Спирттік ашу үдерісінің өнімдері

81
Түзілген  өнімнің  түрлеріне  байланысты  ашу  үдерістерінің  бірнеше  түрін
ажыратады:
1. Спиртік ашу үдерісі.
2. Сүт қышқылының ашу үдерісі.
3. Пропион қышқылының ашу үдерісі.
4. Май қышқылының ашу үдерісі.
5. Құмырсқа қышқылының ашу үдерісі.
6. Сірке қышқылының ашу үдерісі.
Ашу  үдерісін  жүргізетін  микроорганизмдердің  көбісі  облигатты, анаэробты,
кейде факультативті анаэробтар болып келеді.
8.1 Этанол жəне лимон қышқылдарын алу
Этанолды  алу.  Қазіргі  кездегі  тамақ, химия  жəне  отын  өнеркəсіптерінде  кең
пайдаланатын  көне  ашу  өндірісінің  көп  таралған  өнімі  ретінде – этанолды  алуды
айтуға  болады. Спирттік  ашу  үдерісін  əртүрлі  микроорганизмдер  жүргізеді.
Мысалы, көмірсутегінен  тұратын  шикізаттардан  ферменталогиялық  жолмен
этанолды  алу  үшін, көбінесе Saccharomyces  туысына  жататын  ашытқылар
пайдаланылады. Ал  шығыс  елдерінде (Жапония) танымал  спиртік  ішімдігі «саке»
дайындау  үшін Aspergillus oryzae  саңырауқұлақтары  пайдаланылады. Мексикада
таралған  алкогольдік  өнім «Пулькені» Zymononas mobilis  бактериясы  көмегімен
дайындайды. Saccharomyces  туындысының  ашытқының  спирттік  үдерісінің
негізінде, глюкозаның пирожүзім  қышқылына  ыдырауы  жəне келесі сатыларда  сол
қосылыстардың  этанол  жəне  көмірқышқыл  газының  түзілуінен  қайта  тотыға
дикарбоксильденуі жатады.
Спирттік  өндірістерде  қолданылатын  ашытқыларды  төменгі  деңгейдегі  ашу
үдерісінің рассалары жəне жоғары деңгейдегі рассалары деп екіге бөледі.
Расса деп – экологиялық нəсіл, бір түр ішіндегі экологиялық оқшаулық, кейде
айтарлықтай 
морфологиялық 
айырмашылығы 
болмайтын 
организімдерге
қолданылатын таксономикалық атау айтылады.
Рассалар  оптималды  температуралық  қызмет  ету  режимдеріне  байланысты
келесі түрлерге бөлінеді:
1. Төменгі  деңгейдегі  ашу  рассалары 6-10 градус  жəне  оданда  төмен
температурада  қызмет  етеді. Бұл  үдеріс  соңында  рассалары  ыдыс  түбіне  шөгіп,
қалың тұнба түзеді. Көбінесе оларға шараптық жəне сыра сакрамиттері жатады.
2. Жоғарғы  деңгейдегі  ашу  рассалары 14-25 градус  температурада  жұмыс
жасайды. Ал  үдеріс  соңында  рассалары  шараптың  бетіне  көтеріліп, қалпақ  тəрізді
қабық  түзейді. Бұл  қабықтың  ашытқы  жасушаларының  бүршіктерінен  кейін
көпіршіктерімен  жоғары  көтеріледі. Жоғарғы  деңгейдегі  ашу  рассаларына  спирт,
нан, т.б. өндірісінің  ашытқылары  жатады. Ашу  орталығы  төмен  жəне  жоғары
деңгейіне  қарамастан  ашытқының  қызметіне  байланысты  мақта  тəрізді, түйіршік
тəрізді  жəне  тұнбаға  түсетін  немесе  беткі  қабыққа  көтеріліп  жүзіп  жүретін  тозаң
тəрізді түрлерге бөлінеді.
Спирттік  ашытқыларға  төменгідегідей  талаптар  қойылады: жоғарғы  ашу
активтілігі, соңғы  өнімге, яғни  спиртке  жəне  əртүрлі  инфекцияларға  төзімділігі

82
ескеріледі. Этанол  өндірісінде  шикізат  ретінде  əртүрлі  көмірсутегі  бар  өсімдік
тектес материалдар – бидай дəні, жертүйнек (картоп), зақымдалған қант қызылшасы,
ағаш ұнтағы, меласса жəне ауылшаруашылық өнімдері қалдықтары пайдаланылады.
Спирттік ащытқыларды мерзімді дақылдау кезінде бастапқы концентрациясында 20-
25% қант, 10-13% этанол  түзіледі. Ферментация  уақыты 48 сағатта  өтеді. Бұл  əдіс
25,5 кг бидайдан 7-8 литр спирт жəне 7,7 кг құрғақ зат қалдықтарын алуға мүмкіндік
береді.
Лимон  қышқылдарының  өндірісі. 1893 ж. К. Веллер  алғаш  рет  лимон
қышқылдарын Penicillum жəне Mucor туысы  зең  саңырауқұлағының  метаболиттік
өнімі  ретінде  түзілетінін  көрсетіп  берді. Қазіргі  кезде  бұл  қосылыс  тамақ,
фармацевтік  өнеркəсіптерінде жəне  техникалық мақсатта  кең қолданылады. Лимон
қышқылын өндіруде əртүрлі саңырауқұлақтар – аспаргилер жəне пеницилиндер, ал
өндірісте  тек  мутантты – Aspergillus nider  жəне Aspergillus venti, кейбір  ашытқы
штаммдары пайдаланылады. Лимон қышқылдарының синтезі үшін субстрат ретінде
қантты  немесе  қамысты  мелассаның  крахмал  гидролизатын, қантты  сироп
қолданады. Ферментация  аяқталғаннан  кейін, лимон  қышқылдарын  реакциялық
ортадан  əртүрлі  экстракциялық  шаралар  арқылы  бөліп  алады. Лимон
қышқылдарының  өндірісі, көлемі  бойынша  барлық  органикалық  қышқылдардың
ішінде əлемде 1-ші орынды алады. Мұның жылына 350000 тоннасы өндірілсе, оның
99 пайызы микробиологиялық синтез арқылы алынады.
9. Сүтқышқылының ашу үдерісі жəне оның өнімдері
9.1 Сүтқышқылы ашу үдерістерінің негізі
1847 ж. С. Блондо  алғаш  рет  сүтқышқылы  шығу  тегі  бойынша – ашу
үдерісінің өнімі екенін көрсеткен. Луи Пастер бұл ашуды бактериялар туғызатынын
дəлелдеді. Сүт қышқылын микробиологиялық синтез жолымен өндіру 1881 жылдан
бері  белгілі. Сүт  қышқылдары  тамақ  өнеркəсібінде, медицинада  шикізат  ретінде,
химиялық  синтезде, тері  жəне  басқа  да  өнімдерді  өңдеуде  кеңінен  қолданылады.
Көмірсулардың  сүт  қышқылына  дейін  ашуы – сүт  қышқылды  бактерияларының
көмегімен жүзеге асады. Оларды гомоферментативті жəне гетероферментативті сүт
қышқыл бактериялары деп екі топқа бөлеміз.
1 Гомоферментативті 
ашуының 
негізгі 
өнімі – сүт  қышқылы.
Гомоферментативті сүт қышқылы бактерияларының көмегімен көмірсутектің ашуы
глюкоза жолымен жүреді.
2 Гетероферментативті  ашу  өнімдеріне  сүт  қышқылымен  қатар, сірке
қышқылы, этанол жəне көмір қышқыл газы кіреді. Сүт қышқылының бактериялары
көмегімен көмірсутектің ашуы гетероферментті өкілдерінде пентозафосфатты түрде
жүреді. Сүт қышқылды бактерияларды 4-туысқа бөлеміз
1
Lactobacillus
2
Lactoccocus
3
Leuconostoc
4
Pediococcus

83
Сүт қышқылы өнімдері үшін шикізат көзі ретінде минералды тұздар, мия (солот)
жəне  жүгері  экстраты, қантты  жертүйнек (картоп) сұрыпы, жемісті  сусындар
өндірісінің  қалдықтарын, сүт  сарысуын  жəне  фильтрофильтратын  қолдануға
болады. Бұл  жағдайда  ұйытқының  құрамындағы  негізі Streptococus Lаctis
бактериясы  болып  табылады. Сүт  қышқылды  ашу  үдерісі  арқылы  көптеген  сүттен
алынатын  өнімдері, май  жəне  ірімшік  дайындалады. Сонымен  бірге,
орамжапырақтарды (капуста) тұздауда, жемістерді  консервлеуде  негізгі  роль
атқарады. Қоспаға  жақсы  органолептикалық  қасиет  беріп, адам  жəне  жануарлар
ағзаларына  пайдалы  əсерін  тигізеді. Өнеркəсіпте  сүт  қышқылының  өндірістері
ретінде  тез  өсетін  жəне  аз  уақыт  ішінде  көп  мөлшерде  сүт  қышқылын  түзетін
гомоферментативті  таяқша  пішіндегі  сүт қышқылы  бактерияларының штаммдарын
қолданады. Ашу  үдерісі  біраз  қышқылданған  ортада, 2-7 тəулік  арасында, 45-50
0
С
цельси  температурасындағы  мерзімді  дақылдау  жағдайында  жүргізіледі. Ал  сүт
қышқылын бөліп алу мен тазалау бірқатар қиыншылықтар туғызады. Сүт қышқылы
ашуының аралық өнімдері ортада бөгде микрофлораның өсуін тежейді. Ферменттер
қоспаға  жақсы  органолептикалық  қасиет  беріп, адам  мен  жануарлар  организміне
пайдалы əсерін тигізеді.
9.2 Сүт  өнімдерін  алудағы  технологиялық  үдерістерге  қойылатын
талаптар
Сүт  қышқылды  ашуы  нəтижесінде  алынатын  өнімдерді  дайындау  үдерістері
өте қарапайым болғандықтан үй жағдайында да кеңінен қолдануға зор мүмкіндіктер
береді. Олар  өте  стерильді  тазалықты  аса  қажет  етпейді  жəне  үй  температурасы
немесе онан сəл жоғары температураларында өте береді. Сондықтан сүт өнімдерінен
дайындалатын  тағамдарды  ең  алғашқы «жанұялық  биотехнология» деп  айтуға
болады жəне содан көп кейін ғана бұл үдерістер өндірістік жолға қойылған еді.
Микроорганизмдердің көмегімен алынатын тағам өнімдерінің түрлері өте көп.
Бұлардың  қатарында  ашу  үдерісіне  негізделген  нан, ірімшік, қатық, шарап, сыра
жəне  басқалары  жатады. Қазіргі  күндерге  дейін  биотехнология  тағам  өндірісінде
белгілі  əдістерді  жетілдіру  мен  микроорганизмдерді  тиімді  пайдалану  жолдарын
қарастыруға бағытталса, енді жақын болашақта бұл сала түрлі мақсаттарға арналған
жаңа  штаммдарды  шығару  үшін  генетикалық  зерттеулер  мен  ашу  өндірісі
технологиясына жаңа тəсілдерді ендіру бағытында жүргізілмек.
Сүт  өнімдерін  алудың  барлық  технологиялық  үдерістерін  екі  үлкен  бөлікке
бөлуге болады:
1. Алғашқы  өңдеу  немесе  микрофлоралардан  тазарту. Алғашқы  өңдеу
жұмыстары  бірнеше  кезең  бойынша  жүргізіледі. Атап  айтсақ, алдымен  сүт
механикалық қоспалардан тазартылып, табиғи микрофлораларының өсуін басу үшін
салқындатылады. Сонан  соң  сүт  сепараторға  тартылады (қаймақ  алуда) немесе
гомогенделеді. Соңғы  кезеңде 80
о
С  температурада  пастеризацияланған  соң  барып,
арнайы танклерге (үлкен ыдыс) немесе ферментерлерге құйылады.
2. Сүтті өңдеудің екінші бөлігі екі жолмен жүруі мүмкін: микроорганизмдерді
пайдалану  жəне  ферменттерді  пайдалану  арқылы. Микроорганизмдерді  пайдалану
арқылы айран, қаймақ, ірімшік, простокваша, казеин, ірімшік (сыр), бифруктолакт,

84
биолакт  шығарылса, ферменттердің  қатыстырылуымен  казеиннің  тамақтық
гидролизаттары, коктейлге арналған құрғақ сүт қоспасы жəне басқалары өндіріледі.
Микроорганизмдерді  сүтке  қосқан  кезде  лактоза – глюкоза  мен  галактозаға  дейін
гидролизденсе, глюкоза – сүт  қышқылына  айналуы  себепті, сүттің  қышқылдығы
бірте-бірте артып, рН 4-6 болған кезде казейн іртіктеніп коагуляцияланады (ұйиды).
Сүт  қышқылы  ашуы  гомоферментативті  жəне  гетероферментативті  болуы
мүмкін  екендігін  білеміз. Гомоферментативті  ашу  үдерісінде  негізгі  өнім  сүт
қышқылы  болып  табылады. Гетероферментативті  ашу  барысында  диацетил (майға
ерекше  дəм  береді), спирт, эфир  жəне  ұшушы (летучие) май  қышқылдары  пайда
болады. Мұнда бір мезгілде протеолитикалық жəне липолитикалық үдерістер жүруі
себепті, сүт  ақуыздары  жеңіл  қорытылатын  күйге  жəне  қосымша  жақсы  дəмге  ие
болады.
Сүттерді  ферменттік  өңдеу  үшін, қарапайым  тілмен  айтқанда  ашытқылар
(ұйытқы) деп  аталатын  микроорганизмдердің  таза  культуралары  пайдаланылады.
Тек  мұндағы  өнімдер  ішінде  айран (кефир) дайындау  үшін  қолданылатын
ашытқылар ғана өз құрамдарында бірнеше сүт қышқылы саңырауқұлақтары мен сүт
қышқылы бактерияларының симбиозды түрінде кездесуі себепті, ерекшелеу болады.
Микроорганизмдер  формасы  тіршілігінің  осындай  түрін  зертханалық  жағдайда  əлі
жасау  мүмкін  болмағандықтан, қазіргі  кезде  бұлардың  осы  айран  өнімдерінен
бөлініп алынған табиғи түрлері сақталып, ашыту үдерістерінде қолданылып келеді.
Сүттен  алынатын  өнімдер  түрлерін  дайындау  мақсатында  ашытқылар
қолданғанда, оларға төменде келтірілген талаптар қойылады:
- қолданылатын  ашытқылар  түрлері  дайындалатын  ақырғы  өнімдерге  байланысты
болады. (мысалы, ацидофил  өнімін  дайындау  үшін  ацидофил  таяқшалары, ал
простокваша үшін- сүт қышқылды стрептококкалары пайдаланылады);
- қолданылатын штаммдар белгілі-бір дəмдік талаптарға сай келуі шарт;
- өнімдер  қажетті  күйде (консистенциялы) болуы  қажет, мысалы, түйіршектеліп
үгітіліп тұратыннан – қоймалжың немесе қаймақ тəріздіге дейін;
- қышқылданудың қажетті деңгейдегі белсенділігі;
- штаммдардың фагорезистенттіліктері (бактериофагтарға төзімділіктері);
- синерезистік  қабілеттіліктері (қоймалжыңдардың  құрамындағы  суларын  жоғалта
алу қабілеті);
- ароматты заттарының түзілу мүмкіндігі;
- штаммдардың бір-біріне сай келуі (культуралар арасында антагонизмнің болмауы);
- антибиотикалық, яғни патогенді микроорганизмдерге бактериостатикалық əсер ете
алу қабілетінің болуы;
- кептіруге тұрақтылығы.
Өндірістік  жағдайға  қажетті  ашытқылар, оларды  табиғи  өнімдерден  бөліп
алып, бағытты  түрде  мутагенезге  ұшыратқан  соң, ішінен  жоғарыда  келтірілген
талаптарға 
сай 
штаммдар 
түрлері 
таңдап 
алынады. Сүт 
өнімдері
биотехнологиясында  кездесетін  негізгі  кезеңдерін, сыр  дайындау  барысында
қолданылатын үдерістерін мысалға ала отырып келтіруге болады.

85
9.3 Сүт өнімдерінің түрлері
Тағам  өнеркəсібіндегі  сүттен  алынатын  өнімдер  ферментация  үдерістеріне
негізделеді. Осы  өнімдердің  барлығының  негізі  сүт – қайсібір  микроорганизмдер
үшін өте жақсы табиғи қоректік орта болып табылады. Сүт құрамы бойынша 82-88%
судан  жəне 12-18% құрғақ  заттардан тұрады. Құрғақ  заттардың құрамына 3,0-3,2%
ақуыздар, 3,3-6,0% майлар, 4,7% көміртекті  заттар (сүт  қанты – лактоза), 0,9-1,0%
тұздар жəне 0,01% минорлы элементтер (ферменттер, иммуноглобулиндер, лизоцим
жəне басқалар) кіреді. Мұндағы майлар құрамы бойынша əртүрлі.
Сүт  құрамындағы  негізгі  ақуыздар  альбумин  мен  казеин. Осындай  құрамы
болғандықтан, сүт  микроорганизмдердің  дамуы  үшін  жақсы  субстрат  болып
табылдады. Сүттің  ашуына  көбінесе  стрептококкалар  мен  сүт  қышқылы  ашу
бактериялары қатысады. Сүт қанты лактозаны ашыту үдерісі барысындағы жүретін
реакцияны  пайдалану  арқылы  қаймақ, иогурт, ірімшік  сияқты  басқа  да  өнімдер
алынады. Мұндағы  алынатын  соңғы  өнімнің  қасиеттері, жүретін  ферментация
үдерісінің түрі мен өту қарқынына байланысты қалыптасады. Сүт қышқылын түзуге
бағытталатын  реакциялар  негізінен  өнімнің  қасиеттерін  қалыптастырады. Мысалы,
ірімшіктің (сыр) пісуі  кезінде  өтетін  екіншілік  ферментация  реакцияларының
үдерісі, кейбір  сыр  сорттарының  өзіндік  дəмін  қалыптастырады. Мұндай
реакцияларға  сүт  құрамында  болатын  пептидтер, амин  қышқылдары  мен  май
қышқылдары қатысады.
Ірімшік (сыр) дайындау  немесе  ірімшік  пісіру – бұрыннан  келе  жатқан  кəсіп
екені  белгілі. Ірімшік  дайындау  əсіресе  Голландия  мемлекетінде  жақсы  жолға
қойылған. Бұл  үдерістің  жүруі  ферменттер  белсенділіктеріне  негізделген. Ірімшік
өнімдері  өздерінің  түрлері  бойынша  əртүрлі, яғни  жұмсақтан  қатты  формаларына
дейін  жасалады. Ірімшіктің  жұмсақ  түрлері  құрамында  су  мөлшері  көп – 50-60%
кездессе, қатты түрлерінде оның мөлшері аз, яғни 13-34% көлемінде болады.
Осы өнімді дайындаудың бастапқы кезеңі сүтті алғашқы өңдеуден басталады.
Алғашқы  өңдеуде  қолданылатын  жалпылай  іс-шаралар  реттері  біздерге  алдыңғы
тақырыптардан белгілі.
Екінші  кезеңде  сүт  қышқылы  бактерияларының  культуралары  дайындалады.
Мұнда  микроорганиздердің  ең  жақсы  сапалық  көрсеткіштерін  қамтамасыз  ете
алатындай  қатынаста  алынуын  қадағалау  қажет. Бактериялардың  таңдалуы  да
термоөңдеудің температуралық режиміне байланысты болады.
Үшінші кезең – бұл ферментация кезеңі. Бұл кезең ірімшік дайындауда кейбір
жағдайларда  екі, яғни  алғашқы  дайындау  жəне  бөлуден  кейінгі  кезеңдерде
атқарылады. Мұнда  алғашқыда  сүт  белгілі  бір  микроорганизмдер  штаммдары
арқылы  сүт  қышқылы  түзілгенге  дейін  өңделіп, кейіннен  бұған  қарын  ферменті
реннин  қосылады. Ренин  ферменті  уыз  сүтін  емген  мал  төлдерінің  асқазанынан
(бүйен) дайындалады. Мысалы, сүт  емген  бұзау  немесе  елтіріге  сойылатын
қаракөлдің  үш  күнге  дейінгі  жас  қозыларының  асқазаны – мəндір  деп  аталады.
Бұлар  ішіне  жел беріле  үрленіп  көлеңке  жерде  кептіріледі. Осындай  мəндір  ішінде
аталған  фермент  болады. Ренин  ферменті  сүттің  қойыртпақталып  ұю  үдерісін
бірнеше  есе  тездетеді. Бұл  реакция  бактериялардың  өнімі  болып  табылатын  сүт
қышқылы  арқылы  жүзеге  асырылады. Рениннің  қызметін  басқада  протеиназалар

86
атқара алады, бірақта ренин ферментінің басты артықшылығы – ол ірімшіктің пісуі
кезінде ондағы жүретін протеолиз үдерісіне де қатысады.
Сүт  іртіктеліп  болған  соң, одан  бөлінген  сарысудан  ажыратып  алып, дайын
болған  ірімшік  массаларын  ыстықпен  өңдеген  соң, арнаулы  қалыптарға  салып
нығыздайды  Бұл  ірімшікті  тұздаған  соң  ары  қарай  пісу  үшін  арнаулы  лотоктарға
тізіп  қояды. Кейбір  жағдайларда  дайындалатын  ірімшіктердің  түрлері  мен
сорттарына  бдайланысты  алынған  массалар  қосымша  өңдеулерден  өткізіледі.
Мысалы, рокфор  ірімшігін  дайындау  үшін – көгілдір  зең  саңырауқұлақтарының
споралары қосылса, камамбера  жəне бри  ірімшігін дайындауда – ірімшік бетіне  ақ
зең  саңырауқұлақтары  себіледі, ал  кейбір  ірімшік  түрлерін  дайындау  үшін  тіпті
арнайы  бактериялар  да  пайдаланылады. Кейбір  ірімшік  түрлерін  дайындау
барысында  оларда  ары  қарай  ферментация  үрдістері  жалғастырылады (пісу
кезеңдері). Бұл  үдеріс  барысында  арнаулы  микроорганизмдер  мен  ферменттер  жас
ірімшік  құрамындағы  майлар, ақуыздар  мен  басқа  да  органикалық  заттарын  ары
қарай  гидролиздейді. Осы  заттардың  ыдырауы  нəтижесінде  пайда  болатын
құрылымдар ірімшікке өзіндік дəм береді.
Сүт  сарысуы. Ірімшік  дайындаудағы  қою  заттарды  бөліп  алғанда  шығатын
сарысуы  бұрынғы  кездері  қалдық  ретінде  есептеліп, қолданыс  таппай  жататын.
Қазіргі кездері оларды лактазаның көмегімен тəттілегіш заттарына айналдыру қолға
алынған. Англияда  осындай  жолмен  дайындалған  глюкоза  мен  галактозалары  нан
пісіруде, тəтті  тағамдар (кондитерлік) мен  балмұздақ  жасауда  қолданылуда.
Лактзаларды Aspergillus nicer бактериялары арқылы алады.
Қаймақ, сүзбе (творог) жəне  ірімшік  сияқты  көптеген  сүттен  дайындалатын
өнімдердің 
ферментация 
үдерістері, арнайы 
ашық 
типтегі 
ферментер
қондырғыларында  жүргізіледі. Əдетте  олар  көп  уақытты  қажет  етпейді. Олардың
ішіндегі  ең  қарапайымдары  қатарында  простокваша, айран, қаймақ  жəне  май
өнімдерін дайындауын айтуға болады.
Қаймақ дайындау үшін кілегейге май дайындауда қолданылатын ашытқының
0,5-1% қосса жеткілікті болады. Содан соң оны құрамындағы қышқылдардың көлемі
0,6% жеткенге дейін ұстайды.
Май дайындау. Сүт өнімдері ішіндегі ең оңай дайындалатыны – май өнімі. Бұл
үшін  дайындалатын  майдың  сортына  байланысты  қоюлығы 30-32 -ден  бастап 40%
дейінгі  қаймақтар пайдаланылады. Майды  шайқау  кезінде судағы  май  эмульсиясы,
майдағы су эмульсиясына айналады.
Май өнімін шығаруда оның дəмін жақсарту мен сақталу қабілеттілігін арттыру
үшін бактериялардың ерекше культураларын пайдаланады. Майдың дəмін жақсарту
жұмысы, қажетті  заттарды  синтездеп  шығарып, майдың  дəмділігіне  əсер  ететін
арнаулы  бактериялар  штаммдарын  шығару  арқылы  мүмкін  болды. Осы  мақсатта
қолданылған алғашқы бактериялардың  бірі – Streptococcus laktis жəне бұған жақын
бактериялардың  штаммдары  болса, кейіннен  бұл  мақсатқа  əртүрлі – Streptococcus
laktis, Leuconostos citrovorum  жəне L. Dextranicum  араласқан  түрлері  пайдаланыла
бастады.
Осы жолмен тағам өнімінің дəмін жақсартумен бірге, ондағы кейбір иістерден
де  арылуға  мүмкіндік  туылды. Майдың  ары  қарай  сапасын  жақсарту  жұмыстары,

87
липазаларды  қосумен  байланысты. Осындай  тəсілдерді  қолдану, майды  тіке  май
шығару кəсіпорындарынан сатуға мүмкіндік береді.
Иогурт  дайындау. Иогурт – ферментация  жолымен  алынатын  өнімдер
ішіндегі  ең  көнелерінің  бірі. Жылу  арқылы  алғашқы  өңдеуден (термоөңдеу)
өткізілген  сүтке 2-3% иогурт  ашытқысының  қоры  қосылып  ашытылады. Мұндағы
басты  қызметтерді Streptococcus thermophillus  жəне Laktobacillus bulgaricus
бактериялары атқарады. Өнімнің қажетті консистенциясын, дəмі мен иісін алу үшін,
бұл организмдердің культурадағы шамасының бірдей көлемде болуы қадағаланады.
Ашудың  бастапқы  кезеңінде  қышқылды  негізінен S. Thermophillus  түзеді. Аралас
ашытқылар қорын  жиі-жиі жаңадан  алмастырып тұру қажет, өйткені оларды  қайта
себу – штамм  түрлері  мен  олардың  ара-қатынасына  əсер  етеді, атап  айтқанда
олардың құрамында L. Bulgaricus үлесі басым бола бастайды.
10. Ақуыздарды микроорганизмдер синтезі жолымен алу
Ақуыздарды  микробтық  синтез  жолымен  өнеркəсіптік  деңгейде  алу  үшін
тиімді  технологиялық  жағдайлар  жасалынып, осындай  мақсатта  таңдап  алынған
микроорганизмдердің  тіршілігі  арнайы  үдеріс  бойынша  жүргізіледі. Қажетті  ақуыз
түзуші микроорганизмдер штаммдарын алу үдерісі бірнеше кезеңдерден тұрады:
1. Алынатын ақуыздың құрылымдық генін бөліп алу немесе құрастыру. Егерде
ақуыздың  амин  қышқылдық  бірізділігінің  құрылымы  белгілі  болса, онда  оның
генетикалық  кодын  біле  отырып, мұндай  генді  синтиездеуге  болады. Бұл  үдеріс
оңай  болмағандықтан, проинсулин, интерферон, самосматин  жəне  т.б. сол  сияқты
ақуыздардың оннан астамының гендері синтезделген болатын.
Интрондар – ДНҚ  нуклеотидінің  бірізділігінің  кодталмайтын  бөлімшесі, ол
көптеген  жоғарғы  сатыдағы  организмдер  гендерінде  кездеседі. Құрылымдық
гендерді алудың тиімді жолы – оларды кері транскрипция жолымен синтездеу.
2. Микроорганизмдерге  бөгде  гендерді  ендіру. Бактериялар  немесе  ашытқы
жасушалары өздерінің жекеменшік реттеуші механизмдері көмегімен, құрылымдық
геннің  ішіне  енген  бөгде  гендерді  эскпрессиялап  алады. Бөгде  гендерді
экспрессиялау  мақсатында, тікелей  экпрессиялау  əдісі  қолданылады. Бұл  үдерісті
атқару  үшін, əрбір  нақты  жағдайда  рибосомаларды  байланыстырушы  бөлімшелер
құрылысының үйлесімділігін анықтап алу керек.
3. Реципиент  немесе  қожайын  жасушаларды  таңдап  алу. Бөтен  РНҚ
тұрақтылығы  жəне  бөтен  геннің  экспрессиясының  өнімі  болып  есептелетін
ақуыздардың  протеолетикалық  төмендеуін  азайту  үшін, қажетті  жағдайлармен
қамтамасыз  ету – реципиент  жасушаларды  таңдап  алуда  негізгі  көрсеткіш  болып
саналады. Рибонуклеазалар  гендеріне  тапшы  жасушаларында, кейбір  эукариоттық
гендерінің  экспрессиясы E.coli  жасушаларында  арта  түсетіні  анықталды. E. Coli
жасушаларында  бөгде  ақуыздың  синтезделуіне, протеолизді  тоқтатып  тастайтын
мутациялар қолайлы əсер етеді.
10.1 Қажетті  ақуыз  түзуші  микроорганизмдер  штаммдарының
тұрақтылығы

88
Микроорганизмдердің  бөгде  ақуыздарды  өндіру  қабілеті, плазмитерманың
генетикалық материялдарының құрылымдарындағы өзгерістері əсеріне байланысты
болуы мүмкін. Бұл  уақиға  белгілі  бір  жиілікпен жүреді. Мұнда  құрылымдық қайта
өзгеру  жасушаның  плазмидті  жоғалтуына  қарағанда 100-1000 еседей  сирек
кездеседі. Вектор ретінде қоделенетін плазмидалар микроорганизмнің қандай да бір
антибиотикке  төзімділігіне  жауапты  гендердің  қожайыны  болып  саналатыны
белгілі.
3000 түрлі  ақуыздар  қоспасынан  бастапқы  дəрмекті  бөліп  алу  жəне  дайын
өнімде қоспа болмайтындай етіп тазалау өте күрделі жұмыс. Дайындалатын дəрмек
құрамында  осындай  аралас  қоспалары  мүлде  болмауы  тиіс. Бұл  мəселені  шешуге,
түзгіш  ретінде  орта  изоақуыздарды  көп  мөлшерде  түзетін  ірі  жасушаларды, яғни
“қолайлы  ашытқыларды” таңдап  алған  жөн. Штамм-түзгіштерді  таңдап  алғаннан
кейін, өте  қатаң  бақыланатын  жағдайда  барлық  қажетті  бақылаушы  өлшегіш
аспаптармен  жабдықталған  ферментерде  себінді  материялдарды  бірден  көптеп
жинауға кіріседі.
Гендік  инженерия  əдістерін  жасау  жасушаға  жаңа  ақпараттарды  енгізуге
мүмкіндік  береді, медицинада, ветеринарияда  жəне  тамақ  өнеркəсібінде
қолданылатын адам, жануарлар жəне өсімдіктер ақуыздарының штаммдарын тауып,
зертеу жұмыстарын дамытуға, сөйтіп оларды өндіріске ұсынуға мүмкіндік туылады.
Мысалы, ірімшік өндіруде қолданылатын – ренин ақуызын, тəтті ақуыз – тауматинді
(қанттан 3000 есе  тəтті) алу  жөніндегі  жұмыстар  аяқталып, оларды  өндірудің
микробиологиялық  технологиясы  жасалынуда. Сыра  қайнатуда  жəне  ірімшік
даярлауда  қолданылатын  ашытқылар  штаммдарының  геномын  енгізу, пентозаны
сіңіретін, фенол  қосылыстарын  ыдырататын  гендерді  табу  бағытында  жұмыстар
істелуде. Бактериялар  көмегімен, бұрын  қолданылып  жүрген  əдістермен
салыстырғанда  едəуір  арзанға  түсетін, крахмалдан  этил  спиртін  өндірудің
технологиясын  жасалынған. Қазіргі  кезде  биотехнологияда  ДНҚ-ның  сəйкестігін
табуға түрлі əдістер қолданылады.
10.2 Микроорганизмдерден ақуыз өндірудің практикалық маңызы
Тірі ағзадағы ақуыздың атқаратын ролі ерекше екені белгілі. Олардың ішіндегі
бəз  біреулері  жасуша  түзуге  қатысса, басқалары  ағзада  өтетін  биохимиялық
реакциялардың  жүруін  тездететін  катализатор  ретінде  қызмет  ететіні  белгілі.
Бүгуші  ақуыздар  жануарлардың, өсімдіктер  мен  микроорганизмдердің
қозғалысын  қамтамасыз  етсе, кейбір  ақуыздар  ағзадағы  иондар  мен
молекулаларды тасымалдауға қатысады.
Егерде  көк-жасыл  өсімдіктер – құрамындағы  азоты  бар  бейорганикалық
заттардан амин қышқылдарын синтездей алатын болса, адамдар мен жануарлар –
ақуызды қоректік заттармен бірге дайын күйінде алуы керек екендігі белгілі. ХХ-
ғасырдың  ортасына  таман, адамдар  мен  жануарларға  қажетті  мөлшердегі
ақуыздарды, қалыптасып 
қалған 
жолмен 
қамтамасыз 
етіп 
беру
мүмкін  емес  екендігі  анықтала  бастады. Жер  шарындағы  халық  саны  ақуызды
қажетті  мөлшерде  өндіруден  жоғары  деңгейде  өсіп  келеді. Сондықтан, өткен
ғасырдың 60-шы  жылдарынан  бастап  ашытқылар, бактериялар, бір  жасушалы

89
көк-жасыл  балдырлар  сияқты  микроорганизмдерді  пайдалана  отырып  ақуыз
өндіруді  арттыру  жолдарын  қарастыру, заман  талабынан  туындайтын  өзекті
мəселе болатыны айқындала бастады.
Мал 
шаруашылығы 
өнімдерінен 
алынатын 
ақуыздарға 
қарағанда,
микроорганизмдерден  ақуыз  өндірудің  артықшылығы, олардың  өте  тез  көбею
мүмкіндіктері  мен  онда  өтетін  биохимиялық  үдерістердің  өте  қарқынды  түрде
жүретіндіктеріне байланысты. Кейбір бактериялардың саны бірнеше сағаттан соң
екі  еселенеді, мысалы, ішек  таяқшасына  бұған 20-30 минут  керек  болса, ыстық
суларда  өмір  сүретін  термофильді  бактерияларға  небəрі 5 минут  қажет  болады.
Қолайлы  жағдай  туғызылғанда  салмағы 500 кг  болатын  сиырдың  ағзасында
тəулігіне 0,5 кг  ақуыз  синтезделетін  болса, осы  уақыт  аралығында 500 кг
ашытқылар  салмақтарын 100 есеге  дейін  көбейтіп 50000 кг  ақуыз  өндіре  алады
екен. Сондықтан, ақуыз  өндіру  қарқындылығы  бойынша, микроорганизмдерге
тірі  ағзалар  ішінде  тең  келері  жоқ  болып  саналады. Олардың  құрғақ  заттары
құрамындағы  ақуыз  мөлшері  өте  жоғары – 30-80% аралығында  кездеседі.
Мысалы, микроорганизмдердің  қандай  систематикалық  түрге  жатқызылуы  мен
оларды  өсіру  жағдайларына  байланысты  құрамындағы  ақуыз  мөлшерлері:
ашытқыларда 50-55%, бактерияларда 50-80%, ал 
микроскопиялық
саңырауқұлақтарда 15-43%-ға дейін болады.
Микроорганизмдердің  ақуыз  өндірудегі  маңыздылығы, олардың  қоректік
заттар  ретінде  əртүрлі, тіпті  кейбір, малдар  пайдалана  алмайтын  заттарды
қолдануы себепті арта түседі. Мысалы, осындай малазықтық маңызы жоқ заттар
қатарындағы мұнай өнімдерінің қалдықтары – сұйық парафин немесе құрамында
целлюлозасы  бар  материялдар, микроорганизмдерден  ақуыз  өндіру  мақсатында
қажетті  қоректік  орта  бола  алады. Ақуыз  биосинтезі  үшін  микроорганизмдерге
өсімдік  қалдықтары, мал  фермаларының  нəжістері, əртүрлі  өндіріс  қоқыстары,
ластанған тұрмыстық сулары сияқты заттар да қоректік орта бола алады.
10.3 Ашытқылардан ақуыз өндірудің маңызы
Ақуыз синтезінде жиі қолданылатын бір жасушалы қарапайым ағзалар ішінде
ашытқылардың маңызы өте зор. Бұл олардың химиялық құрамы ерекшеліктеріне
байланысты. Ашытқы ақуыздары өздерінің амин қышқылдары құрамы бойынша,
мал  ақуыздарына  жақын  теңестірілген  түрде  болып  келеді. Тек  қана
микроорганизмдер өндіретін ақуыз құрамында амин қышқылдарының бір түрі –
метионин ғана мал ақуызынан 2-3 есе кем болады. Дайын ашытқы ақуыздарына
0,35-0,5% метионин  қосса, протеиннің  сіңімділігі  артады. Құрамында
салыстырмалы түрде метионин аз болғанымен, ашытқы ақуыздары бағалы болып
саналып, ақуыз  концентраттарын, жасанды  тамақ  өнімдерін  жəне  табиғи  тамақ
өнімдері  құрамын (нан, ұн, тары  жəне  т.б.) байыту  мақсатында  кеңінен
пайдаланылады. Ақуыздан  басқа, ашытқы  құрамында  əртүрлі  маңызды
элементтер – көміртекті  заттар, гармон  тəрізді  қосындылар, ферменттер  мен
дəрумендер  болады. Олар  негізінен  В  тобындағы  жəне  Д  дəрумендерінің  бай
көздері  болып  табылады. Атап  айтсақ, дəрумендер  өндірісінде  ашытқылар  Д
дəруменін шығару үшін кеңінен қолданылады.

90
Мал  шаруашылығында  жасанды  ақуыз  көздерін  пайдалану  олардың
өнімділігін  арттыруға  мүмкіндік  береді. Мысалы, берілетін  жем  құрамына 1
тонна  ашытқыларды  қосу – қосымша 800 кг  шошқа  етін  өндіруге  мүмкіндік
жасаса, құс  шаруашылығында  бұл  көрсеткіш 2200 кг  дейін  жетеді. Сиыр
шаруашылығында олардың рационына ақуыз-дəруменді қоспаларды араластыру,
малдардың сүт өнімділігін арттыруға мүмкіндік береді.
Ақуыз  өндірудегі  ашытқылардың  негізгі  кемшілігі  ретінде, олардың
құрамында көп мөлшерде, яғни 6-12% нуклеин қышқылдарының болуын айтуға
болады. Жəне бір кемшілігі – ашытқылардың қабықшаларының өте берік болуы
себепті, мал ағзасында қортылуы өте қиынға түседі. Олардың қабықтарының тез
бүлініп, мал  ағзасында  толық  қортылуына  мүмкіндік  жасау  үшін, көбінесе
актиномицеттің бір түрінен алынатын ферменттер қолданылады.
10.4 Ақуыз өндірудегі бактериялардың маңызы
Патогенді  емес  бактериялар  ақуыз  өндіруде  басқа  да, осындай  мақсатта
қолданылатын  микроорганизмдерден  біршама  басымдылыққа  ие  болып
саналады. Өйткені, біріншіден – олардың  көбею  қарқындылығы  басқалардан
біршама  жоғары  болса, екіншіден – олардың  құрамында  ақуыз  бен  метионин
көбірек  кездеседі. Сонымен  бірге  бактериялардан  ақуыз  алудың  кейбір
кемшіліктері  де  бар. Атап  айтар  болсақ, олардың  құрамында  рибонуклеин
қышқылы өте көп болса, ал өте бағалы болып табылатын амин қышқылы – лизин
мөлшері  салыстырмалы  түрде  аз  кездеседі. Олардың  ішінде  ақуыз  өндірудегі
болашақтық  маңызы  бары  қатарында, сутегін  суға  дейін  тотықтыра  алатын –
сутекті бактериялардың маңызы зор деп есептелінеді. Осы үдеріс барысында бұл
бактериялар  сутегін  суға  тотықтыру  кезінде  босайтын  энергияны, органикалық
заттарды  синтездеуге  пайдаланады. Бұл  реакцияны  қысқаша  түрде  төмендегі
теңдеу арқылы көрсетуге болады:
36Н
2
 + 12О
2
 + 6СО
2
  → С
6
Н
12
О
6
 + 30Н
2
О
10.5 Микроскопиялық зең саңырауқұлақтар мен балдырлардың ақуыз
өндірудегі маңызы
Микроскопиялық  саңырауқұлақтар  қоршаған  ортаның  əртүрлі  қышқылдық,
тұздылық  немесе  температуралық  жағдайларында  өсіп-өнеді. Ғалымдардың
пікірінше  көптеген  микроскопиялық  саңырауқұлақтардың  азықтық  маңызы  бар.
Микроскопиялық саңырауқұлақтардан дайындалған дəрмектерді сабағы жуан əрі
қатты  болып  келетін  малазықтық  шөптерді  жұмсартып, олардың  қортылуын
жақсартуға  жəне  құрамын  əртүрлі  биологиялық  белсенді  заттармен  байыту
мақсатында пайдалануға болады.
Микроскопиялық саңырауқұлақтардың құрамында аз ғана мөлшерде, яғни 2%
көлемінде  нуклеин  қышқылдары  кездеседі. Саңырауқұлақтар  өнімдері  мұнан
басқа  да  кейбір  артықшылықтарға  ие. Мысалы, олардың  құрамында  хош  иісті
заттардың  болуы  себепті, жақсы  иіс  шығарады. Амин  қышқылдарының  құрамы

91
бойынша саңырауқұлақтық ақуыздар еттің ақуыздарына жақын болады. Олардың
құрамына 0,2% метионин  қосылса, сіңімділгі 100% дейін  артады.
Саңырауқұлақтардың  жасуша  қабықтары  өте  жұқа  болуы  себепті, қосымша
өңдеуді  талап  етпей, ас  қорыту  мүшелерінде  тез  қорытылады. Саңырауқұлақ
өнімдерімен  қоректендіру  нəтижесін  тексеру, олардың  мал  ағзасына  ешқандай
зиянын тигізбейтіндігін көрсеткен.
Микроскопиялық 
балдырлардың 
ақуыз 
өндірудегі 
маңызы.
Мал
шаруашылығына 
қажетті 
азықтық 
ақуыз 
өндіруде 
микроскопиялық
балдырлардың да маңызы да бар. Мысалы, Жапонияда тұщы суда бір жасушалы
балдырлар – хлорелланы  өсіру  нəтижесінде 1 га  су  беті  аумағынан 16 тоннаға
дейін  ақуыз  өндіруге  қол  жеткізілген. Мұның  тиімділігінің  дəлелі  ретінде 1 га
жерге егілген арахис өсімдігінен тек қана 471 кг ақуыз алуға болатынын келтіре
кетеміз. Италияда  полиэтиленнен  жасалған  арнайы  құбырларда  су  балдыры –
спирулинді өсіру нəтижесінде, оның 1 м
2
 аумағынан тəулігіне 20 гр дейін құрғақ
ақуыз  алынған. Бір  жылда  осындай  əдіспен  егілген 1 га  плантациядан, 1 га  соя
өсімдігі егілген жерге қарағанда 10 есе артық ақуыз алуға болатыны анықталған.
Ғалымдар бір жасушалы теңіз балдырларын өсіру мақсатында фитобиологиялық
реакторлар  жасап  шығарған. Қарапайым  түрде  бұл  реакторлар  шыны  немесе
пластмассадан  жасалған  құбырға  ұқсас  болады, ал  оның  үстінде  белгілі  бір
балдыр  түрі  өсіріледі. Су  балдырларының  қалың  орналасуы  ЭЕМ (электронды
есептеуіш  машина) мен  компютерлер  арқылы  реттеліп  отырылса, биомасса
шығымы  күн  сəулесінің  түсу  деңгейіне  байланысты  болады. Осындай  реактор
арқылы  қосымша  көп  мөлшерде  крахмал  алуға, жəне  оны  биотехнологиялық
жолмен  өңдеп, жанар-жағар  май  ретінде  қолданылатын  этил  спиртіне
айналдыруға болады.

жүктеу/скачать 4,09 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: