Ашытқы саңырауқұлақтар

РНҚ спиральді  құрылысты және нуклеотид қатарынан тұратын, олар нуклеотид бірінші рибозосынан, екінші фосфор қышқылының оттекті байланысымен құралатын тізбекті құрайды.

ДНҚ-ның құрылысы көбінесе РНҚ-ның құрылысына ұқсас болып келеді, бірақ оның құрамында молекулярлы массасы (4-8 млн) жоғары болады. Сонымен қатар ДНҚ нуклеотидтен тұрады, оның құрамына негізгі пуриндер және пиримиддиндер, көміртектер және фосфор қышқылы кіреді.

Соңғы он жыл ішінде жасушадағы (1) ақуыз синтезіндегі нуклеин қышқылының ролі рибосома процесінде жүретіні туралы теория пайда болды.

Ақуыз синтезі  нәтижесінде ашытқыдағы жасушаның бір массасының өсуі байқалады, осының әсерінен басталады.

Бастапқыда  жасуша бөліктері бөлініп, нәтижесінде сондай байланыста ферменттер спецификалық әрекетін түзіп, соңы азая бастайды. Жасуша протоплазмасы әлсіренген бөліктеріне еніп, кейіннен бастапқы протоплазманың түйіршіктерінің төбесінде аналық жасушалардың өсу процесі басталады және бүршіктері біртіндеп көбейе бастайды. Бүршіктену бастапқы жасушадан аналық жасушаны бөліп алған кезде тоқтайды.

Осы уақытқа  дейін бір аналық жасушадан қанша  бастапқы жасуша түзілетін туралы сұраққа жауап жоқ. А.Кукпаның мәліметтері бойынша, сахарамицет ашытқысының жасушасы орташа есеппен 25 жаңа жасуша түзетінін білеміз. Кейбір жағдайда  40-қа дейін өседі. Электронды микроскоп көмегімен ескі жасушаны зерттеген кезде кескіндерінің соңы көп екені анықталды.

Жас жасуша берілген рассаның көлеміне және жасушаның ұзындығына дейін өсіп, бүршіктенуі басталады, бұл процесс генерацияның жалғасуы деп атайды. G ол төмендегі теңдеумен анықталады.

 

G=0,693/М

 

мұндағы: М - өсудің меншікті жылдамдығы.

 

Ашытқылардың өсуінің меншікті жылдамдығы өсіп жатқан биомассаның бірлігіне, сағаттың өсуімен сипатталады (2)

 

М=Lnm- Lnm₀/t-t₀

 

мұндағы: L – егілген ашытқылардың саны

                М – ашытқылардың саны

                t-t₀ – уақытысы

Бұл теңдеудегі биомассаның жиналу жылдамдығының коэффициентімен логарифмдік қатынаста ашытқылардың өсу жылдамдығының меншікті формуласын М аламыз.

 

М= Lnm/ m t₀ / t

 

Ашытқы жасушаның көбеюі мен өсу процесін сипаттау үшін көбінесе биомассаның сағаттық өсу коэффициентін Н аламыз, яғни 1 сағат ішінде биомасса қанша рет өсетіні туралы. Егер процесс барысында бастапқы биомассаның санын анықтап, кейіннен 1 сағат ішінде алынған биомасса санын, сондай-ақ 2 сағаттан кейін, 3 сағаттан кейін және т.б. анықтасақ онда биомассаның сағаттық өсу коэффициентін былай есептеуге болады.

 

Н₁= m/m₀;          Н₂= m₂/m₁;          Н₃= m₃/m₂;          және т.б.

 

Ашытқы биомассаның синтез жылдамдығына ішкі ортаның әсер етуі. Ашытқының меншікті өсу жылдамдығы мелассалы ортада ауалы-ағын әдісімен өсіру барысында кең көлемде шайқалуы мүмкін (0,055-тен 0,37 дейін), ол жасушаның физиологиялық қабілетіне тәуелді, сонымен қатар ортаның ішкі физика-химиялық факторына, температураға, рН ортадағы құрғақ заттардың концентрациясына, химиялық заттардың ерекшеліктеріне, аэрацияға, араластыруға және т.б. қасиеттеріне байланысты жүзеге асырылады.

 

1.1.8 Ашытқы классификациясы

 

Метаболизмге  және генетикалық қасиетке негізделген олардың бірнеше классификациясы бар. Классификация кезінде жасушалардың көмірсуға қатынасын немесе витаминдерге қажеттілігін, өсу факторын және спораларын ескеру қажет. Ашытқылар Ascomycetes класына,  Endomycetales қатарына, Saccharamyctacea туысына, Saccharamyces тегіне жатады. Ол 41 ашытқы түрлерін біріктіреді. ХІХ ғасырда М.Ханзен алғашқы рет ашытқылардың жүйелеуін ұсынып, беттік ашытқыларды Sacchоmeces cerevisae деген ат қойған. Бұл ашытқылар Англияда, Великобритания мен Германияда қолданылған. Кейіннен Ханзен тағы бір төменгі ашытқыларға S.Carlsbergensis ат қойған. Сосын 1952 жылы бұл ашытқыларды біріктіріп S.Cerevisiae деп атады.

 

1 кесте – Ашытқылардың атауының өзгеруінің тарихы көрсетілген

 

1952 ж. Лоддер  мен Крегар Ван Рияның классификациясы	1970 ж. Лоддердің классификациясы
Saccharomyces bayanus
S.oviformis	S.bayanus
S.pastorianus
S.cerevisiae
S.cerevisiae var.ellipsoideus	S.cerevisiae
S.willianus
S.carlsbergensis
S.logos	S.uvarum
S.uvarum
S.chevalieri	S.chevalieri
S.italicus	S.italicus
-	S.aceti
-	S.diastaticus

 

Ашытқылардың Крегер Ван Рия классификациясын осындай әдіспен өзгертіп қарастырған.

Қазіргі кезге  дейін сыра ашытушылар ашытқылардың екі түрін қарастырған: Saccharamyces cerevisae және Saccharamyces сarlsbergensis. Бұларға төмен температурада «жұмыс істейтін» (6-15⁰С температурада) ашытқыларды жатқызды. Олар қоректік ортаның 18-22⁰С температурасында ашытып, соңында ашыған сұйықтықтың беткі қабатына жиналады.

1980-ші жылдардың басында таксономистер сыра ашытуда қолданылатын ашытқыларды олардың ДНҚ қасиеттеріне негіздеп оларды S.cerevisiae қатарына жатқызды.

Ашытқылар бір  жасушалы ашытқыларға жататындықтан саңырауқұлақтар классификациясына біріктірілген. Алайда олар жеке систематикалық бірлікке біріктірілмеген бірақ 3 класқа бөлінген:

1. Аскомицеттер

2. Базидомицеттер

3. Бластомицеттер

Бұл классификациялар әдетте вегетативті өсуі мен споралардың табиғатына қарай жіктелген. Олардың өндірістегі маңызы өте зор, сондықтан олардың көбею процестері соңғы кездері терең зерттелуде.

 

1.1.9 Патенттік мәліметтер

 

Тамақ биотехнологиясында, соның ішіндегі нан ашытқысы өндірісіндегі зерттеулер жатады.

Өндірістік ашытқыны шығаруды арттыру, сапасын жақсарту, суды үнемдеу, қамырды ашыту ұзақтығын қысқарту, өнімділігін арттыру, пісірілген нан сапасын арттыру үшін қазіргі заманға сай жаңа әдістерді және тәсілдерді өндіріске өңдеп енгізу.

Ашытқы сапасын  арттыру үшін жаңа ашытқы штамдарын ұсынылған. Престелген ашытқыны дайындауда қолданылатын ашытқы штамы Saccharamyces cerevisae. Мұндағы мақсат жоғары ашыту активтілігіне және көтерілу күшіне ие ашытқылар штаммасын алу болып табылады. Нан ашытқылары штаммасы Saccharamyces cerevisae Р-21 престелген ашытқылардағы көтерілу күші 34-42 минут, ал тірі жасушалар саны немесе мөлшері 86-90 %.

Өнеркәспітік өнімнен ашытқыны сипаттау әдісі. Өнеркәсіптік ашытқы штамдарының идентификациясы үшін 4 әдістің эффективтілігіне сәйкес келді. Тәжірибеде ашытқының 5 штамы алынды. Бразилияда  этанол өндірісінде (~99% ашытқы осы мақсатта қолданылады) және ашытқы  штамдары қолданылады. Сыра алудың  әртүрлі 5 өндірісінен бөлінетін сыра, Бразилия нарығының 95 % құрайды. Сыра ашытқысының идентификациясы үшін барлық әдістер эффективті болып табылады. Тамақ этанол өндірісінде қолданылатын  штамдарға сипаттама бергенде ең жақсысы SDS-PAGE және RAPD анализі болды. Бұл штамдар жоғары генетикалық деңгеймен ерекшеленеді. Олардың барлығы S. Cerevisae штамы сияқты белгілі.

Ашытқыны өңдеу әдісі. Тамақ өнеркәсібінде соның ішінде спирт және сыра қайнату салдарына қатысты. Ашытқы суспензиясын өңдеуде инфрақызыл сәулелеріне қолданылады. Оның ұзындығы 0,8-2 мкм, 45-55⁰С температурада 20-180 тәулік аралығында жүреді. Бұл әдіс ашытқының ашыту активтілігін 1,3-1,8 есе жоғарлатады және ашу ұзақтығын 10 тәулікке қысқартады.

Экзогенді  фермент  концентрациясында нан ашытқысының өсуіне РНҚ-аза Bacillus intermedius әсері. Ашытқы клеткаларын көбейту үшін, Bacillus intermedius РНҚ-аза 10,001 мкг/мл микроазық ретінде  қолданады. Оның Saccharamyces cerevisae культурасының өсуіне РНҚ-азаның ингибирлеуші әрекетін жоғарғы дозасына қосқанда процесс қысқа мерзімде болады. Микро және макродоз әрекетімен РНҚ-аза популяциялағанда клетка деңгейі мынадай болады: (G1 – стадия) бірінші жағдайда төмендету, екінші жағдайда оларды санына байланысты жоғарлату.

Тамақ өнеркәсібіндегі автолизді ашытқы және бактериялар. Жасуша ашытқысының автолизі фермент ішіндегі жасуша активтілігімен байланысты, әсіресе протеаз, ол гидролизге және комплексті қосылыстардың еруіне жол береді. Қосылыстар ортаны босататын, төменгі молекулярлық массамен және биологиялық активтіліктің қатысынсыз сипатталады. Бактерияның автолизі фермент активтігіне байланысқан, жасуша қабырғасының бұзылуына және ортаның биологиялық активті қосындысының босатуға алып келеді. Автолиздің әсер етуі ферментативті тамақ өнімдерінің құрамына және тұрақтылығына әрбір жағдайда әр түрлі болып келеді.

Нан ашытқысының қасиетіне Saccharamyces cerevisae әсері. Нан ашытқы өндірісі ұзақ процесс болып саналады, мұндайда биомасса бірнеше стадияда жиналады. Жұмсалған шикізаттың саны көлемі және биомассаның өсу саны стадиядан стадияға өсуде, көбею 4-6 стадия лабораторияларында стадияларында 2-5 стадия цехта чн және Sr. Н жүргізіледі. Чк және сч. Н ашытқыдан тауарлы ашытқы 2-3 стадиядан алынады. Нан пісіру ашытқылары  өндірісінде қоректену ортасы болып түрлі қосындылар мен микроэлементтері бар азот және фосфор құрамдас қоректендіргіш тұздар мен қызылша мелассаның ерітінділері табылады.

Престелген  ашытқыны ашытқы сүтіне технологиялық процесте алмастырудың болашағы қарастырылған. Өнімділігі жоғары ашытқы сүтімен алмастырылғандағы сынама ылғалдылықтың жоғалу көрсеткішінің жақсы екенін көрсетті. Лабораториялық мәліметтер бойынша өндірістік жағдайда нан ашытқысын алуға болатынын көрсетті. Престелген ашытқыны сүтімен араластыру технологиялық процестің ұзақтығын қысқартады және дайын өнімнің сапасын жоғарлатады.

β – галактозадағы процент үшін – Thermoanaerobium бактериясын қоректік ортадан алады. Ол фермент синтезін жоғарлатады. Оптимальды жағдайда сулы экстрактан β – галактозидаза фермент препаратын алғанда, экстракт жасушасында 1 көлемде этил спирті түседі. Фермент 5 рет тазаланады.

Микроорганизмді сақтауға, жиналуға, бөліп алуға, сондай-ақ биологиялық активтік затты алу үшін қоректік орта қолданылады, ол қажетті қоректік затты құрап қана қоймайды, сонымен қатар ол микроорганизм өмір сүретін орта болып саналады.

Культивирлеуге  арналған ортаға компоненттің белгілі сандық және сапалық құрамы немесе жеке элементі (азот көзі, көміртегі, фосфор, микроэлементі, витамин және т.б.) қосылып қана қоймайды, сондай-ақ физика-химиялық және физикалық факторлар (қышқылдық активті, тотығу-тотықсынздану потенциалы, температурасы, аэрациясы және тағы басқалары) кіреді. Осы факторлардың барлығын бірге және әрқайсысын жеке алғанда  микроорганизмдердің дамуына маңызды роль атқарады және олармен жеке физиологиялық және биохимиялық функция сезіледі. Осы факторлардың біреуі егерде өзгерсе онда ортада басқасының өзгеруіне әкеліп соқтырады.

Микроорганизмнің зат алмасуына конструктивті алмасу (жасуша затының биосинтез) және энергетикалық алмасу (энергия алу) жатады. Бұл процестер жасушада химиялық реакция түрінде жүреді. Мұндайда конструкциялауда және энергетикалық мақсатта бір ғана және сол зат қолданылады.

Қоректік орта микроорганизмнің оптимальді өсуін қамтамасыз ететін негізгі затты құрауы керек. Биосинтез іске асырылу үшін, жасуша өсуінде және көбеюінде химиялық элементтің бәрін құрайтын қажетті мөлшерді алу керек.

Saccharamyces cerevisae штамы  спирт алуда және нан ашытқыларының биомассасында кездеседі. Спирт және нан ашытқы микробиологиясында қолданады. У 2283 Saccharamyces cerevisae селекцирленген штамы нан ашытқысының биомассасында және  спирт өндірісінде қолданылады. Штамм жоғары глюкоамилазалы активтілікпен (1-1,25 бір/мл) сипатталады. Нан ашытқысының биомассасында және спирт өндірісінде крахмалы бар шикізатты қанттандыру кезінде глюкоамилаза қолданылады.

Престелген  ашытқыны нан ашытқысында және сүт  өнімдерінде қолдану.

Престелген  ашытқыны ашытқы сүтіне технологиялық процесте алмастырудың перспективасы қарастырылған. Өнімді ашытқы сүтімен алмастырылғандағы сынама ылғалдылықтың жоғалу көрсеткішінің жақсы екенін көрсетті. Лабораториялық мәліметтер өндірістік жағдайда нанды алуға болатынын көрсетті. Престелген ашытқыны сүтімен алмастыру технологиялық процестің ұзақтығын қысқартады және дайын өнімнің сапасын жоғарлатады.

«Магарач», Ивив коллекциясынан өнеркәсіптік ашытқыларды морфологиялық қасиетін салыстыру арқылы баға беру. Зерттеушілердің көпшілігі зерттеу жұмысын бұрын да және қазіргі кезде – ашытқының таза культурасын бөлуге арнап отыр. Себебі өндіріске қажетті жаңа форманы алу. Штамдарды салыстырғанда жасушалардың ақуыздарының электрофорезасы сенімді және де ашытқы штамдарын идентификациялағанда топтарға бөлу үшін эффективті әдіс болып табылады.

Жасуша ашытқысының автолизі фермент ішіндегі жасуша активтілігімен байланысты, әсіресе протеаз, ол гидролизге және комплексті қосылыстардың еруіне жол береді. Қосылыстар ортаны босататын, төменгі молекулярлық массамен және биологиялық активтіліктің қатысынсыз сипатталады. Бактерияның автолизі фермент активтігіне байланысқан, жасуша қабырғасының бұзылуына және ортаның биологиялық активті қосындысының босатуға алып келеді. Автолиздің әсер етуі ферментативті тамақ өнімдерінің құрамына және тұрақтылығына әрбір жағдайда әр түрлі болып келеді.

Нан ашытқысының Lactobacillus spp. арқылы ингибирленген ашытқыдан алу.

Lactobacillus қарама-қарсы  штамм барын анықтады. Ашытқылар  Saccharamyces cerevisae арқылы идентифицирленеді  және (10 немесе 17) біреулеп Candida pseudotropicals C.Krusei, C.Jipolytica, С.Lusitanie. С.ciferri, Torulopsis glabrata, Rhodotula штамы бөлінген.  Lactobacillus штамы S.cerevisiae штамына қарама – қарсы актуальды екені дәлелденген. Штамдарды салыстырғанда жасушалардың ақуыздарының электрофорезасы сенімді. Олардың барлығы S.cerevisiae штамы сияқты белгілі. Biochem, Erg, Tianjin Univ, Tianjin. Diseases Res. Dep. Ankara.