1 дәріс. Кіріспе. Техникалық микробиология пәні, мақсаты және дамуы

№10 дәріс. Ферменттерді алу технологиясы.

1. 
   Ферменттер. Ферменттерді алу көздері.
   
2. 
   Микроорганизмдер ферменттерінің ерекшеліктері.
   
3. 
   Ферменттердің продуценттері. Ферменттік препараттардың номенклатурасы.
   
4. 
   Микроорганизмдердің үстіңгі және тереңдік дақылдарының көмегімен препараттар өндіру.
   
5. 
   Тазартылған және техникалық ферменттік препараттар өндірісі.
   

1. Ферменттер неорганикалық катализаторлармен салыстырғанда өте жұмсақ жағдайларда (төменгі температура, қалыпты қысым, рН көрсеткішінің орта мəні) жəне тиімді жұмыс істейді. Мысалы, каталаза ферментіндегі небары 1мг темір 10 млрд. рет жылдам əрекет етеді жəне 10 т неорганикалық темірдің орнын басады.

2. Əрбір фермент белгілі бір реакцияны немесе бір типтегі реакциялар тобын ғана жылдамдатады.

3. Жасушадағы ферментативтік реакциялардың жылдамдығы реттелген, соның салдарынан барлық қосылыстардың қажетті мөлшері қатаң сақталады. Ағзалардан бөліп алынған ферменттер өзінің каталитикалық қасиеттерін жоғалтпайды. Олардың химия, тамақ, жеңіл жəне фармацевтика өндірісінде қолданылуы осыған негізделген. Молекулалық құрамына қарай ферменттер жай жəне күрделі болып келеді. Бірінші жағдайда ферменттер жай ақуыз түрінде болады, ал екінші жағдайда ферменттердің құрамында ақуыздан басқа табиғаты ақуызға жақын емес қосалқы топтар кездеседі.

Жай ферменттерге асқорытуға қатысатын трипсин жəне химотрипсин мысал бола алады. Күрделі ферменттерге пиридоксальфермент, уреаза, каталаза жатады. Күрделі ферменттерге тəн ерекшелік ондағы ақуыз қосалқы топтың каталитикалық белсенділігін күрт жоғарлатады, ал қосалқы топ ақуыздық бөлікті тежейді. Жай ферменттерде биокаталитикалық қызметті белсенді орталық деп аталатын ақуыз молекулаларының бір бөлігі атқарады. Бұл бөлік үйлесімді белгілі бір аминоқышқылдардың радикалдары.

Ферментативті реакциялардың кинетикасы. Ферментация процесі – микроағзалардың немесе жекеленген клеткалардың биохимиялық іс-əрекетін пайдаланып бастапқы шикізаттың өнімге айналуы жүретін процесс.

Қажет өнімнің белгілері бойынша ферментация келесі типтерге бөлінеді:

1) микроағзалардың биомассасының өзі қажет өнім болатын ферментация. Мұндай процестер қалыпты жағдайда «культивациялау», «өсіру» сөздеріменбелгіленеді;

2) қажет өнім ретінде биомассаның өзі емес, метаболизм өнімдері – клеткадан тыс немесе клетка ішіндегі, мұндай процестер биосинтез процесі деп аталынады;

3) ферментация мəселесі бастапқы ортаның белгілі компоненттерінің жойылуы (утилизациясы) болып табылады, мұндай процестерге биототығу жəне биодеградациялар жатады.

Ферментация процесі жүретін негізгі фаза бойынша төмендегіше бөлінеді:

1) беттік (қатты фазалық) ферментация (агрегатты орталарда, бидайда культивациялау, сыр, жұжық өндірісі);

2) тереңдік (сұйық фазадалық) ферментация, онда микроағзалардың биомассасы ауа немесе басқа газдар урленетін сұйық қорек ортада суспендерленеді;

3) газофазалық ферментация, онда процесс микроағзалар бекітілетін қатты тасымалдауышта жүреді, бірақ тасымалдауыш бөлшектері қорек орта аэрозоліне байытылған газ ағынында ілініп жүреді.

- Микроорганизмдердің өте белсенді метаболизмі олар биомассасының өте жылдамдықта өсуімен байланыстығын айтуға болады.

- Микроорганизмдердің көбінің адамзат азық түлігіне ешбір пайдасыз арзан субстраттарды пайдаланып өсуі олардың негізгі қасиеті.

- Микроорганизмдер клеткасының өте көп бөлігін жеке ферменттер құрайды. Олардың бір мысалы - фототрофты бактериялардың рибулезобифосфаткарбоксилазалар кейде белок ерітіндісінің 40-60% құрайды.

- Көптеген микроорганизмдер ферменттерін клетка сыртында қоректік ортаға бөліп шығарады.

- Микроорганизмдер клеткасымен бөлінген ферменттерді алу, жануарлар мен өсімдіктер ұлпаларынан бөліп алумен салыстырғанда өте оңай.

- Кейбір ферменттер тек микроорганизмдерде табылған. Ондай фермент-терге: танназа, керотиноза т.б. жатады.