Сүтқышқыл бактерияларының биотехнологиядағы маңызды қасиеттері

Пән: Ет, сүт, шарап өнімдері
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 30 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..4
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... .
II Негізгі бөлім
2.1 Сүтқышқыл бактерияларына жалпы сипаттама. Табиғатта таралуы.
Қолданылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... .
2.2 Сүтқышқыл бактерияларының биотехнологиядағы маңызды қасиеттері 10
2.2.1 Қышқыл түзу 12
2.2.2 белсенділігі ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
2.2.3 ... ... ... ... ... .. 14
2.2.4 Сүтқышқылды ашу 15
2.2.5 процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15
2.2.6 ... ... ... ... 18
Протеолитикалық
белсенділігі ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ...
Липолитикалық
белсенділігі ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ..
Антибиотикалық
белсенділігі ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ...
Ароматты қосылыстарды
түзу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ...
2.3 Сүтқышқыл өнімдердің қасиеттерінің қалыптасуына әсер ететін
факторлар ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
2.4 Сүтқышқылы бактерияларының өндірістік құнды штамдарын сақтау
әдістері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... 21
2.5 ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ...
Сүтқышқыл бактериялардың морфологиялық және культуральдық қасиеттерін24
анықтау
әдістері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ..
Қорытынды ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..26
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... .
Пайдаланған әдебиеттер 28
тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ...

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.
Сүтқышқылы 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].
Сүтқышқыл 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].
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].
Сүтқышқыл 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 сүтқышқылын түзетіндігіне негізделген. Сүтқышқылы
бактериялары көмірсуларды негізгі өнім ретінде сүтқышқылына 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.

II Негізгі бөлім

2.1 Cүтқышқыл бактерияларына жалпы сипаттама. Табиғатта таралуы.
Қолданылуы.
Сүтқышқыл бактериялары сүт өндіру технологиясында маңызды орын алады.
Олар сүт қантын сүтқышқылына дейін ашыта отырып, рН – тың төмендеуіне,
казеиннің ұюына және қышқылға сезімтал микробтардың тіршілікке
қабілеттілігін басуға алып келеді [8].
Сүтқышқылды 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
сүтқышқылды бактериялар. Лактобациллалар сүтқышқылды 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 мкм-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 – сүтқышқылының
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 микроорганизмдердің биотопқа колонизациясының
жүруімен байланысты [8].
Сүтқышқылын түзуі. Барлық сүтқышқылы бактерияларын көмірсулар
ферментациясы кезінде сүтқышқылын 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 сүтқышқылына 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 мкм-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 сүтқышқылын 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 сүтқышқылды өнімдерді
дайындау үшін пайдаланылады. Сүтқышқылды бактерияларының ұйытқысында
Streptococcus cremoris пен Streptococcus lactis өнім консистенциясын
қоюландыра түседі.
Streptococcus diacetilactis сүтте тек сүтқышқылын 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 тіршілігін 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 0,8 мкм-ға дейін, грам оң боялады.
Хемоорганотрофты, өсуі үшін никотин қышқылы мен биотинді қажетсінеді.
Сүтқышқылын 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 сүтқышқылының 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 сүтқышқылымен 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. Сүтқышқылын
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].
Cүтқышқылы бактерияларының қолданылуы. Сүтқышқылы бактерияларының
табиғатта, соның ішінде адам өмірінде алатын орны ерекше. Қазіргі кезде
оларды көптеген практикада қолданады. Жалпы сүтқышқылы 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. Сүтқышқыл 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 сүтқышқыл бактериялары жетекші рөл атқарады. Мысалы: көк сүтті,
майсызданған сүтті, кеуекті сүт қышқыл бактерияларын ашытып дәмді сусындар,
тағамдар алады. Соңғы уақытта өндірісте, тамақ өнеркәсібінде, медицинада,
ветеренарияда 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 осыларды алдын алады. Адам
организміне жақсы әсер ететін жаңадан сүтқышқылды 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].
Cүтқышқыл 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 сүтқышқылды 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 сүтқышқылы 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 сүтқышқылын алуда тез өсетін және аз уақыт ішінде көптеген
сүтқышқылын 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.

2.2 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 концентрациясында (24% - ке дейінгі) да
өсетін түрлерінің барлығы анықталған.
Қоректенуіне байланысты сүтқышқылы 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 сүтқышқылы бактериялар СО2 - ні құрамында ұстап бекіту
қасиеті бар. Мәселен, S.lactis.
Сүтқышқыл 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 сүтқышқыл бактерияларына аргинин, цистеин, глутамин глутамин
қышқылы, лейцин, фенилаланин, триптофан, тиронин, валин қажет. Сүтқышқылы
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.
Сүтқышқылдарының витаминдерді қажетсінуі қоректік ортада белгілі бір
аминқышқылдарының, май қышқылының болмауына байланысты. Мәселен, қоректік
ортада дезоксирибозидтер болса, онда сүтқышқылы 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, сүтқышқыл бактерияларының витаминді
қажетсінуін қанағаттандырады.
Сүтқышқылы 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
сүтқышқылы бактерияларының өсуін тездетеді [8].
Сүтқышқылы 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. Сүтқышқылы бактерияларында каталаза болмайды. Каталаза кейде
сүтқышқылы бактерияларын жылытылған қан және гематин қосылған қоректік
ортада өсіргеңде байқалады. Пероксидаза өндіруші түрлер өте сирек
кездеседі. Сүтқышқылы 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].

2.2.1 Қышқыл түзу белсенділігі
Сүтқышқылы бактерияларының негізгі қасиеті ашу процесі барысында
негізгі өнім ретінде сүтқышқылын түзе алу қабілеттілігі болып табылады.
Сүтқышқылы бактерияларының көмегімен көмірсуларды ашыту барысында
сүтқышқылының екі изомері түзіледі: L (+) және D (-). Бұлар бір-бірінен
оптикалық айналымы, адам организміне әртүрлі әсер ететіндігімен
ерекшеленеді. L (+) - сүтқышқылы организмге физиологиялық жақсы әсер
көрсетсе, D (-) - сүтқышқыл ацидоздың дамуын тудырады. Нәрестелердің
ферменттік жүйесі D (-) - сүтқышқылының алмасуын қамтамасыз ете алмайды,
сондықтан балалар тағамдарына қолданылатын микроорганизмдер L (+)
сүтқышқылын түзуге қабілетті болуы керек [8, 10].
Түзілгенсүт қышқылының формасы белгілі бір микроорганизм түріне
байланысты. Сонымен мезофильді сүтқышқылды стрептококтар, ацидофильді
таяқшалар L (+) - сүтқышқылын, термофильді стрептококктар оптикалық табиғи
LD-формасын, болгар таяқшасы D (-) - сүтқышқылын түзеді. Сүтқышқылының 2
изомерін түзуі, пирожүзім қышқылын сүтқышқылына дейін тотықтыратын, сондай
- ақ сүтқышқылының 2 оптикалық изомерінің арасында изомеризация реакциясын
катализдейтін лактатрацемаздардың арнайылылығына тән.
Сүтқышқыл бактерияларының қышқыл түзу белсенділігі сүтте даму
барысында сүтқышқылын жинақтау жылдамдығымен және сүтті ұйыту уақытымен
бағаланады. Сүтқышқылды стрептококтардың белсенді штаммдары сүтті 5-7
сағатта, термофильді сүтқышқылды таяқшалар 3-4 сағатта ұйытуға қабілетті.
Сүтқышқылы бактерияларының жоғары қышқыл түзу белсенділігі сүтте олардың
жоғары жылдамдықпен өсуіне тән. Сүтқышқылы бактерияларының кейбір түрлері
қышқыл түзу белсенділігі төмен болғандықтан, көбеюі үшін ашытқы автолизаты,
жүгері экстракті және тағы да басқа қосымша факторларды қажет етеді [10,
19].

2.2.2 Сүт қышқылды ашу процесі
Сүтқышқыл 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.
Сүтқышқылының концентрациясы жоғарылағанда және рН 4-5 дейін төмендегенде
сүзбелік масса түзіліп, сарысу бөлінеді. Сүттің ұюы, сүтқышқылының
әсерінен, казеиннен, кальций ионының бөлінуінен болады, ақуыз параказеинге
айналып, тұнбаға түседі.
Ашу процесінің сипатына қарай сүтқышқылы бактерияларын мынадай екі
топқа бөледі: 1) Гомоферментативті; 2) Гетероферментативті.
Гомоферментативті сүтқышқылды ашу процесі барысында қант тек қана
сүтқышқылына дейін ғана ыдырайды:

С6Н1206 → 2СН3 — СНОН — COOH
глюкоза лактат

Гомоферментативті сүтқышқылды ашуға қатысатын бактериялар:
L.delbrueckii, Str.lactis, Str.cremoris, L.helveticus, L.acidophillus,
L.plantarium, L.casei [25].
Гомоферментативті сүтқышқылды ашу Эмбден - Мейергоф - Парнас жолымен
жүрсе, гетероферментативті ашу пентозафосфатты жолмен жүретіндігі
дәлелденген [9].
Сүтқышқылды ашу процесінің нәтижесінде екі молекула АҮФ және екі
молекула сүтқышқылы пайда болады. Кейбір гомоферментативті сүтқышқыл
бактериялар цитраттан хош иісті заттар диацетил, ацетоин түзеді. Бұл
процестің басты ферменті – цитратлиаза [26].
Гетероферментативті сүтқышқылды ашу процесі:

С6Н12O6 → СНЗ — СНОН — СООН+СНз — СН2ОН + СO2
глюкоза лактат
этанол

Гетероферментативті сүтқышқылды ашуға қатысатын лактобактериялар:
L.brevis, L.fermentum, Str.diacetilactis, Leuc.cremoris.
Гетероферментативті сүтқышқылды ашу процесінің нәтижесінде сүтқышқылының
бір молекуласы, бір молекула АҮФ, бір молекула этанол және бір молекула СO2
түзіледі [26].
Гомороферментативті сүтқышқылы бактериялары бір ғана сүтқышқылын
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, сүтқышқылы 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].

2.2.3 Протеолитикалық белсенділігі
Сүтқышқылы бактерияларының сүттегі ақуыздарды қарапайым азотты
қосылыстар арқылы ыдыратуға қабілетті маңызды қасиеттерінің бірі.
Сүтқышқылы бактерияларының барлығы бірдей протеолитикалық белсенділікке ие
емес және бір түрге жататын микроорганизмдер ішінен осы белгісі бойынша бір
- бірінен ерекшеленетін штаммдар да кездеседі.
Сүтқышқылы бактерияларының протеолитикалық фермент жүйесі және оған
әртүрлі факторлардың әсері айтарлықтай жан - жақты зерттелген. Сүттегі
ақуыздардың гидролизі сүтқышқылы бактерияларының клетка ішілік, клетка
сыртылық протеиназаның көмегімен жүзеге асырылатындығы зерттелген. Клетка
сыртылық 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].
Сүтқышқылы 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
сүтқышқылдарының түрлері Str.lactis, Str.cremoris, Str.diacetilactis.
Төменгі протеолитикалық белсенділікке леуконостоктар,
стрептобактериялардың ішінен таяқшалар ие [10, 12].

2.2.4 Липолитикалық белсенділігі
Сүт өнімдерінің дәмі мен иісі көбінесе майдың гидролитикалық ыдырау
өнімдерінің жиналуымен анықталады. Бұл процесте маңызды рөлді сүтқышқылы
бактериялары алады. Сүтқышқылы бактерия түрлерінің штаммдары субстрат
ретінде триглицеридті пайдалана алады. Сүтқышқылы 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. Сүтқышқылы
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 ұшқыш май қышқылдарының
жоғарғы мөлшерін түзеді [10].

2.2.5 Антибиотикалық белсенділігі
Антибиотикалық заттар бұл сүтқышқыл бактериялардың үш түрінен -
стрептобациллалардан, стрептококк пен лейконостоктан табылды. Алғашқы екі
топ микроорганизмінен табылғаны туралы мағлұмат көп. Дегенмен,
антибиотиктер тек бірлі жарым дақылдардан ғана бөлінген.
L.bulgaricus-те Е.соlі-дің өсуін тежейтін зат бар екені анықталды. Ол
заттың массасы 103, және диарея ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.