Сүтқышқыл бактериялары
КІРІСПЕ
3
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ 4
1.1. Сүтқышқыл бактерияларына жалпы сипаттама. Табиғатта таралуы. Қолданылуы.
4
1.2. Сүтқышқыл бактерияларының биотехнологиядағы маңызды қасиеттері
10
1.3.
Сүтқышқыл бактерияларының өндірістік құнды штамдарын сақтау әдістері
21
2
2.1
2.2
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.2.5
2.2.6 МАТЕРИАЛДАР ЖӘНЕ ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ
Зерттеу объектілері
Зерттеу әдістері
Ұзақ уақыт сақтаудан кейінгі сүтқышқыл бактерияларының тіршілік ету қабілетін анықтау
Сүтқышқыл бактериялардың морфологиялық және культуральдық қасиеттерін анықтау әдістері
Сүтқышқыл бактериялардың физиология . биохимиялық қасиеттерін анықтау әдістері
Сүтқышқыл бактериялардың антагонистік белсенділігі мен антибиотиктерге сезімталдылық қасиеттерін анықтау әдістері
Зертханалық жағдайда сүтқышқыл бактерияларының таза дақылдары негізінде сүтқышқылды сусын алу әдісі.
Алынған мәліметтерді статистикалық өндеу
24
24
25
26
28
29
30
31
32
3 ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ МЕН ОЛАРДЫ ТАЛДАУ 33
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
Ұзақ уақыт сақталған сүтқышқыл бактериялардың тіршілікке қабілеттілігі
Cүтқышқыл бактериялардың морфологиялық және культуральдық қасиеттері
Cүтқышқыл бактериялардың физиология . биохимиялық қасиеттері
Cүтқышқыл бактериялардың антагонистік белсенділігі мен антибиотиктерге сезімталдығы
Зертханалық жағдайда сүтқышқыл бактерияларының таза дақылдары негізінде сүтқышқылды сусын алу
33
35
38
41
44
ҚОРЫТЫНДЫ
47
ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИТТЕР ТІЗІМІ
48
3
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ 4
1.1. Сүтқышқыл бактерияларына жалпы сипаттама. Табиғатта таралуы. Қолданылуы.
4
1.2. Сүтқышқыл бактерияларының биотехнологиядағы маңызды қасиеттері
10
1.3.
Сүтқышқыл бактерияларының өндірістік құнды штамдарын сақтау әдістері
21
2
2.1
2.2
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.2.5
2.2.6 МАТЕРИАЛДАР ЖӘНЕ ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ
Зерттеу объектілері
Зерттеу әдістері
Ұзақ уақыт сақтаудан кейінгі сүтқышқыл бактерияларының тіршілік ету қабілетін анықтау
Сүтқышқыл бактериялардың морфологиялық және культуральдық қасиеттерін анықтау әдістері
Сүтқышқыл бактериялардың физиология . биохимиялық қасиеттерін анықтау әдістері
Сүтқышқыл бактериялардың антагонистік белсенділігі мен антибиотиктерге сезімталдылық қасиеттерін анықтау әдістері
Зертханалық жағдайда сүтқышқыл бактерияларының таза дақылдары негізінде сүтқышқылды сусын алу әдісі.
Алынған мәліметтерді статистикалық өндеу
24
24
25
26
28
29
30
31
32
3 ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ МЕН ОЛАРДЫ ТАЛДАУ 33
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
Ұзақ уақыт сақталған сүтқышқыл бактериялардың тіршілікке қабілеттілігі
Cүтқышқыл бактериялардың морфологиялық және культуральдық қасиеттері
Cүтқышқыл бактериялардың физиология . биохимиялық қасиеттері
Cүтқышқыл бактериялардың антагонистік белсенділігі мен антибиотиктерге сезімталдығы
Зертханалық жағдайда сүтқышқыл бактерияларының таза дақылдары негізінде сүтқышқылды сусын алу
33
35
38
41
44
ҚОРЫТЫНДЫ
47
ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИТТЕР ТІЗІМІ
48
Сүтқышқыл бактериялары биосфераның маңызды компоненті болып табылады. Биоалуантүрлілікті сақтау әдісі ретінде микроорганизм коллекциясын жасау және сақтау актуальді экологиялық проблема болып саналады. Қазіргі таңда микроорганизмдерді тіршілікке қабілетті жағдайда сақтау көбінесе микробиологиялық лабораториялар мен биотехнологиялық өндірісте өндірістік және зерттеу мақсатында пайдаланылады. Микроорганизм консервациясының басты міндеті – жоғары тіршілікке қабілеттілігін ұзақ уақыт сақтау мен мутациялық өзгерістерді ескерту, яғни табиғи қалпына жақын максималды жағдайды ұстап тұру [1].
Cүтқышқыл бактерияларын әртүрлі әдістермен ұзақ уақыт сақтауға болады. Солардың ішінде ең қолайлысы және тиімдісі лиофилизация болып табылады. Лиофилизация дегеніміз вакуумда мұздатылған бактерия суспензиясынан суды жою, яғни мұнда су сұйық фазадан өте отырып буланады. Бұл әдіс микроорганизмдерді ұзақ уақыт сақтауда ең тиімді, әрі эффективті болып табылады. Осы әдісті пайдалану барысында көптеген әртүрлі бактерия топтары мен бактериофагтарды тіршілікке қабілетті күйінде 30 және одан да көп жыл сақтауға болады.
Жылы жерде сақтаған сүттің ашитынын және ашыған жағдайда дәмді болып, ағзада тез қорытылатынын адамзат баласы өте ерте кезден - ақ байқаған. Сондықтан да ашыған қышқыл сүт өнімдері байырғы сүт тағамдарына жатады. Л.Пастердің ашу және шараптың зиянкестері туралы әңгімесінен кейін ғана ашыған сүтті ғылыми деңгейде зерттей бастады.
Сүт қышқылы бактерияларын биотехнологиялық процестер арқылы тағам өнімдерін алуда, мал азығын сүрлем дайындауда және олардан органикалық қышқылдар алуда кеңінен қолданғандықтан, оларға деген ғылыми қызығушылық қазіргі таңда дамып келеді [2].
Сүт қышқыл бактериялар адам мен жануарлардың асқазан ішек жолының қалыпты микрофлорасын құрайды. Сүтқышқыл бактериялары үшін элективті орта сүт және сүт өнімдері болып табылады. Олардың табиғатта таралуын қор заттары мен энергия қабылдау қабілетімен анықтайды. Күнделікті жағдайда олар сүтте, сүт өнімдерінде және оларды өндіретін орындарда, өсімдіктерде және кең таралған өсімдік қалдықтарында, адам мен жануарлардың ішектері мен шырышты қабаттарында кездеседі.
Көптеген ғалымдардың пікірінше, бүгінгі күнде әлемде медицина және тағам өнеркәсібі экономиканың тез дамып келе жатқан саласына жатады. Әрине бұл дамудың векторы ұлттық ерекшеліктер мен қаржылық мүмкіншіліктерге байланысты өзгеруі мүмкін, алайда дәл осы салада жаңа өнімдердің түрлері, сонымен бірге жаңа технологиялардың жаңалықтары ашылуда. Осындай алдыңғы қатарлы салалардың біріне тағам және медицина биотехнологиясын жатқызуға болады [3].
Cүтқышқыл бактерияларын әртүрлі әдістермен ұзақ уақыт сақтауға болады. Солардың ішінде ең қолайлысы және тиімдісі лиофилизация болып табылады. Лиофилизация дегеніміз вакуумда мұздатылған бактерия суспензиясынан суды жою, яғни мұнда су сұйық фазадан өте отырып буланады. Бұл әдіс микроорганизмдерді ұзақ уақыт сақтауда ең тиімді, әрі эффективті болып табылады. Осы әдісті пайдалану барысында көптеген әртүрлі бактерия топтары мен бактериофагтарды тіршілікке қабілетті күйінде 30 және одан да көп жыл сақтауға болады.
Жылы жерде сақтаған сүттің ашитынын және ашыған жағдайда дәмді болып, ағзада тез қорытылатынын адамзат баласы өте ерте кезден - ақ байқаған. Сондықтан да ашыған қышқыл сүт өнімдері байырғы сүт тағамдарына жатады. Л.Пастердің ашу және шараптың зиянкестері туралы әңгімесінен кейін ғана ашыған сүтті ғылыми деңгейде зерттей бастады.
Сүт қышқылы бактерияларын биотехнологиялық процестер арқылы тағам өнімдерін алуда, мал азығын сүрлем дайындауда және олардан органикалық қышқылдар алуда кеңінен қолданғандықтан, оларға деген ғылыми қызығушылық қазіргі таңда дамып келеді [2].
Сүт қышқыл бактериялар адам мен жануарлардың асқазан ішек жолының қалыпты микрофлорасын құрайды. Сүтқышқыл бактериялары үшін элективті орта сүт және сүт өнімдері болып табылады. Олардың табиғатта таралуын қор заттары мен энергия қабылдау қабілетімен анықтайды. Күнделікті жағдайда олар сүтте, сүт өнімдерінде және оларды өндіретін орындарда, өсімдіктерде және кең таралған өсімдік қалдықтарында, адам мен жануарлардың ішектері мен шырышты қабаттарында кездеседі.
Көптеген ғалымдардың пікірінше, бүгінгі күнде әлемде медицина және тағам өнеркәсібі экономиканың тез дамып келе жатқан саласына жатады. Әрине бұл дамудың векторы ұлттық ерекшеліктер мен қаржылық мүмкіншіліктерге байланысты өзгеруі мүмкін, алайда дәл осы салада жаңа өнімдердің түрлері, сонымен бірге жаңа технологиялардың жаңалықтары ашылуда. Осындай алдыңғы қатарлы салалардың біріне тағам және медицина биотехнологиясын жатқызуға болады [3].
1. Банникова Л.А. Селекция молочнокислых бактерий и их применение в молочной промышленности. – М.: Пищевая промышленность, 1975.- С.143.
2. Квосников Е.И. Биология молочнокислых бактерии.- Академ наук.-Узбекский ССР., 1960г.
3. Г.Н. Дуликова, У.З. Сағындықова, Т.М. Орлюк Сүтқышқылы бактерияларының коллекциялық скринингі // Жаршы-2008.-№8 52-54 бет.
4. Http׃ // loveme. net. ru/www. weather. SPB.RU. STATYA. kefir.// Какой кефир ты пьешь.
5. Красникова Л.В. Роль микроорганизмов в производстве цельномолочных продуктов. – Ленинград, 1888.
6. Бондаренко В.М., Грачева Н.М., Мацулевич Т.В. Дисбактериозы кишечника у взрослых. – Москва, 2003.
7. Шендеров Б.А. Медицинская микробная экология и функциональное питание. Пробиотики и функциональное питание. М.: Издат. Грант, 2001.
8. http://ru. wikipedia. Org
9. Квасников Е.И., Нестеренко О.А. Молочнокислые бактерии и пути их использования. – Москва, 1975.
10. Шоқанов Н. К. Микробиология. – Алматы, 1996.
11. Банникова Л.А. Микробиологические основы молочного производства. - М: Агропромиздат, 1987.
12. Полищук Л.К., Дербинова Э.С., Казанцев Н.Н., Лабораторный практикум по микробиологии и молочных продуктов. - М: Легкая и пищевая промышленность, 1982.
13. Шығаева М. Х., Цзю В.Л., Сығындықова С.З. Сүт қышқылы бактериялары және ашытқы саңырауқұлақтарының негізгі қасиеттері. – Алматы, 1996.
14. Буров А.Д. . Молочнокислые бактерии и их распространение. – Москва, 1970.
15. Запруднов А.М., Мазанкова Л.Н. Микробная флора кишечника и пробиотики. – Приложение к журналу "Педиатрия". Москва, 1999.
16. Коровина Н.А., Захарова В.Н., Констадинова В.Н. Пробиотики и пребиотики при нарушениях кишечного микробиоценоза у детей. – Москва, 2004.
17. Банникова Л.А. Селекция молочнокислых бактерии и их применение в молочной промышленности. – Москва, 1975.
18. Емцев В.Т., Мишустин Е.Н. Микробиология. – Москва, 1998.
19. Пред. Петент. Казахстан. №6821. Способ производства кисломолочного напитка // Саубенова М.Г., Пузыревская О.М. Опубл. 15.01.1999. Б. № 1.
20. Красникова Л.В. Микробиологические процессы при производстве молочных продуктов длительного хранения. – Ленинград, 1987.
21. Давидов Р. Б., Соколовский В. П. Молоко и молочные продукты в питании человека. - М.: Медицина, 1968.
22. Давидов Р. Б., Гулько Л. Е., Круглова Л. А., Файнгар Б. И. Молоко и молочные продукты как источник витаминов М.: 1972.
23. Соколовский В. П. Молоко и здоровье. - М.: Медицина, 1974.
24. Кугенев П. В. «Молоко и молочные продукты» М.:1985.
25. Журнал: «Наука и жизнь» № 6. М.: Пресса, 1999.
26. Әлмағамбетов К.Х. Микроорганизмдер биотехнологиясы. – Астана, 2008.
27. Шығаева М.Х., Қанаев Ә.Т. Микробиология және вирусология. - Алматы: Қазақ университеті, 2008.
28. Нетрусова А.И. Практикум по микробиологии. – Москва, 2005.
29. Егорова Н.С., Баранова И.П. Бактериоцин. Образование, свойства, применение . // Антибиотики и химиотерапия. 1999. №6. С. 33-40.
30. Воробьева Л. И. Промышленная микробиология. Изд. Московского универ. 1989. С. 218 – 219.
31. Шлегель Г. Общая микробиология. Москва: Мир, 1987. С. 272 – 280.
32. Кисриева Ю. С., Серебренников В. М., Энейская Е. В., Загустина Н. А., Безбородов А. М. Выделение, очиска и изучение свойств ацетолактатсинтазы из культуры Lactococcus lactis // Прикл. биохимия и микробиология. 2003. Т. 37.
33. Баяқышева К. А., Ратникова И. А., Габилова И. И. Кислотообразующая активность молочнокислых бактерий и бифидобактерий в зависимости от состава питательной среды // Биотех. Теор и прак. - 2001. № 3 – 4. С. 23
34. Серебренников В. М., Кисриева Ю. С., Загустина Н. А., Гаврилова Л. Н., Семенихина В. Ф. Образование диацетила и ацетоина производственными штаммами лактококков в различных условиях выращивания //Прикл. Биохимия и микробиология. - 1998. том 34. №3. С. 276-280.
35. Сидякина Т.М. Консервация микроорганизмов в коллекциях культур. ∕∕Консервация генетических ресурсов. Методы. Проблемы. Перспективы.- Пущино, 1991.-С.81-159.
36. Шигаева М. Х., Оспанова М. Ш. Микрофлора национальных кисломолочных напитков. Изд. Наука КазССР. Алма-Ата. 1983. С. 128 - 131.
37. Сборник научных трудов СевКавГТУ. Серия «Продовольствие». 2005. №1 © Северо-Кавказский государственный технический университет.
38. http://www.ncstu.ru УДК 637.14.146.25 ИЗУЧЕНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ МОЛОЧНОКИСЛЫХ КУЛЬТУР И МИКРОФЛОРЫ КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ К АНТИБИОТИКАМ С. Е. Виноградская, Е. С. Горбачева, Т. П. Ярошенко, Л. А. Гордиенко.
39. www. bestreferat. ru
40. bio. 1 september. ru
41. Шендеров Б.А., Манвелова М.А., Степанчук Ю.Б. и др. Пробиотики и функциональное питание // Антибиотики и химиотерапия. -1997. -42, №7. -С. 30-34.
42. Егоров Н.С. Практикум по микробиологии. – М.
2. Квосников Е.И. Биология молочнокислых бактерии.- Академ наук.-Узбекский ССР., 1960г.
3. Г.Н. Дуликова, У.З. Сағындықова, Т.М. Орлюк Сүтқышқылы бактерияларының коллекциялық скринингі // Жаршы-2008.-№8 52-54 бет.
4. Http׃ // loveme. net. ru/www. weather. SPB.RU. STATYA. kefir.// Какой кефир ты пьешь.
5. Красникова Л.В. Роль микроорганизмов в производстве цельномолочных продуктов. – Ленинград, 1888.
6. Бондаренко В.М., Грачева Н.М., Мацулевич Т.В. Дисбактериозы кишечника у взрослых. – Москва, 2003.
7. Шендеров Б.А. Медицинская микробная экология и функциональное питание. Пробиотики и функциональное питание. М.: Издат. Грант, 2001.
8. http://ru. wikipedia. Org
9. Квасников Е.И., Нестеренко О.А. Молочнокислые бактерии и пути их использования. – Москва, 1975.
10. Шоқанов Н. К. Микробиология. – Алматы, 1996.
11. Банникова Л.А. Микробиологические основы молочного производства. - М: Агропромиздат, 1987.
12. Полищук Л.К., Дербинова Э.С., Казанцев Н.Н., Лабораторный практикум по микробиологии и молочных продуктов. - М: Легкая и пищевая промышленность, 1982.
13. Шығаева М. Х., Цзю В.Л., Сығындықова С.З. Сүт қышқылы бактериялары және ашытқы саңырауқұлақтарының негізгі қасиеттері. – Алматы, 1996.
14. Буров А.Д. . Молочнокислые бактерии и их распространение. – Москва, 1970.
15. Запруднов А.М., Мазанкова Л.Н. Микробная флора кишечника и пробиотики. – Приложение к журналу "Педиатрия". Москва, 1999.
16. Коровина Н.А., Захарова В.Н., Констадинова В.Н. Пробиотики и пребиотики при нарушениях кишечного микробиоценоза у детей. – Москва, 2004.
17. Банникова Л.А. Селекция молочнокислых бактерии и их применение в молочной промышленности. – Москва, 1975.
18. Емцев В.Т., Мишустин Е.Н. Микробиология. – Москва, 1998.
19. Пред. Петент. Казахстан. №6821. Способ производства кисломолочного напитка // Саубенова М.Г., Пузыревская О.М. Опубл. 15.01.1999. Б. № 1.
20. Красникова Л.В. Микробиологические процессы при производстве молочных продуктов длительного хранения. – Ленинград, 1987.
21. Давидов Р. Б., Соколовский В. П. Молоко и молочные продукты в питании человека. - М.: Медицина, 1968.
22. Давидов Р. Б., Гулько Л. Е., Круглова Л. А., Файнгар Б. И. Молоко и молочные продукты как источник витаминов М.: 1972.
23. Соколовский В. П. Молоко и здоровье. - М.: Медицина, 1974.
24. Кугенев П. В. «Молоко и молочные продукты» М.:1985.
25. Журнал: «Наука и жизнь» № 6. М.: Пресса, 1999.
26. Әлмағамбетов К.Х. Микроорганизмдер биотехнологиясы. – Астана, 2008.
27. Шығаева М.Х., Қанаев Ә.Т. Микробиология және вирусология. - Алматы: Қазақ университеті, 2008.
28. Нетрусова А.И. Практикум по микробиологии. – Москва, 2005.
29. Егорова Н.С., Баранова И.П. Бактериоцин. Образование, свойства, применение . // Антибиотики и химиотерапия. 1999. №6. С. 33-40.
30. Воробьева Л. И. Промышленная микробиология. Изд. Московского универ. 1989. С. 218 – 219.
31. Шлегель Г. Общая микробиология. Москва: Мир, 1987. С. 272 – 280.
32. Кисриева Ю. С., Серебренников В. М., Энейская Е. В., Загустина Н. А., Безбородов А. М. Выделение, очиска и изучение свойств ацетолактатсинтазы из культуры Lactococcus lactis // Прикл. биохимия и микробиология. 2003. Т. 37.
33. Баяқышева К. А., Ратникова И. А., Габилова И. И. Кислотообразующая активность молочнокислых бактерий и бифидобактерий в зависимости от состава питательной среды // Биотех. Теор и прак. - 2001. № 3 – 4. С. 23
34. Серебренников В. М., Кисриева Ю. С., Загустина Н. А., Гаврилова Л. Н., Семенихина В. Ф. Образование диацетила и ацетоина производственными штаммами лактококков в различных условиях выращивания //Прикл. Биохимия и микробиология. - 1998. том 34. №3. С. 276-280.
35. Сидякина Т.М. Консервация микроорганизмов в коллекциях культур. ∕∕Консервация генетических ресурсов. Методы. Проблемы. Перспективы.- Пущино, 1991.-С.81-159.
36. Шигаева М. Х., Оспанова М. Ш. Микрофлора национальных кисломолочных напитков. Изд. Наука КазССР. Алма-Ата. 1983. С. 128 - 131.
37. Сборник научных трудов СевКавГТУ. Серия «Продовольствие». 2005. №1 © Северо-Кавказский государственный технический университет.
38. http://www.ncstu.ru УДК 637.14.146.25 ИЗУЧЕНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ МОЛОЧНОКИСЛЫХ КУЛЬТУР И МИКРОФЛОРЫ КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ К АНТИБИОТИКАМ С. Е. Виноградская, Е. С. Горбачева, Т. П. Ярошенко, Л. А. Гордиенко.
39. www. bestreferat. ru
40. bio. 1 september. ru
41. Шендеров Б.А., Манвелова М.А., Степанчук Ю.Б. и др. Пробиотики и функциональное питание // Антибиотики и химиотерапия. -1997. -42, №7. -С. 30-34.
42. Егоров Н.С. Практикум по микробиологии. – М.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 3
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ 4
1.1. Сүтқышқыл бактерияларына жалпы сипаттама. Табиғатта таралуы.
Қолданылуы. 4
1.2. Сүтқышқыл бактерияларының биотехнологиядағы маңызды қасиеттері
10
1.3. Сүтқышқыл бактерияларының өндірістік құнды штамдарын сақтау
әдістері 21
2 МАТЕРИАЛДАР ЖӘНЕ ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ 24
2.1 Зерттеу объектілері 24
2.2 Зерттеу әдістері 25
2.2.1Ұзақ уақыт сақтаудан кейінгі сүтқышқыл бактерияларының
тіршілік ету қабілетін анықтау 26
2.2.2Сүтқышқыл бактериялардың морфологиялық және культуральдық
қасиеттерін анықтау әдістері 28
2.2.3Сүтқышқыл бактериялардың физиология - биохимиялық қасиеттерін
анықтау әдістері 29
2.2.4Сүтқышқыл бактериялардың антагонистік белсенділігі мен
антибиотиктерге сезімталдылық қасиеттерін анықтау әдістері 30
2.2.5Зертханалық жағдайда сүтқышқыл бактерияларының таза дақылдары
негізінде сүтқышқылды сусын алу әдісі. 31
2.2.6Алынған мәліметтерді статистикалық өндеу 32
3 ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ МЕН ОЛАРДЫ ТАЛДАУ 33
3.1 Ұзақ уақыт сақталған сүтқышқыл бактериялардың тіршілікке
қабілеттілігі 33
3.2 Cүтқышқыл бактериялардың морфологиялық және культуральдық
қасиеттері 35
3.3 Cүтқышқыл бактериялардың физиология – биохимиялық қасиеттері
Cүтқышқыл бактериялардың антагонистік белсенділігі мен 38
3.4 антибиотиктерге сезімталдығы
Зертханалық жағдайда сүтқышқыл бактерияларының таза дақылдары 41
3.5 негізінде сүтқышқылды сусын алу
44
ҚОРЫТЫНДЫ 47
ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИТТЕР ТІЗІМІ 48
КІРІСПЕ
Сүтқышқыл бактериялары биосфераның маңызды компоненті болып табылады.
Биоалуантүрлілікті сақтау әдісі ретінде микроорганизм коллекциясын жасау
және сақтау актуальді экологиялық проблема болып саналады. Қазіргі таңда
микроорганизмдерді тіршілікке қабілетті жағдайда сақтау көбінесе
микробиологиялық лабораториялар мен биотехнологиялық өндірісте өндірістік
және зерттеу мақсатында пайдаланылады. Микроорганизм консервациясының басты
міндеті – жоғары тіршілікке қабілеттілігін ұзақ уақыт сақтау мен мутациялық
өзгерістерді ескерту, яғни табиғи қалпына жақын максималды жағдайды ұстап
тұру [1].
Cүтқышқыл бактерияларын әртүрлі әдістермен ұзақ уақыт сақтауға
болады. Солардың ішінде ең қолайлысы және тиімдісі лиофилизация болып
табылады. Лиофилизация дегеніміз вакуумда мұздатылған бактерия
суспензиясынан суды жою, яғни мұнда су сұйық фазадан өте отырып буланады.
Бұл әдіс микроорганизмдерді ұзақ уақыт сақтауда ең тиімді, әрі эффективті
болып табылады. Осы әдісті пайдалану барысында көптеген әртүрлі бактерия
топтары мен бактериофагтарды тіршілікке қабілетті күйінде 30 және одан да
көп жыл сақтауға болады.
Жылы жерде сақтаған сүттің ашитынын және ашыған жағдайда дәмді болып,
ағзада тез қорытылатынын адамзат баласы өте ерте кезден - ақ байқаған.
Сондықтан да ашыған қышқыл сүт өнімдері байырғы сүт тағамдарына жатады.
Л.Пастердің ашу және шараптың зиянкестері туралы әңгімесінен кейін ғана
ашыған сүтті ғылыми деңгейде зерттей бастады.
Сүт қышқылы бактерияларын биотехнологиялық процестер арқылы тағам
өнімдерін алуда, мал азығын сүрлем дайындауда және олардан органикалық
қышқылдар алуда кеңінен қолданғандықтан, оларға деген ғылыми қызығушылық
қазіргі таңда дамып келеді [2].
Сүт қышқыл бактериялар адам мен жануарлардың асқазан ішек жолының
қалыпты микрофлорасын құрайды. Сүтқышқыл бактериялары үшін элективті орта
сүт және сүт өнімдері болып табылады. Олардың табиғатта таралуын қор
заттары мен энергия қабылдау қабілетімен анықтайды. Күнделікті жағдайда
олар сүтте, сүт өнімдерінде және оларды өндіретін орындарда, өсімдіктерде
және кең таралған өсімдік қалдықтарында, адам мен жануарлардың ішектері мен
шырышты қабаттарында кездеседі.
Көптеген ғалымдардың пікірінше, бүгінгі күнде әлемде медицина және
тағам өнеркәсібі экономиканың тез дамып келе жатқан саласына жатады. Әрине
бұл дамудың векторы ұлттық ерекшеліктер мен қаржылық мүмкіншіліктерге
байланысты өзгеруі мүмкін, алайда дәл осы салада жаңа өнімдердің түрлері,
сонымен бірге жаңа технологиялардың жаңалықтары ашылуда. Осындай алдыңғы
қатарлы салалардың біріне тағам және медицина биотехнологиясын жатқызуға
болады [3].
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
1. Cүтқышқыл бактерияларына жалпы сипаттама. Табиғатта таралуы.
Қолданылуы.
Сүтқышқыл бактериялары табиғатта кең таралған. Олар өсімдіктердің
эпифитті микрофлорасының құрамына кіріп, өсімдіктердің тамыры мен
топырақта, адам мен жануарлардың ішектері мен шырышты қабаттарында
кездеседі. Өсімдік мүшелерінің беттерінде тіршілік ететін сүтқышқыл
бактериялары көп емес. Олардың түрлері жыл мезгіліне байланысты өзгеріп
отырады, жазғы айларда кокка тәрізділер басым болса, ал күзде таяқша
тәрізділер жиі ұшырасады. Эпифитті микрофлорадағы сүтқышқыл
бактерияларының құрамы өсімдіктердің түріне де байланысты болады. Жабайы
өсетін өсімдіктерге қарағанда мәдени өсімдіктерде сүтқышқыл бактериялары
көп таралған. Сүтқышқылы бактерияларын топырақтың әртүрлі типтерінен де
табуға болады. Олардың көп мөлшері қара топырақты жерлерде кездеседі,
шабындық және шабындық - бетпақ жерлерде аз, ал шөл далада өте аз мөлшерде
болады [4].
Сүт қышқыл бактериялар құстардың, жылы қанды жануарлардың, әсіресе,
сүтқоректілердің ас қорыту мүшелерінде кездеседі. Оларды адамдардың да ас
қорыту жүйесінің бөлімінен табуға болады. Бала өмірінің алғашқы айларында
Streptococcus lactis, Streptococcus faecium–нің кездесуі басым болатын
болса, төртінші айдан бастап алғашқы екі түрі ығыстырылады да орнына
неғұрлым көп мөлшерде лактобациллдер ( L. planetarium, L. aсіdophilus, L.
fermenti, L. casei) дами бастайды. Нәрестелік шақта ас қорыту жүйесінен
бифидобактерияларды табуға болады. Ересектердің ауыз қуысының микрофлорасын
қарау арқылы сүтқышқыл бактериядарын анықтауға болады [5, 6].
Сүтқышқыл бактерияларын бір кең топқа біріктірудің өзі ашу барысында
басты өнім ретінде сүт қышқылын түзетіндігіне негізделген. Сүт қышқылы
бактериялары көмірсуларды негізгі өнім ретінде сүт қышқылына дейін
ашытатын, қозғалмайтын, спора түзбейтін, грам оң, пигмент түзбейтін
нитратты нитритке дейін тотықсыздандырмайтын микроаэрофильді
микроорганизмдер тобы. Бұл бактериялар тобы адамзат баласына ертеден
белгілі болған. Содан бері оларды үй жағдайында және тағам өнеркәсіптерінде
тағам мен сусындарды ұзақ уақыт сақтау, өңдеу үшін пайдаланып келеді.
Микробиология ғылымының дамуына байланысты сүтқышқыл бактериялардың
морфологиялық және физиологиялық, дақылдық қасиеттері мен оларды қолдану
сферасы жөнінде білімдер жан – жақты дамыды [7]. Лактобациллалар сүт, дән
және ет өнімдерінде, ағын суда, сырада, шарапта, жемістер мен шырындарда,
маринадтарда кездеседі. Олар адамдар мен көбінесе жылы қанды жануарлардың
ауыз қуысында, ішек жолдарында және қынаптың қалыпты микрофлорасының өкілі
болып табылады, әдетте патологиялық процестер тудырмайды. Лактобактериялар
медицина мен ветеринарияда емдік препараттар мен биологиялық белсенді
қоспалар ретінде пайдаланылатын заттардың құрамында болады. Қазіргі таңда
лактобактериялардың мынадай биологиялық қасиеттеріне көп назар аударылуда:
адгезивті, антагонистік, иммуномодульдеуші, ісікке қарсы қасиеттері және
тағы басқалар.
Сүтқышқыл бактериялары сүт өндіру технологиясында маңызды орын алады.
Олар сүт қантын сүт қышқылына дейін ашыта отырып, рН – тың төмендеуіне,
казеиннің ұюына және қышқылға сезімтал микробтардың тіршілікке
қабілеттілігін басуға алып келеді [8].
Сүт қышқылды бактериялары клетка формасы бойынша таяқшалар және
коккалар. Әрбір жеке клеткалардың мөлшері әрқайсысында әртүрлі.
Lactobacillaceae тұқымдасының Lactobacillus туысы мөлшері 1,0-10×0,5-1,2
мкм таяқша тәрізді бактериялардан тұрады. Түрлерінің көпшілігі қозғалмайды.
Ауада өсіп-көбейе алады, алайда кейбіреулері қатаң анаэробты болып келеді;
аэробты жағдайда қоректік орта құрамына тиогликолят және цистеин қосқанда
олар өте жақсы өседі. Көмірсуларды ыдыратады, глюкозаны ашытқанда рH=1
немесе одан да төмен болады. Нитратты тотықтырмайды, казеинді ыдыратпайды,
индол және H2S түзбейді. Бактериялардың қоректік орта құрамына талабы
жоғары және оған қоса амин қышқылы, витамин, май қышқылы, көмірсу және
нуклин қышқылын қажетсінеді. Қанды агарда сұрғылт түсті S- колониялар
түзеді. Оптимум өсу температурасы 30-40ºC; рН оптимумы 5,5-5,8. Түрлері
биохимиялық қасиеттері мен әртүрлі температурада өсу қабілеттілігіне
байланысты анықталады. Lactobacillus туысының өкілдері пішіні бойынша қысқа
кокка тәрізділерден ұзын жіпше тәрізділерге дейінгі таяқша тәрізді сүт
қышқылды бактериялар. Лактобациллалар сүт қышқылды өнімдерді, қатты
сырларды дайындауда маңызды орын алады [8]. Солардың бірі L. plantarium
ұштары дөңгеленген, тік таяқша тәрізді бактериялар. Ұзындықтары әртүрлі –
0,7-1,1- ден 3,0-8,0 мк- ге дейін, жеке немесе тізбектеліп орналасқан
клеткалар (Pederson, 1936).
Сүтте кең таралған бұл туыстың бір түрі Lactobacillus casei қысқа
немесе салыстырмалы ұзын, жіңішке таяқша пішінді клеткалар. Кейде аздап
иілген, қос-қостан жұптасып немесе тізбектеліп орналасқан.
Lactobacillus bulgaricus ұзын таяқшалар, гомоферментативті,
Str. thermophillus – пен бірігіп йогурт дайындауға қолданылады, сонымен
қатар оны қатты сырларды дайындауға пайдаланады. Оптимальды өсу
температурасы 40-45°C [9].
Lactobacillus lactis ұзын жіпшелер түзеді, адам мен жылықанды
жануарлардың қалыпты микрофлорасын құрайды. Оптимальды даму температурасы
40°C.
Температура әсеріне байланысты сүтқышқыл бактериялары мезофильді және
термофильді болып бөлінеді. Мезофильдер үшін қолайлы температура 20-30°C,
ал термофильдер үшін 30-40°C.
Сүт және сүт өнімдерінде L. delbrucki, L. lactis, L. асіdophilus
кездеседі. Ағзадағы физиологиялық процестерге лактобациллалардың қатысуы
біріншіден, қанттарды сіңіру кезінде күшті антисептика – сүт қышқылының
түзілуімен байланысты. Қышқылды ортада кальцийдің, темірдің, Д витаминінің
майлардың сіңірілуіне және сүттің негізгі ақуызы - казеиннің сіңуіне
көмектеседі, нәтижесінде, патогенді микрофлораның көбеюіне әсер етеді.
Лактобациллалардың тіршілік етуі органикалық қышқылдардың түзілуі мен басқа
белсенді метаболиттерге және микрорганизмдердің биотопқа колонизациясының
жүруімен байланысты [8].
Сүт қышқылын түзуі. Барлық сүт қышқылы бактерияларын көмірсулар
ферментациясы кезінде сүт қышқылын түзу мөлшеріне байланысты былай деп
бөледі: қатаң гомоферментативті (лактат 85% ), қатаң гетероферментативті
(лактат 50%) және факультативті-гетероферментативті (65-70%)
лактобациллалар.
Газ түзуі. Лактобациллаларды сонымен қатар кейбір фенотиптік
белгілеріне қарап жіктеуге болады. Мысалы, глюкоза ферментациясы кезінде
газ түзу қабілетіне байланысты оларды газ түзетіндер және газ түзбейтіндер
деп бөледі: Газ түзбейтін бактериялар қатты қоректік ортада тегіс және
өрнекті колониялар түзеді; Газ түзетін бактериялар жұмсақ, мамықтай
(вязкие) ақшыл колониялар түзеді.
Streptococcus туысының бактериялары – гомоферментативті, яғни олар
қанттың 90 % - дан көбін сүт қышқылына дейін ашытады, тек аз ғана мөлшерде
сірке қышқылы мен спирт түзіледі. Пішіндері жағынан дөңгелек немесе аздап
сопақша тәрізді, диаметрі 0,5-0,6-дан 1 мк-ге дейін жетеді, жеке-жеке,
жұптасып немесе әртүрлі ұзындықта тізбектеліп орналасқан клеткалар. Бұл
туысқа Streptococcus lactis, Str. cremoris, Str. diacetilactis, Str.
thermophillus жатады.
Алайда, Орла – Иенсеннің (Orla-Jenson, 1942) көрсеткен мәліметтері
бойынша, бұл туысқа жататын Streptococcus lactis клетка пішінінің ұзындығы
енінен ұзын болғандықтан, формасы бойынша таяқша тәрізділер қатарына
жатқызылған. Бұлардың клеткалары тізбекше болып орналасқан. Оптимальді өсу
температурасы шамамен - 30°C. 25°C-та ұшқыш қышқылдарды көптеп түзеді. Мұны
да қышқыл сүт тағамдарын дайындау үшін қолданады [8, 10, 11].
Streptococcus lactis таза культурадан бөлініп алынған ең алғашқы
микроорганизм (Листер 1873 жылы бөліп алған). Бұлар өсімдіктерде кездеседі.
Шаңмен және өсімдік бөлшектерімен сауу қондырғыларына, сонан соң сүтке
түседі. 25°C температурада сүт қышқылын ашыту барысында рН көрсеткішін
шамамен 4,5-ке дейін төмендетеді және казеиннің түсуі нәтижесінде сүт
ұйиды.
Streptococcus cremoris (сливочный стрептококк). Streptococcus lactis-
тен морфологиялық жағынан ұзын тізбек түзетіндігімен ерекшеленеді.
Оптимальді өсу температурасы 20-25°C. 10-18°C-де шырыш түзуге қабілетті.
Солтүстік елдерде бұл стрептококк түрі ерекше тұрақты сүт қышқылды
өнімдерді дайындау үшін пайдаланылады. Сүт қышқылды бактерияларының
ұйытқысында Streptococcus cremoris пен Streptococcus lactis өнім
консистенциясын қоюландыра түседі.
Streptococcus diacetilactis сүтте тек сүт қышқылын ғана емес, ацетоин
және диацетил секілді маңызды ароматты майлар, СО2 түзеді. Лимон қышқылын
ашыта алады. Оптимальді өсу температурасы – 25-30°С. Оны май дайындауға
арналған ұйытқыға қолданады.
Streptococcus thermophilus жоғары температурада тіршілік етуге
бейімделген. Қысқа уақыт пастеризацияға тұрақты, алайда жоғары
температуралы пастеризацияда тірішілігін жояды. Клеткалары тізбектеліп
орналасқан. Сахарозаны жақсы ашытады. Болгар таяқшасымен бірге айран
ұйытуда қолданылады. Сыр дайындауда да маңызы зор. Пенициллин мен кейбір
антибиотиктерге өте сезімтал, сондықтан да сүттегі антибиотиктерді
биологиялық анықтауда тест – микроб ретінде қолданылады.[8, 9, 12].
Leuconostoc туысының бактериялары - жасушалары жұмыртқа тәрізді
немесе дөңгелек, жекелеп, қосарланып немесе қысқа тізбекті болып
орналасады, диаметрі 0,5-тен 0,8мкм-ға дейін, грам оң боялады.
Хемоорганотрофты, өсуі үшін никотин қышқылы мен биотинді қажетсінеді. Сүт
қышқылын этанолды және көмірқышқыл газын түзе отырып, глюкозаны ашытады.
Штамдардың кейбіреулері сүтті ашытып, біртіндеп ұйытады. Оптимальды өсу
температурасы 20-300С аралығында болады.
Leuconostoc туысы екі топқа бөлінеді. Бірінші топтың өкілдері
ферменттелген көкөніс, сүт және сүтті тағамдарда қанттың шырышты
ерітіндісінен табылып бөлініп алынған. Екінші топқа бір-ақ түр Lеuconostoc
oenos жатады. Ол рН 4,8 - 4,2 және оннан төмен қышқыл қоректік ортада өседі
және сүтті томат сөлі бар ортаны қажетсінеді. Leuconostoc туысында 4 түрі
бар: Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc paramesenteroides, Leuconostoc
laktis, Leuconostoc oenos. Бұл бактерия өкілдері өсімдіктерде кездеседі
және морфологиялық жағынан стрептококтарға ұқсайды. Олар қантты
гетероферментативті жолмен ашытады, яғни сүт қышқылының аз ғана мөлшерімен
қоса сірке қышқылын және ароматты заттарды (ацетоин және диацетил) түзеді.
Жалпы бұл туыс өкілдері өнімге ароматты иіс беру үшін қолданылады [12].
Pediococcus туысы - Pediococcus туысы Streptococcaceae тұқымдасына
жатады. Олар морфологиясы жағынан микрококкаларға ұқсайды, кейбір
штамдардың NaCl-ға төзімділігі мен каталаза активтілігі әлсіз болады.
Дегенмен, микрококктар педиококктарға қарағанда қант болмаған жағдайда да
жақсы өсіп, пигмент түзеді. Педиококктардың жасушалары қозғалмайды, спора
түзбейді. Клеткалары бір –бірден, қосарланып немесе шоғырланып орналасады.
Грам бойынша оң боялады. Колониялары тегіс, дөңгелек, көлемі 1,0-2,5 мм
аралығында. 30°С-та өседі, оптимум температура 25-40°C. Гомоферментативті
процесте сүт қышқылымен бірге диацетил және басқа да өнімдер түзіледі.
Күрделі қоректік заттарды: амин қышқылдарын, никотин қышқылын, биотин,
кейбір фиолий қышқылын керек етеді. Глюкозадан, фруктоза мен маннозадан
қышқыл түзеді, бірақ газ түзбейді. Көптеген штамдар крахмалды
ферменттемейді. Оттегіге деген қатысына байланысты микроаэрофилдер немесе
анаэробтар, кейде көмір қышқыл газын талап етеді. Каталаза түзбейді,
нитратты нитритке тотықсыздандырмайды, желатинді сұйылтпайды. Сүт қышқылын
түзетін түрлері белгілі, олардың D-, L- пішінінің қатынасы культивирлеу
жағдайына байланысты. Температураға, рН орта мен NaCl-ға төзімділігіне
байланысты түрлерге жіктеледі. Педиококктар тұздалған көкөністерде,
сүрлеуде, ірімшік, сүт, сыра, ет тағамдарында, жануарлардың ас қорыту
жүйесінде кездеседі[12,13].
Cүт қышқылы бактерияларының қолданылуы. Сүт қышқылы бактерияларының
табиғатта, соның ішінде адам өмірінде алатын орны ерекше. Қазіргі кезде
оларды көптеген практикада қолданады. Жалпы сүт қышқылы бактериялары тиімді
болғандықтан, оларды жан – жақты зерттеу микробиология және
биотехнологияның маңызды мәселелерінің бірі.
Тағам даярлау мәселесіне көңіл аударсақ, микроорганизмдердің
көпшілігі өте ертеден бастап ашу үрдісінде маңызды рөл атқарып келе жатыр.
Олардың көмегімен жүретін көптеген процестер – нан, шарап, сыра, мал
азықтық сүрлем дайындауда, әртүрлі көкөністерді тұздап ашыту және басқа да
сүт тағамдарының көптеген түрлерін даярлауда белсене қатысатыны баршаға
аян. Осыған қарамастан микробиология саласындағы атқарылған көптеген
зерттеулер микробтар қатысатын үрдістерді реттей отырып, сапалы өнімдер
алуда көптеген жаңалықтар енгізді. Микроорганизмдер қатысатын тағам
өнімдерінің сапасы, олардың осы тағамдарға тән қасиеті бар топтарының
белсенді әрекетіне байланысты. Сондықтан олардың ең белсенді түрлерін
сұрыптап алып қолдану, сапалы өнімнің кепілі болмақ.
Әрбір микроорганизмдердің қасиетіне байланысты арнайы салаларда
қолдануға болады. Сүт қышқыл бактерияларының антагонистік қасиеттері нан
өнеркәсібінде, мал азықтық сүрлем дайындау, көкөністерді тұздап ашытуда
ескерілсе, сүт және сүт өнімдерін ашытуда протеолитикалық белсенділігіне,
ұю уақытына қарай іріктеледі. Екінші реттік шикізатты өндірісте қолдануда
да сүт қышқыл бактериялары жетекші рөл атқарады. Мысалы: көк сүтті,
майсызданған сүтті, кеуекті сүт қышқыл бактерияларын ашытып дәмді сусындар,
тағамдар алады. Соңғы уақытта өндірісте, тамақ өнеркәсібінде, медицинада,
ветернарияда тірі микроорганизм – симбионт клеткаларынан тұратын препарат
пробиотиктер кең қолданыс табуда. Пробиотиктер тағам өндірісінде,
медицинада қолданыла отырып, дисбактериоз және ішек ауруларын емдеу,
ауылшаруашылық малы мен құстың өсіп – жетілуі үшін стимулятор ретінде
қолданылады.
Сүт өнімдерін қолдануда ұзақ жылдық тарихы бар біздің елде
пробиотикалық тағамдарды пайдалануда өзінің артықшылығы бар, себебі, оларды
сүт өнімдерінің туысы деп айтуға болады. Осыған байланысты пробиотиктердің
тарихы орыс ғалымы И.И. Мечниковтың ерте қартаюдың себебі асқазан - ішек
жолының микрофлорасының өзгеруінен болатынын және оның құамында тірі дақыл
Lactobacillus bulgaricus бар болгариялық қатықтың көмегімен қарсы тұруға
болатыны туралы гипотезаны ойлап шығарудан басталған. Пробиотикалық
тағамдар – пробиотикалық бактериялардың организмде азаюы, әр түрлі
ауруларға әкеледі. Ал пробиотикалық сусындар осылардың алдын алады. Адам
организміне жақсы әсер ететін жаңадан сүт қышқылды өнімдер шығарылуда.
Осының нәтижесінде тағам өндірісінде жаңа түсінік "тамақтанудың
функционалдық өнімдері " пайда болды [10].
Микроорганизмдерді пробиотиктерге жатқызу үшін бірқатар талаптарға
сай болу керек. Дәлірек айтсақ, пробиотикалық бактериялар ішекте колония
құру және тіршілік етуге қабілетті болуы қажет, асқорыту ферменттерінің
жұмысына тұрақты болу керек. Осы талаптарға сай пробиотикалық
микроорганизмдерге лактобактериялардың: L. plantarium, L. acidophilus, L.
bulgaricus жатқызуға болады. Пробиотикалық тағамдарға: "Биокефир", "Агуша",
Actimel, Lacta+лактулоза - ны жатқызуға болады [17, 18].
Cүт қышқыл бактериялары кейбір антибиотиктер және химиотерапевтік
заттардың әсерлеріне ұқсас, адам, жануар денсаулығына, өндіріске кажетсіз
микрофлораға антоганистік қасиет көрсетіп, мал, өсімдік өнімдеріне,
қоршаған ортаға зақым келтірмейтін, экологиялық таза өнім болып саналады.
Әртүрлі патогенді микроорганизмдер тудыратын ауруларды емдеуде
антибиотиктер кеңінен қолданылады. Нәтижесінде асқазан – ішек жолының
қалыпты микрофлорасы сандық және сапалық жағынан өзгеріске, яғни
дисбактериозға ұшырайды. Сондықтан да антибиотиктермен бірге таза
микроорганизммен ашытылған сүт қышқылды тағамдарды қолдану (әсіресе, ұлттық
сусын шұбатты) асқазан – ішек микрофлорасын қалпына келтіреді. Сонымен
бірге антибиотикке резистентті штамдарды қолдану тиімді екені белгілі.
Осыған орай ұлттық сусын шұбатты үй және өндірістік жағдайда таза
микроорганизм штамдарымен ашытудың, дәмді сусын дайындаудың адам асқазан –
ішек микрофлорасына қалыпты жағдай жасауда, емдік қасиетін арттыруда
тигізетін әсері орасан зор. Ал, нан, картоп ауруынан сақтандыру, оны
болдырмау мақсатында сүт қышқылы бактериясының B. subtilis, B. mesentericus
және басқа да сапрофитті микроорганизмдерге тигізетін антоганистік әсерін
зерттеу, өндірісте сапалы өнім алуда негізгі мақсат болып саналады [17,
19].
Өндірісте сүт қышқылын алуда тез өсетін және аз уақыт ішінде көптеген
сүт қышқылын туғызатын термофильді таяқшалы штамм түрлері L.bulgaricus, L.
delbruеckiі, L. leuchmanii қолданылады. Бактерияларды 50ºС дақылдайды. Егер
пентозаны субстрат ретінде пайдаланса, соған сәйкес Lb.pentosus қолданады.
Сүт сарысуының ашуы үшін Lb.bulgaricus, Lb.casei қолданылады. Малеинді
қышқылдан лактат алу үшін Lb.casei пайдаланылады[20].
Жалпы қорыта айтқанда сүтқышқыл бактерияларының табиғатта алатын орны
орасан зор.
2 Сүтқышқылы бактерияларының биотехнологияда маңызды
қасиеттері
Сүтқышқыл бактерияларының өздеріне тән негізгі ерекшелігі -спиртке
төзімділігі, кейбір түрлері құрамында 15-18% этил спирті бар ортада өсе
береді, сол сияқты спирттің жоғары концентратциясында (24% - ке дейінгі )
да өсетін түрлерінің барлығы анықталған.
Қоректенуіне байланысты сүт қышқылы бактерияларының гетеротрофты
түрлері қарапайым синтетикалық ортада өспейді. Энергия көзімен бірге , амин
қышқылдарын, витаминдерді, пурин және пиримидинді қажетсінеді. Моно- және
дисахаридтер (глюкоза, лактоза, сахароза, мальтоза) негізгі энергия көзі.
Өте сирек кездесетін түрлері ғана полисахаридтерді (крахмал және инклин)
ашытады.
Ашитын көмірсулар болған жағдайда аминқышқылдарын пайдаланады. Сонымен
бірге, урон қышқылдары көмірсулы қоректену көзі болып табылады. Кейбір
гомоферментативті сүт қышқылы бактериялар СО2 - ні құрамында ұстап бекіту
қасиеті бар. Мәселен, S. lactis.
Сүт қышқыл бактериялар өзінің өсуі үшін азоттың органикалық түрлерін
керек етеді. Оларға амин қышқылдарының қоспасы немесе еттің, казеин, сүт,
бұршақтың кеуегі мен ұнның қышқылды және ферментативті гидролизаттары
жатады. Әрбір түрлерінің аминқышқылды қажетсінуі әрқалай болады. Кейбіреуі,
мысалы L. arabinosus қоректік ортаға 8-10 аминқышқылы қатынасында өсетін
болса, келесі біреулері, мысалы L.mesentericus 17-19 аминқышқылын
қажетсінеді.
Көпшілік сүт қышқыл бактерияларына аргинин, цистеин, глутамин глутамин
қышқылы, лейцин, фенилаланин, триптофан, тиронин, валин қажет.
Сүт қышқылы бактерияларының қалыпты дамуы үшін витаминдер де керек.
Лактобацилл мен стрептококтардың көпшілік түрі витамин В6-ның бос және
байланысқан түрлері пиродоксин, пиродоксал, пиродоксамин,
пиродоксальфосфат, пиродоксаминфосфаттарды қажетсінеді. Біреулері
пиродоксал қатысында жақсы өссе, екінші біреулеріне қосымша пиродоксамин
керек. Ал үшіншілері витамин В6 - ның фосфорлы түзілістерін қажет етеді. S.
lactis - тің өкілдеріне витамин В6 - ның керегі жоқ. Керісінше, олардың
дамуы үшін витаминдер де керек, ал кейбір витаминдер үшін, олардың
ерекшеліктеріне байланысты никотин қышқыл және пантотен қышқылының маңызы
зор.
Лактобациллдер өсуі үшін пантотен қышқылы мен биотинді талап етеді.
Айтылған витаминдер клеткада маңызды қызмет атқарады: рибофлавин - ФМН және
ФАД негізін құрушы, тиамин - декарбоксилдеу транскетолаза, никотин қышқылы
- КоА негізін құрушы тотығу - тотықсыздану реакциясындағы электрон
тасымалдаушы, фолий қышқылы - бір көміртекті қосылыстың метаболизміне
қатысады, метил тобын тасымалдаушы, перидоксаль - амин және кетоқышқылдарды
тасымалдаушы
Сүт қышқылдарының витаминдерді қажетсінуі қоректік ортада белгілі бір
аминқышқылдарының, май қышқылының болмауына байланысты. Мәселен, қоректік
ортада дезоксирибозидтер болса, онда сүт қышқылы бактериялары В12-ні керек
етпейді. Егер қоректік ортада аминқышқылдары, тимин, пурин негіздері болса,
онда L. casei және L. faecalis фолий қышқылын қажетсінбейді [12].
Демек, биотин май қышқылының және аспарагин қышқылының синтезі үшін
өте қажет. Қоректік ортада құрамында өсімдік қайнатпасының, ашытқы
саңырауқұлақ автолизатының болуы, сүт қышқыл бактерияларының витаминді
қажетсінуін қанағаттандырады.
Сүт қышқылы бактерияларының өсуі үшін тағы да басқа органикалық
факторлардың, яғни нуклеин, май қышқылының және кейбір аминқышқылдардың
туындыларының маңызы зор. Олардың біреуі өсу факторы болса, ал басқа біреуі
стимулятор, яғни тездеткіш қызметіне қатысады. Кейбір дақылдар тимидинде
өспейді. Белок гидролизаты, лимон, сірке, олеин, линолен, линол қышқылдары
сүт қышқылы бактерияларының өсуін тездетеді [8].
Сүт қышқылы бактериялардың дамуына марганец, натрий, калий, фосфор,
темір және басқа органикалық емес қосылыстар керек. Бұл қосылыстардың
көпшілігі қызамық, капуста сөлінде және басқа да табиғи субстраттарда
кездеседі. Әлсіз биосинтетикалық мүмкіншілік ферментативтік активтілікті де
анықтайды. Сүт қышқылы бактерияларында каталаза болмайды. Каталаза кейде
сүт қышқылы бактерияларын жылытылған қан және гематин қосылған қоректік
ортада өсіргеңде байқалады. Пероксидаза өндіруші түрлер өте сирек
кездеседі. Сүт қышқылы бактерияларында протеиназалар мен пептидаза да
болады және олар коккаларға қарағанда таяқша тәрізділерде мөлшері жоғары
болады. Белок гидролизі жасуша ішілік және жасуша сыртындағы протеаза
арқылы жүзеге асады. S.lactis - те 2 фермент бар екені анықталды. Біреуі
жасуша мембранасымен байланысса, екіншісі цитоплазмада орналасады. Ірімшік
өндіруде ұйытқы бактериясын іріктеп аларда әдетте, протеолитикалық
активтілікті есепке алады [12].
Қышқыл түзу белсенділігі. Сүт қышқылы бактерияларының негізгі қасиеті
ашу процесі барысында негізгі өнім ретінде сүт қышқылын түзе алу
қабілеттілігі болып табылады. Сүт қышқылы бактерияларының көмегімен
көмірсуларды ашыту барысында сүт қышқылының екі изомері түзіледі: L (+)
және D (-). Бұлар бір-бірінен оптикалық айналымы, адам организміне әртүрлі
әсер ететіндігімен ерекшеленеді. L(+)-сүт қышқылы организмге физиологиялық
жақсы әсер көрсетсе, D (-) - сүт қышқыл ацидоздың дамуын тудырады.
Нәрестелердің ферменттік жүйесі D (-) - сүт қышқылының алмасуын қамтамасыз
ете алмайды, сондықтан балалар тағамдарына қолданылатын микроорганизмдер L
(+) сүт қышқылын түзуге қабілетті болуы керек [8, 10].
Түзілген сүт қышқылының формасы белгілі бір микроорганизм түріне
байланысты. Сонымен мезофильді сүт қышқылды стрептококтар, ацидофильді
таяқшалар L (+) - сүт қышқылын, термофильді стрептококктар оптикалық табиғи
LD-формасын, болгар таяқшасы D (-) - сүт қышқылын түзеді. Сүт қышқылының 2
изомерін түзуі, пирожүзім қышқылын сүт қышқылына дейін тотықтыратын, сондай
- ақ сүт қышқылының 2 оптикалық изомерінің арасында изомеризация реакциясын
катализдейтін лактатрацемаздардың арнайылылығына тән.
Сүтқышқыл бактерияларының қышқыл түзу белсенділігі сүтте даму
барысында сүт қышқылын жинақтау жылдамдығымен және сүтті ұйыту уақытымен
бағаланады. Сүт қышқылды стрептококтардың белсенді штаммдары сүтті 5-7
сағатта, термофильді сүт қышқылды таяқшалар 3-4 сағатта ұйытуға қабілетті.
Сүт қышқылы бактерияларының жоғары қышқыл түзу белсенділігі сүтте олардың
жоғары жылдамдықпен өсуіне тән. Сүт қышқылы бактерияларының кейбір түрлері
қышқыл түзу белсенділігі төмен болғандықтан, көбеюі үшін ашытқы автолизаты,
жүгері экстракті және тағы да басқа қосымша факторларды қажет етеді [10,
19].
Сүт қышқылды ашу процесі. Сүт қышқыл бактериялары энергияны гексоза,
дисахарид және полисахаридтердің ашуы нәтижесінде жинақтайды.
Сүтті ашыту кезінде негізгі өнім ретінде сүт, пропион, лимон, сірке және
май қышқылдары түзіледі. Сүт құрамындағы лактоза микроорганизмдер арқылы
гидролизденіп глюкоза және галактоза түзіледі. Олар кейін L-, D- немесе LD
- қышқылына айналады. Сүт қышқылының концентрациясы жоғарылағанда және рН 4-
5 дейін төмендегенде сүзбелік масса түзіліп, сарысу бөлінеді. Сүттің ұюы,
сүт қышқылының әсерінен, казеиннен, кальций ионының бөлінуінен болады,
ақуыз параказеинге айналып, тұнбаға түседі.
Ашу процесінің сипатына қарай сүт қышқылы бактерияларын мынадай екі
топқа бөледі: 1)Гомоферментативті; 2)Гетероферментативті.
Гомоферментативті сүт қышқылды ашу процесі барысында қант тек қана сүт
қышқылына дейін ғана ыдырайды:
С6Н1206 → 2СН3 — СНОН — COOH
глюкоза лактат
Гомоферментативті сүт қышқылды ашуға қатысатын бактериялар:
L.delbrueckii, Str. lactis, Str. cremoris, L. helveticus, L. acidophillus,
L. plantarium, L. casei [25].
Гомоферментативті сүт қышқылды ашу Эмбден - Мейергоф - Парнас жолымен
жүрсе, гетероферментативті ашу пентозафосфатты жолмен жүретіндігі
дәлелденген [9].
Сүт қышқылды ашу процесінің нәтижесінде екі молекула АҮФ және екі
молекула сүт қышқылы пайда болады. Кейбір гомоферментативті сүтқышқыл
бактериялар цитраттан хош иісті заттар диацетил, ацетоин түзеді. Бұл
процестің басты ферменті – цитратлиаза [26].
Гетероферментативті сүт қышқылды ашу процесі:
С6Н1206 → СНЗ — СНОН — СООН+СНз — СН2ОН + С02
глюкоза лактат
этанол
Гетероферментативті сүт қышқылды ашуға қатысатын лактобактериялар: L.
brevis, L. fermentum, Str. diacetilactis, Leuc.cremoris.
Гетероферментативті сүт қышқылды ашу процесінің нәтижесінде сүт қышқылының
бір молекуласы, бір молекула АҮФ, бір молекула этанол және бір молекула С02
түзіледі [26].
Гомороферментативті сүт қышқылы бактериялары бір ғана сүт қышқылын
өндіреді. Бұларда глюкозаның катаболизімі фруктоза бифосфатты жолымен
жүреді, ал сутегі пируватқа беріледі. Лактат дегидрогеназаның
стереоспецификалығына және лактат рацемазының жекелігіне байланысты қандай
өнім түзілетіні белгілі болады. Пируваттың бір бөлігі ғана карбоксильденіп,
сірке қышқылына, этанол мен көмірқышқыл газы, сүт қышқылы ацетоинге
айналады. Қосымша түзілетін өнімдердің саны оттегіне байланысты.
Гетероферментативті сүт қышқылды бактерияларда фруктоза бифосфат жолындағы
негізгі фермент - альдолаза мен изомеразаның үш фосфаты жоқ. Лактаттың
бастапқы айналымы тек қана пентозафосфаттық жолмен жүреді, яғни, глюкоза 6
- фосфат 6 - фосфоглюканат және рибулоза - 5 - фосфат эпимераза әсерінен
ксилулоза 5 - фосфатқа айналады, бұл пентоза фосфокетолоза катализдейтін
тиамин пирофосфат тәуелді реакция нәтижесінде, глицеральдегидфосфат және
ацетил фосфат ыдырайды. Lactobacillus plantarum глюкозаны гомоферментативті
жолмен ашытып, ал пентозаны фосфокеталаза көмегімен ыдыратып, лактат пен
ацетатқа айналдырады. Дәл осындай гомоферментативті бактерия Lactobacillus
casei глюкозаны гомоферментативті жолмен ацетат пен лактатқа айналдырады.
Фосфокетолозаның синтезін рибоза индуцирлейді. Егер рибозасы бар ортада
өскен клеткаларды бөліп алсақ, одан кейін олар глюкозаны да
гетероферментативті бактериялар сияқты ашытады [12].
Протеолитикалық белсенділік. Сүт қышқылы бактерияларының сүттегі
ақуыздарды қарапайым азотты қосылыстар арқылы ыдыратуға қабілетті маңызды
қасиеттерінің бірі. Сүт қышқылы бактерияларының барлығы бірдей
протеолитикалық белсенділікке ие емес және бір түрге жататын
микроорганизмдер ішінен осы белгісі бойынша бір - бірінен ерекшеленетін
штаммдар да кездеседі.
Сүт қышқылы бактерияларының протеолитикалық фермент жүйесі және оған
әртүрлі факторлардың әсері айтарлықтай жан - жақты зерттелген. Сүттегі
ақуыздардың гидролизі сүт қышқылы бактерияларының клетка ішілік, клетка
сыртылық протеиназаның көмегімен жүзеге асырылатындығы зерттелген.
Клеткасыртылық протеиназа қоректік ортада дақылдың бастапқы өсу фазаларында
байқалады. Жалпы протеиназаның белсенділігінің өсуі клетка популяциясының
өсуімен параллельді өседі. Клетка қабырғасына жақын орналасқан
протеиназалар бактериялардың клетка қабырғасы арқылы клетка ішіне өтетін
казеин молекуласын ірі емес пептидтерге ыдыратады. Клетка ішілік
протеиназалар пептидтерді аминқышқылына дейін гидролиздейді.
Клетка ішілік пептидазалардың локализациясын зерттей отырып, ғалымдар
бұл ферменттер клетка цитоплазмасында орналасатынын анықтады. Кейбір
пептидазалар рибосомамен байланысқан [10, 19].
Сүт қышқылы бактерияларының сапалық және сандық құрамына байланысты
сүт ақуыздарының ыдырауы барысында әртүрлі аминқышқылдарын белгілі бір
қатынаста жинақтауы мүмкін.
Жоғары протеолитикалық белсенділікке ие термофильді бактериялар
ретінде L .bulgaricus, L. acidophilis, L. helventicus, L. lactis және тағы
басқалар белгілі. Сүт белоктарын гидролиздеуге қабілеттілігі төмен сүт
қышқылдарының түрлері Str. lactis, Str. cremoris, Str. diacetilactis.
Төменгі протеолитикалық белсенділікке
леуконостоктар,
стрептобактериялардың ішінен таяқшалар ие [10, 12].
Липолитикалық белсенділік. Сүт өнімдерінің дәмі мен иісі көбінесе
майдың гидролитикалық ыдырау өнімдерінің жиналуымен анықталады. Бұл
процесте маңызды рөлді сүт қышқылы бактериялары алады. Сүт қышқылы бактерия
түрлерінің штаммдары субстрат ретінде триглицеридті пайдалана алады. Сүт
қышқылы бактерияларының штаммдарының ішінен жоғары липолитикалық
белсенділікке ие түрлеріне L. lactis, L. acidophilis және Str.
diacetilactis, ал төменгі белсенділікке ие түрлерінен Str. lactis және
Str.thermophilus атап айтуға болады. Сүт қышқылы бактериялар субстрат
ретінде триглициридты пайдалана отырып, липолитикалық активтілікті есепке
алады.
Жоғары липазды белсенділікке ие штаммдар құмырсқа қышқылын түзуге
қабілеттілігі төмендегенде С2-ден С4-ке дейінгі үшқыш май қышқылдарының
жоғарғы мөлшерін түзеді [10].
Антибиотикалық белсенділігі. Антибиотикалық заттар бұл сүт қышқыл
бактериялардың үш түрінен - стрептобациллалардан, стрептококк пен
лейконостоктан табылды. Алғашқы екі топ микроорагнизмінен табылғаны туралы
мағлұмат көп. Дегенмен, антибиотиктер тек бірлі жарым дақылдардан ғана
бөлінген.
L. bulgaricus-те Е. соіі-дің өсуін тежейтін зат бар екені анықталды.
Ол заттың массасы 103, және диарея ауруынан сақтандыру үшін
пайдаланылады. L. bulgaricus-тің 14-ші штаммы "болгар" антибиотигін түзу
қасиеті бар продуцент екендігі анықталды. Ол рН-қышқыл жағдайда активтілік
көрсетеді, температураға түрақты, стрептококк, стафилококк, псевдомонас,
сарциналардың өсуін тежейді. L. bulgariсus-тан бірнеше антибиотикалық
заттар лактоцидин, ацидофилин жэне ацедолин алынады. Олар грам оң, грам
теріс бактерияларға қарсы тиімді әсер етеді. Көптеген сүт қышқылы
бактерияларының антагонисттік қасиеті өздері өндіретін сүт қышқылы
немесе сутегінің асқын тотығына байланысты. Мәселен, L. plantarum
түзетін зат псевдомонаданың өсуін ингибирлейді. Ол зат жоғары температураға
тұрақты және каталазамен инактивтелген.
Сүт қышқылының дақылдық ерітіндісінің динамикасы Н202-ң ингибирлеуші
әсерінің динамикасымен бетпе-бет келеді. Өсудің 4 – 5-ші күні Н202-нің
мөлшері 12 мгмл-ден көбірек жинақталғанда, яғни антибиотикалық зат Н202-ге
пара-пар болғанда максималды активтілік байқалды [10].
Сүтқышқыл бактериялары іріңді микроорганизмдердің өсуін тежеу
қабілеті, яғни антагонистік қасиеті ерте уақыттардан белгілі. Зерттеушілер
ұзақ уақытқа дейін мұндай әсердің табиғаты сүт қышқылы бактерияларының
көмегімен жинақталатын органикалық қышқылдардың әсерімен жүреді деп
түсіндірген болатын. Тек соңғы жылдары ғана сүт қышқылы бактерияларының
көпшілігі антибиотикалық заттарды - бактериоциндерді синтездейтіндігі
дәлелденген [27].
Str.cremoris синтездейтін антибиотикалық заттарды А.Оксфорд бөліп
алып, диплокоцин деп атады. Ағылшын ғалымдары А.Маттик және А. Хирш Str.
lactis синтездейтін антибиотикалық заттарды бөліп алды және оны низин деп
атады. Низин антибиотигі көптеген грам оң бактериялардың дамуын тежеп
отырады. Грам теріс бактерияларға, ашытқыларға және зең саңырауқұлақтарына
низин әсер етпейді. Низинге жоғары сезімтал аэробты споралы термофильді
бактериялар: Вас. coagulans, Bac. cereus, Bac. stearothermophilus, сондай-
ақ сүт қышқылы, пропион қышқылы және май қышқылы бактериялары жатады [12].
Низин төмен молекулалы белок болып табылады. Оның жасушаға тигізетін
әсері катионды детергенттерге ұқсас болғандықтан мембрананың өткізгіштігін
бұзады. Антибиотик тамақ өнеркәсібінде ет-сүт, балық және көкөніс өнімдерін
консервілеу үшін, сонымен бірге ірімшікті әртүрлі микроорагнизм әсерінен
бұзылудан сақтау мақсатында кеңінен өндірісте қолданады. Консерві
өндірісінде низинді қолдану өнімнің тағамдық қүндылығын сақтауға септігін
тигізетін консерві стерилизациясының температурасын төмендетеді.
Сүт қышқылы бактериялары басқа да антибиотиктерді синтездейді.
Str.lactis және Str.diacetilactis-тің кейбір штаммдары ішек таяқша тобының
және дизентерия бактерияларына антибиотикалық белсенділік көрсетеді [10,
11].
Болгар таяқшасының дақылынан бөлініп алынған антибиотик булгарикан кең
антибактериалды спектрге ие. Ол термотұрақты және қышқыл ортада максимум
белсенділік көрсетеді.
L. brevis синтездейтін антибиотикалық зат лактобревин жан-жақты
зерттелген. Лактобревин клеткада концентрленеді және эндоантибиотиктер
тобына жатады. L. brevis стафилококтарға, ішек таяқшаларына, дизентерия
бактерияларына антоганистік әсер көрсетеді. Сондай-ақ мынадай сүт қышқылы
бактериялары антибиотикалық қасиетке ие: L. helventicus, L. plantarium, L.
casei. L. рlantarium-нің зерттелген штаммдарының көпшілігі май қышқылы
бактерияларының дамуын белсенді ингибирлейді.
Сүт қышқылы бактерияларының басқа да штаммдармен қатынасы жан-жақты
зерттелуде. Сүт қышқылды өнімдердің емдік құндылығы ұйытқы құрамына сүт
қышқылы бактерияларының антибиотикалық активті штаммдарын қосқанда
жоғарылайтындығы дәлелденген. Ацидофильді өнімдерді қолдану адамға жақсы
әсер ете отырып, зиянды және патогенді микрофлораны басып, асқазан - ішек
жолдарының ауруларын емдейді. Жалпы айтқанда, сүт қышқылы бактерияларының
антибиотикалық белсенділігі селекциялауда ең маңызды белгілерінің бірі
болып табылады.
Лактобактериялар лизоцин, лектролин, низин, лактоцидин, ацидофилин
сияқты бактериоцинді қоспаларды синтездейді. Бактериоциндер - кейбір
микроорганизмдер өндіретін, жақын туыстық микроорганизмдердің тіршілігін
жоятын әсері бар белоктар. Бактериоциндер антибиотиктерге қарағанда тар
спектрлі белсенділікке ие болғанымен, оның әсері айқын көрінеді.
Лактобактериялар мына бактериялардың өсуін тежейді: Bacillus subtilus,
Candida, E.Coli, L. bulgaricus, L. plantarum және т.б. Тіршілігі барысында
лактобактериялар басқа микроорганизмдермен күрделі байланысқа түсіп,
шірікті және іріңді шартты патогендердің өсуін тежейді; біріншіден протей
және де өткір ішек инфекцияларының қоздырғыштарын. Пробиотикалық
бактериялардың антоганистік әсері, органикалық қышқылдарды түзумен,
бактериоциндер мен ингибиторлы протеиндер, соның ішінде, термолабильді және
термостабильді, жоғары және төмен молекулалы антибактериялық субстанциялар
мен антибиотиктерді өндіруімен байланысты. Органикалық қышқылдар қоршаған
ортаға экскрециаланатын метаболизмнің соңғы өнімі [28].
Бактериоциндер - жоғары молекулалы антибиотиктер. Мысалы, колицин
m=50000-90000Да. Бактериоциндер химиялық табиғатымен микробқа қарсы
белсенділік спектрімен ерекшелінеді. Продуцент бойынша аталады: колицин,
мегацин, лиоцин. Бактериоциндердің екі түрлі принципиалды типтері бар. Бірі
төмен молекулалы салмағымен ерекшелінеді, центрифугалауда тұнбаға түспейді,
трипсинге сезімтал термотұрақты және электронды микроскопта көрінбейді.
Екіншілері жоғары молекулалы салмаққа ие, центрифугалауда тұнбаға түседі,
трипсинге түрақты, термолабильді, электронды микроскопта тек бір өскінді
фаг бөлшектері сияқты көрінеді. Бактериоциндер түзетін грам оң бактериялар:
Bacillus, Clostridium, Streptococcus, Leuconostoc, Lactobacillus,
Micrococcus, Corinobacterium, Micobacterium, Sarcina, Streptomyces
бактериоцин тәрізді қоспа синтездейді. Сүт қышқыл бактериялар кең спектрлі
бактериоциндер түзеді: курвацин, диацетин, лактококцин, ацидоцин, лактоцин,
плантацин, плантарицин және т.б. [10, 12].
Сүт қышқыл бактериялар түзетін бактериоциндер екі топқа бөлінеді:
I - тар спектрлі антибактериялық әсер көрсетеді. Бұлар: лактоцин В
және Ғ-27, амиловарин, педиоцин N 5Р, термофиллин А, курвацин А, амиловарин
L 471, энтерококцин.
II -кең спектрлі грам оң микроорганизмдердің көптеген түрлерінің өсуін
ингибирлейді, оның ішінде Listeria monocytogenes, Clostridium botilinum,
Clostridium sporogenes, Staphylococcus aureus, Pediococcus acidolactici,
Bacillus spp, Enterococcus faecalis. Бұл бактериялар тағамдық азықтарды
бүлдіреді, оның ішінде патогенді түрлері бар. Екінші топтағы
бактериоциндерге жатады: педиоцин А, ацидоцин В, диацетин В1, курвацин
FS47, лактицин 3147, плантарицин С, энтрококциндер, саливарцин, низин,
саркацин 674, мутацин. Бұл бактериоциндердің көбісінің токсиндік әсері жоқ
және иммуногенсіз [28].
Ароматты қосылыстарды түзу. Сүт қышқылы бактерияларының хош иіс түзу
қасиетіне деген қызығушылық, оларды май өндіруде қолдануына байланысты
болды. Хош иіс түзуі олардың құрамындағы қоспалар - диацетил, альфа
дикетон, 2,З-бутандион, май қышқылының эфирі және кейбір альдегид пен
кетондарға байланысты. Сүт қышқылы бактериялар негізінен карбонил
қосылыстарын, яғни альдегид, диацетил, ацетоиңді синтездейді. Ацетон хош
иісті затқа жатпайды, бірақ диацетилге ауыса алады.
Хош иісті заттардың синтезі қоректік орта құрамына және штаммның
ерекшеліктеріне байланысты. Қоректік ортаның құрамына глюкоза, лимон
қышқылы және оның тұздарын қосу хош иісті заттардың пайда болуына мүмкіндік
жасайтындағын өте ерте кездегі зерттеушілер анықтаған. Глюкозасы бар
қоректік ортада көмірсудың жалғыз көзі ретінде тек қана сүт қышқылы немесе
сүт және сірке қышқылы жинақталса, ал глюкоза мен лимон қышқылы бар ортада
ацетоин және диацетил өндіріледі.
Сүт өнімдерінің хош иістерінің негізін құрайтын компоненттердің ішінен
атарлықтай жақсы зерттелгені төрткөміртекті қосылыстар (диацетил, ацетон,
2,3-бутандиол) ацетальдегид, ұшқыш май қышқылдары, спирттер, эфирлер және
тағы басқалар болып табылады [12].
Төрткөміртекті қосылыстар - Str. diacetilactis, Leuc. cremoris, Leuc.
citrovorius секілді хош иіс түзгіш бактерия түрлерінің метаболизмінің
маңызды өнімі. Сүт өнімдерінің негізгі хош иіс берушісі диацетил болып
табылады. Сүт қышқылы бактерияларымен диацетил және ацетоиннің түзілуі үшін
цитрат және лактозаның қатысуы қажет, сүтке цитратты қосқанда диацетил
биосинтезі кеңейеді. Диацетилдің сүтте ұйытқы дақылдарымен жинақталуы
ортаның рН-на байланысты. Цитратты пайдалану рН 5,5-ке өскенде жүреді.
Диацетил және ацетоиннің өндірілуі рН 4,5-4,6 болғанда жоғары деңгейге
жетеді және барлық цитрат толығымен таусылғанға дейін жалғасады. Ортада
диацетил құрамының өсуі қандай да бір белгілі шекке дейін барады да онан
соң концентрациясының төмендеуі жүреді. Бұл микроорганизмдерде диацетилді
ацетоинға қайтымсыз тотықсыздануын катализдейтін диацетилредуктаза
ферментінің болуына негізделеді. Сондықтан ұйытқы кұрамына кіретін дақылдар
төменгі диацетилредуктазалы белсенділікке ие болуы керек.
Диацетилредуктазаның әсері температура төмендеген сайын өзгеріп тұрады.
Қажетті хош иісті өнімде немесе ұйытқыда сақтап қалу үшін қолайлы төмен
температураға дейін тез арада салқындату керек.
Ұйытқылар мен ашытылған кілегейлерде диацетилдің жоғары мөлшерде болуы
ерекше хош иісті қышқыл кілегейлі май алуда негізгі шарт болып табылады.
Алайда майға тек ашытылған кілегейде жинақталған 5-10% диацетил ғана
түседі. Диацетил суда жақсы еритін боландықтан, оның үлкен бөлігі майсуда
(пахтада) қалып қалады [10].
Ацетальдегид - әртүрлі бактерия түрлерінің метаболизмінің өнімі –сүт
қышқылды өнімдердер йогурт, қышқыл кілегейлі май, сүзбеге тән хош иістің
түзілуіне қатысады. Ацетальдегидті өндіруге қабілеттілік көптеген сүт
қышқылы бактерияларына тән. Стрептококтар, лактобактериялар, лейконостоктар
мен төменгі мөлшерде педиококтар сүтте дамуы барысында ацетальдегид түзеді.
L. bulgaricus дақылдар белгілі көлемде ацетальдегид түзеді, сондықтан
йогурт, болгар қышқыл сүттің, простаквашалардың дәмі мен иісіне жауапты.
Ацетальдегид болгар таяқшасымен треонин аминқышқылынан треонинальдолаза
ферментінің әсерімен түзіледі.
OH NH2 NH2
О
I I I
СНз—СН —СН — СООН → Н —СН —СООН + СНз—С
треонинальдолаза
\
Н
Треонин
глицин ацетальдегид
Ұшқыш май қышқылдары да сүт өнімдеріне иіс және дәм түзуде маңызды
орын алады. Ұшқыш май қышқылдарының түзілуінің маңызды жолдарының бірі
сүттің табиғи липазасының және микроорганизмдердің липолитикалық
ферменттерінің әсерімен сүт майының ыдырауы болып табылады. Сүт липазасы
сүтті жоғары температурада пастеризациялағанда инактивирленеді, сондықтан
сыр және сүт өнімдерінде майды ыдыратуда маңызды рөл атқармайды. Шикі
салқындатылған сүтті ұзақ уақыт сақтағанда онда Pseudomonos, Achromobacter
және Alcaligens бактерия туыстарының психротрофты микрофлорасының көбеюі
жүретіндігі анықталған. Бұл микроорганизмдер жоғары белсенді термотұрақты
липазаға ие. Өнімге ұйытқымен бірге қосылатын сүт қышқылы бактериялары да
белгілі липазды белсенділікке ие.
Спирттер және эфирлер. Жоғары иіс беретін қабілеттілікке спирттер мен
эфирлер ие. Сүтте сүтқышқылы бактерияларының әртүрлі түрлерінің дамуы
барысында әртүрлі алифатты және ароматты спирттер, сондай - ақ ұшқыш май
қышқылдары, сүт, пирожүзім және басқа да карбон қышқылдарының эфирлері
жинақталады. Спирттің ішінде негізінен гетероферментативті сүт қышқылды
ашуда түзілетін этил спирті негізгі массаны қүрайды. Төменгі мөлшерде
пропил, изобутил, изоамилазды және тағы басқалар да түзіледі. Спирттер
сонымен қатар сәйкесінше альдегид және кетонды тотықсыздандырғанда
түзіледі. Этил спирті ацетальдегидтен алкогольдегидрогеназа ферментінің
әсер етуімен түзіледі. Сүт қышқылды стрептококтар әртүрлі
алкогольдегидрогеназды белсенділікке ие, сүтте 0,2-ден 2,6-ға дейін
этанолды жинақтайды. Бұл ферменттің белсенділігі кейбір мынадай штаммдарда:
Leuc.cremoris, термофильді стрептококтар дақылдары мен болгар таяқшаларында
көрінеді. Эфирлер карбон қышқылы мен спирттердің өзара әрекеттесуі кезінде
түзіледі. Реакцияны сәйкесінше эстеразалар катализдейді [10].
Қазіргі кезде сүттен көптеген тағамдар даярланады. Солардың бірі –
сүттен жасалатын айран, екіншісі – кілегейден жасалатын қаймақ.
Айран ұйыту үшін сүт алдымен +85-90°C-та пастерленеді. Пастерленген
сүтті 10-15 минуттай салқындатады. Сонда сүт температурасы +30°C-қа
төмендейді. Бұған таза сүтқышқыл бактерияларынан даярланған ұйытқы қосылады
да 6-8 сағат ішінде сүт ұйып, айран болады. Оны салқын жерде сақтайды.
Сүтқышқыл бактерияларының ішінен ұйытқыға болгар таяқшасын қолданады.
Қаймақ және сүзбе жасауда да осы микроорганизмдер қатысады. Бұл
тағамдар көп уақытқа шыдамай бұзылып кететін болғандықтан, белгілі бір
уақытта оларды тұтынып отыруға жіберіп отыру керек.
Қышқыл сүт тағамдарына кефир жатады. Оны даярлау үшін қайнатылған
сүтке кефир ашытқы саңырауқұлақтарын және сүтқышқыл бактерияларын қосып
ұйытады. Кефир даярлауда екі процесс, яғни сүтқышқылы және спирттік ашу
процестері қатар жүреді. Мұнда температураның зор маңызы бар. Өйткені 20°-
та сүтқышқылы ашу процесі жүреді, ал температура +15°-тан төмендегенде
спирттік ашу процесіне қолайлы жағдай туады. Кефир – өте дәмді, аздап
қышқылдау, қоймалжың сусын. Онда 1%-тей спирт, 1%-тей сүт қышқылы болады.
Кефирдің дәмін, сапасын жақсарту мақсатында қазір заводтарда оны
даярлау технологиясын да аздап өзгертті. Ол үшін алдымен кефирге тән
микроорганизмдердердің тіршілік етуіне қолайлы жағдай жасалады. Температура
+20-22°-қа төмендетіледі. Өйткені жоғары температурада ашытылатын болса,
сүтқышқыл бактериялары тез арада ашытқы саңырауқұлақтарының тіршілігін
баяулатады. Кефир даярлау барысында ондағы белок заттары аздап ыдырап, амин
қышқылдарына айналады. Бұл тағамның сіңімділігін арттырады.
Сүт қышқыл өнімдердің қасиеттерінің қалыптасуына әсер ететін
факторлар. Сүт қышқылды сусындарды алуда жүретін негізгі биохимиялық
процесттер: сүт қантының сүт қышқылды және спирттік ашуы казеиннің
коагуляциясы және гель түзілуі, осы процестердің арқасында консистенция,
дәмі мен иісі түзіледі. Казеиннің коагуляциясы сүт ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КІРІСПЕ 3
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ 4
1.1. Сүтқышқыл бактерияларына жалпы сипаттама. Табиғатта таралуы.
Қолданылуы. 4
1.2. Сүтқышқыл бактерияларының биотехнологиядағы маңызды қасиеттері
10
1.3. Сүтқышқыл бактерияларының өндірістік құнды штамдарын сақтау
әдістері 21
2 МАТЕРИАЛДАР ЖӘНЕ ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ 24
2.1 Зерттеу объектілері 24
2.2 Зерттеу әдістері 25
2.2.1Ұзақ уақыт сақтаудан кейінгі сүтқышқыл бактерияларының
тіршілік ету қабілетін анықтау 26
2.2.2Сүтқышқыл бактериялардың морфологиялық және культуральдық
қасиеттерін анықтау әдістері 28
2.2.3Сүтқышқыл бактериялардың физиология - биохимиялық қасиеттерін
анықтау әдістері 29
2.2.4Сүтқышқыл бактериялардың антагонистік белсенділігі мен
антибиотиктерге сезімталдылық қасиеттерін анықтау әдістері 30
2.2.5Зертханалық жағдайда сүтқышқыл бактерияларының таза дақылдары
негізінде сүтқышқылды сусын алу әдісі. 31
2.2.6Алынған мәліметтерді статистикалық өндеу 32
3 ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ МЕН ОЛАРДЫ ТАЛДАУ 33
3.1 Ұзақ уақыт сақталған сүтқышқыл бактериялардың тіршілікке
қабілеттілігі 33
3.2 Cүтқышқыл бактериялардың морфологиялық және культуральдық
қасиеттері 35
3.3 Cүтқышқыл бактериялардың физиология – биохимиялық қасиеттері
Cүтқышқыл бактериялардың антагонистік белсенділігі мен 38
3.4 антибиотиктерге сезімталдығы
Зертханалық жағдайда сүтқышқыл бактерияларының таза дақылдары 41
3.5 негізінде сүтқышқылды сусын алу
44
ҚОРЫТЫНДЫ 47
ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИТТЕР ТІЗІМІ 48
КІРІСПЕ
Сүтқышқыл бактериялары биосфераның маңызды компоненті болып табылады.
Биоалуантүрлілікті сақтау әдісі ретінде микроорганизм коллекциясын жасау
және сақтау актуальді экологиялық проблема болып саналады. Қазіргі таңда
микроорганизмдерді тіршілікке қабілетті жағдайда сақтау көбінесе
микробиологиялық лабораториялар мен биотехнологиялық өндірісте өндірістік
және зерттеу мақсатында пайдаланылады. Микроорганизм консервациясының басты
міндеті – жоғары тіршілікке қабілеттілігін ұзақ уақыт сақтау мен мутациялық
өзгерістерді ескерту, яғни табиғи қалпына жақын максималды жағдайды ұстап
тұру [1].
Cүтқышқыл бактерияларын әртүрлі әдістермен ұзақ уақыт сақтауға
болады. Солардың ішінде ең қолайлысы және тиімдісі лиофилизация болып
табылады. Лиофилизация дегеніміз вакуумда мұздатылған бактерия
суспензиясынан суды жою, яғни мұнда су сұйық фазадан өте отырып буланады.
Бұл әдіс микроорганизмдерді ұзақ уақыт сақтауда ең тиімді, әрі эффективті
болып табылады. Осы әдісті пайдалану барысында көптеген әртүрлі бактерия
топтары мен бактериофагтарды тіршілікке қабілетті күйінде 30 және одан да
көп жыл сақтауға болады.
Жылы жерде сақтаған сүттің ашитынын және ашыған жағдайда дәмді болып,
ағзада тез қорытылатынын адамзат баласы өте ерте кезден - ақ байқаған.
Сондықтан да ашыған қышқыл сүт өнімдері байырғы сүт тағамдарына жатады.
Л.Пастердің ашу және шараптың зиянкестері туралы әңгімесінен кейін ғана
ашыған сүтті ғылыми деңгейде зерттей бастады.
Сүт қышқылы бактерияларын биотехнологиялық процестер арқылы тағам
өнімдерін алуда, мал азығын сүрлем дайындауда және олардан органикалық
қышқылдар алуда кеңінен қолданғандықтан, оларға деген ғылыми қызығушылық
қазіргі таңда дамып келеді [2].
Сүт қышқыл бактериялар адам мен жануарлардың асқазан ішек жолының
қалыпты микрофлорасын құрайды. Сүтқышқыл бактериялары үшін элективті орта
сүт және сүт өнімдері болып табылады. Олардың табиғатта таралуын қор
заттары мен энергия қабылдау қабілетімен анықтайды. Күнделікті жағдайда
олар сүтте, сүт өнімдерінде және оларды өндіретін орындарда, өсімдіктерде
және кең таралған өсімдік қалдықтарында, адам мен жануарлардың ішектері мен
шырышты қабаттарында кездеседі.
Көптеген ғалымдардың пікірінше, бүгінгі күнде әлемде медицина және
тағам өнеркәсібі экономиканың тез дамып келе жатқан саласына жатады. Әрине
бұл дамудың векторы ұлттық ерекшеліктер мен қаржылық мүмкіншіліктерге
байланысты өзгеруі мүмкін, алайда дәл осы салада жаңа өнімдердің түрлері,
сонымен бірге жаңа технологиялардың жаңалықтары ашылуда. Осындай алдыңғы
қатарлы салалардың біріне тағам және медицина биотехнологиясын жатқызуға
болады [3].
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
1. Cүтқышқыл бактерияларына жалпы сипаттама. Табиғатта таралуы.
Қолданылуы.
Сүтқышқыл бактериялары табиғатта кең таралған. Олар өсімдіктердің
эпифитті микрофлорасының құрамына кіріп, өсімдіктердің тамыры мен
топырақта, адам мен жануарлардың ішектері мен шырышты қабаттарында
кездеседі. Өсімдік мүшелерінің беттерінде тіршілік ететін сүтқышқыл
бактериялары көп емес. Олардың түрлері жыл мезгіліне байланысты өзгеріп
отырады, жазғы айларда кокка тәрізділер басым болса, ал күзде таяқша
тәрізділер жиі ұшырасады. Эпифитті микрофлорадағы сүтқышқыл
бактерияларының құрамы өсімдіктердің түріне де байланысты болады. Жабайы
өсетін өсімдіктерге қарағанда мәдени өсімдіктерде сүтқышқыл бактериялары
көп таралған. Сүтқышқылы бактерияларын топырақтың әртүрлі типтерінен де
табуға болады. Олардың көп мөлшері қара топырақты жерлерде кездеседі,
шабындық және шабындық - бетпақ жерлерде аз, ал шөл далада өте аз мөлшерде
болады [4].
Сүт қышқыл бактериялар құстардың, жылы қанды жануарлардың, әсіресе,
сүтқоректілердің ас қорыту мүшелерінде кездеседі. Оларды адамдардың да ас
қорыту жүйесінің бөлімінен табуға болады. Бала өмірінің алғашқы айларында
Streptococcus lactis, Streptococcus faecium–нің кездесуі басым болатын
болса, төртінші айдан бастап алғашқы екі түрі ығыстырылады да орнына
неғұрлым көп мөлшерде лактобациллдер ( L. planetarium, L. aсіdophilus, L.
fermenti, L. casei) дами бастайды. Нәрестелік шақта ас қорыту жүйесінен
бифидобактерияларды табуға болады. Ересектердің ауыз қуысының микрофлорасын
қарау арқылы сүтқышқыл бактериядарын анықтауға болады [5, 6].
Сүтқышқыл бактерияларын бір кең топқа біріктірудің өзі ашу барысында
басты өнім ретінде сүт қышқылын түзетіндігіне негізделген. Сүт қышқылы
бактериялары көмірсуларды негізгі өнім ретінде сүт қышқылына дейін
ашытатын, қозғалмайтын, спора түзбейтін, грам оң, пигмент түзбейтін
нитратты нитритке дейін тотықсыздандырмайтын микроаэрофильді
микроорганизмдер тобы. Бұл бактериялар тобы адамзат баласына ертеден
белгілі болған. Содан бері оларды үй жағдайында және тағам өнеркәсіптерінде
тағам мен сусындарды ұзақ уақыт сақтау, өңдеу үшін пайдаланып келеді.
Микробиология ғылымының дамуына байланысты сүтқышқыл бактериялардың
морфологиялық және физиологиялық, дақылдық қасиеттері мен оларды қолдану
сферасы жөнінде білімдер жан – жақты дамыды [7]. Лактобациллалар сүт, дән
және ет өнімдерінде, ағын суда, сырада, шарапта, жемістер мен шырындарда,
маринадтарда кездеседі. Олар адамдар мен көбінесе жылы қанды жануарлардың
ауыз қуысында, ішек жолдарында және қынаптың қалыпты микрофлорасының өкілі
болып табылады, әдетте патологиялық процестер тудырмайды. Лактобактериялар
медицина мен ветеринарияда емдік препараттар мен биологиялық белсенді
қоспалар ретінде пайдаланылатын заттардың құрамында болады. Қазіргі таңда
лактобактериялардың мынадай биологиялық қасиеттеріне көп назар аударылуда:
адгезивті, антагонистік, иммуномодульдеуші, ісікке қарсы қасиеттері және
тағы басқалар.
Сүтқышқыл бактериялары сүт өндіру технологиясында маңызды орын алады.
Олар сүт қантын сүт қышқылына дейін ашыта отырып, рН – тың төмендеуіне,
казеиннің ұюына және қышқылға сезімтал микробтардың тіршілікке
қабілеттілігін басуға алып келеді [8].
Сүт қышқылды бактериялары клетка формасы бойынша таяқшалар және
коккалар. Әрбір жеке клеткалардың мөлшері әрқайсысында әртүрлі.
Lactobacillaceae тұқымдасының Lactobacillus туысы мөлшері 1,0-10×0,5-1,2
мкм таяқша тәрізді бактериялардан тұрады. Түрлерінің көпшілігі қозғалмайды.
Ауада өсіп-көбейе алады, алайда кейбіреулері қатаң анаэробты болып келеді;
аэробты жағдайда қоректік орта құрамына тиогликолят және цистеин қосқанда
олар өте жақсы өседі. Көмірсуларды ыдыратады, глюкозаны ашытқанда рH=1
немесе одан да төмен болады. Нитратты тотықтырмайды, казеинді ыдыратпайды,
индол және H2S түзбейді. Бактериялардың қоректік орта құрамына талабы
жоғары және оған қоса амин қышқылы, витамин, май қышқылы, көмірсу және
нуклин қышқылын қажетсінеді. Қанды агарда сұрғылт түсті S- колониялар
түзеді. Оптимум өсу температурасы 30-40ºC; рН оптимумы 5,5-5,8. Түрлері
биохимиялық қасиеттері мен әртүрлі температурада өсу қабілеттілігіне
байланысты анықталады. Lactobacillus туысының өкілдері пішіні бойынша қысқа
кокка тәрізділерден ұзын жіпше тәрізділерге дейінгі таяқша тәрізді сүт
қышқылды бактериялар. Лактобациллалар сүт қышқылды өнімдерді, қатты
сырларды дайындауда маңызды орын алады [8]. Солардың бірі L. plantarium
ұштары дөңгеленген, тік таяқша тәрізді бактериялар. Ұзындықтары әртүрлі –
0,7-1,1- ден 3,0-8,0 мк- ге дейін, жеке немесе тізбектеліп орналасқан
клеткалар (Pederson, 1936).
Сүтте кең таралған бұл туыстың бір түрі Lactobacillus casei қысқа
немесе салыстырмалы ұзын, жіңішке таяқша пішінді клеткалар. Кейде аздап
иілген, қос-қостан жұптасып немесе тізбектеліп орналасқан.
Lactobacillus bulgaricus ұзын таяқшалар, гомоферментативті,
Str. thermophillus – пен бірігіп йогурт дайындауға қолданылады, сонымен
қатар оны қатты сырларды дайындауға пайдаланады. Оптимальды өсу
температурасы 40-45°C [9].
Lactobacillus lactis ұзын жіпшелер түзеді, адам мен жылықанды
жануарлардың қалыпты микрофлорасын құрайды. Оптимальды даму температурасы
40°C.
Температура әсеріне байланысты сүтқышқыл бактериялары мезофильді және
термофильді болып бөлінеді. Мезофильдер үшін қолайлы температура 20-30°C,
ал термофильдер үшін 30-40°C.
Сүт және сүт өнімдерінде L. delbrucki, L. lactis, L. асіdophilus
кездеседі. Ағзадағы физиологиялық процестерге лактобациллалардың қатысуы
біріншіден, қанттарды сіңіру кезінде күшті антисептика – сүт қышқылының
түзілуімен байланысты. Қышқылды ортада кальцийдің, темірдің, Д витаминінің
майлардың сіңірілуіне және сүттің негізгі ақуызы - казеиннің сіңуіне
көмектеседі, нәтижесінде, патогенді микрофлораның көбеюіне әсер етеді.
Лактобациллалардың тіршілік етуі органикалық қышқылдардың түзілуі мен басқа
белсенді метаболиттерге және микрорганизмдердің биотопқа колонизациясының
жүруімен байланысты [8].
Сүт қышқылын түзуі. Барлық сүт қышқылы бактерияларын көмірсулар
ферментациясы кезінде сүт қышқылын түзу мөлшеріне байланысты былай деп
бөледі: қатаң гомоферментативті (лактат 85% ), қатаң гетероферментативті
(лактат 50%) және факультативті-гетероферментативті (65-70%)
лактобациллалар.
Газ түзуі. Лактобациллаларды сонымен қатар кейбір фенотиптік
белгілеріне қарап жіктеуге болады. Мысалы, глюкоза ферментациясы кезінде
газ түзу қабілетіне байланысты оларды газ түзетіндер және газ түзбейтіндер
деп бөледі: Газ түзбейтін бактериялар қатты қоректік ортада тегіс және
өрнекті колониялар түзеді; Газ түзетін бактериялар жұмсақ, мамықтай
(вязкие) ақшыл колониялар түзеді.
Streptococcus туысының бактериялары – гомоферментативті, яғни олар
қанттың 90 % - дан көбін сүт қышқылына дейін ашытады, тек аз ғана мөлшерде
сірке қышқылы мен спирт түзіледі. Пішіндері жағынан дөңгелек немесе аздап
сопақша тәрізді, диаметрі 0,5-0,6-дан 1 мк-ге дейін жетеді, жеке-жеке,
жұптасып немесе әртүрлі ұзындықта тізбектеліп орналасқан клеткалар. Бұл
туысқа Streptococcus lactis, Str. cremoris, Str. diacetilactis, Str.
thermophillus жатады.
Алайда, Орла – Иенсеннің (Orla-Jenson, 1942) көрсеткен мәліметтері
бойынша, бұл туысқа жататын Streptococcus lactis клетка пішінінің ұзындығы
енінен ұзын болғандықтан, формасы бойынша таяқша тәрізділер қатарына
жатқызылған. Бұлардың клеткалары тізбекше болып орналасқан. Оптимальді өсу
температурасы шамамен - 30°C. 25°C-та ұшқыш қышқылдарды көптеп түзеді. Мұны
да қышқыл сүт тағамдарын дайындау үшін қолданады [8, 10, 11].
Streptococcus lactis таза культурадан бөлініп алынған ең алғашқы
микроорганизм (Листер 1873 жылы бөліп алған). Бұлар өсімдіктерде кездеседі.
Шаңмен және өсімдік бөлшектерімен сауу қондырғыларына, сонан соң сүтке
түседі. 25°C температурада сүт қышқылын ашыту барысында рН көрсеткішін
шамамен 4,5-ке дейін төмендетеді және казеиннің түсуі нәтижесінде сүт
ұйиды.
Streptococcus cremoris (сливочный стрептококк). Streptococcus lactis-
тен морфологиялық жағынан ұзын тізбек түзетіндігімен ерекшеленеді.
Оптимальді өсу температурасы 20-25°C. 10-18°C-де шырыш түзуге қабілетті.
Солтүстік елдерде бұл стрептококк түрі ерекше тұрақты сүт қышқылды
өнімдерді дайындау үшін пайдаланылады. Сүт қышқылды бактерияларының
ұйытқысында Streptococcus cremoris пен Streptococcus lactis өнім
консистенциясын қоюландыра түседі.
Streptococcus diacetilactis сүтте тек сүт қышқылын ғана емес, ацетоин
және диацетил секілді маңызды ароматты майлар, СО2 түзеді. Лимон қышқылын
ашыта алады. Оптимальді өсу температурасы – 25-30°С. Оны май дайындауға
арналған ұйытқыға қолданады.
Streptococcus thermophilus жоғары температурада тіршілік етуге
бейімделген. Қысқа уақыт пастеризацияға тұрақты, алайда жоғары
температуралы пастеризацияда тірішілігін жояды. Клеткалары тізбектеліп
орналасқан. Сахарозаны жақсы ашытады. Болгар таяқшасымен бірге айран
ұйытуда қолданылады. Сыр дайындауда да маңызы зор. Пенициллин мен кейбір
антибиотиктерге өте сезімтал, сондықтан да сүттегі антибиотиктерді
биологиялық анықтауда тест – микроб ретінде қолданылады.[8, 9, 12].
Leuconostoc туысының бактериялары - жасушалары жұмыртқа тәрізді
немесе дөңгелек, жекелеп, қосарланып немесе қысқа тізбекті болып
орналасады, диаметрі 0,5-тен 0,8мкм-ға дейін, грам оң боялады.
Хемоорганотрофты, өсуі үшін никотин қышқылы мен биотинді қажетсінеді. Сүт
қышқылын этанолды және көмірқышқыл газын түзе отырып, глюкозаны ашытады.
Штамдардың кейбіреулері сүтті ашытып, біртіндеп ұйытады. Оптимальды өсу
температурасы 20-300С аралығында болады.
Leuconostoc туысы екі топқа бөлінеді. Бірінші топтың өкілдері
ферменттелген көкөніс, сүт және сүтті тағамдарда қанттың шырышты
ерітіндісінен табылып бөлініп алынған. Екінші топқа бір-ақ түр Lеuconostoc
oenos жатады. Ол рН 4,8 - 4,2 және оннан төмен қышқыл қоректік ортада өседі
және сүтті томат сөлі бар ортаны қажетсінеді. Leuconostoc туысында 4 түрі
бар: Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc paramesenteroides, Leuconostoc
laktis, Leuconostoc oenos. Бұл бактерия өкілдері өсімдіктерде кездеседі
және морфологиялық жағынан стрептококтарға ұқсайды. Олар қантты
гетероферментативті жолмен ашытады, яғни сүт қышқылының аз ғана мөлшерімен
қоса сірке қышқылын және ароматты заттарды (ацетоин және диацетил) түзеді.
Жалпы бұл туыс өкілдері өнімге ароматты иіс беру үшін қолданылады [12].
Pediococcus туысы - Pediococcus туысы Streptococcaceae тұқымдасына
жатады. Олар морфологиясы жағынан микрококкаларға ұқсайды, кейбір
штамдардың NaCl-ға төзімділігі мен каталаза активтілігі әлсіз болады.
Дегенмен, микрококктар педиококктарға қарағанда қант болмаған жағдайда да
жақсы өсіп, пигмент түзеді. Педиококктардың жасушалары қозғалмайды, спора
түзбейді. Клеткалары бір –бірден, қосарланып немесе шоғырланып орналасады.
Грам бойынша оң боялады. Колониялары тегіс, дөңгелек, көлемі 1,0-2,5 мм
аралығында. 30°С-та өседі, оптимум температура 25-40°C. Гомоферментативті
процесте сүт қышқылымен бірге диацетил және басқа да өнімдер түзіледі.
Күрделі қоректік заттарды: амин қышқылдарын, никотин қышқылын, биотин,
кейбір фиолий қышқылын керек етеді. Глюкозадан, фруктоза мен маннозадан
қышқыл түзеді, бірақ газ түзбейді. Көптеген штамдар крахмалды
ферменттемейді. Оттегіге деген қатысына байланысты микроаэрофилдер немесе
анаэробтар, кейде көмір қышқыл газын талап етеді. Каталаза түзбейді,
нитратты нитритке тотықсыздандырмайды, желатинді сұйылтпайды. Сүт қышқылын
түзетін түрлері белгілі, олардың D-, L- пішінінің қатынасы культивирлеу
жағдайына байланысты. Температураға, рН орта мен NaCl-ға төзімділігіне
байланысты түрлерге жіктеледі. Педиококктар тұздалған көкөністерде,
сүрлеуде, ірімшік, сүт, сыра, ет тағамдарында, жануарлардың ас қорыту
жүйесінде кездеседі[12,13].
Cүт қышқылы бактерияларының қолданылуы. Сүт қышқылы бактерияларының
табиғатта, соның ішінде адам өмірінде алатын орны ерекше. Қазіргі кезде
оларды көптеген практикада қолданады. Жалпы сүт қышқылы бактериялары тиімді
болғандықтан, оларды жан – жақты зерттеу микробиология және
биотехнологияның маңызды мәселелерінің бірі.
Тағам даярлау мәселесіне көңіл аударсақ, микроорганизмдердің
көпшілігі өте ертеден бастап ашу үрдісінде маңызды рөл атқарып келе жатыр.
Олардың көмегімен жүретін көптеген процестер – нан, шарап, сыра, мал
азықтық сүрлем дайындауда, әртүрлі көкөністерді тұздап ашыту және басқа да
сүт тағамдарының көптеген түрлерін даярлауда белсене қатысатыны баршаға
аян. Осыған қарамастан микробиология саласындағы атқарылған көптеген
зерттеулер микробтар қатысатын үрдістерді реттей отырып, сапалы өнімдер
алуда көптеген жаңалықтар енгізді. Микроорганизмдер қатысатын тағам
өнімдерінің сапасы, олардың осы тағамдарға тән қасиеті бар топтарының
белсенді әрекетіне байланысты. Сондықтан олардың ең белсенді түрлерін
сұрыптап алып қолдану, сапалы өнімнің кепілі болмақ.
Әрбір микроорганизмдердің қасиетіне байланысты арнайы салаларда
қолдануға болады. Сүт қышқыл бактерияларының антагонистік қасиеттері нан
өнеркәсібінде, мал азықтық сүрлем дайындау, көкөністерді тұздап ашытуда
ескерілсе, сүт және сүт өнімдерін ашытуда протеолитикалық белсенділігіне,
ұю уақытына қарай іріктеледі. Екінші реттік шикізатты өндірісте қолдануда
да сүт қышқыл бактериялары жетекші рөл атқарады. Мысалы: көк сүтті,
майсызданған сүтті, кеуекті сүт қышқыл бактерияларын ашытып дәмді сусындар,
тағамдар алады. Соңғы уақытта өндірісте, тамақ өнеркәсібінде, медицинада,
ветернарияда тірі микроорганизм – симбионт клеткаларынан тұратын препарат
пробиотиктер кең қолданыс табуда. Пробиотиктер тағам өндірісінде,
медицинада қолданыла отырып, дисбактериоз және ішек ауруларын емдеу,
ауылшаруашылық малы мен құстың өсіп – жетілуі үшін стимулятор ретінде
қолданылады.
Сүт өнімдерін қолдануда ұзақ жылдық тарихы бар біздің елде
пробиотикалық тағамдарды пайдалануда өзінің артықшылығы бар, себебі, оларды
сүт өнімдерінің туысы деп айтуға болады. Осыған байланысты пробиотиктердің
тарихы орыс ғалымы И.И. Мечниковтың ерте қартаюдың себебі асқазан - ішек
жолының микрофлорасының өзгеруінен болатынын және оның құамында тірі дақыл
Lactobacillus bulgaricus бар болгариялық қатықтың көмегімен қарсы тұруға
болатыны туралы гипотезаны ойлап шығарудан басталған. Пробиотикалық
тағамдар – пробиотикалық бактериялардың организмде азаюы, әр түрлі
ауруларға әкеледі. Ал пробиотикалық сусындар осылардың алдын алады. Адам
организміне жақсы әсер ететін жаңадан сүт қышқылды өнімдер шығарылуда.
Осының нәтижесінде тағам өндірісінде жаңа түсінік "тамақтанудың
функционалдық өнімдері " пайда болды [10].
Микроорганизмдерді пробиотиктерге жатқызу үшін бірқатар талаптарға
сай болу керек. Дәлірек айтсақ, пробиотикалық бактериялар ішекте колония
құру және тіршілік етуге қабілетті болуы қажет, асқорыту ферменттерінің
жұмысына тұрақты болу керек. Осы талаптарға сай пробиотикалық
микроорганизмдерге лактобактериялардың: L. plantarium, L. acidophilus, L.
bulgaricus жатқызуға болады. Пробиотикалық тағамдарға: "Биокефир", "Агуша",
Actimel, Lacta+лактулоза - ны жатқызуға болады [17, 18].
Cүт қышқыл бактериялары кейбір антибиотиктер және химиотерапевтік
заттардың әсерлеріне ұқсас, адам, жануар денсаулығына, өндіріске кажетсіз
микрофлораға антоганистік қасиет көрсетіп, мал, өсімдік өнімдеріне,
қоршаған ортаға зақым келтірмейтін, экологиялық таза өнім болып саналады.
Әртүрлі патогенді микроорганизмдер тудыратын ауруларды емдеуде
антибиотиктер кеңінен қолданылады. Нәтижесінде асқазан – ішек жолының
қалыпты микрофлорасы сандық және сапалық жағынан өзгеріске, яғни
дисбактериозға ұшырайды. Сондықтан да антибиотиктермен бірге таза
микроорганизммен ашытылған сүт қышқылды тағамдарды қолдану (әсіресе, ұлттық
сусын шұбатты) асқазан – ішек микрофлорасын қалпына келтіреді. Сонымен
бірге антибиотикке резистентті штамдарды қолдану тиімді екені белгілі.
Осыған орай ұлттық сусын шұбатты үй және өндірістік жағдайда таза
микроорганизм штамдарымен ашытудың, дәмді сусын дайындаудың адам асқазан –
ішек микрофлорасына қалыпты жағдай жасауда, емдік қасиетін арттыруда
тигізетін әсері орасан зор. Ал, нан, картоп ауруынан сақтандыру, оны
болдырмау мақсатында сүт қышқылы бактериясының B. subtilis, B. mesentericus
және басқа да сапрофитті микроорганизмдерге тигізетін антоганистік әсерін
зерттеу, өндірісте сапалы өнім алуда негізгі мақсат болып саналады [17,
19].
Өндірісте сүт қышқылын алуда тез өсетін және аз уақыт ішінде көптеген
сүт қышқылын туғызатын термофильді таяқшалы штамм түрлері L.bulgaricus, L.
delbruеckiі, L. leuchmanii қолданылады. Бактерияларды 50ºС дақылдайды. Егер
пентозаны субстрат ретінде пайдаланса, соған сәйкес Lb.pentosus қолданады.
Сүт сарысуының ашуы үшін Lb.bulgaricus, Lb.casei қолданылады. Малеинді
қышқылдан лактат алу үшін Lb.casei пайдаланылады[20].
Жалпы қорыта айтқанда сүтқышқыл бактерияларының табиғатта алатын орны
орасан зор.
2 Сүтқышқылы бактерияларының биотехнологияда маңызды
қасиеттері
Сүтқышқыл бактерияларының өздеріне тән негізгі ерекшелігі -спиртке
төзімділігі, кейбір түрлері құрамында 15-18% этил спирті бар ортада өсе
береді, сол сияқты спирттің жоғары концентратциясында (24% - ке дейінгі )
да өсетін түрлерінің барлығы анықталған.
Қоректенуіне байланысты сүт қышқылы бактерияларының гетеротрофты
түрлері қарапайым синтетикалық ортада өспейді. Энергия көзімен бірге , амин
қышқылдарын, витаминдерді, пурин және пиримидинді қажетсінеді. Моно- және
дисахаридтер (глюкоза, лактоза, сахароза, мальтоза) негізгі энергия көзі.
Өте сирек кездесетін түрлері ғана полисахаридтерді (крахмал және инклин)
ашытады.
Ашитын көмірсулар болған жағдайда аминқышқылдарын пайдаланады. Сонымен
бірге, урон қышқылдары көмірсулы қоректену көзі болып табылады. Кейбір
гомоферментативті сүт қышқылы бактериялар СО2 - ні құрамында ұстап бекіту
қасиеті бар. Мәселен, S. lactis.
Сүт қышқыл бактериялар өзінің өсуі үшін азоттың органикалық түрлерін
керек етеді. Оларға амин қышқылдарының қоспасы немесе еттің, казеин, сүт,
бұршақтың кеуегі мен ұнның қышқылды және ферментативті гидролизаттары
жатады. Әрбір түрлерінің аминқышқылды қажетсінуі әрқалай болады. Кейбіреуі,
мысалы L. arabinosus қоректік ортаға 8-10 аминқышқылы қатынасында өсетін
болса, келесі біреулері, мысалы L.mesentericus 17-19 аминқышқылын
қажетсінеді.
Көпшілік сүт қышқыл бактерияларына аргинин, цистеин, глутамин глутамин
қышқылы, лейцин, фенилаланин, триптофан, тиронин, валин қажет.
Сүт қышқылы бактерияларының қалыпты дамуы үшін витаминдер де керек.
Лактобацилл мен стрептококтардың көпшілік түрі витамин В6-ның бос және
байланысқан түрлері пиродоксин, пиродоксал, пиродоксамин,
пиродоксальфосфат, пиродоксаминфосфаттарды қажетсінеді. Біреулері
пиродоксал қатысында жақсы өссе, екінші біреулеріне қосымша пиродоксамин
керек. Ал үшіншілері витамин В6 - ның фосфорлы түзілістерін қажет етеді. S.
lactis - тің өкілдеріне витамин В6 - ның керегі жоқ. Керісінше, олардың
дамуы үшін витаминдер де керек, ал кейбір витаминдер үшін, олардың
ерекшеліктеріне байланысты никотин қышқыл және пантотен қышқылының маңызы
зор.
Лактобациллдер өсуі үшін пантотен қышқылы мен биотинді талап етеді.
Айтылған витаминдер клеткада маңызды қызмет атқарады: рибофлавин - ФМН және
ФАД негізін құрушы, тиамин - декарбоксилдеу транскетолаза, никотин қышқылы
- КоА негізін құрушы тотығу - тотықсыздану реакциясындағы электрон
тасымалдаушы, фолий қышқылы - бір көміртекті қосылыстың метаболизміне
қатысады, метил тобын тасымалдаушы, перидоксаль - амин және кетоқышқылдарды
тасымалдаушы
Сүт қышқылдарының витаминдерді қажетсінуі қоректік ортада белгілі бір
аминқышқылдарының, май қышқылының болмауына байланысты. Мәселен, қоректік
ортада дезоксирибозидтер болса, онда сүт қышқылы бактериялары В12-ні керек
етпейді. Егер қоректік ортада аминқышқылдары, тимин, пурин негіздері болса,
онда L. casei және L. faecalis фолий қышқылын қажетсінбейді [12].
Демек, биотин май қышқылының және аспарагин қышқылының синтезі үшін
өте қажет. Қоректік ортада құрамында өсімдік қайнатпасының, ашытқы
саңырауқұлақ автолизатының болуы, сүт қышқыл бактерияларының витаминді
қажетсінуін қанағаттандырады.
Сүт қышқылы бактерияларының өсуі үшін тағы да басқа органикалық
факторлардың, яғни нуклеин, май қышқылының және кейбір аминқышқылдардың
туындыларының маңызы зор. Олардың біреуі өсу факторы болса, ал басқа біреуі
стимулятор, яғни тездеткіш қызметіне қатысады. Кейбір дақылдар тимидинде
өспейді. Белок гидролизаты, лимон, сірке, олеин, линолен, линол қышқылдары
сүт қышқылы бактерияларының өсуін тездетеді [8].
Сүт қышқылы бактериялардың дамуына марганец, натрий, калий, фосфор,
темір және басқа органикалық емес қосылыстар керек. Бұл қосылыстардың
көпшілігі қызамық, капуста сөлінде және басқа да табиғи субстраттарда
кездеседі. Әлсіз биосинтетикалық мүмкіншілік ферментативтік активтілікті де
анықтайды. Сүт қышқылы бактерияларында каталаза болмайды. Каталаза кейде
сүт қышқылы бактерияларын жылытылған қан және гематин қосылған қоректік
ортада өсіргеңде байқалады. Пероксидаза өндіруші түрлер өте сирек
кездеседі. Сүт қышқылы бактерияларында протеиназалар мен пептидаза да
болады және олар коккаларға қарағанда таяқша тәрізділерде мөлшері жоғары
болады. Белок гидролизі жасуша ішілік және жасуша сыртындағы протеаза
арқылы жүзеге асады. S.lactis - те 2 фермент бар екені анықталды. Біреуі
жасуша мембранасымен байланысса, екіншісі цитоплазмада орналасады. Ірімшік
өндіруде ұйытқы бактериясын іріктеп аларда әдетте, протеолитикалық
активтілікті есепке алады [12].
Қышқыл түзу белсенділігі. Сүт қышқылы бактерияларының негізгі қасиеті
ашу процесі барысында негізгі өнім ретінде сүт қышқылын түзе алу
қабілеттілігі болып табылады. Сүт қышқылы бактерияларының көмегімен
көмірсуларды ашыту барысында сүт қышқылының екі изомері түзіледі: L (+)
және D (-). Бұлар бір-бірінен оптикалық айналымы, адам организміне әртүрлі
әсер ететіндігімен ерекшеленеді. L(+)-сүт қышқылы организмге физиологиялық
жақсы әсер көрсетсе, D (-) - сүт қышқыл ацидоздың дамуын тудырады.
Нәрестелердің ферменттік жүйесі D (-) - сүт қышқылының алмасуын қамтамасыз
ете алмайды, сондықтан балалар тағамдарына қолданылатын микроорганизмдер L
(+) сүт қышқылын түзуге қабілетті болуы керек [8, 10].
Түзілген сүт қышқылының формасы белгілі бір микроорганизм түріне
байланысты. Сонымен мезофильді сүт қышқылды стрептококтар, ацидофильді
таяқшалар L (+) - сүт қышқылын, термофильді стрептококктар оптикалық табиғи
LD-формасын, болгар таяқшасы D (-) - сүт қышқылын түзеді. Сүт қышқылының 2
изомерін түзуі, пирожүзім қышқылын сүт қышқылына дейін тотықтыратын, сондай
- ақ сүт қышқылының 2 оптикалық изомерінің арасында изомеризация реакциясын
катализдейтін лактатрацемаздардың арнайылылығына тән.
Сүтқышқыл бактерияларының қышқыл түзу белсенділігі сүтте даму
барысында сүт қышқылын жинақтау жылдамдығымен және сүтті ұйыту уақытымен
бағаланады. Сүт қышқылды стрептококтардың белсенді штаммдары сүтті 5-7
сағатта, термофильді сүт қышқылды таяқшалар 3-4 сағатта ұйытуға қабілетті.
Сүт қышқылы бактерияларының жоғары қышқыл түзу белсенділігі сүтте олардың
жоғары жылдамдықпен өсуіне тән. Сүт қышқылы бактерияларының кейбір түрлері
қышқыл түзу белсенділігі төмен болғандықтан, көбеюі үшін ашытқы автолизаты,
жүгері экстракті және тағы да басқа қосымша факторларды қажет етеді [10,
19].
Сүт қышқылды ашу процесі. Сүт қышқыл бактериялары энергияны гексоза,
дисахарид және полисахаридтердің ашуы нәтижесінде жинақтайды.
Сүтті ашыту кезінде негізгі өнім ретінде сүт, пропион, лимон, сірке және
май қышқылдары түзіледі. Сүт құрамындағы лактоза микроорганизмдер арқылы
гидролизденіп глюкоза және галактоза түзіледі. Олар кейін L-, D- немесе LD
- қышқылына айналады. Сүт қышқылының концентрациясы жоғарылағанда және рН 4-
5 дейін төмендегенде сүзбелік масса түзіліп, сарысу бөлінеді. Сүттің ұюы,
сүт қышқылының әсерінен, казеиннен, кальций ионының бөлінуінен болады,
ақуыз параказеинге айналып, тұнбаға түседі.
Ашу процесінің сипатына қарай сүт қышқылы бактерияларын мынадай екі
топқа бөледі: 1)Гомоферментативті; 2)Гетероферментативті.
Гомоферментативті сүт қышқылды ашу процесі барысында қант тек қана сүт
қышқылына дейін ғана ыдырайды:
С6Н1206 → 2СН3 — СНОН — COOH
глюкоза лактат
Гомоферментативті сүт қышқылды ашуға қатысатын бактериялар:
L.delbrueckii, Str. lactis, Str. cremoris, L. helveticus, L. acidophillus,
L. plantarium, L. casei [25].
Гомоферментативті сүт қышқылды ашу Эмбден - Мейергоф - Парнас жолымен
жүрсе, гетероферментативті ашу пентозафосфатты жолмен жүретіндігі
дәлелденген [9].
Сүт қышқылды ашу процесінің нәтижесінде екі молекула АҮФ және екі
молекула сүт қышқылы пайда болады. Кейбір гомоферментативті сүтқышқыл
бактериялар цитраттан хош иісті заттар диацетил, ацетоин түзеді. Бұл
процестің басты ферменті – цитратлиаза [26].
Гетероферментативті сүт қышқылды ашу процесі:
С6Н1206 → СНЗ — СНОН — СООН+СНз — СН2ОН + С02
глюкоза лактат
этанол
Гетероферментативті сүт қышқылды ашуға қатысатын лактобактериялар: L.
brevis, L. fermentum, Str. diacetilactis, Leuc.cremoris.
Гетероферментативті сүт қышқылды ашу процесінің нәтижесінде сүт қышқылының
бір молекуласы, бір молекула АҮФ, бір молекула этанол және бір молекула С02
түзіледі [26].
Гомороферментативті сүт қышқылы бактериялары бір ғана сүт қышқылын
өндіреді. Бұларда глюкозаның катаболизімі фруктоза бифосфатты жолымен
жүреді, ал сутегі пируватқа беріледі. Лактат дегидрогеназаның
стереоспецификалығына және лактат рацемазының жекелігіне байланысты қандай
өнім түзілетіні белгілі болады. Пируваттың бір бөлігі ғана карбоксильденіп,
сірке қышқылына, этанол мен көмірқышқыл газы, сүт қышқылы ацетоинге
айналады. Қосымша түзілетін өнімдердің саны оттегіне байланысты.
Гетероферментативті сүт қышқылды бактерияларда фруктоза бифосфат жолындағы
негізгі фермент - альдолаза мен изомеразаның үш фосфаты жоқ. Лактаттың
бастапқы айналымы тек қана пентозафосфаттық жолмен жүреді, яғни, глюкоза 6
- фосфат 6 - фосфоглюканат және рибулоза - 5 - фосфат эпимераза әсерінен
ксилулоза 5 - фосфатқа айналады, бұл пентоза фосфокетолоза катализдейтін
тиамин пирофосфат тәуелді реакция нәтижесінде, глицеральдегидфосфат және
ацетил фосфат ыдырайды. Lactobacillus plantarum глюкозаны гомоферментативті
жолмен ашытып, ал пентозаны фосфокеталаза көмегімен ыдыратып, лактат пен
ацетатқа айналдырады. Дәл осындай гомоферментативті бактерия Lactobacillus
casei глюкозаны гомоферментативті жолмен ацетат пен лактатқа айналдырады.
Фосфокетолозаның синтезін рибоза индуцирлейді. Егер рибозасы бар ортада
өскен клеткаларды бөліп алсақ, одан кейін олар глюкозаны да
гетероферментативті бактериялар сияқты ашытады [12].
Протеолитикалық белсенділік. Сүт қышқылы бактерияларының сүттегі
ақуыздарды қарапайым азотты қосылыстар арқылы ыдыратуға қабілетті маңызды
қасиеттерінің бірі. Сүт қышқылы бактерияларының барлығы бірдей
протеолитикалық белсенділікке ие емес және бір түрге жататын
микроорганизмдер ішінен осы белгісі бойынша бір - бірінен ерекшеленетін
штаммдар да кездеседі.
Сүт қышқылы бактерияларының протеолитикалық фермент жүйесі және оған
әртүрлі факторлардың әсері айтарлықтай жан - жақты зерттелген. Сүттегі
ақуыздардың гидролизі сүт қышқылы бактерияларының клетка ішілік, клетка
сыртылық протеиназаның көмегімен жүзеге асырылатындығы зерттелген.
Клеткасыртылық протеиназа қоректік ортада дақылдың бастапқы өсу фазаларында
байқалады. Жалпы протеиназаның белсенділігінің өсуі клетка популяциясының
өсуімен параллельді өседі. Клетка қабырғасына жақын орналасқан
протеиназалар бактериялардың клетка қабырғасы арқылы клетка ішіне өтетін
казеин молекуласын ірі емес пептидтерге ыдыратады. Клетка ішілік
протеиназалар пептидтерді аминқышқылына дейін гидролиздейді.
Клетка ішілік пептидазалардың локализациясын зерттей отырып, ғалымдар
бұл ферменттер клетка цитоплазмасында орналасатынын анықтады. Кейбір
пептидазалар рибосомамен байланысқан [10, 19].
Сүт қышқылы бактерияларының сапалық және сандық құрамына байланысты
сүт ақуыздарының ыдырауы барысында әртүрлі аминқышқылдарын белгілі бір
қатынаста жинақтауы мүмкін.
Жоғары протеолитикалық белсенділікке ие термофильді бактериялар
ретінде L .bulgaricus, L. acidophilis, L. helventicus, L. lactis және тағы
басқалар белгілі. Сүт белоктарын гидролиздеуге қабілеттілігі төмен сүт
қышқылдарының түрлері Str. lactis, Str. cremoris, Str. diacetilactis.
Төменгі протеолитикалық белсенділікке
леуконостоктар,
стрептобактериялардың ішінен таяқшалар ие [10, 12].
Липолитикалық белсенділік. Сүт өнімдерінің дәмі мен иісі көбінесе
майдың гидролитикалық ыдырау өнімдерінің жиналуымен анықталады. Бұл
процесте маңызды рөлді сүт қышқылы бактериялары алады. Сүт қышқылы бактерия
түрлерінің штаммдары субстрат ретінде триглицеридті пайдалана алады. Сүт
қышқылы бактерияларының штаммдарының ішінен жоғары липолитикалық
белсенділікке ие түрлеріне L. lactis, L. acidophilis және Str.
diacetilactis, ал төменгі белсенділікке ие түрлерінен Str. lactis және
Str.thermophilus атап айтуға болады. Сүт қышқылы бактериялар субстрат
ретінде триглициридты пайдалана отырып, липолитикалық активтілікті есепке
алады.
Жоғары липазды белсенділікке ие штаммдар құмырсқа қышқылын түзуге
қабілеттілігі төмендегенде С2-ден С4-ке дейінгі үшқыш май қышқылдарының
жоғарғы мөлшерін түзеді [10].
Антибиотикалық белсенділігі. Антибиотикалық заттар бұл сүт қышқыл
бактериялардың үш түрінен - стрептобациллалардан, стрептококк пен
лейконостоктан табылды. Алғашқы екі топ микроорагнизмінен табылғаны туралы
мағлұмат көп. Дегенмен, антибиотиктер тек бірлі жарым дақылдардан ғана
бөлінген.
L. bulgaricus-те Е. соіі-дің өсуін тежейтін зат бар екені анықталды.
Ол заттың массасы 103, және диарея ауруынан сақтандыру үшін
пайдаланылады. L. bulgaricus-тің 14-ші штаммы "болгар" антибиотигін түзу
қасиеті бар продуцент екендігі анықталды. Ол рН-қышқыл жағдайда активтілік
көрсетеді, температураға түрақты, стрептококк, стафилококк, псевдомонас,
сарциналардың өсуін тежейді. L. bulgariсus-тан бірнеше антибиотикалық
заттар лактоцидин, ацидофилин жэне ацедолин алынады. Олар грам оң, грам
теріс бактерияларға қарсы тиімді әсер етеді. Көптеген сүт қышқылы
бактерияларының антагонисттік қасиеті өздері өндіретін сүт қышқылы
немесе сутегінің асқын тотығына байланысты. Мәселен, L. plantarum
түзетін зат псевдомонаданың өсуін ингибирлейді. Ол зат жоғары температураға
тұрақты және каталазамен инактивтелген.
Сүт қышқылының дақылдық ерітіндісінің динамикасы Н202-ң ингибирлеуші
әсерінің динамикасымен бетпе-бет келеді. Өсудің 4 – 5-ші күні Н202-нің
мөлшері 12 мгмл-ден көбірек жинақталғанда, яғни антибиотикалық зат Н202-ге
пара-пар болғанда максималды активтілік байқалды [10].
Сүтқышқыл бактериялары іріңді микроорганизмдердің өсуін тежеу
қабілеті, яғни антагонистік қасиеті ерте уақыттардан белгілі. Зерттеушілер
ұзақ уақытқа дейін мұндай әсердің табиғаты сүт қышқылы бактерияларының
көмегімен жинақталатын органикалық қышқылдардың әсерімен жүреді деп
түсіндірген болатын. Тек соңғы жылдары ғана сүт қышқылы бактерияларының
көпшілігі антибиотикалық заттарды - бактериоциндерді синтездейтіндігі
дәлелденген [27].
Str.cremoris синтездейтін антибиотикалық заттарды А.Оксфорд бөліп
алып, диплокоцин деп атады. Ағылшын ғалымдары А.Маттик және А. Хирш Str.
lactis синтездейтін антибиотикалық заттарды бөліп алды және оны низин деп
атады. Низин антибиотигі көптеген грам оң бактериялардың дамуын тежеп
отырады. Грам теріс бактерияларға, ашытқыларға және зең саңырауқұлақтарына
низин әсер етпейді. Низинге жоғары сезімтал аэробты споралы термофильді
бактериялар: Вас. coagulans, Bac. cereus, Bac. stearothermophilus, сондай-
ақ сүт қышқылы, пропион қышқылы және май қышқылы бактериялары жатады [12].
Низин төмен молекулалы белок болып табылады. Оның жасушаға тигізетін
әсері катионды детергенттерге ұқсас болғандықтан мембрананың өткізгіштігін
бұзады. Антибиотик тамақ өнеркәсібінде ет-сүт, балық және көкөніс өнімдерін
консервілеу үшін, сонымен бірге ірімшікті әртүрлі микроорагнизм әсерінен
бұзылудан сақтау мақсатында кеңінен өндірісте қолданады. Консерві
өндірісінде низинді қолдану өнімнің тағамдық қүндылығын сақтауға септігін
тигізетін консерві стерилизациясының температурасын төмендетеді.
Сүт қышқылы бактериялары басқа да антибиотиктерді синтездейді.
Str.lactis және Str.diacetilactis-тің кейбір штаммдары ішек таяқша тобының
және дизентерия бактерияларына антибиотикалық белсенділік көрсетеді [10,
11].
Болгар таяқшасының дақылынан бөлініп алынған антибиотик булгарикан кең
антибактериалды спектрге ие. Ол термотұрақты және қышқыл ортада максимум
белсенділік көрсетеді.
L. brevis синтездейтін антибиотикалық зат лактобревин жан-жақты
зерттелген. Лактобревин клеткада концентрленеді және эндоантибиотиктер
тобына жатады. L. brevis стафилококтарға, ішек таяқшаларына, дизентерия
бактерияларына антоганистік әсер көрсетеді. Сондай-ақ мынадай сүт қышқылы
бактериялары антибиотикалық қасиетке ие: L. helventicus, L. plantarium, L.
casei. L. рlantarium-нің зерттелген штаммдарының көпшілігі май қышқылы
бактерияларының дамуын белсенді ингибирлейді.
Сүт қышқылы бактерияларының басқа да штаммдармен қатынасы жан-жақты
зерттелуде. Сүт қышқылды өнімдердің емдік құндылығы ұйытқы құрамына сүт
қышқылы бактерияларының антибиотикалық активті штаммдарын қосқанда
жоғарылайтындығы дәлелденген. Ацидофильді өнімдерді қолдану адамға жақсы
әсер ете отырып, зиянды және патогенді микрофлораны басып, асқазан - ішек
жолдарының ауруларын емдейді. Жалпы айтқанда, сүт қышқылы бактерияларының
антибиотикалық белсенділігі селекциялауда ең маңызды белгілерінің бірі
болып табылады.
Лактобактериялар лизоцин, лектролин, низин, лактоцидин, ацидофилин
сияқты бактериоцинді қоспаларды синтездейді. Бактериоциндер - кейбір
микроорганизмдер өндіретін, жақын туыстық микроорганизмдердің тіршілігін
жоятын әсері бар белоктар. Бактериоциндер антибиотиктерге қарағанда тар
спектрлі белсенділікке ие болғанымен, оның әсері айқын көрінеді.
Лактобактериялар мына бактериялардың өсуін тежейді: Bacillus subtilus,
Candida, E.Coli, L. bulgaricus, L. plantarum және т.б. Тіршілігі барысында
лактобактериялар басқа микроорганизмдермен күрделі байланысқа түсіп,
шірікті және іріңді шартты патогендердің өсуін тежейді; біріншіден протей
және де өткір ішек инфекцияларының қоздырғыштарын. Пробиотикалық
бактериялардың антоганистік әсері, органикалық қышқылдарды түзумен,
бактериоциндер мен ингибиторлы протеиндер, соның ішінде, термолабильді және
термостабильді, жоғары және төмен молекулалы антибактериялық субстанциялар
мен антибиотиктерді өндіруімен байланысты. Органикалық қышқылдар қоршаған
ортаға экскрециаланатын метаболизмнің соңғы өнімі [28].
Бактериоциндер - жоғары молекулалы антибиотиктер. Мысалы, колицин
m=50000-90000Да. Бактериоциндер химиялық табиғатымен микробқа қарсы
белсенділік спектрімен ерекшелінеді. Продуцент бойынша аталады: колицин,
мегацин, лиоцин. Бактериоциндердің екі түрлі принципиалды типтері бар. Бірі
төмен молекулалы салмағымен ерекшелінеді, центрифугалауда тұнбаға түспейді,
трипсинге сезімтал термотұрақты және электронды микроскопта көрінбейді.
Екіншілері жоғары молекулалы салмаққа ие, центрифугалауда тұнбаға түседі,
трипсинге түрақты, термолабильді, электронды микроскопта тек бір өскінді
фаг бөлшектері сияқты көрінеді. Бактериоциндер түзетін грам оң бактериялар:
Bacillus, Clostridium, Streptococcus, Leuconostoc, Lactobacillus,
Micrococcus, Corinobacterium, Micobacterium, Sarcina, Streptomyces
бактериоцин тәрізді қоспа синтездейді. Сүт қышқыл бактериялар кең спектрлі
бактериоциндер түзеді: курвацин, диацетин, лактококцин, ацидоцин, лактоцин,
плантацин, плантарицин және т.б. [10, 12].
Сүт қышқыл бактериялар түзетін бактериоциндер екі топқа бөлінеді:
I - тар спектрлі антибактериялық әсер көрсетеді. Бұлар: лактоцин В
және Ғ-27, амиловарин, педиоцин N 5Р, термофиллин А, курвацин А, амиловарин
L 471, энтерококцин.
II -кең спектрлі грам оң микроорганизмдердің көптеген түрлерінің өсуін
ингибирлейді, оның ішінде Listeria monocytogenes, Clostridium botilinum,
Clostridium sporogenes, Staphylococcus aureus, Pediococcus acidolactici,
Bacillus spp, Enterococcus faecalis. Бұл бактериялар тағамдық азықтарды
бүлдіреді, оның ішінде патогенді түрлері бар. Екінші топтағы
бактериоциндерге жатады: педиоцин А, ацидоцин В, диацетин В1, курвацин
FS47, лактицин 3147, плантарицин С, энтрококциндер, саливарцин, низин,
саркацин 674, мутацин. Бұл бактериоциндердің көбісінің токсиндік әсері жоқ
және иммуногенсіз [28].
Ароматты қосылыстарды түзу. Сүт қышқылы бактерияларының хош иіс түзу
қасиетіне деген қызығушылық, оларды май өндіруде қолдануына байланысты
болды. Хош иіс түзуі олардың құрамындағы қоспалар - диацетил, альфа
дикетон, 2,З-бутандион, май қышқылының эфирі және кейбір альдегид пен
кетондарға байланысты. Сүт қышқылы бактериялар негізінен карбонил
қосылыстарын, яғни альдегид, диацетил, ацетоиңді синтездейді. Ацетон хош
иісті затқа жатпайды, бірақ диацетилге ауыса алады.
Хош иісті заттардың синтезі қоректік орта құрамына және штаммның
ерекшеліктеріне байланысты. Қоректік ортаның құрамына глюкоза, лимон
қышқылы және оның тұздарын қосу хош иісті заттардың пайда болуына мүмкіндік
жасайтындағын өте ерте кездегі зерттеушілер анықтаған. Глюкозасы бар
қоректік ортада көмірсудың жалғыз көзі ретінде тек қана сүт қышқылы немесе
сүт және сірке қышқылы жинақталса, ал глюкоза мен лимон қышқылы бар ортада
ацетоин және диацетил өндіріледі.
Сүт өнімдерінің хош иістерінің негізін құрайтын компоненттердің ішінен
атарлықтай жақсы зерттелгені төрткөміртекті қосылыстар (диацетил, ацетон,
2,3-бутандиол) ацетальдегид, ұшқыш май қышқылдары, спирттер, эфирлер және
тағы басқалар болып табылады [12].
Төрткөміртекті қосылыстар - Str. diacetilactis, Leuc. cremoris, Leuc.
citrovorius секілді хош иіс түзгіш бактерия түрлерінің метаболизмінің
маңызды өнімі. Сүт өнімдерінің негізгі хош иіс берушісі диацетил болып
табылады. Сүт қышқылы бактерияларымен диацетил және ацетоиннің түзілуі үшін
цитрат және лактозаның қатысуы қажет, сүтке цитратты қосқанда диацетил
биосинтезі кеңейеді. Диацетилдің сүтте ұйытқы дақылдарымен жинақталуы
ортаның рН-на байланысты. Цитратты пайдалану рН 5,5-ке өскенде жүреді.
Диацетил және ацетоиннің өндірілуі рН 4,5-4,6 болғанда жоғары деңгейге
жетеді және барлық цитрат толығымен таусылғанға дейін жалғасады. Ортада
диацетил құрамының өсуі қандай да бір белгілі шекке дейін барады да онан
соң концентрациясының төмендеуі жүреді. Бұл микроорганизмдерде диацетилді
ацетоинға қайтымсыз тотықсыздануын катализдейтін диацетилредуктаза
ферментінің болуына негізделеді. Сондықтан ұйытқы кұрамына кіретін дақылдар
төменгі диацетилредуктазалы белсенділікке ие болуы керек.
Диацетилредуктазаның әсері температура төмендеген сайын өзгеріп тұрады.
Қажетті хош иісті өнімде немесе ұйытқыда сақтап қалу үшін қолайлы төмен
температураға дейін тез арада салқындату керек.
Ұйытқылар мен ашытылған кілегейлерде диацетилдің жоғары мөлшерде болуы
ерекше хош иісті қышқыл кілегейлі май алуда негізгі шарт болып табылады.
Алайда майға тек ашытылған кілегейде жинақталған 5-10% диацетил ғана
түседі. Диацетил суда жақсы еритін боландықтан, оның үлкен бөлігі майсуда
(пахтада) қалып қалады [10].
Ацетальдегид - әртүрлі бактерия түрлерінің метаболизмінің өнімі –сүт
қышқылды өнімдердер йогурт, қышқыл кілегейлі май, сүзбеге тән хош иістің
түзілуіне қатысады. Ацетальдегидті өндіруге қабілеттілік көптеген сүт
қышқылы бактерияларына тән. Стрептококтар, лактобактериялар, лейконостоктар
мен төменгі мөлшерде педиококтар сүтте дамуы барысында ацетальдегид түзеді.
L. bulgaricus дақылдар белгілі көлемде ацетальдегид түзеді, сондықтан
йогурт, болгар қышқыл сүттің, простаквашалардың дәмі мен иісіне жауапты.
Ацетальдегид болгар таяқшасымен треонин аминқышқылынан треонинальдолаза
ферментінің әсерімен түзіледі.
OH NH2 NH2
О
I I I
СНз—СН —СН — СООН → Н —СН —СООН + СНз—С
треонинальдолаза
\
Н
Треонин
глицин ацетальдегид
Ұшқыш май қышқылдары да сүт өнімдеріне иіс және дәм түзуде маңызды
орын алады. Ұшқыш май қышқылдарының түзілуінің маңызды жолдарының бірі
сүттің табиғи липазасының және микроорганизмдердің липолитикалық
ферменттерінің әсерімен сүт майының ыдырауы болып табылады. Сүт липазасы
сүтті жоғары температурада пастеризациялағанда инактивирленеді, сондықтан
сыр және сүт өнімдерінде майды ыдыратуда маңызды рөл атқармайды. Шикі
салқындатылған сүтті ұзақ уақыт сақтағанда онда Pseudomonos, Achromobacter
және Alcaligens бактерия туыстарының психротрофты микрофлорасының көбеюі
жүретіндігі анықталған. Бұл микроорганизмдер жоғары белсенді термотұрақты
липазаға ие. Өнімге ұйытқымен бірге қосылатын сүт қышқылы бактериялары да
белгілі липазды белсенділікке ие.
Спирттер және эфирлер. Жоғары иіс беретін қабілеттілікке спирттер мен
эфирлер ие. Сүтте сүтқышқылы бактерияларының әртүрлі түрлерінің дамуы
барысында әртүрлі алифатты және ароматты спирттер, сондай - ақ ұшқыш май
қышқылдары, сүт, пирожүзім және басқа да карбон қышқылдарының эфирлері
жинақталады. Спирттің ішінде негізінен гетероферментативті сүт қышқылды
ашуда түзілетін этил спирті негізгі массаны қүрайды. Төменгі мөлшерде
пропил, изобутил, изоамилазды және тағы басқалар да түзіледі. Спирттер
сонымен қатар сәйкесінше альдегид және кетонды тотықсыздандырғанда
түзіледі. Этил спирті ацетальдегидтен алкогольдегидрогеназа ферментінің
әсер етуімен түзіледі. Сүт қышқылды стрептококтар әртүрлі
алкогольдегидрогеназды белсенділікке ие, сүтте 0,2-ден 2,6-ға дейін
этанолды жинақтайды. Бұл ферменттің белсенділігі кейбір мынадай штаммдарда:
Leuc.cremoris, термофильді стрептококтар дақылдары мен болгар таяқшаларында
көрінеді. Эфирлер карбон қышқылы мен спирттердің өзара әрекеттесуі кезінде
түзіледі. Реакцияны сәйкесінше эстеразалар катализдейді [10].
Қазіргі кезде сүттен көптеген тағамдар даярланады. Солардың бірі –
сүттен жасалатын айран, екіншісі – кілегейден жасалатын қаймақ.
Айран ұйыту үшін сүт алдымен +85-90°C-та пастерленеді. Пастерленген
сүтті 10-15 минуттай салқындатады. Сонда сүт температурасы +30°C-қа
төмендейді. Бұған таза сүтқышқыл бактерияларынан даярланған ұйытқы қосылады
да 6-8 сағат ішінде сүт ұйып, айран болады. Оны салқын жерде сақтайды.
Сүтқышқыл бактерияларының ішінен ұйытқыға болгар таяқшасын қолданады.
Қаймақ және сүзбе жасауда да осы микроорганизмдер қатысады. Бұл
тағамдар көп уақытқа шыдамай бұзылып кететін болғандықтан, белгілі бір
уақытта оларды тұтынып отыруға жіберіп отыру керек.
Қышқыл сүт тағамдарына кефир жатады. Оны даярлау үшін қайнатылған
сүтке кефир ашытқы саңырауқұлақтарын және сүтқышқыл бактерияларын қосып
ұйытады. Кефир даярлауда екі процесс, яғни сүтқышқылы және спирттік ашу
процестері қатар жүреді. Мұнда температураның зор маңызы бар. Өйткені 20°-
та сүтқышқылы ашу процесі жүреді, ал температура +15°-тан төмендегенде
спирттік ашу процесіне қолайлы жағдай туады. Кефир – өте дәмді, аздап
қышқылдау, қоймалжың сусын. Онда 1%-тей спирт, 1%-тей сүт қышқылы болады.
Кефирдің дәмін, сапасын жақсарту мақсатында қазір заводтарда оны
даярлау технологиясын да аздап өзгертті. Ол үшін алдымен кефирге тән
микроорганизмдердердің тіршілік етуіне қолайлы жағдай жасалады. Температура
+20-22°-қа төмендетіледі. Өйткені жоғары температурада ашытылатын болса,
сүтқышқыл бактериялары тез арада ашытқы саңырауқұлақтарының тіршілігін
баяулатады. Кефир даярлау барысында ондағы белок заттары аздап ыдырап, амин
қышқылдарына айналады. Бұл тағамның сіңімділігін арттырады.
Сүт қышқыл өнімдердің қасиеттерінің қалыптасуына әсер ететін
факторлар. Сүт қышқылды сусындарды алуда жүретін негізгі биохимиялық
процесттер: сүт қантының сүт қышқылды және спирттік ашуы казеиннің
коагуляциясы және гель түзілуі, осы процестердің арқасында консистенция,
дәмі мен иісі түзіледі. Казеиннің коагуляциясы сүт ... 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