Дәріс №1 Кіріспе Жоспар

1. 
   Қоректік ортаны дайындау және стерильдеу. Егінді материалды алу және
   

2. 
   Ферментация процесі
   

1. Барлық өндірістік процесс үшін техникалық регламентті құрайды. Ол культураның сипаттамасын және технологиялық процестер толық сипаттамасын құрайды. Дайын өнім техникалық жағдайда (ВТУ) және мемлекеттік стандартқа сәйкес болу қажет. Олар препарат сапасын оны тексеру әдістерін, негізгі көрсеткіштерін анықтайды.

Қоректік ортаны дайындау және стирилдеу. Таза культура және негізгі ферментация цехтарында микроорганизмдерді өсіру үшін стерильді қоретік орта қажет. Оны шикізаттың немесе рецепт дайындауын цехта жасайды. Ортаны мерзімді және үзіліссіз әдістер арқылы дайындайды. Кейбір жеке жағдайларда ортаны дайындау және стирильдеу ферментатордың өзінде жүргізіледі. Қазіргі микробиологиялық өндіріс үзіліссіз кеңінен қолданылады. Ол үшін 2-еу қолданылады. Біреуіне-басты заттар, ал екіншісіне сұйықтық үзіліссіз әрекетті араластыруға барады. Одан орта насос арқылы стерилиация каменнасына жібереді және белгілі уақыт ішінде ұсталынады, содан кейін суытқышқа барады. Қоректік ортаны дайындауда аппаратура және техниканы таңдау компоненттер мөлшері мен түріне байланысты болады. Компоненттер қыздырылған немесе ыстық суда ериді. Егер ортаны стерильді мерзімді бу немесе жылу алмастырғыш жүргізсе қоректік орта көлемін 120 с ге жеткізіп, содан кейін кем дегенде 1 сағат 120-124 с та ұстап, сосын 29-30 с ортаны суытады. Үзіліссіз стерильдеуде ортаны қыздыру темпереатура стерилизациясына дейін осы температурада ұстау және суыту аяғында өтеді. Ортаға будың тура жіберіліуі оны 10-20 % дейін суытады, оны ортаны дайындауда ескеру қажет. Калонкамен жұмыс істегенде 0,5 мПа қысымды бу қолданылады. Колонкадағы орта ағымның жылдамдық құрамы мен температураға байланысты. Устағыш кожуханы0,25 мПа қысымды бу енгізеді.Устағыш узақтығы(5-7 мин( қоректік орта құрамы мен қасиетіне байланысты. Устағыштан шыққан орта температурасы 124-130 с болады. Ортаны дайындауда стерилизация поцесінде қолайсыз реакцияның болмауын бақылау қажет(каремелизация, мелонойдтердің түзілуі).Егер таза культура және негізгі ферментация цехтарында әр түрлі орталармен жұмыс істегенде қоректік орта дайындау үшін 2 немесе одан көп линиялар болуы қажет. Ортаны дайында цехында әр түрлі өлшегіш аппаратура, өлшегіш ыдыс, таразылар, дозаторлар, қатты заттарды еріту үшін аппаратура араластырғыштармен жабдықталған аппаратура, ерітінділерді ақшылдандыруға арналған, центрефугалар, декантацияға арналған құрылғылар қолданылады.

Лабораторияда культураны сақтау және егінді материялдарды көбейту. Микроорганизмдер культурасының зат продуценттерін заводтардан, институттардан пробиркаларда немесе ампулада алынады, таза культура түрінде концервіленген. Әрбір культурада морфология физиология культивирлеу үшін орта мінездемесін және культураны сақтау туралы сипаттамаларды, барлық паспорттары болу қажет. Культураны ұзақ уақыт сақтау негізінен оның қасиетін сақтау қажет. Жүйе қайта егуде ол уақыт өткен сайын өзінің қасиетін өзгертуі мүмкін, өнімділігі төмендейді, культураның гетерогендігі байқалады, яғни морфологиялық және физиолгиялық айырмашылығы бар әр түрлі культуре варианттары. Культураның гомогендігі не гетерогендігін қатты ортаға егіп колониялық морфологиялық және физиологиялық қасиетін оқығанда білуге болады.

1. 
   Төмен температурада1,5 с, агарда 1-2 ай кейде одан көп сақтауға болады.
   
2. 
   Мұздату және төмен температурада -20 с сақтау. Мұнда культура бірнеше ай сақталады. Көп ретті еріту және мұздату жағымсыз.
   
3. 
   Қатты ортада стерильді парафин қабаты астында немесе минералды май қабаттары астында ашытқы зең саңырауқұлақтарды сақтауға болады. Актиномициттерді сақтауда бұл әдіс тиімсіз, агар бетіндегі май қабаты 1 см ден аз болмау керек. Май культурасындағы керуден және оттегі беруінен сақтайды.
   
4. 
   Қоректік заттарды қоспай агарда(қоректік заттардың ең аз қоспасы ескерілмейді) актиномициттерді сақтайды.
   
5. 
   Леофилизацияда культураны 80 с ға дейін мұздатуға және вакумда суглимацияны қыздырады. Клеткаларды инактивациялардан сақтау үшін қорғаныш ортаны қолданады. Леофизирленген таза культура ампулада бірнеше жылдар бойы сақталады.
   
6. 
   Құммен саз стерильді қоспаларда сақтау. Осы қоспаға егізілген микроорганизмдерді немесе спора суспензиясын бөлме температурасында кептіреді, және сол температурада мақта пробкамен жабатын ыдыста сақтайды.
   
7. 
   Құмда спораларды консервациялау.1 г стерильді құмды пробиркаға салады. Оған спораны егіп, оны эксикаторға хлорлы кальций үстінде кептіреді. Кептіруден кейін прбиркаларды герметикалық пробкамен жауып, парафинмен құяды. Технологиялық процесс алдында культураны лабараторияда стерильді жағдайда ортаның оптимальды құрамы және өсу режимінде егіледі. Көлбеу агар бетінен культураны стғрильді көлемі 100-200 мл колбаға ауыстырады, және термостатқа немесе кочалкада культараның оттегі қажеттілігіне байланысты инкубирлейді.Ашытқы өндірісінде 0,45 л пастер қолбасын 4,5 л Карзберг кобасын қолданылады. Әр өсіру стадиясының узақтығы-24 сағат. Осы этапта ашытқы толық ортада өседі. Мысалы.10 процент солод суслосында. Антибиотик өндірісінде жиі споралық материалды пайдаланады. Культураны лабараториялық 2 әдіс арқылы көбейтеді:
   

1. 
   Продуцент культурасын көлбеу агарға егіп, спора түзілгенше инкубирлейді. Содан соң оларды стерильді сумен жуады. Спора суспензиясын қайта агарлы ортаға споралы материялдың екінші ұрпағын алу үшін егеді. Скен спораларды тағы стерильді сумен шайып, суспензияны 1 вегетативті ұрпағын суйық ортада алу үшін қолданады.
   
2. 
   1 жағдайдағыдай продуцент культурасын агарлы ортаға спораалу үшін егеді. Алынған спора суспензиясын тез арада суйық ортасы бар колбаға енгізеді және оларды кочалкада өсіреді. Осындай жолмен алынған 1 ұрпақтың продуценті вегетативті материалы егінді материал ретінде продуценттің 2 урпағына суйық орта бар колбада қолданылады.
   

Егінді материалдың көбею әдетте 2 стадияда өтеді

1. 
   Таза культура цехында
   
2. 
   Инокуляция бөлімінде.
   

1. 
   Стадия аппараты- инокулятор деп аталады.
   
2. 
   Стадия аппараты егінді ферментаторлар деп аталады.
   

2. Негізгі ферментация

Әдетте үлкен ферментаторларда өтеді. Аппаратқа ортаны салғанға дейін оны жуады, герметикалығын тексереді,ферментаторлардың өзін және құбырлар жүйесін ыстық бумен стерильдейді. Ферментатор стерильдігінқамтамассыз ету үшін алдын-ала оны химиялық дезинфицирлейтін заттармен өңдейді, оны ыстық бумен өңдегенге дейін жүргізеді. Содан кейін оны стерильді суытылған қоректік орта болдырады. Ферментаторда орта мөлшері оның жалпы көлемінен 70 %тен аспау керек. Сосын егінді материал линиясымен , стерильді ауа көмегімен ферментаторғаегінді материал енгізеді. Оны жіберер алдында қоректік ортаның температурасы және рН берілген культура үшін оптимальді болу керек. Аэрация интенсивтілігін және ортаны араластыруды реттейді. Аппаратқа стерильді емес атмосфералық ауа кіруін алдын алу үшін суйықтық бетіндегі ауа қысымын 20-30 кПа ға дейін жоғарытылады.

Кеңістікте суйықтық үстінде әдетте көбік жиналады. Егер оның қабатықатты үлкейсе, онда аппаратта химиялық көбік басқыштарды қолданылады. Ферментация кезінде автоматтытүрде ортаның температурасын және рН реттейді. Қажет болса сілті ерітінділерін қосады, ол рН ын не жоғары не төмендету үшін үшін. Арнайы график бойынша суйықтық үгілерін алады. Биохимиялық, микробиологиялық бақылау үшін мерзімді ферментация әдісімен активті заттарды алуда 2 этапта өтеді:

1. 
   Культураның интенсивті көбейуі байқалады. Ол даму фазаларынын барлығын өтеді. Осы этапта қоректік орта компоненттері негізінен энергия алуға және конструктивті зат алмасу, көміртегі және азот бар заттар көзінің бірітіндеген ассимиляция өтеді. Ортада көмірсу қышқылының өнімдері жиналады.
   
2. 
   Қажетті метоболиттердің интенсивті синтезі жүреді(кейде ол культура дамуымен өтеді). Клетканың қартайуы және оның афтолизі байқалады. Ферментацияның ортада пайдалы өнімі максимум мөлшерге жеткенде тоқтайды.Ферментация соның микробиологиялық продуцент клетканың морфологиялық өзгерістері бойынша анықтауға болады. Ферментацияны бітірген соң культуральді суйықтықты 115 градусқа дейін суытады және резервуарларға салады, содан соң ол біртіндеп келесі өңдеуге өтеді.
   

Культуральді суйықтықтан өнімді алу.

Культураны суйықтық құрамына пайдаланған қоректік орта қалдықтары синтезделген метоболиттер және продуценттердің клеткалық массасы кіреді. Ң қарапайым жағдайда культураны суйықтықтың барлығын дайын өнім ретінде қолдануға болады. Спирт өндірісінде амилатикалық ферменттердің зең саңырауқұлақтардың кейде суйық түрі пайдаланылады. Мал шаруашылығында қажеттігі үшін витаминді және амил қышқыл концентраттарын өндіруде кейде ферментацияның барлық өнімдерін пайдаланылады. Осындай жағдайларда культуральды суйықтықты вакум аппараттарда кептіредіжәне шашыратқыш типті кептіргіште кептіреді. Ашытқы бактериаларды және өсімдікті қорғау заттарын өндіргенде пайдалы өнім болып микроорганизмдердің клеткалық массасы саналады. Биомассаны бөліп алуда сепараторлар. Тундырғыш центрефугалар, фильтр престер, вакум фильтрлер пайдаланылады. Кейде биомассаны электролиттерді қосып тундырады. Тунба алдынғы суйықтықты декантациялайды. Центрефугаланғаннан кейін биомассаны қоймалық суйықытық немесе ылғалдығы 75-90 %паста түрінде алады. Клеткалық массаны шаяды, фильтрлейді, кептіреді, гидролиздейді, экстрогирлейді, одан керекті өнімді бөліп алады. Егер активті зат ерітіндіде болса онда биомассаны алғаннан кейін жанама өнім ретінде қолданады, ал қажет затты ерітіндіден химиялық және физикалық әдістермен алады:

1. 
   спиртті және органикалық еріткіштерді айдау.
   
2. 
   Қышқылдардың тұз түрінде тунуы.
   
3. 
   Амино қышқылдардың янидтер көмегімен алу, ілуадтыкептіру және кристализациялау жүргізеді.
   
4. 
   Антибиотиктер аз ерігіш тұз ретінде ерітіндіден тұну арқылы өңделеді. Онда олар алдын ала максимум экстракция және ион алмасу жолымен концентрленеді, және де сулы ерітіндіні леофилизация және шашыратқыш кептіргіштерде кептіреді.
   

1. 
   Sacch. Serevisiae-ң сипаттамасы
   
2. 
   Нан ашытуға арналған дрожжылардың өндірісінің биотехнологиясы
   

Нан пісіруге арналған ашытқы өдірісінде арнайы сұрыпталған рассалар қолданылады. Культураларды сұрыптауда ашытқының қамырда ашыту қасиетіне назар аудару қажет. Яғни олар жақсы көтерілу күші және ферментативтік белсенділігін меласса ортасында тереңдік ферментация жағдайында жақсы өсу және жоғарғы биомасса шығуын бере алуы керек. Ашытқы клеткаларды культивилеп суықтықтан фильтрация нәтижесінде престелген түрде жақсы сақтау керек. Ашытқының көтерілу күші минуттарда өлшенеді.Уқыт өткен сайын белгілі мөлшердегі ашытқы белгілі мөлшерде қамырда дамып, оның көлемін стандартпен белгіленген мөлшерге дейі өсіреді. Жақсы ашытқы үшін көтерілу күші 75 минуттан аспау керек. Зиммазды белсенділік 30-40 мин. Мальтозды белсенділік 50-80 мин. Зиммазды және мальтозды белсенділікті Елетский әдісі арқылы анықтаймыз. Оның негізінде сахарозды және мальтозды орталарда белгілі газ көлемін шығару жатыр. Нан пісіретін ашытқы клеткасының өлшемі пішіні шар тәрізді және сопақша. Нан пісіруге арналған ашытқының ашу белсенділігі болу қажет. Онда тек қатты биомасса түзілу үші, қолданғанға жету үшін спирттік ашуды барлық әдістермен шектеу қажет. Бұған арнйы интенсивті аэрация арқылы жетуге болады. Және де онда қаттылық төмен концентрациясын 0,5-1,5 %сақтау қажет. Өте үлкен қант концентрациясында кребц цикліндегі кетоболитикалық репрессия орын алады, энергетикалық метоболизмен ашуға ауысады. Бұл болмау үшін қатты қатты ортаға үздіксіз тұрақты немесе өсетін ағын жылдамдығымен беріп отырады. Жанама микрофлораның, әсіресе осылай аталатын ашытқының мөлшерден тыс көбейіп кетпеу үшін ферментация әдісін әдетте 10-20 сағ ішінде мерзімді схема бойынша жүргізеді. Жабайы ашытқының нан пісіруге арналған ашытқыға қарағанда жылдамдығы жоғары. Ашытқы алу технологиялық көптеген әр түрлі варианттары бар.

3. 
   Милассадан ашытқыны алу. Нан пісіруге арналған ашытқыны өсіру үшін қоректік ортаны фосфор тұздары және азот қоспалары бар милассадан дайындалады. Дайын өнімде құрғақ затқа есептегенде 6-7 пр азот және 3,6-4,4%оксидфосфоры р2о5 құрамында болу керек. Милассаны 1:1; 1:4; сумен суйылтады, рН -5 ке дейін күкірт қышқылымен қышқылдатады, кларификаторларда центрефугалау арқылы ақшылдатады. Центрефугалау кезінде ортадан ашытқының сапасын және түсін нашарлататын заттар алынып тасаталынады. Осындай 20-45% миласса ерітінді ні ағынды өлшегіш әкелінеді. Сулы тұз ерітінділерін 1-1,10 жеке ағынды ыдыстарға салады. Ашытқы культурасын көбейтуде келесі кезендер ажырытылады.
   

1. 
   Лабараториялық
   
2. 
   Таза культура
   
3. 
   табиғи таза культура
   
4. 
   Тауарлы ашытқылар
   

1. 
   Лабараторияда ашытқы культурасын көбейту 3 этапта өтеді.10-12% солод ортасында, 100,1000, 8000, колбаларды онда ашытқы өсіру 24 сағатқа дейін созылады.Оптимальді температурасының шектері 28-32 орта реакциясы рН 4,5-5,5 бактериалдық болмау ұшін бастапқы кезендерді төмен орта реакциясы рН 4,3-4,6 қолдануға тырысады., спирттік ашу жіберіледі.
   
2. 
   Таза культура күйінде ашытқы 2 герметикалық аппараттарда солод экстракциясымен және 2 орын басқан амоний фосфатымен қойылтылған 12% миласса ортада көбейеді.1-ші аппаратта көлемі 80-100 л, 2-аппаратта 800-820 л, орта мерзімді аэрацияланып отырады. Ферментация ұзақтығы 10-20 сағ құрғақ затқа есеппен 2-4 кг ашытқы алады.
   
3. 
   Табиғи таза культура- кезеңінде 7-8% миласса ортасында егінді материалды үздіксіз жағдайда алады. 1-кезеңде аэрация белсенді аз, ал соңында 1 минутта суйықтық көлемінің бірлігін ауа көлемінің 1 бірлігін енгізеді. Ақырғы кезеңдерде ашытқыны сипарирлейді және престейді. Алынған егінді материал, оны технологиялық таза культура деп атайды.
   

1. 
   Мелассадан қоректік ортаны дайындау
   
2. 
   Дрожжыларды алудың биотехнологиясы
   

1. 
   Лабораториялық
   
2. 
   Таза культура
   
3. 
   Табиғи таза культуралар
   
4. 
   Тауарлы дрожжылар