Toshkent kimyo-texnologiya instituti «vinochilik texnologiyasi va sanoat uzumchiligi» fakulteti «biotexnologiya» kafedrasi
Download 4.48 Mb. Pdf ko'rish
|
Biologiya ma\'ruza 2022
|
7 – MAVZU:
Ozuqa mahsulorlari ishlab chiqarishda biologiyaning ahamiyati. Reja: Lizin ishlab chiqarish; L-lizin ajratish; Glutamin kislota ishlab chiqarish; Natriy glutamat olish. Ozuqa mahsulotlarini ishlab chiqarishda biologiyani ahamiyati Keyingi yillarda xalq xo‘jaligi va meditsinada turli xil aminokislotalar keng miqyosda qo‘llanilmoqda. Asosan ular oqsilli oziqalarning to‘yimliligini oshirishda katta ahamiyat kasb etadi. Ba’zi bir oziq ovqat va ozuqa maxsulotlari o‘zida almashinmaydigan aminokislotalarni xususan, lizinni etarli miqdorda saqlamaydi. Bunday maxsulotlarga makkajo‘xori, bug‘doy, guruch va boshqalarni misol qilib keltirish mumkin. Sanoat asosida olingan aminokislotalar oziqa to‘yimliligini oshirish uchun toza usulda yoki kombinirlangan oziqa tarkibida qo‘llaniladi. SHuning uchun aminokislotalardan foydalanish sohalarida oziqaning o‘simlik oqsillari saqlashini oshirish imkoniyati vujudga keladi. Su’niy aminokislotalarni qo‘llash tabiiy oziqalar sarfini iqtisod qilishga olib kelishining ilmiy asoslari isbotlab berilgan. Aminokislotalarni qishloq xo‘jaligida hayvonlar oziqasida qo‘llashdan tashqari oziq ovqat sanoatida ham keng foydalanish mumkin. Ular qator polimer xom-ashyolar tayyorlashda masalan, sintetik teri, qator maxsus tolalar va oziq ovqat maxsulotlarini qadoqlash uchun plyonkalar tayyorlashda foydalaniladi. Ba’zi bir aminokislotalar yoki ularni ishlab chiqaruvchilarining insektiöid ta’siri o‘rganilgan. Metionin yoki - aminomoy kislota dorivor vositalar sifatida keng qo‘llaniladi. Aminokislotalardan xalq xo‘jaligining turli sohalarida keng foydalanilishini ßponiya mamlakati misolida yaqqol ko‘rish mumkin. ßponiyada butun mamlakat bo‘yicha ishlab chiqariladigan aminokislotalrning 65% i oziq ovqat ishlab chiqarish sonoatida, 18% ini chorvachilikda, 15% ini mediöinada va 2% i turli xil sohalarda qo‘llaniladi. Ayni vaqtda jahon miqyosida aminokislotalar ishlab chiqarish yiliga bir necha million tonnani tashkil etmoqda. Jahon miqyosida L-glutamin kislota, L-lizin, DL-metionin, L-asparagin va glitsin ishlab chiqarish etakchi rol o‘ynaydi. Aminokislotalarni olishning asosiy usullari quyidagilar hisoblanadi: o‘simlik xom ashyolari oqsili gidrolizatlaridan ekstraksiyalash; kimyoviy sinez; o‘suvchi hujayralardan mikrobiologik sintez; mikroorganizmlardan ajratilgan fermentlar yoki immobillangan mikrob hujayralaridan foydalanish. ßponiya mamlakati misolida aminokislotalarni olishning quyidagi usullarini keltirish mumkin (9- jadval). 9-jadval. ßponiyada aminokislotalar ishlab chiqarish usullari va bir yildagi hajmi (1877 y.) Aminokislotalar Ishlab chiqarish usuli Ishlab chiqarish hajmi, t/y. Alanin F,X 150-200 Arginin M, X, G 100-300 Asparagin kislota F 1000 Asparagin X, G 10-50 Öitrullin M, X 10-50 sestein G 1-10 sistin G 100-200 Glitsin X 5000-6000 Glutamin kislota M 100000 Gistidin M, G 100-200 Gomoserin M 10-50 Oksiprolin G 10-50 Glutamin M 200-300 Izoleysin M, G 10-50 Leysin M, G 50-100 Lizin M 15000 Metionin X 60000 - 70000 L-metionin M 100-200 Ornitin M, G 10-50 Fenilalanin M, X 50-100 Prolin M, G 10-50 Serin M, G 10-50 L-treonin M 50-100 DL-, L-triptofan X, F 100 Tirozin M, G 10-100 Valin M 50-100 DOFA F 0,1 Izoh: F - fermentativ sintez; X - kimyoviy sintez; M - mikrobiologik sintez; G - o‘simlik xom ashyolari va hayvon oqsili gidrolizatlaridan ekstraksiyalash yo‘li orqali; DOFA - dioksifenilalanin. Mikrobiologik sintez asosida ko‘plab aminokislotalarni olish ayni vaqtda istiqbolli va iqtisodiy samarali usul hisoblanadi. Aminokislotlarni mikrobiologik sintezdan tashqari yuqorida keltirilganidek, o‘simlik va hayvon xom ashyolari saqlagan tabiiy oqsillar gidrolizi yo‘li orqali olish mumkin. Bu usul ko‘hna usullardan biri hisoblanadi. Bu usulning asosiy kamchiliklaridan biri oqsilli oziqa yoki oziq ovqat maxsulotlari sifatida foydalanish mumkin bo‘lgan xom ashyolardan foydalanilishidir. Masalan, janubiy sharqiy Osiyoda natriy monoglumat soya shrotidan olinadi. SHu kabi bir qator xom ashyolardan bu usulda aminokislotalar olish iqtisodiy samara bermaydi. Aminokislotalarni kimyoviy sintez qilish etarli darajada samarador bo‘lib, yuqori avtomatizatsiyalash orqali uzliksiz ishlab chiqarishni tashkil etib, hohlagan tuzilishli birikmani olish imkoniyatini beradi. Bunda oziq ovqat bo‘lmagan xom ashyolardan foydalaniladi va katta miqdordagi maxsulotni tashkil etadi. Biroq, qonuniyatdagidek, bu jarayonlar ko‘pbosqichli va murakkab asbob- uskunalarni talab etadi. Bu usulning asosiy kamchiligi esa aminokislotaning faqatgina raöemik shaklini olish mumkinligi hisoblanadi. Parrandachilikda keng qo‘llaniladigan LD-metioninni bu usulda olish yaxshi yo‘lga qo‘yilgan. Keyingi yillarda aminokislotalarni olishning kimyoviy-mikrobiologik kombinirlangan usuli keng qo‘llanilmoqda, bunda dastlabki birikma kimyoviy reaköiya natijasida olinadi keyin esa mikroorganizmlarning muvofiq shtammlarining fermentativ faolligi hisobiga oxirgi bosqiya amalga oshiriladi. Aminokislotalarni mikrobiologik usulda sintez qilish ko‘pchilik mikroorganizmlarning oziqa muhitida ushbu maxsulotlarni yuqori darajada to‘plashiga asoslanadi. Mikroorganizmlar orasida yuqori darajada glutamin kislota hosil qilish xususiyatiga ega bo‘lgan qator bakteriyalar, achitqi va zamburug‘ turlari mavjud. O‘rganilgan ko‘pchilik mikroorganizmlarning shtammlari, ularning sistematik holatiga bog‘liq bo‘lmagan holda L-alanin va glutamin kislotani ko‘p miqdorda sintez qilishi aniqlangan. Juda ko‘plab shtammlar esa asparagin kislota, leyöin, valin, izoleysin va lizinni juda kam miqdorda sintez qilishi o‘rganilgan. Mikroorganizmlarning aminokislotalar to‘plash xususiyati va turlar aro korrelyasiyasi qatiy ko‘rinishda bo‘lmaydi. Aminokislota produtsentlarining ko‘pchiligi grammanfiy sporasiz bakteriyalar bo‘lib, ular Corynebacterium, Micrococcus, Arthrobacter, Brevibacterium turkumlariga mansubdir. Lizin ishlab chiqarish Ma’lumki, lizinning ikki xil optik faollikdagi D-L-shakllari mavjud: Lizin (−−diaminkapron kislota): S6N14N2O2 Lizin odam va hayvonlar organizmida qator o‘ta muhim biokimyoviy funksiyalarni bajaradi: hujayrada kalsiy transporti, ovqat hazm qilish fermentlari sekretsiyasini va umumiy azot nisbatini oshirishni ta’minlaydi va h.k. Lizinning produtsent-mikroorganizmlari, auksotrof bakteriyalarning Brievibacterium, Micrococcus, Corynebacterium kabi gomoseringa muhtoj mutant turkumlari hisoblanadi. 55-rasm. Bakteriyalarning lizin sintez qilishi: 1-aspartatkinaza; 2-asparagin kislota polualdegid degidrogenaza; 3-gomoserindegidrogenaza; 4- gomoserinkinaza; 5-treonindegidrogenaza; qo‘sh chiziqlar – repressiya mexanizmi; Bittalik chiziqlar – ingibirlanish mexanizmi. Lizinning oziq ovqat sanoatida qo‘llanilishi maxsulotlarning sifatini yaxshilab, ularning biologik qiymatini oshiradi. SHuningdek, lizin hayvonlar oziqasidagi eng tanqis aminokislotalar hisoblanadi. hayvonlar oziqa ratsioniga lizinning 0,1-0,4% miqdorida qo‘shilishi oziqaning qiymatini keskin oshiradi va shu bilan birga ularning sarf bo‘lish miqdorini qisqartish imkonini beradi. Rossiyada lizin produtsenti sifatida Brievibacterium turkumlaridan foydalaniladi. Lizin produtsenti- auksotrof - biotin, tiamin, treonin va metioninga talabchan bo‘ladi. Sanoat asosida lizin va boshqa xil aminokislotalarni olish, qat’iy rejimdagi aseptik sharoit, steril oziqa muhiti va produtsentning toza kulturasidan foydalanishni talab etadi. Lizin olishning texnologik jarayonlari quyidagi bosqichlardan iborat (1-chizma): ekish materialini olish; oziqa muhitini tayyorlash va sterillash; barcha uskunalar, kommunikatsiya va havoni tayyorlash hamda sterillash; fermentatsiya; L-lizinni ajratish. Lizin chiqaruvchi biokimyoviy zavodlarda ekish materialini tayyorlash davriy usulda amalga oshiriladi. Dastlabki kultura GPA (go‘sht peptonli agar) qattiq oziqasida probirkalarda 28-300S haroratda bir sutka davomida o‘stirib olinadi. O‘sgan kulturalardan mikroorganizmlar suspenziyasi steril suyuq oziqa muhitiga (kolübalarga) o‘tkaziladi va mikrobiologik tebratgichda (180-200 tez/min) bir sutka davomida 29- 300S haroratda o‘stiriladi. Buni onalik ekish materiali deb ham ataladi. So‘ngra onalik ekish materiali tayyorlash kolbalaridan kulturalar ekish kolbalariga olinadi, bunda kolbadagi oziqa muhitining 5% miqdori hajmida onalik ekish materiali solinadi. Ekish kolbalarida ham kulturalar 300S haroratda 1 sutka davomida mikrobiologik tebratgichda o‘stiriladi. SHundan keyin ekish materiali kolbalardan kulturalarni aeraöiya holatida aralashtirib o‘stirish amalga oshiriladigan inokulyatorga olinadi va 29-300S haroratda bir sutka davomida o‘stiriladi. Ekish materialini olish Ekish materialini olish uchun oziqa muhiti tarkibi: melassa (3-5%), makkajo‘xori ekstrakti (2,5- 3,0%) va osh tuzi saqlaydi. rN 7-7,2 gacha bo‘lishi HSl ning 20% li eritmasi orqali ta’minlab turiladi. Inokulyatordagi oziqa muhiti tarkibi fermentatsion oziqa muhiti tarkibiga yaqinroq bo‘lishi zarur. CHizma 1. Lizin ishlab chiqarishning texnologik chizmasi Oziqa muhitini tayyorlash va sterilizatsiyalash Lizin produtsentlarini o‘stirish uchun tarkibida melassa, makkajo‘xori ekstrakti yoki bo‘r va o‘stirish moddalarini saqlovchi muhitdan foydalaniladi. Uglerodning asosiy manbasi melassa bo‘lib, tarkibida termolabil komponent bo‘lgan saxaroza saqlaydi, shuning uchun uni alohida sterillash talab etiladi. Melassa reaktorga solinib doimiy aralashtirilgan holda 800S gacha haroratda qizdiriladi va zarur miqdordagi saxaroza miqdori hosil bo‘lguncha suv solinadi. Maxsus uskunlardagi hosil qilingan melassa eritmasiga tezda 120-1220S haroratgacha bo‘g‘iq bug‘ yuboriladi va bu harorat aniq vaqt oralig‘ida ushlab turiladi. Oziqaning boshqa komponentlari aralashtirilib aralashtirgichli reaktorga quyiladi va qizdiriladi, so‘ngra maxsus uskunada sterilizatsiya haroratida zarur vaqt oralig‘ida ushlanib keyin sovutiladi. Ko‘pik hosil qiluvchilar ba’zan alohida sterillanadi, sababi ular oziqa muhitlariga nisbatan yuqoriroq harorat va rejimda sterillanadi. Lizin olish jarayonlari qatiy aseptik sharoitni talab qilganligi uchun barcha uskunalar, reaktorlar, kommunikatsiyalar va fermentatsiyaga beriladigan havo sterillanishi zarur. Havoni sterillash usuli I-bobda berilgan. Uskunalar va komunikatsiyalar 135-1400S haroratda o‘tkir bug‘ bosimi ostida amalga oshiriladi. Bunda sterilizaöiyaning “sovutish” usulidan ya’ni bakterioöid gazlar (etilen) va kimyoviy reagent eritmalaridan (formalin, xlor saqlovchi birikmalar va h.k.) foydalanish mumkin. Sovuq sterillash amalga oshirilgandan so‘ng kimyoviy reagentlar qoldiqlari steril suvda yuvib tashlanadi. Download 4.48 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|