Органикалық қосылыстар трансформациясы жəне оның өнімдері

64
болатын  культура  түрін  трансформацияланатын  ертіндінің 5-10% көлеміне
жеткенше арнайы ортада көбейтеді. Трансформациялауға арналған ертіндісі, оған ең
көп  мөлшерде  трансформацияланатын  заттардың  еруі (көбінеес 10-25%) мен
химиялық заттарының бөлінуіне кедергі келтірмейтіндей, аз көлемдегі культураның
дамуына  қажетті  қоректік  тұздардың  болуы  қамтамасыз  етілуі  қажет. Егер  де,
трансформацияланатын  зат  суда  ерімейтін  болса, оны  алдымен  бейтарап
органикалық еріткіште ерітіп, кейіннен  қарқынды түрде араластыру арқылы негізгі
ортамен  араласып  кетуін  қамтамасыз  етеді. Трансформация  үдерісі  стерильді, рН
оптималды  көрсеткіші  қамтамасыз  етілген, температура  жəне  т.б. қажетті
жағдайлары  сақталған  ортада  жүргізіледі. Трансформация  үдерісі  көбінесе 1-2
тəулікке  созылады. Микробтық  трансформация  үдерісі  өтіп  болғаннан  кейін,
ертіндіден қажетті өнім химиялық жолмен бөлініп алынады.
Микроорганизмдер  химиялық  синтезде, химиялық  катализаторлар  қызметін
атқарады. Бірақ, олардың  ерекшелігі, катализаторлық  реакцияға  сəйкес  қолайлы
жағдайда жұмыс істейді жəне биологиялық зиянды қалдықтар мен аралық өнімдерді
аз бөледі. Микробтық трансформация үдерістері субстрат өнім тізбегінің химиялық
айналу 
түріне 
байланысты 20 түрге 
бөлінеді. Тотығу-тотықсыздану,
декарбоксильдену, дезаминдену, метильдену, изомерация  жəне  т.б. Мысалы:
Mycobacterium globiforme жасушаларының  қатысуымен – кортизон  стеройдын,
дикарбоксильдеу  арқылы  қабынуға  қарсы  дəрмектерді – преднизон  жəне
преднизалон,
Pseudomonas sp618 жасушаларынан  аспарагин  қышқылының
декарбоксильденуі  арқылы – аланин  жəне  амин  қышқылын, ал Streptomyces sp
618
дақылдарын фруктозасының изомерациясы арқылы – глюкозаны алады.
Өнеркəсіптік мақсатта пайдаланылатын əртүрлі микроорганизмдердің түрлері,
олардан алынатын өнімдер мен қолданылатын салаларын келесі сызбанұсқа түрінде
көрсетуге болады (сурет-15):
Өнеркəсіптік
микроорганизмдер
Corynebacterium
Spibrevibacterium sp
Streptomyces sp Bacillus
sp
Bacillus sp
Aspergillus sp
Амин қышқылдары
Антибиотиктер
Ферменттер
Денсаулық сақтау
Тағам өнеркəсібі
Ауыл ш
аруашылығ
ы
Химиялық өнеркəсіп
Денсаулық сақтау
Ауыл ш
аруашылығ
ы
Тағам өнеркəсібі
Сыра өнд
ірісі
15-сурет. Микроорганизмдерді өнеркəсіпте пайдалану жолдары

65
Органикалық  қосылыстардың  микробиологиялық  трансформациялануын  келесі
топтарға бөлуге болады:
- тотығу  реакциясы: активтендірілмеген  көміртегінің  гидрооксилденуі,
олефиндер  мен  аллильді  топтарының  тотығуы, ароматты  шиыршығының
микробиологиялық
гидрооксильденуі, ароматты
қосылыстары
шиыршықтарының  үзілуіне  əкелетін  тотығуы, май  қышқылдарының
b-
тотығуы, карбинольді  топтарының  карбонильді  жəне  карбоксильді
топтарына  дегидрленуі  мен  тотығуы, альдегидтердің – карбоксильге,
метилдің – карбоксильге өтуі, циклді спирттерінің дегидрогенизациялануы,
амин 
топтарының – нитротоптарына, циклопарафиндерінің –
циклокетондарға тотығуы, аралас тотығуы сияқты реакциялар жатады;
- қалыпқа  келу (восстановление) реакциясы:  альдегидтердің  бастапқы
спирттерге  қайта  айналуы, кетондар  мен  дикетондардың  қалпына  келуі,
қосалқы  байланыстарының  гидрилденуі, нитротоптарының  қалпына  келуі,
біріншілік  жəне  екіншілік  спирттерінің  қалпына  келуі, альдегидтердің
меркаптоқосылыстарына трансформациялануы жəне т.б.;
- декарбоксилирлену:  органикалық  қосылыстардың  метильді  топтарының
ақырғы  өніміне  декарбоксилирленуі, кето  қышқылдарының  карбол
қышқылдарына  дейін  тотыға  декарбоксильденуі, кето  қышқылдарының
спирттерге  қайта  декарбоксильденуі, амин  қышқылдарының  аминдер  мен
амин  қышқылдары  түзілуіне  дейін  декарбоксильденуі, моноамин
қышқылдарының 
спирттер 
мен 
окси 
қышқылдарына 
айналуы,
декарбоксильденудің аралас типтері;
- дезаминдеу  реакциясы: амин  қышқылдарының – карбон  қышқылдарына,
амин  қышқылдарының – кето- жəне  окси  қышқылдарына, амидтердің –
спиртке, аминдердің – альдегидтер  мен  кетондарға, аминдердің – тиісті
карбон қышқылдарына дезаминденуі мен аралас типті дезаминденулері;
- гликозидтердің  түзілуі; мысалы  глюкозадан  ашытқылар  арқылы  мальтоза
синтезі;
- гидролиз: эфирлер  шайылуы, гликолиздік  байланысының  гидролизі,
амидтер гидролизі, ақуыздар гидролизі жəне т.б.
- метильдеу реакциясы:
·
метилирлеу реакциясы;
·
этерификация жəне соның ішінде фосфорилирлеу мен ацетильдеу;
·
дегидратация;
·
конденсация реакциясы ;
·
аминирлеу мен амидирлеу;
·
диметоксилирлеу реакциясы;
·
нуклеотизация;
·
галогенирлеу;
·
деметилирлеу;
·
ассиметризация;
·
рацемизация;
·
изомеризация.

66
Қажетті  қосылыстар  алу  мақсатындағы  микробиологиялық  трансформация
реакциялары  тізбегін  жүргізуге  керек  болатын  микроорганизмдер  культурасы
эмпирикалық жолмен таңдап алынады.
Қазірге  кезде  лимон  қышқылдарының  ең  ірі  өндірістері  бойынша  АҚШ (1
жылда 200 мың тонна ) жəне ТМД елдерінде (1 жылда 25 мың тонна ) өндіріледі.
Трансформацияның  кейбір  жағдайларында  тотығу  жəне  гидролиз  сияқты
бірнеше  реакцияларды  талап  ететін  субстрат  молекуласының  күрделі  өзгерістері
жүреді. Жалпы  органикалық  қосылыстарды  бактериялар, актиномицеттер  жəне
саңырауқұлақтар да трансформациялауға қабілетті келеді.
Трансформациялау  реакциясына  негізделген  өндіріс  үдерісінде  көмірсулар,
стериндер, стероидтар, кейбір  амин  қышқылдары, нуклеотидтер, антибиотиктер,
алкалоидтар, простогландиндер  сияқты  күрделі  молекулалы  заттардың  жеңіл
өзгерісі  қажет  болған  жағдайында  ғана  тиімді  болып  саналады. ТМД  елдерінде
микробты  трансформация  көмегімен  стеройдты  гармондардың  бірнеше  түрін
өндіреді, мысалға алғанда преднизолон. Кейбір микробиологиялық өнеркəсібінде 6-
атомды  спирт – сорбитті  сорбоза  моносахаридіне  айналдырады, ал  соңғысы «С»
дəруменінің алғы заты болып табылады.
Органикалық  қышқылдарды  медицинада, тамақ  өнеркəсібінде, техникалық
мақсатта жəне əртүрлі химиялық синтезде пайдаланады. Үш карбондық қышқылдар
айналасында  кездесетін  барлық  қышқылдарды  микробиологиялық  жолмен  алуға
болады. Бірқатар  органикалық  қышқылдар  айналымда  түзіледі, ал  қалғандары
əртүрлі  ферментацияның  өнімдері  болып  табылады. Көбінесе  органикалық
қышқылдың  түзілу  үдерісі  аэробты  жағдайдағы  көміртекті  қосылыстардың  шала
тотығуына  негізделеді. Қазіргі  кезде  өнеркəсіптік  көлемде  жəне  пилотты
қондырғыда 35% (изолимонды  қышқыл) -100% (галды  қышқылы) дейін
шығымдылығы  жоғары  органикалық  қышқылдардың 18 түрін  өндіреді, олардың
ішінен  тек  лимон  қышқылы  толық  ферментация  жолымен  алынады. Ал  басқа
қышқылдарды, микробиологиялық жəне химиялық əдістер арқылы өндіреді.
3. Микроорганизмдерді дақылдау принциптері
Микроорганизмдерді
өсірудің 
өзіндік 
ерекшеліктері 
болады.
Микробиологиялық  өндірісінің  өнімі  болып  табылатын  бірінші  жəне  екінші  реттік
өнімдерді  алу  үшін  қажетті  микроорганизмдерді  өсіруде  олардың  төменде
келтірілген негізгі ерекшеліктері ескерілуі қажет:
1) салыстырмалы  түрде, ұзақ  мерзім, асептикалық  жағдайды  ұстап  тұра  алатын,
сыйымдылығы 63, 200, 1000 л жəне де басқа биореакторлар пайдаланылады;
2) биозерзатының  түрлік  ерешеліктеріне  байланысты  қоректік  ортаның  өзіндік
сипаты, температуралық (минимиалды, оптималды, максималды) жəне  рН
ортасы;
3) кең  көлемді (масштабты) биотехнологиялық  үдерістерін  қамтамасыз  ету
мақсатында  бір  мезгілде  химиялық, температуралық, диффуздық  жəне
гидродинамикалық критерияларын тұрақты түрде ұстай алмау;
4) аэробты  жəне  анаэробты  микроорганизмдерін  өсіру  барысындағы  зат  алмасу
үдерістерінің  өзгешеліктері. Атап  айтқанда, аэробты  бактериялар  үш  фазалы

67
(қатты  дене – яғни, жасуша, сұйықтық  жəне  газ) ортада  өсірілсе, анаэробты
микроорганизмдерге – екі  фазалы (қатты  дене – яғни, жасуша  мен  сұйықтық)
қажет болады;
5) масса  ауысуларын (ең  бастысы – аэробтарға  ауа  құрамындағы  оттегісін)
жақсарту 
мақсатында 
культуралды 
сұйықтығын 
араластырып 
тұру
қажеттілігіне  байланысты, көбіктерінің  пайда  болуы – оны  тұрақты  түрде
тазартып тұруға мəжбүрлейді;
6) микроорганизмдер  механикалық, физикалық  жəне  химиялық  факторлардың
əсеріне өте сезімтал келеді;
7) қажетті  өнімді  микробтық  синтез  арқылы  алу  барысында  индукция,
активтендіру, ингибирлеу, репрессия  сияқты  регуляторлық  үдерістер  болуы
себепті, продуценттердің  көбеюі  мен  соңғы  өнім  шығымдылығын  басқару
мүмкіндігін қиындатады;
8) химиялық  синтезге  қарағанда  қажетті  өнімді  биосинтездеу  қарқыны  төмендеу
келеді;
9) биотехнологиялық үдерістерінде пайдаланылатын кейбір микроорганизмдердің
ауру  тудыра  алуы (сүзек  жəне  тырысқақ  таяқшалары, өкпе  құрты
микобактериялары, холера  вибрионы  жəне  т.б.) себепті, олармен  жұмыс  істеу
өте мұқияттылықты қажет етеді;
10) микробтар əлемінің кейбір өкілдері тек қана тірі ұлпа жасушаларында (тауық
эмбрионы, адам  жəне  жануарлар  жасушалары  т.б.) ғана  өсіріле  алады.
Бұлардың қатарына вирустар мен рикетсилер жатқызылады.
Қандай  да  бір  биотехнологиялық  үдерістер  шартты  түрде  алғанда  екі  кезең
арқылы  жүзеге  асырылады. Ферменттеу алды  деп  аталатын  бірінші  кезеңінде
екінші  кезеңге  қажетті  барлық  дайындық  жұмыстары  жүргізілсе, екінші, яғни
ферменттеу кезеңінде – қажетті  өнімді  жинақтау  мен  бөліп  алу  жұмыстары
атқарылады.
Ферменттеу  алды  кезеңінде  қоректік  ортаны, биозерзатын, аэробты
микроорганизмдерге  қажетті  ауаны  қамтамасыз  ету  жəне  биореакторларды
дайындау  жұмыстары  жүргізіледі. Қоректік  ортаның  мөлшері  биомассаның
өндірілетін  көлемі  мен  қажеттілігіне  байланысты  қамтамасыз  етіледі. Қоректік
ортаның  сапалық  құрамы  мен  сандық  мөлшері  регламенттік  құжаттарында
көрсетіледі.
2-кесте. Микроорганизмдерді өсіру үшін қажетті қоректік ортаның құрамы
Компоненттер,
мг\л
Эрл
ерітіндісінде
Иглдің негізгі
ортасы ( ВМЕ )
Хенкс
ерітіндісінде
Иглдің негізгі
ортасы
Эрл немесе Хенкс
ерітіндісінде
Игл ортасы (МЕМ)
минималданған
Амин қышқылдары:
L-аргинин HCl
21,06
21,06
126,40
L-цистин
14,21
14,21
-
L-цистин х 2H
2
O
-
-
31,30
L – глутамин
292,3
292,3
292,3
L-гистидин  HCl х
H
2
O
10,50
10,50
41,90
L-изолейцин
26,23
26,23
52,50
L-лейцин
26,23
26,23
52,50

68
L-лизин СНl
36,53
36,53
73,06
L-метионин
7,46
7,46
14,90
L-фенилаланин
16,51
16,51
33,02
L-треонин
23,82
23,82
47,64
L-триптофан
4,08
4,08
10,20
L-тирозин
22,51
22,51
36,22
L-валин
23,43
23,43
46,90
Дəрумендер
Биотин
1,0
1,0
1,0
Са-пантотенат
1,0
1,0
1,0
Холин хлорид
1,0
1,0
1,0
Фолий қышқылы
1,0
1,0
1,0
І-инозитол
2,0
2,0
2,0
никотинамид
1,0
1,0
1,0
Пиридоксаль HCl
1,0
1,0
1,0
Рибофлавин
0,10
0,10
0,10
Тиамин HCl
1,0
1,0
1,0
Бейорганикалық тұздар:
Эрл ерітіндісі
265,0
x2HCl
264,9
-
400,0
KCl
400,0
-
200,0
x7
200
-
6800.0
NaCl
6800
-
1860.0
NaHCO
850
-
158.3
Биоозерзаттарын  дайындау  барысындағы  барлық  кезеңдерінде  қоректік
ортаның себу алдындағы стерильдігі сақталуы тиіс.
Ферменттеу 
кезеңі 
өндірістік 
жағдайда 
арнаулы 
биореакторларда
(ферментерлерде) жүргізіледі. Арнайы  инокуляторда  өсіріліп  дайындалған  белгілі
бір  тығыздықтағы  суспензия  түріндегі  микроорганизмдер, стерильді  қоректік
ортасы бар биореакторларға салынады. Мұнда, себінді материялдармен қоса басқада
тосын  микроороганизмдердің  қоректік  ортаға  түсіп  кетпеуі  мен  биореакторлардың
герметикалық  жағдайы  қадағаланады. Ферментатордың  жалпы  көлемінің 70-80%
инокулирленген  орта  салынса, қалған 20-30%-ы  газбен (анаэробтылар  үшін –
инертті, ал аэробтылар үшін – ауамен) толтырылады.
Ферментатордағы  сұйықтықтарды  аэрациялау  барысында, ферменттеудің
сапасын  төмендетуге  əсер  ететін  көбіктенулер  пайда  болады. Сондықтан  бұдан
арылу  мақсатында  арнайы  көбік  басқыш  заттары  мен  механикалық  жəне  физика-
химиялық  əсер  ету  нəтижелері  пайдаланылады. Ферментациялау  үдерісінің
ұзақтығы  физиологиялық  зерзатының  белсенділігіне  байланысты 4-5 тəуліктен
бастап 14 жəне одан да ұзағырақ болуы мүмкін. Антибиотиктер мен экзогликандар
биосинтезіне  байланысты  деміл-деміл  жүргізілетін  ферментация  үдерістерінің
ұзақтығы 4-5 тəуліктерден тұрады.
4. Ферментация үдерісінің соңғы өнімін бөліп алу
Алға  қойылған  мақсатқа  байланысты  ферментация  өнімі  ретінде  жасушалар
биомассасы  немесе  қандай  да  болмасын  жасушадан  тыс  метаболиттер  алынуы

69
мүмкін. Бірінші  жағдайда  қалдық  зат  ретінде  культуралды  ортаның  сұйықтығы
саналса, екіншісінде – жасушалық заттар қажетсіз (қалдық) ретінде тазартылады.
Ферментация  үдерісі  өткізілген  ортадағы  культуралды  сұйықтығы  құрамы
бойынша – биозерзатының  жасушасы  түрлерінен, олардың  ерітілген  күйдегі
метаболизм  өнімдерінен, ерітілмеген  компоненттерінен, автолизден  кейін  немесе
қабықтары  бұзылуы  салдарынан  жасушалардан  бөлінген  кейбір  бөліктерінен  жəне
толығынан  пайдаланыла  қоймаған  қоректік  орта  заттарынан  тұрады. Сондықтан,
культуралды  ортаның  сипатына (жасушалар  мен  олардың  метаболизмі
концентрациясына, қоюлығы, жасушалар 
мен 
олардың 
элементтерінің
морфологиясына) байланысты  сұйық  фазасынан  биомассаны  бөліп  алу  əдістері
таңдап алынады.
Қажетті  өнімнің  түріне  байланысты  оларды  бөліп  алудың  келесі  əдістері
қолданылады (кесте-3):
3-кесте. Сұйық фазасынан биомассаны бөліп алу əдістері
Жасушаларды алу
Ерітілген метаболиттер алу
1 Седиментация мен декантация
1. Экстракция
2. Сүзіп алу (фильтрлеу)
2. Сорбция
3. Центрифугалау
3. Тұндыру
4. Тұнба түзу
4. Хроматография
5. Флотация
5. Мембрана арқылы бөлу
Жоғарыда  келтірілген  əдістердің  қайсібірін  қолдану  үшін  қажетті, ерімейтін
заттар  мен  олардың  бөліктерінің (микробтық  жасушаларын  қоса  алғанда)
көлемдерінің градациялық мөлшерлері төменде келтіріледі:
1. Ірі көлемді бөлшектер – 01 ден 1 мм дейін;
2. Ұсақ бөлшектер – 0,01 ден 0,1 мм дейін;
3. Инфра майда бөлшектер – 0,001 ден 0,01 дейін;
4. Жоғары молекулалы заттар – 10 нан 1000 нм (10
-5
 – 10
-3
) дейін;
5. Төменгі молекулалы заттар – 0,1 ден 10 нм (10
-7
 – 10
-5
) дейінгі.
Ірі  жəне  ұсақ  бөлшектерді  бөліп  алу  үшін  седиментация, ұлпалық  жəне
маталық  сүзгілері, сит  жəне  торлы  сүзгілері, көбіктер  мен  көпіршіктерде
фракциялау  əдістерін  қолдану  мүмкін  болса, ерімейтін  төменгі  молекулалы  заттар
үшін – диализ  жəне  электродиализ, иондық  алмасу, еріткіштер  арқылы
экстракциялау, кері осмос реакциялары қолданылады.
Седиментация  əдісі  гравитациялық  күштер  шеңберінде  жүзеге  асырылады.
Бұл  əдісті  кейбір  сүт  қышқылды  жəне  аралас  ашу (сүт  қышқылды  жəне  спиртті)
кездеріндегі «кефир дəндері» типті конгломенттерін бөлу мақсатында жəне белсенді
тұнба (иль) көмегімен қалдықтарды биологиялық өңдеу барысында қолданады.
Микорбты жасушалары поликатиондар немесе сырттан ендірілген полимерлер
əсерінен  оңай  ұйиды (коагуляцияланады). Осы  жұмыс  нəтижесінде  пайда  болатын
көбікшелер жасушалармен бірге седиментация əдісі арқылы жеңіл бөлініп алынады.
Декантацияны немесе  тұнба  бетіндегі  сұйықтықты (декантант, супернатант)
құйып алуды вакуум-насосымен сору арқылы алмастыруға болады.

70
Сүзіп  алу (фильтрлеу) əдісін  кіші  көлемді  культуралды  сұйықтықтарына –
рамалы  сүзгілері  арқылы, ал  көп  көлемді  сұйықтықтарында – барабанды  вакуум-
сүзгілері арқылы жүзеге асырады.
Центрифугалау  əдісі – бөлшекті  заттарды  центрифуга  қондырғысы  арқылы
үдемелі  айналдыру  кезінде  пайда  болатын  сыртқа  тебу (центробежный) күштерін
пайдалану нəтижесінде мəжбүрлі түрде тұндыру жолымен жүзеге асырылады.
Тұнба  түзу  əдісі –  дəстүрлі  ашу  үдерістері  жəне  қалдықтарды  кең  көлемді
қайта өңдеу  кездерінде қолданылады. Бұны седиментация əдісінің жалғасы ретінде
де қарауға болады.
Флотация əдісін (ағылш .floatation – қалқып шығу) – мысалы, диагностикалық
мақсатта патологиялық материялдан өкпе құрты микобактерияларын жинақтау үшін
қолданады. Микробиотехнологияда 
флотация 
əдісін 
кейбір 
қарапайым
микроорганизмдердің  ақуызын  өндіруде, сыра  ашытуда  қолданады. Көбікті
флотация  сырадағы  ерітілген  ақуыздарының «ауа-сұйықтық» арасындағы
көпіршіктерінде тұрақты түрде жинақталуына себепші болады.
Егер  де, қажетті  өнім  ерітілген  метаболит  немесе  ол  жасуша  ішінде
синтезделіп, сыртқа  шығарылмайтындай  болса, бөліп  алудың  басқа  əдістері, атап
айтқанда  жоғарыда  келтірілген: экстракция, сорбция, тұндыру, хроматография,
мембрана арқылы бөлу əдістері қолданылады.
Экстракция  əдісі – жасушалардан (қатты  фаза) органикалық  еріткіштер
арқылы, мысалы  гризеофульвин  антибиотигін  ацетонмен, немесе  жасуша-
продуценті  бөлініп  алынған  культуралды  сұйықтығынан (сұйықтық-сұйықтық
жүйесіндегі) бензилпенициллиндерін  рН 2,0-3,0 – бутил-ацетат  арқылы, жəне
соңғысы – екі  фазалы  су  жүйесіндегі  ферменттерін, мысалы  глюкан-декстранды
жəне  онымен  сыйыспайтын  этиленгликольді (ПЭГ-6000) алу  мақсаттарында
пайдаланылады.
Сорбция  əдісі – қандай  да  бір  зат  арқылы  қоршаған  ортадағы  газдарды,
буларды немесе еріген заттарды сорып алуға негізделеді. Сорбцияға қатты дене беті
қатысатын  жағдайды – адсорбция  деп  атаса, сұйықтық  бетімен  қажетті  заттарды
сорып алу – абсорбция делінеді. Сонымен бірге, хемосорбция – сорғыш зат пен газ
арасындағы  химиялық  əсерлер  болатын  газды  сорулар; десорбция – қатты  заттың
немесе  сұйықтық  бетіне  сорылған  заттардың  қайта  бөлінуіне  негізделген, яғни
сорбцияға қарама-қарсы үдерістері болады.
Тұндыру əдісі – микробиотехнологиядағы ақуыздарды (мысалы ферменттерді),
полисахаридтерді, бірталай  антибиотиктерін жəне  де  басқа  заттарды алуда  кеңінен
қолданылады. Мұнда  ақуыздарды  ажыратып-бөлуде, рН  көрсеткіштерінің
изоэлектрлік  деңгейге  дейін  өзгерулерінде, ерітіндінің  диэлектрлік  өткізгіштігінің
нашарлауы, ақуыз  молекуласының  сальватация  деңгейлерінің  төмендеуі  сияқты
жағдайларда пайдаланылады.
Хроматография 
əдісі – БАЗ-ды (биологиялық 
активті 
заттар)
ажыратуларының  əртүрлі  варианттарында  қолданылады: гель-фильтрация  немесе
гель-өткізгішті – молекулярлы  хроматография  ситаларында, ионалмасулы
(ионнообменная) хроматографияда.
Ген-фильтрациясын молекулалық  массасы əртүрлі  болып  келетін  қоспаларды
ажырату  мақсатында  қолданады. Бұлар  микроорганизмдердің  түрлі  метаболиттері,

71
соның  ішінде  полидисперсиялы  ақуыздар  жəне  полисахаридтер  болуы  мүмкін.
Мұнда, ажыратуға  арналған  заттардың  ішіндегі  кішірек  молекулалылары – гель-
тұтқыш (гель-насадка) құрамына  еніп  кететіндіктен  хроматографиялық  колоннада
ақырын жылжыса, ірілеу молекулалылары – гель құрамына кіре алмағандықтан тез
жылжып, колоннадан бірінші болып шығады.
Ионалмасулы (ионнообменная) хроматографияда  ионалмасушы  смола
жылжымайтын  қабат  болып  келсе, бұған  керісінше, мысалға  алғанда  ақуыздар
қоспасы  ертінділері – қозғалмалы  қабат  болады. Сондықтан, ақуыздар  катиондық
формада  целлюлозалық  матрицада  теріс  заядты  тасымалдайтын, катионалмасушы
карбоксилметилцеллюлозамен (КЦМ) байланысады. Мұнан  кейін, ақуыздардың
эллюциясын  иондық  күші  біртіндеп  арттырылатын  буферлік  ертіндісі  арқылы
жүзеге асырады. Нəтижесінде бірінші болып КЦМ-мен əлсіз байланысқан ақуыздар
эллюцияға ұшырайды.
Мембрана  арқылы  бөлу  əдісі  биотехнологияда  кеңінен  қолданыла  бастады.
Мұнда  теріс  осмос  немесе  ультрафильтрация  əдістерін  таңдау  кездерінде,
ажыратушы заттардың молекулалары мен бөлшектерінің диаметрлері шешуші роль
атқарады. Мысал ретінде, кейбір заттар молекулалары мен жасушалардың шамамен
алғандағы  мөлшерін (көлемін) мкм  өлшемімен  көрсете  кетейік: су (ММ 18 ДА) –
0,0002, ММ 100 ден 500 ДА дейінгі органикалық  қышқылдар – 0,0004-0,0008, ММ
180 нен 400 ДА дейінгі моноза мен биозалары – 0,0008-0,001, ММ 300-ден 100 ДА
дейінгі  кейбір  антибиотиктер – 0,0006-0,0012, ММ 10000- нан 1000000 ДА  дейінгі
протеиндер  мен  гликандар – 0,002-0,01, көптеген  бактериялардың  жасушалары –
0,3-1, кейбір ашытқылар мен мицеллалардың жасушалары – 1-10.
Енді  жоғарыда  келтірілген  кейбір  химиялық  терминдердің  мазмұнын  еске
түсіре кетейік.
Ертінді  мен  таза  еріткіштер  құрамындағы  өткізбейтін  мембрана  арқылы
бөлініп  тұратын  қандай  да  бір  заттардың  химиялық  потенциалдарын  өзара
теңестіретін қасиеті – осмос деп аталады.
Ертіндіге  жақындастырылған  одан  артық  осмостық  қысымды  еріткіштен
төмен  градиенциялы  ертіндіге  еріткіштің  жылжи  бастауы (ертіндіден – таза
еріткішке) басталады. Мұның нəтижесінде ертілген заттардың концентрациясы арта
бастайды, яғни кері осмос құбылысы белең алады.

жүктеу/скачать 4,09 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: