Ферменттiк препараттардың халық шаруашылығындағы мәні

Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым министрлігі

Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

 

 

 

 

 

 

 

БАӨЖ №1

Тақырыбы: “ Ферменттiк препараттардың халық шаруашылығындағы мәні ”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                   

 

 

 

 

 

Орындаған: Бейбітбек Н.Б.                                                                                                           Группа:БТ-307

Тексерген: Мирашева Г.О.

                                              Семей,2015

Жоспар:

1. Фермент түсінігі
2. Ферментердің қасиеттері
3. Ферменттік препараттарды алу
4. Ферменттердің халық шаруашылығында пайдаланылуы
5. Пайдаланылған әдебиеттер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фермент түсінігі

Ферменттер жасушаларда синтезделіп, биохимиялық реакцияларға қатысатын ақуыздық табиғаттағы биокатализатор болып табылады. Фермент немесе энзим (лат. fermentum – ашу; грек. en – ішінде, zim – ашытқы; 19 ғ. Ван Гельмонт ұсынған) алғашқыда ашыту үдерістерінде анықталған зат. Энзимология, ферментология – ферменттерді зерттейтін ғылым саласы. Ол басқа ғылымдармен: биология, генетика, фармакология, химиямен тығыз байланысты. Ферменттердің қызметі туралы алғашқы ғылыми еңбекті Кирхгофф (1814) жариялады. Кейін ашу үдерісі ашытқы жасушаларында ғана өтеді деген ұйғарым жасаған Л. Пастерге (1871), Либих ферменттер жасушалардың өмір сүруіндегі пайда болған өнім, ол жасушада да, олардан бөлек те қызмет атқарады деген қарсы пікір білдірді. Либихтің ғылыми көзқарасы М. Манассейна (1871), Бухнер (1897) зерттеулерінде эксперимент жүзінде дәлелденді. Жасушаларда синтезделген ферменттер өзіне тән арнайы қызметтерін организмнің барлық мүшелерінде атқарады. Ферменттік қасиет, негізінен глобулалық құрылымдағы ақуыздарға тән екені белгілі. Бірақ, қазіргі кезде кейбір фибриллалық ақуыздар да (актин, миозин) катализдік белсенділік көрсететіні анықталды.

Ферментердің қасиеттері

Ферменттер өз әсерін өте аз мөлшерде катализаторға ұқсас жүргізеді. Фермент өзінің әсер етуші заты – субстратпен (S) ферменттік реакция жүргенде фермент-субстраттық кешен (аралық зат) түзеді. Бұл кешеннің қызметі өте күрделі, ол субстрат пен фермент молекулалары конформациясы мен энергиясын және химиялық байланыстарын өзгертеді. Реакция өткен соң фермент-субстраттық кешен жаңа қалыпқа ауысып, фермент-реакция өнімі кешеніне айналады. Содан кейін ол фермент және реакция өніміне (Р) жекеленіп бөлінеді: S + E → S·E → EP → E + P Ферменттердің катализдік ерекшелігіне келесі қасиеттері жатқызылады: а) Фермент өздігінен жаңа реакция жүргізбейді. Ол тек термодинамикалық мүмкін реакцияны ғана жүргізеді. Реакция барысында активтендіру энергиясы төмендейді. 2-суретте көрсетілгендей, реакцияның үлкен кедергі энергиясын сатылап бөліп, төмендету және активтендіру энергиясын жоғарлату арқылы реакция жылдамдығын жоғарлатады. б) Фермент басталған реакцияның бағытын өз бетінше өзгерте алмайды. Ол бір ғана реакция өнімі түзілуі бағытында жұмыс істейді. Мысалы, глюкокиназа глюкозадан тек глюкоза-6-фосфат түзілуін жүргізеді. в) Фермент қатысатын реакция қайтымды болса, ол реакцияны екі бағытта да жүргізе алады. Мысалы, көмірсулардың гликолиздік ыдырауына қатысатын фосфогексо-изомераза, альдолаза, фосфоглицерат-киназа, фосфоглицератлидаза және т.б.

Ферменттік препараттарды алу

Ферменттік препараттарды алу үшін микроскопиялық саңырауқұлақтарды, сондай-ақ бактериялар мен ашытқыларды пайдаланады. Кейде техникалық ферменттік препараттарды алу ферментация процесін жүргізумен аяқталады. Мысалы, спирт өнеркәсібінде крахмалды қанттандыру үшін aspergillus niger сұйық культурасын қолданады, ол крахмал(1%) мен түрлі тұздар қосу арқылы спирттік бордта тереңдік культивирлеу әдісімен өсіріледі. Кейін оны сұйық күйде 10-12% мөлшерде қанттандырылатын заторға қосады. Бірақ культуральды сұйықтықтағы ферменттердің белсенділігі тез төмендейді. Сондықтан құрғақ техникалық ферменттік препараттарды алу кең таралған. Ферменттік белсендірек препаратын культуральды сұйықтықтан амилазаны ацетонмен тұндырып, одан кейін коагулятты 27-28˚С температурада кептіру арқылы бөліп алуға болады. Ферментті тұндыру үшін аммоний сульфатын жиі қолданады. Культуралды сұйықтықты алдын ала құрғақ заттардың мөлшері 40% жеткенше 40˚С температурада кептіріп алады. Коагулятты толықтырғышпен бірге кептіреді. Японияда тағамдық қажеттіліктер үшін ерекше крахмалмен өңделген культуралды сұйықтықтан ферментті адсорбциялау арқылы алынған амилазаның техникалық препаратын пайдаланады. Содан кейін амилазаны крахмалмен бірге лиофилизациялайды. Құрамында пектиназа болатын препаратты лимон қышқылы өндірісінің қалдықтары –aspergillus niger мицелийінен алады. Ол үшін оны кептіреді немесе экстракттан мицелийдің ақуызды фракциясын коагуляциялайды. Бұл препаратты жемістер мен жидектерді өңдеген кезде шырындарды ашық түстендіру және олардың шығымын арттыру үшін қолданады.

Микробты ферменттерді алу: Микрорганизмдердің биомассасы беткейлік (мицеллалы саңырауқұлақтар) немесе тереңділік дақылдандыру (бактериялар) жолымен артады. Әдетте бөтен микрофлораның түсуіне мүмкіндік бермейтін, залалсыздандыруды сақтап оқтынды тереңділік ферментацияны қолданады. Ферментациялық үрдістің соңында ферментті тұрақтандыру, ақуыз молекулаларын бұзылуынан сақтау мақсатында ортаның рН тұрақтандырып, дақылдық сұйықтықты 5°С дейін тез салқын-датады. Одан кейін жоғары жылдамдықта центрифугалап (сепарация) немесе тангенциальды фильтрден өткізген жағдайда дақылдық сұйықтық тығыз биомассадан ажырайды. Егер клеткадан тыс фермент болса, онда әрі қарай өңдеуде дақылдық сұйықтық түседі, егер клетка ішілік фермент болса, онда бөліп алу нысанасы ретінде клетканың массасы алынады.

      Иммобилизацияланган ферменттер.Биотехнологиялық өндірісте иммобилизацияланған ферменттердің қолданылуы экономикалық жағынан тиімді, технологиялық үрдіс жеңілдетіледі, себебі дақылдық сүйықтықтан ақырғы өнімді бөліп алу жеңіл өтеді. Иммобилизацияның мәні биологиялық активті түрде ферментті ерімейтін ұстағышқа қосу (полисахаридтер - целлюлоза, хитин, декстран, агароза; ақуыздар - коллаген, кератин; синтетикалық қосылыстар - стирол және дивинилбензол сополимері; бейорга-никалық заттар - силикагель, балшық, табиғи минералдар). Иммобилизация әдісі үстағыштар бойынша да әр түрлі: гельдер, жартылай өткізгіш мембраналар, суда ерімейтін иониттер, микрокапсулалар, қуыс талшықтар, фермент молекулаларының бір-бірімен тігу және т.б. болады. Иммобилизацияның артықшылығы ферменттің түрақты түрін және биологиялық активтігін ұзақ уақыт сақтауында. Фиксация кезінде ферменттің активтігі төмендеуі мүмкін бірақ бұл оның бос ферменттерге қарағанда, қайталанып, бірнеше рет қолдануымен компенсацияланады. Диффузиялық шектелулер бар, яғни субстрат ұстағышқа бекіген ферментке дейін жетуі керек. Иммобилизацияланған ферменттер технологиясын пайдаланып биопродукцияны алу өндірісі жолға қойылған:

- глюкоза-фруктозалық сироптар;

- рацематтарды ажырату  және L-амин қышқылдарды алу;

- фумар қышқылынан L-аспарагин  қышқылының синтезі;

- фумар қышқылынан L-алма  қышқылының синтезі;

- диеталык лактозасы жоқ  сүтті алу;

- сүт сарысуынан қантты  алу (сүт сарысуында шамамен глюко-задан  және галактозадан түратын 5% лактоза  бар);

- пенициллиннен 6-аминопенициллан  қышқылдың бөлінуі және модификациялануы.

L -аспарагин қышқылы тағамдық  және кондитерлік өндірісте қолданылады (глицинмен бірге қышқыл және  тәтті дәмдерді береді). Оны фумар  қышқылының екі қатарлы байланысы  бойынша аммиакты (NH4) байланыстыратын катализді жүргізетін гель негізіндегі иммобилизацияланған аспартаза (аспартатаммиаклиаза) көмегімен алады. Колонналық биореактор қалданады, онда иммобилизацияланған аспартазаны "шайып өтетін" фумарат аммоний ерітіндісі өтеді.

Ферменттiк препараттардың халық шаруашылығындағы мәні

Ферменттер (энзимдер синонимі) - орындау осы ерекше белоктар катализаторлардың Vivo биологиялық рөлі. Ферменттер айырмашылығы гормондар мен биостимуляторы жануарлардың денесі әрекет, мен компоненттер емес ас қорыту жолдарындағы жем, олар организмде жинақталу және өнімдер емес, құс және мал. Немесе бөлшектемей синтезирующего зат өздері өзгертілуі мүмкін емес ферменттер. Олар соңғы құрамына енгізілген жоқ реакция өнімдері процесінде және қонақ үйінде тұрғаннан кейін тұтынылады емес.   Сонымен жануарлар мен құстардың ас қорыту жолдарындағы өндіріледі өз ферменттер және ас қорыту орын оның көмегімен қоректік жем. Алайда, жануарларды, атап айтқанда monogastric, емес крахмалды қорытуға жүзінде жоқ тиісті ферменттер олар әрең орган жұтып, сондықтан полисахариды. Сонымен қатар, емес крахмал полисахариды өз ферменттер кіргізбеу басқа қоректік заттар мен олардың ас қорыту жануарлар мен құстар. Ас қорыту жылы құстар мен жануарлардың емес крахмалды полисахаридов жолдарының тұтқыр шешім қалыптастырады, крахмал түйіршіктер мен белоктар обволакивающие. Екі теріс бар салдары: инфекциясы тарататын сұйық және жабысқақ белгісімен, және жануарлар мен құстардың өнімділігі төмендейді.     Мал шаруашылығында негізгі шоғырланған жем ретінде пайдаланылатын арпа, сұлы, қара бидай, бидай және олардың азық-түлік емес өңдеу. monogastric бар жануарларды азықтандыру осы мал азығын әлеуетті асқазан толық орган қолданылмайды. Негізгі астық жем Мәдениет - сұлы және арпа - талшықты жоғары (9-12 және Тиісінше 4-7%). Сіз сұлы және арпа талшықты мазмұнын төмен әкеледі, онда сұлы жылы 4-4,5% -ға дейін, арпа 2,5-3,5% -ға дейін төмендеді. Сонымен сіңімділігін кезде өсті, дегенмен бұл заттар қоректенеді, алайда мәселе толық шешілетін емес. Қалай болғанда да, астық жасушаларының сомасының ғана 2.4-2.5% бар қара бидай, жоғары мән емес Азық-түлік байланысты фактісі /2 /. төмен қоректік дәнді саны бірге талшықты өзге де елеулі мөлшерде онда бар Бета-глюканмен мен pentosans қамтиды емес крахмал полисахариды. Олар эндосперма жасуша қабырғасының және жойылды емес таяз жырту астық кезінде қамтылған. жиынтық деректер, негізгі қарсы қоректік факторларға сәйкес бидай, қара бидай және тритикале болып табылады көпшілігі, pentosans болып табылады химуса. емес крахмал полисахариды одан әрі теріс бар меншік - олар тұтқыр жабысқақ сияқты шешімдерді қалыптастыру, өте үлкейді, сіңуін шектеу қазірдің өзінде ақуыз, крахмал, май және басқа да қорытылған маңызды биологиялық қосылыстар. Нәтижесінде, ішек мазмұны арттырады дамуына ықпал қоректік заттардың концентрациясы nevsosavsheysya төменгі ішекте шартты патогендік микрофлора, одан әрі жемдік астық, құстардың денсаулығы мен өнімділігінің үшін проблема туғызады Жүгері мен соя тамақ салыстырмалы түрде төмен болып табылады емес крахмал полисахариды.

Қазіргі орыс жағдайлар жүгері жылы - тым қымбат және жем тапшы нысаны. Құс және шошқа фермерлер арнаны барлық енгізу мәжбүр A (unshelled қоса алғанда) арпа үлкен үлесі, қара бидай, тары мен сұлы, тіпті сол Ауылшаруашылық жануарлар мен құстардың өнімділігі азайтады. Бұл жағдайда мәселенің екі ықтимал шешімдер бар: немесе елеулі инвестицияны қажет етеді экструзия жем немесе арнайы ферменттер арнаға құзыретті қосымша.  Қарапайым ферменттік қоспалар астық өсіп болады, кешенді karbogidrolaz бар. Бұл кезде есте ұстаңыз әсіресе маңызды болып табылады құс азықтандыру астық қара бидай және арпа пайдалану. Болмаған жағдайда микробтық ферменттер Жібіткен және арпа немесе қара бидай бойды өз ферменттер ішінара сынған үшін мүмкіндік береді және peptozany Бета-глюканмен.            Ауыл шаруашылығы саласының фермент шығарады Таз және бактериялық шыққан. бірінші алынған терең - өсіп келе жатқан және әріп P белгіленеді, екінші беті және ферментті препараттарды тазарту дәрежесіне байланысты хатында Г. тағайындаған техникалық және тазартылған бөлінеді. техникалық ана өңделмеген қамтиды мәдениет, белгісі Quot көрсету; X және отандық мәдениет жоғары қызмет үшін дайындық шамамен 3 есе (тазарту дәрежесі SX көрсету). Қамтиды тазартылған бойынша 10 тазарту қызметі кейін есірткі, ол 15, туған қарағанда 20 есе жоғары (, 10X үшін 20x 15x қараңыз). ферменттер дайындау атауы тұрады Негізгі ферменттер мен микроорганизмдер түрлері атауы - өндіруші. B сыныбы мал негізінен қолданылатын ферменттер гидролаз: amylolytic, протеолитических, pectolytic. Ферментті есірткі негізгі компоненті, сонымен қатар.. яғни, электрондық күрделі және құрамында басқа ферменттер. Дайындық ферменттердің негізгі қызмет жөніндегі стандартталады. Ауыл шаруашылығында, осы препараттарды көп қолданылған.

          Ауыл шаруашылығында қолданады: -протеазалар мен целлюлазаларды жемдердің сінімділігін арттыру мақсатында олармен өңдейді. Ауыл ш/қ малдарының жемдерінің негізгі құрамдары - бұл әжептәуір көп қиын қорытылатын заттар - целлюлоза, лигнин, гемицеллюлозасы бар өсімдік өнімдері (дән, сүрлем, қатты жемдер, т.б.) Сондықтан ауыл ш/қ жануарларының төлдері мен қүстардың жемдік рациондарына, жемдік субстратты белсенді ыдырататын амилосубтилин, протосубтилин, глюкамоварин, целловиридин, амилоризин, т.б. ферменттерді қосу олардың құндылығын арттырады, ішек инфекцияларында белгілі емдік-алдын алу шараларына әсер жасайды. Ауыл шаруашылығында қолданылатын микробтық ферменттік препараттарда ферменттердің кешені болады. Мысалы, амилоризин бұл а-амилаза, декстриназа, мальтаза, глюкоамилаза, қышқыл фосфатаза және гемицеллюлаза бар Азрегфіиз огугае өңездерінің қүрғатылған культурасы.

        Ферменттердің техникалық препараттары. Кешенді амилолитикалық ферменттік препаратты қатты қоректік ортада көгерткіш саңырауқұлақтарды өсіріп, одан кейін алынған массаны кептіру және ұсақтау арқылы алады. Ферменттік белсендірек препаратын культуральды сұйықтықтан амилазаны ацетонмен тұндырып, одан кейін коагулятты 27-28˚С температурада кептіру арқылы бөліп алуға болады. Ферментті тұндыру үшін аммоний сульфатын жиі қолданады. Культуралды сұйықтықты алдын ала құрғақ заттардың мөлшері 40% жеткенше 40˚С температурада кептіріп алады. Коагулятты толықтырғышпен бірге кептіреді. Японияда тағамдық қажеттіліктер үшін ерекше крахмалмен өңделген культуралды сұйықтықтан ферментті адсорбциялау арқылы алынған амилазаның техникалық препаратын пайдаланады. Содан кейін амилазаны крахмалмен бірге лиофилизациялайды.

            Сүт сарысуы бар ортада T.lignorum целлюлазасы синтезінің өзіндік ерекшелігі культуралды сұйықтықта 36-54сағ интервалында ферменттердің белсенді жиналуы және келесі сағаттарда белсенділіктің өте тез төмендеуі болып табылады. Культуралды сұйықтықтағы целлюлоза жиналуының максимумы уақыт бойынша орта лактозасын максималды тұтынумен және 7,6-7,8 РН-пен сәйкес келеді. Бұл кезде ферменттің белсенділігі 3,0-3,С2 бірлік/мл; биомасса концентрациясы 10-12г/л, ақуыз мөлшері 1,1мг/мл және культуралды сұйықтықтағы редуцирлеуші қанттардың мөлшері 0,1% . Содан соң, бірнеше сағаттың ішінде (орташа 2-4) РН-тың 8,0-8,1-ге дейін жоғарылауы және целлюлаза белсенділігін 2есе бірден төмендеуі байқалады. Ферментацияның аяқталғанын  7,8РН және тығыз сары түсті мицелийдің сыртқы түрі мен түссіз культуралды сұйықтық бойынша білуге болады. РН-тың 8,0 және одан да жоғары көтерілуі мицелий автолизінің болжауымен және культуралды сұйықтықтың лайлануымен бірге өтеді. Ферментация аяқталған соң бірнеше сағатта культуралды сұйықтықтағы целлюлазалардың белсенділігінің бірден төмендеп кетуі ортада сарысу ақуыздарының болуы есебінен түзілетін протеолитикалық ферменттердің әсерінен болатын сияқты. Культуралды сұйықтықтан целлюлазаларды тұндыруды ацетонмен, изопропанолмен және желатин қосылған танинмен іске асыруға болады. Ацетон, изопропонол мен этанолды пайдаланған кезде культуралды сұйықтықтың көлеміне тұндырғыштың үш көлемін қосу керек. Ортаның бастапқы рн 7,6-7,8, температурасы 10-15°С. Тұнбаны тұндырғышты қосқаннан кейін 20-30 минут өткен соң бөліп алады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Пайдаланылған әдебиеттер:                       

1. Сеитов З.С Биохимия., Алматы қаласы., - 2007.
2. Биотехнология /Жатқанбаев, Ж.Ж. - 2011
3. Иммобилизованные ферменты (под ред. И.В. Березина, В.К. Антонова, К. Мартинека) М, МГУ, 1976 г.
4. Биотехнология. Аубакиров Х.Ә., Алматы: ЖШС РПБК Дәуір, 2011 -368 б.