Ашытқы саңырауқұлақтар

Құрамында спирті бар ішімдіктердің бетіне қонса, микодерма қатпарланған қабықша түзеді де, оның иісі мен дәмін бұза бастайды. Сонымен қатар микодерма сүт тағамдарын, тұздалған жидектерді бүлдіріп, сірке және нан ашытқы саңырауқұлағын жасайтын өндірістерге өте зиянын тигізеді.

 

1.1.2 Ашытқылардың көбеюі

 

Нан ашытқы өндірісі микробиологиялық процесс болып келеді: бұл ашытқылардың көбею процесі. Нан ашытқылары бірнеше өндіріс орындарына қолданылады, бірақ негізгі қолданылатын жері нан ашыту өндірісі. Онда жұмыстың негізгі мақсаты – жақсы, сапалы өнім алу. Бұл ашытқының өсу және көбею заңдылығына байланысты.

Ашытқы жасушасы барлық жасушалар  секілді төрт өсу фазасына тән:

І – лагфаза, ІІ – логарифмдік өсу фазасы, ІІІ – стационарлық фаза, ІҮ - өлу фазасы. Алайда ашытқыларға тек үш көбею фазасы тән. Ал соңғы фаза ашытқы өндірісінде болмағаны жөн.

Лагфаза – ашытқы жасушасы қоректік ортаға енгеннен кейін сонда беймделетін период. Олардың ферментті жүйелері биомасса синтезінде құралады. Аминқышқылдардың, полифосфаттардың, рибонуклеин қышқылдардың (РНҚ), активті синтезі жүреді. Жасушалар бүршіктенуге дайындалып, жасуша пішінінің өзгеруіне байланысты массалары өзгереді. Ашытқылар бұл уақытта көбеймейді. Бұл периодтың ұзақтығы жасушаның ферментті жүйесіне, егіс материалының санына, қоректік субстраттың саны мен құрамына, температураға, рН, культуралды ортаның аэрациясына және т.б. байланысты. Бұл периодта жасушалар сыртқы ортаға сезімтал болып келеді.

Логарифмдік өсу фазасы жасушалардың жоғарғы көбеюімен сипатталады. Оларды қоректік және өсу заттарымен қамтамасыз еткенде, сонымен қоса  лимиттердің болмауы культуралды ортада бүршіктенетін жасушалардың көп болуына әкеледі, ол 70-80 %-дей. Ашытқы биомассалары жас жасушалар пайда болғанша үлкейіп, аналық жасушаға өсіп, жаңа генерация түзіп бүршіктенеді.

А.Куктың анықтамасы бойынша бір ашытқы жасушасы орта есеппен 25 жаңа жасушаны, кейде 40 жасушаны түзеді.

Бұл фазада ашытқы жасушасының максималды өсуі байқалады. Периодтың мерзімі ортадағы қоректік заттың санына, жасуша метаболизмдердің түзілетін өнім санына байланысты. Периодты қайталау процесте қоректік көздердің азаюымен,  ингибирлеуші өнімдерінің пайда болуымен немесе ортаның физикалық қасиеттерінің өзгеруінен өсу жылдамдығы төмендей береді.  Ортаға қоректік заттарды үнемі толтырып тұрумен, зиянды заттарды шығарумен логарифмді өсу фазасы шексіз жүреді. Ашытқы қолайсыз жағдайларға төзу бұл периодта жоғарылайды.

Стационарлы фазада жаңа жасушаларының түзілуі тоқталады, себебі өсу аппаратына қоректік заттар жіберілмейді. Жасушалар өмір сүруін қамтамасыз ету үшін қалған қоректік заттарды қолданады. Жасушалар пішіні жағынан өседі, массасы да үлкейеді. Бұл фазада  биомассаның өсуі  ашытқы  массасынан 5-10 % құрайды. Жасушалардың ферментті жүйелері өмір сүруге қажетті  алмасу процестеріне ауысады. Қоршаған ортада жасушалардың төзімділігі жоғарлайды. Бұл фаза  ашытқы өндірісінде ашытқы жасушаларының пісіп – жетілуіне сәйкес келеді.

Өлу фазасы  микроорганизмдердің өсуі мен көбеюінің тоқталуымен сипатталады. Жасуша массалары кішірейеді, себебі барлық қоректік заттар алдыңғы фазада  қолданылған. Жасушалар өмір сүруі үшін өздерінің қор заттарын пайдаланады. Жасуша автолизі байқалады. Ашытқылар сапасы тез арада дереу нашарлайды. Нан ашытқы өндірісінде  бұл фаза қарастырылмайды, себебі ашытқыларды культуралды ортадан бөліп алады. Ол тек (авария) қолайсыз жағдайда болуы мүмкін, мысалы сепаратор бұзылуы кезінде, сол кезде  жетілген  ашытқылар ұзақ уақыт қоректік заттар жән т.б. аппаратты тұрып қалады.

Ашыту аппаратынан  биомассаны бөліп алуды жоғарлату үшін технологиялық процесті лагфазаны минимумға түсіріп, логарифмдік фазаны ұзартып жүргізу қажет. Стационарлы фазада  бұл екі көрсеткіштің өсуіне әсерін тигізеді. Алайда бұл фазаның процесті енгізу негізіне дайын өнім сапасына байланысты.

Ашытқылар вегетативті  және жынысты, жыныссыз жолмен пайда болған споралармен көбейеді.

Вегетативті жолмен көбею  бүршіктену және бөліну арқылы жүреді. Өте көп таралған түрі – бүршіктену. Ол аналық клеткадан жаңа клетканың ісініп бөлінуі арқылы жүреді. Аналық клеткада бір, екі немесе одан да көп бүршіктер пайда болуы мүмкін (2-сурет, а). Бүршіктеніп көбею шар тәріздес ашытқыларға тән.

Кейде ашытқыларының бүршіктенуінде бір – бірінен бөлінбейтін және псевдомицелий түзетін клеткалары да болады.

Бөліну жолымен көбею өте сирек  және тек цилиндрлі саңырауқұлақтарда болады (2-сурет, б). Споралар қолайсыз жағдайлардан шығу мен көбею үшін қажет. Спорамен көбеюде репродуктивті структураладан құрылады. Олардың пайда болу алдында жасушалар қосылып, ядролардың қосылуы жүріп, диплоидты жасушалар пайда болады.

Эндоспоралар  ескі ашытқы жасуша культураларында пайда болады. Ашытқылардың мұндай мицелийлері  жеке жасушаларға – артро спораларға бөлінеді (3-сурет, а).

Ақырында жасушалар  қосылысының  асколар (сөмкелер) пайда болып, оларда 2-ден 8 аскоспоралар пайда болады. Аскоспоралар дөңгелек, ине және де басқа тәріздес болады. Sacharamyces ашытқыларында тетраэдрлік асколар болады (4-сурет).

Негізінен көбею дегеніміз ашытқылар  жасуша санының артуы. Нан ашытуда, ашытқының көбеюі үшін барлық жағдайлар жасалған. Сондықтан ондағы ашытқылар тек бүршіктену арқылы көбейеді, демек спора  түзбейді. Ашытқыларды енгізгенде онда көптеген сандық және сапалық өзгерістер жүреді. Ашытқылар саны барынша көбейеді, алайда олардың диспергирлі күйі басында үлкейіп, кейіннен төмендейді.

 

Сурет 2

 

 

 

 

 

Сурет 3

 

 

 

                                                                     

 Сурет 4

 

                                                                     

 

Ашытқының таза культураларын сусло – агарлы  пробиркада төменгі температурада сақтайды.

Өндірісте ашытқылар қайталанып қолданыла береді. Бірақ, қайталап қолдану микробиологиялық жағынан зақымдауға, бүлінуге әкелуі мүмкін. Сол себептен әр 8-10 (немесе одан да аз) генерациядан соң зауыттар жаңа ашытқыға ауыстырумен соқтығысады.

Таза ашытқы культурасын өндіру тұрақты ашу процесін қамтамасыз етеді. Таза культураны  өсіруде ашытқы  зақымданбас үшін өндірісті жоғары сапалы жабдықпен жабдықтау қажет. Ашытқылар өте жақсы қолайлы жағдайдағы бөлек бөлмелерде сақталғаны дұрыс. Ол бөлмелерге жұмысшылардың кіруі қатаң шектелгені жөн.

 

1.1.3 Ашытқылардың қоректенуі

 

Ашытқылар ашыту  қанттары бар, энергия қоры бар, көміртегі скелетінің құрылысы бар, сонымен қатар биосинтез үшін  азотты қосылыстардың жеткілікті мөлшері, синтезге  қажетті ақуыз, минералды тұздар, бір немесе бірнеше өсу факторлары болған жағдайда дұрыс көбейе алады.

Ақуыздардың синтезі үшін  аммоний ионын қолдануға да болады, алайда аминқышқылдары қажеттірек. Аминқышқылдары арнайы ретпен пермезалармен (фермент – тасымалдағыштар, трансферазалар) тасымалданады, олар жасуша мембраналарында орналасады.

Одан басқа  ашытқыларға  арнайы заттар өсуді тұрақтандыратын өсу факторлары қажет, өсуге қажет болмаса да биотин, пантотен қышқылы, никотин қышқылы, тиамин және пиридоксин. Бұл заттардың көбісі ашытқы метаболизмінде ферментативті кофактор болып саналады.

Бұдан басқа  ашытқыларға ауаның мөлшері қажет, себебі олар қатаң емес, ал факультативті анаэроб болып табылады, яғни ауамен және ауасыз да тіршілік ете береді.

Бәрінен бұрын ашытқылар көміртегін қажет етеді, оны олар энергияны түзе отырып ыдыратады. Соңында кішірек  молекулярлы  массасы да бар молекулалар түзіледі, ол азотпен бірге жасуша компонентін түзуге қатысады.

Зат алмасуда энергия  көзі болып моносахаридтер табылады, D – глюкоза, D – манноза, D – фруктоза, D – галактоза, пентоза D – ксилоза (кетопентоза), бірақ басқа пентозалар емес.

Ашытудың негізгі биохимиялық процесі – ашитын қанттардың этил спиртіне және диоксид көміртегіне айналуы.

 

С₆О₁₂О₆=СН₃СН₂ОН + СО₂ + 234,5 кДж / (г*моль) (56 ккал)

 

180,1 г глюкозадан 92,1 этил спиртін және 88 г көміртегі диоксидін  алуға болады. Мұнымен қатар қант бөлігі зиянды заттар және екіншілік өнімдер алуға жұмсалады. Соңында қанттан 92,1 г емес, ал 87 г-дай этил спирті түзіледі.

Этил спирті мен көміртегі диоксиді спиртті ашуда негізгі өнім болып табылады.

Егер қанттар  аз болып, ауа жеткілікті болса қанттар  дем  алу процесіне қатысады:

 

С₆О₁₂О₆ + 6О₂ = 6 СО₂ + 6Н₂О + 2822 кДж / (г*моль) (674 ккал)

 

Қазіргі кезде  ашытқылардың  қоректенуінің екі фазасы белгілі.

1. Заттардың жасуша қабығы мен цитоплазмалық мембранадан заттардың өтуі.

2. Күрделі биохимиялық заттардың реакциялары.

Ашытқылардың қоректенуінде макроэлементтер (калий, натрий, фосфор, магний, кальций) және микроэлементтер (темір, мыс, марганец, кобальт, цинк, молибдин)

 

1.1.4 Нан ашытқыларының құрамы

 

Олар ашытқыларды  культивирлеу жағдайына, қоректік орта құрамына, жасушаның физиологиялық жағдайына байланысты.

Престелген  ашытқыларда 67-75% су және 25-33 % құрғақ заттар болады. Бұл кезде  судың бір бөлігі жасуша арасында болып, жасуша сырты деп аталады, ал қалған су ашытқы  цитоплазмасының  ішінде болып, жасуша ішілік деп аталады.

Нан ашытқысындағы құрғақ зат элменттерінің саны бойынша келесідей (%): көміртегі 45-49, сутегі 50-70, оттегі 30-35, азот 7,1-10,8, фосфор 1,9-5,5, калий 1,4-4,3, магний 0,1-0,7, алюминий 0,002-0,020, күкірт 0,01-0,05, хлор 0,004-0,100, темір 0,005-0,012, кремний 0,02-0,20.

Сонымен бірге  құрғақ ашытқыда  болатын заттар (% бойынша): ақуыздар және т.б. заттар – 50, майлар – 1,6, көміртегілер – 40,8, күл – 7,6.

Ақуызда (сыртқы орта) сары су факторларына  сезімтал келеді. Мысалыға жоғары, не төменгі  температурамен әсер еткенде ақуыздың денатурациясы болып, соңында жасуша өледі. Осындай көрсеткіштер қышқылмен, сілтімен, ауыр металл тұздарымен, сәулелендірумен т.б. әсер еткенде байқалады.

Көмірсулар көміртегінен, оттегінен және сутегінен тұрады. Оларды төменгі және жоғарғы деп бөледі. Жоғарғы көмірсуларға полисахаридтер (крахмал, гликоген, клетчатка), дисахаридтер (сахароза, лактоза, мальтоза, галактоза) жатады. Төменгі көмірсуларға (глюкоза, фруктоза, арабиноза, ксилоза және т.б.) жатады.

Гликоген немесе жануар крахмалы жануар мен ашытқы организмінде  қор заты ретінде  болады. Көмірсулардан жасуша энергия алады.

Майлар –  жасушаның қор заты олар  үш атомды спирттің күрделі эфирі (глицерин мен органикалық қышқыл) болып табылады.

Май заттары  ашытқы жасушасының протоплазмасының негізгі бөлігі  болып табылады. Майлар қажет болған жағдайда көмірсуларға айналып энергия көзі ретінде қолданылады.

Витаминдер. Ашытқыларда  бірқатар витаминдер және витамин тектес заттар болады. Жануар мен адамдарда зат алмасу ферменттермен витаминдердің қатысуымен іске асырылады.

В₁ витамині нан ашытқы құрамының 1 г 20 мкг-дай болады. В₁ витамині адам организмінде нерв системасын қадағалап, ақуызбен май алмасуына қатысады, бұл витамин жоқ тағамды пайдаланғанда болатын полиневрит және т.б. ауруларын емдейді.

В₂ витамині (рибофлавин) нан ашытқысының 1 г 25-30 мкг болады. Оның адам тамағында  болмауы түрлі тері мен көз ауруына шалдықтырады. Бұл екі витаминдер жоғары температураға төзімді келеді.

Көрсетілген витаминдерден басқа 1 г нан ашытқысында 8-95 мкг парааминобензойн қышқылы және 19-35 мкг фоли қышқылы болады.

Ашытқылардың тіршілігінде биотин витаминінің маңызы зор. Сахаромицеттер биотинді өздері синтездей алмайтындықтан, ол қоректік ортаның құрамына енгізілуі қажет. Витаминнің 0,5-1,8 мкг 1 г ашытқыда болады. Биотин – тұрақты зат. Себебі термиялық өңдеуге оның сілтілік активтілігі төмендемейді.

Ашытқыда  тағы бір өсуді реттеуші мезоинозид бар. 1 г нан ашытқысында 270 мг болады.

Ферменттер. Барлық тірі организмінде өтетін зат алмасу процестері биологиялық катализаторлар, яғни ферменттер немесе энзимдер көмегімен іске асырылады. Ферменттердің активтілігі температурасы, рН факторларға ғана байланысты емес сонымен бірге жасушада қандай күйде болатынына байланысты. Фермент жеке күйде болса, активті, ал ақуыздармен байланыста болса активтілігі төмен болады. Ашытқы жасушасында фермент үздіксіз синтезделеді. Фермент арнайы температура мен қышқылдылықта аса активті болады. Олардың тұрақсыз болуы белоктар секілді температураға, қышқылға, ауыр металл тұздарына, сезімтал келуінен. Ол оның денатурациясына әкеледі.

Жеке ферменттер тірі жасушалардан 10-12 ферменттен тұратын фермент жүйесін құрайды.

 

1.1.5 Технологиялық  процеске әсер етуші факторлар

 

Ашытқыларды өсіру барысында температурасы олардың өсу жылдамдығына үлкен әсер етеді. Ашытқыны культивирлеу температурасын жоғарлату әсерінен бірінші уақытта өсу жылдамдығы жоғары болады да, кейіннен бірдей  төмендейді. Д.А.Уайтоль мәліметтер бойынша, 20⁰С температурада ашытқыларды өсіру барысында олардың өсуінің меншікті жылдамдығы 0,149-ды құрайды, 30⁰С-та 0,311, 36⁰С-та 0,342, 40⁰С-та 0,200 дейін, ал 43⁰С температурада ашытқының көбеюі қарастырылған жоқ.

 

1.1.5.1 Ортаға активті қышқылдың (рН) әсер етуі

 

Микроорганизмдер, сонымен қатар ашытқылар, белгілі  рН ортада өседі. Бірақ нан ашытатын ашытқылардың меншікті өсу жылдамдығы рН 4,5-5,5 барысында бақыланып отырады культуралды ортаның рН 4,0 дейін төмендету биомассаның жинауының және төмендеуіне алып келеді. Нан ашытқысы ашытқылардың өсіру уақытысында  рН 3,0-3,5 дейінгі  ортада қышқылдандыру және рН 8,0 ортада  сілтілеу кезінде ашытқы жасушаның көбеюі  тоқтатылады. Жасушаға түсетін қоректік заттардың жылдамдығы, ақуыз синтезіне қатысатын фермент системасының активтілігі, витаминдердің түзілуі, сонымен қатар ашытқының өсу жылдамдығы рН деңгейіне байланысты болады. Оптимальды белгіден (4,5-5,5) рН ортада ауытқуы ашытқының сапасының нашар болуына алып келеді.