Слайд 1
СӨЖ 1:«Микробиологиялық өндірістегі ферментациялық үрдістер»
Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті
Биология
және биотехнология факультеті
Орындаған: Аманбаева А;
Жолдасбаева З. Тексерген: Бержанова Рамза Жаинабековна
Алматы -2017ж.
Слайд 2Жоспар:
1.Кіріспе бөлім
Фермент және ферментация
жалпы түсінігі
2.Негізгі бөлім:
Микробиологиялық өндірісте алғашқы ферментациялық үрдістер
Ферментация
кезеңдері
3. Қорытынды бөлім
4.Пайдаланылған әдебиеттер
Слайд 3Фермент
Ферменттер жасушаларда синтезделіп, биохимиялық реакцияларға қатысатын ақуыздық табиғаттағы биокатализатор
болып табылады. Фермент немесе энзим (лат. fermentum – ашу; грек.
en – ішінде, zim – ашытқы; 19 ғ. Ван Гельмонт ұсынған) алғашқыда ашыту үдерістерінде анықталған зат.
Энзимология, ферментология – ферменттерді зерттейтін ғылым саласы. Ферменттердің қызметі туралы алғашқы ғылыми еңбекті Кирхгофф жариялады. Кейін ашу үдерісі ашытқы жасушаларында ғана өтеді деген ұйғарым жасаған Л. Пастерге ,Либих ферменттер жасушалардың өмір сүруіндегі пайда болған өнім, ол жасушада да, олардан бөлек те қызмет атқарады деген қарсы пікір білдірді. Либихтің ғылыми көзқарасы М. Манассейна , Бухнер зерттеулерінде эксперимент жүзінде дәлелденді. Жасушаларда синтезделген ферменттер өзіне тән арнайы қызметтерін организмнің барлық мүшелерінде атқарады. Ферменттік қасиет, негізінен глобулалық құрылымдағы ақуыздарға тән екені белгілі. Бірақ, қазіргі кезде кейбір фибриллалық ақуыздар да (актин, миозин) катализдік белсенділік көрсететіні анықталды.
Слайд 4Ферментация
Ферментация-биотехнологиялық процестің негізгі кезеңі.Ферментация-бұл дайындалған және қажетті температураға дейін қыздырылған
ортаға микробтарды енгізуден бастап,мақсатты өнімнің биосинтезінің аяқталуы немесе жасушалардың өсуіне
дейінгі операциялардың жиынтығы.Процесс толығымен арнайы қондырғы-биореакторда(ферментер)жүзеге асырылады.
Слайд 5 Ферментация процесінің
классификациясы.
Процестің мақсатты өніміне байланысты ферментация
төмендегідей болады:
1. Мақсатты өнім микроорганизмдер биомассасы болатын ферментация,дәл осы процестер
әдетте “дақылдау” немесе “өсіру” деп аталады;
2. Мақсатты өнім биомасса емес,метаболизм өнімі-жасушадан тыс немесе жасуша ішілік,мұндай процестер әдетте биосинтез процестері деп аталады;
3. Ферментация тапсырмасы болып бастапқы орта компоненттерінің утилизациясы саналады,мұндай процестерге биоашу процестері,метан ашу процестері,биокомпостирлеу және биодеградация жатады;
Слайд 6Негізгі қоректік ортадағы жүретін ферментация процесі келесідей болады:
Беттік (қатты фазалы)
Тереңдік
(сұйық фазалы)
Газды фазалы ферментация.
Микроорганизм түрлерінің санына байланысты мынадай болып бөлінеді:
Монодақыл
негізіндегі ферментация
Аралас дақылдау,бұл жағдайда микробты ассоциация екі немесе одан да көп дақылдан тұрады.
Слайд 7Ферментация микроорганизм-продуценті дақылдық ортаға себуден басталып мақсатты өнімді алуға оны
бөліп алуға және тазартуға дейін созылатын кезеңді, белгілі реттілікпен өтетін
технологиялық процесс болып табылады;
Ферментациялық процесті іске асыруына үш обьект қажет:
Микроорганизмдер-продуценттердің таза дақылы, көп компонентті қоректік орта және технологиялық орама мен автоматты басқару мен бақылау блогы бар биореактор. Мақсатты өнімнің саны мен сапасы продуценттің биологиялық қасиеттерімен, субстраттың қоректік құндылығы мен технологиялық процестердің инженерлік орындалуына тәуелді.
Слайд 8
Ферментациялық процессте қолданылатын көміртектік және азоттық қоректену көзі ретінде арзан
әрі табылатын субстраттар, көбінесе ет-сүт, спирт өндірісінің қалдықтары, ауылшаруашылық өсімдіктері
және т.б. қайта өңдеу қалдықтары қолданылады.
Көмірсулы емес көміртегі көздері:
-сұйық көмірсутектер
-12 % этанол
-газдар көмірсутектері
Көмірсуы бар қосылыстар:
-меласса
-крахмал
-жүгері ұны
-бидай кебегі
-сүттің сары суы өсімдіктегі қалдықтыр гидролизаты
Слайд 9Қолданылатын микроорганизмдер тобына (бактериялар актиномицеттер мицелисаңырауқұлақтар ), алынатын өнімге (микробтық
биомасса немесе олардың метаболиттері ), байланысты ферментация процестері технологиясы ,
динамикасы,аппараттармен жабдықталуына байланысты келесі нүсқауларға ажыратылады:
Ферментация технологиясы
аэробты
анаэробты
тереңділік
беткейлік
периодтық үздіксіз
микроорганизмдер
суспензияланған
иммобилизацияланған
Слайд 10Жалпы, ферментация 3 негізгі кезеңдерден тұрады:
Ферментация алдындағы кезең
Ферментациялық кезең
Ферментациядан кейінгі
кезең
Слайд 12Ферментация алдындағы кезең:
Сақтау және инокулятты дайындау;
Қоректік ортаны және субстратты дайындау,
Стерилизациялау (құрал-жабдықтарды, биореакторды)
Слайд 14Қатаң анаэробты процестерді технологиялық ферментациялау процестері күрделірек болады, өйткені бұл
жағдайда газға кіретін оттегінің, содан соң сұйық ортада толық болу
мүмкіндігін тудыруы ықтимал.
Ферментер құрылғысы.
Ауа ағымы
Мәдени орта
Ауа розеткасы(ауаның шығатын түтігі)
рубашка
Слайд 15Өндірісті бастамас бұрын таза және мол өнім беретін дақыл таңдалады.
Әрине бұндай дақылды суық температурада сақтау қажет және оның залалсыздануын
қамтамасыз ету міндетті.
Таза дақылды сақтау және дайындау:
Өндірістік штамм.
1)Өндірісте штаммның морфо-физиологиялық қасиеттері тұрақты болуы керек;
2) Күтілетін өнімді тез беруі үшін, өсу мүмкіншілігі жоғары болуы керек;
3) Сыртқы орта жағдайына кең диапазонда тұрақты болуы керек;
4) Арзан қоректік ортада өсуі қажет.
Слайд 16Биотехнологиялық процессті орындайтын қоректік орта құрамына кіреді:
Көміртегі энергия көзі;
Минералды элементтер;
Өсу
факторлары.
Слайд 17Қоректік ортаны дайындау
Қоректік ортаны реактордың ішінде дайындайды.
Дайындау технологияны жеңілдету үшін
қоректік ортаға оңай еритін қомпонентер қосылады;
Қоректік орта компоненттерінің дозасы
технологиялық регламентке және өндірілетін өнімге байланысты.
Дозатор ретінде таразы және өлшеп құйғыш қосымша қондырғылар қолданылады.
Қоректік заттардың компонентін транспортер және шнекті ленталар арқылы тасымалдайды.
Себілгіш заттар вакуумды насостар арқылы биореакторға енгізіледі.
Слайд 18 Көміртегі көзі ретінде:
спирттер;
органикалық қышқылдар;
көмірсулар.
Минералды элементтер:
макро
микроэлементтер
Өсу факторы:
биохимикалық;
биофизикалық.
Слайд 19Микроорганизмді өсіруге арналған ҚО құрастыру
Көптеген микроорганизмдер минималды қоректік ортада жақсы
өседі (синтетикалық).
Көптеген топырақ бактериялары керісінше көптеген витамин комплексін қажет етеді,бұндай
қоректік ортаны күрделі деп атайды (комплексті).
Слайд 20Қоректік ортаны дайындау технологиясының ең басты ережелері.
Қоректік ортада өсуге қажетті
барлық компонент болуы қажет;
2) Қоректік орта стерильді болуы керек.
Слайд 21Стерилизация - дегеніміз контаминантты микроорганизмдерді толық жою үшін қолданылатын үрдіс:
Термикалық
әдіс
Радиационды әдіс
Фильтрациялық әдіс
Химиялық әдіс.
Слайд 22Қорытынды
Жалпы,өндірісте ферментация улкен рөл атқарады. Әсіресе микроорганизмдермен жұмыс жасаған
кезде ең басты ереже ол залалсыздандыру.Ферментация кезінде дақылдың бөгде заттармен
ластанбауынан сақтайтын ортаны,кіріп-шығатын ауаны,сәйкесінше биореактор жабдықтарын залалсыздандырады. Орталар үшін көбінесе жылу арқылы залалсыздандыруды пайдаланады.Залалсыздандырудың жуандығы микроорганизм түріне,ортаның құрамына,ph көрсеткіштеріне,суспензияланған бөлшектерге байланысты. Зертханада толыққанды заласыздандыруға аз уақыттың ішінде оңай автоклавтау арқылы қол жеткізуге болады.
Слайд 23Пайдаланылған әдебиеттер:
1. А.С.Кистаубаева “Биотехнологиядағы процестер мен аппараттар негізі”
2. Ғаламтор
жүйесі