін жоғарылатады, бұл жағдайлар мал шаруашылық өнімдерінің сапасының жоғары болып, оны қарқынды түрде дамытуға мүмкіндік береді [27].
Азық-түлік мәселесін шешу мақсатында балдырларды пайдалану, қоршаған ортаны қорғау жағдайындада маңызды рөл атқарады, бұл жерде, тағамның және азықтың көзі болып табылатын жер бетіндегі экосистемадағы антропогендік салмақтарды төмендетуге жәрдем береді. АҚШ-тағы көптеген шаруашылықтарда мүйізді ірі қара малды және құстарды өсіру үшін арнайы балдыр өсіретін су бөгеттері жасалады, бұл жерде мал шаруашылығынан шығатын қалдықтар балдырлар арқылы пайдаға асырылады. Сонымен қатар, ағынды сулардағы азоттың 40%-ы балдырдың биомассасы арқылы қайтадан малдың организміне түседі.
Ғалымдардың есебіне сүйенсек, балдыр өсіретін 4 млн гектар жердің орташа онімділігі құрғақ биомасса бойынша 12г.м²тәулік болса, АҚШ-тың ақуызға деген қажеттілігін толығымен қамтамасыз ете алады екен, қазіргі уақытта бұл мақсатта 121 млн гектар ауыл-шаруашылық жерлері пайдаланылып отыр [28]. Бұл кәсіпорындар келешектегі қалдықсыз өндірістің көрінісі бола алады.
Балдырларды азық-түлік мәселесіне қолданудың басқа да мүмкіндіктері бар, атап айтқанда, егін шаруашылығындағы дәстүрлі ауыл шаруашылық дақылдарының түсімін жоғарылатады.
Қазіргі уақытта микробалдырларың биомассасынан қоректік орталар жасаудың мүмкіндіктері зерттелуде. Тәжірибе жүзінде дәлелденетіндей, хлорелла және спирулина биомассасынан алынған гидролизат, қоректік ортаның құрамында бола отырып стрептококки, стафилококки, микрококки, аэрококки, микромициеттер т.б. секілді микроорганизмдердің биологиялық қасиеттерінің тұрақты түрде сақталуын қамтамасыз етеді [29].
Микробалдырлардың салмақсыздық жағдайында өсіп-дамуын зерттеу, өсімдік өміріндегі гравитациялық биологиялық рөлін түсіну үшін қажет болады, сонымен қатар, космос жағдайындағы тұйық экологиялық жүйедегі адамзаттың тіршілік қабілетін сақтайтын биологиялық система ретінде пайдаланады. Бұл жүйеде балдырлар бірнеше қызмет атқарады, адамның қоректік ортасын қамтамасыз етеді[30]. Осындай жағдайларға байланысты, космостағы биологиялық зерттеулерді бастағаннан бастап балдырларды ұшатын космостық аппараттардың бортына орналастырған, бұл жағдайлар салмақсыздық жағдайының бастапқы биологиялық әсерлері жөнінде мағұлмат алуға мүмкіндік берді. Салють және Мир және Космос сериясына жататын биоспутниктердің бортында салмақсыздық жағдайының балдырлар жасушаларының көбеюіне, өсуіне және дамуына бастапқы әсері зерттелді. Бұл жердегі гравитацияның биологиялық рөлі жөніндегі негізгі мәселе, космосқа ұшқан кездегі адамның тіршілігінің биологиялық жүйелерінің таралу мүмкіндіктерін зерттеу болып табылады. Осыған байланысты тұйық экологиялық жүйенің моделі жасалды. Космосқа ұшу кезіндегі осы жүйеге әсер ететін факторларды және олардың осы жүйедегі жекелеген организмдерге әсері зерттелді. Бір жасушалы балдырларға жасалған тәжірибелердің нәтижесі көрсеткеніндей, салмақсыздық жағдайындағы олардың өсіп-дамуы монокультурада да және балдырлар - бактерия - балықтар жүйесінің құрамында да қалыпты жағдайда болды және космостың ұшу жағдайы балдырлардың өнімділік жағдайына әсер етпеді [31].
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 [32].
Жыныстық көбеюі жоқ. Тек автоспоралы 4-8 клеткадан бөлініп көбейеді. Хлорелланың автоспоролануына митозы дупликациялық өнімдер және олардың көшуі ядорның қарама қарсы полюстарында жылжиды. Аналық клеткасының қабатында тек спорополикинді жұқа компонеті қалады, химиялық қатынасына өте төзімді бірақ механикалық әрекеттері төзімсіз, олар қабықтарына шығып, нормалды өлшемге дейін жетеді. Алғашқы аналық клеткада автоспораның түзілуі морфологиялық және физологиялық жағынан бір - біріне эквивалентті. Автоспороның саны аналық клеткада әрдайым тұрақты бөлінеді. Егер 80% клетка штамы 8 автоспорада бөлінсе онда 20% те 2, 4, 16 автоспораға бөлінеді, бірақ бұл толық сандық қатынасы әртүрлі болуы мүмкін, ол генотиптің дақылына, оның жағдай мен өсіру тәсіліне байлансты болады [33].
Бiр клеткалы балдырларды алғаш рет 1890 жылы Бейерник зерттеп, бiрнеше альгологиялық таза балдыр түрлерiн бөлiп шығумен қатар олардың биоэкологиялық ерекшелiктерiн зерттеген .
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 [34]. Chlorella - Протококколар класына жататын бiр клеткалы жасыл балдыр. Оларды көбiнесе ағынды сулардан, көлдерден, теңiздерден және топырақтан кездестiруге болады. .(Сурет 1)
Сурет1. Chlorella vulgaris
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 [35].
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.және хлорелла құрамындағы аминқышқылдар мөлшері мол болады.( Кесте 1) [36].
Кесте 1 - Микробалдыр хлорелланың аминқышқылдар құрамы
Жемдер
Аминқышқылдар (%)
Лизин
Метионин
Триптофан
Аргинин
Гистидин
Лейцин
Хлорелла
51,5
9,7
12,4
61,0
14,6
70,8
Кесте 1 жалғасы
Люцернді
шөп ұнтағы
10,1
2,0
3,1
8,3
4,7
18,8
Шөп ұнтағы
6,2
2,6
2,6
1,1
14,2
4,4
Бұршақ дәні
13,4
2,6
1,1
14,2
7,6
20,5
Күнбағыс
24,3
7,6
-
18,3
-
42,9
Балық ұнтағы
49,3
13,5
-
42,4
12,3
93,6
Етті үн
21,3
5,5
-
2,5
8,1
39,2
Жұмыртқа
8,2
4,3
2,1
8,2
3,0
19,5
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 [37].
Қазіргі кезде балдырларды практикалық мақсатқа пайдалану үшін өсіру қолға алынып отыр (көбінесе Chlorella өсіріледі), мәселен: Ресейде, Чехияда, Болгарияда, Жапонияда, Мексикада, Перуде, Азияның оңтүстік-Батысындағы бірқатар елдерде өсіріледі. Цианобактерияларды үлкен көлемде өсіру тәсілдері ашылды (Апаbаепа, Tolypothrtx, Spirulina тұқымдастары және улылығы жоқ басқа да түрлері), сонымен қатар қара қошқыл бактериялар өсіріледі [38].
Практикалық мақсат үшін микробалдырларды өсірудегі ерекше тоғандарда жүзеге асырады, ашық аспан астындағы арнаулы қондырғыларда және жасанды жарықтандырылған тұйық аппараттарда қатаң бақылап отырып өсіреді. Фототрофтық микроорганизмдерді, атап айтқанда балдырларды ашық аспан астында өсіру негізінен оны биомасса алу үшін өсіреді және оларды ағынды суларды тазарту үшін кеңінен пайдаланады.
Ашық аспан астында балдырларды өсіріп, олардың биомассасын алу үшін қарапайым қондырғыларды қолданады. Көбінесе бұл онша көп қаржыны қажет етпейтін, терең емес дөңгелек немесе тік бұрышты бассейндер цементтен жасалады. Егер бөлек шаруашылық жағдайда қолдануға арналған болса көлемі шағын болып келеді де,, ал өндірістік жағдайда жасалынған қондырғылардың көлемі 1000 - 2000 м2 жетеді. Оларды үй төбелеріне немесе жерде орналастыруға болады. Ашық жерде өсіру кезіндегі температураны реттеп отыру қиын болғандықтан, бұлай өсіру тәсілін жауын-шашын сирек болатын аудандарда қолданады. Бұлар әсіресе, тропиктерде және субтропиктерде қолайлы болады. Кейбір жағдайларда, жылдың суық мерзімдерінде жасанды жылу көзін пайдаланады немесе жергілікті жерлердегі ыстық су көздерін пайдалана отырып температураны қалыпты жағдайда ұстап отырады. Ашық қондырғылардағы балдырлардың 1 м2 жоғары беттік суспензиясы бар құрғақ биомасса құрамы тәулігіне 22-33 грамнан аспайды [39].
Әртүрлі қондырғыларда өсірілген Chlorella және Scenedesmus түрлерінің орташа өнімділігі 10-15г м² болады, бұл жағдай, бір маусымда 1 гектардан 25тга немесе 14т ақуыз алынады деген сөз. Ашық далада балдырларды өсірудің кемшілік жері, ол ауа райына тәуелді блуында, бұл жағдайлар тұрақты өнімді алуға бөгет болады [40]. Бұдан басқа да өнімді төмендететін жағдайға бактериялардың және қарапайымдылардың зиянкес әрекеттері себепші болады. Мұндай кемшіліктердің болмауы үшін, көбінесе жабық қондырғыларды пайдаланады. Бұл жағдайда температураны ұстап тұру, рН және СО2 беру жағдайлары реттеліп тұратын шыны түтіктерде немесе арнайы өңделген қондырғыларда балдырларды өсіреді. Жабық қондырғыларда балдырлардың өнімділігін 1,5 - 2,0 есе жоғарлатуға және қоректік орта құрамына кеткен мөлшеріне қарап, биомасса құрамының құндылығын арзандатуға болады. Қондырғыдағы балдырлардың өсу жылдамдылығын арттыру үшін қоректік ортаға СО2 - мен байытылған (1 - 5%) ауа жіберіледі.
Газды қоспаны дақылға компрессордың көмегімен перфорирленген түтік арқылы немесе орталықтан тебетін сорап арқылы жасуша суспензиясына ағызып береді. Бұл жағдайларға көбінесе СО2 баллондарын пайдаланады. Балдырларды көптеп өсіру үшін минералдық су көздерінің құрамындағы көмірқышқылды пайдаланады. Сонымен қатар табиғи газдың жануынан бөлінетін өнімдерді немесе кейбір өндірістерден түзілетін көміртегі диоксидін де пайдалануға болады.
Балдырларды көптеп өсіргенде кәдімгі минералдық ортаны немесе арнаулы жасалған, теңестірілген, дақылды өсіру процесінде негізгі компоненттердің сіңірілуіне жағдай жасайтын ортаны пайдаланады. Кейде, алынған биомассаның өзіндік құнын төмендету мақсатында, орта жасау үшін минералдық тығайтқыштар немесе табиғи минералдық суды қолданады. Сонымен қатар, балдырларды миксотрофтық жағдайда өсіру кезінде минералдық ортаға органикалық заттарды да қосады. Бұл жағдайлар жарық төмен болса да биомассаны алуға мүмкіндік береді. Қант шығаратын және гидролиз зауыттарынан шығатын ағынды суларды пайдаланудың да тиімділігі зор болып табылады 41.
Балдырларды қарқынды түрде өсіру үшін, осы мақсатқа орналған күрделі құрылымдағы қондырғылар пайдаланылады, бұл жерде жарықтың қуаты жоғары болады, ортаның құрамы, рН, температура, СО2 концентрациясы автоматты түрде реттеліп отырады және дақылдың тығыздығы бақыланып тұрады. Қондырғының құрамына байланысты мерзімдік, ағыстық және бірге қосып өсіру жүргізіледі өсіру процессі бір сатылы немесе көп сатылы болуы мүмкін. Бұл жерде балдырлардың селекция нәтижесінде немесе мутагендердің әсері арқылы алынған жоғары өнімділіктегі штаммалары пайдаланылады. Бұларға жататындар, термофилдер, олардың жарықты ұнататын тұзды ортаға төзімді түрлері, бұлар тығыз популяцияда өздерінің жоғары өсу жылдамдығын сақтайды. Балдырлар қарқынды түрде өсірілгенде ортаның литіріне шаққанда құрғақ биомассасы 30-40г жетеді (немесе жарық түсетін бетінде 80-100 г м² болады) бұл тәуліктегі жағдай. Дегенмен электр қуатының мол жұмсалуына байланысты өнім бағасы қымбат болады [42].
Микробалдырлардың биомассасы бай азықтық құндылығына қарай ауылшаруашылық дақылдарынан артық болмаса, кем түспейді және алынған өнімнің мөлшеріне қарай энергетикалық шығынның төменділігімен тиімді [43]. Олардың көптеген түрлері миксотрофты және жарық көзін аз пайдаланады. Жабық қондырғыда, жасанды жарық көзінде хлорелланың өнімділігі тәулігіне 1м2 - та 100-140 г құрғақ заттарды құрайды. Бұл тәулігіне 1000-1400 кгга (құрғақ масса) немесе жылына 360-500 тга сәйкес келеді. Ал ашық қондырғыда табиғи жарық көзінде жаппай өсіруде тәулігіне орташа өнімділігі 14-35 гм2 (құрғақ массада), ең жоғарғы өнімділігі 60 гм2 жетеді. Егер, тәуліктік орташа өнім 20г м² болса және вегетациялық мерзімі 6 айға созылса қондырғыдан алынған құрғақ биомассаның орташа жылдық өнімділігі 70т болады. Бұл секілді өнімділік әртүрлі елдерде ашық аспан астында өсірілетін қондырғылардан да алынады. (50-80т құрғақ биомасса алынады гажыл) [44].
Биомассаның дәрумендік құрамын зерттеу ортаға байланысты екендігін, жоғарыда көрсетілген өсіру тәсілін 04 ортасында жүргізді. Chlorella vulgaris 157 штаммының қоректік ортасына тауық саңғырығның экстрактын қосып өсіреді. Бірінші ортада А дәрумені 646 мкгг құрады; Е дәрумен -140; В1-4,6; В2-11,0; РР -142; В6-4,8; холин-3240. екінші ортада А дәрумені 646 мкгг; Е-164; В1-4,2; В2-7,2; РР-108; В6-5,6; холин -3140 болды. Тауық саңғырығның сығындысында А дәрумені -580мкгг; Е-168; В1-3,8; В2-9,6; РР-136; холин-3150 болды. Хлорелланың 157 штаммында каротин мол мөлшерде жиналады[45].
Микроорганизмдер биотехнологиясы әрқашанда арзан қоректік ортада, мол өнімді, сапалы биомасса шығарып алуды талап етеді. Шет елдерде балдырларды 200 ден астам тағам түріне және ірімшік, балмұздақтың нәрлілігін байыту үшін қосады.
Микробалдырлардың жоғары сатыдағы өсімдіктермен бәсекелестігі жоқ, себебі оларды тоғандарда, құрлықта және жасанды қондырғыларда өсіруге болады және өсімдіктерге қарағанда климаттық жағдайларға тәуелділігі аз. Осыған байланысты, спирулинаны көптеп өсіруде өзіндік сұранысы бар.
Мысалы, Spirulina түрлерін кіші көлемді су тоғандарында өсіргенде олардың биомассасын 2-5 тәулігіне екі еселендіруге болады [46]. Мұндай өнімділіктің негізінде бірдей көлемді өсірілген бұршақ тұқымдас өсімдіктерге қарағанда белоктың мөлшері 20 есе көп болса, дәнді дақылдарға қарағанда 40 есе, ал ірі қара мал етін өндіруден 400 есе көп.
Микробалдырларды көлемді дақылдауға арналған негізгі құралдар туралы деректерді келтірсек.
Алғашқы микробалдырларды жалпылай өсіруге арналған ірі құралдарды жапон ғалымдары жасаған (Tamiya, 1955; Nakamura, 1961). 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.
Болгарияда және Венгрия елдерінде микробалдырларды көптеп өсіру үшін минералды көздері бар, көмірқышқылын пайдаланады. Сондай-ақ, кейбір өндірістерде құралған табиғи газдың жанған өнімі немесе көміртегі диоксидінің келешегі мол болып табылады [36]. Барлық жағдайлармен толық қамтамасыздандырылған тәжірибелік жабық қондырғыларда, жасанды жарық көзінде хлорелланың өнімділігі 1м2 - та тәулігіне 100-140 г құрғақ зат алынады [47].
Күн сәулесін пайдаланып, минералды тұздардың аз ғана концентрациялы ертіндісінде өсетін фотоавтотрофты микроорганизмдерден арзан белок, витаминдер, медицина мен ауыл шаруашылығына пайдалы заттарды шығарып алуға бағытталған фототрофты организмдердің биотехнологиясын дамытуда бірклеткалы микробалдырларды көп қолданады.
Чехославакияның, Чебан қаласында Чехия Ғылым Академиясының Микробиологиялық Институтында қондырғы жасалды, бетіне жарық түсу көлемі 900 м (Сурет 2). Ашық қондырғы. Чехославакияда жаппай өсіруде ең қолайлы штамм Scenеdesmus acutus болып табылады. Бұл штамның өнімі тәулігіне 15-20 гм2 құрғақ массасын құрайды [48].
Сурет 2 - Ашық қондырғы (Чехия республикасында)
Чехославакия қондырғысының принципі бойынша Болгарияда да қондырғы жасап шығарылды. Бұл жерде микробалдырдың суспензиясын циркуляциялауға арналған бассейндер жердің үстінде орналасқан, ал балдырларды қоректендіру үшін жылу көздерінен алынатын көмірқышқыл газы қолданылады. Бұл жердегі балдырлардың өнімі де тәулігіне 15-20гм2 құрғақ массасынан кем емес [49]. Чехословакияда микробалдырлардан ұнтақ порошок, спирттік және майлы экстрактар, дәрі-дәрмек, шам және т.б. биологиялық белсенді заттар дайындайды.
Ресейде протоккокты балдырларды дақылдаудағы эксперименталдық жұмыстар 1940 жылдан басталған.
Бірклеткалы микробалдырларды жалпылай дақылдау әдістерін оқып, зерттеу жүмыстары Ленинград мемлекеттік университетінің биологиялық ғылыми - зерттеу институтында өткізілді. Ашық аспанда балдырларды жаппай дақылдау үшін арнайы қондырғылар жасап шығарылған. Суспензияны араластыру арнайы насостың көмегімен жүзеге асады. Қондырғының ұзындығы 20 метр, ені 80 см тік төрт бұрыш. Тегістелген жерде бетоннан немесе тақтайдан жасауға болады. Көмірқышқылы сұйықтыққа толығымен насос арқылы беріледі. Қондырғыны ағаш тақтайлармен жасаған кезде, бассейннің ішкі жағының жоғарғы бөлігі полиэтиленді пленкамен немесе арнайы пластикпен жабдықталады.
С. А. Барановтың (1966) жасаған қондырғысының түбі конус тәрізді ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Қазiргi кезде әлемдiк ғылыми зерттеу лабораторияларында микробалдырлар дақылдарынан маңызды биологиялық белсенді қоспаларды алуға бағытталған ғылыми жұмыстар өте көп кездеседі.
Микробалдырлардың биохимиялық қасиеттері олардың белок, көмісулар, түрлі витаминдер мен басқа да физиологиялық активті заттарды алуының бағалы көзі болып табылатын және витаминдер мен белоктарға бай екендігін көрсетті.
Малдардың денсаулығының күшті болып, олардың тіршілік функцияларының қалыпты жұмыс істеуін қамтамасыз ететін болса, өнімділігі жоғары болса және алынған өнімнің сапасы жақсы болып, азық шығыны төмен болса бұл азықтандыру жағдайын толық құнды азықтандыру деп айтуға болады. Азықтандыру жағдайында кемшіліктер болса, яғни толық азықтандырылмаса, азық ұзақ уақыт бойы жеткіліксіз мөлшерде берілсе, ол ең алдымен малдың өнімділігін төмендетеді, азықтық пайдалы әсерін төмендетеді, бұл жағдайлар малдарда әртүрлі жұқпалы емес аурулардың пайда болуына әкеледі. Сондықтан малдарды толық құнды түрде азықтандыру, зат алмасу процесінің бұзылуының алдын алады және малдарды аурудан сақтайды [1].
Азықтық толық түрде берілуі малдардың қажеттілігіне сәйкес белгілі мөлшердегі энергияны және қоректік заттарды алуына себепті болады. Толық берілген рационда әртүрлі азықтық өнімдердің қоспасы болады, атап айтқанда, жануарлардан жасалған азықтар да болады. [2]. Рациондардың толық болуы үшін азық өнімдері жоғары сапалы болып, оны малдар жақсы пайдалануы тиіс, оның құрамындағы құрғақ заттардың мөлшері мол болуы тиіс. Құрғақ заттардағы энергия және қоректік заттар концентрациясы жоғары болуы керек. Бұл жердегі ескеретін жағдай, азықты дайындаған оның дәміне және сапалылығына көңіл аудару болып табылады, азықтық қоспаларды өз мөлшерінде қосу т.б.[3].
Мал азығы - мал шаруашылығында ең көп қолданылатын, шығыны мол сала болып табылады. Барлық шығынның 50 ден 80%-ға дейінгісі азыққа жұмсалады. Бірақ осындай шығынның өзінде азықтың құрамындағы қоретік заттардың макро және микроэлементтердің және дәрумендердің жеткілікті мөлшерде болуына кепілдік беріле алмайды. Азықтың толық құндылығы жөнінде айтуға болмайды. Сондықтан, азықтың сапалы болуы, оның құндылығы қазіргі замандағы мал шаруашылығының өзекті мәселесі болып табылады. Рептабелділіктің болмауы тек қана жекелеген салаларда ғана емес, сонымен қатар барлық мал шаруашылығында, ең алдымен азықтың бағасының саяси жағдайына болып отыр.
Зерттеу жұмысының мақсаты: Микробалдырлардың аралас дақылдарының консорциумы (Chlorella vulgaris Z-1, Chlorella vulgaris С-2; Scenedesmus obliquus var. оbliquus) негізінде биологиялық белсенді қоспаларды алу.
Негізгі міндеттері:
1. Жемдік қоспаға пайдаланатын микробалдырлардың аралас дақылдарының консорциумын сұрыптап алу
2. Микробалдырдың аралас дақылдарын лабораториялық микробиореакторда жалпылай өсіру
3. Сұрыптап алынған микробалдырдың аралас дақылдарын әртүрлі модифицирленген ортада өсіру
4. Микробалдырлардың аралас дақылдары негізінде алынған биологиялық белсенді қоспаның пигменттер мен жалпы белоктың құрамын анықтау
5. Микробалдырлардың аралас дақылдары негізінде алынған биологиялық белсенді қоспаны бұзауларға әсерін зерттеу
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
0.1 Микробалдырларды жемдік қоспалар алуға пайдаланудың маңызы
Азық - түліктің жеткіліксіз болуы, бірінші кезекті азықтық және тағамдық ақуздардың жеткіліксіз болуы, қазіргі замандағы адамзат тіршілігіндегі ең өткір мәселелердің бірі болып отыр. БҰҰ-ның мәліметтеріне сүйенсек дамыған елдердегі 700млн - нан астам адам жартылай аштық жағдайында өмір сүріп отыр (олардың 30% балалар, жастары 10-ға дейінгі) латын Америкасындағы 30% -дан астам адамдар, Азиядағы 60% адамдар қалыпты түрде тамақтанып жүрген жоқ. Жер бетіндегі адамдар саны жыл сайын өсіп келеді, сондықтан азық-түлік мәселесі, өсіп келе жатқан халықты тамақпен толық түрде қамтамасыз ету қазіргі әлемдегі маңызды экономикалық, әлеуметтік және саяси фактор болып отыр. Осыған байланысты, жаңа дәстүрлі емес жолмен белоктардың, майлардың, көмірсулардың, дәрумендердің, ферменттердің және басқа да физиологиялық белсенді заттардың шығу көзін табу зор қызығушылық тудырып отыр[4].
Микробалдырлар - қарапайым суда тіршілік ететiн организмдер. Толық өмірлік циклдан өту үшін оларға сулы орта қажет.
Балдырлардың тобын микроскопиялық құрылымды бір клеткалы және колониалды балдырлар құрайды. Олардың көпшілігі мұхиттардың, теңіздердің, көлдердің, өзендердің терең жерлерінде өседі.
Балдырлардың барлық түрі - фототрофтар. Олардың ең басты ерекшклігі, клеткаларында жасыл пигмент - хлорофильдің болуы.
Микробалдырлардың мал шаруашылығына, құс өсіруде, медицинада және басқа да ауылшаруашылық салаларында қолданған пайдалы.
Жапонияда, Қытайда және басқа да бірқатар елдерде балдырлар, атап айтқанда микроформалардың табиғи жағдайда жиналғандары бұрыннан бері тағамдық өнім болып пайдаланылып келе жатқандығы белгілі. Осындай мақсатқа кейбір цианобактериялар да қолданылады, сонымен қатар оларды жасыл тыңайтқыш ретінде де пайдаланады.
Шамамен 60 жыл бұрын микроформаларды көптеп мәдениеттеу бойынша жұмыстар басталады. Кейінгі кезде микробалдырлардың мәдениетіне деген қызығушылық жоғарылады. Бұл көптеген себептермен нақтыланады:
1. Микробалдырлардың мәдениеті табиғаттың көбінесе жеңіл жақтарын зерттеуде классикалық объектісі болуда, маңызды биологиялық процестердің бірі - фотосинтез процесі. Фотосинтез облысында көптеген қазіргі маңызды ашылулар белгілінуде, осы үшін зерттеулерге сай объект - микробалдырлар мәдениеті қабылданады.
2. Кейінгі жылдарда балдырлар кең қолданылуда және жасыл ағзалардың фотосинтетикалық өнімділігінің жоғарғы мүмкіндігін білу мақсатында. Көбеюдің жоғарғы коэффициенттермен формаларды таңдау мүмкіндігі жоғары тығыздықты сұйықты қолдану, оларға бағытталған жарық энергиясының барлығымен қамтамасыз ету мен кез келген деңгейде балдырларды көмірқышқыл газы мен жарықты беру жолдарымен қоректендіру процестерін қадағалау, және де құрылған фотосинтетикалық өнімді үздіксіз өнім түрінде алып отыру инжинерлі биологиялық жүйелерді құруды есептеу негізін береді, биомассаны максимальды теоритикалық нақтыланған шығындармен фотосинтез есебінен өнімдеу. Балдырлар сұйығы көмегінде басқа жүйелерді қызметтудің теоретикалық негізгі және олардың өнімділігінің теоретикалық негізгі және олардың өнімділігінің теоретикалық мүмкіндігі зерттеледі.
3. Осы негізде микробалдырлардың массалы мәдениетін алуда өндірістік әдістерді жасау жүргізіледі, басты негізде адамзат тағамы және жануарларды қоретендіру үшін жоғарғы биомасса ретінде болады.
4. Микробалдырларды массалы мәдениеттеу тәсілі түрлі елдерде жоғарғы қорек және тағам материалдарды, бағалы метаболиттерді қосымша алу мақсатымен, химиялық шикізаттар өндірістік мәдениетке микробалдырларды кіргізудің дамығанын көрсетті.
5. Болашақта микробалдырлар мәдениетін жүргізу өндірісі қазіргі микробиологиялық өндіріс типтері бойынша жүзеге асырылады. Мұндай өндірістердің эффективтілігі белгілі мөлшерде олардың интенсивтілік деңгейлерімен анықталады. Микробалдырларды массалы мәдениеттеу биосинтез процесінің дамуы автотрофты жағдайларда фотосинтездің жоғарғы өнімділігіне және биомассаның жинақталуына нақтыланған негізгі факторлардың жоғарғы құрылуы есебінен жетістікті. Бұндай факторларға жарық, көмірқышқыл және минералды қоректер кіреді[5].
Балдырларды жаппай өсіру қондырғылары (реакторлар) өндіріс үшін, табиғаттан балдырлардың көптеген жергілікті штаммдары алынды, олардың табиғатта өсіру ерекшеліктері зерттелінген, хлорелла мен сценедесмус жануарларга қосымша жем ретінде қосу мүмкін екендігі белгілі болды, оның мал шаруашылығында, құс өсіруде, жібек өндіруде және балық шаруашылығында қолдануда жоғары экологиялық эффективтілігі анықталды.
Алғашқы рет микробалдырлардың таза дақылын Бейрник 1890 жылы зерттеген, бірнеше альгологиялық таза балдырлардың түрлерін бөліп алып, олардың дақылдағы био-экологиялық ерекшеліктеріне зерттеулер жүргізген [6].
Микробалдырлардың биохимиялық қасиеттері олардың белок, көмісулар, түрлі витаминдер мен басқа да физиологиялық активті заттарды алуының бағалы көзі болып табылатын және витаминдер мен белоктарға бай екендігін көрсетті.
Combs (1952) зерттеулері бойынша 100 грамм құрғақ хлореллада 48,0 мг каротин, 1,0 витамин В1; 3,5 В2; 2,3 В6; 0,002 В12, 25,0 мг ниацина, 303,3 мг холин және тағы басқа заттар бар екендігі анықталды [7].
ХХ ғасырдың 40-шы жылдардың аяғы мен 50-ші жылдардың басында көптеген елдерде тағам мен азықтың қосымша көзі ретінде микробалдырларды жаппай өсіру жайлы мәліметтерді қарастыра бастады.
Балдырлар - белок , витаминдер және басқа да қоректік және азықтық заттарды алудың басты көзі болып саналды.
Пайдалы түрлері тек қана ірі теңіздердің арасында ғана емес, сонымен бірге бірклеткалы, микроскопиялық құрылымды балдырлар арасында да кездеседі. Көк-жасыл балдырлардың ішінде 80-нен астам түрлері азотфиксаторлары болып табылады. Хлорелла және басқа да балдырлар азықка пайдаланады. Олардың құрамында 50-55 % белок, 30-35% көмірсулар, 7-10% май бар. Одардың биомассасында түрлі витаминдер бар [8].
Балдырлар планетадағы биомассаның ең дамушы өндірістері болуы мүмкін. тағам ретінде жеке сапалары бар және адамзат дүние жүзіндегі аштық мәселесін шешу үшін потенциальды зат түрінде пайдаланады. Кейінгі кезде балдырлар ағзаның басқарылатын күштерін жоғарлатады және күрделі жағдайларда ми қызметтерінің координациясын жақсартады. Қазіргі таңда жапондықтар балдырларды бәрінен де көп тағам ретінде тұтынады, ал Шығыс елдерде балдырлардан дайындалған тәттілер, катлеттер, бутербродтар және салаттарды алады. Мәдени биомассаның ең үлкен өндірістері Тайланд пен АҚШ - та тұрғызылған. Оларда бір жылда адамзат пен жануарлар үшін тағам ретінде, медицинада, косметикада, ауыл шаруашылығында және химиялық өндірісте хлорелла мен спирулиннің жүз мыңдаған тоннасын өндіреді. Қытай теңізі жағалауында микробалдырларды өндіру үшін жаңа орталықтарды құру басталды [9].
Микробалдырларды микробиологиялық өндірістің объектері ретінде қарауға болады. Осымен байланыста дүние жүзіндегі негізгі зерттеу бағыттары талданған, микробалдырлар мәдиниетінің майдың жоғары құрамымен және сұйық көміртегімен байланысты, мақсатты өнімнің бағытталған микробалдырлардың мәдениетінің кең технологиясын және олардан биомайларды алу биосинтезін жасау. Биомайлардың мөлшерін тоқтату мүмкіндігін бағаланған, бағалы өнімдердің олардан химиялық, фармацевтикалық, медициналық, тағамдық өндірістерді алу есептері (бета каротин, астаксантин, глицерол, фикоцианин, хлорофилл және т.б) және өндіріс қалдықтарын қолдану.
Адамзат тағамы үшін микробалдырларды қолдану әдәсі бірнеше мыңжылдықты есептейді. Сол үщін, 60 - шы жылдары үшінші дүние жүзі елдерінде және XXI ғасырдың басына планетада аштық қаупі тағам ақуызының альтернативтікөздерін іздеу мәселесі қозғалды, бұл рольге микробалдырлар арасында басты кандидаттар қазір белгілі болды[10].
20 ғасырдың 70 - 90 жылдарында көп түрлер адам ағзасы мен жануарларға оң әсер беретін уникальды биологиялық белсенді заттардың кең спектрдің белгілі көлемін синтездей және жинақтай алатыны анықталған. Ішкі ортаның жағдайларымен басқарылатын микробалдырлар метаболизмнің, интенсивті мәдени жағдайлардағы биотехнологиялық қатынас байланыстары бағалы биосинтезбен басқару мүмкіндігін білдіретін жоғары пластинділігі көрсетіледі. Бұл позициядан микробалдырлар қазір әлемдік аштық жағдайында артық провиант ретінде қарастырылмайды, ал ББЗ өндірісі үшін бағалы қайта қалпына келетін шикізатты ресурс (каротиноидтар, дәрумендер, майлы қышқылдар, фикобилипротеиндер, жартылай глюкандар, антибиотиктер, цитостатиктер және т.б.), аква мәдениет үшін тұқымдар, мал және құс шаруашылығы, агрохимикаттар (гербициттер, фунгицидтер, тыңайытқыштар, өсу стимуляторлары), энергия тасымалы (биодизельдер, сутегі, метан, этанол), пластмасса және басқа техникалық өнімдер. Микробалдырлар дүниежүзінің көп елдерінде интенсивті зерттеулердің объектісі болуды жалғастыруда. Негізгі күштер келесі бағыттарды:
oo өндірісті егіннің потенциальды объектілерін беру мақсатымен стринингті зерттеулер жүргізу және балдырлардың химиялық құрамының компоненттерінің идентификациясы;
oo өсімнің ерекшеліктерін зерттеу және олардың биологиялық потенциялын анықтау үшін түрлердің дамушы метаболизмі және жоғарғы реализация жағдайлары;
oo мәдениелендіру жүйелерін басқару жұмыстары және мәдениеттің тазалығы мен жоғары өнімділігін қамтамасыз етуге алынған шикізатты қайта жасау технологиялары, биомасса құрағанда және ББЗ алғанда жоғалту және олардың таза түрде бөлінуі; терапевтикалы эффективтіліктің биологиялық және клиникалық жағы және де балдырлар өнімдерінің қауіпсіздігі [11].
Медициналық практикада микроскопиялық балдыр - хлорофилге бай хлорелла қан аздықпен күресте эффективті зат болып табылатыны белгіленеді, тек В12 дәруменнің жоғары құрамына ғана емес, қышқыл, темір мен аминқышқылы, мүмкін, темірдің қатысуымен хлорофилл қанға түсіп қанды оттегімен толтырады және гемоглобинге айналдырады.
Хлорелланың дәрілері қандағы қант деңгейін қалыптастыруға көмектесетіні және ауыздан шығатын сақталған жағымсыз иістен жапа шегетін адамдардың тынысын жеңілдететіні анықталады. Басқа зерттеушілермен бірге хлолелланы диабетті тері жараларына қолдану арқылы емдеуде жақсы нәтижелерге қол жеткізуде.
Балдырларды өсіруге керекті қоректік элементтер мен компоненттері бар жасанды қоректік орта пайдаланлады. Ортаның құрамы әрқашан өсірілетін балдырлардың физиологиялық қажеттіліктеріне сәйкес болады.
Осымен қоректік тұздардың жұмсалуы, бұл жерде жоғары сатыдағы өсідіктер культурасынан әлдеқайда аз.Балдырлар биомассасының өндірісінде суды қолдану жоғары сатыдағы өсідіктер дақылына қарағанда 15-20 есе аз [12].
Жасыл балдырлардың дақылы органикалық заттарды синтездеуде микробалдырлардан өзгешеленеді. Фототрофты биосинтез арнайы қондырғыларда (реакторларда) жасыл микробалдырлардың көмегімен жүзеге асады. Қарапайым микробиологиялық әдістерден айырмашылығы болып органикалық заттарды синтездеу барысында бағалы белокты және витаминді - минералды қоректену мен сәуле энергиясын қолдану арқылы жүзеге асады.
Микробалдырларды жаппай өсіруде бірінші тәжірибе 1941 жылы Венесуэлада өткізілді. Мұнда хлорелланы, сценедесмусты және ангистродесмусты әрқайсысы 15 литр көлеміндегі бассейндерде өсірілді. Микробалдырлар суспензиясын араластыру, насостың көмегімен жүзеге асады [13].
Балдырлар биомассасын арзандату мақсатында кейбір өнеркәсіптердегі қоректік орта ретінде, тыңайтқыштардың органикалық түрлері мен кейбір қалдықтарды қолдану маңыздылығы көптеген зерттеулерде атап көрсетілген. Балдырларды спиртті - ашытқы және крахмалды - сірненің қалдықтарында өсіру мен адамдардың, жануарлардың, құстардың физиологиялық бөлінулерінде өсіруі жайлы зерттеулер ерекше қызықтырады. Бірақ балдырларды өндірістік өсіру практикасында қоректік ортаның органикалық көзі жеткіліксіз болады. Бұл органикалық көздің түгелімен зерттелмеген және оларды қолданудағы спецификалық ерекшеліктерін толық зерттемегендігінен болып отыр.
Микробалдырлардың өнімділігін ұлғайтуда клеткаға әртүрлі қоректік орта қажет. Қоректік ортаның негізгі микроэлементтері болып - марганец, цинк, бор, молибден, кобальт болып табылады. Марганец клеткада темірдің жиналуын және онымен уланудан сақтайды (Успенский 1924). Өңдейтін ерітіндідегі марганецтің 0,2 мг л - дің қосылуы өнімділікті 10-600 есе көбейтеді. Сонымен, микроэлементтер пайдаланатын қоректік ортаның негізгі құрамды бөлігі, қазіргі кездегі микробалдырлардың жаппай өсіруінде кеңінен қолданады [14].
Қала канализациясының ластанған суларының реактор орнатқышында протококты балдырлар (Chlorella vulgaris, Ch.pyrenoidosa, Scendesmus obliquus және т.б.) жақсы өсiп, көптеп биомасса бередi (0,5-2 және оданда көп гл құрғақ күйiнде).
Ағын суда дақылдаудың нәтижесiнде жинаған балдырларды егiлген ортадан сүзiп, бөлек алып отыру керек, әйтпесе екiншi реттiк ластануға әкелiп соғады. Ал тазаланған ағындыны жиналғыш-тоғанға жинап, оны ауыл-шаруашылық егiстiктi суару үшiн және белокқа, витаминге бай арзан биомасса алу үшiн пайдалауға болады. Ағынды суда егiлген балдырларды өсiрудiң барлық шығынын биомасса өндiрiсiне өткiзсек, тазалау шығыны құнсыз болып қалады екен.
Тоған-жиналғышты балық өсiруге, құстарға және т.б. су жәндiктерiне тиiмдi қоректiк орта. Көптеген әртүрлi балықтардың болуынан хлорелла мен сцендесмус және т.б. балдырлардың өсу жылдамдығы жоғарылайды.
Жапон зерттеушiлерi хлорелланы өсiру үшiн табиғи тыңайтқыштар: ашыған балық тұнбасы,компостың бөкпесiн, тезек-көң және т.б. қолданды. Органикалық қоректiк орталар балдырлардың өсуiне өте тиiмдi, егер ортаға СО2 - үрлеген кезде культуралық ортадағы рН теңеседi.
Т.В.Васигов хлорелла мен сцендесмусты қой тезегiне көптеп өсiрiп көрдi. Нәтижесiнде борсыған қой көңiнiң сығындысы протококты балдырларға жақсы қоректiк орта болатыны дәлелдедi [15].
А.М.Музафаров, Т.Т.Таубаев, Х.Ф.Якубов тауық қыйын және тұт ағашының жiбек құртыны? нәжiсiн хлорелла мен сцендесмустiң штамдарына қолданды. Қоректiк орта 04- ке органикалық тыңайтқыштардың (әртүрлi концентрациялы) қоспасын қосып өсiрiлдi. Авторлардың айтуынша күңгiрт-жасыл түстi органо-минеральды ортада клетканың өсуi тез байқалады. Сондай-ақ дақылдағы құрғақ биомассасы да жоғары болып биологиялық өнiмдiлiгi көтерiледi [16].
Сонымен құс қиымен (6-10 гл конц.) және тұт ағашының жiбек құртының нәжiсiнiң (2-5 гл) сығындысын протококты микробалдырлардың арнайы қондырғыда үзбей өсiруге болады. Нәтижесiнде балдырлардың өнiмдiлiгi тәулiгiне 17,5-33 гм құрғақ заттар алынған.
Балдырларды өндiрiс дақылдарында, ондағы шарап заводының қалдығында дақылдауға болады. Мұнда хлорелланың белок саны 42-50%, көмiрсутегi 7,3-16,8%, май 10,3-13,0% - ке жеткен.
Треогин мен лизиннiң құрамына қарай хлорелла тауық жұмыртқасынан кем түспейдi, ал цистин мен метионин аз мөлшерде ғана. Жемдiк және азықтық өнiмдердiң арасында хлорелла белоктық сапалығына қарай I - орын алады [17].
Өзінің тағамдық сапалылығы жөнінен фототрофтық микроорганизмдер тек қана ауылшаруашылық дақылдарына ғана жол беріп қоймайды, кейбір жағдайларда олардан басым болады. Олардың құрамында ақуыз пайызы жоғары болады, (құрғақ салмақтың 70%-на дейін) адам ағзасына қажетті барлық аминқышқылдары, атап айтқанда, олардың бағалы түрлері болады [18]. Осының арқасында балдырлар құрамында лизині және треонині аз болатын ақуыздардың қоректік бағалылығын толтырады. 1-3 реттік балдырды өсіргендегі шығатын ақуыздың мөлшері, көлемдік бірлікті уақыт бірлігімен салыстырғанда басқа дәстүрлі ақуыз көздерінен асып түседі (бұршақ тұқымдастар, ірі мүйізді қара мал т.б) [19]. Егер құрамындағы қорытылатын протеинді алатын болсақ, хлорелланың құнарлығы басқа азықтармен салыстырғанда оған тең келетін азық жоқ деп айтуға болады. Хлорелланың құрамындағы кальций пішендегі немесе астық тұқымдастардың пішеніндегі кальциймен тең болады, ал фосфоры олардан мол болады. Хлорелланың құрамындағы протеиндер сыра ашытқысымен, соя ұнымен немесе майсызқұрғақ сүтпен салыстырғанда көп болады. Балдырдың көмірсуларында, атап айтқанда хлорококтарда, олар негізінен полисахаридтер болып саналады, олардың арасында әртүрлі еритін және физиологиялық белсенді компоненттер болады. Хлорелланың көмірсуларының арасында целлюлоза, крахмал, ксилак, гемицеллюлоз түріндегі аморфтық заттар және глюкофруктозан және пектиндік заттар болады [20].
Хлорелланың құрамындағы протеин шөп ұнтағындағыдан үш есе көп, сүттегі А дәруменімен 500 есe көп болып табылады. Хлорелланың құрамындағы С дәрумені лимон шырынындағымен бірдей немесе сүттегіден 100 есеге дейін көп болады.
Накамураның зерттеулеріне қарағанда хлорелланың құрамында дәрумендердің 14 түрінен астамы бар. Хлорелланың құрамындағы майдың мөлшері 8 ден 18% арасында ауытқып тұрады. Хлорелланың майы құрамындағы бағалы май қышқылдарының болуымен құнды болып табылады. Құстардың және жануардың рационында бұл майдың аз мөлшерде болуы жылдам сезіледі. Құрғақ заттар құрамында хлорелла 5,5-тен 10% -дық күл ретінде болады. Күлдің құрамында фосфор, күкірт және магний мол болады. Хлорелла жасушалары йодқа бай болады. Фототрофтық микроорганизмдерді, тек қана олардың биомассасын тағамдық және азықтық мақсатқа пайдаланып қоймайды, сонымен қатар, жекелеген практикалық маңызы зор метаболиттерді алуға да пайдаланады, топырақ құнарлығын жоғарылатуға, қоршаған ортаны ластатудан тазартуға және тұйық системадағы атмосфера тұрақтылығын ұстап тұруға да пайдаланады [21].
Ауыл шаруашылығының алдында мал шаруашылығы өнімдерінің көлемін ұлғайтып, халықтың қажеттілігін толық қанағаттандыру мәселесі барлық уақытта тұрады және өнеркәсіпті шикізатпен қамтамасыз ету. Бұл мәселелерді шешудің ең маңызды жағдайы малшаруашылығы үшін тұрақты берік азықтық қорды жасау болып табылады. Егістік алқаптар және табиғи жайылымдар малды азықтандыруды толығымен қамтамасыз ете алмайды, сондықтан көптеген елдерде азықтық шикізатты жаңа ресурстарды пайдалану есебінен калйды іздестіреді [22].
Қазіргі уақытта хлорелланың малдың өнімділігіне әсері туралы және оның емдеудің алдын алу әсері жөнінде дәлелденген материалдар жинақталып отыр. Оны малдағы зат алмасу процессі бұзылғанда, авитаминозда, асқазан ішек жолдары бұзылғанда, сонымен қатар бірқатар жұқпалы ауруларда, атап айтқанда вирустық ауруларға пайдаланылғанда мал жылдам сауығып кетуіне зор әсерін тигізеді.
Балдырларды мал шаруашылығында азықтық жем ретінде және малдардың рационына азықтың қоспа ретінде кеңінен пайдаланады [23]. Олардың пайдаланудағы тиімділігі көптеген тәжірибелер арқылы дәлелденіп отыр, микробалдырларды мал шаруашылығында ақуыз, дәрумен көздері ретінде және басқа да физиологиялық белсенді заттар ретінде пайдаланады, бұлар малдардың әртүрлі ауруларға деген төзімділігін жоғарылатады, бұл бірінші кезекте авитаминозға байланысты болады, малдың өсуіне және көбеюіне әсер етеді, олардың көлемін ұлғайтып тауарлық өнімнің сапасын жоғарылатады.
Өзбекстанда дәлелденгендей, хлорелланы үйректердің, балапандардың, тауықтардың, шошқалардың , сонымен қатар мүйізді ірі қараның рационында қосуға болады екен [24]. Хлорелланың суспензиясын азықтық қоспа ретінде бұзауларға және шошқаларға пайдаланғанда олардың салмағы 40% -ға дейін жоғарылағаны байқалады. Сонымен қатар төлдердің өсу қарқындығы жылдамдығы, сүйектері жылдам қатайып, жалпы малдың жағдайы жақсарады.
Хлорелланы шошқаның жемдерінің рационында қосқанда олардың сүті молайды және өсіп-өнуі жоғарылады. Хлорелла малдардың өсуін жылдамдатады және сиырдың сүтін молайтады сондай - ақ майлылғын 20 пайызға жоғарылатады [25].
Құс шаруашылығында хлорелланы тауықтың жұмыртқалауын күшейту үшін қолданады, ол 20-30%-ға артады, тауықтардың салмағының өсуін жылдамдатады. Хлорелланы қолдана отырып балапан салмағын 25-30%-ға жоғарылатып, бауырындағы дәрумен жиынтығын 2-3 есеге дейін жоғарылатуға болады, бұл кезде балапан өнімі шұғыл тоқталады. Тауықтың жұмыртқасының сарысының түсі ақшыл болады және оның құрамында каротин мол болады. Хлорелланың пастасы да жұмыртқалайтын тауықтарға өте пайдалы болып табылады. Пастаны әр бір тауықтың рационына 5 гр қосқанда, күнделікті жұмыртқа мөлшері орташа есеппен 21,5%-ға өсті, жұмыртқа сарысындағы каротин мөлшері 56,5%-ға артты [26].
Хлорелламен қоректендіргенде терісі бағалы аңдардың терілерінің көлемі ұлғаяды, сапасы жоғарылайды. Күзеннің жеміне хлорелла қосқанда ірі әрі сапалы терілердің саны 10-15% -ға артты. Бал арасын хлорелламен қоректентендіргенде балдың мөлшері жоғарылады, иммунитеттері жоғарылады, араларда кездесетін аурулар азайды. Аралардың биологиялық белсенділігі бал жинауда 30-40%-ға күшейді. Осы келтірілген мәліметтердің барлығы хлорелланың микробалдарының жоғары сапалы азықтық көрсеткіш көрсетеді және оны ауылшаруашылық малдар мен құстарының рационында дәрумендік, ақуыздың қосымша көзі ретінде қолдануға мүмкіндік береді. Хлорелла суспензиясын мал азығына қосқанда, ол тек қана азықты дәруменмен және ақуызбен байытып қоймай, сонымен қатар ас қорыту шырынын дұрыс бөледі және асқазан микрофлорасының дамуына қолайлы әсер етеді. Хлорелла малдарға тек қана азық ретінде емес, сонымен қатар биологиялық стимулятор ретінде де қажет.
Хлорелла суспензиясының механикалық әсері малдың ағзасындағы ақуыздың және минералдық заттардың алмасу процессін күшейтеді, бұл жағдай, малдың өнімділігін жоғарылатады, азық шығынын өнім бірлігіне шаққанда 22%-ға дейін төмендетеді. Малдардың денінің сау болуы, олардың организмдерінің резистенттігін жоғарылатады, бұл жағдайлар мал шаруашылық өнімдерінің сапасының жоғары болып, оны қарқынды түрде дамытуға мүмкіндік береді [27].
Азық-түлік мәселесін шешу мақсатында балдырларды пайдалану, қоршаған ортаны қорғау жағдайындада маңызды рөл атқарады, бұл жерде, тағамның және азықтың көзі болып табылатын жер бетіндегі экосистемадағы антропогендік салмақтарды төмендетуге жәрдем береді. АҚШ-тағы көптеген шаруашылықтарда мүйізді ірі қара малды және құстарды өсіру үшін арнайы балдыр өсіретін су бөгеттері жасалады, бұл жерде мал шаруашылығынан шығатын қалдықтар балдырлар арқылы пайдаға асырылады. Сонымен қатар, ағынды сулардағы азоттың 40%-ы балдырдың биомассасы арқылы қайтадан малдың организміне түседі.
Ғалымдардың есебіне сүйенсек, балдыр өсіретін 4 млн гектар жердің орташа онімділігі құрғақ биомасса бойынша 12г.м²тәулік болса, АҚШ-тың ақуызға деген қажеттілігін толығымен қамтамасыз ете алады екен, қазіргі уақытта бұл мақсатта 121 млн гектар ауыл-шаруашылық жерлері пайдаланылып отыр [28]. Бұл кәсіпорындар келешектегі қалдықсыз өндірістің көрінісі бола алады.
Балдырларды азық-түлік мәселесіне қолданудың басқа да мүмкіндіктері бар, атап айтқанда, егін шаруашылығындағы дәстүрлі ауыл шаруашылық дақылдарының түсімін жоғарылатады.
Қазіргі уақытта микробалдырларың биомассасынан қоректік орталар жасаудың мүмкіндіктері зерттелуде. Тәжірибе жүзінде дәлелденетіндей, хлорелла және спирулина биомассасынан алынған гидролизат, қоректік ортаның құрамында бола отырып стрептококки, стафилококки, микрококки, аэрококки, микромициеттер т.б. секілді микроорганизмдердің биологиялық қасиеттерінің тұрақты түрде сақталуын қамтамасыз етеді [29].
Микробалдырлардың салмақсыздық жағдайында өсіп-дамуын зерттеу, өсімдік өміріндегі гравитациялық биологиялық рөлін түсіну үшін қажет болады, сонымен қатар, космос жағдайындағы тұйық экологиялық жүйедегі адамзаттың тіршілік қабілетін сақтайтын биологиялық система ретінде пайдаланады. Бұл жүйеде балдырлар бірнеше қызмет атқарады, адамның қоректік ортасын қамтамасыз етеді[30]. Осындай жағдайларға байланысты, космостағы биологиялық зерттеулерді бастағаннан бастап балдырларды ұшатын космостық аппараттардың бортына орналастырған, бұл жағдайлар салмақсыздық жағдайының бастапқы биологиялық әсерлері жөнінде мағұлмат алуға мүмкіндік берді. Салють және Мир және Космос сериясына жататын биоспутниктердің бортында салмақсыздық жағдайының балдырлар жасушаларының көбеюіне, өсуіне және дамуына бастапқы әсері зерттелді. Бұл жердегі гравитацияның биологиялық рөлі жөніндегі негізгі мәселе, космосқа ұшқан кездегі адамның тіршілігінің биологиялық жүйелерінің таралу мүмкіндіктерін зерттеу болып табылады. Осыған байланысты тұйық экологиялық жүйенің моделі жасалды. Космосқа ұшу кезіндегі осы жүйеге әсер ететін факторларды және олардың осы жүйедегі жекелеген организмдерге әсері зерттелді. Бір жасушалы балдырларға жасалған тәжірибелердің нәтижесі көрсеткеніндей, салмақсыздық жағдайындағы олардың өсіп-дамуы монокультурада да және балдырлар - бактерия - балықтар жүйесінің құрамында да қалыпты жағдайда болды және космостың ұшу жағдайы балдырлардың өнімділік жағдайына әсер етпеді [31].
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 [32].
Жыныстық көбеюі жоқ. Тек автоспоралы 4-8 клеткадан бөлініп көбейеді. Хлорелланың автоспоролануына митозы дупликациялық өнімдер және олардың көшуі ядорның қарама қарсы полюстарында жылжиды. Аналық клеткасының қабатында тек спорополикинді жұқа компонеті қалады, химиялық қатынасына өте төзімді бірақ механикалық әрекеттері төзімсіз, олар қабықтарына шығып, нормалды өлшемге дейін жетеді. Алғашқы аналық клеткада автоспораның түзілуі морфологиялық және физологиялық жағынан бір - біріне эквивалентті. Автоспороның саны аналық клеткада әрдайым тұрақты бөлінеді. Егер 80% клетка штамы 8 автоспорада бөлінсе онда 20% те 2, 4, 16 автоспораға бөлінеді, бірақ бұл толық сандық қатынасы әртүрлі болуы мүмкін, ол генотиптің дақылына, оның жағдай мен өсіру тәсіліне байлансты болады [33].
Бiр клеткалы балдырларды алғаш рет 1890 жылы Бейерник зерттеп, бiрнеше альгологиялық таза балдыр түрлерiн бөлiп шығумен қатар олардың биоэкологиялық ерекшелiктерiн зерттеген .
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 [34]. Chlorella - Протококколар класына жататын бiр клеткалы жасыл балдыр. Оларды көбiнесе ағынды сулардан, көлдерден, теңiздерден және топырақтан кездестiруге болады. .(Сурет 1)
Сурет1. Chlorella vulgaris
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 [35].
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.және хлорелла құрамындағы аминқышқылдар мөлшері мол болады.( Кесте 1) [36].
Кесте 1 - Микробалдыр хлорелланың аминқышқылдар құрамы
Жемдер
Аминқышқылдар (%)
Лизин
Метионин
Триптофан
Аргинин
Гистидин
Лейцин
Хлорелла
51,5
9,7
12,4
61,0
14,6
70,8
Кесте 1 жалғасы
Люцернді
шөп ұнтағы
10,1
2,0
3,1
8,3
4,7
18,8
Шөп ұнтағы
6,2
2,6
2,6
1,1
14,2
4,4
Бұршақ дәні
13,4
2,6
1,1
14,2
7,6
20,5
Күнбағыс
24,3
7,6
-
18,3
-
42,9
Балық ұнтағы
49,3
13,5
-
42,4
12,3
93,6
Етті үн
21,3
5,5
-
2,5
8,1
39,2
Жұмыртқа
8,2
4,3
2,1
8,2
3,0
19,5
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 [37].
Қазіргі кезде балдырларды практикалық мақсатқа пайдалану үшін өсіру қолға алынып отыр (көбінесе Chlorella өсіріледі), мәселен: Ресейде, Чехияда, Болгарияда, Жапонияда, Мексикада, Перуде, Азияның оңтүстік-Батысындағы бірқатар елдерде өсіріледі. Цианобактерияларды үлкен көлемде өсіру тәсілдері ашылды (Апаbаепа, Tolypothrtx, Spirulina тұқымдастары және улылығы жоқ басқа да түрлері), сонымен қатар қара қошқыл бактериялар өсіріледі [38].
Практикалық мақсат үшін микробалдырларды өсірудегі ерекше тоғандарда жүзеге асырады, ашық аспан астындағы арнаулы қондырғыларда және жасанды жарықтандырылған тұйық аппараттарда қатаң бақылап отырып өсіреді. Фототрофтық микроорганизмдерді, атап айтқанда балдырларды ашық аспан астында өсіру негізінен оны биомасса алу үшін өсіреді және оларды ағынды суларды тазарту үшін кеңінен пайдаланады.
Ашық аспан астында балдырларды өсіріп, олардың биомассасын алу үшін қарапайым қондырғыларды қолданады. Көбінесе бұл онша көп қаржыны қажет етпейтін, терең емес дөңгелек немесе тік бұрышты бассейндер цементтен жасалады. Егер бөлек шаруашылық жағдайда қолдануға арналған болса көлемі шағын болып келеді де,, ал өндірістік жағдайда жасалынған қондырғылардың көлемі 1000 - 2000 м2 жетеді. Оларды үй төбелеріне немесе жерде орналастыруға болады. Ашық жерде өсіру кезіндегі температураны реттеп отыру қиын болғандықтан, бұлай өсіру тәсілін жауын-шашын сирек болатын аудандарда қолданады. Бұлар әсіресе, тропиктерде және субтропиктерде қолайлы болады. Кейбір жағдайларда, жылдың суық мерзімдерінде жасанды жылу көзін пайдаланады немесе жергілікті жерлердегі ыстық су көздерін пайдалана отырып температураны қалыпты жағдайда ұстап отырады. Ашық қондырғылардағы балдырлардың 1 м2 жоғары беттік суспензиясы бар құрғақ биомасса құрамы тәулігіне 22-33 грамнан аспайды [39].
Әртүрлі қондырғыларда өсірілген Chlorella және Scenedesmus түрлерінің орташа өнімділігі 10-15г м² болады, бұл жағдай, бір маусымда 1 гектардан 25тга немесе 14т ақуыз алынады деген сөз. Ашық далада балдырларды өсірудің кемшілік жері, ол ауа райына тәуелді блуында, бұл жағдайлар тұрақты өнімді алуға бөгет болады [40]. Бұдан басқа да өнімді төмендететін жағдайға бактериялардың және қарапайымдылардың зиянкес әрекеттері себепші болады. Мұндай кемшіліктердің болмауы үшін, көбінесе жабық қондырғыларды пайдаланады. Бұл жағдайда температураны ұстап тұру, рН және СО2 беру жағдайлары реттеліп тұратын шыны түтіктерде немесе арнайы өңделген қондырғыларда балдырларды өсіреді. Жабық қондырғыларда балдырлардың өнімділігін 1,5 - 2,0 есе жоғарлатуға және қоректік орта құрамына кеткен мөлшеріне қарап, биомасса құрамының құндылығын арзандатуға болады. Қондырғыдағы балдырлардың өсу жылдамдылығын арттыру үшін қоректік ортаға СО2 - мен байытылған (1 - 5%) ауа жіберіледі.
Газды қоспаны дақылға компрессордың көмегімен перфорирленген түтік арқылы немесе орталықтан тебетін сорап арқылы жасуша суспензиясына ағызып береді. Бұл жағдайларға көбінесе СО2 баллондарын пайдаланады. Балдырларды көптеп өсіру үшін минералдық су көздерінің құрамындағы көмірқышқылды пайдаланады. Сонымен қатар табиғи газдың жануынан бөлінетін өнімдерді немесе кейбір өндірістерден түзілетін көміртегі диоксидін де пайдалануға болады.
Балдырларды көптеп өсіргенде кәдімгі минералдық ортаны немесе арнаулы жасалған, теңестірілген, дақылды өсіру процесінде негізгі компоненттердің сіңірілуіне жағдай жасайтын ортаны пайдаланады. Кейде, алынған биомассаның өзіндік құнын төмендету мақсатында, орта жасау үшін минералдық тығайтқыштар немесе табиғи минералдық суды қолданады. Сонымен қатар, балдырларды миксотрофтық жағдайда өсіру кезінде минералдық ортаға органикалық заттарды да қосады. Бұл жағдайлар жарық төмен болса да биомассаны алуға мүмкіндік береді. Қант шығаратын және гидролиз зауыттарынан шығатын ағынды суларды пайдаланудың да тиімділігі зор болып табылады 41.
Балдырларды қарқынды түрде өсіру үшін, осы мақсатқа орналған күрделі құрылымдағы қондырғылар пайдаланылады, бұл жерде жарықтың қуаты жоғары болады, ортаның құрамы, рН, температура, СО2 концентрациясы автоматты түрде реттеліп отырады және дақылдың тығыздығы бақыланып тұрады. Қондырғының құрамына байланысты мерзімдік, ағыстық және бірге қосып өсіру жүргізіледі өсіру процессі бір сатылы немесе көп сатылы болуы мүмкін. Бұл жерде балдырлардың селекция нәтижесінде немесе мутагендердің әсері арқылы алынған жоғары өнімділіктегі штаммалары пайдаланылады. Бұларға жататындар, термофилдер, олардың жарықты ұнататын тұзды ортаға төзімді түрлері, бұлар тығыз популяцияда өздерінің жоғары өсу жылдамдығын сақтайды. Балдырлар қарқынды түрде өсірілгенде ортаның литіріне шаққанда құрғақ биомассасы 30-40г жетеді (немесе жарық түсетін бетінде 80-100 г м² болады) бұл тәуліктегі жағдай. Дегенмен электр қуатының мол жұмсалуына байланысты өнім бағасы қымбат болады [42].
Микробалдырлардың биомассасы бай азықтық құндылығына қарай ауылшаруашылық дақылдарынан артық болмаса, кем түспейді және алынған өнімнің мөлшеріне қарай энергетикалық шығынның төменділігімен тиімді [43]. Олардың көптеген түрлері миксотрофты және жарық көзін аз пайдаланады. Жабық қондырғыда, жасанды жарық көзінде хлорелланың өнімділігі тәулігіне 1м2 - та 100-140 г құрғақ заттарды құрайды. Бұл тәулігіне 1000-1400 кгга (құрғақ масса) немесе жылына 360-500 тга сәйкес келеді. Ал ашық қондырғыда табиғи жарық көзінде жаппай өсіруде тәулігіне орташа өнімділігі 14-35 гм2 (құрғақ массада), ең жоғарғы өнімділігі 60 гм2 жетеді. Егер, тәуліктік орташа өнім 20г м² болса және вегетациялық мерзімі 6 айға созылса қондырғыдан алынған құрғақ биомассаның орташа жылдық өнімділігі 70т болады. Бұл секілді өнімділік әртүрлі елдерде ашық аспан астында өсірілетін қондырғылардан да алынады. (50-80т құрғақ биомасса алынады гажыл) [44].
Биомассаның дәрумендік құрамын зерттеу ортаға байланысты екендігін, жоғарыда көрсетілген өсіру тәсілін 04 ортасында жүргізді. Chlorella vulgaris 157 штаммының қоректік ортасына тауық саңғырығның экстрактын қосып өсіреді. Бірінші ортада А дәрумені 646 мкгг құрады; Е дәрумен -140; В1-4,6; В2-11,0; РР -142; В6-4,8; холин-3240. екінші ортада А дәрумені 646 мкгг; Е-164; В1-4,2; В2-7,2; РР-108; В6-5,6; холин -3140 болды. Тауық саңғырығның сығындысында А дәрумені -580мкгг; Е-168; В1-3,8; В2-9,6; РР-136; холин-3150 болды. Хлорелланың 157 штаммында каротин мол мөлшерде жиналады[45].
Микроорганизмдер биотехнологиясы әрқашанда арзан қоректік ортада, мол өнімді, сапалы биомасса шығарып алуды талап етеді. Шет елдерде балдырларды 200 ден астам тағам түріне және ірімшік, балмұздақтың нәрлілігін байыту үшін қосады.
Микробалдырлардың жоғары сатыдағы өсімдіктермен бәсекелестігі жоқ, себебі оларды тоғандарда, құрлықта және жасанды қондырғыларда өсіруге болады және өсімдіктерге қарағанда климаттық жағдайларға тәуелділігі аз. Осыған байланысты, спирулинаны көптеп өсіруде өзіндік сұранысы бар.
Мысалы, Spirulina түрлерін кіші көлемді су тоғандарында өсіргенде олардың биомассасын 2-5 тәулігіне екі еселендіруге болады [46]. Мұндай өнімділіктің негізінде бірдей көлемді өсірілген бұршақ тұқымдас өсімдіктерге қарағанда белоктың мөлшері 20 есе көп болса, дәнді дақылдарға қарағанда 40 есе, ал ірі қара мал етін өндіруден 400 есе көп.
Микробалдырларды көлемді дақылдауға арналған негізгі құралдар туралы деректерді келтірсек.
Алғашқы микробалдырларды жалпылай өсіруге арналған ірі құралдарды жапон ғалымдары жасаған (Tamiya, 1955; Nakamura, 1961). 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.
Болгарияда және Венгрия елдерінде микробалдырларды көптеп өсіру үшін минералды көздері бар, көмірқышқылын пайдаланады. Сондай-ақ, кейбір өндірістерде құралған табиғи газдың жанған өнімі немесе көміртегі диоксидінің келешегі мол болып табылады [36]. Барлық жағдайлармен толық қамтамасыздандырылған тәжірибелік жабық қондырғыларда, жасанды жарық көзінде хлорелланың өнімділігі 1м2 - та тәулігіне 100-140 г құрғақ зат алынады [47].
Күн сәулесін пайдаланып, минералды тұздардың аз ғана концентрациялы ертіндісінде өсетін фотоавтотрофты микроорганизмдерден арзан белок, витаминдер, медицина мен ауыл шаруашылығына пайдалы заттарды шығарып алуға бағытталған фототрофты организмдердің биотехнологиясын дамытуда бірклеткалы микробалдырларды көп қолданады.
Чехославакияның, Чебан қаласында Чехия Ғылым Академиясының Микробиологиялық Институтында қондырғы жасалды, бетіне жарық түсу көлемі 900 м (Сурет 2). Ашық қондырғы. Чехославакияда жаппай өсіруде ең қолайлы штамм Scenеdesmus acutus болып табылады. Бұл штамның өнімі тәулігіне 15-20 гм2 құрғақ массасын құрайды [48].
Сурет 2 - Ашық қондырғы (Чехия республикасында)
Чехославакия қондырғысының принципі бойынша Болгарияда да қондырғы жасап шығарылды. Бұл жерде микробалдырдың суспензиясын циркуляциялауға арналған бассейндер жердің үстінде орналасқан, ал балдырларды қоректендіру үшін жылу көздерінен алынатын көмірқышқыл газы қолданылады. Бұл жердегі балдырлардың өнімі де тәулігіне 15-20гм2 құрғақ массасынан кем емес [49]. Чехословакияда микробалдырлардан ұнтақ порошок, спирттік және майлы экстрактар, дәрі-дәрмек, шам және т.б. биологиялық белсенді заттар дайындайды.
Ресейде протоккокты балдырларды дақылдаудағы эксперименталдық жұмыстар 1940 жылдан басталған.
Бірклеткалы микробалдырларды жалпылай дақылдау әдістерін оқып, зерттеу жүмыстары Ленинград мемлекеттік университетінің биологиялық ғылыми - зерттеу институтында өткізілді. Ашық аспанда балдырларды жаппай дақылдау үшін арнайы қондырғылар жасап шығарылған. Суспензияны араластыру арнайы насостың көмегімен жүзеге асады. Қондырғының ұзындығы 20 метр, ені 80 см тік төрт бұрыш. Тегістелген жерде бетоннан немесе тақтайдан жасауға болады. Көмірқышқылы сұйықтыққа толығымен насос арқылы беріледі. Қондырғыны ағаш тақтайлармен жасаған кезде, бассейннің ішкі жағының жоғарғы бөлігі полиэтиленді пленкамен немесе арнайы пластикпен жабдықталады.
С. А. Барановтың (1966) жасаған қондырғысының түбі конус тәрізді ... 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