Achitqilar haqida ma’lumot. Achitqilarni tarqalishi

Reja:

1. 
   Achitqilar haqida ma’lumot.
   
2. 
   Achitqilarni tarqalishi.
   
3. 
   Achitqilarni olinishi.
   

Bijgʻish, bijgʻitish, achish, achitish, fermentatsiya — mikroorganizmlar yoki ular ajratadigan fermentlar ishtirokida organik moddalarning (asosan, uglevodorodlarning) parchalanish jarayoni. Bunda bijgʻiydigan mahsulotning bir qismi oksidlansa, ikkinchi qismi qaytariladi, natijada energiya ajraladi. B. xalq tilida qaynash deb ham yuritiladi, chunki B. jarayonida ajralib chiqadigan karbonat angidrid pufakchalari suvning qaynashini eslatadi. Mikroorganizmlarning turiga va xususiyatiga, bu jarayonning oʻtish sharoitiga qarab, B.da har xil moddalar hosil boʻlishi mumkin. Maye, kislorodsiz sharoitda (obligat anaerob bakteriyalar ishtirokida) moy kislota, atseton, butil spirt va boshqa; ham kislorodli, ham kislorodsiz sharoitda (fakultativ anaerob bakteriyalar ishtirokida) spirt, sut kislota, propion kislota, V|2 vitamini; fakat kislorodli sharoitda sirka kislota, atseton, etil spirt, butilenglikoxol va limon kislota paydo boʻladi. B. jarayonida musallas, boʻza, qimiz va boshqa ichimliklar hosil boʻladi. 16-asrda Vant Gelmont B. jarayoni fermentlar ishtirokida, 19-asrning 30- yilda esa Kanyar de Latur, Shvan va Kyutinglar,bir hujayrali tirik mikroorganizmlar ishtirokida roʻy beradi, deb tushuntirdilar. B.ni faqat Lui Paster ilmiy asosda toʻgʻri tahlil qilib, B.— mikroorganizmlardagi moddalar almashinuvi natijasi, degan fikrni isbotladi. Mikroorganizmlar ishtirokida organik moddalar (uglevodorodlar)ni bijgʻitib, xalq xoʻjaligiga zarur mahsulotlar — etil va butil spirtlar, sut, moy, propion kislotalar olinadi. Qanddan spirt hosil boʻlishida ATF va ADF asosiy energiya manbai boʻlib xizmat qiladi. Spirt, vino, pivo ishlab chiqarishda Saccharomyces cerevisia, Sacch. vini, Sacch. carlsbergens kabi turushlar (achitqilar) ishlatiladi. Sut mahsulotlaridan qatiq, pishloq, smetana, tvorog, kefir tayyorlashda Str. Lactis, Str. diacetilactis. Bact. casei, Bact. acidophilum ishtirok etadi. Propion kislota olishda Bact. acidi proponici, Propionibact. shermani mikroblari qatnashadi. Sanoatda pishloq, V12 vitamini olishda ham bakteriyalarning shu turlaridan foydalaniladi. Moy kislota olishda Clostridium butiricum bakteriyasi, atseton, butil spirt olishda Clostidium acetobutylicum bakteriyasi, sirka olishda Acetobacter aceti bakteriyasi, limon kislota olishda esa Aspergillus niger zamburugʻi ishtirok etadi. B. jarayonidan foydalanib, rom, turli markadagi vinolar, pivo, sut mahsulotlari, non ishlab chiqariladi.

Agar ozgina qand eritmasi bir necha kun ochiq havoga qo’yib qo’yilsa, uning yuzasida yengil kupik paydo bo’ladi va undan alkogol hidi kela boshlaydi. Bunday reaktsiyaga havodan suyuqlikka mayda o’simlik hujayralari tushishi sabab bo’ladi. Ular achitqi deb ataladi. Achitqi qulay joyga tushishi bilan ko’paya boshlaydi.
Insonga bunday jarayon mavjudligi ilgaritdan ham ma’lum edi. Shu tufayli undan ming yillar davomida alkogolli ichimliklar tayyorlashda foydalanib keldi. Qiyom, kartoshka, suli, bug’doy, undirib yanchilgan bug’doy — solod va qulmoq (tutdoshlar yoki tutgullilar oilasiga mansub ko’p yillik chirmashib o’sadigan o’simlik), olma va uzumdan tayyorlangan qand eritmalariga havoni ta’sir ettirish yo’li bilan spirt, viski, pivo, el (ingliz pivosi), sidr (olma sharobi), sharob, may, chogir kabi ichimliklar tayyorlangan. Ajdodlarimiz bir qancha vaqt turib qolgan xamirga nimadir bo’lishiga e’tibor berishgan. Negaki, o’sha paytlar ham uning tekis yuzasi sirli ravishda shishib, ko’tarila boshlagan. Undan g’alati, ammo yoqimli hid taraladi. Bunday xamir pishirilganda, berch, yassi, og’ir non emas, aksincha, yengil, g’ovak va yumshoq non paydo bo’ladi. Lui Paster 1857 yili bu o’zgarishlarning sababini topganini e’lon hildi. Uning fikricha, bunday jarayonni achitqi deb ataluvchi bir hujayrali o’simliklar sodir qiladi. Achitqilar zamburug’lar oilasiga mansub mayda, dumaloq shakldagi rangsiz zarralardir. Ular bakteriyalarga nisbatan kattaroq, ammo, baribir, o’ta maydadir. Bir santimetrlik zanjir hosil qilish uchun achitqilardan 1200 — 1600 donasini bir qatorga tizib chiqish kerak bo’ladi. Achitqi hujayralari urchish yo’li bilan ko’payadi. Buning ma’nosi shuki, ulardan kurtaklar o’sib chiqadi. Qobiq o’sib chiqqan kurtakni ona hujayradan ajratib qo’yadi. Kurtaklar rivojlanib, to’la shaklga ega bo’ladi. Ular o’sish jarayonida tsimaza va invertaza degan o’ziga xos moddalar ishlab chiqaradi. Bu moddalar achituvchi moddalar deb ataladi. Ular kraxmalni bijg’itib qandga, qandni bijg’itib esa uglerod ikki oksidiga aylantirish xossasiga ega. Bijg’ish jarayonida uglerod ikki oksidi hosil bo’ladi va ko’tariladi. So’ngra u uchib ketadi. Uning o’rnida alkogol qoladi. Pivo, sharob, may, sidr kabi ichimliklar bijg’ish natijasida hosil bo’ladi va bijg’igan ichimliklar deb ataladi. Achitqilar qandning bir qismini uglerod ikki oksidi va alkogolga aylantirish yo’li bilan ularni hosil qiladi. Xamir tarkibidagi uglerod ikki oksidi esa pufakchalar hosil qiladi va uni toshiradi. Tandirning issig’i uglerod ikki oksidini havoga chiqarib yuboradi, oqibatda non g’ovak va yengil bo’lib qoladi.
Koʻp hujayrali organizmlarda (masalan, insonda) hujayradan hujayraga signal uzatish ularning faoliyatini muvofiqlashtirishga, toʻqima, organ va organlar sistemasi funksiyalarining toʻgʻri ishlashiga sharoit yaratadi. Bu bakteriya va achitqi zamburugʻi kabi bir hujayrali organizmlar hujayradan hujayraga signal uzatish yoʻllaridan foydalanmaydi deganimi?
Aslini olganda, bu organizmlarda bir-biri bilan “muloqot” oʻrnatishga ehtiyoj bor. Garchi ular bitta organizmning tarkibiy qismlari hisoblanmasa-da, bitta populyatsiyaga tegishli va insonlar jamoasidagi odamlar kabi oʻzaro va jamoaviy ahamiyatga ega masalalar haqida muloqot qilish yoʻllariga muhtoj. Masalan, bakteriyalar kimyoviy signallar yordamida populyatsiya zichligini (ular yashayotgan muhitda qancha hujayra borligini) aniqlaydi va shunga muvofiq oʻz harakatlarini oʻzgartiradi. Achitqi zamburugʻlari esa kimyoviy signallar yordamida oʻziga juft topadi.
Quyida biz bir hujayrali organizmlar kimyoviy signallar yordamida qanday “muloqot” qilishi bilan yaqindan tanishib oʻtamiz.
Bakteriyalarda kvorum sezgisi
Koʻp yillar davomida bakteriyalar asosan yakka yashaydi, yaʼni jamoaviy darajadagidan koʻra xususiy darajadagi qarorlarni qabul qiladi degan fikrlar mavjud boʻlgan. Keyinchalik maʼlum boʻlishicha, koʻplab turdagi bakteriyalar kvorum sezgisi deb ataladigan signal uzatish usuli yordamida maʼlumot almashinar ekan.
Kvorum sezgisi orqali bakteriyalar kimyoviy signallarga asoslanib populyatsiya zichligi (ular yashayotgan muhitda qancha hujayra borligi)ni tahlil qiladi. Signallar chegara darajasiga yetganda populyatsiyadagi barcha bakteriyalar oʻz harakat tarzini, shu bilan birga, gen ekspressiyasini oʻzgartiradi.
Simbiozda kvorum sezgisi
Kvorum sezgisi dastlab Aliivibrio fischeri organizmida, Gavayi kalta dumli kalmari bilan simbioz (oʻzaro manfaatli) munosabatda yashaydigan bakteriyada aniqlangan
A. fischeri kalmarning “yorugʻlik organi” ichida koloniya hosil qiladi. Kalmar bakteriyani ozuqa bilan taʼminlaydi, bakteriya esa evaziga lyuminessensiya (yorugʻlik) ishlab chiqaradi. Bakteriyalarning yorugʻlik taratishi kalmarni qorongʻiga tushib qolishdan saqlaydi va yaqin atrofdagi yirtqichlardan himoya qiladi.
A. fischeri bakteriyalari kalmarning “yorugʻlik organi” ichida yashash paytida nur tarata oladi, lekin okeanda erkin yashaganda bunday xususiyatga ega boʻlmaydi. Oʻnlab yillar davomida olib borilgan tadqiqotlarda shu maʼlum boʻldiki, bakteriyalar biolyuminessensni qachon ishlab chiqarishi haqidagi maʼlumotni kvorum sezgisi orqali olishar ekan. Yakka bakteriyaning ochiq okeanda yolgʻiz, yaʼni kalmar organizmidan tashqarida yorugʻlik ishlab chiqarishi metabolik jihatdan samarasiz hisoblanadi. Koʻp sonli bakteriyalar kalmarning “yorugʻlik organi”da joylashib yorugʻlik taratgandagina ustunlikka ega boʻladi: bu ularga simbioz munosabatdan oʻzlariga keragini olishga va kalmar (oʻzlarining ovqat manbai)ni yirtqichlar hujumidan saqlashga imkoniyat yaratadi.
Kvorum sezgisi mexanizmi
Kvorum sezgisi avtoinduktorlarni ishlab chiqarish va sezishga asoslangan boʻlib, signal molekulalari bakteriyalar tomonidan davomiy ishlab chiqariladi va ular shu yoʻl orqali qoʻshni (asosan bir xil turdagi) bakteriyalarga oʻzlarining mavjudligi haqida axborot beradi. Autoinduktorlar bakteriyalarga populyatsiya zichligini aniqlashga va zichlik maʼlum bir chegaraga yetganda oʻz harakatini sinxron tarzda oʻzgartirish imkonini beradi.
Ayrim turdagi bakteriyalar hosil qiladigan autoinduktorlar atsil-gomoserin lakton (AGL) molekulasi kabi kichik va gidrofob tabiatga ega. AGL autoinduktori kalmarning yorugʻlik organini egallagan A. fischeri bakteriyalari tomonidan ishlab chiqariladi. Boshqa turdagi bakteriyalarda esa autoinduktorlar peptid (qisqa oqsillar) yoki boshqa turdagi molekulalar koʻrinishida boʻlishi mumkin.

AGL molekulasi kichik va gidrofob boʻlgani sababli bakteriya hujayra membranasi boʻylab oson harakatlanadi.

Bakteriya atrofidagi boshqa hujayralar soni kam boʻlgan paytda AGLning molekulasi muhitda tarqaladi va hujayra ichidagi AGL darajasi past boʻlib qoladi.
Bakteriyalar soni koʻp boʻlganda esa katta miqdordagi AGL (koʻp sonli ishlab chiqaruvchi bakteriyalar hisobiga) ishlab chiqariladi.
Agar AGL darajasi yetarlicha yuqori boʻlsa, bu bakteriyalarning kritik zichligini anglatadi, AGL molekulasi hujayra ichidagi oqsil retseptorga bogʻlanadi va uni aktivlaydi.
Aktiv retseptor transkripsion faktor vazifasini bajaradi, bakteriya DNKsining maxsus nuqtasiga birikib, shu DNK nuqtasi yaqinidagi nishon genlar aktivligini oʻzgartiradi.
A. fischeri bakteriyasida transkripsiya omili biolyuminessens substratlari va fermentlarini, shuningdek, AGL molekulasini ishlab chiqarish uchun kerak boʻlgan fermentni kodlaydigan genlarni oʻz ichiga oladi (qaytar musbat aloqa orqali yuzaga keladigan javobni kuchaytiradi)
Umuman olganda, har bir bakteriya turi oʻziga xos autoinduktorga va unga mos keladigan yuqori spetsifik (boshqa turdagi bakteriyaning autoinduktori taʼsirida faollashmaydigan) retseptorga ega. Lekin ayrim turdagi autoinduktorlar boshqa turdagi bakteriyalar tomonidan ishlab chiqarilishi va boshqa turdagi bakteriyalar tomonidan aniqlanishi mumkin. Olimlar ushbu molekulalar turlar orasidagi aloqaga qanday sharoit yaratishi mumkinligi ustida tadqiqotlar olib bormoqda.

Kvorum sezgisi va biofilmlar

Ayrim turdagi kvorum sezgisiga ega boʻlgan bakteriyalar oʻzaro bir-biriga birikkan va joylashgan yuzasiga birikkan bakteriyalar jamoalarini, yaʼni biofilmlarni hosil qiladi. Biofilmlar bakteriya hujayralarining tartibli murakkab strukturasini hosil qilishi mumkin va ularning ayrimlari bir nechta turdagi bakteriyalardan tashkil topgan boʻladi.
Biofilmlar toʻgʻrisidagi koʻp maʼlumotlar nomaʼlum qolishiga qaramasdan, ular odam organizmi salomatligi va kasalliklarida muhim rol oʻynashi aniq. Masalan, S. aureus yuqorida keltirilgan katetor yuzasida toʻplangan va biofilm hosil qilgan. Kvorum sezgisi biofilmning hosil boʻlishi, saqlanishi va buzilib ketishida katta ahamiyatga ega.
Achitqi zamburugʻlarida signal uzatish
Uzumning vinoga aylanishiga yoki xamirning oshishiga sabab boʻluvchi achitqilar bir hujayrali eukariotlar hisoblanadi. Achitqilar oʻsimlik ham, hayvon ham emas, balki zamburugʻning bir turi hisoblanadi. Novvoylikda ishlatiladigan ayrim achitqilarning rasmi quyida berilgan.
Achitqilarda eng yaxshi oʻrganilgan signal uzatish yoʻli bu juftlashish jarayonidagi signal uzatish yoʻlidir. Kurtaklanuvchi achitqilar jinsiy koʻpayishga oʻxshash jarayon orqali juftlashadi, bunda ikkita gaploid hujayra (inson spermatozoidi yoki tuxum hujayrasidagi kabi toq xromosomalar toʻplamiga ega boʻlgan hujayra)lar diploid hujayra (inson tanasidagi hujayralar kabi juft xromosomalar toʻplamiga ega boʻlgan hujayra) hosil qilish uchun birikadi. Keyinchalik bu diploid hujayra yangi irsiy axborot kombinatsiyalari hosil qilish uchun meyoz yoʻli bilan boʻlinib koʻpayadi.
Juftlashishga tayyor boʻlgan boshqa gaploid hujayrani topish uchun kurtaklangan achitqi juftlashish faktori deb nomlangan signal molekula ishlab chiqaradi. Juftlashish faktori juftlashish faktori retseptori kabi ikki xil koʻrinishda boʻladi va bu sistema achitqiga yaqin boʻlmagan boshqa turdagi achitqi bilan juftlashishga ham imkon yaratadi. Mos keluvchi retseptor bilan bogʻlangan faktor achitqi hujayrasi yuzasidan boʻrtma hosil boʻlishiga va jufti bilan qoʻshilishiga olib keladigan signal ketma-ketligini ishga tushiradi. Bu usulni achitqi koʻpayishida hujayra signali videosida batafsil oʻrganishingiz mumkin.
Agar siz juftlashish faktorining signal zanjiriga chuqurroq nazar solsangiz, uning molekulalari odamniki bilan oʻxshash ekanini koʻrishingiz mumkin. Masalan, juftlashish faktorining retseptori G oqsil bilan bogʻlangan retseptor toifasiga kiradi va u odam organizmidagi oʻsish omili signali kabi MAP kinaza signal zanjiri orqali ishga tushadi.
Qishloq xo‘jaligi xayvonlarini maxsuldorligini oshirish uchun ishonchli ozuqa bazasini yaratish lozim. Chorva mollari va parrandalar ozuqasi etarli miqdorda oqsillar va vitaminlar tutmas ekan, bu soxalarda ijobiy natijalarga erishib bo‘lmaydi. Xozirgi kunda butun dunyoda oqsil tanqisligi yuzaga kelmoqda. CHorva mollari va parrandalarning ozuqalarining ozuqaviy qiymatini oshirishning usullaridan biri bu gidroliz va sellyuloza korxonalari chiqindilarida o‘stirilgan ozuqa achitqisini qo‘shishdir. Ozika emi qo‘shimchasini olishda birinchi substrat bulib, o‘simliklar chikindilari gidrolizatlari: gidrolizatlar sulfidli ishkor, sellyuloza kog‘oz sanoat chikindilari kullangan. Gidrolizatlar murakkab substrat bulib, geksoz va pentoz turlari tarkalgan. Geksoza (S6N12O6) – tabiatda erkin xolda va murakkab qandlar tarkibida mavjud. Ularning eng ko’p tarkalgan va moddalar almashinuvida muxim urin tutadigan vakili glyukoza xayvonlar qonida, o‘simlik suyuqliklarida doim erkin xolda uchraydi va tukimalarning energatik extiyoji uchun osonlik bilan utilizatsiya (iste’mol) qilinadi. O‘simlik maxsulotlari gidrolizatlari kompleks qayta ishlash jarayonini qo’llash mumkin. Tarkibida ko‘p mikdorda geksoza bo‘lgan o‘simlik gidrolizatlari I-bosqichda anaerob sharoitda o‘stiriladi, bunda geksoza achitqilar yordamida etil spirtigacha bijg‘itiladi. Spirtdan keyin qolgan barda (tarkibi peptoz va organik moddadan iborat) fermentyorga kelib tushadi, aerob sharoitda achitqilar uglevodlarni utilizatsiya kiladi. Achitqilarni o‘stirish uchun gidrolizat tarkibidagi uglevoddan foydalaniladi. Bunday achitqilar oqsillar, vitaminlar va mineral moddalar tutuvchi biologik to‘laqonli ozuqa xisoblanadi. Achitqilarning tarkibi quyidagicha: oqsil 48-52%, uglevodlar 13- 16%, yog‘lar 2- 3%, azotsiz ekstraktiv moddalar 22 -40%, kul moddalar 6-10%. Ozuqa achitqilari tarkibidagi almashinmaydigan aminokislotalar xisobiga boshqa ozuqa maxsulotlarining biologik qiymatini oshiradi.
Havo uzatilishi tarqatgich kollektor 23 orqali zadvija 22 yordamida amalga oshiriladi. Kultural suyuqlik truba 24 orqali chiqariladi. Apparatdagi suyuqlik satxi deraza 25 orqali kuzatiladi VDAning plastinali aeratsion sistema yuqoridan perforirlangan 0,5 diametrli plastina bilan yopilgan kollektor va korobani o‘z ichiga oladi. Achitqilarni o‘stirish ularning tez o‘sishi va ko‘payishi uchun zarur bo‘lgan ko‘pikli muxitda jadal ravishda havo berish orqali amalga oshiriladi. Fermenterdagi suyuqlik xarorati 34-37 S0 atrofida ushlab turiladi. Achitqi o‘stirishda 1 kg absolyut quruq achitqi uchun 12250 dan 15680 gacha J issiqlik ajraladi va oziqa muxit xarorati keragidan yuqori ko‘tarilishi mumkin. Issiqlikni chiqarish ikki devorli diffuzorning zmeevikiga suv berish va apparatning tashqi tomonidan suv yuborish orqali amalga oshiriladi. Hosil bo‘lgan 35 g/ l konsentratsiyadagi achitqi suspenziyasi fermenterning pastki qismidan samotek orqali flotatorga beriladi.