Ахметова А.А. – ҚарМТУ студенті (БТ — 14 – 1 тобы), Ғылыми жетек. – аға оқытушы Кабылбекова Г.К.
БИОТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ӨНДІРІСТІҢ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ
Биологиялық өндіріс (биотехнология) адамдарға қажетті пайдалы өнімдердің алынуын қамтамасыз етеді. Бұл технологиялар әр түрлі биологиялық агенттер мен жүйелерді қолданумен жүзеге асады, олар – микроорганизмдер, вирустар, өсімдік пен жануар клеткалары және ұлпалары болып табылады, сонымен қатар клеткадан тыс заттар мен клетка компоненттері. Қазіргі уақытта биотехнологияның дамуы көптеген мемлекеттердің өнеркәсібінің дамуында маңызды рөл атқаруда. Қазіргі уақыттағы биотехнология көшбасшылары болып ауыл шаруашылығы биотехнологиясында фармацевтика, тағам мен химия өнеркәсібінің дамуына үлкен үлес қосқан АҚШ пен Жапония болып табылады. Ал ферменттік препараттар, аминқышқылдарын, ақуыздар өндірісінде алдыңғы орынды Батыс Европа (Франция, Ұлыбритания) елдері және Ресей алады. Біздің еліміз де соңғы жылдары биотехнология саласына көп көңіл бөлуде. Бұған мысал ретінде өзіміздің техникалық университетті алатын болсақ, 2016 жылы өндірістік экология және химия кафедрасында, яғни 5 корпуста арнайы биотехнологиялық орталық ашылған болатын. Бұл студенттер үшін оқу процесін тек теория тұрғысында ғана емес, сондай – ақ практика жүзінде тәжірибе жасап көз жеткізулеріне мүмкіндік беруде. Сонымен қоса, біздің еліміздің түкпір – түкпірде де осындай орталықтар мен зертханалар ашылуда.
Кез келген биотехнологиялық процесс үшін негізгі мақсат – ол үшін аппаратура мен ғылыми өндірістің ойлап табылуы. Биотехнологиялық өндірісті ұйымдастыруда сол уақыттағы химиялық өндірістің дамуындағы тәжірибелер қолданылған. Бірақ, биотехнологиялық процесстер химиялық процесстерден ерекшеленеді, биотехнологияда материяның күрделі ұйымын қолданады, ол – биологиялық материялар. Әрбір биологиялық нысан (клетка, фермент, т.б.) – өзін – өзі автономды реттейтін жүйе.
Биологиялық процесстердің табиғаты күрделі және де толығымен зерттелмеген. Мысалы: микробтық популяция үшін гетерогенді белгілер тән – жасы, физиологиялық белсенділігі, қоршаған ортаның жағымсыз факторларына әсері. Кез келген биотехнологиялық процесс 3 негізгі жағдайды құрайды: ферменттікке дейін, ферменттік, ферменттіктен кейін. Дәрумендер табиғаты әр түрлі химиялық заттардың органикалық қосындысы және ол өте аз мөлшерде әрбір организмге қажет, сонымен қатар, ағзадағы катализдік және реттеушілік функцияларды атқарады. Дәрумендердің ағзадағы тапшылығы организмнің дұрыс жұмыс істеуіне кедергі келтіреді, зат алмасуды бұзады және паталогиялық күйге әкеледі. Дәрумендердің синтезделу қасиетіне тек автотрофты ағзалар ие, көбінесе – өсімдіктер. Көптеген дәрумендерді микроорганизмдер синтездейді, сондықтан микроорганизмдер көмегімен дәрумендерді синтездеу – биологиялық активті заттарды алудың негізгі жолы болып табылады. Микроорганизмдердің физиологиясы мен генетикасын зерттеудің арқасында – микробиологиялық жолмен барлық белгілі дәрумендерді ашудың теориялық негіздері анықталған. Дәрумендер емдік препараттар есебінде қолданылады. Осыған байланысты айтылған деректерге көз жеткізу үшін дәрумендердің түрлі биотехнологиялық жолдармен алынуына тоқтала кететін болсақ.
В2 (рибофлавин) дәрумені өткен жүз жылдықтың 30 – жылдарына дейін табиғи шикізаттан алынған. 1935 жылы рибофлавиннің активті продуценті – Eromothecium ashbyii табылды, егер оны 1 т қоректік қоспада өсірсе – 25 кг рибофлавин синтездеуге болады. B2 дәруменінің өсетін ортасына күрделі органикалық заттар – соя ұны, жүгері экстракты, сахароза, кальций карбонаты, натрий хлориді, калий гидрофосфаты, дәрумендер, техникалық май қажет. Ортаны ферментерге жібермес бұрын оған антибиотиктер мен антисептиктерді қосып стерилдейді. Сұйық қоректік ортаны және егілетін материалды дайындап, ферментерге немесе егу аппаратына жібереді. Егілетін материал ретінде E.ashbyii спораларын пайдаланады, ал олар тарыда өсіріледі (7 – 8 күн, 29 – 30 С). Сұйық материал стерилденген соң ферментерге жіберіледі. Культуралық сұйықтықтағы рибофлавин концентрациясы 1,4 мг/мл жетуі мүмкін. Культуралық сұйықтықты ферменттеу процесінен кейін оны вакуумде концентрациялап, кептіріп (ылғалдылығы 5 – 10%), толықтырғыштармен араластырады. 1983 жылы микроорганизмдер генетикасында рибофлавин синтезін қадағалайтын Bacillus subtilis рекомбинантты штамм құрастырылды.
Сонымен қоса, қазіргі кездегі биотехнологиялық процесстерді кеңінен қолдану аскорбин қышқылының синтезін көп сатылы әрі қымбатқа түсетін процесстерсіз алуға ықпал жасайды. D – глюкозаны 2,5 – ДКДГК – ден 2 – КГК дейін қышқылдау үшін қажет негізгі микроорганизмдер Erwinia punctata мен Corynebacterium sp. мутантты штаммдары болып табылады.
Қорытындылай келетін болсақ, биотехнология бұл түрлі микроорганизмдер, өсімдіктер мен жануарлардың жасушаларын пайдалана отырып адамдарға қажетті әрі пайдалы болатын өнімді алу болып табылады. Яғни бұл сала біздің елімізде даму үстінде және бұл саланы пайдалана отырып дайындалған өнімдер экологиялық жағынан таза, қалдықсыз әрі экономикалық жағынан тиімді болып келеді. Сондықтан да биотехнологияның дамуына біз болашақ маман ретінде өз үлесімізді қосуымыз керек. Себебі бізге биотехнологияның тигізер пайдасы әлі де жетерлік.