Лимон қышқылдарын алудың тереңдік әдiсі

Пән: Өнеркәсіп, Өндіріс
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы Білім және Ғылым Министрлігі

Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

БАӨЖ

Тақырыбы: «Лимон қышқылын алудың тереңдік әдiсі».

Орындаған: Төкенқызы Аяулым

Тексерген: Мирашева Г. О

Семей 2015ж

Жоспар

Лимон қышқылын алу технологиясы
Лимон қышқылы өндірісі және алу әдістері.
Лимон қышқылын микроорганизм продуцентінің көмегімен алу
Көмірқышқылдардың лимон қышқылына дейін ашылуы
Лимон қышқылын алудың тереңдік әдiсі

Лимон қышқылын алудың технологиясы.

Лимон қышқылы - суда жақсы еритін түссіз кристалдар. Ол лимонда, қарақатта, итбүлдіргенде, шетен жидегінде, қызылшада болады. Оны жеміссуларына, кәмпиттерге, дәрі-дәрмектерге үстеме ретінде және тамақ(қайнатпа, кисель, қырыққабат сорпасы, балық және т. б. ) дайындағанда пайдаланады. Лимон қышқылы кеңінен табиғатта таратылады. Ол жеміс пен жидек табылды: қарақат, таңқурай, құлпынай, лимон (Лимон қатты 9% дейін) . Лимон қышқылы, сондай-ақ Shag (7-8%) табуға болады. Алғаш рет, лимон қышқылы лимон алынған және Шаг. ХХ ғасырдың 30-шы жылдарында өнеркәсіптік әзірленді зең саңырауқұлақтар Aspergillus Нигер арқылы лимон қышқылын өндіретін әдістері, бұл белгілі бір жағдайларда, лимон қышқылы қант түрлендіреді. Қазіргі уақытта, биохимиялық лимон қышқылын өндіру әдісі шешуші болып табылады. Лимон қышқылы кристалданған түссіз немесе сәл сары кристалдар су бөлшектердің бірі. Лимон қышқылы өндірісі талаптарына кем дегенде 99% лимон болуы тиіс қышқылы, артық емес 0, 5% күл, кем 0, 03% күкірт қышқылы.

Қанттың лимон қышқылына дейін тотығуы зең саңырауқұлақтарының, соның ішінде аспергиллус нигердің қатысуымен жүреді. Бұл микрорганизмдерді қанттан техникалық жолмен лимон қышқылын өндіруге қолданады. Соңғы кездерде лимон қышқылы жемістерден алынатын еді. Лимон қышқылын алғаш рет өндірістік масштабта цитрус өнімдерінен алынған, ол алынған лимон қышқылы 7-9 % -і ғана құрады.

Ал елімізді лимон қышқылымен қамтамасыз ету үшін біраз мөлшерде жемісті өңдеу қажет болар еді. Бұл экономикалық жағынан тиімсіз.

Лимон қышқылын алу үшін алдымен аспергиллус нигер саңырауқұлағын құрамында 20% қанты бар, 0, 3% азот қышқылы, аммоний тұзы бар қоректік ортада - 30-32°-та өсіреді. Екі тәуліктен соң бұл ортаның бетінде саңырауқұлақ қалың қыртыс түзе өседі. Осы кезде оның астындағы қоректік ортаны ағызып алады да, саңырауқұлақты қайнатып, суытылған сумен тазалап жуады. Бұл ыдысқа таза, алдын ала қайнатылған, құрамында басқа қоректік заттар жоқ, таза қант ерітіндісін құяды. Міне, енді саңырауқұлағы бар қант таза лимон қышқылын түзе бастайды. Қанттың жалпы мөлшерінің 50 - 60% лимон қышқылына айналады. Бұдан әрі лимон қышқылы тазартылып тиісті мақсатқа жұмсалады. Қазір аспергиллус нигерді сыйымдылығы үлкен ферменттерде ауа үрлеу арқылы өсіреді. Мұнда алынатын лимон қышқылының мөлшерін арттырып қана қоймайды, сонымен бірге оның сапасын да жақсартады. Ферментер таза болғандықтан оған бөтен микроорганизмдер енбейді. Лимон қышқылы тамақ өнеркәсібінде кеңінен қолданылады. Ол медицинада да пайдаланылады. Лимон қышқылы тамақ, химия, тоқыма өндірісінде кеңінен қолданылады. Әлемде лимон қышқылын 400 мың т/жылына өндіреді екен.

Лимон қышқылы өндірісін үлкен масштабта өндіру мүмкіндігі микробиологиялық синтездеу жолымен әр түрлі көміртегінен көбінесе көмірсу мен көмірсутегінен алады. Лимон қышқылының микроорганизм - продуценті болып микроскопиялық саңырауқұлақ (Аspеrgillус nigеr), ашытқы (Кандида липолитика, Кандида гулермонд), бактерия (Корнебактерия, Артобактерия) саналады. Кеңес Одағы кезінде лимон қышқылын микробиологиялық синтездеумен Аспергиллус нигер микроскоптық саңырауқұлағын мелассалы қоректік ортада өсіріп алған.

Лимон қышқылы өндірісінің микробиологиялық синтез технологиясының негізгі сатылары:

1. егіс материалын алу;

2. ферментация процесіне мелассалы шикізаты дайындау;

3. ауаны залалсыздау және дайындау;

4. ферментация;

5. мицелия - продуцентінің биомассасын бөлу;

Лимон қышқылы өндірісі және алу әдістері. Лимон қышқылын алғаш рет өндірістік масштабта цитрусты өнімдерінен алынған, ол алынған лимон қышқылы 7-9 % -і ғана құрады.

Лимон қышқылы С ₆ Н ₈ О ₇ үш негізді оксиқышқыл болып саналады:

Сулы ерітіндіден бір молекулалы сумен түссіз түрде мөлдір кристалл ромбитті формада кристаллизациялайды. Лимон қышқылы тамақ, химия, тоқыма өндірісінде кеңінен қолданылады. Әлемде лимон қышқылын 400 мың тонна/жылына өндіреді екен. Лимон қышқылы ауыл шаруашылығында қолданады. Лимон қышқылы өндірісін үлкен масштабта өндіру мүмкіндігі микробиологиялық синтездеу жолымен әр түрлі көміртегінен көбінесе көмірсу мен көмірсутегінен алады. Лимон қышқылының микроорганизм - продуценті болып микроскопиялық саңырауқұлақ (Аспергиллус нигер), ашытқы (Кандида липолитика, Кандида гулермонд), бактерия (Корнебактерия, Артобактерия) саналады. Кеңес өкметі кезінде лимон қышқылын микробиологиялық синтездеумен Аспергиллус нигер микроскоптық саңырауқұлақтан мелассалы қоректік ортада өсіріп алынған.

Лимон қышқылы өндірісінің процесіне микробиологиялық технологияның барлық негізгі сатылары кіреді.

1) егіс материалын алу;

2) ферментация процесіне меласса шикізатын дайындау;

3) ауаны залалсыздау және дайындау;

4) ферментация;

5) мицелия - продуцентінің биомассасын бөлу;

6) культуральды сұйықтықтан лимон қышқылын алу және кристалл түрінде алу.

Лимон қышқылы продуцентін беттік және түптік культивирлеу әдісімен өсіріп алуға болады. Лимон қышқылы өндірісінің технологиялық сызба-нұсқасы тек ферментация процесінде ғана айырмашылығы бар, ал қалған сатылары аналогично, демек бәрі бірдей деген.

Лимон қышқылын микроорганизм продуцентінің көмегімен алу

Лимон қышқылын микроорганизм продуцентінің көмегімен алуда шикізатты өңдеудің тиімділігін зерттеу болып табылады. Лимон қышқылы өндірісіне егіс материалын дайындауға активтігі жоғары Aspergillus niger саңырауқұлағын қолдануды зерттеу. Aspergillus niger саңырауқұлағын культивирлеуге қолайлы ортаны таңдау. Культивирлеу процесінің микробиологиялық және биохимиялық анализін бақылау, қоректік орта залалсыздығын, егіс материалының ылғалдылығын, қолайлы температурасын зерттеу. Қанттың лимон қышқылына дейін тотығуы зең саңырауқұлақтарының, соның ішінде Aspergillus niger қатысуымен жүреді. Бұл микрорганизмдерді қанттан техникалық жолмен лимон қышқылын өндіруге қолданады. Мицелиалы саңырауқұлақ Aspergillus niger а -амилаза синтезінің теориялық аспектілері.

Aspergillus niger микромицеті крахмал гидролизатының ферментация процесінде лимон қышқылын синтездейді және экстрацеллюлярлық кеңістікте амилолитикалық ферменттерді экскретациялайды, көбінесе а-амилаза деп бұрыннан дәлелденген. Бұл фермент гидролиз поли- және олигосахаридтерді глюкозаға дейін катализдейді лимон қышқылын тікелей өзгертеді.

Дегенмен, Aspergillus niger қышқыл түзуші саңырауқұлағының жасушадағы а-амилазаның алмасу механизмдері бекітілмеген. Бұл бағытта жүргізілген тәжірибелік зерттеулер ақуыз алмасу деңгейінде лимон қышқылы биосинтезінің бағытын мәлімдеуге және реттеуге мүмкіндік жасайды, яғни бұл осы уақытқа дейін лимон қышқылы өндірісі қолданған емес. Лимон қышқылының продуценті Aspergillus niger микромицеті - а-амилаза синтезін зерттеу және оның белсенді ацидогенездегі айналым параметрлерін зерттеу. Зерттеу аумағы болып лимон қышқылының Aspergillus niger саңырауқұлағының продуценті саналады. Aspergillus niger саңырауқұлағын 30% декстроздық эквивалетпен жүгері крахмалының ферментативтік гидролизатында сыйымдылығы 750 мл Эрленмейер колбасында түптік культивирлеу процесімен 5 тәулік аралығында 28-32 ⁰ С температурада және ортаны араластыру жиілігі 140-160 минут ^-1 болатын жағдайда жүргізіледі. Жасуша сыртындағы - а -амилазаны алдын ала тазарту КУ - 23 Na ⁺ - түріндегі күшті қышқыл катионитте, рН 3, 0 натрий-ацетаттық буферлік ерітіндімен теңестірілген және иондық күші 0, 01 болатын нативтік ерітіндіден шыққан ИОХ затымен жүзеге асырылады. Элюцияны рН 4, 5-т 6, 5 дейінгі аралықта болатын натрий-ацетаттық буферлік ерітіндімен және ол иондық күші 0, 5, жылдамдығы 20-30 мл/(сағ∙см ² ) болатынмен жүргізілді. Жасуша сыртындағы ферментті жоғарғы дәрежеде тазарту тасымалдағыш ретінде нативтік крахмал Tris-HCl (0, 05 моль/дм ³ , рН 6, 5) жүйесінде аффиндік хроматография әдісімен орындалды; элюция осы буферлік ерітіндімен жүргізілді, бірақ фильтрация жылдамдығымен 9-12 мл. (сағ ∙см ² ) гликоген құрайтын массалық үлесі 0, 4 болады.

Ферменттің молекулярлық гетерогендігі полиакриламидтік гелде (ПААГ) SDS -электрофорез әдісімен бағаланды соңынан тізбектеле а-амилазаның активтілігін йодометриялық әдіспен салыстырып теңестірілді. Құрамындағы ақуыз мөлшері Lowri әдісімен анықталды. Протеиназдық активтілігі интерферометриялық әдіспен субстрат ретінде гемоглобинді қолдана отырып анықталды Aspergillus niger саңырауқұлағының жасушасының еритін фракциясы ультрадыбыс көмегімен алынды, айналу жиілігі 5 микрон HSF дезинтеграторда, 7 минут аралығында 4 ⁰ С температурада, содан соң центрифугирлеуді салқындатылған режимде ротордың айналу жылдамдығы 25 000 мин ^-1 20 минут аралығында жүргізілді.

Жасуша ішіндегі ферментті тазарту үшін VIVASPIN 20 Sartorius (ФРГ) фирмасы дайындаған лабораториялық жүйеде ультрафильтрация процесі қолданылды, одан соң микромицеттің жаушасының еритін фракциясы молекулярлық массасы - 100 кДа және 50 кДа болатын полисульфондық фильтрден өткізілді. а-амилазаның молекулярлық массасын бағалау үшін электрофорез әдісі ПААГ қолданылды. а-амилазаның алмасу параметрлері және жалпы ақуыз иммунохимиялық және радиоизотоптық анализ әдісімен анықталды. Моновалентті антиденелерді а-амилазаға теңестіру үшін Оuchterlony бойынша агарлы гелде иммунодиффузиялық әдіс қолданылды. а-амилазаның К _d деградация константы анықталды және секреция константы, К _sec, К _s синтезі есептелді, ал сонымен қатар Т _1/2 ферменттің жартылай жаңарғандығы Shimre және Arias әдістерін қолдана отырып анықталды. Гольджи аппаратында жүруі мүмкін, себебі амилолитикалық ферменттердің секрециясы бифазалық түрде жүреді. Фермент жасуша сыртындағы кеңістіктегі транзиттің қалдық өнімі болып саналмайды, жасуша ішіндегі нағыз ақуыз болып саналады. а-амилазаның жасуша ішіндегі алмасуы болады және иммунохимиялық әдісті радиоизотоптық анализбен байланыстырып қолданумен алу. Цитозол кезінде жасушалар 145 мкг ферментті функциялайды, бұл 1 кг. биомасса есебімен жүреді, олардың жаңаруы 6 тәуліктен көп болады. Тәулікте а-амилаза бірдей мөлшері синтезделеді және ыдырайды; ферменттің локализация процесі цитоплазмада генетикалық детерминирленген.

Мәліметтерден а-амилазаның секрециялық жылдамдығы қышқыл түзгіш саңырауқұлақ жасушаларынан культуральды ортада 104 мкг/мл құрайды. Ферменттің тұрақты түрде ыдырауын ескеріп, (тәулігіне 34% амилаза ақуызы ыдырайды сонымен қатар жәймен 1 мл культуралды сұйықтықты 306 мкг амилаза дәлелдейді. Алынған мәліметтің анализі активтілігі бойынша әр түрлілігін көрсетті, кинетикалық параметрлердің молекулярлы гетреогендгі, а-амилазаның ішкі және сыртқы формасы, молекулярлы массасы және біркелкі антигенді детерминанттың өте жақын мәндері бар. Демек зерттелетін ферментке антидене түрінде бір ғана түрінің қатысқаны және оның моно ерекшелігі туралы жасалды. а-амилазаның толық тұнуы ақуыздың антисары суын екі рет бөлгенде басталады.

Ферменттің молекулярлы формасының генетикалық детерминирленуінен болуы локализация сайтында биохимиялық функцияның анықталуын жорамалдайды, бірақта осы уақытқы дейін Aspergillus niger саңырауқұлағының жасушасы үшін мұндай ақпарат әдебиетте жоқ, Streptococcus туысының өкілдері. а-амилазаның жасуша ішіндегі формасын синтездейді деген мәлімет бар, ол клеткада гликогенді тәрізді полисахаридтерді аккумилирлейді .

Aspergillus niger саңырауқұлағының жасушасындағы амилазаның ролі метаболизмнің қандайда бір қоры немесе басқа полисахаридтердің жиналуына байланысты. Олай болса, новосинтезделген а-амилазаның жиналуының кинетикалық константы алынды, сонымен қатар оның тұрақтылығының сандық сипаттамасы. Aspergillus niger Л - 4 штамның крахмал гидролизіндегі ферментация процесінде лимон қышқылының активті биосинтезделуіне сәйкес келеді. Алынған нәтижелерден лимон қышқылының биосинтезі қарқынды болғандықтан Aspergillus niger Л - 4 активті штамы өндірістке ұсынылды. Лимон қышқылын микроорганизм продуцентінің көмегімен алуда шикізатты өңдеудің тиімділігі анықталды.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.