Лекция №1. «Өндірістегі биотехнологиялық процестер мен аппараттар» пəніне кіріспе

1 

 

Лекция №1.  «Өндірістегі биотехнологиялық процестер мен аппараттар» 

пəніне кіріспе. 

Оқытылатын  пəнге  бағыттау.  Даму  тарихы.  Биотехнологиялық 

процестердің  мақсаттары.  Биосистемалар.  Биообъект,  оны  дайындау  жəне 

культивациялау. Биообъектіні культивациялау үшін субстраттар. 

 

Биотехнология – халық шаруашылығына жəне адамның іс əрекетінің əр 

түрлі  салаларына  бағытталған,  микроорганизмдердің,  изоляцияланған 

клеткалардың  жəне  оның  құраушыларының  биохимиялық  іс-  əрекетін 

пайдалану арқылы бағалы өнімдерді алу. 

Биотехнология  –  бұл  белгілі  өнім  алуға  бағытталған  адаммен 

ұйымдастырылған  микроорганизмдердің іс-əрекеті. 

Биотехнологиялық  процестер  халық  шаруашылығының  əр  түрлі 

салаларында  кеңінен  қолданылады.  Биология  жəне  инженерлік  ғылымдардың 

жетістіктері өнімділігі жоғары, өндірістік əдістермен басқарылатын тамақ, дəрі-

дəрмек,  органикалық  заттар  жəне  т.б.  заттардың  биотехнологиялық 

өндірістерінің процестерін жүргізуге мүмкіндік береді. 

Биотехнодогияда  микрообъектілердің  биотехнологиялық  əрекетінің 

қандай түрлерін пайдаланады? 

-өнім болатын клеткалық массаны өсіру. Технологияның мұндай класына 

вакциналарды, нан ашытқыларын алу процесі жатады. 

-Бағалы  биохимиялық  өнімдердің  биосинтезі,  олардың  кейбіреуі  ортаға 

бөлініп  шығады  (клетканың  сыртындағы  өнімдер),  кейбіреуі  биомассада 

жинақталады (клетканың ішіндегі өнімдер). 

-Биотрансформация 

нəтижесінде 

микроорганизмдердің 

немесе 

ферменттердің  биологиялық  іс-əрекеті  əсерінен  бастапқы  химиялық  заттың 

химиялық құрылымының өзгерісі болады, бірақ биосинтезден   айырмашылығы 

2 

 

заттың химиялық құрылысында салыстырмалы аз өзгеріс болады.Мысалы 

глюкоизомераза ферментінің əсерінен глюкозаның фруктозаға айналуы. 

-микроорганизмдердің  сұйық  ортадан  керексіз  қоспалармен  қоректенуі. 

Мұнда  микроорганизмдер  биомассасы  ағынды  суларды  тазарту  үшін 

қолданылады. 

Биотехнологиялық процестердің артықшылығы. 

Химиялық  технологиялармен  салыстырғанда  биотехнологияның  келесі 

негізгі артықшылығы бар: 

- 

химиялық  синтез  арқылы  алынбаған  ДНҚ,  белоктар  сияқты 

спецификалық жəне ерекше табиғи заттарды алу мүмкіншілігі; 

- 

биотехнологиялық процестердің төменгі температура мен қысымда 

жүргізілуі; 

- 

басқа  организмдермен  салыстырғанда  микроорганизмдер  өте 

жоғары өсу жəне клеткалық массаның жинақталу жылдамдықтарына ие; 

- 

Шикізат  ретінде  биотехнология  процестерінде  өнеркəсіп  пен  ауыл 

шаруашылық арзан қалдықтарын пайдалануға болады; 

- 

Химиялық 

процетермен 

салыстырғанда 

биотехнологиялық 

процестер  экологиялық  таза,  қалдықтар  аз,  табиғатта  жүретін  табиғи 

процестерге жақын; 

- 

Биотехнологиялық  өндірістегі  технология  мен  аппаратура  арзан 

жəне күрделі емес. 

Биотехнологияның даму тарихы. 

Биотехнология  ежелгі  заманнан  басталды.  Биотехнологияның  даму 

тарихы негізгі бес кезеңге бөлінеді: 

1.  Пастер  эрасына  дейінгі  (1865  жылға  дейін).  Бұл  периодта 

биотехнолгиялық 

тəсілмен вино, қымыз, нан, айран, қатық сияқты ферментативті тағамдар 

жасалған. 

2.Пастер  эрасы  (1865-1940ж.ж).  Продуцент  микроорганизмдері  белгілі 

болып  этанол,  бутанол,  ацетон,  глицерин,  лимон  қышқылы,  вакциналардың 

өндірісін  жүргізуге,  ағынды  суларды  аэробты  микроорганизмдер  арқылы 

биологиялық тазарту процестерін ұйымдастыруға мүмкіндік туды. 

3.Антибиотиктер  эрасы(1940-1960ж.ж).Пеницилин,  стрептомицин  жəне 

т.б.  антибиотиктер  ашылып,  жануарлардың  клеткаларын  культивациялау 

технологиясы  тағайындалып  вирустық  вакциналар  алынды  жəне  стероидты 

гормондардың биотрансформация технологиясы ашылды. 

4.Постантибиотикалық  эра  (1960-1975ж.ж).  Аминоқышқылдардың, 

микробиологиялық  белокты  мұнай  парафиндерін  алу,  кір  жуатын  ұнтақтарда 

пайдаланылатын  ферменттердің  технологиялары  ашылды.  Глюко-жемістік 

сироптарды  алу  үшін  ферменттерді  алып,  оларды  тасымалдаушыларға  бекіту 

технологиясы  тағайындалған.  Ағынды  суларды  аэробты  өңдеу,  биогаз  алу, 

қатты  қалдықтарды  анаэробты  өңдеу  ашылды.  В

2 

жəне  В

12 

витаминдерін, 

сонымен  қатар  етті  айырбастай  алатын  микроскопиялық  саңырауқұлақты 

микробиологиялық  алыну  тəсілі  ашылды.  Осы  периодта  биометаллургия- 

рудалардан цинк пен мысты бактериалды сілтілеу туды. 

3 

 

5.Жаңа 

биотехнологиялық 

эрасы 

(1975 

жылдан 

кейін). 

Микроорганизмдердің  генін  өзгертуге,  оларға  өсімдіктер  мен  жануарлардың 

жақсы қасиеттерін көшіруге мүмкіндік беретін гендік инженерияның дамуымен 

сипатталады.  Бұл  адам  инсулинінің,  интерферонның,  соматропты  жəне  өсіру 

гормондарының микробиологиялық технологиясын тудыруға мүмкіндік берді. 

Диагностикалық  препараттардың  алуан  түрлі  негізі  болатын  көп 

клондалатын  антиденелерді  алуға  мүмкіндік  тудыратын    гибридомды 

технология  ашылды.  Ортасында  геномның  құрылуы  жүретін  “трансгенді” 

өсімдіктер мен жануарлар пайда болды. 

Тағайындалған  биотехнологиялық  өндіріс  негіздері  биотехнологияны 

пайдаланып  қазірден  бастап  өнімдерді  алуға  мүмкіндік  тудырады  жəне  бұл 

аймақ жылдам өрістеп келеді. 

Халық  шаруашылығының  түрлі  салаларындағы  биотехнологияның 

маңызы. 

Биотехнология  өнімдерін  немесе  биотехнологиялық  процестерді  келесі 

салаларда қолданады: медицина,  тағам  өндірісі,  ауылшаруашылығы,  экология, 

энергетика, химиялық өндіріс, мұнай қазу, металдарды алу, биоэлектроника. 

Медицинадағы  биотехнология.  Вакциналар-арнайы  өңдеп  əлсізденген 

немесе  өлтірілген  күйінде  адам  организміне  енгізілетін  арнайы  өсірілген  ауру 

тудыратын  микроорганизмдер,  вирустар  жəне  олардың  құраушылары  осы 

ауруларға  қарсы  күш  көрсететін  иммунитет  тудырады.  Осыдан  бастап  Луи 

Пастер эрасы басталды. 

Антибиотиктер  –  ауру  тудыратын  микроорганизмдерге  қарсы  əсер  

ететін  заттар.  Көгерген  арқылы  синтезделетін  зат  алынып  пенициллин  деп 

аталған.  Екінші  дүниежүзілік  соғыс  кезінде  оның  өндірісі  жəне  жарақаттарды 

емдеуге пайдаланылуы басталды. Эффект күткен нəтижеден аса түсті. 

Витаминдер.  Витаминдерді  өсімдіктерден  жылдам  синтездейтін 

микроорганизмдер  табылды.  Қазіргі  биотхнологияның  мақсатының  бірі  –  В

2 

жəне  В

12 

өндірісі  сонымен  қатар,  С  витаминінің  химиялық  өндірілуі  болып 

табылады. 

Инсулин.  Жаңа  биотехнология  көмегімен  адам  инсулинін  шапшаң 

жылдамдықпен  ситездей  алатын  микроорганизмдер  “құрастырылған”.  Дəрі 

АҚШ-та “Хьюмулин” сауда белгісімен сатылады. 

Өсіру  гармоны.  Самотропный  гармонды  қымбат  жəне  ыңғайсыз 

тəсілмен-өлген  адамның  ми  гипофизінен  алуға  болады.  Жаңа    биотехнология 

осы  самотропный  гармонды  синтездеп,  оның  өндірісін  ұйымдастыра  алатын 

микроорганизмдерді құрастырды. 

Тағам  өндірісіндегі  биотехнология.  Сыра,  шарап,  квас,  нан  ежелгі 

заманнан  белгілі,  бірақ  оларды  өндіру  технологиясында  микроорганизмдердің 

атқаратын ролі тек өткен ғасырда ғана əйгілі болды. 

Қышқыл-сүт  тағамдары.  Бұл  биотехнологиялық  тағамдар  да  ежелден 

белгілі,  əр  елде  ашытқы  ретінде  түрлі  микроорганизмдерді  пайдаланған. 

Сусындар дайындау технологияларда да ерекшеліктер бар. 

Сірке  қышқылы  да  ежелден  белгілі,    себебі,    сірке-қышқыл 

бактериялардың  əсерінен шарап шарап сіркесіне айналатын.