Мелассалы ерітінді концентрациясыны

Ортадағы қанттың концентрациясы мелассаны қосумен сипатталады, ол қою мелассаның массасына ортадағы культураның көлеміне қатынасымен анықталады, ашытқыны өсіру аппаратында өңдейді. Қазіргі таңда көптеген шетел және отандық заводтарда ашытқыларды Кр=8-10 болған жағдайда өсіреді, культуралды ортада қанттың концентрациясы 5-6 % құрайды.

Оттегі қиын еритін газдарға жатады. Орташа қысымда және 30⁰С температурада 1 литр суда 7,52 мл оттегі ериді.

Культуралды ортаны жасушамен аэрирлеу процесін система түрінде көрсетуге болады, ол екі бөлімнен тұрады және қозғалмалы тепе-теңдікте болады:

1. 
   Сұйықтағы оттегінің еруі - К_v ұзындығымен сипатталады.
   
2. 
   К_r ұзындығымен сипатталады.
   

С₄ – қанттың ерітілген оттегінің концентрациясы, м Моль/л;

Kl – сұйықтықтағы коэффициентінің ауысуына пропорциональды константы.

а – газ - сұйықтықтың жоғарғы бөлігінің ауаны, см².

Культуральды ортада оттегінің еру жылдамдығы ашытқыда оны қолдану жылдамдығынан аз болмауы керек. Тек осы жағдайда ғана өсуі орташа жүруі мүмкін.

Егер ашытқылардың өсу жылдамдығы мөлшерлі болса, онда биомассаның жиналу процесімен сипатталады, экономикалық жағынан сипаттамасы ретінде шикізатты қолдану коэффициенті болып табылады немесе ашытқыдағы биомассаның шығуымен сипатталады, % бойынша ашытқылардың шығуын төмендегі формуламен есептейді;
В=Д*100/М
Мұнда: М – шығындалған шикізаттың мөлшері, кг.

Д – ашытқылардың алынған мөлшері, кг.

Тәжірибе барысында ашытқының шығу құрамында 46 % қант бар мелассаға қатынасымен (М₄₆) есептейді, негізгі көңіл аударғаны СВ құрамының есебімен және ашытқылар болып табылады.

Шетелдерде ашытқының шығу құрамында 50% қант (М₅₀) бар мелассаға қатынасымен есептейді.

Осыған байланысты отандық зауыттардағы ашытқылардың шығу мөлшері төмен, шетел өндірістерінде жоғары болады, сонымен бірге алынған ашытқының мөлшері және жұмсалған мелассалары бірдей болған жағдайының өзінде шетелдеріне қарағанда төмен мөлшерде болады.

Ашытқы тіршілігіне қоршаған факторлары үнемі әсер етіп отырады. Олар температура, рН ортасы, құрғақ заттар концентрациясы, культруалды ортаның оттегімен қамтылуы, т.б. заттар.

Жоғарыда көрсетілген факторлар жасушаға қолайлы немесе қолайсыз әсер етуі мүмкін. Микроорганизмдерге әсер етуіне қарай факторлардың үш түрін ажыратады: минимальды, оптимальды, максимальды.

Микроорганизмдер тіршілігіндегі барлық процестер оптимальды факторлардың жағдайында жақсы жүреді. Егер қандайда бір фактор минимумнан төмен болса, организм дұрыс жетілмейді.

Температура жасушадағы зат алмасулар процесінің интенсивті өтуін анықтайды. Нан ашытқысындағы оптимальды температура 21-34⁰С. Қазіргі уақытта жаңа оптимальды температура алынды – 38⁰С температурасының оптимальды жағдайдан жоғарлауы алынатын өнімнің сапасын төмендетеді, ал төмендеуі ашытқының көбеюінің активтілігін төмендетеді.

Ортаның активті қышқылдығы рН орта. Ашытқылардың тіршілігіне рН орта айтарлықтай әсерін тигізеді. рН-тың көлеміне қоректік ортаға түсуі, ферменттердің активтілігі, витаминдердің түзілуі, ашытқы жасушаларының өсуі байланысты.

Нан ашытқысының жақсы өсуі рН-тың 4,5-5,5 мәнінде ие болады. Аппаратты жүктегенде және процестің бірінші кезеңінде рН ортаны 4,5-4,6 деңгейінде ұстау керек.

Құрғақ заттар концентарциясы. Ашытқылардың көбеюінің активтілігі қоректенуге, осмостық қысымға ба йланысты. Сахаромицет ашытқыларының жасушасының осмостық қысымы 0,8-0,12 МПа. Ол ашытқылардың концентрлігі жоғары ортасында жоғарылайды.

Культуралды ортаның аэрациясы. Кез – келген микроорганизмнің тіршілігінің тұрақты болуы үздіксіз түсіп отыратын энергияға байланысты. Оны ашытқы жасушасы ашу мен тыныс алу процесінен алады. Бұл процестер бір-бірімен байланысты. Ашытқы жасушаларындағы ферментация процесінің не ашу, не тыныс алу аймақтарына бағытталуы мүмкін.

Ферментациялық процесс интенсивті аэрациялау жағдайына биомасса жинауға бағытталады. Ортадағы еріген оттегінің жетіспеуінде тыныс алу процесімен бірге ашу процесі де жүреді. Онда ашытқылармен бірге спиртте жиналады. Ортада оттегі аз болған сайын ашытқы мен спирттің жиналуы азаяды.

Ашытқы өндірісіндегі жұмысшылардың мақсаты, тауарлы ашытқы өндіруді биомасса синтезіне бағыттап, спирт пайда болуын жою.

Химиялық заттар. Химиялық заттар ашытқыларға әртүрлі әсер етеді. Ол культуралды ортаның концентрациясына байланысты.

Культуралды ортаға химиялық заттар шикізатпен бірге (меласса, аммоний сульфаты, диаммонийфосфаты және т.б.), күкірт қышқылымен немесе залалсыздау аппараты жуу арқылы келеді. Оларға сульфидтер мен сульфаттар, фтор, мыс, нитриттер, фенолдар, пирокатехин және кейбір бейорганикалық заттар жатады.
1.1.6 Ашу процесі
Тотығу – тотықсыздану процесі ашу процесі деп атайды. Процестің жүру кезінде АИФ түзіледі. Ашу процесі кезінде сутегі доноры және акцептор қызметін ашу процесі нәтижесінде түзілетін органикалық қосылыстар атқарады.

Ашу процесінің қоздырғыштары – облигатты анаэробты микроорганизмдер. Ол тек қана анаэробты жағдайда жүреді. Ашу процесінің оттегінсіз жағдайда жүретін 1860 жылы Л. Пастер ашқан.

Әрбір ашу процесі екі кезеңнен тұрады. 1-кезеңінде глюкоза пирожүзім қышқылына айналады да, 2 молекула сутегі субстраттан бөлініп шығады.

С₆Н₁₂О₆ 2СН₃СОСООН + 2Н₂

Көмірсу пирожүзім сутегі

қышқылы
2-кезеңінде пирожүзім қышқылының сутегі тотықсыздандырады да спирт немесе қышқылдар түзіледі.

Бірінші жолы – Эмбден-Мейергоф-Парнас немесе фруктозадифосфат жолы. Оны гликолиз деп атайды. Бұлар бактерияда анаэробты облигатты және факультативті анаэробты организмдерде табылған.

Екінші жолы – пентозофосфат жолы. Ол көптеген прокориот және эукориот организмдерде кездеседі.

Үшінші жолы – Энтнер-Дудоров. Ол көбінесе аэробты бактериялардан табылды.

| |

| |

| |

| гексазокиназа

H – COH H – COH

| |

| |

глюкоза глюкоза 6-фосфат

2. Екінші реакция. Глюкоза 6-фосфат глюкофосфатизомераза ферментінің әсер етуімен фруктоза 6-фосфатқа айналады.

2. ОН H₂COH

| |

| |

| |

| |

| |

| фруктоза 6-фосфат

H₂C – O – PO₃H₂

глюкоза 6- фосфат

| |

| |

| +АУФ АЕФ+ |

H – CОH O фотофруктокиназа H – COH О

| |

| |

фруктоза 6- фосфат фруктоза 1,6-фосфат

4. Фруктоза 1,6 екі фосфат альдозала ферменті арқылы үш көміртекті қантқа бөлінеді (үш фосфоглицерин альдегидке және екі оксиацетон фосфатқа):
Н₂С - О – РО₃Н₂

|

C – OH H₂C – O – PO₃H₂ HC = O

HO – CH C=O + HC – OH

| O | |

H – COH альдолаза H₂C – OH H₂CO - PO₃H₂

|

H – C

H₂C – C – O – PO₃H₂ фосфат альдегид

| |

| |

|

H₂C – O – PO₃H₂

| |

| + НАД |

H – C – OH глицеральдегид 3, H₂C – O – PO₃H₂

| осфат дегидрогеназа

H₂C – O – PO₃H₂
Одан кейін 3-фосфоглицеринальдегид 2 атом сутегі алынады да НАД-қа тасымалданады. Бұл тотығу реакциясы деп аталынады.
7.

C = O C = O

| S ферменті | O – PO₃H₂

H – C – OH + H₃PO₄ H – C – OH + HS фермент

| |

H₂C – O – PO₃H₂ H₂C – O – PO₃H₂

8. C = O C = O

| O – PO₃H₂ | OH

H – C – OH + АЕФ HC – OH + АУФ

| фосфоглицерат- |

H₂C – O – PO₃H₂ киназа H₂C – O – PO₃H₂

3-фосфоглицерин қышқылы
1,3 екі фосфор қышқылы фосфоглицераткиназа ферменті арқылы АЕФ-пен қосылып АҮФ және 3 фосфоглицерин қышқылы түзіледі.
9.

C = O C = O

| OH | OH

HC – OH H - C – O - PO₃H₂

| фотоглицера- |

H₂C – O – PO₃H₂ леутаза H₂C – OH

3-фосфоглицерин қышқылы 2-фосфоглицерин қышқылы
Одан кейін 3 фосфоглицерин қышқылы фосфотглицеромутаза ферменті арқылы 2-фосфоглицерин қышқылына изомерленеді.
10. COOH СООН

| - H₂O |

H – C – O – PO₃H₂ енолаза C – O – PO₃H₂

| |

2-фосфоглицерин қышқылы фосфофенол жүзім қышқылы

| |

| |

12. COOH СООН

| |

C – OH C=O

CH₂ CH₃

этанол жүзім қышқылы жүзім қышқылы

Энолпирожүзім қышқылы өз бетімен тұрақты пирожүзім қышқылына айналады.

Қантттың пирожүзім қышқылына айналуы кезінде Эмбден-Мейергоф-Парнас жолымен бос энергия бөлінеді, АҮФ 4 молекуласының түзілуіне жеткілікті мөлшерде түзілген 2 молекула АҮФ фруктоза 1,6 фосфатқа 4 молекула АҮФ. Осы бөлінген АҮФ 2 молекуласы қантты ыдыратып, 1,6 фруктоза – екі фосфатқа айналдырады, ал қалған екі молекуладан АҮФ синтездеуге жұмсалады.

Пентозофосфат жолы. Эмбден-Мейергоф-Парнас жолынан бұл жолдың айырмашылығы сол, бұнда көмірсулар ыдырау барысында бірден пирожүзім қышқылы түзілмейді. Мұнда субстраттың бір көміртегі атомы тотығып, көмір қышқыл газы күйінде бөлініп шығады. Бірінші реакция глюкозаның фосфорлануы нәтижесінде глюкоза – 6 фосфат түзіліп, соңынан ол дегиратацияланады. Осымен қатар НАДФ тотықсызданады да 6-фосфоглюкон қышқылы түзіледі. 6-фосфоглюкон қышқылы тотығу декарбоксилану барысында Д-рибулозо – 5-фосфат деп аталатын пентозофосфат пайда болады. Бұл қосылыстан изомерлену арқылы Д-ксилулозо – 5-фосфат және рибозо – 5-фосфат түзіледі. Бұдан әрі осы қосылыстар бірқатар реакциялардың әсерінен өзгеріске ұшырап, ақыр аяғында глюкоза – 6-фосфат түріне оралады. Кейбір зерттеушілер көмірсулар ыдырауының пентозофосфат жолының бір кезеңінде Эмбден-Мейергоф-Парнас ыдырау жолына көшеді деген пікірлер айтып жүр.

Сонда алты молекулалы глюкоза пентозофосфат жолы арқылы өзгеріске ұшырағанда глюкоза – 6-фосфаттың бір молекуласы толық көмір қышқыл газына дейін тотығады және НАДФ+-тың алты молекуласы НАДФ·Н дейін тотықсызданады.

Пентозофосфат жолының негізгі мақсаты: 1) нуклеин қышқылдарын синтездеу үшін қажетті пентозалармен қамтамасыз ету; 2) микроб жасушасында түрлі биосинтетикалық реакциялар үшін керекті НАДН·Н көбірек түзілуін қамтамасыз ету.

Глюкозаның пирожүзім қышқылына дейін ыдырауының үшіншісі Энтнер-Дудоров жолы арқылы жүзеге асуы мүмкін. Мұнда алдымен гексокиназа ферментінің қатысуымен глюкоза фосфорланады. Осыдан шыққан өнім глюкоза – 6-фосфат 6-фосфоглюкон қышқылына дейін тотығады да, сусызданып, 2-кето 3-дезокси 6-фосфоглюкон қышқылына айналады. Бұл өнім альдолаза ферментінің әсерінен пирожүзім қышқылы мен 3-фосфоглицерин альдегидіне ыдырайды. Одан әрі субстратқа Эмбден-Мейергоф-Парнас жолындағы ферменттер әсер етіп, пирожүзім қышқылының екінші молекуласы түзіледі. Сонда Энтер-Дудоров жолымен глюкоза ыдырағанда бір молекула АҮФ мен екі молекула НАД·Н пайда болады. Осы жолмен глюкозаны ыдыратушы бактериялардың пирожүзім қышқылынан сүт және басқа қышқылдарды түзетін қажетті ферменттері болмайды. Бұл жол көбінесе аэробты микроорганизмдер тіршілігіне тән.
1.1.7 Ашытқы биомассасы синтезінің механизмі
Соңғы кезде бірнеше рет жұмыс істеудің және зерттеудің нәтижесінде ашытқылардың құрамындағы ақуыз заттардың синтезінің сызба нұсқасы ұсынылған. Бастапқыда Эмбден-Мейергоф-Парназ сызба нұсқасы немесе пентозофосфат тізбегі бойынша қанттың пирожұзім қышқылына дейін ыдырау процесі жүреді.

Кербыс тізбегі бойынша пирожүзім қышқылы шавельді сірке қышқылына айналады да аммиакпен байланысып жасушаның негізгі ақуызды құрамы болып табылатын аспаршы қышқылын береді.

Ақуыз синтезінің процесі жасуша ядросымен бақыланатыны белгілі. Бұл жерде негізгі роль нуклейн қышқылдары айналатынын біз Ф.Мишердің фундаментальді зерттеулерінің нәтижесінен көруге болады.

Нуклейн қышқылының екі түрі бар дезоксирибонуклейн қышқылы ДНҚ және рибонуклейн қышқылы РНҚ. Олардың құрылысынан және функциясына ажыратуға болады. РНҚ күрделі полимерлі құрылысы, яғни 18000-нан 2 000 000 дейін молекулярлы массасы бар химиялық құрылымы жағынан полинуклейд болып келеді.

Нуклеотид үш молекуладан құралған: сахаррибозадан, азотты құрылымнан және фосфорлы қышқылдан тұрады. Сонымен қатар нуклеотидтің төрт түрдегі түрі болады, олар азотты құрылымымен бір – бірінен ерекшеленеді. Мұндай құрылым төртеу: пуринді-аденин және гуанин, пиримидті-цитозид және уромил.

РНҚ спиральді құрылысты және нуклеотид қатарынан тұратын, олар нуклеотид бірінші рибозосынан, екінші фосфор қышқылының оттекті байланысымен құралатын тізбекті құрайды.

ДНҚ-ның құрылысы көбінесе РНҚ-ның құрылысына ұқсас болып келеді, бірақ оның құрамында молекулярлы массасы (4-8 млн) жоғары болады. Сонымен қатар ДНҚ нуклеотидтен тұрады, оның құрамына негізгі пуриндер және пиримиддиндер, көміртектер және фосфор қышқылы кіреді.

Соңғы он жыл ішінде жасушадағы (1) ақуыз синтезіндегі нуклеин қышқылының ролі рибосома процесінде жүретіні туралы теория пайда болды.

Ақуыз синтезі нәтижесінде ашытқыдағы жасушаның бір массасының өсуі байқалады, осының әсерінен басталады.

Бастапқыда жасуша бөліктері бөлініп, нәтижесінде сондай байланыста ферменттер спецификалық әрекетін түзіп, соңы азая бастайды. Жасуша протоплазмасы әлсіренген бөліктеріне еніп, кейіннен бастапқы протоплазманың түйіршіктерінің төбесінде аналық жасушалардың өсу процесі басталады және бүршіктері біртіндеп көбейе бастайды. Бүршіктену бастапқы жасушадан аналық жасушаны бөліп алған кезде тоқтайды.

Осы уақытқа дейін бір аналық жасушадан қанша бастапқы жасуша түзілетін туралы сұраққа жауап жоқ. А.Кукпаның мәліметтері бойынша, сахарамицет ашытқысының жасушасы орташа есеппен 25 жаңа жасуша түзетінін білеміз. Кейбір жағдайда 40-қа дейін өседі. Электронды микроскоп көмегімен ескі жасушаны зерттеген кезде кескіндерінің соңы көп екені анықталды.

Жас жасуша берілген рассаның көлеміне және жасушаның ұзындығына дейін өсіп, бүршіктенуі басталады, бұл процесс генерацияның жалғасуы деп атайды. G ол төмендегі теңдеумен анықталады.

М – ашытқылардың саны

t-t₀ – уақытысы

Бұл теңдеудегі биомассаның жиналу жылдамдығының коэффициентімен логарифмдік қатынаста ашытқылардың өсу жылдамдығының меншікті формуласын М аламыз.

Ашытқылардың Крегер Ван Рия классификациясын осындай әдіспен өзгертіп қарастырған.

Қазіргі кезге дейін сыра ашытушылар ашытқылардың екі түрін қарастырған: Saccharamyces cerevisae және Saccharamyces сarlsbergensis. Бұларға төмен температурада «жұмыс істейтін» (6-15⁰С температурада) ашытқыларды жатқызды. Олар қоректік ортаның 18-22⁰С температурасында ашытып, соңында ашыған сұйықтықтың беткі қабатына жиналады.

1980-ші жылдардың басында таксономистер сыра ашытуда қолданылатын ашытқыларды олардың ДНҚ қасиеттеріне негіздеп оларды S.cerevisiae қатарына жатқызды.

Ашытқылар бір жасушалы ашытқыларға жататындықтан саңырауқұлақтар классификациясына біріктірілген. Алайда олар жеке систематикалық бірлікке біріктірілмеген бірақ 3 класқа бөлінген:

1. Аскомицеттер

2. Базидомицеттер

3. Бластомицеттер

Бұл классификациялар әдетте вегетативті өсуі мен споралардың табиғатына қарай жіктелген. Олардың өндірістегі маңызы өте зор, сондықтан олардың көбею процестері соңғы кездері терең зерттелуде.
1.1.9 Патенттік мәліметтер
Тамақ биотехнологиясында, соның ішіндегі нан ашытқысы өндірісіндегі зерттеулер жатады.

Өндірістік ашытқыны шығаруды арттыру, сапасын жақсарту, суды үнемдеу, қамырды ашыту ұзақтығын қысқарту, өнімділігін арттыру, пісірілген нан сапасын арттыру үшін қазіргі заманға сай жаңа әдістерді және тәсілдерді өндіріске өңдеп енгізу.

Ашытқы сапасын арттыру үшін жаңа ашытқы штамдарын ұсынылған. Престелген ашытқыны дайындауда қолданылатын ашытқы штамы Saccharamyces cerevisae. Мұндағы мақсат жоғары ашыту активтілігіне және көтерілу күшіне ие ашытқылар штаммасын алу болып табылады. Нан ашытқылары штаммасы Saccharamyces cerevisae Р-21 престелген ашытқылардағы көтерілу күші 34-42 минут, ал тірі жасушалар саны немесе мөлшері 86-90 %.

Өнеркәспітік өнімнен ашытқыны сипаттау әдісі. Өнеркәсіптік ашытқы штамдарының идентификациясы үшін 4 әдістің эффективтілігіне сәйкес келді. Тәжірибеде ашытқының 5 штамы алынды. Бразилияда этанол өндірісінде (~99% ашытқы осы мақсатта қолданылады) және ашытқы штамдары қолданылады. Сыра алудың әртүрлі 5 өндірісінен бөлінетін сыра, Бразилия нарығының 95 % құрайды. Сыра ашытқысының идентификациясы үшін барлық әдістер эффективті болып табылады. Тамақ этанол өндірісінде қолданылатын штамдарға сипаттама бергенде ең жақсысы SDS-PAGE және RAPD анализі болды. Бұл штамдар жоғары генетикалық деңгеймен ерекшеленеді. Олардың барлығы S. Cerevisae штамы сияқты белгілі.

Ашытқыны өңдеу әдісі. Тамақ өнеркәсібінде соның ішінде спирт және сыра қайнату салдарына қатысты. Ашытқы суспензиясын өңдеуде инфрақызыл сәулелеріне қолданылады. Оның ұзындығы 0,8-2 мкм, 45-55⁰С температурада 20-180 тәулік аралығында жүреді. Бұл әдіс ашытқының ашыту активтілігін 1,3-1,8 есе жоғарлатады және ашу ұзақтығын 10 тәулікке қысқартады.

Экзогенді фермент концентрациясында нан ашытқысының өсуіне РНҚ-аза Bacillus intermedius әсері. Ашытқы клеткаларын көбейту үшін, Bacillus intermedius РНҚ-аза 10,001 мкг/мл микроазық ретінде қолданады. Оның Saccharamyces cerevisae культурасының өсуіне РНҚ-азаның ингибирлеуші әрекетін жоғарғы дозасына қосқанда процесс қысқа мерзімде болады. Микро және макродоз әрекетімен РНҚ-аза популяциялағанда клетка деңгейі мынадай болады: (G1 – стадия) бірінші жағдайда төмендету, екінші жағдайда оларды санына байланысты жоғарлату.

Тамақ өнеркәсібіндегі автолизді ашытқы және бактериялар. Жасуша ашытқысының автолизі фермент ішіндегі жасуша активтілігімен байланысты, әсіресе протеаз, ол гидролизге және комплексті қосылыстардың еруіне жол береді. Қосылыстар ортаны босататын, төменгі молекулярлық массамен және биологиялық активтіліктің қатысынсыз сипатталады. Бактерияның автолизі фермент активтігіне байланысқан, жасуша қабырғасының бұзылуына және ортаның биологиялық активті қосындысының босатуға алып келеді. Автолиздің әсер етуі ферментативті тамақ өнімдерінің құрамына және тұрақтылығына әрбір жағдайда әр түрлі болып келеді.

Нан ашытқысының қасиетіне Saccharamyces cerevisae әсері. Нан ашытқы өндірісі ұзақ процесс болып саналады, мұндайда биомасса бірнеше стадияда жиналады. Жұмсалған шикізаттың саны көлемі және биомассаның өсу саны стадиядан стадияға өсуде, көбею 4-6 стадия лабораторияларында стадияларында 2-5 стадия цехта чн және Sr. Н жүргізіледі. Чк және сч. Н ашытқыдан тауарлы ашытқы 2-3 стадиядан алынады. Нан пісіру ашытқылары өндірісінде қоректену ортасы болып түрлі қосындылар мен микроэлементтері бар азот және фосфор құрамдас қоректендіргіш тұздар мен қызылша мелассаның ерітінділері табылады.

Престелген ашытқыны ашытқы сүтіне технологиялық процесте алмастырудың болашағы қарастырылған. Өнімділігі жоғары ашытқы сүтімен алмастырылғандағы сынама ылғалдылықтың жоғалу көрсеткішінің жақсы екенін көрсетті. Лабораториялық мәліметтер бойынша өндірістік жағдайда нан ашытқысын алуға болатынын көрсетті. Престелген ашытқыны сүтімен араластыру технологиялық процестің ұзақтығын қысқартады және дайын өнімнің сапасын жоғарлатады.

β – галактозадағы процент үшін – Thermoanaerobium бактериясын қоректік ортадан алады. Ол фермент синтезін жоғарлатады. Оптимальды жағдайда сулы экстрактан β – галактозидаза фермент препаратын алғанда, экстракт жасушасында 1 көлемде этил спирті түседі. Фермент 5 рет тазаланады.

Микроорганизмді сақтауға, жиналуға, бөліп алуға, сондай-ақ биологиялық активтік затты алу үшін қоректік орта қолданылады, ол қажетті қоректік затты құрап қана қоймайды, сонымен қатар ол микроорганизм өмір сүретін орта болып саналады.

Культивирлеуге арналған ортаға компоненттің белгілі сандық және сапалық құрамы немесе жеке элементі (азот көзі, көміртегі, фосфор, микроэлементі, витамин және т.б.) қосылып қана қоймайды, сондай-ақ физика-химиялық және физикалық факторлар (қышқылдық активті, тотығу-тотықсынздану потенциалы, температурасы, аэрациясы және тағы басқалары) кіреді. Осы факторлардың барлығын бірге және әрқайсысын жеке алғанда микроорганизмдердің дамуына маңызды роль атқарады және олармен жеке физиологиялық және биохимиялық функция сезіледі. Осы факторлардың біреуі егерде өзгерсе онда ортада басқасының өзгеруіне әкеліп соқтырады.

Микроорганизмнің зат алмасуына конструктивті алмасу (жасуша затының биосинтез) және энергетикалық алмасу (энергия алу) жатады. Бұл процестер жасушада химиялық реакция түрінде жүреді. Мұндайда конструкциялауда және энергетикалық мақсатта бір ғана және сол зат қолданылады.

Қоректік орта микроорганизмнің оптимальді өсуін қамтамасыз ететін негізгі затты құрауы керек. Биосинтез іске асырылу үшін, жасуша өсуінде және көбеюінде химиялық элементтің бәрін құрайтын қажетті мөлшерді алу керек.

Saccharamyces cerevisae штамы спирт алуда және нан ашытқыларының биомассасында кездеседі. Спирт және нан ашытқы микробиологиясында қолданады. У 2283 Saccharamyces cerevisae селекцирленген штамы нан ашытқысының биомассасында және спирт өндірісінде қолданылады. Штамм жоғары глюкоамилазалы активтілікпен (1-1,25 бір/мл) сипатталады. Нан ашытқысының биомассасында және спирт өндірісінде крахмалы бар шикізатты қанттандыру кезінде глюкоамилаза қолданылады.

Престелген ашытқыны нан ашытқысында және сүт өнімдерінде қолдану.

Престелген ашытқыны ашытқы сүтіне технологиялық процесте алмастырудың перспективасы қарастырылған. Өнімді ашытқы сүтімен алмастырылғандағы сынама ылғалдылықтың жоғалу көрсеткішінің жақсы екенін көрсетті. Лабораториялық мәліметтер өндірістік жағдайда нанды алуға болатынын көрсетті. Престелген ашытқыны сүтімен алмастыру технологиялық процестің ұзақтығын қысқартады және дайын өнімнің сапасын жоғарлатады.

«Магарач», Ивив коллекциясынан өнеркәсіптік ашытқыларды морфологиялық қасиетін салыстыру арқылы баға беру. Зерттеушілердің көпшілігі зерттеу жұмысын бұрын да және қазіргі кезде – ашытқының таза культурасын бөлуге арнап отыр. Себебі өндіріске қажетті жаңа форманы алу. Штамдарды салыстырғанда жасушалардың ақуыздарының электрофорезасы сенімді және де ашытқы штамдарын идентификациялағанда топтарға бөлу үшін эффективті әдіс болып табылады.

Жасуша ашытқысының автолизі фермент ішіндегі жасуша активтілігімен байланысты, әсіресе протеаз, ол гидролизге және комплексті қосылыстардың еруіне жол береді. Қосылыстар ортаны босататын, төменгі молекулярлық массамен және биологиялық активтіліктің қатысынсыз сипатталады. Бактерияның автолизі фермент активтігіне байланысқан, жасуша қабырғасының бұзылуына және ортаның биологиялық активті қосындысының босатуға алып келеді. Автолиздің әсер етуі ферментативті тамақ өнімдерінің құрамына және тұрақтылығына әрбір жағдайда әр түрлі болып келеді.

Нан ашытқысының Lactobacillus spp. арқылы ингибирленген ашытқыдан алу.

Lactobacillus қарама-қарсы штамм барын анықтады. Ашытқылар Saccharamyces cerevisae арқылы идентифицирленеді және (10 немесе 17) біреулеп Candida pseudotropicals C.Krusei, C.Jipolytica, С.Lusitanie. С.ciferri, Torulopsis glabrata, Rhodotula штамы бөлінген. Lactobacillus штамы S.cerevisiae штамына қарама – қарсы актуальды екені дәлелденген. Штамдарды салыстырғанда жасушалардың ақуыздарының электрофорезасы сенімді. Олардың барлығы S.cerevisiae штамы сияқты белгілі. Biochem, Erg, Tianjin Univ, Tianjin. Diseases Res. Dep. Ankara.

1.2 Жобаланатын өндірісті техникалық – экономикалық негіздеу
1.2.1 Құрылыс ауданын және орнын таңдау
Құрылыс орны ретінде кеңес өкіметі кезіндегі гидролиз зауытының орнын таңдадық. Ол құрылыс тұрғызуға қолайлы болып отыр, себебі нан ашытқысы өндірнісі үшін темір жолға жақын.

Нан ашытқысының шикізаты меласса Джамбулдың қант зауытының үлкен цестерналармен әкелінеді, қалған қоректік орта үшін қолданылатын тұздар қаптара қапталып булып түйілген күйінде әкелінеді.

Бұрынғы гидролиз зауыты Шымкент қаласының ішінде орналасқан темір жол станциясының оңтүстік шығысында орналасқан, темір жолдың үш бұрышының қиылысынан 435 м қашықтықта тұрады.

Зауыттың аумағының рельефі қолайлы және жоғарғы дәрежеде, жоғарғы белгісі 542,0 – 545,0 м жетеді. Орман топырағынан жалаған 30 м тереңдікте.

Зауыттың өндіріс аумағында негізгі және көмекші өндірістер және қызметкерлерге және көмекшілерге қызмет орындары тұрғызылған. Құрылыс ауданының климаты – континенті, жазда құрғақ ыстық және қыста суық, қар аз мөлшерде жауады. Ауаның орташа жылдық температурасы +12⁰С. Ауаның ең төменгі температурасы –26-34⁰С. Ауаның ең жоғарғы температурасы +44⁰С. Температуралық белгілері бойынша алаң 28 климаттық ауданға жатады. Есептелген затқа ауа темпертурасы +17⁰С. Жылына аязды күн 305 күн бөлінген жылына. Желдің бағыты шығысқа және оңтүстік-шығысқа бағытталған. 28 м/сек жылдамдығы. Құрылысшы алаңының сейсмикалық қабілеттілігі – 7балл СНИИП бойынша . Орташа жылдық шықтың мөлшері – 173 мм. Шықтың негізгі бөлігі көктемде түседі. Алаңның топырағы саздақ және қиыршық тасты. Ауыз суды артизан суын алады. Құрылыс тұрғызылған жердің топырағы 3-ші категорияға жатады. Жер судың тереңдігі 16,5 м. Топырақтың қолданатын қысымы 1,5кг/см² анықталған. Зауыттың алаңы 18 га орналасқан.

1. Басты корпусы - гидролиз цехы.

Басты корпусы зауыттың ортасына орналасқан және зауыттың фиксирленген жоғарғы орталығы болып саналады. Құрылыс орны 11923 м³ құрылыс кубатурасы 20510,5 м³.

2. Ашытқы цехы басты корпустан 50 м қашықтықтан орналасқан ашытқы өндірісінің құрал - жабдықтары орналасқан ауданы 900 м² .

Ашытқы цехы ашытқы кептіргіш бөліміне жатады (оның алып жатқан құрылыс ауданы 540 м²) және буып түю бөлімі (оның алып жатқан құрылыс ауданы 144 м²).

3. Көмекші корпус (тұздарды дайындау) және материалдар тұратын қойма темір жолға көлденең басты корпустың батыс жағында орналасқан, арасы 2,5 м платформамен бірге 1930 м³ алып жатыр.

4. Механикалық жөндеу цехы ген жоспардың геометриялық орталығында орналасқан және ғимараттың басты фасаты, зауыттың басты автожолында тұр. Цехтың тұрғызылған ауданы 400 м² .

5. Дайын өнім қоймасы зауыттың солтүстік батыс жағында темір жолмен көлденең қиылыса орналасқан. Дайын өнімнің қоймасының ауданы 325 м².

6. Насос станциясы зауыттың өндіріс ауданындағы оңтүстік батыс бөлігінде кселит цехынан 50 м² қашықтықта орналасқан. Құрылыстың ауданы 140 м².

7. Ген жоспарда электр цехының ғимараты қарастырылған.

Электро ұстахана зауыттың ауданында орналасқан, көмірқышқыл газы цехы қарастырылған.

Зауыттың өндіріс аумағында под станция транспорматор цехы орналасқан (алып жатқан құрылыс аумағы 108 м²).

ГСМ қоймасының ауданы 54,6м², гараждың ауданы 338м², администрация-шаруашылық корпустың ауданы 587 м², асхананың ауданы 680м².

Зауыттың территориясы шлакоблоктан қаланып қоршалған. Қоршаудың биіктігі 2,5 м.

Жұмысшы жобаның келесі аймақтарын тұрғызу қарастырылған: От жағатын орталық, газ реттеуші пункт (ГРП) артизан скважинасымен суды қамтамасыз етеді. Алаңның ішін жылумен және технлогиялық сетпен ВиК, автожолмен қамтамасыз етеді.

Аумағы бойынша жоспарлаушы белгі: 537,10м; ГРП-536,60м, артизан скважинасы 538,60 см және 539,30 м. өндірісті қайта өңдеуде келесі аумақтық жұмысы анықталады, ауданы 1095 м³, биіктігі 203 м³ .

Жобаланатын аймақ сантехниктік жұмысты қарастырады,газ құбырларына, су құбырларына , мазут құбырларына, кабельді сетке проклатка технологиясы қарастырылған сонымен қатар эстакадты қолданады. Су құбыры үшін және канализацияға жер асты проклатка қарастырылған.
2 кесте - Ген жоспардың негізгі көрсеткіштері

Нан ашытқы зауытының негізгі шикізаты болып қызылшаның мелассасы және қоректік тұздар саналады.

Зауыттың территориясында орналасқан артизан скважинасы қамтамасыз етеді. Скважина ұзындығы 30 м.

Суды тұтыну 13732 л/тәу құрайды. Құрылысының ауданы 140 м². Зауыттың цехтарын және канализациясын үздіксіз қамтамасыз етіп отырады.

Зауыттың сумен артизан скважина суы қамтамасыз етеді. Артизан суын жалпы қолдану 406,6 м³/сағ. құрайды.

Зауытты энергиямен қамтамасыз ету, ТЭЦ – жүйесі «Южгазэнерго» зауыттан 1,5 км қашықтықта орналасқан қамтамасыз етеді. Энергияны екі кабельмен қамтамасыз етеді, біреуі қор ретінде резервте тұрады. Зауыттың территориясында трансфортердің подстанциясы 108 м² трансфортер орналасқан.

Зауытта келесі электр қондырғылары бар:

1. Трансформатор күші ТМ – 1000/6-6 дана

2. Трансформатор күші ТМ – 500/6-2 дана

3. Трансформатор күші ТМ – 108/6-2 дана

Зауыттың нан ашытқысын негізінде қолданатындар негізінде жекеменшік наубайханалар.

Нан ашытқысын нан пісіруде, әртүрлі қамыр жасауда, сонымен қатар кондитер заттарын шығаруда және консерв өндірісінде қолданылады.

Одан басқа да оларды витамин өндірісінде Д, В₂ витаминдерінде шикізат ретінде, медицинада бірқатар дәрілік препараттар алуда, нуклеин қышқылын және әртүрлі фермент алуда, микробиологиялық өндірісінде қоректік орта үшін қолданылады.

Қазіргі кезде зауытқа ОҚМУ микробиолог және басқада жұмысшыларды дайындайды.

Осыған байланысты жоғарыда айтылғандарға қарап құрылыс орнын таңдау қолайлы деп білуге болады, себебі энергиямен, сумен, шикізатпен қамтамасыз ету зауыт тұрған территориясы және дайын өнімді тұтыну қанағаттандырылады.

Ашытқыларда ылғал мөлшері 70 – 75 %, ылғалдың 15 – 20 % жасуша ішінде және 50 %-ке жуығы жасуша сыртында болады. Жасуша ішіндегі ылғал бос немесе байланысқан формада болады. Жасуша коллондының құрамына кіретін байланысқан су еріткіш болып табылмайды, нашар қатады, қиын буланады. Бос су жасуша шырынының құрғақ заттарының еріткіші болып табылады.

Нан ашытқыларының органикалық заттарының құрамы төмендегідей %:
жалпы азот 6,0-8,0

ақуыздық заттар 37-50

май 1,5-2,5

азот емес заттар 35-45

күл 6-10
Ашытқылардың азотты заттарының құрамы %:
ақуыздар 63,8

нуклеинді заттар 26,1

амидтер және петтондар 10,1
1.3.2 Ашытқыны культиврилеуде қосылатын қоспалардың құрамын зерттеу

Ауылшаруашылық өнімі қызылшаны өңдеу технологиясының өзгеруі мелассадағы аминқышқылдың және витаминдердің құрамын төмендетеді. Осыған байланысты өсетін заттардың жаңа қайнар көзі болып табылатын үлкен өзекті мәселе болып отыр, өйткені ашытқы оны синтездемейді.

Биотин өсімдіктің жер асты бөлігінде жиналады. Мұндай культураны өңдеудегі қалдық биотиннің арзан көзі болып саналады. Тамақтың, витаминнің және басқа өндіріс сааласының көптеген қалдықтары, витаминді және амин қышқылын құрайды. Бірқатар қалдықтың құрамы ашытқы өндірісінде қолдану үшін оларды дайындаудың әдісі жасалған.

Картоптан крахмал алуда, витаминдердің комплексі толығымен судың құрамына өтеді. Картоп шырынының булау әдісімен қою немесе жартылай майлы қоңырлау иісі бар өнімді алу Ресейдің микробиология институтында жасалды. өнім 120⁰С температурада бір сағат мерзімде ұсталады, реакция қышқыл рН 4,3-5,6.

Картоп шырыны витаминдердің құрамы бойынша жүгері экстрактіне біраз орын береді, оған қарамастан бұл өнім нан ашытқы өндірісі үшін ашытқының өсу белсенділігін арттырушы зат ретінде тиімді қоспа болып табылады.
4 кесте - Буланған картоп шырынының химиялық құрамы

Мелассаны өңдеуде ашытқы шығымы биотиннің аз мөлшерінен 9 % жетеді. Нан ашытқысында Д₂ витаминді алуда витаминнің барлық В тобы қалдық түрінде В-комплекс деп аталатын және сілтілі экстрактке сәйкес келетін қалықта кездеседі.

Д₂ – витаминін өндірумен айналысатын ірі зауыттардың қалдығы болып саналатын В – комплекстің құрамына биотиннен және бірқатар амин қышқылы кіреді (глицин, алапнин, лейцин, серин, треонин, глутамин, лизин, цистейн, тирозин, триптофан). Бұл комплекстің ерекшелігі оның құрамында 700 мкг/кг дейін қоректік орта өсетін ашытқының қайнар көзі болып табылатын биотин кездеседі.

Бұл өндірістің келесі қалдығы болып саналатын сілтілі эктракттың құрамында биотиннің көлемі сәл аздау 120-550 мкг/кг. Оған қарамастан сілтілі экстракты ашытқыны егу кезінде мелассаның массасына 10 % көлемінде қосады, өйткені ол мол өнім алумен қатар оны ұзақ сақтауға мүмкіндік жасайды.

Республика көлеміндегі ашытқы өндірісінде В – комнлексімен сілтілі эктракты пайдалануға мүмкіншілік жоқ, өйткені Д₂ витаминін өндіретін өндіріс орындары тек көршілес Ресейде орналасқан.
5 кесте - Д₂ витамині өндірісінің қалдығының химиялық құрамы

Бидай өскіні солод жасайтын өндірістің қалдығы болып саналады. Өскіннің түсі сары – қоңыр болып келеді. Өскіннің химиялық құрамында В витаминдер тобы, амин қышқылы, ферменттер кездеседі. Жоғарыда айтылғандай ашытқының өсу белсенделегінің арттырушы биотин бидай өскінінде 120 мкг/кг көлемінде болады. Өскінді диірменде майдалап гидромодульде сумен 1:10 есебімен қосып 50^оС температурада әрбір 5-10 минут сайын араластыра отырып құрамында қоректік заты бар 4,5 % ерітіндіні алады. Алынған ерітіндіні егіс ашытқысына 8-10 % мөлшерде меласса массасына қосады. Бұл кезде ашытқы культурасының белсенділігі артып өнімділігі жоғарылайды және де алынған өнімді ұзақ сақтауға мүмкіндік жасайды.

Техникалық сұйықтықты ВVF/6R (Brisia Basi, Италиялық) құрылғысының сублимациялық камерада орналастырылған. Кюветадағы суспензияның қабатының қалыңдығы 5-6 мм құрайды. Пластиналы датчиктерді суспензиясына енгізгеннен кейін мұздатуы мен камерада сублимациялық кептіруді жүргізеді. Қондырғының сызба-нұсқасы суретте көрсетілген.