Ферментация процестеріне арналған шикізат

Ферментация процестеріне арналған шикізат. Арнайы ферментация процестері үшін шикізатты таңдау.

Ферментация процестеріне қажет шикізат ең алдымен микроағзалардың биомассалық құрылымына қажетті элементтері бар қоректік ортаның түзілу мəселесін шешеді. Қоректік орта микроағзалардың да мекені болып табылады.
Шикізат – құрамында қоректік компоненттер бар таза немесе аралас арнайы заттар. Олар жеңіл табылатын, қымбат емес жəне зиянды қоспаларсыз болуы қажет. Сондықтан қолданылатын шикізатттың əрбір түріне сапасын анықтайтын арнайы стандарттар болуы қажет.
Су салмағы жағынан шикізаттың ең көрнектісі жəне ең арзаны. Биотехнология өнім түрлерінің көбі су сапасымен анықталады. Су билиогиялық таза, түссіз, иіссіз, дəмсіз болуы жəне тұнба бермеуі тиіс. Буландырғаннан кейінгі судың қалдығы 1г/л- ден аспауы, жалпы кермектігі 7 мг-экв/л- ден аспауы қажет. Кермектігі жоғары су ферментация процесіне кері əсер етеді. Зиянды қоспалардың мөлшеріне байланысты мынадай шектеулер қойылған: қорғасын – 0,1 мг/л, мышьяк – 0,05 мг/л, фтор – 1,5 мг/л, мырыш – 5,0 мг/л, мыс – 3,0 мг/л дейін.
Көмірсу көзі. Көмірсулар – ферментация процессінде көп қолданылатын заттар. Оларға төменде көрсетілген қосылыстар жатады:
Глюкоза – C6H12O6; ылғалдылығы – 9% -ға дейін, күл -0,07%-ға дейін, сондай-ақ темір 0,004%-дан аспауы қажет.
Сахароза – C12H22O11; ылғалдылығы – 0,15% -ға дейін, күл -0,03%-ға дейін.
Меласса – қант өндірісінің қалдығы. Түсі қоңыр, тығыздығы 1,35-1,4 г/мл. Құрамында 40- 55%-ға дейін сахароза, 0,5-2%-инвертті (жай) қант бар. Құрамында тағыда аминоқышқылдар В тобының витаминдері (биотин – 80%-ға дейін) бар. Күлдің құрамында калий, магний, кальций жəне темір өте көп мөлшерде. Меласса — мезгілдік өнім. Сақтау барысында микроағзалардың əрекетінен қант шығынына ұшырауы ықтимал.
Жүгері ұны – 67% крахмал, 10% басқа көмірсулар, 12% ақуыздар. Ылғалдығы 15%-ға дейін, күлі 0,9%-ға дейін. Күлінде фосфор, калий, магний өте көп.
Ағаш (древесина) гидролизаты. Ағаш (древесина) таза күйінде микроағзалар үшін «дəмсіз» шикізат, бірақ қосымша өңдеуден кейін, яғни жоғары температуралық қышқылдық гидролизден кейін – гидролизатқа айналады. Целлюлоза жəне пентозан глюкоза жəне басқада қанттарға дейін гидролизденеді. Қанттың мөлшері 4-8%-ға дейін, ол ағаштың түріне гидролиз технологиясына байланысты. Көміртегінің көмірсулық емес көздері.
Көміртегі газдары – метан, этан, пропан, бутан – азықтық ақуыз алуда жəне бірқатар биомасса өнімдерін алуда қолданылады.
Сұйық көмірсулар – көміртек тізбегінің ұзындығы C10-C27- ге дейін болатын парафиндер. Астық ашытқылар, лимон қышқылы, биопрепараттар өндірісінде қолданылады.
Қатты майлар жəне майлар – ферментация процесінде қатты майлар мен майларды көбікті болдырмау үшін қолданады. Қатты майлардан – шошқа, сиыр, қой майлары қолданылады. Пальма майын қолдану қиыныраққа соғады, себебі ол қалыпты температурада қатты өнім. Ферментация процесінде сұйық майлардан: күнбағыс, соя, арахис, зығыр, кастор майлары қолданылады. Майларды шектен тыс мөлшерде қолдану өнімді бөліп алу жəне тазалау сатыларында қиындық туғызады.
Азотты қоректік заттардың көзі.
Көптеген микроағзалар неорганикалық азоттың көздерін: аммоний сульфатын, аммоний нитратын,карбамидті, аммиак суын утилизациялауға қабілетті.
Көпшілік жағдайда ферментация процесі үшін ортаның құрамына аминоқышқылдардың жəне ақуыздардың бастамасы болып табылатын органикалық азот көздері қажет болады. Шикізаттар ретінде əртүрлі табиғи өсімдіктер жəне жануарлар болып табылады. Бұлардың ішінде көп тарағандарын қарастырайық.
Жүгері экстракты – құрғақ зат өнімі 48%-дан төмен болмайтын жүгері дəндерінің бұқтырмасының құрамындағы сұйықтықты толық бұландыру жолымен алынатын крахмал- уыз өндірісінің қалдығы. Бұқтыру процесінде жүгері ақуызының ферментативтік гидролизі өтеді, нəтижесінде экстарттың азотты құрамының жартысынанан көбі – аминоқышқылдарға, полипептидтерге, ақуыздарға айналады. Экстрат – күңгірт түсті қоймалжың сұйықтық, құрамында 6-8% жалпы азот, 24% күл бар. Күлдің қүрамында фосфор, калий, магний бар, сондай-ақ фосфор фитин түрінде болады. Сонымен қатар В тобының витаминдері (биотин) болады. Жүгері экстракты əртүрлі қоректік заттар көзі болатын жақсы қоспа.
Соя ұны – соя дəндерін жəне майы алынған күнжарасын (жмых) ұнтақтау арқылы алады. Осыған байланысты соя ұны майлы, майсыз, майлылығы төмен болып бөлінеді. Сондай-ақ бумен өңделген (дезодорированная) түріде болады, ол бір жыл бойына сақтауға мұмкіндік береді. Бумен өңделмеген соя ұныныда ферменттер сақталады, олардың сақталу мерзімі 1-3 ай. Ұнның құрамында 45% протеин, 32% көмірсулар бар, осыған орай оны көмірсу көзі ретінде қолдануғада болады. Оның күлінің құрамына калий, кальций, магний жəне көп мөлшерде фосфор кіреді. Соя ұны жүгері экстракты сиқты азот, көміртегі, фосфор негіздерінің керемет көзі. Соялық ортаның кемшілігі – қатты көбіктенуі жəне қатты тұнба беруіне байланысты оны бөліп алудағы қиыншылықтар.
Фосфорлы қоректік көздер. Органикалық азоты бар заттар (жүгері экстракты, соя ұны) фосфордыңда көздері болып есептеледі. Неорганикалық көздердің құрамында да азот бар.
Бұл — аммофос (моно-, ди- жəне триаммонийфосфат).
Макро жəне микроэлементтер. Негізінен неорганикалық тұздар: калий корбанаты, калий сульфаты, калий хлориді, магний сульфаты, марганец сульфаты, темір сульфаты, мыс сульфаты, кобальт сульфаты, мырыш купаросы қолданылады.
Арнайы ферментация процестері үшін шикізатты таңдау. Таңдау кезінде ортаға эксперимент ретінде қолданылатын қоректік көздердің тиімділігі ескеріледі. Ортаны таңдау қазіргі кезге дейін тек ғылым ғана емес, сонымен қатар өнерде. Сондай-ақ шикізатты таңдауда оның бағасыда қаралады.
Ортаны таңдауда бірінші кезекте микроағзалардың биомассасының химиялық құрамына жəне жасушадан тыс өнімнің химиялық құрамына көңіл бөлу керек. Дегенмен əртүрлі микроағзалардың биомассасы құрамы жағынан айтарлықтай өзгешелік болмайды. Субстарттардың элементтік құрамыда өте жақын. Тек кейбір жағдайларда ғана жасуша құрамында сезінерліктей мөлшерде экзотикалық элементтер (кобальт жəне күміс) болуы мүмкін. Орта компоненттерін сəтті таңдау көбіне не кездейсоқтық, не интуиция. Бірінші кезекте, əрине, берілген микроағза өніп-өскен орта компоненттері немесе оның жақын аналогтары алынады. Ортаның негізгі компоненттері – көміртегі, азот, фосфор, кұкірт, микроэлементтердің көздері жəне биомассаның бастапқы өсуіне қажет витаминдер. Бұл жерде олардың аралық қатынасын ескеру қажет.
Осы аралық қатынасты орта құрамын оптимизациялауда тереңірек қарастыру керек. Орта рецептурасы өндірістік штаммаларда үлкен құпия болып есептеледі жəне көптеген микробиологтар осы мəселе бойынша жұмыс істеуде.
Егер орта құрамының бір ғана компоненті толық зерттелмеген жағдайда, оның концентрациясын өзгерте отырып бірқатар тəжірибелер жүргізу арқылы мағлұмат алуға болады. Əртүрлі концентрацияда процестің қаншалықты тиімді жүріп жатқандығы құралсыз көзбенде жақсы байқалады. Сенімдірек болу үшін теңдеулерді қолдануғада болады.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *