Mikroorganizmlar 1 vitaminni sanoat ishlab chiqarishda ishlatiladi. Mikroorganizmlarning qo'llanilishi

Zamonaviy biotexnologiya tabiatshunoslik, texnika, texnologiya, biokimyo, mikrobiologiya, molekulyar biologiya, genetika yutuqlariga asoslanadi. Biologik usullar atrof-muhitning ifloslanishi va o'simlik va hayvon organizmlarining zararkunandalariga qarshi kurashda qo'llaniladi. Biotexnologiya yutuqlari qatoriga immobilizatsiyalangan fermentlardan foydalanish, sintetik vaksinalar ishlab chiqarish, naslchilikda hujayra texnologiyasidan foydalanish ham kiradi.

Ular tomonidan ishlab chiqarilgan gibridomalar va monoklonal antikorlar diagnostika va davolash vositalari sifatida keng qo'llaniladi.

Bakteriyalar, zamburug'lar, suv o'tlari, likenlar, viruslar, protozoa odamlar hayotida muhim rol o'ynaydi. Qadim zamonlardan beri odamlar ularni pishirish, sharob va pivo tayyorlash jarayonlarida va turli sohalarda ishlatishgan. Hozirgi vaqtda qimmatli oqsil moddalarini olish, tuproq unumdorligini oshirish, atrof-muhitni ifloslantiruvchi moddalardan tozalash, biologik preparatlar olish muammolari va boshqa maqsad va vazifalar bilan bog'liq holda mikroorganizmlarni o'rganish va ulardan foydalanish doirasi sezilarli darajada kengaydi. Mikroorganizmlar odamlarga samarali oqsil ozuqa moddalari va biogaz ishlab chiqarishda yordam beradi. Ular havo va chiqindi suvlarni tozalashning biotexnik usullarini qo'llashda, qishloq xo'jaligi zararkunandalarini yo'q qilishning biologik usullarini qo'llashda, dorivor preparatlar ishlab chiqarishda, chiqindilarni yo'q qilishda qo'llaniladi.

Bakteriyalarning ayrim turlari qimmatli metabolitlar va dorilarni qayta tiklash uchun ishlatiladi, ular biologik o'z-o'zini tartibga solish va biosintez muammolarini hal qilish, suv havzalarini tozalash uchun ishlatiladi.

Mikroorganizmlar va birinchi navbatda bakteriyalar genetika, biokimyo, biofizika va kosmik biologiyaning umumiy muammolarini hal qilish uchun klassik ob'ektdir. Bakteriyalar biotexnologiyaning ko'plab muammolarini hal qilishda keng qo'llaniladi.

Mikrobiologik reaksiyalar yuqori o'ziga xosligi tufayli biologik faol tabiiy birikmalar birikmalarini kimyoviy o'zgartirish jarayonlarida keng qo'llaniladi. Mikroorganizmlar tomonidan amalga oshiriladigan 20 ga yaqin kimyoviy reaksiyalar mavjud. Ularning ko'pchiligi (gidroliz, qaytarilish, oksidlanish, sintez va boshqalar) farmatsevtik kimyoda muvaffaqiyatli qo'llaniladi. Ushbu reaktsiyalarni ishlab chiqarishda har xil turdagi bakteriyalar, aktinomitsetlar, xamirturushga o'xshash zamburug'lar va boshqa mikroorganizmlar qo'llaniladi.

Ko'pgina mikroorganizmlar tomonidan ishlab chiqariladigan antibiotiklar, fermentlar, interferon, organik kislotalar va boshqa metabolitlarni ishlab chiqarish uchun biotexnologik sanoat yaratilgan.

Aspergillus va Fusarium avlodining ba'zi zamburug'lari (A.flavus, A.ustus, A.oryzae, F.sporotrichiella) yurak glyukozidlari, ksilozidlar va ramnozidlarni, shuningdek, oxirgi glyukoza, galaktoza yoki arabinozani o'z ichiga olgan glikozidlarni gidrolizlashga qodir. . A.terreus yordamida nikotin kislotasi olinadi.

Mikrobiologik reaktsiyalar dorivor moddalar almashinuvini, ularning ta'sir qilish mexanizmini o'rganishda, shuningdek, fermentlarning tabiati va ta'sirini yoritishda qo'llaniladi.

Biologik faol moddalar ishlab chiqaruvchilari ko'plab protozoadir. Xususan, kavsh qaytaruvchi hayvonlarning qorin bo'shlig'ida yashovchi protozoa tolaning (tsellyuloza) parchalanishiga yordam beruvchi tsellyuloza fermentini ishlab chiqaradi.

Protozoa nafaqat fermentlarni, balki tibbiyot va veterinariya, oziq-ovqat va to'qimachilik sanoatida qo'llaniladigan gistonlar, serotonin, lipopolisaxaridlar, lipopolipeptidoglyukanlar, aminokislotalar, metabolitlarni ishlab chiqaruvchilardir. Ular biotexnologiyada qo'llaniladigan ob'ektlardan biridir.

Janubiy Amerika tripanosomiazining qo'zg'atuvchisi Trypanosoma cruzi saratonga qarshi dori krusin va uning analogi tripanoza ishlab chiqaruvchisi hisoblanadi. Ushbu dorilar malign o'smalarning hujayralariga sitotoksik ta'sir ko'rsatadi.

Trypanosoma lewisi, Crithidia oncopelti va Astasia longa ham antiblastoma ingibitorlarini ishlab chiqaruvchi hisoblanadi.

Astasia longa tomonidan ishlab chiqarilgan astalizid preparati nafaqat antiblastoma ta'siriga ega, balki antibakterial ta'sirga ega (E. coli va Pseudomonas aeruginosa ga qarshi), shuningdek antiprotozoal (Leischmania ga qarshi).

Eng oddiylari ko'p to'yinmagan yog'li kislotalar, polisaxaridlar, gistonlar, serotonin, fermentlar, tibbiyotda, shuningdek oziq-ovqat va to'qimachilik sanoatida foydalanish uchun glyukanlar olish uchun ishlatiladi.

Herpetomonas sp. Va Crithidia fasciculate hayvonlarni Trpanosoma cruzi dan himoya qiluvchi polisaxaridlarni ishlab chiqaradi.

Protozoa biomassasida 50% gacha protein bo'lganligi sababli, erkin yashovchi protozoa hayvonlar uchun ozuqa oqsili manbai sifatida ishlatiladi.

Aspergillus oryzae ferment preparatlari pivo sanoatida, A.niger fermentlari esa meva sharbatlari va limon kislotasini ishlab chiqarish va tiniqlashda ishlatiladi. Non mahsulotlarini pishirish A.oryzae va A.awamori fermentlarini qo'llash orqali yaxshilanadi. Limon kislotasi, sirka, yem va non mahsulotlari ishlab chiqarishda texnologik jarayonda Aspergillus niger va aktinomitsetlardan foydalanilganda unumdorlik ko'rsatkichlari yaxshilanadi. Sharbat ishlab chiqarishda A. niger mitseliyasidan tozalangan pektinaza preparatlaridan foydalanish ularning hosildorligini oshirish, yopishqoqligini kamaytirish va aniqligini oshirishga yordam beradi.

Bakterial fermentlar (Bac.subtilis) qandolat mahsulotlarining yangiligini saqlab qolish uchun va oqsil moddalarining chuqur parchalanishi istalmagan joylarda qo'llaniladi. Qandolat va non sanoatida Bac.subtilis dan ferment preparatlaridan foydalanish eskirgan mahsulotlarning sifatini yaxshilaydi va jarayonini sekinlashtiradi. Fermentlar

Bac.mesentericus terini xom ashyoni tozalashni faollashtiradi.

Mikroorganizmlar oziq-ovqat va fermentatsiya sanoatida keng qo'llaniladi.

Sut xamirturushlari sut sanoatida keng qo'llaniladi. Ularning yordami bilan kumiss, kefir tayyorlanadi. Ushbu mikroorganizmlarning fermentlari sut shakarini spirt va karbonat angidridga parchalaydi, buning natijasida mahsulotning ta'mi yaxshilanadi va uning organizm tomonidan hazm bo'lishi ortadi. Sut sanoatida sut kislotasi mahsulotlarini olishda sut shakarini achitmaydigan, oqsil va yog'larni parchalamaydigan xamirturush keng qo'llaniladi. Ular neftning saqlanishiga hissa qo'shadi va sut kislotasi bakteriyalarining hayotiyligini oshiradi. Filmli xamirturush (mikoderma) sutli pishloqlarning pishishiga yordam beradi.

Penicilum roqueforti qo'ziqorinlari Roquefort pishloqini ishlab chiqarishda, Penicilum camemberi qo'ziqorinlari esa gazak pishloqini etishtirish jarayonida qo'llaniladi.

To'qimachilik sanoatida Granulobacter pectinovorum, Pectinobacter amylovorumning fermentativ faolligi bilan ta'minlangan pektin fermentatsiyasi keng qo'llaniladi. Pektinli fermentatsiya ip va matolarni tayyorlash uchun ishlatiladigan tolali zig'ir, kanop va boshqa o'simliklarni dastlabki qayta ishlashga asoslanadi.

Deyarli barcha tabiiy birikmalar bakteriyalar tomonidan biokimyoviy faolligi tufayli nafaqat kislorod ishtirokidagi oksidlanish reaktsiyalarida, balki nitrat, sulfat, oltingugurt, karbonat angidrid kabi elektron qabul qiluvchilar bilan ham anaerob holda parchalanadi. Bakteriyalar barcha biologik muhim elementlarning aylanishlarida qatnashadi va biosferadagi moddalarning aylanishini ta'minlaydi. Moddaning aylanishining ko'plab asosiy reaktsiyalari (masalan, nitrifikatsiya, denitrifikatsiya, azotni biriktirish, oksidlanish va oltingugurtning qaytarilishi) bakteriyalar tomonidan amalga oshiriladi. Yo'q qilish jarayonlarida bakteriyalarning roli hal qiluvchi.

Xamirturushlarning ko'p turlari va navlari spirtli va boshqa mahsulotlarni hosil qilish uchun turli xil uglevodlarni fermentatsiya qilish qobiliyatiga ega. Ular pivo, vino va non sanoatida keng qo'llaniladi. Bunday xamirturushlarning tipik vakillari Saccharomyces cerevisial, S.ellipsoides hisoblanadi.

Ko'pgina mikroorganizmlar, shu jumladan xamirturushga o'xshash va mikroskopik zamburug'larning ba'zi turlari, har xil turdagi oziq-ovqat mahsulotlarini olish uchun turli xil substratlarni o'zgartirishda uzoq vaqtdan beri ishlatilgan. Masalan, xamirturush yordamida undan g’ovak non ishlab chiqarish, Rhisopus, Aspergillus avlodiga mansub zamburug’lardan guruch va soyani fermentatsiyalashda foydalanish, sut kislota bakteriyalari, xamirturush va boshqalar yordamida sut kislotali mahsulotlar ishlab chiqarish.

Candida guillermondii ning oksotrof mutantlari flavinogenezni o'rganish uchun ishlatiladi. Gifal zamburug'lar neft, kerosin, n-geksadekan va dizel yoqilg'isining uglevodorodlarini yaxshi o'zlashtirishga qodir.

Ushbu moddalarni har xil darajada tozalash uchun Mucorales, Penicillium, Fusarium, Trichoderma avlodlarining turlari qo'llaniladi.

Penitsilium shtammlari yog 'kislotalarini utilizatsiya qilish uchun ishlatiladi va yog'li ikkilamchi spirtlar Penicillium va Trichoderma shtammlari ishtirokida yaxshiroq qayta ishlanadi.

Qo'ziqorin turlari Aspergillus, Absidia, Cunningham, Ella, Fusarium, Mortierella, Micor, Penicillium, Trichoderma, Periconia, Spicaria parafinlar, kerosin moyi, dizel yoqilg'isi, aromatik uglevodorodlar, ko'p atomli spirtlar, yog' kislotalarini utilizatsiya qilishda qo'llaniladi.

Penicillium vitale patogen dermatomitsetlarning Microsporum lanosum, Achorion gypseum, Trichophyton gypseum, Epidermophyton kaufman rivojlanishiga to'sqinlik qiluvchi tozalangan glyukoza oksidaza preparatini olish uchun ishlatiladi.

Yangi oziq-ovqat mahsulotlarini olish uchun mikroorganizmlardan sanoatda foydalanish non pishirish va sut mahsulotlari, antibiotiklar, vitaminlar, aminokislotalar, spirtlar, organik kislotalar va boshqalarni ishlab chiqarish kabi sanoat tarmoqlarini yaratishga yordam berdi.

Haqiqiy sut kislotasi bakteriyalari (Bact.bulgaricum, Bact.casei, Streptococcus lactis va boshqalar) yoki ularning xamirturush bilan birikmalaridan oziq-ovqat sanoatida foydalanish nafaqat sut kislotasi, balki sut kislotasi va nordon sabzavot mahsulotlarini ham olish imkonini beradi. Bularga tvorog, matsoni, achitilgan pishirilgan sut, smetana, tvorog, tuzlangan karam, tuzlangan bodring va pomidor, pishloqlar, kefir, nordon non xamiri, non kvassi, qimiz va boshqa mahsulotlar kiradi. Qovurilgan sut va tvorog tayyorlash uchun Str.lactis, Str.diacetilactis, Str.paracitrovorus, Bact.acidophilum ishlatiladi.

Yog 'tayyorlashda lazzat beruvchi bakteriyalar va sutli streptokokklar Str.lactis, Str.cremoris, Str.diacetilactis, Str.citrovorus, Str.paracitrovorus ishlatiladi.

Yashil em-xashakni silalash jarayonlarida soxta sut kislotasi bakteriyalari (E. coli commune, Bact. Lactis aerogenes va boshqalar) ishtirok etadi.

Mikrob hujayrasi metabolitlari orasida biologik oksidlanish jarayonida oraliq mahsulot bo'lgan nukleotid tabiatli moddalar alohida o'rin tutadi. Bu moddalar nuklein kislota hosilalari, mikroblarga qarshi va blastomaga qarshi qimmatli preparatlar hamda mikrobiologiya sanoati va qishloq xoʻjaligi uchun boshqa biologik faol moddalarni sintez qilish uchun juda muhim xom ashyo hisoblanadi.

Mikrobiologik sintez asosan tirik hujayralarda sodir bo'ladigan reaktsiyalarni ifodalaydi. Bunday sintezni amalga oshirish uchun purin va pirimidin asoslarini, ularning nukleozidlarini yoki nuklein kislotalarning past molekulyar og'irlikdagi tarkibiy qismlarining sintetik analoglarini fosforlanishga qodir bo'lgan bakteriyalar ishlatiladi.

E.coli, S.typhimurium, Brevibacterium liguefaciens, B.ammiak genlari, Mycobacterium sp., Corynebacterium flavum, Murisepticum sp., Arthrobacter sp.lar shunday qobiliyatlarga ega.

Eritmalardan urandan tashqari boshqa metallar, jumladan, oltin ham yuvilishi mumkin. Ruda tarkibidagi sulfidlarning oksidlanishi tufayli metallarning bakterial yuvilishi yomon muvozanatli rudalardan metallarni ajratib olish imkonini beradi.

Organik moddalarni yoqilg'iga aylantirishning juda foydali va energiya tejamkor usuli bu ko'p komponentli mikrobial tizim ishtirokidagi metanogenezdir. Metan hosil qiluvchi bakteriyalar asetonogen mikroflora bilan birgalikda organik moddalarni metan va karbonat angidrid aralashmasiga aylantiradi.

Mikroorganizmlar nafaqat gazsimon yoqilg'i ishlab chiqarish, balki neft ishlab chiqarishni ko'paytirish uchun ham ishlatilishi mumkin.

Mikroorganizmlar sirt faol moddalarni hosil qilishi mumkin, ular neft va suv o'rtasidagi chegarada sirt tarangligini kamaytiradi. Suvning siljish xususiyatlari yopishqoqlikning oshishi bilan ortadi, bu polisakkaridlardan tashkil topgan bakterial shilimshiqdan foydalanish orqali erishiladi.

Neft konlarini o'zlashtirishning mavjud usullari bilan geologik neft zaxiralarining yarmidan ko'pi qazib olinmaydi. Mikroorganizmlar yordamida kollektorlardan neftning yuvilishi va slanetsdan chiqishini ta'minlash mumkin.

Neft qatlamiga joylashtirilgan metan oksidlovchi bakteriyalar neftni parchalaydi va gazlar (metan, vodorod, azot) va karbonat angidrid hosil bo'lishiga hissa qo'shadi. Gazlar to'planishi bilan ularning neftga bosimi ortadi va qo'shimcha ravishda neft kamroq yopishqoq bo'ladi. Natijada quduqdan neft otilib chiqa boshlaydi.

Shuni esda tutish kerakki, mikroorganizmlardan har qanday sharoitda, shu jumladan geologik sharoitda foydalanish murakkab mikrobial tizim uchun qulay shart-sharoitlarni yaratishni talab qiladi.

Neft ishlab chiqarishni ko'paytirish uchun mikrobiologik usuldan foydalanish ko'p jihatdan geologik vaziyatga bog'liq. Shakllanishda sulfat kamaytiruvchi bakteriyalarning rivojlanishi vodorod sulfidining ortiqcha ishlab chiqarilishiga va asbob-uskunalarning korroziyasiga olib kelishi mumkin va g'ovaklikni oshirish o'rniga bakteriyalar va ularning shilimshiqlari teshiklarni yopishi mumkin.

Bakteriyalar ruda tanlab olinadigan eski konlardan va axlatxonalardan metallarni yuvishga hissa qo'shadi. Sanoatda mis, rux, nikel, kobalt olish uchun mikrobiologik yuvish jarayonlaridan foydalaniladi.

Kon ishlari zonasida konlarda mikroorganizmlar tomonidan oltingugurt birikmalarining oksidlanishi natijasida kislotali shaxta suvlari hosil bo'ladi va to'planadi. Sulfat kislota materiallarga, tuzilmalarga, atrof-muhitga halokatli ta'sir ko'rsatadi va o'zi bilan metallarni olib yuradi. Siz sulfat kamaytiruvchi bakteriyalar yordamida suvni tozalashingiz, sulfatlar va metallarni olib tashlashingiz, reaktsiyani ishqoriy qilishingiz mumkin.

Vodorod sulfidining biogen shakllanishi metallurgiya sanoatining suvlarini tozalash uchun ishlatilishi mumkin. Anaerob fotosintetik bakteriyalar organik moddalarning chuqur parchalanishiga olib keladi.

Plastmassa mahsulotlarini qayta ishlashga qodir bakterial shtammlar topildi.

Ortiqcha antropogen moddalarning kiritilishi belgilangan tabiiy muvozanatning buzilishiga olib keladi.

Sanoat rivojlanishining dastlabki bosqichlarida suv oqimlarida ifloslantiruvchi moddalarni tarqatish kifoya edi, ular tabiiy o'z-o'zini tozalash orqali olib tashlandi. Gazsimon moddalar baland quvurlar orqali havoga tarqaldi.

Hozirgi vaqtda chiqindilarni utilizatsiya qilish juda jiddiy muammoga aylandi.

Mikrobial aralashmaning vakillari tabiiy suvni tozalash jarayonlarini faollashtirishga yordam beradi. Ammo shuni esda tutish kerakki, mikroblar jamoasining barqaror ishlashi uchun shart - bu atrof-muhit tarkibining doimiyligi.

Yer usti va er osti suvlarining sifatini saqlab qolish uchun oqava suvlarni tozalash uchun bakteriyalar, fitoplankton va zooplankton ishlatiladi. Oqava suvlarni biologik tozalash turli darajalarda amalga oshirilishi mumkin - ular suv omboriga, er usti suvlarining o'zida, er osti suvlarida o'z-o'zini tozalash jarayonlarida.

Dengiz suvlarini neft mahsulotlaridan biologik tozalashda mikroorganizmlardan keng foydalaniladi.

Jarayon doimiy haroratda etarli miqdorda kislorod yetkazib berish bilan ta'minlanishi kerak.

Biotexnologiyaning vazifalaridan biri turli xil turdagi o'simlik substratlaridan, metan va tozalangan vodoroddan, vodorod va uglerod oksidi aralashmasidan, og'ir yog'li uglevodorodlardan metilotrof xamirturushlar yoki bakteriyalar, Candida yordamida mikroorganizmlar yordamida oqsillarni olish texnologiyasini ishlab chiqishdir. tropicalis, metan oksidlovchi va tsellyulozani parchalovchi bakteriyalar va boshqa mikroblar.

Mikroskopik zamburug'lar turlarining faol shtammlaridan foydalanish aralash yem, pulpa, kepak kabi ozuqalarni oqsillar va aminokislotalar bilan boyitishga yordam beradi. Buning uchun termo- va mezofil mikromitsetlarning tanlangan zaharli bo'lmagan tez o'sadigan turlari Fusarium sp., Thirlavia sp., shuningdek, yuqori zamburug'larning ayrim turlari qo'llaniladi.

Zamburug'larning biotexnologiyada sanoat qo'llanilishining yana bir misoli - zamburug'larning entomopatogen turlarini, xususan, fitopatogen shira bilan kurashish uchun ishlatiladigan "boverin" va "afedin" preparatlarini tayyorlash uchun Beanvtria bassiana va Entomophthora thaxteriana.

Trichoderma viridening tanlangan shtammlari fitopatogen zamburug'lar bilan kurashish uchun, ayniqsa issiqxona sharoitida (bodring Fusarium, gulli o'simliklar kasalliklari) o'simliklarni etishtirishda ularga asoslangan trichodermin preparatini sanoat ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

Baccilus megathrtium dan olingan fosfobakterin em-xashak lavlagi, karam, kartoshka va makkajo'xori hosilini oshirishning samarali vositasidir. Ushbu preparatning ta'siri ostida rizosfera tuprog'ida eriydigan fosfor, shuningdek, yashil massadagi fosfor va azot miqdori ortadi.

Dukkakli o'simliklarning yuqori mahsuldorligining eng muhim sharti atmosfera azoti hisobiga dukkakli o'simliklarning azot moddalarini sintezini yaxshilashdir. Atmosfera azotini oʻsimliklar tomonidan oʻzlashtirilishida Rhizobium, Eubacteriales, Actinomycetales, Mycobacteriales, Azotobacter chroococcum, Clostridium pasterianum turlaridan tugunli mikroblar muhim rol oʻynaydi.

Clostridium pasterianum, Rhodospirillum rubrum, Bac.polymixa, Chromatium va Klebsiella avlodi bakteriyalaridan o'simliklarning havodagi azotni o'zlashtirishiga yordam beruvchi azot biriktiruvchi preparatlar olingan.

Qishloq xoʻjaligida hosildorlikni oshirish maqsadida bakterial oʻgʻitlardan Azotobakterin (Azotobakterdan tayyorlanadi), Nitragin (tugunli bakteriyalardan), Fosfobakterin (Bac. Megatheriumdan) foydalaniladi.

Qishloq xo'jaligida o'g'itlar va pestitsidlar qo'llaniladi. Bu moddalar tabiiy muhitga kirgandan keyin biotsenozlardagi tabiiy munosabatlarga salbiy ta'sir ko'rsatadi va pirovardida oziq-ovqat zanjiri bo'ylab bu moddalar inson salomatligiga salbiy ta'sir ko'rsatadi. Ushbu moddalarni suvda yo'q qilishda aerob va anaerob mikroorganizmlar ijobiy rol o'ynaydi.

Qishloq xo'jaligida o'simliklarni zararkunandalardan biologik himoya qilish qo'llaniladi. Shu maqsadda turli organizmlar - bakteriyalar, zamburug'lar, viruslar, protozoa, qushlar, sutemizuvchilar va boshqa organizmlar qo'llaniladi.

Zararkunandalarga qarshi kurashning mikrobiologik usuli g'oyasi birinchi marta 1879 yilda Mechnikov tomonidan ilgari surilgan.

Hozirgi vaqtda ko'plab zararli hasharotlarni yo'q qiladigan mikrobiologik preparatlar ishlab chiqarilmoqda.

Enterobakterin yordamida siz deyarli barcha kapalak tırtılları bilan kurashishingiz mumkin. Meva va rezavor oʻsimliklar zararkunandalaridan olma kuya, doʻlana, toʻrsimon, halqali ipak qurti, barg qurti va boshqalar bor.

Virusli virusli preparat o'rmon daraxti turlariga zarar etkazadigan tırtıllara qarshi juda samarali.

Tuproq mikroorganizmlari eng katta ekologik guruhlardan biridir. Ular organik moddalarning minerallashishi va chirindi hosil bo'lishida muhim rol o'ynaydi. Qishloq xo'jaligida o'g'itlar ishlab chiqarish uchun tuproq mikroorganizmlaridan foydalaniladi.

Tuproq mikroorganizmlarining ayrim turlari - bakteriyalar, zamburug'lar (asosan askomitsetlar), protozoyalar suv o'tlari bilan ham, tuproq biotsenozlarining tarkibiy qismi bo'lgan murakkab assotsiatsiyalarga (assotsiatsiyalarga) kiradi.

Yosunlar tuproq mikroflorasining faol komponentlari sifatida kul elementlarning biologik aylanishida muhim rol o'ynaydi.

Yosunlar boshqa mikroorganizmlar bilan birga biotexnologiyada qo'llaniladi.

Bakteriyalar, xamirturushlar va mog'or qo'ziqorinlari ishtirokidagi jarayonlar odamlar tomonidan yuzlab yillar davomida oziq-ovqat va ichimliklar ishlab chiqarish, to'qimachilik va terini qayta ishlash uchun ishlatilgan, ammo bu jarayonlarda mikroorganizmlarning ishtiroki faqat 19-asrning o'rtalarida aniq ko'rsatilgan.

20-asrda sanoat mikroorganizmlarning barcha ajoyib biosintetik qobiliyatlaridan foydalangan va endi fermentatsiya biotexnologiya uchun markaziy o'rinni egallaydi. Uning yordami bilan turli xil yuqori toza kimyoviy moddalar va preparatlar olinadi, pivo, vino, fermentlangan ovqatlar tayyorlanadi. Barcha holatlarda fermentatsiya jarayoni oltita asosiy bosqichga bo'linadi.

Atrof muhitni yaratish.

Avvalo, tegishli madaniyat muhitini tanlash kerak. Mikroorganizmlar o'sishi uchun uglerodning organik manbalarini, azotning mos manbasini va turli minerallarni talab qiladi. Spirtli ichimliklar ishlab chiqarishda vosita tarkibida malt arpa, meva yoki rezavorlardan olingan pomaza bo'lishi kerak. Masalan, pivo odatda soloddan tayyorlanadi, sharob esa uzum sharbatidan tayyorlanadi. Suv va, ehtimol, ba'zi qo'shimchalardan tashqari, bu ekstraktlar o'sish muhitini tashkil qiladi.

Kimyoviy moddalar va dorilarni olish uchun sharoit ancha murakkab. Ko'pincha shakar va boshqa uglevodlar uglerod manbai sifatida ishlatiladi, lekin ko'pincha yog'lar va yog'lar, ba'zan esa uglevodorodlar. Azot manbai odatda ammiak va ammoniy tuzlari, shuningdek o'simlik yoki hayvonot manbalarining turli xil mahsulotlari: soya uni, soya, paxta chigiti, yeryong'oq uni, makkajo'xori kraxmalining qo'shimcha mahsulotlari, so'yishxona chiqindilari, baliq uni, xamirturush ekstrakti. O'sish muhitini kompilyatsiya qilish va optimallashtirish juda murakkab jarayon bo'lib, sanoat media retseptlari qattiq himoyalangan sirdir.

Sterilizatsiya.

Barcha ifloslantiruvchi mikroorganizmlarni o'ldirish uchun vosita sterilizatsiya qilinishi kerak. Fermentatorning o'zi va yordamchi uskunalar ham sterilizatsiya qilinadi. Sterilizatsiyaning ikkita usuli mavjud: o'ta qizib ketgan bug'ni to'g'ridan-to'g'ri quyish va issiqlik almashtirgich bilan isitish. Kerakli sterillik darajasi fermentatsiya jarayonining tabiatiga bog'liq. Dori-darmonlar va kimyoviy moddalarni qabul qilishda maksimal bo'lishi kerak. Spirtli ichimliklar ishlab chiqarishda bepushtlik talablari unchalik qattiq emas. Bunday fermentatsiya jarayonlari "himoyalangan" deb ataladi, chunki atrof-muhitda yaratilgan sharoitlar ularda faqat ma'lum mikroorganizmlar o'sishi mumkin. Misol uchun, pivo ishlab chiqarishda o'sish vositasi sterilizatsiya qilishdan ko'ra oddiygina qaynatiladi; fermentator ham toza ishlatiladi, lekin steril emas.

Madaniyat olish.

Fermentatsiya jarayonini boshlashdan oldin toza, yuqori mahsuldor madaniyatni olish kerak. Mikroorganizmlarning sof madaniyati juda kichik hajmlarda va uning hayotiyligi va mahsuldorligini ta'minlaydigan sharoitlarda saqlanadi; Bunga odatda past haroratda saqlash orqali erishiladi. Fermentator bir necha yuz ming litr madaniy muhitni sig'dira oladi va jarayon unga kultura (inokulum) kiritish orqali boshlanadi, bu fermentatsiya sodir bo'ladigan hajmning 1-10% ni tashkil qiladi. Shunday qilib, boshlang'ich madaniyat mikrobiologik jarayon uchun zarur bo'lgan hosildorlikni davom ettirish uchun etarli bo'lgan mikrobial biomassa darajasiga etgunga qadar bosqichma-bosqich (subkulturatsiya bilan) etishtirilishi kerak.

Bu vaqt davomida madaniyatni toza saqlash, uni begona mikroorganizmlar tomonidan ifloslanishiga yo'l qo'ymaslik kerak. Aseptik sharoitlarni saqlash faqat ehtiyotkorlik bilan mikrobiologik va kimyoviy-texnologik nazorat bilan mumkin.

Sanoat fermentatorida (bioreaktor) o'sish.

Sanoat mikroorganizmlari kerakli mahsulotni hosil qilish uchun fermentatorda optimal sharoitlarda o'sishi kerak. Ushbu shartlar mikroblarning o'sishi va mahsulot sintezini ta'minlash uchun qat'iy nazorat qilinadi. Fermentatorning dizayni o'sish sharoitlarini - doimiy harorat, pH (kislotalilik yoki ishqoriylik) va muhitda erigan kislorod konsentratsiyasini nazorat qilish imkonini berishi kerak.

An'anaviy fermentator yopiq silindrsimon idish bo'lib, unda muhit va mikroorganizmlar mexanik ravishda aralashtiriladi. Ba'zan kislorod bilan to'yingan havo muhit orqali pompalanadi. Harorat issiqlik almashtirgichning quvurlari orqali o'tadigan suv yoki bug 'bilan nazorat qilinadi. Bunday aralashtirilgan fermentator fermentatsiya jarayoni juda ko'p kislorod talab qiladigan hollarda qo'llaniladi. Ba'zi mahsulotlar, aksincha, anoksik sharoitda hosil bo'ladi va bu hollarda boshqa dizayndagi fermentatorlar qo'llaniladi. Shunday qilib, pivo erigan kislorodning juda past konsentratsiyasida pishiriladi va bioreaktorning tarkibi gazlanmaydi yoki aralashtirilmaydi. Ba'zi pivo ishlab chiqaruvchilar hali ham an'anaviy ravishda ochiq idishlardan foydalanadilar, lekin ko'p hollarda jarayon yopiq gazsiz silindrsimon idishlarda amalga oshiriladi, bu esa xamirturushning cho'kishiga hissa qo'shadi.

Sirka ishlab chiqarish bakteriyalar tomonidan spirtning sirka kislotasiga oksidlanishiga asoslangan. Asetobakter. Fermentatsiya jarayoni atsetatorlar deb ataladigan idishlarda, intensiv shamollatish bilan sodir bo'ladi. Havo va muhit aylanadigan aralashtirgich tomonidan so'riladi va fermentatorning devorlariga kiradi.

Mahsulotlarni izolyatsiyalash va tozalash.

Fermentatsiya oxirida bulonda mikroorganizmlar, vositaning foydalanilmagan ozuqaviy komponentlari, mikroorganizmlarning turli chiqindilari va sanoat miqyosida olishni istagan mahsulot mavjud. Shuning uchun bu mahsulot bulyonning boshqa tarkibiy qismlaridan tozalanadi. Spirtli ichimliklarni (sharob va pivo) qabul qilishda xamirturushni filtrlash orqali ajratish va filtratni standart holatga keltirish kifoya. Biroq, fermentatsiya natijasida olingan individual kimyoviy moddalar murakkab bulondan olinadi. Sanoat mikroorganizmlari o'zlarining genetik xususiyatlariga ko'ra maxsus tanlangan bo'lsa-da, ularning metabolizmining istalgan mahsulotining rentabelligi maksimal darajaga ko'tarilishi (biologik ma'noda), kimyoviy sintez asosida ishlab chiqarish orqali erishilgan kontsentratsiyaga nisbatan uning konsentratsiyasi hali ham kichikdir. Shuning uchun izolyatsiyalashning murakkab usullariga - erituvchi ekstraktsiya, xromatografiya va ultrafiltratsiyaga murojaat qilish kerak.

Fermentatsiya chiqindilarini qayta ishlash va yo'q qilish.

Har qanday sanoat mikrobiologik jarayonlarda chiqindilar hosil bo'ladi: bulon (ishlab chiqarish mahsuloti ekstraktsiyasidan keyin qolgan suyuqlik); ishlatiladigan mikroorganizmlarning hujayralari; o'rnatishni yuvgan iflos suv; sovutish uchun ishlatiladigan suv; oz miqdorda organik erituvchilar, kislotalar va ishqorlarni o'z ichiga olgan suv. Suyuq chiqindilarda ko'plab organik birikmalar mavjud; agar ular daryolarga tashlansa, ular tabiiy mikrob florasining intensiv o'sishini rag'batlantiradi, bu daryo suvlarida kislorodning kamayishiga va anaerob sharoitlarning paydo bo'lishiga olib keladi. Shu sababli, organik uglerod miqdorini kamaytirish uchun chiqindilarni yo'q qilishdan oldin biologik tozalashdan o'tkaziladi.

SANOAT MIKROBILOGIK JARAYONLARI

Sanoat mikrobiologik jarayonlarini 5 ta asosiy guruhga bo‘lish mumkin: 1) mikrob biomassasini yetishtirish; 2) mikroorganizmlarning metabolik mahsulotlarini olish; 3) mikrob kelib chiqishi fermentlarini olish; 4) rekombinant mahsulotlarni olish; 5) moddalarning biotransformatsiyasi.

mikrobial biomassa.

Mikrob hujayralarining o'zi ishlab chiqarish jarayonining yakuniy mahsuloti bo'lib xizmat qilishi mumkin. Sanoat miqyosida mikroorganizmlarning ikkita asosiy turi ishlab chiqariladi: pishirish uchun zarur bo'lgan xamirturush va inson va hayvonlarning oziq-ovqatlariga qo'shilishi mumkin bo'lgan oqsil manbai sifatida ishlatiladigan bir hujayrali mikroorganizmlar. Nonvoy xamirturushi 20-asr boshidan beri ko'p miqdorda etishtiriladi. va Birinchi jahon urushi davrida Germaniyada oziq-ovqat mahsuloti sifatida ishlatilgan.

Biroq, oziq-ovqat oqsillari manbai sifatida mikrobial biomassa ishlab chiqarish texnologiyasi faqat 1960-yillarning boshlarida ishlab chiqilgan. Bir qator Evropa kompaniyalari mikroblarni uglevodorodlar kabi substratda o'stirish imkoniyatiga e'tibor qaratdilar. bir hujayrali organizmlar oqsili (BOO). Texnologik g'alaba metanolda yetishtirilgan quritilgan mikrobial biomassadan tashkil topgan chorva ozuqasiga qo'shiladigan mahsulotni ishlab chiqish bo'ldi. Jarayon uzluksiz rejimda ish hajmi 1,5 million litr bo'lgan fermentatorda amalga oshirildi. Biroq, neft va uni qayta ishlash mahsulotlari narxining oshishi tufayli bu loyiha iqtisodiy jihatdan foydasiz bo'lib, o'z o'rnini soya va baliq uni ishlab chiqarishga bo'shatib berdi. 1980-yillarning oxiriga kelib, BOO zavodlari demontaj qilindi, bu mikrobiologiya sanoatining ushbu tarmog'ining notinch, ammo qisqa muddatli rivojlanishiga chek qo'ydi. Yana bir jarayon yanada istiqbolli bo'lib chiqdi: substrat sifatida uglevodlardan foydalangan holda qo'ziqorin biomassasi va qo'ziqorin oqsili mikoproteini olish.

metabolik mahsulotlar.

Madaniyatni ozuqaviy muhitga kiritgandan so'ng, mikroorganizmlarning ko'rinadigan o'sishi sodir bo'lmaganda kechikish bosqichi kuzatiladi; bu davrni moslashish davri deb hisoblash mumkin. Keyin o'sish tezligi asta-sekin o'sib boradi, berilgan shartlar uchun doimiy, maksimal qiymatga etadi; maksimal o'sishning bunday davri eksponensial yoki logarifmik faza deb ataladi. Asta-sekin, o'sish sekinlashadi va shunday deb ataladi. statsionar faza. Bundan tashqari, hayotiy hujayralar soni kamayadi va o'sish to'xtaydi.

Yuqorida tavsiflangan kinetikadan so'ng, turli bosqichlarda metabolitlarning shakllanishini kuzatish mumkin. Logarifmik fazada mikroorganizmlarning rivojlanishi uchun zarur bo'lgan mahsulotlar: aminokislotalar, nukleotidlar, oqsillar, nuklein kislotalar, uglevodlar va boshqalar hosil bo'ladi. Ular birlamchi metabolitlar deb ataladi.

Ko'pgina asosiy metabolitlar muhim ahamiyatga ega. Shunday qilib, glutamik kislota (aniqrog'i, uning natriy tuzi) ko'plab oziq-ovqatlarning bir qismidir; lizin oziq-ovqat qo'shimchasi sifatida ishlatiladi; fenilalanin shakar o'rnini bosuvchi aspartamning kashshofidir. Birlamchi metabolitlar tabiiy mikroorganizmlar tomonidan faqat ularning ehtiyojlarini qondirish uchun zarur bo'lgan miqdorda sintezlanadi. Shuning uchun sanoat mikrobiologlarining vazifasi mikroorganizmlarning mutant shakllarini - tegishli moddalarning super ishlab chiqaruvchilarini yaratishdir. Bu sohada sezilarli yutuqlarga erishildi: masalan, aminokislotalarni 100 g/l konsentratsiyaga qadar sintez qiluvchi mikroorganizmlarni olish mumkin boʻldi (taqqoslash uchun, yovvoyi tipdagi organizmlar aminokislotalarni milligramm bilan hisoblangan miqdorda toʻplaydi).

O'sishning kechikish bosqichida va statsionar fazada ba'zi mikroorganizmlar logarifmik fazada hosil bo'lmagan va metabolizmda aniq rol o'ynamaydigan moddalarni sintez qiladi. Bu moddalar ikkilamchi metabolitlar deyiladi. Ular barcha mikroorganizmlar tomonidan emas, balki asosan filamentli bakteriyalar, zamburug'lar va spora hosil qiluvchi bakteriyalar tomonidan sintezlanadi. Shunday qilib, birlamchi va ikkilamchi metabolitlarning ishlab chiqaruvchilari turli taksonomik guruhlarga kiradi. Agar ishlab chiqaruvchi hujayralardagi ikkilamchi metabolitlarning fiziologik roli masalasi jiddiy munozaralarga sabab bo'lgan bo'lsa, unda ularning sanoat ishlab chiqarilishi shubhasiz qiziqish uyg'otadi, chunki bu metabolitlar biologik faol moddalardir: ularning ba'zilari mikroblarga qarshi faollikka ega, boshqalari fermentlarning o'ziga xos ingibitorlaridir. , va boshqalar o'sish omillari. , ko'pchilik farmakologik faollikka ega. Bunday moddalarni olish mikrobiologiya sanoatining qator tarmoqlarini yaratish uchun asos bo'lib xizmat qildi. Ushbu seriyadagi birinchi penitsillin ishlab chiqarish edi; Penitsillin ishlab chiqarishning mikrobiologik usuli 1940-yillarda ishlab chiqilgan va zamonaviy sanoat biotexnologiyasiga asos solgan.

Farmatsevtika sanoati mikroorganizmlarni qimmatli ikkilamchi metabolitlarni ishlab chiqarish qobiliyatini tekshirish (ommaviy tekshirish) uchun juda murakkab usullarni ishlab chiqdi. Dastlab skrining maqsadi yangi antibiotiklarni olish edi, lekin tez orada mikroorganizmlar boshqa farmakologik faol moddalarni ham sintez qilishlari aniqlandi. 1980-yillarda to'rtta muhim ikkilamchi metabolitlarni ishlab chiqarish yo'lga qo'yildi. Bular: siklosporin, implantatsiya qilingan organlarni rad etishning oldini olish uchun vosita sifatida ishlatiladigan immunosupressiv preparat; imipenem (karbapenemning modifikatsiyalaridan biri) barcha ma'lum antibiotiklarning mikroblarga qarshi faolligining eng keng spektriga ega bo'lgan moddadir; lovastatin - qonda xolesterin darajasini pasaytiradigan dori; Ivermektin tibbiyotda onxoserkoz yoki "daryo ko'rligi" ni davolashda, shuningdek veterinariya tibbiyotida qo'llaniladigan antigelmintik vositadir.

Mikrob kelib chiqishi fermentlari.

Sanoat miqyosida fermentlar o'simliklar, hayvonlar va mikroorganizmlardan olinadi. Ikkinchisidan foydalanish standart fermentatsiya usullaridan foydalangan holda ko'p miqdorda fermentlarni ishlab chiqarish imkonini beradigan afzalliklarga ega. Bundan tashqari, mikroorganizmlarning mahsuldorligini oshirish o'simliklar yoki hayvonlarnikiga qaraganda beqiyos osondir va rekombinant DNK texnologiyasidan foydalanish mikroorganizm hujayralarida hayvon fermentlarini sintez qilish imkonini beradi. Shu tarzda olingan fermentlar asosan oziq-ovqat sanoati va tegishli sohalarda qo'llaniladi. Hujayralardagi fermentlarning sintezi genetik jihatdan nazorat qilinadi va shuning uchun mavjud sanoat mikroorganizmlari - ishlab chiqaruvchilar yovvoyi turdagi mikroorganizmlar genetikasining yo'naltirilgan o'zgarishi natijasida olingan.

rekombinant mahsulotlar.

“Gen injeneriyasi” nomi bilan mashhur bo‘lgan rekombinant DNK texnologiyasi bakteriya genomiga yuqori organizmlar genlarini kiritish imkonini beradi. Natijada, bakteriyalar "xorijiy" (rekombinant) mahsulotlarni - ilgari faqat yuqori organizmlar tomonidan sintezlanishi mumkin bo'lgan birikmalarni sintez qilish qobiliyatiga ega bo'ladi. Shu asosda ilgari mavjud bo'lmagan yoki sog'liq uchun katta xavf bilan foydalanilmagan inson yoki hayvon oqsillarini ishlab chiqarish uchun ko'plab yangi biotexnologik jarayonlar yaratildi. "Biotexnologiya" atamasining o'zi 1970-yillarda rekombinant mahsulotlarni ishlab chiqarish usullarini ishlab chiqish bilan bog'liq holda mashhur bo'ldi. Biroq, bu tushuncha ancha kengroq bo'lib, tirik organizmlar va biologik jarayonlardan foydalanishga asoslangan har qanday sanoat usulini o'z ichiga oladi.

Sanoat miqyosida ishlab chiqarilgan birinchi rekombinant oqsil inson o'sish gormoni edi. Gemofiliyani davolash uchun qon ivish tizimining oqsillaridan biri, ya'ni VIII omil qo'llaniladi. Ushbu proteinni genetik muhandislik yordamida olish usullari ishlab chiqilgunga qadar u inson qonidan ajratilgan; bunday preparatni qo'llash inson immunitet tanqisligi virusi (OIV) bilan kasallanish xavfi bilan bog'liq.

Uzoq vaqt davomida diabetes mellitus hayvonlarning insulini bilan muvaffaqiyatli davolandi. Biroq, olimlar, agar rekombinant mahsulot oshqozon osti bezi tomonidan ishlab chiqarilgan boshqa peptidlardan aralashmalarsiz, sof shaklda olinishi mumkin bo'lsa, kamroq immunologik muammolarni keltirib chiqarishiga ishonishdi. Bundan tashqari, vaqt o'tishi bilan diabetga chalingan bemorlarning soni ovqatlanish odatlarining o'zgarishi, diabetga chalingan homilador ayollarga yordam ko'rsatishning yaxshilanishi (va buning natijasida diabetga irsiy moyillik chastotasining oshishi) kabi omillar tufayli ko'payishi kutilgan edi. va nihoyat, kutilayotgan diabetga chalingan bemorlarning umr ko'rish davomiyligini oshiradi. Birinchi rekombinant insulin 1982 yilda bozorga chiqdi va 1980-yillarning oxiriga kelib u amalda hayvonlar insulinini almashtirdi.

Ko'pgina boshqa oqsillar inson tanasida juda oz miqdorda sintezlanadi va ularni klinik foydalanish uchun etarli miqyosda olishning yagona yo'li rekombinant DNK texnologiyasidir. Bu oqsillarga interferon va eritropoetin kiradi. Eritropoetin miyeloid koloniyalarni ogohlantiruvchi omil bilan birgalikda odamlarda qon hujayralari shakllanishini tartibga soladi. Eritropoetin buyrak etishmovchiligi bilan bog'liq anemiyani davolash uchun ishlatiladi va saraton kimyoterapiyasida trombotsitlarni kuchaytiruvchi vosita sifatida foydalanish mumkin.

Yaxshi ishingizni bilimlar bazasiga yuborish oddiy. Quyidagi shakldan foydalaning

Talabalar, aspirantlar, bilimlar bazasidan o‘z o‘qishlarida va ishlarida foydalanayotgan yosh olimlar sizdan juda minnatdor bo‘lishadi.

http://www.allbest.ru saytida joylashgan

Kirish

Genetika va gen injeneriyasining yutuqlari biotexnologiya - biologiya va texnologiya kesishmasida vujudga kelgan fanning rivojlanishi uchun asosdir. Zamonaviy biotexnologiya tabiatshunoslik, texnika, texnologiya, biokimyo, mikrobiologiya, molekulyar biologiya, genetika yutuqlariga asoslanadi. Zamonaviy biotexnologiya atrof-muhitning ifloslanishi va o'simlik va hayvon organizmlarining zararkunandalariga qarshi kurashda biologik usullardan foydalanadi. Biotexnologiya yutuqlari qatoriga immobilizatsiyalangan fermentlardan foydalanish, sintetik vaksinalar ishlab chiqarish, naslchilikda hujayra texnologiyasidan foydalanish ham kiradi.

Biotexnologik jarayonning asosiy bo'g'ini xom ashyoni ma'lum bir modifikatsiyani amalga oshirishga va u yoki bu zarur mahsulotni shakllantirishga qodir bo'lgan biologik ob'ektdir. Mikroorganizmlarning hujayralari, hayvonlar va o'simliklar, transgen hayvonlar va o'simliklar, zamburug'lar, shuningdek hujayralarning ko'p komponentli ferment tizimlari va individual fermentlar biotexnologiyaning bunday ob'ektlari bo'lib xizmat qilishi mumkin. Ko'pgina zamonaviy biotexnologik tarmoqlarning asosini mikrobial sintez, ya'ni mikroorganizmlar yordamida turli xil biologik faol moddalar sintezi tashkil etadi. Afsuski, o'simlik va hayvonot manbalari ob'ektlari, bir qator sabablarga ko'ra, hali bunday keng qo'llanilishini topmagan. Shuning uchun kelajakda mikroorganizmlarni biotexnologiyaning asosiy ob'ektlari sifatida ko'rib chiqish maqsadga muvofiqdir.

Hozirgi vaqtda 100 mingdan ortiq turli xil mikroorganizmlar ma'lum. Bular birinchi navbatda bakteriyalar, aktinomitsetalar, siyanobakteriyalardir. Mikroorganizmlarning bunday xilma-xilligi bilan juda muhim va ko'pincha murakkab muammo - bu kerakli mahsulotni ta'minlashga qodir bo'lgan organizmni to'g'ri tanlash, ya'ni. sanoat maqsadlariga xizmat qiladi.

1. Mikroorganizmlar biotexnologiyaning asosiy ob'ektlari sifatida

Hozirgi vaqtda mikroorganizmlar odamlarga samarali proteinli ozuqa va biogaz ishlab chiqarishda yordam bermoqda. Ular havo va chiqindi suvlarni tozalashning biotexnik usullarini qo'llashda, qishloq xo'jaligi zararkunandalarini yo'q qilishning biologik usullarini qo'llashda, dorivor preparatlar ishlab chiqarishda, chiqindilarni yo'q qilishda qo'llaniladi. Bakteriyalarning ayrim turlari qimmatli metabolitlar va dorilarni qayta tiklash uchun ishlatiladi, ular biologik o'z-o'zini tartibga solish va biosintez muammolarini hal qilish, suv havzalarini tozalash uchun ishlatiladi. Mikroorganizmlar va birinchi navbatda bakteriyalar genetika, biokimyo, biofizika va kosmik biologiyaning umumiy muammolarini hal qilish uchun klassik ob'ektdir. Bakteriyalar biotexnologiyaning ko'plab muammolarini hal qilishda keng qo'llaniladi.

Mikroorganizmlarning biotexnologiyadagi roli.

1. Bir hujayrali organizmlar, qoida tariqasida, yuqori organizmlarga qaraganda yuqori o'sish va sintetik jarayonlarning tezligi bilan ajralib turadi. Biroq, bu barcha mikroorganizmlar uchun emas. Ulardan ba'zilari juda sekin o'sadi, lekin ular ma'lum bir qiziqish uyg'otadi, chunki ular turli xil juda qimmatli moddalarni ishlab chiqarishga qodir.

2. Biotexnologik rivojlanish ob'ektlari sifatida o'z hayotida quyosh nuri energiyasidan foydalanadigan fotosintetik mikroorganizmlarga alohida e'tibor beriladi. Ulardan ba'zilari (siyanobakteriyalar va fotosintetik eukariotlar) uglerod manbai sifatida CO2 dan foydalanadilar va siyanobakteriyalarning ba'zi vakillari, yuqorida aytilganlarning barchasiga qo'shimcha ravishda, atmosfera azotini assimilyatsiya qilish qobiliyatiga ega (ya'ni, ular ozuqa moddalariga juda talabchan). Fotosintetik mikroorganizmlar ammiak, vodorod, oqsil va bir qator organik birikmalar ishlab chiqaruvchisi sifatida istiqbolli hisoblanadi. Biroq, ularning genetik tashkil etilishi va hayotning molekulyar biologik mexanizmlari haqidagi fundamental bilimlarning cheklanganligi sababli, ulardan foydalanishda taraqqiyot yaqin kelajakda kutilmasligi kerak.

3. 60-80 ° S haroratda o'sadigan termofil mikroorganizmlar kabi biotexnologiya ob'ektlariga biroz e'tibor beriladi.

Ularning bu xususiyati nisbatan steril bo'lmagan etishtirish paytida begona mikrofloraning rivojlanishi uchun deyarli engib bo'lmaydigan to'siqdir, ya'ni. ifloslanishdan ishonchli himoya hisoblanadi. Termofillar orasida spirtlar, aminokislotalar, fermentlar va molekulyar vodorod ishlab chiqaruvchilari topilgan. Bundan tashqari, ularning o'sish tezligi va metabolik faolligi mezofillarnikidan 1,5-2 baravar yuqori. Termofillar tomonidan sintez qilingan fermentlar issiqlikka, ba'zi oksidlovchi moddalarga, yuvish vositalariga, organik erituvchilarga va boshqa salbiy omillarga qarshilik kuchayishi bilan tavsiflanadi. Shu bilan birga, ular normal haroratda juda faol emas. Shunday qilib, 20 ° C da termofil mikroorganizmlar vakillaridan birining proteazlari 75 ° S ga nisbatan 100 marta kamroq faoldir. Ikkinchisi ba'zi sanoat ishlab chiqarishlari uchun juda muhim xususiyatdir. Masalan, termofil Thermus aquaticus bakteriyasining Tag-polimeraza fermenti gen muhandisligida keng qo'llanilgan.

2. Dorixonadagi mikroorganizmlar

Ko'pgina mikroorganizmlar tomonidan ishlab chiqariladigan antibiotiklar, fermentlar, interferon, organik kislotalar va boshqa metabolitlarni ishlab chiqarish uchun biotexnologik sanoat yaratilgan.

Farmatsevtikada mikrobiologik transformatsiyalar fiziologik faolroq moddalar yoki yarim tayyor mahsulotlarni olish uchun qo'llaniladi, ularning sintezi sof kimyoviy vositalar bilan katta qiyinchilik bilan amalga oshiriladi yoki umuman mumkin emas. Mikrobiologik reaktsiyalar dorivor moddalar almashinuvini, ularning ta'sir qilish mexanizmini o'rganishda, shuningdek, fermentlarning tabiati va ta'sirini yoritishda qo'llaniladi. Biologik faol moddalar ishlab chiqaruvchilari ko'plab protozoadir. Xususan, kavsh qaytaruvchi hayvonlarning qorin bo‘shlig‘ida yashovchi protozoyalar tolaning parchalanishiga yordam beruvchi tsellyuloza fermentini ishlab chiqaradi. Protozoa nafaqat fermentlarni, balki tibbiyot va veterinariya, oziq-ovqat va to'qimachilik sanoatida qo'llaniladigan gistonlar, serotonin, lipopolisaxaridlar, lipopolipeptidoglyukanlar, aminokislotalar, metabolitlarni ishlab chiqaruvchilardir. Ular biotexnologiyada qo'llaniladigan ob'ektlardan biridir.

3. Oziq-ovqat sanoatida mikroorganizmlar

Aspergillus oryzae ferment preparatlari pivo sanoatida, A.niger fermentlari esa meva sharbatlari va limon kislotasini ishlab chiqarish va tiniqlashda ishlatiladi. Non mahsulotlarini pishirish A.oryzae va A.awamori fermentlarini qo'llash orqali yaxshilanadi. Bakterial fermentlar (Bac.subtilis) qandolat mahsulotlarining yangiligini saqlab qolish uchun va oqsil moddalarining chuqur parchalanishi istalmagan joylarda qo'llaniladi. Qandolat va non sanoatida Bac.subtilis dan ferment preparatlaridan foydalanish eskirgan mahsulotlarning sifatini yaxshilaydi va jarayonini sekinlashtiradi.

Mikroorganizmlar oziq-ovqat va fermentatsiya sanoatida keng qo'llaniladi. Sut xamirturushlari sut sanoatida keng qo'llaniladi. Ularning yordami bilan kumiss, kefir tayyorlanadi. Ushbu mikroorganizmlarning fermentlari sut shakarini spirt va karbonat angidridga parchalaydi, buning natijasida mahsulotning ta'mi yaxshilanadi va uning organizm tomonidan hazm bo'lishi ortadi. Sut sanoatida sut kislotasi mahsulotlarini olishda sut shakarini achitmaydigan, oqsil va yog'larni parchalamaydigan xamirturush keng qo'llaniladi. Ular neftning saqlanishiga hissa qo'shadi va sut kislotasi bakteriyalarining hayotiyligini oshiradi. Filmli xamirturush (mikoderma) sutli pishloqlarning pishishiga yordam beradi. Penicilum roqueforti qo'ziqorinlari Roquefort pishloqini ishlab chiqarishda, Penicilum camemberi qo'ziqorinlari esa gazak pishloqini etishtirish jarayonida qo'llaniladi.

4. Qishloq xo'jaligidagi mikroorganizmlar

5. Mikroorganizmlarning biotexnologiyadagi boshqa xossalari

Mikroorganizmlarni rudalardan ko'mir olishda ham qo'llash mumkin. Litotrof bakteriyalar (Thiobacillus ferrooxidous) temir sulfatni temir sulfatga oksidlaydi. Sulfat oksidi temir, o'z navbatida, to'rt valentli uranni oksidlaydi, buning natijasida sulfat komplekslari ko'rinishidagi uran eritmaga cho'kadi. Eritmadan uran gidrometallurgik usullar bilan olinadi. Eritmalardan urandan tashqari boshqa metallar, jumladan, oltin ham yuvilishi mumkin. Ruda tarkibidagi sulfidlarning oksidlanishi tufayli metallarning bakterial yuvilishi yomon muvozanatli rudalardan metallarni ajratib olish imkonini beradi.

Mikroorganizmlar nafaqat gazsimon yoqilg'i ishlab chiqarish, balki neft ishlab chiqarishni ko'paytirish uchun ham ishlatilishi mumkin. Mikroorganizmlar yog 'va suv o'rtasidagi chegarada sirt tarangligini kamaytiradigan sirt faol moddalar hosil qilishi mumkin. Suvning siljish xususiyatlari yopishqoqlikning oshishi bilan ortadi, bu polisakkaridlardan tashkil topgan bakterial shilimshiqdan foydalanish orqali erishiladi. Neft konlarini o'zlashtirishning mavjud usullari bilan geologik neft zaxiralarining yarmidan ko'pi qazib olinmaydi. Mikroorganizmlar yordamida kollektorlardan neftning yuvilishi va slanetsdan chiqishini ta'minlash mumkin. Neft qatlamiga joylashtirilgan metan oksidlovchi bakteriyalar neftni parchalaydi va gazlar (metan, vodorod, azot) va karbonat angidrid hosil bo'lishiga hissa qo'shadi. Gazlar to'planishi bilan ularning neftga bosimi ortadi va qo'shimcha ravishda neft kamroq yopishqoq bo'ladi. Natijada quduqdan neft otilib chiqa boshlaydi.

Shuni esda tutish kerakki, mikroorganizmlardan har qanday sharoitda, shu jumladan geologik sharoitda foydalanish murakkab mikrobial tizim uchun qulay shart-sharoitlarni yaratishni talab qiladi.

Ortiqcha antropogen moddalarning kiritilishi belgilangan tabiiy muvozanatning buzilishiga olib keladi. Sanoat rivojlanishining dastlabki bosqichlarida suv oqimlarida ifloslantiruvchi moddalarni tarqatish kifoya edi, ular tabiiy o'z-o'zini tozalash orqali olib tashlandi. Gazsimon moddalar baland quvurlar orqali havoga tarqaldi. Hozirgi vaqtda chiqindilarni utilizatsiya qilish juda jiddiy muammoga aylandi.

Tozalash tizimlarida suvni organik moddalardan tozalashda aralash mikroflora (aerob bakteriyalar, suv o'tlari, protozoa, bakteriofaglar, zamburug'lar), faol loy, biofilm, kiruvchi moddalarni oksidlovchi tizim yordamida biologik usul qo'llaniladi. Mikrobial aralashmaning vakillari tabiiy suvni tozalash jarayonlarini faollashtirishga yordam beradi. Ammo shu bilan birga, atrof-muhit tarkibining doimiyligi mikroblar jamoasining barqaror ishlashi uchun shart bo'lib xizmat qilishini unutmaslik kerak.

6. Biotexnologik obyektlarni tanlash

mikrobiologik metanogenez organik

Eng qimmatli va faol ishlab chiqaruvchilarni yaratish jarayonida ajralmas komponent, ya'ni. biotexnologiyada ob'ektlarni tanlashda ularning tanlovi hisoblanadi. Tanlashning asosiy usuli - kerakli ishlab chiqaruvchini tanlashning har bir bosqichida genomlarni ongli ravishda qurish. Tanlangan organizmlarning genomlarini o'zgartirishning samarali usullari yo'qligi sababli bu holat har doim ham amalga oshirilmagan. Mikrobial texnologiyalarni rivojlantirishda kerakli foydali belgilar bilan tavsiflangan o'z-o'zidan paydo bo'ladigan o'zgartirilgan variantlarni tanlashga asoslangan usullar muhim rol o'ynadi. Bunday usullar bilan odatda bosqichma-bosqich tanlash qo'llaniladi: tanlashning har bir bosqichida mikroorganizmlar populyatsiyasidan eng faol variantlar (spontan mutantlar) tanlanadi, keyingi bosqichda ulardan yangi, samaraliroq shtammlar tanlanadi va hokazo. Mutantlar paydo bo'lishining past chastotasidan iborat bo'lgan ushbu usulning aniq cheklanishiga qaramay, uning imkoniyatlarini to'liq tugagan deb hisoblashga hali erta.

Blakeslee trispora qo'ziqorinining tabiiy gipersintetik karotinining tanlangan shtammlari hayvonlarning o'sishi va rivojlanishi jarayonlarida, kasalliklarga chidamliligini oshirishda muhim ahamiyatga ega bo'lgan karotinni sanoat ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Trichoderma viridning tanlangan shtammlari fitopatogen zamburug'lar bilan kurashish uchun, ayniqsa issiqxona sharoitida (bodring fusarium, gulli o'simliklar kasalliklari) o'simliklarni etishtirishda ular asosidagi trichodermin preparatini sanoat ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Baccilus megathrtium dan olingan fosfobakterin em-xashak lavlagi, karam, kartoshka va makkajo'xori hosilini oshirishning samarali vositasidir. Ushbu preparatning ta'siri ostida rizosfera tuprog'ida eriydigan fosfor, shuningdek, yashil massadagi fosfor va azot miqdori ortadi.

Allbest.ru saytida joylashgan

Shunga o'xshash hujjatlar

Mikroorganizmlar, hujayra madaniyati, to'qimalar va ularning qismlariga asoslangan biologik jarayonlardan sanoatda foydalanish. Biotexnologiyaning paydo bo'lish tarixi va shakllanish bosqichlari. Asosiy yo'nalishlar, vazifalar va usullar: klonlash, genetik va hujayra muhandisligi.

taqdimot, 22/10/2016 qo'shilgan

Zamonaviy biotexnologiyaning asosiy vazifalari, bo'limlari va yo'nalishlari. Tirik organizmlar yordamida inson uchun zarur bo'lgan mahsulotlar va biologik faol birikmalarni ishlab chiqarish. Genetika, hujayra va biologik muhandislikni o'rganish. Biotexnologiyaning ob'ektlari.

taqdimot, 03/06/2014 qo'shilgan

Ekologik muammolarni hal qilish uchun uglevodorod oksidlovchi mikroorganizmlardan foydalanish xususiyatlari. Suv va tuproqning neft bilan ifloslanishiga qarshi kurashning zamonaviy usullari. Zamburug'lar va aktinomitsetalar sporalari tomonidan amalga oshiriladigan transformatsiyalar. Kooksidlanish va kometabolizm.

muddatli ish, 01/02/2012 qo'shilgan

Mikroorganizmlar - bu faqat mikroskop ostida ko'rish mumkin bo'lgan kichik organizmlar. Genlarni rekombinatsiya qilish usullari. Mikroorganizmlarni tanlash mexanizmi. Sun'iy yo'l bilan genlarni sintez qilish va bakteriya genomiga kiritish texnologiyasi. Biotexnologiyani qo'llash sohalari.

taqdimot, 2012-01-22 qo'shilgan

Yosunlar bakterial o'g'itlarning tarkibiy qismlari va biologik ko'rsatkichlar sifatida. ular tarkibidagi vitaminlar. Chiqindilarni biologik tozalash uchun suv o'tlaridan foydalanish. Ulardan oziq-ovqat qo'shimchalari sifatida foydalanish. Yosunlardan bioyoqilg'i ishlab chiqarish.

taqdimot, 02/02/2017 qo'shilgan

Galofil mikroorganizmlarning fiziologik va biokimyoviy xususiyatlari. Galofil mikroorganizmlar va ularning sanoatda qo'llanilishi. Marmar ko‘li suv namunalaridan galofil mikroorganizmlarni ajratib olish, ularning ko‘pligini aniqlash. Tadqiqot natijalari.

muddatli ish, 06/05/2009 qo'shilgan

Turli xil ekologik omillarning mikroorganizmlarga ta'sirining tabiati va bahosi: fizik, kimyoviy va mikrobiologik. Pishloq tayyorlashda mikroorganizmlarning ahamiyati, yakuniy mahsulot ishlab chiqarishda tegishli jarayonlarni ishlab chiqish, yetilish bosqichlari.

referat, 2014-06-22 qo'shilgan

Bakteriyalar, aktinomitsetalar, xamirturushlar, mog'or qo'ziqorinlarining ko'payish usullariga umumiy nuqtai. Nurlanish energiyasi va antiseptiklarning mikroorganizmlarning rivojlanishiga ta'siri. Oziq-ovqat mahsulotlarining oziq-ovqat kasalliklarining paydo bo'lishidagi o'rni, infektsiya manbalari, profilaktika choralari.

test, 24.01.2012 qo'shilgan

Tayyor dozalash shakllarining mikroflorasi. Dorixonalarda sanitariya-bakteriologik tekshirish ob'ektlari. O'simlik dorivor xom ashyoning mikrobial ifloslanishini aniqlash. Dori vositalarining mikrobial kontaminatsiyasi. Patogen mikroorganizmlarning ta'rifi.

taqdimot, 03/06/2016 qo'shilgan

Ba'zi mikroorganizmlarning turli xil kimyoviy tabiatdagi yog'li moddalarni yo'q qilish qobiliyatini o'rganish. Mahalliy mikroorganizmlarning morfologik, madaniy va fiziologik xususiyatlarini o'rganish, ularning halokatli faoliyatining tahlili va xususiyatlarini o'rganish.

Mikroorganizmlar oziq-ovqat sanoati, maishiy, mikrobiologiya sanoatida aminokislotalar, fermentlar, organik kislotalar, vitaminlar va boshqalar olish uchun keng qo'llaniladi.Klassik mikrobiologik sanoatga vinochilik, pivo tayyorlash, non, sut kislotasi mahsulotlari va oziq-ovqat sirkasi kiradi. Misol uchun, vinochilik, pivo tayyorlash va xamirturush xamirini ishlab chiqarish tabiatda keng tarqalgan xamirturushdan foydalanmasdan mumkin emas.

Sanoat xamirturush ishlab chiqarish tarixi Gollandiyada boshlangan, u erda 1870 yilda birinchi xamirturush zavodi tashkil etilgan. Asosiy mahsulot namligi taxminan 70% bo'lgan siqilgan xamirturush edi, uni faqat bir necha hafta davomida saqlash mumkin edi. Uzoq muddatli saqlash mumkin emas edi, chunki presslangan xamirturush hujayralari tirik qoldi va o'z faolligini saqlab qoldi, bu ularning avtoliziga va o'limiga olib keldi. Quritish xamirturushni sanoatda saqlash usullaridan biriga aylandi. Past namlikdagi quruq xamirturushda xamirturush hujayrasi anabiotik holatda bo'lib, uzoq vaqt saqlanishi mumkin. Birinchi quruq xamirturush 1945 yilda paydo bo'ldi. 1972 yilda quruq xamirturushning ikkinchi avlodi paydo bo'ldi, bu tez xamirturush deb ataladi. 1990-yillarning o'rtalaridan boshlab quruq xamirturushning uchinchi avlodi paydo bo'ldi: novvoy xamirturushi. Saccharomyces cerevisiae, Tez xamirturushning fazilatlarini bir mahsulotda maxsus pishirish fermentlarining yuqori konsentrlangan majmuasi bilan birlashtiradi. Bu xamirturush nafaqat non sifatini yaxshilash, balki eskirish jarayoniga faol qarshilik ko'rsatish imkonini beradi.

novvoy xamirturushi Saccharomyces cerevisiae etil spirti ishlab chiqarishda ham ishlatiladi.

Sharob ishlab chiqarishda noyob sifatlarga ega bo'lgan noyob vino brendini ishlab chiqarish uchun xamirturushning ko'plab turli shtammlaridan foydalaniladi.

Sut kislotasi bakteriyalari tuzlangan karam, tuzlangan bodring, tuzlangan zaytun va boshqa ko'plab tuzlangan ovqatlarni tayyorlashda ishtirok etadi.

Sut kislotasi bakteriyalari shakarni sut kislotasiga aylantiradi, bu esa oziq-ovqat mahsulotlarini chirigan bakteriyalardan himoya qiladi.

Sut kislotasi bakteriyalari yordamida sut kislotasi mahsulotlarining katta assortimenti, tvorog va pishloq tayyorlanadi.

Biroq, ko'plab mikroorganizmlar inson hayotida salbiy rol o'ynaydi, inson, hayvon va o'simlik kasalliklarining patogenlari hisoblanadi; ular oziq-ovqat mahsulotlarining buzilishiga, turli materiallarning yo'q qilinishiga va hokazolarga olib kelishi mumkin.

Bunday mikroorganizmlarga qarshi kurashish uchun antibiotiklar - zamburug'lar, bakteriyalar va aktinomitsetlarning metabolik mahsulotlari bo'lgan penitsillin, streptomitsin, gramitsidin va boshqalar topildi.

Mikroorganizmlar insonni kerakli fermentlar bilan ta'minlaydi. Shunday qilib, amilaza oziq-ovqat, to'qimachilik va qog'oz sanoatida qo'llaniladi. Proteaz turli materiallardagi oqsillarni parchalanishiga olib keladi. Sharqda qo'ziqorin proteazasi asrlar davomida soya sousini tayyorlash uchun ishlatilgan. Hozirgi vaqtda u yuvish vositalarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Meva sharbatlarini saqlashda pektinaza kabi ferment ishlatiladi.

Mikroorganizmlar oqava suvlarni tozalash, oziq-ovqat sanoati chiqindilarini qayta ishlash uchun ishlatiladi. Chiqindidagi organik moddalarning anaerob parchalanishi biogaz hosil qiladi.

So'nggi yillarda yangi ishlab chiqarishlar paydo bo'ldi. Karotenoidlar va steroidlar qo'ziqorinlardan olinadi.

Bakteriyalar biokimyoviy tadqiqotlar uchun ko'plab aminokislotalar, nukleotidlar va boshqa reagentlarni sintez qiladi.

Mikrobiologiya jadal rivojlanayotgan fan bo'lib, uning yutuqlari asosan fizika, kimyo, biokimyo, molekulyar biologiya va boshqalarning rivojlanishi bilan bog'liq.

Mikrobiologiyani muvaffaqiyatli o'rganish uchun sanab o'tilgan fanlarni bilish kerak.

Ushbu kurs oziq-ovqat mikrobiologiyasiga qaratilgan. Ko'pgina mikroorganizmlar tananing yuzasida, odamlar va hayvonlarning ichaklarida, o'simliklarda, oziq-ovqat mahsulotlarida va atrofimizdagi barcha narsalarda yashaydi. Mikroorganizmlar turli xil oziq-ovqatlarni iste'mol qiladilar, o'zgaruvchan yashash sharoitlariga juda oson moslashadilar: issiqlik, sovuq, namlik etishmasligi va boshqalar. Ular juda tez ko'payadi. Mikrobiologiyani bilmasdan, biotexnologik jarayonlarni malakali va samarali boshqarish, uni ishlab chiqarishning barcha bosqichlarida oziq-ovqat mahsulotlarining yuqori sifatini ta'minlash va oziq-ovqat bilan yuqadigan kasalliklar va zaharlanishning patogenlari bo'lgan mahsulotlarni iste'mol qilishning oldini olish mumkin emas.

Shuni ta'kidlash kerakki, oziq-ovqat mahsulotlarini mikrobiologik tadqiqotlar nafaqat texnologik xususiyatlar nuqtai nazaridan, balki ularning sanitariya va mikrobiologik xavfsizligi nuqtai nazaridan ham muhim ahamiyatga ega, sanitariya mikrobiologiyasining eng qiyin ob'ekti hisoblanadi. Bu oziq-ovqat mahsulotlaridagi mikrofloraning xilma-xilligi va ko'pligi bilan emas, balki ularning ko'pchiligini ishlab chiqarishda mikroorganizmlardan foydalanish bilan ham izohlanadi.

Shu munosabat bilan oziq-ovqat sifati va xavfsizligini mikrobiologik tahlil qilishda mikroorganizmlarning ikkita guruhini ajratish kerak:

- o'ziga xos mikroflora;

- nonspesifik mikroflora.

Maxsus- Bu mikroorganizmlarning madaniy irqlari bo'lib, ular muayyan mahsulotni tayyorlash uchun ishlatiladi va uni ishlab chiqarish texnologiyasida ajralmas bo'g'indir.

Bunday mikroflora vino, pivo, non va barcha fermentlangan sut mahsulotlarini ishlab chiqarish texnologiyasida qo'llaniladi.

Nonspesifik Bular atrof-muhitdan oziq-ovqatga kiradigan, ularni ifloslantiradigan mikroorganizmlardir. Ushbu mikroorganizmlar guruhi orasida saprofit, patogen va shartli patogen, shuningdek, mahsulotlarning buzilishiga olib keladigan mikroorganizmlar ajralib turadi.

Ifloslanish darajasi ko'plab omillarga bog'liq bo'lib, ular xom ashyoni to'g'ri sotib olish, ularni saqlash va qayta ishlash, mahsulot ishlab chiqarishda texnologik va sanitariya sharoitlariga rioya qilish, ularni saqlash va tashish.

100 mingdan ortiq ma'lum mikroorganizmlarning faqat bir necha yuz turi sanoatda qo'llaniladi, chunki sanoat shtammi bir qator qat'iy talablarga javob berishi kerak:

1) arzon substratlarda o'sadi;

2) yuqori o'sish sur'atiga ega bo'lishi yoki qisqa vaqt ichida mahsulotning yuqori hosilini berishi;

3) kerakli mahsulotga nisbatan sintetik faollikni ko'rsatish; qo'shimcha mahsulotlarning shakllanishi past bo'lishi kerak;

4) hosildorlik va etishtirish sharoiti talablariga nisbatan barqaror bo'lishi;

5) fag va boshqa turdagi infektsiyalarga chidamli bo'lishi;

6) odamlar va atrof-muhit uchun zararsiz bo'lishi;

7) termofil, atsidofil (yoki alkofil) shtammlar maqsadga muvofiqdir, chunki ular bilan ishlab chiqarishda bepushtlikni saqlash osonroq;

8) anaerob shtammlar qiziqish uyg'otadi, chunki aerob shtammlar etishtirishda qiyinchiliklar tug'diradi - ular aeratsiyani talab qiladi;

9) olingan mahsulot iqtisodiy qiymatga ega bo'lishi va osongina ajratilishi kerak.

Amalda mikroorganizmlarning to'rt guruhining shtammlari qo'llaniladi:

- xamirturush;

- filamentli qo'ziqorinlar (mog'orlar);

- bakteriyalar;

- askomitsetlar.

Qat'iy ma'noda "xamirturush" atamasi taksonomik ma'noga ega emas. Bular uchta sinfga mansub bir hujayrali eukariotlardir: Ascomycetes, Basidiomycetes, Deuteromycetes.

Askomitsetlarga, birinchi navbatda, Saccharomyces cerevisiae kiradi, ularning ma'lum shtammlari pivo, vinochilik, non ishlab chiqarish va etil spirtida ishlatiladi.

Ascomycetes Saccharomyces lipolytica neft uglevodorodlarini parchalaydi va oqsil massasini olish uchun ishlatiladi.

Deuteromycete Candida utilis oqsil va vitaminlar manbai sifatida ishlatiladi va nooziq-ovqat xom ashyosi: sulfit suyuqliklari, yog'och gidrolizatlari va suyuq uglevodorodlarda etishtiriladi.

Deuteromitset Trichosporon cutaneum ko'plab organik birikmalarni, shu jumladan zaharli moddalarni (masalan, fenol) oksidlaydi va oqava suvlarni tozalashda ishlatiladi.

Miselyum qo'ziqorinlari quyidagilardan foydalanadi:

– organik kislotalar olishda: limon (Aspergillus niger), glyukonik (Aspergillus niger), itakonik (Aspergillus terreus), furmarik (Rhizopus chrysogenum);

- antibiotiklarni (penitsillin va sefalosporin) olishda;

– maxsus turdagi pishloq ishlab chiqarishda: Camembert (Penicillium camamberti), Roquefort (Penicillium roqueforti);

- qattiq muhitda gidrolizga olib keladi: sake olinganda guruch kraxmalida, tempeh olinganda soyada, miso.

Foydali bakteriyalar eubakteriyalar deyiladi.

Lactobacillus, Leuconostoc, Lactococcus avlodlarining sut kislotali bakteriyalari sanoatda uzoq vaqtdan beri qo'llanilgan.

Acetobater, Gluconobacter avlodining sirka kislota bakteriyalari etanolni sirka kislotasiga aylantiradi.

Bacillus jinsining bakteriyalari hasharotlar uchun zararli bo'lgan toksinlarni ishlab chiqarish, shuningdek, antibiotiklar va aminokislotalarni sintez qilish uchun ishlatiladi.

Corynebacterium jinsi bakteriyalari aminokislotalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Aktinomisetlardan antibiotiklar ishlab chiqaruvchisi sifatida ishlatiladigan Streptomyces va Micromonospora avlodlari eng vakili hisoblanadi. Qattiq muhitda o'sganda, aktinomitsetlar konidiosporalar zanjiriga differensiallanib, havo gifalari bilan yupqa mitseliy hosil qiladi.

Hozirgi vaqtda mikroorganizmlar yordamida quyidagi birikmalar sintezlanadi:

- alkaloidlar,

- aminokislotalar,

- antibiotiklar,

- antimetabolitlar,

- antioksidantlar,

- oqsillar,

- vitaminlar,

- gerbitsidlar,

- ferment ingibitorlari;

- insektitsidlar,

- ionoforlar,

- kofermentlar

- lipidlar,

- nuklein kislotalar;

- nukleotidlar va nukleozidlar

- oksidlovchilar,

- organik kislotalar

- pigmentlar,

- sirt faol moddalar,

- polisaxaridlar,

- antigelmintik vositalar;

- saratonga qarshi vositalar;

- erituvchilar,

- o'simliklarning o'sish gormonlari

- shakar,

- sterollar va aylantirilgan moddalar;

- temirni tashish omillari;

- farmatsevtik moddalar

- fermentlar

- emulsifikatorlar.

2 BIR HUYAYYALI OQILLAR ISHLAB CHIQARISH

ORGANIZMLAR

2.1 Mikroorganizmlardan foydalanishning maqsadga muvofiqligi

protein ishlab chiqarish

Oziqlanish me'yorlariga muvofiq, odam har kuni oziq-ovqat bilan birga 60 dan 120 g gacha to'liq protein olishi kerak.

Tananing hayotiy funktsiyalarini ta'minlash, hujayralar va to'qimalarni qurish uchun turli xil protein birikmalarining doimiy sintezi zarur. Agar o'simliklar va ko'pchilik mikroorganizmlar karbonat angidrid, suv, ammiak va mineral tuzlardan barcha aminokislotalarni sintez qila olsa, odamlar va hayvonlar ba'zi aminokislotalarni (valin, leysin, izolösin, lizin, metionin, treonin, triptofan va fenilalanin) sintez qila olmaydi. Ushbu aminokislotalar muhim deb ataladi. Ular ovqatdan kelib chiqishi kerak. Ularning etishmasligi odamning og'ir kasalliklarini keltirib chiqaradi va qishloq xo'jaligi hayvonlarining mahsuldorligini pasaytiradi.

Hozirgi vaqtda dunyoda oqsil taqchilligi taxminan 15 million tonnani tashkil etadi. Eng istiqbolli mikrobiologik sintez. Agar qoramollar uchun oqsil massasini ikki baravar oshirish uchun 2 oy kerak bo'lsa, cho'chqalar uchun - 1,5 oy, tovuqlar uchun - 1 oy, keyin bakteriya va xamirturush uchun - 1 soatdan 6 soatgacha. Mikrob sintezi hisobiga oziq-ovqat oqsili mahsulotlarini jahon ishlab chiqarish yiliga 15 ming tonnadan ortiq.

Bir misolni ko'rib chiqaylik: ichak tayoqchasining ikki baravar ko'payishi 20 minut, keyin 20 daqiqadan so'ng bitta hujayradan ikkita qiz hujayra hosil bo'ladi, 40 daqiqadan so'ng - to'rtta "nabiralar", 60 daqiqadan keyin - sakkizta "nabiralar", 80 daqiqadan so'ng - 16 ta "nobiralar". 10 soatu 40 daqiqadan so'ng Yer aholisi soniga to'g'ri keladigan bitta bakteriyadan 6 milliarddan ortiq bakteriya hosil bo'ladi va 44 soatdan keyin 1 10 -12 g og'irlikdagi bir bakteriyadan biomassa hosil bo'ladi. ning 6 10 24 g, bu Yerning massasiga to'g'ri keladi.

Protein va vitaminlar manbai sifatida turli mikroorganizmlardan foydalanish quyidagi omillarga bog'liq:

A) mikroorganizmlarni, shu jumladan ishlab chiqarish chiqindilarini etishtirish uchun turli xil kimyoviy birikmalardan foydalanish imkoniyati;

B) yil davomida olib boriladigan mikroorganizmlarni ishlab chiqarishning nisbatan sodda texnologiyasi; uni avtomatlashtirish imkoniyati;

C) mikrob preparatlarida oqsil (60...70% gacha) va vitaminlar, shuningdek, uglevodlar, lipidlarning ko'pligi;

D) o'simlik oqsillari bilan solishtirganda muhim aminokislotalarning yuqori miqdori;

E) mahsulotning oqsil va vitamin qiymatini yaxshilash maqsadida mikroorganizmlarning kimyoviy tarkibiga yo'naltirilgan genetik ta'sir ko'rsatish imkoniyati.

Mikroorganizmlarga asoslangan oziq-ovqat mahsulotlarini sanoat ishlab chiqarish uchun ehtiyotkorlik bilan biotibbiyot tadqiqotlari talab etiladi. Bunday mahsulotlar odamlar va hayvonlarga kanserogen, mutagen, embriotrop ta'sirni aniqlash uchun keng qamrovli sinovdan o'tishi kerak. Toksikologik tadqiqotlar, mikrobial sintez mahsulotlarining hazm bo'lishi ularni ishlab chiqarish texnologiyasining maqsadga muvofiqligining asosiy mezonidir.

Xamirturush, bakteriyalar, suv o'tlari va filamentli zamburug'lar oqsillarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Xamirturushning boshqa mikroorganizmlarga nisbatan afzalligi ularning ishlab chiqarish qobiliyatidir: infektsiyalarga chidamliligi, hujayralarning kattaligi tufayli muhitdan ajralish qulayligi. Ular lizin, treonin, valin va leytsinga boy oqsillarni 60% gacha to'plashga qodir (bu aminokislotalar o'simlik ovqatlarida kam uchraydi). Nuklein kislotalarning massa ulushi 10% gacha, bu organizmga zararli ta'sir ko'rsatadi. Ularning gidrolizlanishi natijasida ko'plab purin asoslari hosil bo'ladi, ular keyinchalik siydik kislotasi va uning tuzlariga aylanadi, bu esa urolitiyoz, osteoxondroz va boshqa kasalliklarning sababi hisoblanadi. Qishloq xo'jaligi hayvonlarining ozuqasiga xamirturush massasini qo'shishning optimal darajasi quruq moddalarning 5 dan 10% gacha. Xamirturush oziq-ovqat va ozuqa uchun ishlatiladi.

Bakteriyalarning afzalliklari yuqori o'sish tezligi va oqsilning 80% gacha sintez qilish qobiliyatidir. Olingan oqsilda ko'plab etishmaydigan aminokislotalar mavjud: metionin va sistein. Kamchiliklari - hujayralarning kichik o'lchamlari va ularning madaniy muhitda past konsentratsiyasi, bu izolyatsiya jarayonini murakkablashtiradi. Ba'zi bakterial lipidlar toksinlarni o'z ichiga olishi mumkin. Nuklein kislotalarning massa ulushi 16% gacha. Faqat ozuqa maqsadlarida foydalaniladi.

Yosunlarning afzalliklari aminokislotalar tarkibi bo'yicha to'liq bo'lgan oqsilning yuqori miqdori, 65% miqdorida to'planishi, suv o'tlarining madaniy muhitdan oson ajratilishi, nuklein kislotalarning past miqdori - 4% (taqqoslash uchun - yuqori o'simliklarda 1 ... 2%). Yosunlar oziq-ovqat va ozuqa maqsadlarida ishlatiladi.

Mushak qo'ziqorinlari an'anaviy ravishda Afrika mamlakatlarida, Hindiston, Indoneziya, Xitoy va boshqalarda oziq-ovqat mahsuloti sifatida qo'llaniladi. Ularda 50% gacha protein to'planadi, aminokislotalar tarkibiga ko'ra, hayvonlardan kelib chiqqan oqsilga yaqinlashadi, B guruhi vitaminlari.Hujayra devorlari yupqa va oshqozon-ichak traktida oson hazm qilinadi.hayvonlarning ichaklari. Nuklein kislotalarning massa ulushi 2,5% ni tashkil qiladi.

1985 yildan boshlab mikrob oqsili oziq-ovqat sanoatida turli mahsulotlar va yarim tayyor mahsulotlar ishlab chiqarish uchun qo'llanila boshlandi.

Oziq-ovqat ishlab chiqarishda mikrobial oqsildan uchta asosiy foydalanish ko'rib chiqiladi:

1) butun massa (hujayra devorlarini yo'q qilmasdan);

2) qisman tozalangan biomassa (hujayra devorlarini yo'q qilish va kiruvchi komponentlarni olib tashlash ko'zda tutilgan);

3) biomassadan ajratilgan oqsillar (izolatlar).

JSST (Jahon sog'liqni saqlash tashkiloti) mikroorganizmlarning oqsilini oziq-ovqatda ishlatish mumkin degan xulosaga keldi, ammo kattalar ratsioniga oqsil bilan kiritilgan nuklein kislotalarning ruxsat etilgan miqdori kuniga 2 g dan oshmasligi kerak. Mikrob oqsilining kiritilishi salbiy oqibatlarga olib kelmaydi, ammo allergik reaktsiyalar, oshqozon kasalliklari va boshqalar paydo bo'ladi.

Kategoriyalar

Muharrir tanlovi