Жасыл балдырлардың биохимиялық құрамын анықтау
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ
ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Биология факультеті
Биотехнология, биохимия, өсімдіктер физиологиясы кафедрасы
Бітіру жұмысы
Жасыл балдырлардың биохимиялық құрамын анықтау
Орындаған 4 курс студенті _____________________ Айдаралимова А.С.
(қолы, күні)
Ғылыми жетекші,
б.ғ.д., доцент __________________ Джокебаева
С.А.
(қолы, күні)
Норма бақылаушы,
б.ғ.к., асс. __________________ Оразова
С.Б.
(қолы, күні)
Кафедра меңгерушісінің
рұқсатымен қорғауға жіберілді,
б.ғ.д,.профессор ________________ Карпенюк
Т.А.
(қолы, күні)
Алматы, 2012
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 3
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ 5
1.1 Балдырларға жалпы сипаттама ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
1.2 Жасыл балдырлар бөлімінің өкілдері және олардың қысқаша
сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 5
1.3 Жасыл балдырлардың құрамы және олардың адам организміне
әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...12
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ...
1.4 Балдырлар маңызы және олардың қолданылуы ... ... ... ... ... . 13
1.5 Жа Жасыл балдырлардың биологиялық қарым-қатынастары ... ... . 15
2 ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛЫ МЕН ӘДІСТЕРІ 17
2.1 Зерттеу 17
материалдары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ..
2.1.1 Зерттеу 17
әдістері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... .
2.2 Белок мөлшерін анықтау (Лоури әдісі) ... ... ... ... ... ... ... ... . 20
2.3 Пигменттерді анықтау әдісі (хлорофилл “a” және ”b”,
каротиноидтар) ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 22
2.4 С витаминінің сандық мөлшерін анықтау әдісі ... ... ... ... ... ... 22
3 ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛДАУ 24
3.1 Жасыл балдырлардың қос дақыл жағдайындағы өзара
ара-қатынасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... 24
3.2 Моно-, қос және тетрадақылдардағы жасыл балдырлардың өсу
динамикасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 25
3.3 Моно-, қос және тетрадақылдар жағдайында жасыл балдырларда
анықталған белок мөлшері ... ... ... ... ... ... ... .. 35
3.4 Моно-, қос және тетрадақылдар жағдайында жасыл балдырларда
анықталған пигмент (хлорофилл “a”және “b”, каротиноидтар)
мөлшері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 37
3.5 Моно-, қос және тетрадақылдар жағдайында жасыл балдырларда
анықталған С витаминінің мөлшері ... ... ... ... ... 42
3.6 Жасыл балдырлардан алынған биологиялық белсенді қоспаларды
(ББҚ) үй құстарына жемдік қоспа ретінде азықтандыру
нәтижесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 45
ҚОРЫТЫНДЫ 47
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 48
КІРІСПЕ
Қазіргі таңда, қоршаған ортаның антропогенді ластануына байланысты
экологиялық жағдайлар күрт өзгеріске ұшырағаны баршамызға мәлім. Осының
салдарынан экологиялық таза өнімдер алу үлкен қиыншылықтар тудыруда. Сол
себептен табиғи жағдайда өскен өсімдіктерді - түсімділігі мен өнімділігі
жоғары гендік модифицирленген трансгенді түрлерге ауыстыру кең таралып
жатыр. Дегенмен де, ондай өнімдердің адам мен қоршаған ортаға қауіпсіздігі
толығымен анықталмаған.
Ауыл шаруашылық өсімдіктер мен жануарлардың төзімділігі мен өнімділігін
арттыру мәселесінің шешімдерінің бірі - тағам ретінде, азықтық, жемдік
қоспа, тыңайтқыш ретінде микробалдырларды кең көлемде тұтыну болып
табылады. Микробалдырларды өсіру экологиялық таза, экономикалық тиімді
болып табылады және арнайы жағдайларды талап етпейді. Аз уақыт ішінде олар
көп биомасса жинақтайды, ал сол биомассасының биохимиялық құрамы өте бай
және оларға түрлі биологиялық белсенді қоспалар кіреді. Сонымен қатар,
өндірістік жағдайда микробалдырларды өсіру мерзімге тәуелді болмайды.
Дегенмен, микробалдырлардың өсу қарқындылығын арттыру және олардың
биосинтез процестерін арнайы өнімдерге бағыттау, атап айтқанда биоотын алу,
биологиялық белсенді қосылыстарды бөліп алу және тиімді биоқоспаларды
дайындау өндірісі орындарына маңызды мәселе болып табылады. Әрине, ол үшін
биологиялық әдістерді қолданған жөн. Мұндай жаңашыл бағыттарының біреуі -
микробалдырлардың түраралық ара-қатынастарын ескере отырып,
ассоциацияларды құру. Сондықтан микробалдырлар арасындағы ассоциациативті
симбиозді зерттеу өзекті мәселе болып отыр. Өйткені симбиоздық
(мутуалистік) қатынастар барысында жеке өсіруде мүлдем кездеспейтін ерекше
қосылыстар түзілетіні және құрамындағы пайдалы заттардың сандық мөлшерлері
артатындығы белгілі.
Балдырлар әлемінде ең көп таралған және практикалық маңызы зор объекті
ретінде - жасыл протококкты балдырларды айтуға болады. Protococcophyceae
немесе Chlorococcophyceae тұқымдасына жататын өкілдерімен көп зерттеулер
жүргізіліп, олар практикада үлкен сұранысқа ие. Өйткені олардың құрамы өте
бай, ал олардың құрамында токсикалық заттар мүлдем кездеспейді дейуге
толығымен негіз бар.
Осыған орай бұл бітіру жұмысының мақсаты – ассоциативті симбиоз
жағдайында аз уақыт ішінде көп биомасса жинақтайтын биохимиялық құрамы бай
балдырлар түрлерін анықтау және ауыл шаруашылығы үшін тиімділік пен
өнімділікті арттыруды көздейтін жоғары жемдік қоспалар дайындау.
Қойылған мақсатқа жету үшін алға мынадай міндеттер қойылды:
- жасыл протококкты микробалдырларды жеке өсіру, олардың өсу
динамикасы мен биохимиялық құрамын анықтау;
- балдырлар арасындағы қарым-қатынастарды анықтап алып, аралас
дақылдарды өсіру;
- ассоциативті түрлерді интенсивті өсіру барысында олардың өсу
қарқындылығын және қоспа биомассасының сапасын анықтау.
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
1. Балдырларға жалпы сипаттама
Балдырлар — негізгі тіршілік ортасы су болып табылады, өсімдіктердің ең
ежелгі тобы. Олар автотрофты өсімдіктер: хлорофилдің болуына орай олар
көмірқышқылын сіңіріп, бейорганикалық заттардан органикалық заттарды
синтездеуге қабілетті. Балдырлар төменгі сатылы өсімдіктерге жатады.
Олардың вегетативті денесі (таллом) сабақтар, тамыр және жапыраққа
бөлінбеген [1].
Қазіргі таңда, оларды жеке бөлімдерге бөледі, атап айтқанда [2]:
• балдырлар (Algae),
• саңырауқұлақтар (Fungi),
• қыналар (Lichenes),
• миксомицеттер (Myxomycetes) ,
• бактериялар (Bacteria).
Түрлі биохимиялық құрылымдарына байланысты балдырларды мынадай топтарға
бөлуге болады[1,2]:
1. Көк-жасыл балдырлар — Cyanophycophyta
2. Жасыл балдырлар— Chlorophycophyta
3. Алтын түсті балдырлар — Chrysophycophyta
4. Сары-жасыл балдырлар— Xanthophycophyta
5. Диатомды балдырлар — Bacillariophycophyta (Diatomeae)
6. Пиррофитті балдырлар — Pyrrhophycophyta
7. Эвгленалы балдырлар — Euglenophycophyta
8. Бурый балдырлар — Phaeophycophyta
9. Қызыл балдырлар— Rhodophycophyta.
Балдырлар түрлі су өсімдіктерімен, папоротник, қына, саңырауқұлақтар
және бактериялармен бірге симбиозды түрде тіршілік етеді. Қоршаған ортаның:
жарық, көмірқышқыл газы, су және температура т.б. факторлар балдырлар
өсуіне оптималды жағдай туғызады. Балдырлар үшін көмірқышқыл газының көзі
су болып табылады. Көмір қышқылы суда еріген күйде немесе тұздар түрінде
болады. Ал cуда тіршілік етпейтін балдырлар ауадағы көмірқышқылы газын
қолданады.
2. Жасыл балдырлар бөлімінің (Chlorophycophyta) өкілдері және олардың
қысқаша сипаттамасы
Жасыл балдырлар протококкты балдырлар тұқымдасына Protococcophyceae
немесе Chlorococcophyceae жатады. Жасыл балдырлардың талломдары нағыз
жасыл түсті болады [3]. Клеткаларының хроматофораларында хлорофилл, каротин
және ксантофилл пигменттері болады. Жасыл макрофиттер пішіндерінің алуан
түрлері кездеседі, атап айтқанда [2] - колониалды, жіпшелі, пластинкалы,
сифонды және харалы және т.б
Бұл өсімдіктер вегетативті, жынысты және жыныссыз көбейеді. Жыныстық
мүшелері харалы балдырларда көп клеткалы. Аналық жыныс мүшесі оогониялар
және аталық жыныс мүшесі антеридиялары бар. Жасыл балдырларда қор ретінде
крахмал жинақталады.
Жасыл балдырлар — терең және тұзды суларда тіршілік етеді. Ресей
Федерациясында көп кездесетін түрлері [4]: Гидродикцион — Hydrodictyon,
Кладофора — Cladophora, Эгагропила — Aegagropila, Ульвария — Ulvaria, Ульва
— Ulva, Энтероморфа — Enteromorpha, Бриопсис — Bryopsis, Кодиум — Codium,
Каулерпа — Caulerpa, Хара — Chara, Нителла — Nitella болып табылады.
Жасыл балдырлар — алуан түрлі түр өкілдерінен тұрады, олардың 5700
түрлері бар. Бұл топқа бірклеткалы және көпклеткалы балдырлар жатады.
Бірклеткалы жасыл балдырлар планктон құрамына кіреді, сол себепті су
түбінің гүлдендіреді. Ең көп таралған Ульва, мыстың органикалық
қосылыстарына, Е витаминіне ол В витаминіне және темірге бай. Кодиум –
гетерополисахаридтер сульфаттарының аниондарын, мысалы кодиавален
синтездейді, ал олар өз кезегінде белоктар мен минералды заттармен
байланысады. Ал бұл қосылыстар косметологияда бетке ылғалдық беру үшін
қолданылады. Жасыл балдырлар:
• В тобының витаминдеріне;
• Антиоксиданттарға бай , сонымен қатар, жасартқыш эффектіге ие.
Жасыл балдырлардың ең танымал өкілі – теңіз салаты (Ulva) [3,4]. Кодиум
(Codium) белок пен минералдар алмасуына қажетті заттарды синтездейді. Теңіз
шашы (Enteromorpha compressa) балдыры көп мөлшерде тұздарға, белокка бай.
Бұл балдырлардың мөлшерлері 1 мкм- ден басталып, ондаған сантиметрге
жетеді. Хлоропласттарда хлорофилл a мен, каротиноидтар болады. Негізгі
бірклеткалы өкілдері хламидомонада мен хлорелла (сурет 1а) [5] .
Хламидомонада - шағын суқоймаларда , қарда және топырақта кездеседі.
Ол сопақша, кейде шар тәрізді формалы болады. Оның екі талшығы болады,
соның көбегімен ол суда еркін қозғалады.Протопластында бір ядро,
хроматофор, қызыл көзшесі (стигма) және вакуолі болады [6]. Жасыл
балдырларда барлық май қышқылдарының 80 % алмаспайтын амин қышқылдары, олар
простагландин туындылары болып табылады , олар өз кезегінде өте жоғарғы
биологиялық активтілікке ие, жануарларда гормондық регуляция,
физиологиялық процестерге ықпал ету және гомеостазды реттеуге қатысады.
Полиқанықпаған май қышқылдары, мысалы, арахидон, линоль, линолен қышқылдары
алмаспайтын май қышқылдар жануар организмінде синтезделмейді, бірақ
тіршілікке қажетті болғандықтан күнделікті жеммен тәулігіне 2 г түсіп
отыруы қажет. Мысалы, хлорелланың макро- және микроэлементті құрамы
минералдарға бай, суспензиясының өзінде жалпы саны 650 болатын түрлі
заттар табылған. Осылайша, жануарларға суспензия түрінде беру арқылы
жануарлар қорегіне қажетті дефицит элементтерді толтыруға болады.Тағы бір
мысал, хлорелладан алынған 1 кг арахидон қышқылы әлемдік нарықта 700 мың
дол. құрайды [10,11].
а — хламидомонада; б — хлорелла; в — плеврококк; г — спирогира; д —
улотрикс; I —қабықша; 2 — ядро; 3 — хроматофор; 4 — вакуолдер; 5 — жарық
сезгіш көзше; 6 — споралар; 7 — гаметалар; 8 — зигота; 9 — копуляция; 10 —
конъюгация.
1 сурет. Балдырлардың кейбір өкілдері
Хлорелла - олар микроскопиялық балдырлар, шар тәрізді формасы
болады. Клеткасы тегіс қабықшамен қапталған, пиреноидты хроматофоры және
ядросы болады.олар қозғалмайтын спора (64- жуық) түзу арқылы жыныссыз
көбейеді . Тәулігіне балдыр массасы 3—5 есе артып отырады. Осылайша
клеткаларда майлар, В, С, К витаминдері жинақталады.Хлорелла белогы
клетканың құрғақ массасының 50% сай келеді, барлық алмаспайтын амин
қышқылдары түзіледі. Селекционер зерттеушілер хлорелла клеткаларында липид
( 85% жуық) және көмірсу ( 60% жуық) болатын штамды анықтаған. Хлорелла
түрлі суқоймаларда, құрғақ топырақта, ағаштар тамырларында кездеседі,
қыналар құрамына кіреді. Көп клеткалы жасыл балдырларға улотрикс және
спирогира жатады (1 сурет г, д) [7].
Хлорелла 1890 жылы анықталған болатын, оны дат ғалымы
М.У. Бейжерник анықтаған болатын.Бұл атауды гректің “chloros”, сөзінен,
сары-жасыл деген мағынада , ал латын тілінде -ella жалғауы — “кішкентай”
сөзінен шыққан. Ол фотосинтез процесіне қатысады, осылайша көмірқышқылын
өзіне сіңіріп, ауаны оттегіне байытады.Хлорелла ұзақ тіршілік етуші
ретінде танымал, ол екі миллиард жыл бұрын пайда болан деседі, бұл фактор
оның клеткасының тамаша құрылымен түсіндіріледі. Жасыл балдырлардың
денсаулыққа қатысты оң ерекшеліктері бар: хлорофиллдің артық болуы, клетка
қабығының табиғаты, бета-каротиннің болуы, нуклеин қышқылының жоғарғы
концентрациясы [6,7].
Негізгі маңызды — хлорофилл, оны “жасыл алтын”деп атайды, себебі оның
молекулалық құрылымы гемоглобин құрылымына өте ұқсас. Медицинада хлорелла
көмегімен қаназдықтың алдын алуға болатыны анықталған, себебі оның
құрамында B12 витамині, фолий қышқылы, темір, амин қышқылдары, хлофилл
теміріне бай, сол себептен ол қантамырға түсісімен қанды оттегімен байытып,
гемоглобинге айналады. Хлорофилл тек бұл қасиеттерімен ғана емес, сонымен
қатар, асқорыту жүйесіне тиімді әсер етеді: асқорыту сөлдерінің қалыпты
бөлуіне, қабынуды болдырмауға ықпал етеді. Сонымен қатар, хлорофилл жүрек-
қантамыр жүйесіне пайдалы және антисептикалық, регенерация қасиетіне
қабілетті. Хлорофилл стоматологияда да қолданыс тауып отыр. 40-жылдар
ортасында профессор С.Л. Голдберг осы бағалы пигмент көмегімен 300
парадонтозбен ауыратын адамдарды емдеп шықты. Хлорофилл көмегімен тек тіс
инфекцияларын емдеп қана қоймайды, стоматиттің алдын алады, тістің қанауын
тоқтатады, тіс эмалін қатайтады және тіс ұлпасын жаңартуға себепші бола
алады. Хлорелла құрамында спирулина мен люцернамен салыстырғанда хлорофилл
5-10 есе көп. Осылайша оның организмге әсері де көп [6]:
1.Иммундық жүйені нығайту;
2.Инфекциялармен күреуде;
3.Созылмалы панкреатитті емдеуде;
4. Ұлпалар клеткаларының регенерациясында үлкен роль атқарады.
Хлорелла таблеткалары қандағы қант мөлшерін қалыптастырады,
адамдардың ауыз иістерін жағымды етеді. Сонымен қатар, хлореллалар диабет
әсерінен болатын тері жараларын емдейді.
Клетка қабырғасы материалы ішекке эффективті әсер етеді. Бұл талшықты
материал ішек қызметін реттеп, аэробты микроорганизмдердің өсуіне ықпал
етеді.Олар сонымен қатар, тік ішектегі токсиндерді шығарушы агент, және де
қоршаған ортадан түскен ауыр металдар мен пестицидтерді организмнен
шығаруға ықпал етеді. Бета-каротин ісік клеткаларын жойып, иммундық
жүйедегі макробактериофагтарды жасап шығаруды жақсартады. Ал Е витаминімен
қосылып, басталып келе жатқан ракті жояды. Балдырлар бета-каротині
антиісікті эффектісі болады. Бета-каротина мен Е витаминімен қатар,
хлореллада B витамині, С витамині, минералдар, мыс, кальций, мырыш,
темір, магний және германий бар [8]. Ал нуклеин қышқылы, амин қышқылы,
пептидтер (глутатион), витаминдер және қанттар хлорелланың өсу факторы
болады. Бұл фактор ДНК-азада өсуді стимулдейтін, антимутациялық процестер
мен ұлпалар регенерацияларында және басқа субстанцияларда да жоғары. Осы
фактор көмегімен гендік информация хлорелланың бір ұрпақтан екінші ұрпаққа
беріледі. Бұл нуклеин қышқылдарының әсері. Қартаю процесінің бір себебі
нуклеин қышқылының қызметінің төмендеуі болып табылады. Сол себептен осы
қышқылы бар өнімдерді қолдану адамзаттың алдамшы үміті.
Осы фактор қарқынды зерттеле келе, олар микроорганизмдердің , ұсақ
жәндіктердің өсуіне , сонымен қатар, балалардың тез әрі дені сау болып
өсуіне ықпал етеді [7,8].
Хлорелланың осы басты факторлары организмнің иммундық жүйесіне
қолдау көрсетеді. Хлорофилл иммундық жүйені нығайтады, ал хлорелла
клеткасының қабығының материалы ішек лимфациттерін стимулдейді. Бұл
материал, сонымен қатар, қанды тазартқыш болып табылады, ол органикалық
химиялық компоненттерді ішекте ұстап қалады, лимфоциттер мен макрофагтарды
стимулдейді, және де вирусқа қарсы белок интерферонды синтездеуіне
қатысады.
Хлорелла көптеген бактериялы инфекцияларға қарсы тұра алады, мысалы
ішек таяқшасына. Интерферон белогы артрит ауруы кезінде ауруды жеңілдету
үшін қолданылады. Себебі артриттің қышқылды ортасын хлорелланың сілтілі
ортасымен бейтараптау жүргізіледі.
Хлорелланың өнімдері балдырдың түріне және оның өңделуіне байланысты.
Көптеген тәжірибелерде хлорелла арнайы әдістерімен өңделеді. Нәтижесінде
клетқа қабығы бұзылып, 80% қоректік заттар организмнің сіңіруіне дайын
болады.
Негізгі өкілі хлорелла болып табылатын микроспопиялық балдырлардың
болашағы өте зор. Бұл балдырды [7,8]:
• Нақты бір аурумен ауыратын адамдарға;
• Егде тартқан адамдарға;
• Өндіріс ошағының тұрғындарына;
• Ірі қалаларда тұратындарға;
• Темекі шегетіндерге қолдануға ұсынылады.
Бұл балдырдың таң қаларлық биологиялық құрамы, энергетикалық
сыйымдылығы, антиоксиданттық құрамы және иммундық жүйені стимулдеу
қабілетіне қарай отырып, ол нағыз табиғи емдік зат болып табылады.
Хлорелла — түрлік қорға аса бай емес балдырлар тобы ол
Pleurососсасеае Wille тұқымдасына жатады. Ең көп таралған өкілі Chlorella
vulgaris , ол суда, лай шалшықтарда, арықтар мен тоғандарда кездеседі, ал
Chlorella infusionum су құйылған ыдыстарда, шынылардың ішкі бетінде жасыл
түсті қақ түзеді. Хлореллалар жәндіктермен симбиозды құрайды. Брандт және
басқа ғалымдары олардың эндогенді шығу тегін анықтады, олардың жәндіктерде
кездесетін шартәрізді денешіктердің кездесетінін дәлелдеген. Сонымен
қоймай, Брандт оларды балдырлардың ерекше тобына жатқызып, оларға
Zoochlorella атауын берген. Зоохлорелланың хлорелладан айырмашылығы
(Кесслер, Гаманн, Шевяков, Фаминцын, Бейеринк мен Аверинцев) олар жәндік
денесінде де одан тыс та өмір сүріп, тіршілік ете алады. Шартәрізді
вегетативті клеткалардың мөлшері 0,0015- 0,012 мм-ге жетеді. Әрбір
клеткада гомогенді протоплазма, өте кішкентай ядро, ол гематоксилинмен
жақсы боялады, лентатәрізді немесе дөңгелек хроматофор және хроматофор
пиреноидтары болады [10].
Хлорелланың көбеюі алдымен хроматофор мен пиреноидтың қайта бөлінуінен
басталады, сосын клетканың барлық құрамы 2 ден 16-ға дейін бөлінеді, олар
біраз уақыт аналық қабықшамен қоршалып, бөлінгеннен кейін босап, жылдам
түрде көлемдері үлкейіп, біраз уақыттан соң дәл сол циклді өзі қайта
қайталайды.
Витамакс корпорациясы мынадай биологиялық активті заттарды ұсынады:
Зеленое Волшебство, Зеленая Защита, Вита Баланс 2000 [9]. Бұл
өнімдерге адам организміне қажетті мөлшерде микроскопиялық балдырлар
қосылады. Көптеген жасыл балдырлардың эндогенді және экзогенді токсиндерге
қарсы тұру, қабынуға қарсы әсері, антибактериалдық функцияларымен
ерекшеленеді.
Хлорелла – әлемнің нағыз ғажайыбы, оның құрамы да бірегей болып
табылады. Хлореллаға жануарлар мен өсімдіктер әлемінде тең келетін аналогі
жоқ. Оны ойланбастан әлемнің бір кереметі деп атауға болады, және оның
ашылуы әлемдік ғылымның дамуындағы үлкен жетістік [10].
Хлорелла өзінің уникалды клеткалық құрылымының арқасында біздің
планетамыздағы флора мен фауна атаулысының бүкіл ғұмырының үлкен бөлігін
алады. Көпшілік ғалымдарды қызықтыратыны бұл балдырлардың бай құрамындағы
биологиялық активті заттар және олардың биомассасы мөлшерінің жоғары болуы.
Хлорелла – активті продуцент. Хлорелланың құрғақ массасында [5,10]: 40-
55% белок, 35% көмірсулар, 5-10% липидтер, 10% минералды заттар болады. Ал
хлорелланың белогында 40 түрлі амин қышқылы бар, оның ішінде алмаспайтын
да бар. Витаминдік құрамына байланысты хлорелла барлық өсімдік текті
жемдерден және ауыл шаруашылық культураларынан асып түседі. Мысалы, 1 г
балдырдың құрғақ массасының өзінде саналуан заттар бар (1 кесте).
1 кесте
Жасыл балдырлардың негізгі
өкілі хлорелланың биохимиялық құрамы [5,10]
Хлорелланың 1г қ.с құрамы Мөлшері, мкг
каротина (провитамина А) 1000-1600
В1 витамині 2-18
В2 витамині 21-28
В6 витамині 9
С витамині 1300-1500
К витамині 6
РР витамині 110-180
Е витамині 10-350
Пантотен қышқылы 12-17
Фолий қышқылы 485
биотин 0,1
лейковорин 22
Жасыл балдырларды түрлі қасиеттеріне қатысты түрлі салаларда қолданады,
мысалы ауыл шаруашылығы, медицина, тағамдық өнеркәсіп, парфюмерия, ағын
суларды тазалау және т.б. [9,11]. Хлорелланы дамыған елдерде тағамдық
өнімдерді биологиялық құнды, сіңімді заттармен байыту үшін қолданады. 50
жыл бұрын хлорелланы біздің елде мал шаруашылығында қолдана бастады. СССР-
де 800 комплекс хлорелла өндірген, олардың кейбірі қазірге дейін жұмысын
жалғастыруда. Мысалы, Вологодский облысында шошқа кешенінде 40 мың
шынытүтікті құрылғылар сақталған. Бірақ, біздің елде бұл саланың дамуы
тежеліп тұр, оған себеп қаржыландырудың болмауы, құрылғылардың
реконструкциясының тоқтап тұруы, күрделі әрі қымбат биотехнология,
хлорелланың тауарлық суспензиясының тығыздығының төмен болуы, топырақ
штамдарының қолданылуы, суспензия циркуляциясын насостармен үнемі тоқтатпай
орындау қажет [11].
Отандық ғалымдар мен технологтардың есептері бойынша хлорелла негізінде
жасалатын өнімдер ішінде өмірдің түрлі сферасында және адам тұрмысында
Альгагрин-ге (Algagreen) жететін өнім жоқ. Хлорелланың суспензиясының
токсикалық әсері жоқ. Хлорелланың бұл штамының суспензиясы биогенді
иммунностимульдеуші препарат болып табылады. Штамм нағыз табиғи антибиотик
[12]. Бізде мынадай сұрақтар туындауы мүмкін: хлорелла несімен
ерекшелінеді, Альгагрин дегеніміз не?
• Альгагрин инфекциялы, бактериялдық ауруларға емдік-профилактикалық
әсер етеді.
• Альгагрин ол өмірге маңызды витаминдермен, амин қышқылдарымен,
микроэлементтермен байытылған, сонымен қатар онда 60% өсімдік белогы
бар. Альгагрин егулер мен бруцеллезды емдеуде, жануарлар организмін
қалпына қайта келтіру альгагрин еттің салмағын арттыру, сүттің
көлемін, жұмыртқалағыштықты және т.б. мал шаруашылығында, шошқа
өсіруде және құс шаруашылығында, омарта шаруашылығында қолданады.
Хлорелла – “изумрудты тағам”, құрамында хлорофиллдің көп мөлшерде
болуына байланысты осылай аталған. Сонымен қатар, онда клетчатка,
ферменттер болады.
Эвергрин – бұл жаңартқыш сусын, ол концентрленген хлорофилден жасалады.
Хлорофилл өсімдіктегі күн сәулесін жұта отырып, оны энергияға айналдыратын
жасыл пигмент, сол себептен ол организмге тез әрі жақсырақ сінеді.
Evergreen (өмір бойы жасыл) – сұйық, жемдік және тағамдық концентрат, ол
дәмді, микроэлементтермен, кальциймен, темірмен байытылған. Сусын майлы
негізде жасалады, сол себепті жақсы сіңіріледі. Ол сусын зат алмасу және
асқорыту жүйесіне арналып жасалған [11].
Хлорофилмен байытылған қан тамыр жүйесі өзінің транспортты функциясын,
оттегіні, қоректік заттарды жеткізу функцияларын қарқынды әрі жақсы
атқарады. Evergreen тотығу барысында анаэробты бактерияларының белгілі
бір иісіне қарсы әсер етеді. Осылайша ауыз қуысының, дененің жағымсыз иісін
жояды [12].
3. Жасыл балдырлардың құрамы және олардың адам организміне әсері
Жасыл балдырлар толық құнды тағам болып табылады. Негізгі функциясы
иммунитетті күшейтеді, асқорытуды жақсартады, организмнен токсиндерді
шығарады, жазылужы тездетеді, радиациядан қорғайды, дегенеративті ауруларды
болдырмайды, кандидозды емдеуде, артритті емдеуде, артық салмақты жоюды
қамтамасыз етеді. [11,12] Ол көбіне таблетка түрінде, порошок түрінде,
құрғатылған түрде шығарылады. Құрамында хлорелланың өсу факторы
(англ.аббревиатура – CGF) болады.Орташа доза 5-8 таблетка, тәулігіне 3 рет,
бірақ алдымен, бір таблеткадан бастау керек, алергиялық реакцияны байқау
үшін. Жағымсыз эффектісі іштің желденуі, газ бөлінуі, терінің ауытқулары
байқалуы мүмкін.
Жасыл балдырлар құрамында белок – 40-45% бұған бикарбон қышқылы,
аланин, алгинин, лейпин жатады. Жасыл балдырлардағы көмірсулар – 30-35%,
липидтер – 10%, күлде цинк, медь, темір, кобальт және т.б. элементтер көп
мөлшерде кездеседі. Балдырларда мынадай төмендегідей заттар кездеседі, әрі
организмге оң әсер етеді [12]:
Минералдар организмдегі зат алмасуды реттейді, адамның өсуіне, дамуына
аса қажет [13]. Мысалы:
• Кальций сүйектерді берік етеді;
• Хлор қоректік заттарды теріге апаруға қатысады;
• Калий ішкі және клеткадан тыс сұйықтықтар құрамына кіреді;
• Натрий трансмембранды тасмалдауда қатысады;
• Магний қартаюды баяулатады, ұлпалар регенерациясын жақсартады,
антиаллергиялық және қабынуға қарсы тұру қабілеті бар;
• Фосфор жүйке жүйесінің элементтерін түзеге қатысады;
• Күкірт теріге қажет, дерматоз және тері тітіркенуінде аса қажет.
Жасыл балдырларда адам организміндегі клеткалардың биохимиялық
реакцияларын тездететін микроэлементтер болады, мысалы [13]:
• Йод майды жоюға әсер етеді;
• Никель мен хром аппетитті жақсартады;
• Темір әжімдердің түзілуіне қарсы тұрады;
• Алюминий антистресстік әсерге ие;
• Кремний дәнекер ұлпасының өсуіне ықпал етеді;
• Цинк антисептикалық әсерін көрсетеді, жараның жазылуына ықпал етеді;
• Молибден дәнекер ұлпасын жақсартады;
• Фтор тісті берік етеді;
• Мыс терінің созылмалылығы және тонусын жоғарлатады;
• Селен қартаюды баялатады ;
• Марганец коллаген синтезін стимулдейді;
• Кобальт веналық және лимфалық микроциркуляцияны жақсартады.
Теңіз балдырларының құрамындағы витаминдердің негізгі эффектілері
мынадай [13]:
• А витамині клеткалардың жаңаруына себепші;
• В1 витамині жүйке жүйесінің қалыпты жұмыс істеуіне ықпал етеді;
• В3 витамині (РР) клеткаларды энергиямен қамтамасыз етеді;
• В5 витамині ылғал беруші агент;
• В12 қан айналымға қатысады ;
• С витамині иммунитетті жақсартады ;
• Е витамині күшті антиоксиданттар;
• К витамині алмаспайтын амин қышқылындарын синтездеуге қатысады;
• D витамині калий мен фосфор абсорбциясын жүзеге асырады.
Басқа элементтер [13]:
• Белоктар концентрациясы балдырлар түріне байланысты. Мысалы, хлорелла
белоктары жалпы құрғақ массаның 46-72% құрайды .
• Көмірсулар теңіз балдырларының құрғақ массасының 60% қамтиды. Барлық
көмірсулар екі топқа бөлінеді:
• Жай көмірсулар;
• Күрделі көмірсулар немесе талшықтар.
4. Балдырлардың маңызы және олардың қолданылуы
Балдырлар — планктонды және бентосты, жерасты және топырақта
кездеседі.Балдырлар барлық органикалық заттардың 80% алады. Өсімдік
планктоны балық шаруашылығына судың гүлденуі кезінде кедергі жасайды.
Балдырлардың [5,6]:
1. Cyanophycophyta;
2. Pyrrophycophyta;
3. Chlorophycophyta;
4. Chrysophycophyta топтары дәл сол планктондарға токсиндік әсер етеді.
Жердегі балдырлар, мысалы Cyanophycophyta бөлімі балдырлары топырақты
тыңайтады, азотпен байытады, ағын суларды биологиялық әдіспен тазалайды,
бағалы тыңайтқыш ретінде қолданылады, емдік балшықтар құрамында болып,
макрофиттер (мысалы, ламинария) емдік қасиетіне байланысты медицинада
қолданылады [14]. Мысалы: Гидродикцион — Hydrodictyon, Кладофора —
Cladophora, Эгагропила — Aegagropila, Ульвария — Ulvaria, Ульва — Ulva,
Энтероморфа — Enteromorpha, Бриопсис — Bryopsis, Кодиум — Codium, Каулерпа
— Caulerpa, Хара — Chara, Нителла — Nitella өкілдері қолданылады.
Хондрус асқазан жарасын емдеуде қолданылады. Кораллина, церамиум,
энтероморфа балдырлар түрлерінің құрттарға қарсы әсері бар.
Теңіз балдырлары микроэлементтерге, витаминдерге, көмірсуларға,
белоктарға бай. Олар тағамдарға қолданылады (ламинария, порфира, Ulva)
малға жем ретінде (аскофиллум, родимения, алярия). Көптеген елдерде
(Жапония, Қытай) ламинарияны қолдан өсіреді, және де оны тағам үшін
қолданады.
Өнеркәсіпте қолданылуына қарай, көбінесе қызыл мен бурый балдырлар, ал
жасыл балдырлар — тек Cladophora мен ризоклониум қағаз өндірісінде
қолданылады. Макрофиттерден бояулар бекіткіштерін(агар, альгинат, карраген,
агароид) алады. Олар тағамдық өнеркәсіпте желатинді алмастырады.
Альгинатты ламинардан, фукусты балдырлардан химиялық өнеркәсіпте бөліп
алады.Теңіз макрофиттері— йод, бром, калий өндірісінде шикізат болып
табылады [15,16].
Хлорофилдің болуына қарай люцерна хлорофилінен 20 есе, спирулина
хлорофилімен салыстырғанда 10 есе және бидай хлорофиліне қарағанда 8 есе
көп болып табылады. Хлорелла ДНК мен РНК – нуклеин қышқылдарына бай, олар
клеткалар регенерациясы мен қалыпты клеткалық метаболизмді қамтамасыз
етеді.Хлорелла 20 түрлі витаминдерді өзіне біріктірген және
микроэлементтер, сонымен қатар В1 В2, B6, В12, b-каротин, Е мен К
витаминдері, темір, мыс, фосфор, калий, күкірт, мырыш, кобальт, йод,
кальций, магний мен марганецке бай. А провитамині кепкен абрикосқа немесе
итмұрынға қарағанда 7—10 есе көп. Хлорелланы қарапайым орталарда өсіру
нәтежиесінде құрғақ биомассасында [17,18] 40—55% белок, 35% көмірсу,
5—10% липидтер, 10% минералды заттар болады. Хлорелла, азотпен байытылған
ортада белокты көп жинақтайды.Ал азот дефициті кезінде ол көбінесе майлар
мен көмірсулар синтездейді.Ортаға глюкоза мен ацетат қосқанда каротиноидтар
мөлшері артады. Жасыл балдырларды өсіруді 6 күні ортадағы витаминдер
мөлшері максимумды құрайды пантотен қышқылы, биотина, п-аминобензой
қышқылы— 80%, пиридоксин— 70, тиамин, инозит, никотин қышқылы — 60% құрайды
[12].
Сосын өсірудің 14-і күні витаминдер мөлшері осы көлемнің дәл
жартысына тең болады. Хлореллада барлық дерлік алмаспайтын амин қышқылдары
болғандықтан, ол тағамдық құндылығы соя белогынан екі есе артық болады.
Егер хлорелла биомассасын салыстырмалы түрде қарастырсақ: 1 кг биомасса
4—5 кг сояға тең.Егер 1 т бидайға 5—7 кг хлорелланың құрғақ массасын
қоссақ бидайдың биологиялық құндылығы 1,5 есе артады. Калориясы бойынша
хлорелланы шоколадқа теңеуге болады, ал оның белогы құрғақ сүттің немесе
еттің белогымен теңдей. Хлорелланы таблетка немесе суспензия түрінде
қолдану[13,15] :
• интерферонның синтезінің арттырады;
• дене мен ми клеткаларын оттегімен қамтамасыз етеді;
• қанды, бауырды, бүйректі, асқазан ішек трактын токсиндер мен
ауыр металдардан тазарту;
• асқорытуды жақсартады;
• организмнің өсуін реттейді;
• ұлпаларды қалпына келуін стимулдейді;
• организмін рН сілтілі ортаға айналдырады;
• жүрек қантамыр жүйесін реттейді;
• ішекте қалыпты, пайдалы микрофлора дамиды.
Хлорелла мына жағдайда ұсынылады: шаршап-шалдыққан кезде, қан
қысымы жоғарлағандa, көз көруі нашарлағанда, есте сақтау қабілеті
нашарлағанда, холестерин мөлшері жоғарлағанда, инфекциялар кезінде,
дерматит кезінде, токсикоз кезінде, аллергиялар кезінде, иммунитет
нашарлағанда қолдануға, қабылдауға ұсынады. Бұл балдырларды 40 м3
бассейндеріне дрожждармен бірге араластырып өсіріліп, ірі қара малға жем
ретінде берген. Елімізде осылайша жемге хлорелланы пайдалану әлі де кең
қолданысқа ие болмай отыр. Мұндай суспензиялар сиырлардың сүтінің мөлшері
мен майлылығын арттыруға ықпал етті. Жасыл балдырларды сонымен қатар,
молекулярлы сутегіні фотобиологиялық әдіспен алуға болады [16,18].
1.5 Жасыл балдырлардың биологиялық қарым-қатынастары
Барлық биологиялық қатынастарды 6 топқа біріктіруге болады
[18]:
1. Белгілі бір популяциядан ешбіреуі екіншісіне әсер етпейді
[00] - нейтрализм. Табиғатта нейтрализм өте сирек.
2. Бір түр өледі, екіншісі пайда көрмейді [-0] – аменсализм.
3. Бір түр пайда табады, екіншісіне ештеңе болмайды [+0] –
комменсализм.
4. Өзара пайдалы қатынас [++] – симбиоз.
5. Екеуіне де зиян қатынас [--] – конкуренция.
6. Бір түр пайда табады, екіншісі өліп қалады [+-] –
паразитизм, жыртқыштық.
Осылайша, табиғаттағы және лабораториядағы популяциялардың
түраралық қатынастарын 3 түрге біріктіруге болады: Нейтрализм [00]; Симбиоз
(варианттар: мутуализм [++]; протокооперация [++]; комменсализм [+0]:
пәтерлік, дастархандастық, уақытша тұрушы); Антибиоз (варианттар:
аменсализм [-0], жыртқыштық [+-], паразитизм [+ -], конкуренция [--]).
Жасыл балдырларда келесідей қарым – қатынастары толықтай зерттелген [19].
1. Конкуренция. Конкуренттік күресте организмдер r-стратегиясымен (r –
лимиттеуші емес ортадағы популяциялардың логарифметикалық өсу жылдамдығының
көрсеткіші) немесе К – стратегиясымен (К- популяция жиілігінің жоғары
көрсеткіші) жүруі мүмкін. r-стратегиясында тағам көп болған жағдайда, тез
көбейеді және пайда табады, бірақ қолайсыз жағдайларда жылдам қайтып алады.
К – стратегиясында өмір сүру үшін ресурстарды көп пайдаланады, жай
көбейеді, бірақ қолайсыз жағдайларда жақсы сақталып қалады. Лабораториялық
жағдайда конкуренттік қатынастар, ортаға салынған ортақ субстратты қолдана
алатын формаларды өсіріп қатынастарды моделдейді.
2. Синтрофия. Синтрофия – екі немесе одан да көп жасыл балдырлар
түрлерінің бірігіп, ешқайсысы жекелей жүзеге асыра алмайтын процестерді
жүргізеді. Мұндай қарым – қатынастың негізі болып екіншісінің дамуын
қамтамасыз ететін, бір организмнің субстратты жасауы, екіншісіне улы болып
келетін өнімді біріншісінің өлтіруі өсу факторының берілуі табылады.
Синтрофияның бірнеше механизмдері бір мезгілде жүре алады.
3. Антогонизм. Жасыл балдырлардың бір популяциясы екіншісіне улы болып
келетін химиялық қосылыстарды түзуі мүмкін. Егер конкуренттік
популяциялардың екеуі бірдей түзетін болса, антагонизм деп атайды, егер
популяцияның бір түрі ингибиторды түзетін болса, оны аменсализм деп атайды.
Судың гүлденуі кезінде экологиялық сукцессия жүреді – белгілі
бір мезгіл арасында бір түрдің екіншісімен ауысуы [20]. Алғашқысында
диатомды, кейін кейбір көк-жасыл жіптесінді, содан соң – жасыл балдырлар
дамиды. Жаз айларында жасыл жіптесінді балдырлар жаппай дамиды [21].
2 ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛЫ МЕН ӘДІСТЕРІ
2.1 Зерттеу материалдары
Зерттеу объектілері ретінде биотехнология, биохимия, өсімдіктер
физиологиясы кафедрасының алгологиялық коллекциясының дақылдарының ішінен
жақсы өсетін, бірклеткалы, протококкты жасыл балдырлар таңдалып алынды (2
кесте).
2 кесте
Зерттеу объектілері
№ Штамм атауы Балдырдың атауы
1 KB 1 Chlorococcum infusionum
2 KB 2 Spaerocystis plantonica
3 KB 3 Scenedesmus disciformis
4 KB 4 Ankistrodesmus (Selenastrum gracilis)
5 KB 5 Scenedesmus obliquus
6 KB 9 Nephrochlamus subsolitoria
7 KB 8 Schizochlamydella delicatula
8 KB 6 Scenedesmus quadricauda
9 KB 11 Coelastrum microporum
10 KB 7 Chlorella vulgaris
11 KB 10 Chlorella sp.
2.1.1 Зерттеу әдістері
Жасыл балдырлар ассоциацияларының ара-қатынастарын анықтау мақсатында
скрининг биотесттер жасалды [23].
Биотест агарлы ортада Егоров методикасы бойынша жасалынды: екі түрдің
бір- біріне қарай ұмтыла өсуі бойынша ара-қатынас түрін анықтадық. Бұл
үшін Петри табақшасына алдын-ала дайындалған Фитцджеральд ортасын 20 мл
шамасында құйып, табақша бетіне бағытталған сызықтар сызып
дайындаймыз.Отырғызылғалы жатқан балдыр түрін арнайы 10 мкл тұзақтармен
ценрде белгіленген сызық шекарасына қарай бағыттап, тұзақты екі рет
жүргізіп өтеміз. Осылайша әр дақылдан симбиоздық қатынасты анықтауға 20мкл
мөлшері кетеді.Бірінші Петри табақшасы бетіне ортасынан алдымен оңға қарай,
сосын солға қарай бақыттап тұзақпен сызықтар түсіреміз.Ортанғы бөліктен
сызық шекарасына қарай бақыттау себебіміз балдырлардың симбиоздық ара-
қатынасы байқалатын тұсқа жекеленген, таза клеткалардың түсуін көздеу
мақсатында жасалып отыр [24].
Биотест нәтижесі әдітте 7 күнге алынады. Центрдегі сызықтан келесі
беттегі штамм аймағына балдыр түрінің қаншалықты ауысып, өткендігін сол
аралықтағы ара қашықтықты өлшеу арқылы анықтауға болады.
Скрининг-биотест көмегімен бір тәжірибе барысында жүздеген жасыл
балдырлардың бір-біріне деген ара-қатынастарын өзара ықтималдықтар бойынша
үйлестіре отырып комбинациялардың қарым-қатынасын айқындауға мүмкіндік
береді (2 сурет).
(KB- биотехнология, биохимия кафедрасының коллекциясынан, n- коллекциядағы
нөмірі)
2 сурет. Жасыл балдырлардың ара-қатынасын анықтау мақсатында жасалған
скрининг-биотест сызбасы
Ең алдымен қос дақылдардың әрбір жеке балдырын дақылдамас бұрын бірдей
тығыздықта егу мақсатында инокулянтты сұйылтып, бірдей оптикалық
тығыздықта бірдей мөлшерде 1:1 қатынасында егілетіндей етіп дайындалды. Қос
дақылдарды люминастаттың ішінде 250C температурада, 18 күн көлемінде
колбаларда өсірілді. Әрбір 3 күнде нәтижелер алынып отырды. Салыстыру
мақсатында бақылау варианты ретінде монодақылдарды бірдей жағдайларда
өсірдік [24].
Жасыл балдырлардың моно- және қос дақылдарын өсіру үшін 150 мл
Фитцджеральд ортасындағы 500мл колбаларда өсірдік (3 сурет).
Фитцждеральд ортасы жасыл балдырлар үшін ең қолайлы орта болып табылады.Ф
ортасының (Фитцждеральд) құрамы (гл) [25]: NaNO3 - 0,496; K2HPO4 –
0,039; MgSO4•7H2O – 0,075; CaCl – 0,036; Na2CO3 – 0,020; Na2SiO3 •9H2O–
0,058; Fe цитраты – 0,006; лимон қышқылы – 0,006; трилон Б – 0,001;
микроэлементтер ерітіндісі – 0,008 мл.
Жасыл балдырларды өсіруге арналған басқа да көптеген орталар бар,
мысалы, Еленкина ортасы, Чу-10, Тамия орталарын айта кету керек және
Фитцджеральд пен Еленкина орталары басқа орталардан ерекшелігі ортақұбыр
суымен дайындалады, сонан соң міндетті түрде автоклавқа стерилизацияға
берілуі керек.Салыстырмалы түрде жасыл протококкты балдырлар Фитцджеральд
ортасында жақсы өседі, бұл аталмыш ортаның химиялық құрамының бай болуымен
түсіндіріледі.
3 cурет. Люминостатта дақылдарды өсіру
Өсу динамикасының көрсеткіші ретінде дақылдардың оптикалық тығыздығын
ФЭК (590 нм) көмегімен және құрғақ салмағын анықтап отырдық. Ал құрғақ
салмақтың өсу көрсеткішін көрсететін өсу коэффициентін төмендегідей формула
көмегімен есептейді [27]:
Өсу коэффициенті =
Қос дақылдар мен монодақылдар арасында өсу динамикасы бойынша ең жақсы
өсетін төрт түрлі штамды алып, инокулянттың бірдей мөлшерінде, бірдей
тығыздықта 1:1:1:1 қатынасындай етіп алып, балдырларды фотореакторға 25оС
температурада, жарықтандыру жағдайында, барбатация әдісімен сеуіп қойдық
(4 cурет ).
4 сурет. Аквариумда (2 000 люкс, 25 – 28ОС) дақылдарды өсіру
Өсу динамикасының шыңына жеткен биомассаға байыған балдырларды
центрифугада 6000 айн. мин айналымында 20 минут бойы айналдырып, паста
тәріздес консистенциялы массаны алып, супернатант сұйықтығын бөліп алып
тастаймыз. Әрі қарай алынған биомасса балдырлардың биохимиялық құрамын
анықтауға қажет.
Моно-, қос және тетра дақылдардың биохимиялық құрамын анықтау
мақсатында ең алдымен, белок, пигменттер (хлорофилл “а”, ”b”, каротиноид)
және С витаминін анықтайтын әдістемелерді игердік.
2.2 Белок мөлшерін анықтау (Лоури әдісі)
Дақылдардағы белок мөлшерін анықтау үшін дақылдануына 18 күн болған
балдырлар биомассасын центрифугалау арқылы тұндырып, сұйық азотта қатырдық
(4 сурет). Бірнеше рет мұздату-еріту арқылы клетка қабықтары бұзылған
биомассадан белок 0,1 М NaOH-пен экстракцияланды.
4 сурет. Клеткаларды жару мақсатында сұйық азотты қолдану барысы
Әрі қарай белок мөлшері Лоури әдісі бойынша анықталды [21].Бұл әдіс
белоктың құрамына кіретін циклдік амин қышқылдары бар фосфорлывольфрамды
және форфорлымолибденді қышқылдар тұздарының қоспалары комплекстерінің көк
түске бояла түзілетін реакциясына негізделген.
Әдістің негізгі сатылары:
Анализге үлгі дайындау. Үлгіні (0,5—1 г) шикі салмақта алып суықта
(0—4° С) пигменттерді бөліп шығарады.Ол үшін алынған үлгіні сұйық азот
көмегімен жарады, содан кейін зерттелуші материалға 10 мл ацетон құяды,
араластырып, центрифугалау 8000 айналымда 5—10 мин айналдыру арқылы
тұндырамыз. Ацетонмен пигменттерді шығаруды екі рет қайталайды.Пигменттен
арылған тұнбаға 10 мл 5%-тік үшхлорсірке қышқылын қосып 30 мин қояды.Сосын
центрифугалау көмегімен белокты түндырып алады да оны 2%-тік үшхлорсірке
қышқылымен шаяды. Алынған тұнбаны 10 мл 0,5 н. NaOH ерітіндісімен ерітеміз
де 5 мин қайнап тұрған су моншасына қоямыз.
Анализ барысы.Үлгінің 2,5 мл зерттелуші белокты ерітіндісін алып
үстіне 5 мл С реактивін қосамыз.Қоспаны араластырып, 10 мин кейін 0,5 мл
Фолин реактивін қосамыз.Бояудың қарқындылығын қызыл спектрофильтрлі ФЭК-те
(немесе 750 нм спектрофотометрде) 30 мин соң өлшейді.Белоктың мөлшерін
калибрлік сызық бойынша анықтаймыз.
Калибрлік сызық сызу. 100 мг таза белокты (сарысу глобулині мен
кристаллдық альбумина және т.б) 100 см8 0,1 н. NaOH-та (1 см3 құрамында 1
мг белок болады) ерітеміз. Тоғыз өлшеуіш колбаға сыйымдылығы 100 см3 алып
0,5 см3, 1,0 до 8 см3артушы мөлшерде белок ерітіндісін құямыз. Колбалардағы
ерітінділерді сызыққа дейін жеткіземіз, араластырып әрбір колбадан 0,4 см3
мөлшерде белокты анықтауға аламыз.Алынған мәліметтер бойынша калибрлік
сызық сызылады.
Аппаратура: центрифуга, фотоэлектроколориметр немесе СФ-4, СФ-4А,
СФ-16 модельдеріндегі спектрофотометрлердің бірі.
Реактивтер:
А реактиві. 2%-тік Na2C08 ерітіндісінің 0,1 н. NaOH-тағы қоспасы А
реактиві деп саналады.Бұл реактивті дайындау үшін 0,4 г NaOH алып өлшеуіш
колбаға саламыз үстінен сумен 100 мл-ге дейін жеткіземіз.Сосын 2 г Na2C03-
ті дайындалған 0,1 н.сілті ерітіндісінде ерітіп, дәл сол сілті
ерітіндісімен 100 мл көлемге жеткіземіз.
В реактиві. в 1%-тік калий немесе натрий жүзім қышқылды ерітіндідегі
0,5%-тік CuS04•5Н20 қоспасы.Бұл реактивті дайындау үшін аса кристалданған
CuS04•5Н2О қажет. 1 г жүзімқышқылды натрий немесе калий реактивін алып 40
мл дистилденген суда ерітеміз. 0,5 г CuS04 • 5Н20 –ды да 40 мл дистилденген
суда ерітеміз.Әбден ертіліп болғаннан соң ерітінділерді өлшеуіш колбада
араластырып, 100 мл көлемге дейін жеткіземіз.
С реактиві. А реактивінен 50 мл , ал В реактивінен 1 мл алып
араластырып дайындаймыз.
Фолин реактиві. Дөңгелек түпті 1—2 л колбаға 100 г натрий вольфраматын
(Na2Wo4 • 2Н20) және 25 гнатрий молибдатын (Na2Mo04 • 2Н20) салып,
оларды 700 мл дистилденген суда ерітеміз.Бұл ерітінді үстінен 50 мл
концентрленген фосфор қышқылын (Н3Р04 — 80%) және 100 мл концентрленген
тұз қышқылын қосамыз.Колбаға кері мұздатқышты қосып жалғаймыз да қоспаны
асбестті сетка үстінде 10 сағ көлемінде қайнатамыз.Сосын 150 г LiS04 және
50 мл су, бромның бес тамшысын қосамыз. Қоспаны мұздатқышсыз артық бромнан
арылу үшін 15 мин қайнатады.Ерітіндіні бөлме температурасындай етіп
суытады да көлемді 1 л сумен жеткізеді және фильтрлейді.Алынған ашық сары
түсті ерітіндіні қараңғыда сақтайды. Қолданар алдында сумен 1 : 1
қатынасындай етіп сұйылтамыз.Белок анықтау ерітіндінің 1 н. раствор
қолданылады, ол үшін екі есе сұйытылған фолин реактивін фенолфталеин
қатысуымен 1 н NaOH ерітіндісімен титрлейді.
2.3 Пигменттерді анықтау әдісі (хлорофилл “a” және ”b”, каротиноидтар)
Ал пигменттерді анықтау үшін қатырылған биомассаны ерітіп, спиртте
экстракцияланды, экстракт түссізденгенге дейін центрифугалап алып,
спектрофотометр көмегімен пигменттің пайыздық құрамын анықтадық [21]. Жасыл
балдырлардағы пименттерді анықтау үшін спектрофотометрдің әр түрлі толқын
ұзындығы қажет болады, хлорофилл “a” және ”b” үшін 665, 630 және 645нм, ал
каротиноидтарды анықтау үшін спектрофотометрдің 425,5 нм толқын ұзындығы
қажет.Ал жоғардағыдай толған ұзындығында пигменттердің тығыздығын өлшеп
болғаннан кейін,й группой ЮНЕСКО жанындағы № 17 зерттеушілері ұсынған
мынадай формулалармен есептеулер жүргіземіз [21] :
Са (мгл)=11,6(E663)-0,14(E630)-1,31(E 645)
Сb (мгл)=-3,94 (E663)+20,97 (E645) -3,66 (E630)
Сс (мгл) = - 5,53 (Е663) - 14,81 (Е645) + 54,22 (Е630).
Cк = 4,75*C425,5 – 0,226*Ca+Cb
Мұндағы Са , Сb, ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Биология факультеті
Биотехнология, биохимия, өсімдіктер физиологиясы кафедрасы
Бітіру жұмысы
Жасыл балдырлардың биохимиялық құрамын анықтау
Орындаған 4 курс студенті _____________________ Айдаралимова А.С.
(қолы, күні)
Ғылыми жетекші,
б.ғ.д., доцент __________________ Джокебаева
С.А.
(қолы, күні)
Норма бақылаушы,
б.ғ.к., асс. __________________ Оразова
С.Б.
(қолы, күні)
Кафедра меңгерушісінің
рұқсатымен қорғауға жіберілді,
б.ғ.д,.профессор ________________ Карпенюк
Т.А.
(қолы, күні)
Алматы, 2012
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 3
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ 5
1.1 Балдырларға жалпы сипаттама ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
1.2 Жасыл балдырлар бөлімінің өкілдері және олардың қысқаша
сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 5
1.3 Жасыл балдырлардың құрамы және олардың адам организміне
әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...12
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ...
1.4 Балдырлар маңызы және олардың қолданылуы ... ... ... ... ... . 13
1.5 Жа Жасыл балдырлардың биологиялық қарым-қатынастары ... ... . 15
2 ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛЫ МЕН ӘДІСТЕРІ 17
2.1 Зерттеу 17
материалдары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ..
2.1.1 Зерттеу 17
әдістері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... .
2.2 Белок мөлшерін анықтау (Лоури әдісі) ... ... ... ... ... ... ... ... . 20
2.3 Пигменттерді анықтау әдісі (хлорофилл “a” және ”b”,
каротиноидтар) ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 22
2.4 С витаминінің сандық мөлшерін анықтау әдісі ... ... ... ... ... ... 22
3 ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛДАУ 24
3.1 Жасыл балдырлардың қос дақыл жағдайындағы өзара
ара-қатынасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... 24
3.2 Моно-, қос және тетрадақылдардағы жасыл балдырлардың өсу
динамикасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 25
3.3 Моно-, қос және тетрадақылдар жағдайында жасыл балдырларда
анықталған белок мөлшері ... ... ... ... ... ... ... .. 35
3.4 Моно-, қос және тетрадақылдар жағдайында жасыл балдырларда
анықталған пигмент (хлорофилл “a”және “b”, каротиноидтар)
мөлшері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 37
3.5 Моно-, қос және тетрадақылдар жағдайында жасыл балдырларда
анықталған С витаминінің мөлшері ... ... ... ... ... 42
3.6 Жасыл балдырлардан алынған биологиялық белсенді қоспаларды
(ББҚ) үй құстарына жемдік қоспа ретінде азықтандыру
нәтижесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 45
ҚОРЫТЫНДЫ 47
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 48
КІРІСПЕ
Қазіргі таңда, қоршаған ортаның антропогенді ластануына байланысты
экологиялық жағдайлар күрт өзгеріске ұшырағаны баршамызға мәлім. Осының
салдарынан экологиялық таза өнімдер алу үлкен қиыншылықтар тудыруда. Сол
себептен табиғи жағдайда өскен өсімдіктерді - түсімділігі мен өнімділігі
жоғары гендік модифицирленген трансгенді түрлерге ауыстыру кең таралып
жатыр. Дегенмен де, ондай өнімдердің адам мен қоршаған ортаға қауіпсіздігі
толығымен анықталмаған.
Ауыл шаруашылық өсімдіктер мен жануарлардың төзімділігі мен өнімділігін
арттыру мәселесінің шешімдерінің бірі - тағам ретінде, азықтық, жемдік
қоспа, тыңайтқыш ретінде микробалдырларды кең көлемде тұтыну болып
табылады. Микробалдырларды өсіру экологиялық таза, экономикалық тиімді
болып табылады және арнайы жағдайларды талап етпейді. Аз уақыт ішінде олар
көп биомасса жинақтайды, ал сол биомассасының биохимиялық құрамы өте бай
және оларға түрлі биологиялық белсенді қоспалар кіреді. Сонымен қатар,
өндірістік жағдайда микробалдырларды өсіру мерзімге тәуелді болмайды.
Дегенмен, микробалдырлардың өсу қарқындылығын арттыру және олардың
биосинтез процестерін арнайы өнімдерге бағыттау, атап айтқанда биоотын алу,
биологиялық белсенді қосылыстарды бөліп алу және тиімді биоқоспаларды
дайындау өндірісі орындарына маңызды мәселе болып табылады. Әрине, ол үшін
биологиялық әдістерді қолданған жөн. Мұндай жаңашыл бағыттарының біреуі -
микробалдырлардың түраралық ара-қатынастарын ескере отырып,
ассоциацияларды құру. Сондықтан микробалдырлар арасындағы ассоциациативті
симбиозді зерттеу өзекті мәселе болып отыр. Өйткені симбиоздық
(мутуалистік) қатынастар барысында жеке өсіруде мүлдем кездеспейтін ерекше
қосылыстар түзілетіні және құрамындағы пайдалы заттардың сандық мөлшерлері
артатындығы белгілі.
Балдырлар әлемінде ең көп таралған және практикалық маңызы зор объекті
ретінде - жасыл протококкты балдырларды айтуға болады. Protococcophyceae
немесе Chlorococcophyceae тұқымдасына жататын өкілдерімен көп зерттеулер
жүргізіліп, олар практикада үлкен сұранысқа ие. Өйткені олардың құрамы өте
бай, ал олардың құрамында токсикалық заттар мүлдем кездеспейді дейуге
толығымен негіз бар.
Осыған орай бұл бітіру жұмысының мақсаты – ассоциативті симбиоз
жағдайында аз уақыт ішінде көп биомасса жинақтайтын биохимиялық құрамы бай
балдырлар түрлерін анықтау және ауыл шаруашылығы үшін тиімділік пен
өнімділікті арттыруды көздейтін жоғары жемдік қоспалар дайындау.
Қойылған мақсатқа жету үшін алға мынадай міндеттер қойылды:
- жасыл протококкты микробалдырларды жеке өсіру, олардың өсу
динамикасы мен биохимиялық құрамын анықтау;
- балдырлар арасындағы қарым-қатынастарды анықтап алып, аралас
дақылдарды өсіру;
- ассоциативті түрлерді интенсивті өсіру барысында олардың өсу
қарқындылығын және қоспа биомассасының сапасын анықтау.
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
1. Балдырларға жалпы сипаттама
Балдырлар — негізгі тіршілік ортасы су болып табылады, өсімдіктердің ең
ежелгі тобы. Олар автотрофты өсімдіктер: хлорофилдің болуына орай олар
көмірқышқылын сіңіріп, бейорганикалық заттардан органикалық заттарды
синтездеуге қабілетті. Балдырлар төменгі сатылы өсімдіктерге жатады.
Олардың вегетативті денесі (таллом) сабақтар, тамыр және жапыраққа
бөлінбеген [1].
Қазіргі таңда, оларды жеке бөлімдерге бөледі, атап айтқанда [2]:
• балдырлар (Algae),
• саңырауқұлақтар (Fungi),
• қыналар (Lichenes),
• миксомицеттер (Myxomycetes) ,
• бактериялар (Bacteria).
Түрлі биохимиялық құрылымдарына байланысты балдырларды мынадай топтарға
бөлуге болады[1,2]:
1. Көк-жасыл балдырлар — Cyanophycophyta
2. Жасыл балдырлар— Chlorophycophyta
3. Алтын түсті балдырлар — Chrysophycophyta
4. Сары-жасыл балдырлар— Xanthophycophyta
5. Диатомды балдырлар — Bacillariophycophyta (Diatomeae)
6. Пиррофитті балдырлар — Pyrrhophycophyta
7. Эвгленалы балдырлар — Euglenophycophyta
8. Бурый балдырлар — Phaeophycophyta
9. Қызыл балдырлар— Rhodophycophyta.
Балдырлар түрлі су өсімдіктерімен, папоротник, қына, саңырауқұлақтар
және бактериялармен бірге симбиозды түрде тіршілік етеді. Қоршаған ортаның:
жарық, көмірқышқыл газы, су және температура т.б. факторлар балдырлар
өсуіне оптималды жағдай туғызады. Балдырлар үшін көмірқышқыл газының көзі
су болып табылады. Көмір қышқылы суда еріген күйде немесе тұздар түрінде
болады. Ал cуда тіршілік етпейтін балдырлар ауадағы көмірқышқылы газын
қолданады.
2. Жасыл балдырлар бөлімінің (Chlorophycophyta) өкілдері және олардың
қысқаша сипаттамасы
Жасыл балдырлар протококкты балдырлар тұқымдасына Protococcophyceae
немесе Chlorococcophyceae жатады. Жасыл балдырлардың талломдары нағыз
жасыл түсті болады [3]. Клеткаларының хроматофораларында хлорофилл, каротин
және ксантофилл пигменттері болады. Жасыл макрофиттер пішіндерінің алуан
түрлері кездеседі, атап айтқанда [2] - колониалды, жіпшелі, пластинкалы,
сифонды және харалы және т.б
Бұл өсімдіктер вегетативті, жынысты және жыныссыз көбейеді. Жыныстық
мүшелері харалы балдырларда көп клеткалы. Аналық жыныс мүшесі оогониялар
және аталық жыныс мүшесі антеридиялары бар. Жасыл балдырларда қор ретінде
крахмал жинақталады.
Жасыл балдырлар — терең және тұзды суларда тіршілік етеді. Ресей
Федерациясында көп кездесетін түрлері [4]: Гидродикцион — Hydrodictyon,
Кладофора — Cladophora, Эгагропила — Aegagropila, Ульвария — Ulvaria, Ульва
— Ulva, Энтероморфа — Enteromorpha, Бриопсис — Bryopsis, Кодиум — Codium,
Каулерпа — Caulerpa, Хара — Chara, Нителла — Nitella болып табылады.
Жасыл балдырлар — алуан түрлі түр өкілдерінен тұрады, олардың 5700
түрлері бар. Бұл топқа бірклеткалы және көпклеткалы балдырлар жатады.
Бірклеткалы жасыл балдырлар планктон құрамына кіреді, сол себепті су
түбінің гүлдендіреді. Ең көп таралған Ульва, мыстың органикалық
қосылыстарына, Е витаминіне ол В витаминіне және темірге бай. Кодиум –
гетерополисахаридтер сульфаттарының аниондарын, мысалы кодиавален
синтездейді, ал олар өз кезегінде белоктар мен минералды заттармен
байланысады. Ал бұл қосылыстар косметологияда бетке ылғалдық беру үшін
қолданылады. Жасыл балдырлар:
• В тобының витаминдеріне;
• Антиоксиданттарға бай , сонымен қатар, жасартқыш эффектіге ие.
Жасыл балдырлардың ең танымал өкілі – теңіз салаты (Ulva) [3,4]. Кодиум
(Codium) белок пен минералдар алмасуына қажетті заттарды синтездейді. Теңіз
шашы (Enteromorpha compressa) балдыры көп мөлшерде тұздарға, белокка бай.
Бұл балдырлардың мөлшерлері 1 мкм- ден басталып, ондаған сантиметрге
жетеді. Хлоропласттарда хлорофилл a мен, каротиноидтар болады. Негізгі
бірклеткалы өкілдері хламидомонада мен хлорелла (сурет 1а) [5] .
Хламидомонада - шағын суқоймаларда , қарда және топырақта кездеседі.
Ол сопақша, кейде шар тәрізді формалы болады. Оның екі талшығы болады,
соның көбегімен ол суда еркін қозғалады.Протопластында бір ядро,
хроматофор, қызыл көзшесі (стигма) және вакуолі болады [6]. Жасыл
балдырларда барлық май қышқылдарының 80 % алмаспайтын амин қышқылдары, олар
простагландин туындылары болып табылады , олар өз кезегінде өте жоғарғы
биологиялық активтілікке ие, жануарларда гормондық регуляция,
физиологиялық процестерге ықпал ету және гомеостазды реттеуге қатысады.
Полиқанықпаған май қышқылдары, мысалы, арахидон, линоль, линолен қышқылдары
алмаспайтын май қышқылдар жануар организмінде синтезделмейді, бірақ
тіршілікке қажетті болғандықтан күнделікті жеммен тәулігіне 2 г түсіп
отыруы қажет. Мысалы, хлорелланың макро- және микроэлементті құрамы
минералдарға бай, суспензиясының өзінде жалпы саны 650 болатын түрлі
заттар табылған. Осылайша, жануарларға суспензия түрінде беру арқылы
жануарлар қорегіне қажетті дефицит элементтерді толтыруға болады.Тағы бір
мысал, хлорелладан алынған 1 кг арахидон қышқылы әлемдік нарықта 700 мың
дол. құрайды [10,11].
а — хламидомонада; б — хлорелла; в — плеврококк; г — спирогира; д —
улотрикс; I —қабықша; 2 — ядро; 3 — хроматофор; 4 — вакуолдер; 5 — жарық
сезгіш көзше; 6 — споралар; 7 — гаметалар; 8 — зигота; 9 — копуляция; 10 —
конъюгация.
1 сурет. Балдырлардың кейбір өкілдері
Хлорелла - олар микроскопиялық балдырлар, шар тәрізді формасы
болады. Клеткасы тегіс қабықшамен қапталған, пиреноидты хроматофоры және
ядросы болады.олар қозғалмайтын спора (64- жуық) түзу арқылы жыныссыз
көбейеді . Тәулігіне балдыр массасы 3—5 есе артып отырады. Осылайша
клеткаларда майлар, В, С, К витаминдері жинақталады.Хлорелла белогы
клетканың құрғақ массасының 50% сай келеді, барлық алмаспайтын амин
қышқылдары түзіледі. Селекционер зерттеушілер хлорелла клеткаларында липид
( 85% жуық) және көмірсу ( 60% жуық) болатын штамды анықтаған. Хлорелла
түрлі суқоймаларда, құрғақ топырақта, ағаштар тамырларында кездеседі,
қыналар құрамына кіреді. Көп клеткалы жасыл балдырларға улотрикс және
спирогира жатады (1 сурет г, д) [7].
Хлорелла 1890 жылы анықталған болатын, оны дат ғалымы
М.У. Бейжерник анықтаған болатын.Бұл атауды гректің “chloros”, сөзінен,
сары-жасыл деген мағынада , ал латын тілінде -ella жалғауы — “кішкентай”
сөзінен шыққан. Ол фотосинтез процесіне қатысады, осылайша көмірқышқылын
өзіне сіңіріп, ауаны оттегіне байытады.Хлорелла ұзақ тіршілік етуші
ретінде танымал, ол екі миллиард жыл бұрын пайда болан деседі, бұл фактор
оның клеткасының тамаша құрылымен түсіндіріледі. Жасыл балдырлардың
денсаулыққа қатысты оң ерекшеліктері бар: хлорофиллдің артық болуы, клетка
қабығының табиғаты, бета-каротиннің болуы, нуклеин қышқылының жоғарғы
концентрациясы [6,7].
Негізгі маңызды — хлорофилл, оны “жасыл алтын”деп атайды, себебі оның
молекулалық құрылымы гемоглобин құрылымына өте ұқсас. Медицинада хлорелла
көмегімен қаназдықтың алдын алуға болатыны анықталған, себебі оның
құрамында B12 витамині, фолий қышқылы, темір, амин қышқылдары, хлофилл
теміріне бай, сол себептен ол қантамырға түсісімен қанды оттегімен байытып,
гемоглобинге айналады. Хлорофилл тек бұл қасиеттерімен ғана емес, сонымен
қатар, асқорыту жүйесіне тиімді әсер етеді: асқорыту сөлдерінің қалыпты
бөлуіне, қабынуды болдырмауға ықпал етеді. Сонымен қатар, хлорофилл жүрек-
қантамыр жүйесіне пайдалы және антисептикалық, регенерация қасиетіне
қабілетті. Хлорофилл стоматологияда да қолданыс тауып отыр. 40-жылдар
ортасында профессор С.Л. Голдберг осы бағалы пигмент көмегімен 300
парадонтозбен ауыратын адамдарды емдеп шықты. Хлорофилл көмегімен тек тіс
инфекцияларын емдеп қана қоймайды, стоматиттің алдын алады, тістің қанауын
тоқтатады, тіс эмалін қатайтады және тіс ұлпасын жаңартуға себепші бола
алады. Хлорелла құрамында спирулина мен люцернамен салыстырғанда хлорофилл
5-10 есе көп. Осылайша оның организмге әсері де көп [6]:
1.Иммундық жүйені нығайту;
2.Инфекциялармен күреуде;
3.Созылмалы панкреатитті емдеуде;
4. Ұлпалар клеткаларының регенерациясында үлкен роль атқарады.
Хлорелла таблеткалары қандағы қант мөлшерін қалыптастырады,
адамдардың ауыз иістерін жағымды етеді. Сонымен қатар, хлореллалар диабет
әсерінен болатын тері жараларын емдейді.
Клетка қабырғасы материалы ішекке эффективті әсер етеді. Бұл талшықты
материал ішек қызметін реттеп, аэробты микроорганизмдердің өсуіне ықпал
етеді.Олар сонымен қатар, тік ішектегі токсиндерді шығарушы агент, және де
қоршаған ортадан түскен ауыр металдар мен пестицидтерді организмнен
шығаруға ықпал етеді. Бета-каротин ісік клеткаларын жойып, иммундық
жүйедегі макробактериофагтарды жасап шығаруды жақсартады. Ал Е витаминімен
қосылып, басталып келе жатқан ракті жояды. Балдырлар бета-каротині
антиісікті эффектісі болады. Бета-каротина мен Е витаминімен қатар,
хлореллада B витамині, С витамині, минералдар, мыс, кальций, мырыш,
темір, магний және германий бар [8]. Ал нуклеин қышқылы, амин қышқылы,
пептидтер (глутатион), витаминдер және қанттар хлорелланың өсу факторы
болады. Бұл фактор ДНК-азада өсуді стимулдейтін, антимутациялық процестер
мен ұлпалар регенерацияларында және басқа субстанцияларда да жоғары. Осы
фактор көмегімен гендік информация хлорелланың бір ұрпақтан екінші ұрпаққа
беріледі. Бұл нуклеин қышқылдарының әсері. Қартаю процесінің бір себебі
нуклеин қышқылының қызметінің төмендеуі болып табылады. Сол себептен осы
қышқылы бар өнімдерді қолдану адамзаттың алдамшы үміті.
Осы фактор қарқынды зерттеле келе, олар микроорганизмдердің , ұсақ
жәндіктердің өсуіне , сонымен қатар, балалардың тез әрі дені сау болып
өсуіне ықпал етеді [7,8].
Хлорелланың осы басты факторлары организмнің иммундық жүйесіне
қолдау көрсетеді. Хлорофилл иммундық жүйені нығайтады, ал хлорелла
клеткасының қабығының материалы ішек лимфациттерін стимулдейді. Бұл
материал, сонымен қатар, қанды тазартқыш болып табылады, ол органикалық
химиялық компоненттерді ішекте ұстап қалады, лимфоциттер мен макрофагтарды
стимулдейді, және де вирусқа қарсы белок интерферонды синтездеуіне
қатысады.
Хлорелла көптеген бактериялы инфекцияларға қарсы тұра алады, мысалы
ішек таяқшасына. Интерферон белогы артрит ауруы кезінде ауруды жеңілдету
үшін қолданылады. Себебі артриттің қышқылды ортасын хлорелланың сілтілі
ортасымен бейтараптау жүргізіледі.
Хлорелланың өнімдері балдырдың түріне және оның өңделуіне байланысты.
Көптеген тәжірибелерде хлорелла арнайы әдістерімен өңделеді. Нәтижесінде
клетқа қабығы бұзылып, 80% қоректік заттар организмнің сіңіруіне дайын
болады.
Негізгі өкілі хлорелла болып табылатын микроспопиялық балдырлардың
болашағы өте зор. Бұл балдырды [7,8]:
• Нақты бір аурумен ауыратын адамдарға;
• Егде тартқан адамдарға;
• Өндіріс ошағының тұрғындарына;
• Ірі қалаларда тұратындарға;
• Темекі шегетіндерге қолдануға ұсынылады.
Бұл балдырдың таң қаларлық биологиялық құрамы, энергетикалық
сыйымдылығы, антиоксиданттық құрамы және иммундық жүйені стимулдеу
қабілетіне қарай отырып, ол нағыз табиғи емдік зат болып табылады.
Хлорелла — түрлік қорға аса бай емес балдырлар тобы ол
Pleurососсасеае Wille тұқымдасына жатады. Ең көп таралған өкілі Chlorella
vulgaris , ол суда, лай шалшықтарда, арықтар мен тоғандарда кездеседі, ал
Chlorella infusionum су құйылған ыдыстарда, шынылардың ішкі бетінде жасыл
түсті қақ түзеді. Хлореллалар жәндіктермен симбиозды құрайды. Брандт және
басқа ғалымдары олардың эндогенді шығу тегін анықтады, олардың жәндіктерде
кездесетін шартәрізді денешіктердің кездесетінін дәлелдеген. Сонымен
қоймай, Брандт оларды балдырлардың ерекше тобына жатқызып, оларға
Zoochlorella атауын берген. Зоохлорелланың хлорелладан айырмашылығы
(Кесслер, Гаманн, Шевяков, Фаминцын, Бейеринк мен Аверинцев) олар жәндік
денесінде де одан тыс та өмір сүріп, тіршілік ете алады. Шартәрізді
вегетативті клеткалардың мөлшері 0,0015- 0,012 мм-ге жетеді. Әрбір
клеткада гомогенді протоплазма, өте кішкентай ядро, ол гематоксилинмен
жақсы боялады, лентатәрізді немесе дөңгелек хроматофор және хроматофор
пиреноидтары болады [10].
Хлорелланың көбеюі алдымен хроматофор мен пиреноидтың қайта бөлінуінен
басталады, сосын клетканың барлық құрамы 2 ден 16-ға дейін бөлінеді, олар
біраз уақыт аналық қабықшамен қоршалып, бөлінгеннен кейін босап, жылдам
түрде көлемдері үлкейіп, біраз уақыттан соң дәл сол циклді өзі қайта
қайталайды.
Витамакс корпорациясы мынадай биологиялық активті заттарды ұсынады:
Зеленое Волшебство, Зеленая Защита, Вита Баланс 2000 [9]. Бұл
өнімдерге адам организміне қажетті мөлшерде микроскопиялық балдырлар
қосылады. Көптеген жасыл балдырлардың эндогенді және экзогенді токсиндерге
қарсы тұру, қабынуға қарсы әсері, антибактериалдық функцияларымен
ерекшеленеді.
Хлорелла – әлемнің нағыз ғажайыбы, оның құрамы да бірегей болып
табылады. Хлореллаға жануарлар мен өсімдіктер әлемінде тең келетін аналогі
жоқ. Оны ойланбастан әлемнің бір кереметі деп атауға болады, және оның
ашылуы әлемдік ғылымның дамуындағы үлкен жетістік [10].
Хлорелла өзінің уникалды клеткалық құрылымының арқасында біздің
планетамыздағы флора мен фауна атаулысының бүкіл ғұмырының үлкен бөлігін
алады. Көпшілік ғалымдарды қызықтыратыны бұл балдырлардың бай құрамындағы
биологиялық активті заттар және олардың биомассасы мөлшерінің жоғары болуы.
Хлорелла – активті продуцент. Хлорелланың құрғақ массасында [5,10]: 40-
55% белок, 35% көмірсулар, 5-10% липидтер, 10% минералды заттар болады. Ал
хлорелланың белогында 40 түрлі амин қышқылы бар, оның ішінде алмаспайтын
да бар. Витаминдік құрамына байланысты хлорелла барлық өсімдік текті
жемдерден және ауыл шаруашылық культураларынан асып түседі. Мысалы, 1 г
балдырдың құрғақ массасының өзінде саналуан заттар бар (1 кесте).
1 кесте
Жасыл балдырлардың негізгі
өкілі хлорелланың биохимиялық құрамы [5,10]
Хлорелланың 1г қ.с құрамы Мөлшері, мкг
каротина (провитамина А) 1000-1600
В1 витамині 2-18
В2 витамині 21-28
В6 витамині 9
С витамині 1300-1500
К витамині 6
РР витамині 110-180
Е витамині 10-350
Пантотен қышқылы 12-17
Фолий қышқылы 485
биотин 0,1
лейковорин 22
Жасыл балдырларды түрлі қасиеттеріне қатысты түрлі салаларда қолданады,
мысалы ауыл шаруашылығы, медицина, тағамдық өнеркәсіп, парфюмерия, ағын
суларды тазалау және т.б. [9,11]. Хлорелланы дамыған елдерде тағамдық
өнімдерді биологиялық құнды, сіңімді заттармен байыту үшін қолданады. 50
жыл бұрын хлорелланы біздің елде мал шаруашылығында қолдана бастады. СССР-
де 800 комплекс хлорелла өндірген, олардың кейбірі қазірге дейін жұмысын
жалғастыруда. Мысалы, Вологодский облысында шошқа кешенінде 40 мың
шынытүтікті құрылғылар сақталған. Бірақ, біздің елде бұл саланың дамуы
тежеліп тұр, оған себеп қаржыландырудың болмауы, құрылғылардың
реконструкциясының тоқтап тұруы, күрделі әрі қымбат биотехнология,
хлорелланың тауарлық суспензиясының тығыздығының төмен болуы, топырақ
штамдарының қолданылуы, суспензия циркуляциясын насостармен үнемі тоқтатпай
орындау қажет [11].
Отандық ғалымдар мен технологтардың есептері бойынша хлорелла негізінде
жасалатын өнімдер ішінде өмірдің түрлі сферасында және адам тұрмысында
Альгагрин-ге (Algagreen) жететін өнім жоқ. Хлорелланың суспензиясының
токсикалық әсері жоқ. Хлорелланың бұл штамының суспензиясы биогенді
иммунностимульдеуші препарат болып табылады. Штамм нағыз табиғи антибиотик
[12]. Бізде мынадай сұрақтар туындауы мүмкін: хлорелла несімен
ерекшелінеді, Альгагрин дегеніміз не?
• Альгагрин инфекциялы, бактериялдық ауруларға емдік-профилактикалық
әсер етеді.
• Альгагрин ол өмірге маңызды витаминдермен, амин қышқылдарымен,
микроэлементтермен байытылған, сонымен қатар онда 60% өсімдік белогы
бар. Альгагрин егулер мен бруцеллезды емдеуде, жануарлар организмін
қалпына қайта келтіру альгагрин еттің салмағын арттыру, сүттің
көлемін, жұмыртқалағыштықты және т.б. мал шаруашылығында, шошқа
өсіруде және құс шаруашылығында, омарта шаруашылығында қолданады.
Хлорелла – “изумрудты тағам”, құрамында хлорофиллдің көп мөлшерде
болуына байланысты осылай аталған. Сонымен қатар, онда клетчатка,
ферменттер болады.
Эвергрин – бұл жаңартқыш сусын, ол концентрленген хлорофилден жасалады.
Хлорофилл өсімдіктегі күн сәулесін жұта отырып, оны энергияға айналдыратын
жасыл пигмент, сол себептен ол организмге тез әрі жақсырақ сінеді.
Evergreen (өмір бойы жасыл) – сұйық, жемдік және тағамдық концентрат, ол
дәмді, микроэлементтермен, кальциймен, темірмен байытылған. Сусын майлы
негізде жасалады, сол себепті жақсы сіңіріледі. Ол сусын зат алмасу және
асқорыту жүйесіне арналып жасалған [11].
Хлорофилмен байытылған қан тамыр жүйесі өзінің транспортты функциясын,
оттегіні, қоректік заттарды жеткізу функцияларын қарқынды әрі жақсы
атқарады. Evergreen тотығу барысында анаэробты бактерияларының белгілі
бір иісіне қарсы әсер етеді. Осылайша ауыз қуысының, дененің жағымсыз иісін
жояды [12].
3. Жасыл балдырлардың құрамы және олардың адам организміне әсері
Жасыл балдырлар толық құнды тағам болып табылады. Негізгі функциясы
иммунитетті күшейтеді, асқорытуды жақсартады, организмнен токсиндерді
шығарады, жазылужы тездетеді, радиациядан қорғайды, дегенеративті ауруларды
болдырмайды, кандидозды емдеуде, артритті емдеуде, артық салмақты жоюды
қамтамасыз етеді. [11,12] Ол көбіне таблетка түрінде, порошок түрінде,
құрғатылған түрде шығарылады. Құрамында хлорелланың өсу факторы
(англ.аббревиатура – CGF) болады.Орташа доза 5-8 таблетка, тәулігіне 3 рет,
бірақ алдымен, бір таблеткадан бастау керек, алергиялық реакцияны байқау
үшін. Жағымсыз эффектісі іштің желденуі, газ бөлінуі, терінің ауытқулары
байқалуы мүмкін.
Жасыл балдырлар құрамында белок – 40-45% бұған бикарбон қышқылы,
аланин, алгинин, лейпин жатады. Жасыл балдырлардағы көмірсулар – 30-35%,
липидтер – 10%, күлде цинк, медь, темір, кобальт және т.б. элементтер көп
мөлшерде кездеседі. Балдырларда мынадай төмендегідей заттар кездеседі, әрі
организмге оң әсер етеді [12]:
Минералдар организмдегі зат алмасуды реттейді, адамның өсуіне, дамуына
аса қажет [13]. Мысалы:
• Кальций сүйектерді берік етеді;
• Хлор қоректік заттарды теріге апаруға қатысады;
• Калий ішкі және клеткадан тыс сұйықтықтар құрамына кіреді;
• Натрий трансмембранды тасмалдауда қатысады;
• Магний қартаюды баяулатады, ұлпалар регенерациясын жақсартады,
антиаллергиялық және қабынуға қарсы тұру қабілеті бар;
• Фосфор жүйке жүйесінің элементтерін түзеге қатысады;
• Күкірт теріге қажет, дерматоз және тері тітіркенуінде аса қажет.
Жасыл балдырларда адам организміндегі клеткалардың биохимиялық
реакцияларын тездететін микроэлементтер болады, мысалы [13]:
• Йод майды жоюға әсер етеді;
• Никель мен хром аппетитті жақсартады;
• Темір әжімдердің түзілуіне қарсы тұрады;
• Алюминий антистресстік әсерге ие;
• Кремний дәнекер ұлпасының өсуіне ықпал етеді;
• Цинк антисептикалық әсерін көрсетеді, жараның жазылуына ықпал етеді;
• Молибден дәнекер ұлпасын жақсартады;
• Фтор тісті берік етеді;
• Мыс терінің созылмалылығы және тонусын жоғарлатады;
• Селен қартаюды баялатады ;
• Марганец коллаген синтезін стимулдейді;
• Кобальт веналық және лимфалық микроциркуляцияны жақсартады.
Теңіз балдырларының құрамындағы витаминдердің негізгі эффектілері
мынадай [13]:
• А витамині клеткалардың жаңаруына себепші;
• В1 витамині жүйке жүйесінің қалыпты жұмыс істеуіне ықпал етеді;
• В3 витамині (РР) клеткаларды энергиямен қамтамасыз етеді;
• В5 витамині ылғал беруші агент;
• В12 қан айналымға қатысады ;
• С витамині иммунитетті жақсартады ;
• Е витамині күшті антиоксиданттар;
• К витамині алмаспайтын амин қышқылындарын синтездеуге қатысады;
• D витамині калий мен фосфор абсорбциясын жүзеге асырады.
Басқа элементтер [13]:
• Белоктар концентрациясы балдырлар түріне байланысты. Мысалы, хлорелла
белоктары жалпы құрғақ массаның 46-72% құрайды .
• Көмірсулар теңіз балдырларының құрғақ массасының 60% қамтиды. Барлық
көмірсулар екі топқа бөлінеді:
• Жай көмірсулар;
• Күрделі көмірсулар немесе талшықтар.
4. Балдырлардың маңызы және олардың қолданылуы
Балдырлар — планктонды және бентосты, жерасты және топырақта
кездеседі.Балдырлар барлық органикалық заттардың 80% алады. Өсімдік
планктоны балық шаруашылығына судың гүлденуі кезінде кедергі жасайды.
Балдырлардың [5,6]:
1. Cyanophycophyta;
2. Pyrrophycophyta;
3. Chlorophycophyta;
4. Chrysophycophyta топтары дәл сол планктондарға токсиндік әсер етеді.
Жердегі балдырлар, мысалы Cyanophycophyta бөлімі балдырлары топырақты
тыңайтады, азотпен байытады, ағын суларды биологиялық әдіспен тазалайды,
бағалы тыңайтқыш ретінде қолданылады, емдік балшықтар құрамында болып,
макрофиттер (мысалы, ламинария) емдік қасиетіне байланысты медицинада
қолданылады [14]. Мысалы: Гидродикцион — Hydrodictyon, Кладофора —
Cladophora, Эгагропила — Aegagropila, Ульвария — Ulvaria, Ульва — Ulva,
Энтероморфа — Enteromorpha, Бриопсис — Bryopsis, Кодиум — Codium, Каулерпа
— Caulerpa, Хара — Chara, Нителла — Nitella өкілдері қолданылады.
Хондрус асқазан жарасын емдеуде қолданылады. Кораллина, церамиум,
энтероморфа балдырлар түрлерінің құрттарға қарсы әсері бар.
Теңіз балдырлары микроэлементтерге, витаминдерге, көмірсуларға,
белоктарға бай. Олар тағамдарға қолданылады (ламинария, порфира, Ulva)
малға жем ретінде (аскофиллум, родимения, алярия). Көптеген елдерде
(Жапония, Қытай) ламинарияны қолдан өсіреді, және де оны тағам үшін
қолданады.
Өнеркәсіпте қолданылуына қарай, көбінесе қызыл мен бурый балдырлар, ал
жасыл балдырлар — тек Cladophora мен ризоклониум қағаз өндірісінде
қолданылады. Макрофиттерден бояулар бекіткіштерін(агар, альгинат, карраген,
агароид) алады. Олар тағамдық өнеркәсіпте желатинді алмастырады.
Альгинатты ламинардан, фукусты балдырлардан химиялық өнеркәсіпте бөліп
алады.Теңіз макрофиттері— йод, бром, калий өндірісінде шикізат болып
табылады [15,16].
Хлорофилдің болуына қарай люцерна хлорофилінен 20 есе, спирулина
хлорофилімен салыстырғанда 10 есе және бидай хлорофиліне қарағанда 8 есе
көп болып табылады. Хлорелла ДНК мен РНК – нуклеин қышқылдарына бай, олар
клеткалар регенерациясы мен қалыпты клеткалық метаболизмді қамтамасыз
етеді.Хлорелла 20 түрлі витаминдерді өзіне біріктірген және
микроэлементтер, сонымен қатар В1 В2, B6, В12, b-каротин, Е мен К
витаминдері, темір, мыс, фосфор, калий, күкірт, мырыш, кобальт, йод,
кальций, магний мен марганецке бай. А провитамині кепкен абрикосқа немесе
итмұрынға қарағанда 7—10 есе көп. Хлорелланы қарапайым орталарда өсіру
нәтежиесінде құрғақ биомассасында [17,18] 40—55% белок, 35% көмірсу,
5—10% липидтер, 10% минералды заттар болады. Хлорелла, азотпен байытылған
ортада белокты көп жинақтайды.Ал азот дефициті кезінде ол көбінесе майлар
мен көмірсулар синтездейді.Ортаға глюкоза мен ацетат қосқанда каротиноидтар
мөлшері артады. Жасыл балдырларды өсіруді 6 күні ортадағы витаминдер
мөлшері максимумды құрайды пантотен қышқылы, биотина, п-аминобензой
қышқылы— 80%, пиридоксин— 70, тиамин, инозит, никотин қышқылы — 60% құрайды
[12].
Сосын өсірудің 14-і күні витаминдер мөлшері осы көлемнің дәл
жартысына тең болады. Хлореллада барлық дерлік алмаспайтын амин қышқылдары
болғандықтан, ол тағамдық құндылығы соя белогынан екі есе артық болады.
Егер хлорелла биомассасын салыстырмалы түрде қарастырсақ: 1 кг биомасса
4—5 кг сояға тең.Егер 1 т бидайға 5—7 кг хлорелланың құрғақ массасын
қоссақ бидайдың биологиялық құндылығы 1,5 есе артады. Калориясы бойынша
хлорелланы шоколадқа теңеуге болады, ал оның белогы құрғақ сүттің немесе
еттің белогымен теңдей. Хлорелланы таблетка немесе суспензия түрінде
қолдану[13,15] :
• интерферонның синтезінің арттырады;
• дене мен ми клеткаларын оттегімен қамтамасыз етеді;
• қанды, бауырды, бүйректі, асқазан ішек трактын токсиндер мен
ауыр металдардан тазарту;
• асқорытуды жақсартады;
• организмнің өсуін реттейді;
• ұлпаларды қалпына келуін стимулдейді;
• организмін рН сілтілі ортаға айналдырады;
• жүрек қантамыр жүйесін реттейді;
• ішекте қалыпты, пайдалы микрофлора дамиды.
Хлорелла мына жағдайда ұсынылады: шаршап-шалдыққан кезде, қан
қысымы жоғарлағандa, көз көруі нашарлағанда, есте сақтау қабілеті
нашарлағанда, холестерин мөлшері жоғарлағанда, инфекциялар кезінде,
дерматит кезінде, токсикоз кезінде, аллергиялар кезінде, иммунитет
нашарлағанда қолдануға, қабылдауға ұсынады. Бұл балдырларды 40 м3
бассейндеріне дрожждармен бірге араластырып өсіріліп, ірі қара малға жем
ретінде берген. Елімізде осылайша жемге хлорелланы пайдалану әлі де кең
қолданысқа ие болмай отыр. Мұндай суспензиялар сиырлардың сүтінің мөлшері
мен майлылығын арттыруға ықпал етті. Жасыл балдырларды сонымен қатар,
молекулярлы сутегіні фотобиологиялық әдіспен алуға болады [16,18].
1.5 Жасыл балдырлардың биологиялық қарым-қатынастары
Барлық биологиялық қатынастарды 6 топқа біріктіруге болады
[18]:
1. Белгілі бір популяциядан ешбіреуі екіншісіне әсер етпейді
[00] - нейтрализм. Табиғатта нейтрализм өте сирек.
2. Бір түр өледі, екіншісі пайда көрмейді [-0] – аменсализм.
3. Бір түр пайда табады, екіншісіне ештеңе болмайды [+0] –
комменсализм.
4. Өзара пайдалы қатынас [++] – симбиоз.
5. Екеуіне де зиян қатынас [--] – конкуренция.
6. Бір түр пайда табады, екіншісі өліп қалады [+-] –
паразитизм, жыртқыштық.
Осылайша, табиғаттағы және лабораториядағы популяциялардың
түраралық қатынастарын 3 түрге біріктіруге болады: Нейтрализм [00]; Симбиоз
(варианттар: мутуализм [++]; протокооперация [++]; комменсализм [+0]:
пәтерлік, дастархандастық, уақытша тұрушы); Антибиоз (варианттар:
аменсализм [-0], жыртқыштық [+-], паразитизм [+ -], конкуренция [--]).
Жасыл балдырларда келесідей қарым – қатынастары толықтай зерттелген [19].
1. Конкуренция. Конкуренттік күресте организмдер r-стратегиясымен (r –
лимиттеуші емес ортадағы популяциялардың логарифметикалық өсу жылдамдығының
көрсеткіші) немесе К – стратегиясымен (К- популяция жиілігінің жоғары
көрсеткіші) жүруі мүмкін. r-стратегиясында тағам көп болған жағдайда, тез
көбейеді және пайда табады, бірақ қолайсыз жағдайларда жылдам қайтып алады.
К – стратегиясында өмір сүру үшін ресурстарды көп пайдаланады, жай
көбейеді, бірақ қолайсыз жағдайларда жақсы сақталып қалады. Лабораториялық
жағдайда конкуренттік қатынастар, ортаға салынған ортақ субстратты қолдана
алатын формаларды өсіріп қатынастарды моделдейді.
2. Синтрофия. Синтрофия – екі немесе одан да көп жасыл балдырлар
түрлерінің бірігіп, ешқайсысы жекелей жүзеге асыра алмайтын процестерді
жүргізеді. Мұндай қарым – қатынастың негізі болып екіншісінің дамуын
қамтамасыз ететін, бір организмнің субстратты жасауы, екіншісіне улы болып
келетін өнімді біріншісінің өлтіруі өсу факторының берілуі табылады.
Синтрофияның бірнеше механизмдері бір мезгілде жүре алады.
3. Антогонизм. Жасыл балдырлардың бір популяциясы екіншісіне улы болып
келетін химиялық қосылыстарды түзуі мүмкін. Егер конкуренттік
популяциялардың екеуі бірдей түзетін болса, антагонизм деп атайды, егер
популяцияның бір түрі ингибиторды түзетін болса, оны аменсализм деп атайды.
Судың гүлденуі кезінде экологиялық сукцессия жүреді – белгілі
бір мезгіл арасында бір түрдің екіншісімен ауысуы [20]. Алғашқысында
диатомды, кейін кейбір көк-жасыл жіптесінді, содан соң – жасыл балдырлар
дамиды. Жаз айларында жасыл жіптесінді балдырлар жаппай дамиды [21].
2 ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛЫ МЕН ӘДІСТЕРІ
2.1 Зерттеу материалдары
Зерттеу объектілері ретінде биотехнология, биохимия, өсімдіктер
физиологиясы кафедрасының алгологиялық коллекциясының дақылдарының ішінен
жақсы өсетін, бірклеткалы, протококкты жасыл балдырлар таңдалып алынды (2
кесте).
2 кесте
Зерттеу объектілері
№ Штамм атауы Балдырдың атауы
1 KB 1 Chlorococcum infusionum
2 KB 2 Spaerocystis plantonica
3 KB 3 Scenedesmus disciformis
4 KB 4 Ankistrodesmus (Selenastrum gracilis)
5 KB 5 Scenedesmus obliquus
6 KB 9 Nephrochlamus subsolitoria
7 KB 8 Schizochlamydella delicatula
8 KB 6 Scenedesmus quadricauda
9 KB 11 Coelastrum microporum
10 KB 7 Chlorella vulgaris
11 KB 10 Chlorella sp.
2.1.1 Зерттеу әдістері
Жасыл балдырлар ассоциацияларының ара-қатынастарын анықтау мақсатында
скрининг биотесттер жасалды [23].
Биотест агарлы ортада Егоров методикасы бойынша жасалынды: екі түрдің
бір- біріне қарай ұмтыла өсуі бойынша ара-қатынас түрін анықтадық. Бұл
үшін Петри табақшасына алдын-ала дайындалған Фитцджеральд ортасын 20 мл
шамасында құйып, табақша бетіне бағытталған сызықтар сызып
дайындаймыз.Отырғызылғалы жатқан балдыр түрін арнайы 10 мкл тұзақтармен
ценрде белгіленген сызық шекарасына қарай бағыттап, тұзақты екі рет
жүргізіп өтеміз. Осылайша әр дақылдан симбиоздық қатынасты анықтауға 20мкл
мөлшері кетеді.Бірінші Петри табақшасы бетіне ортасынан алдымен оңға қарай,
сосын солға қарай бақыттап тұзақпен сызықтар түсіреміз.Ортанғы бөліктен
сызық шекарасына қарай бақыттау себебіміз балдырлардың симбиоздық ара-
қатынасы байқалатын тұсқа жекеленген, таза клеткалардың түсуін көздеу
мақсатында жасалып отыр [24].
Биотест нәтижесі әдітте 7 күнге алынады. Центрдегі сызықтан келесі
беттегі штамм аймағына балдыр түрінің қаншалықты ауысып, өткендігін сол
аралықтағы ара қашықтықты өлшеу арқылы анықтауға болады.
Скрининг-биотест көмегімен бір тәжірибе барысында жүздеген жасыл
балдырлардың бір-біріне деген ара-қатынастарын өзара ықтималдықтар бойынша
үйлестіре отырып комбинациялардың қарым-қатынасын айқындауға мүмкіндік
береді (2 сурет).
(KB- биотехнология, биохимия кафедрасының коллекциясынан, n- коллекциядағы
нөмірі)
2 сурет. Жасыл балдырлардың ара-қатынасын анықтау мақсатында жасалған
скрининг-биотест сызбасы
Ең алдымен қос дақылдардың әрбір жеке балдырын дақылдамас бұрын бірдей
тығыздықта егу мақсатында инокулянтты сұйылтып, бірдей оптикалық
тығыздықта бірдей мөлшерде 1:1 қатынасында егілетіндей етіп дайындалды. Қос
дақылдарды люминастаттың ішінде 250C температурада, 18 күн көлемінде
колбаларда өсірілді. Әрбір 3 күнде нәтижелер алынып отырды. Салыстыру
мақсатында бақылау варианты ретінде монодақылдарды бірдей жағдайларда
өсірдік [24].
Жасыл балдырлардың моно- және қос дақылдарын өсіру үшін 150 мл
Фитцджеральд ортасындағы 500мл колбаларда өсірдік (3 сурет).
Фитцждеральд ортасы жасыл балдырлар үшін ең қолайлы орта болып табылады.Ф
ортасының (Фитцждеральд) құрамы (гл) [25]: NaNO3 - 0,496; K2HPO4 –
0,039; MgSO4•7H2O – 0,075; CaCl – 0,036; Na2CO3 – 0,020; Na2SiO3 •9H2O–
0,058; Fe цитраты – 0,006; лимон қышқылы – 0,006; трилон Б – 0,001;
микроэлементтер ерітіндісі – 0,008 мл.
Жасыл балдырларды өсіруге арналған басқа да көптеген орталар бар,
мысалы, Еленкина ортасы, Чу-10, Тамия орталарын айта кету керек және
Фитцджеральд пен Еленкина орталары басқа орталардан ерекшелігі ортақұбыр
суымен дайындалады, сонан соң міндетті түрде автоклавқа стерилизацияға
берілуі керек.Салыстырмалы түрде жасыл протококкты балдырлар Фитцджеральд
ортасында жақсы өседі, бұл аталмыш ортаның химиялық құрамының бай болуымен
түсіндіріледі.
3 cурет. Люминостатта дақылдарды өсіру
Өсу динамикасының көрсеткіші ретінде дақылдардың оптикалық тығыздығын
ФЭК (590 нм) көмегімен және құрғақ салмағын анықтап отырдық. Ал құрғақ
салмақтың өсу көрсеткішін көрсететін өсу коэффициентін төмендегідей формула
көмегімен есептейді [27]:
Өсу коэффициенті =
Қос дақылдар мен монодақылдар арасында өсу динамикасы бойынша ең жақсы
өсетін төрт түрлі штамды алып, инокулянттың бірдей мөлшерінде, бірдей
тығыздықта 1:1:1:1 қатынасындай етіп алып, балдырларды фотореакторға 25оС
температурада, жарықтандыру жағдайында, барбатация әдісімен сеуіп қойдық
(4 cурет ).
4 сурет. Аквариумда (2 000 люкс, 25 – 28ОС) дақылдарды өсіру
Өсу динамикасының шыңына жеткен биомассаға байыған балдырларды
центрифугада 6000 айн. мин айналымында 20 минут бойы айналдырып, паста
тәріздес консистенциялы массаны алып, супернатант сұйықтығын бөліп алып
тастаймыз. Әрі қарай алынған биомасса балдырлардың биохимиялық құрамын
анықтауға қажет.
Моно-, қос және тетра дақылдардың биохимиялық құрамын анықтау
мақсатында ең алдымен, белок, пигменттер (хлорофилл “а”, ”b”, каротиноид)
және С витаминін анықтайтын әдістемелерді игердік.
2.2 Белок мөлшерін анықтау (Лоури әдісі)
Дақылдардағы белок мөлшерін анықтау үшін дақылдануына 18 күн болған
балдырлар биомассасын центрифугалау арқылы тұндырып, сұйық азотта қатырдық
(4 сурет). Бірнеше рет мұздату-еріту арқылы клетка қабықтары бұзылған
биомассадан белок 0,1 М NaOH-пен экстракцияланды.
4 сурет. Клеткаларды жару мақсатында сұйық азотты қолдану барысы
Әрі қарай белок мөлшері Лоури әдісі бойынша анықталды [21].Бұл әдіс
белоктың құрамына кіретін циклдік амин қышқылдары бар фосфорлывольфрамды
және форфорлымолибденді қышқылдар тұздарының қоспалары комплекстерінің көк
түске бояла түзілетін реакциясына негізделген.
Әдістің негізгі сатылары:
Анализге үлгі дайындау. Үлгіні (0,5—1 г) шикі салмақта алып суықта
(0—4° С) пигменттерді бөліп шығарады.Ол үшін алынған үлгіні сұйық азот
көмегімен жарады, содан кейін зерттелуші материалға 10 мл ацетон құяды,
араластырып, центрифугалау 8000 айналымда 5—10 мин айналдыру арқылы
тұндырамыз. Ацетонмен пигменттерді шығаруды екі рет қайталайды.Пигменттен
арылған тұнбаға 10 мл 5%-тік үшхлорсірке қышқылын қосып 30 мин қояды.Сосын
центрифугалау көмегімен белокты түндырып алады да оны 2%-тік үшхлорсірке
қышқылымен шаяды. Алынған тұнбаны 10 мл 0,5 н. NaOH ерітіндісімен ерітеміз
де 5 мин қайнап тұрған су моншасына қоямыз.
Анализ барысы.Үлгінің 2,5 мл зерттелуші белокты ерітіндісін алып
үстіне 5 мл С реактивін қосамыз.Қоспаны араластырып, 10 мин кейін 0,5 мл
Фолин реактивін қосамыз.Бояудың қарқындылығын қызыл спектрофильтрлі ФЭК-те
(немесе 750 нм спектрофотометрде) 30 мин соң өлшейді.Белоктың мөлшерін
калибрлік сызық бойынша анықтаймыз.
Калибрлік сызық сызу. 100 мг таза белокты (сарысу глобулині мен
кристаллдық альбумина және т.б) 100 см8 0,1 н. NaOH-та (1 см3 құрамында 1
мг белок болады) ерітеміз. Тоғыз өлшеуіш колбаға сыйымдылығы 100 см3 алып
0,5 см3, 1,0 до 8 см3артушы мөлшерде белок ерітіндісін құямыз. Колбалардағы
ерітінділерді сызыққа дейін жеткіземіз, араластырып әрбір колбадан 0,4 см3
мөлшерде белокты анықтауға аламыз.Алынған мәліметтер бойынша калибрлік
сызық сызылады.
Аппаратура: центрифуга, фотоэлектроколориметр немесе СФ-4, СФ-4А,
СФ-16 модельдеріндегі спектрофотометрлердің бірі.
Реактивтер:
А реактиві. 2%-тік Na2C08 ерітіндісінің 0,1 н. NaOH-тағы қоспасы А
реактиві деп саналады.Бұл реактивті дайындау үшін 0,4 г NaOH алып өлшеуіш
колбаға саламыз үстінен сумен 100 мл-ге дейін жеткіземіз.Сосын 2 г Na2C03-
ті дайындалған 0,1 н.сілті ерітіндісінде ерітіп, дәл сол сілті
ерітіндісімен 100 мл көлемге жеткіземіз.
В реактиві. в 1%-тік калий немесе натрий жүзім қышқылды ерітіндідегі
0,5%-тік CuS04•5Н20 қоспасы.Бұл реактивті дайындау үшін аса кристалданған
CuS04•5Н2О қажет. 1 г жүзімқышқылды натрий немесе калий реактивін алып 40
мл дистилденген суда ерітеміз. 0,5 г CuS04 • 5Н20 –ды да 40 мл дистилденген
суда ерітеміз.Әбден ертіліп болғаннан соң ерітінділерді өлшеуіш колбада
араластырып, 100 мл көлемге дейін жеткіземіз.
С реактиві. А реактивінен 50 мл , ал В реактивінен 1 мл алып
араластырып дайындаймыз.
Фолин реактиві. Дөңгелек түпті 1—2 л колбаға 100 г натрий вольфраматын
(Na2Wo4 • 2Н20) және 25 гнатрий молибдатын (Na2Mo04 • 2Н20) салып,
оларды 700 мл дистилденген суда ерітеміз.Бұл ерітінді үстінен 50 мл
концентрленген фосфор қышқылын (Н3Р04 — 80%) және 100 мл концентрленген
тұз қышқылын қосамыз.Колбаға кері мұздатқышты қосып жалғаймыз да қоспаны
асбестті сетка үстінде 10 сағ көлемінде қайнатамыз.Сосын 150 г LiS04 және
50 мл су, бромның бес тамшысын қосамыз. Қоспаны мұздатқышсыз артық бромнан
арылу үшін 15 мин қайнатады.Ерітіндіні бөлме температурасындай етіп
суытады да көлемді 1 л сумен жеткізеді және фильтрлейді.Алынған ашық сары
түсті ерітіндіні қараңғыда сақтайды. Қолданар алдында сумен 1 : 1
қатынасындай етіп сұйылтамыз.Белок анықтау ерітіндінің 1 н. раствор
қолданылады, ол үшін екі есе сұйытылған фолин реактивін фенолфталеин
қатысуымен 1 н NaOH ерітіндісімен титрлейді.
2.3 Пигменттерді анықтау әдісі (хлорофилл “a” және ”b”, каротиноидтар)
Ал пигменттерді анықтау үшін қатырылған биомассаны ерітіп, спиртте
экстракцияланды, экстракт түссізденгенге дейін центрифугалап алып,
спектрофотометр көмегімен пигменттің пайыздық құрамын анықтадық [21]. Жасыл
балдырлардағы пименттерді анықтау үшін спектрофотометрдің әр түрлі толқын
ұзындығы қажет болады, хлорофилл “a” және ”b” үшін 665, 630 және 645нм, ал
каротиноидтарды анықтау үшін спектрофотометрдің 425,5 нм толқын ұзындығы
қажет.Ал жоғардағыдай толған ұзындығында пигменттердің тығыздығын өлшеп
болғаннан кейін,й группой ЮНЕСКО жанындағы № 17 зерттеушілері ұсынған
мынадай формулалармен есептеулер жүргіземіз [21] :
Са (мгл)=11,6(E663)-0,14(E630)-1,31(E 645)
Сb (мгл)=-3,94 (E663)+20,97 (E645) -3,66 (E630)
Сс (мгл) = - 5,53 (Е663) - 14,81 (Е645) + 54,22 (Е630).
Cк = 4,75*C425,5 – 0,226*Ca+Cb
Мұндағы Са , Сb, ... 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