Дəрі Кіріспе. Биотехнологиялық процесстер жайында түсінік. Биотехнологияның даму сатылары. Халық шаруашылығының əр түрлі саласындағы биотехнологияның ролі

ферментациялық  сұйықтың  бір  бөлігі  қалып  қояды  жəне  келесі  ферментацияға 

егістік(посевной)  материал  ретінде  қызмет  атқарады,  содан  кейін  ғана  жаңа  қоректік  зат 

түседі.  Бұл  егістік  материалды  дайындауда  арнайы  сатыны  ұйымдастырмай-ақ  процесстің 

өтуіне септігін тигізеді. 

түрде  жүреді,  кейін  белгілі  уақыт  өткеннен  кейін  ферментациялық  сұйықтың  бір  бөлігі 

аппараттан  бөлініп  шығып,  жаңасымен  толықтырылады.  Көпциклді  процесспен 

салыстырғанда алып қалынатын сұйықтың мөлшері аз, есесіне саралау аралығы қысқа жəне 

саралау саны көп. 

Субстраттық  сіңіргіші  бар  периодтық  процессте  ортаның  бір  бөлігі  ферментацияның 

басында  қабылданып,  ал  қалған  бөлігі  процесс  барысында  қажеттілігіне  қарай  үздіксіз 

қабылданады.  Аппараттың  шектен  тыс  толып  кетуі  процестің  табиғи  аяқталуы  болып 

есептеледі,  ары  қарай  міндетті  түрде  периодтық  процеске  ауысуына  тура    келеді. 

Субстраттық сіңіргіші бар үздіксіз процесте аппараттағы ферментациялық сұйықтық белгілі 

бір  күйге  жеткенде  сараланады,  кейін  аппарат  субстартпен  ақырындап  қайта  

толықтырылады. 

Аппаратқа  қорек  ортаны  құйған  соң,  қажетті  температураны  келтірген  соң,  егілетін 

материал  қосып,  аэрация  үшін  ауа  жіберген  соң  ферментация  процесі  басталады.  Мəдени 

өсімдіктердің өсуі мен көбеюін түрлі тəсілдермен анықтауға болады: 

1)  өсімдік  сұйығын  центрифугирлеу  немесе  мембраналық  фильтр  арқылы  сүзіп  пайда 

болған пастаны тұрақты массаға дейін кептіру арқылы; 

2)  жасушалар  саны  мен  мөлшеріне  пропорционал  болатын  нефелометриялық,  клетка 

суспензиясының жарық жұтуын өлшеу арқылы; 

3)  қорек  ортаның  белгілі  көлемінен  алынған  биомассадағы  азот  мөлшерін  анықтау 

арқылы; 

4)  қандай да бір заттың (газ, қышқыл, ж.т.б.) интенсивті бөліну арқылы. 

Микроағзалардың  дамуында  бірнеше  фаза  байқалады.  Ферментация  басында 

микроағзалар жаңа ортаға бейімделеді. Олардың концентрациясы өзгермейді. Бұл кезең лаг- 

интенсивті  өсу  фазасы.  (3).  Бұл  экспоненциалды  өсу  фазасы.  Содан  кейін  өсу 

жылдамдығының  өсуі  азаяды  –  бұл  өсудің  баяулатылу  фазасы  (4).  Максималды  мөлшерге 

жеткен соң биомасса концентрациясы ары қарай өсуін тоқтатады (5). Бұл фазада – стационар 

ортада  қорек  заттар  таусыла  бастайды  да,  өсуді  тежейтін  айырбас  өнімдері  жинақталады. 

Биомассаның  өсуімен  қатар  клеткалар  бөлігінің  өлуі  жүреді  (автолиз),  мұнда  жалпы 

концентрация  тұрақты  болады.  Соңында  өлуі  фазасында  автолиз  өсуден  жоғарлайды  да 

микроағзалардың  концентрациясы  төмендейді  (6).  Бұның  графигін  –  қисық    сызықты 

былайша көрсетуге болады (11 сурет) 

Сурет 11. Ферментация фазаларын анықтау 

Өсу  жылдамдығын  суреттеу  үшін  жалпы  өсу  жылдамдығы  Qx  сипатты  шама 

Q

x 

32 

 

Қалыпты  жағдайда  өсу  интенсивтілігін  сипаттау  үшін  Qx  мөлшері  емес,  биомасса 

бірлігіне есептелген меншікті өсу жылдамдығы µ пайдаланылады (биомассаның өсуі клетка 

концентрациясына пропорционал): 

µ = Q

x

/X = dX/Xdt 

Экспотенциалды фазада, өсу еш кедергімен шектелмеген жағдайда, µ тұрақты болады 

да биомасса өсуі келесі формуламен суреттеледі 

dX/dt = µx 

µ  мөлшерінің  өлшемі  -  (с 

-1

)  немесе  (мин

-1

),  микробиологиялық  процестер  жылдам 

жүрмегендіктен  бірінші жағдай  жақсы.  Өсудің  меншікті жылдамдылығы микроағзалардың 

түріне байланысты əр түрлі болады.Көп бактериялар үшін ол көп шамада болады да 0,5 – 1,0 

с

-1 

ге  дейін  жетеді.  Саңырауқұлақ  жəне  актиномицет  үшін  өсу  жылдамдығы  0,1-1  с

-1

-ден 

аспайда,  ал  микро  су  өсімдіктері  жəне  өсімдік  жəне  жануар  клеткалары  үшін  0,01с

-1 

деңгейінде болады. 

Енді,  ферментация  процесінің  екінші  параметрі  –  субстрат  концентрациясын  S 

қарастырайық.  Субстрат  қолтанылатындықтан  уақыттың  өтуімен  концентрациясы 

төмендейді, ақырында микроағзалардың жасушаларының əрі қарай өсуі тоқтайды. 

Биомасса  жылдамдығына  сай  кинетикалық  сипатты  шаманы  енгізуге  болады: 

жүктеу/скачать 1,69 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: