– MAVZU - Toshkent kimyo-texnologiya instituti «vinochilik texnologiyasi va sanoat uzumchiligi» fakulteti «biotexnologiya»...

7 – MAVZU:
Ozuqa mahsulorlari ishlab chiqarishda biologiyaning
ahamiyati.
Reja:
Lizin ishlab chiqarish;
L-lizin ajratish;
Glutamin kislota ishlab chiqarish;
Natriy glutamat olish.
Ozuqa mahsulotlarini ishlab chiqarishda biologiyani ahamiyati
Keyingi yillarda xalq xo‘jaligi va meditsinada turli xil aminokislotalar keng miqyosda
qo‘llanilmoqda. Asosan ular oqsilli oziqalarning to‘yimliligini oshirishda katta ahamiyat kasb etadi. Ba’zi
bir oziq ovqat va ozuqa maxsulotlari o‘zida almashinmaydigan aminokislotalarni xususan, lizinni etarli
miqdorda saqlamaydi. Bunday maxsulotlarga makkajo‘xori, bug‘doy, guruch va boshqalarni misol qilib
keltirish mumkin.
Sanoat asosida olingan aminokislotalar oziqa to‘yimliligini oshirish uchun toza usulda yoki
kombinirlangan oziqa tarkibida qo‘llaniladi. SHuning uchun aminokislotalardan foydalanish sohalarida
oziqaning o‘simlik oqsillari saqlashini oshirish imkoniyati vujudga keladi. Su’niy aminokislotalarni
qo‘llash tabiiy oziqalar sarfini iqtisod qilishga olib kelishining ilmiy asoslari isbotlab berilgan.
Aminokislotalarni qishloq xo‘jaligida hayvonlar oziqasida qo‘llashdan tashqari oziq ovqat sanoatida
ham keng foydalanish mumkin. Ular qator polimer xom-ashyolar tayyorlashda masalan, sintetik teri, qator
maxsus tolalar va oziq ovqat maxsulotlarini qadoqlash uchun plyonkalar tayyorlashda foydalaniladi. Ba’zi
bir aminokislotalar yoki ularni ishlab chiqaruvchilarining insektiöid ta’siri o‘rganilgan. Metionin yoki -
aminomoy kislota dorivor vositalar sifatida keng qo‘llaniladi.
Aminokislotalardan xalq xo‘jaligining turli sohalarida keng foydalanilishini ßponiya mamlakati
misolida yaqqol ko‘rish mumkin. ßponiyada butun mamlakat bo‘yicha ishlab chiqariladigan
aminokislotalrning 65% i oziq ovqat ishlab chiqarish sonoatida, 18% ini chorvachilikda, 15% ini
mediöinada va 2% i turli xil sohalarda qo‘llaniladi. Ayni vaqtda jahon miqyosida aminokislotalar ishlab
chiqarish yiliga bir necha million tonnani tashkil etmoqda.
Jahon miqyosida L-glutamin kislota, L-lizin, DL-metionin, L-asparagin va glitsin ishlab chiqarish
etakchi rol o‘ynaydi.
Aminokislotalarni olishning asosiy usullari quyidagilar hisoblanadi:
o‘simlik xom ashyolari oqsili gidrolizatlaridan ekstraksiyalash;
kimyoviy sinez;
o‘suvchi hujayralardan mikrobiologik sintez;
mikroorganizmlardan ajratilgan fermentlar yoki immobillangan mikrob hujayralaridan foydalanish.
ßponiya mamlakati misolida aminokislotalarni olishning quyidagi usullarini keltirish mumkin (9-
jadval).
9-jadval.
ßponiyada aminokislotalar ishlab chiqarish usullari va bir yildagi hajmi (1877 y.)
Aminokislotalar
Ishlab chiqarish usuli
Ishlab chiqarish hajmi,
t/y.
Alanin
F,X
150-200
Arginin
M, X, G
100-300
Asparagin kislota
F
1000
Asparagin
X, G
10-50
Öitrullin
M, X
10-50
sestein
G
1-10
sistin
G
100-200
Glitsin
X
5000-6000
Glutamin kislota
M
100000
Gistidin
M, G
100-200
Gomoserin
M
10-50
Oksiprolin
G
10-50
Glutamin
M
200-300
Izoleysin
M, G
10-50
Leysin
M, G
50-100
Lizin
M
15000
Metionin
X
60000 - 70000
L-metionin
M
100-200
Ornitin
M, G
10-50
Fenilalanin
M, X
50-100
Prolin
M, G
10-50
Serin
M, G
10-50
L-treonin
M
50-100
DL-, L-triptofan
X, F
100
Tirozin
M, G
10-100
Valin
M
50-100
DOFA
F
0,1
Izoh: F - fermentativ sintez; X - kimyoviy sintez; M - mikrobiologik sintez; G - o‘simlik xom
ashyolari va hayvon oqsili gidrolizatlaridan ekstraksiyalash yo‘li orqali; DOFA - dioksifenilalanin.
Mikrobiologik sintez asosida ko‘plab aminokislotalarni olish ayni vaqtda istiqbolli va iqtisodiy
samarali usul hisoblanadi.
Aminokislotlarni mikrobiologik sintezdan tashqari yuqorida keltirilganidek, o‘simlik va hayvon xom
ashyolari saqlagan tabiiy oqsillar gidrolizi yo‘li orqali olish mumkin. Bu usul ko‘hna usullardan biri
hisoblanadi. Bu usulning asosiy kamchiliklaridan biri oqsilli oziqa yoki oziq ovqat maxsulotlari sifatida
foydalanish mumkin bo‘lgan xom ashyolardan foydalanilishidir. Masalan, janubiy sharqiy Osiyoda natriy
monoglumat soya shrotidan olinadi. SHu kabi bir qator xom ashyolardan bu usulda aminokislotalar olish
iqtisodiy samara bermaydi.
Aminokislotalarni kimyoviy sintez qilish etarli darajada samarador bo‘lib, yuqori
avtomatizatsiyalash orqali uzliksiz ishlab chiqarishni tashkil etib, hohlagan tuzilishli birikmani olish
imkoniyatini beradi. Bunda oziq ovqat bo‘lmagan xom ashyolardan foydalaniladi va katta miqdordagi
maxsulotni tashkil etadi. Biroq, qonuniyatdagidek, bu jarayonlar ko‘pbosqichli va murakkab asbob-
uskunalarni talab etadi. Bu usulning asosiy kamchiligi esa aminokislotaning faqatgina raöemik shaklini
olish mumkinligi hisoblanadi. Parrandachilikda keng qo‘llaniladigan LD-metioninni bu usulda olish yaxshi
yo‘lga qo‘yilgan.
Keyingi yillarda aminokislotalarni olishning kimyoviy-mikrobiologik kombinirlangan usuli keng
qo‘llanilmoqda, bunda dastlabki birikma kimyoviy reaköiya natijasida olinadi keyin esa
mikroorganizmlarning muvofiq shtammlarining fermentativ faolligi hisobiga oxirgi bosqiya amalga
oshiriladi.
Aminokislotalarni mikrobiologik usulda sintez qilish ko‘pchilik mikroorganizmlarning oziqa
muhitida ushbu maxsulotlarni yuqori darajada to‘plashiga asoslanadi. Mikroorganizmlar orasida yuqori
darajada glutamin kislota hosil qilish xususiyatiga ega bo‘lgan qator bakteriyalar, achitqi va zamburug‘
turlari mavjud.
O‘rganilgan ko‘pchilik mikroorganizmlarning shtammlari, ularning sistematik holatiga bog‘liq
bo‘lmagan holda L-alanin va glutamin kislotani ko‘p miqdorda sintez qilishi aniqlangan. Juda ko‘plab
shtammlar esa asparagin kislota, leyöin, valin, izoleysin va lizinni juda kam miqdorda sintez qilishi
o‘rganilgan.
Mikroorganizmlarning aminokislotalar to‘plash xususiyati va turlar aro korrelyasiyasi qatiy
ko‘rinishda bo‘lmaydi. Aminokislota produtsentlarining ko‘pchiligi grammanfiy sporasiz bakteriyalar
bo‘lib, ular Corynebacterium, Micrococcus, Arthrobacter, Brevibacterium turkumlariga mansubdir.
Lizin ishlab chiqarish
Ma’lumki, lizinning ikki xil optik faollikdagi D-L-shakllari mavjud:
Lizin (−−diaminkapron kislota): S6N14N2O2
Lizin odam va hayvonlar organizmida qator o‘ta muhim biokimyoviy funksiyalarni bajaradi:
hujayrada kalsiy transporti, ovqat hazm qilish fermentlari sekretsiyasini va umumiy azot nisbatini oshirishni
ta’minlaydi va h.k.
Lizinning produtsent-mikroorganizmlari, auksotrof bakteriyalarning Brievibacterium, Micrococcus,
Corynebacterium kabi gomoseringa muhtoj mutant turkumlari hisoblanadi.
55-rasm. Bakteriyalarning lizin sintez qilishi:
1-aspartatkinaza; 2-asparagin kislota polualdegid degidrogenaza; 3-gomoserindegidrogenaza; 4-
gomoserinkinaza; 5-treonindegidrogenaza; qo‘sh chiziqlar – repressiya mexanizmi; Bittalik chiziqlar –
ingibirlanish mexanizmi.
Lizinning oziq ovqat sanoatida qo‘llanilishi maxsulotlarning sifatini yaxshilab, ularning biologik
qiymatini oshiradi. SHuningdek, lizin hayvonlar oziqasidagi eng tanqis aminokislotalar hisoblanadi.
hayvonlar oziqa ratsioniga lizinning 0,1-0,4% miqdorida qo‘shilishi oziqaning qiymatini keskin oshiradi
va shu bilan birga ularning sarf bo‘lish miqdorini qisqartish imkonini beradi.
Rossiyada lizin produtsenti sifatida Brievibacterium turkumlaridan foydalaniladi. Lizin produtsenti-
auksotrof - biotin, tiamin, treonin va metioninga talabchan bo‘ladi.
Sanoat asosida lizin va boshqa xil aminokislotalarni olish, qat’iy rejimdagi aseptik sharoit, steril
oziqa muhiti va produtsentning toza kulturasidan foydalanishni talab etadi.
Lizin olishning texnologik jarayonlari quyidagi bosqichlardan iborat (1-chizma):
ekish materialini olish;
oziqa muhitini tayyorlash va sterillash;
barcha uskunalar, kommunikatsiya va havoni tayyorlash hamda sterillash;
fermentatsiya;
L-lizinni ajratish.
Lizin chiqaruvchi biokimyoviy zavodlarda ekish materialini tayyorlash davriy usulda amalga
oshiriladi.
Dastlabki kultura GPA (go‘sht peptonli agar) qattiq oziqasida probirkalarda 28-300S haroratda bir
sutka davomida o‘stirib olinadi. O‘sgan kulturalardan mikroorganizmlar suspenziyasi steril suyuq oziqa
muhitiga (kolübalarga) o‘tkaziladi va mikrobiologik tebratgichda (180-200 tez/min) bir sutka davomida 29-
300S haroratda o‘stiriladi. Buni onalik ekish materiali deb ham ataladi. So‘ngra onalik ekish materiali
tayyorlash kolbalaridan kulturalar ekish kolbalariga olinadi, bunda kolbadagi oziqa muhitining 5% miqdori
hajmida onalik ekish materiali solinadi.
Ekish kolbalarida ham kulturalar 300S haroratda 1 sutka davomida mikrobiologik tebratgichda
o‘stiriladi. SHundan keyin ekish materiali kolbalardan kulturalarni aeraöiya holatida aralashtirib o‘stirish
amalga oshiriladigan inokulyatorga olinadi va 29-300S haroratda bir sutka davomida o‘stiriladi.
Ekish materialini olish
Ekish materialini olish uchun oziqa muhiti tarkibi: melassa (3-5%), makkajo‘xori ekstrakti (2,5-
3,0%) va osh tuzi saqlaydi. rN 7-7,2 gacha bo‘lishi HSl ning 20% li eritmasi orqali ta’minlab turiladi.
Inokulyatordagi oziqa muhiti tarkibi fermentatsion oziqa muhiti tarkibiga yaqinroq bo‘lishi zarur.
CHizma 1. Lizin ishlab chiqarishning texnologik chizmasi
Oziqa muhitini tayyorlash va sterilizatsiyalash
Lizin produtsentlarini o‘stirish uchun tarkibida melassa, makkajo‘xori ekstrakti yoki bo‘r va o‘stirish
moddalarini saqlovchi muhitdan foydalaniladi. Uglerodning asosiy manbasi melassa bo‘lib, tarkibida
termolabil komponent bo‘lgan saxaroza saqlaydi, shuning uchun uni alohida sterillash talab etiladi. Melassa
reaktorga solinib doimiy aralashtirilgan holda 800S gacha haroratda qizdiriladi va zarur miqdordagi
saxaroza miqdori hosil bo‘lguncha suv solinadi.
Maxsus uskunlardagi hosil qilingan melassa eritmasiga tezda 120-1220S haroratgacha bo‘g‘iq bug‘
yuboriladi va bu harorat aniq vaqt oralig‘ida ushlab turiladi.
Oziqaning boshqa komponentlari aralashtirilib aralashtirgichli reaktorga quyiladi va qizdiriladi,
so‘ngra maxsus uskunada sterilizatsiya haroratida zarur vaqt oralig‘ida ushlanib keyin sovutiladi.
Ko‘pik hosil qiluvchilar ba’zan alohida sterillanadi, sababi ular oziqa muhitlariga nisbatan yuqoriroq
harorat va rejimda sterillanadi.
Lizin olish jarayonlari qatiy aseptik sharoitni talab qilganligi uchun barcha uskunalar, reaktorlar,
kommunikatsiyalar va fermentatsiyaga beriladigan havo sterillanishi zarur. Havoni sterillash usuli I-bobda
berilgan. Uskunalar va komunikatsiyalar 135-1400S haroratda o‘tkir bug‘ bosimi ostida amalga oshiriladi.
Bunda sterilizaöiyaning “sovutish” usulidan ya’ni bakterioöid gazlar (etilen) va kimyoviy reagent
eritmalaridan (formalin, xlor saqlovchi birikmalar va h.k.) foydalanish mumkin. Sovuq sterillash amalga
oshirilgandan so‘ng kimyoviy reagentlar qoldiqlari steril suvda yuvib tashlanadi.
|