Ашыту өндірістерінде микроорганизмдерден практикалық бағалы өнім алуға пайдалану және олардың биохимиялық іс әрекеттері

1. Дәріс 2. Ашыту өндірістерінде микроорганизмдерден практикалық бағалы өнім алуға пайдалану және олардың биохимиялық іс әрекеттері

2.

Дәріс
мақсаты:
Ашу үрдісіне негізделген тағамдық технолог
ияларды және ашытқы құрылымын игеру.
Дәріс жоспары:
1. Ашу үрдісі туралы түсінік және ашу түрлері.
2. Ашыту микроорганизмдері
3. Ашу фазалары
4. Ашытуға негізделген тағам өндірісі

3.

Ашу
– бұл тірі жасушалардың немесе олардан
бөліп алынған ферменттердің әсерінен қантты
және басқа да құрамында көміртегі бар
қосылыстардың ыдырауы.
Ашу барысында тотығу-тотықсыздану
реакциясының
нәтижесінде,
микроорганизмдердің тіршілігіне қажетті энергия
бөлініп шығады да химиялық қосылыстар
түзіледі. Микроорганизмдер оны аминқышқылдарының,
белоктардың
органикалық
қышқылдарының
биоинтезіне қолданады.
Ашу
үрдісі
оттегінің
қатысуынсыз
өтетіндіктен, субстараттағы болатын барлық
тотығу – тотықсыздану өзгерістері оның
ішкі мүмкіндігі есебінен жүреді.

4.

Ашытуға
болатын органикалық қосылыстардың
түрлері көп. Олар
көмірсулар, спирттер,
органикалық қышқылдар, амин қышқылдары,
пуриндер, пиримидиндер.
Құрамында
жартылай
тотыққан
(немесе тотықсыздықтанған) көміртегі атомы
бар химиялық қанттарды ашытуға болады. Бұл
кезде субстраттан шыққан молекулалардың
арасында (немесе молекулалардың бір түрі
ішінде) тотығу – тотықсыздану өзгерістері жүруі
мүмкін. Нәтижесінде ашу өнімінің бір бөлігі
тотықсызданған, ал екіншісі субстратпен
салыстырғанда әлдеқайда тотыққан болады.

5.

Ашу
өнімдеріне
түрлі
органикалық
қышқылдар (сүт, май, сірке, құмырсқа),
спирттер (этил, бутил, пропил), ацетон,
және СО2 мен Н2 жатады.
Әдетте
ашу үрдісінде бірнеше өнім
түзіледі. Түзілген басты өнім түріне
байланысты ашу үрдісі бірнешеге бөлінеді:
сүт қышқылды ашу, спирттік ашу, май
қышқылды ашу, пропионқышқылды ашу
және т.б.

6.

Демек
ашудың әрбір түрінде екі жағын
ерекшелеуге болады: тотықтыратын және
тотықсыздандыру. Тотығу үрдісінде арнайы
ферменттердің (дегидрогеназа) көмегімен белгілі
метаболиттерден электрондар бөлінеді және
ашыту
субстратында
түзілген
басқа
молекулаларға акцептеледі, яғни ашу барысында
анаэробты түрдегі тотығу өтеді.
Ашу үрдісін ашықтылар және оған ұқсас
саңырауқұлақтар тудырады, олар интенсивті
көбею нәтижесінде белокты қоспа ретінде
пайдаланалатын биомассаны жинайды. Олар
тағам өнеркәсібінде кең қолданыс тапқан
(наубайханалық, сыра ашыту, шарап жасау,
спирт өндіру).

7.

Ашытқылар
- бір жасушалы эукариотты
микроорганизмдер,
олар
саңырауқұлақтардың үш классына жатады:
Ascomycetes,
Basidiomycetes,
Deuteromycetes.
Ascomycetes классына жататын ашытқылар
жынысты жолмен көбеюі барысында,
эндогенді споралары бар қалташаларды
(асқа) түзеді. Бұл класқа ашыту өндірісінде
кең қолданылатын Saccharomyces және
Shizosaccharomyces
(схизосахаромицет)
ашытқылар туысының өкілдері жатады.

8.

Ашытқылар
қоректену
жағдайына
талғампаз
болады.
Анаэробты жағдайда энергия есебінде
көмірсуларды пайдаланады, және де
негізінде гексозаларды және олардан
құралған олигосахаридтерді.
Кейбір
түрлері
(Pichia stipitis,
Pachysolen tannophilus) пентозалар
қосылған орталарда жақсы өседі.
Полисахаридтерден көбіне инулин
және крахмалды жояды.

9.

Азоттың
көзі ретінде ашытқалар әдетте
аммоний тұздарын, амин қышқылдарын,
пептидтерді, сирек жағдайда нитраттар мен
нитреттерді пайдаланады.
Тәжірибеде қолдану үшін ашытқылардың
екіншілік метаболизм өнімдері маңызды,
олар қоректік ортаға аз мөлшелерде
бөлінетін:
сивуш
майлары,
ацетоин
(ацетилметилкарбинол), диацетил, майлы
альдегид, изоамил спирті, диметилсульфид
және т.б. Нақ осыларға ашықтылар
көмегімен
алынған
өнімдердің
органолептикалық
қасиеттері
тәуелді
болады.

10.

Ашытқылардың
18-200С-ден
жоғары температурада өспейтін облигатты
психрофилді түрлері де белгілі. Көп
ашытқылар - факультативті анаэробтар.
Ашытқыларға тән ашу үрдісінің барлық
сатылары
гликолизбен сәйкес келеді,
лактатдетдрогеназамен
катализацияланатын соңғы сатысын ескермегеңде.
Спирттік ашу және басқа да ашу түрлерінің
бастапқы сатылары, пирожүзім қышқылын
(пируват) түзгенге дейін - гликолизге
сәйкес
болады.
Бұл
биохимиялық
өзгерістер өттегінің қатысуынсыз, яғни
анаэробты жағдайда өтеді.

11.

Пирожүзім
қышқылы аэробты жағдайда сірке,
лимон немесе басқа органикалық қышқылдарға
дейін тотығады немесе көмірқышқыл газы және
су түзілгенге дейін толық тотығуы мүмкін.
Сонымен ашу үрдістері екі фазада өтеді:
1.Жалпы немесе бастапқы фаза, мұның өту
барысында қанттың анаэробты ыдырауы жүріп,
ол пирожүзім қышқылы түзілгенге дейін
жалғасады.
2.Соңғы фаза, бұл әрбір ашытудың түрінде өзіне
тән ағымда өтеді. Микроорганизмдердің өсу
жағдайына
және
оның
физиологиялық,
биохимиялық ерекшеліктеріне байланысты.

12.

Этил спиртін алу. Спирттік ашыту үрдісінде
негізгі ашыту өнімі-этанолмен қатар, қосымша
өнімдер түзіледі: глицерин, жоғары спирттер,
сивуш майлары, альдегидтер, органикалық
қышқылдар, эфирлер, көмір қышқыл газы.
Бұлардың көбі тәжірибеде қолданылады.
Биотехнологияда спирт өндіру үшін қант
қамысы, азықтық жүгері және басқа да
көмірсудың арзан көзі пайдаланылады. Моножәне олигосахаридтер алу үшін олар
саңырауқұлақ текті амилаза немесе күкірт
қышқылымен ыдырайды. Сосын ашытылып,
стандартты концентрациясы 96% спирт
ректификат айырылады.

13. Микроорганизмдерге қоршаған орта факторларының әсері.

Физикалық факторлар.
Орта
температурасы.
Психрофильді,
мезофильді
және
термофильді микроорганизмдер. Вегетативті клетканың пастеризация
және стерилизация. Олардың микрофлорасына өнімдердің жылулық
өндеудің әсері. Микроорганизмдердің суыққа төзімділігі. Тамақ
өнімдерін суытылған және мұздатылған (тоңазытылғаң) күйінде
сақтаудың микробиологиялық негіздері.
Тоңазытқыштардың микрофлорасы және оның шығу тегі. Көрнекті
жарық. Ультрафиолетті сәулелер. Радиоактивті сәуленің ВЧ және СВЧ
тоқпен магниттік алаңда өңдеу. Ультрадыбыс.
Физико-химиялық факторлар.
Ортаның ылғалдылығы. Гидрофиттер, мезофидтер ксерофидтер.
Кептіру тамақ өнімдерінің консервілеу тәсілі ретінде. Құрғақ өнімдегі
микроорганизмдердің дамуына ауаның ылғалдылығының маңызы.
Тіршілік ету ортасындағы еріген заттардың концентрациясы.
Осмофильді және осмолерантты микроорганизмдер голофильдер.
Тамақ өнімдерінің бұзылу процесіндегі олардың ролі.

14. Микрооганизмдердің тудыратын маңызды биохимиялық процестер, олардың практикалық маңызы.

Көмірдегі қосылыстарының микроорганизмдерінің айналымы.
Спиртті ашу. Ашуды қоздырғыштар, олардың касиеті және
тіршіліктеу ортасы. Ашудың химизмі және шарттары. Өнеркәсіпте
қолданылуы. Өнеркәсіпте қолданылатын дақылдардың сипаттамасы.
Өнімдердің дәмдік аспасы мен тағамдардың бұзылу процесінің
маңызы. Нан ашытқыларының өндірісі.
Сүтқышқылды ашу: гемоферментативті және тіршілік ету орны.
Ашудың шарттары. Өнеркәсіпте қолданылуы. Шарап, сыра және
кейбір аспаздық өнімдер және басқалардың ашуындағы сүтқышқылды
бактериялардың ролі.
Пропион қышқылдық ашу; оның қоздырғыштары. Сырдың
жасалуында пропион қышқылды бактериялардың ролі. Пропион
қышқылды бактериялар В12 витаминінің продуценттері.
Май қышқылды ашу. Ашуды қоздырғыштар, олардың қасиеті мен
тіршілік ету орны. Ашудың химизмі мен шарттары. Өнеркәсіптік
маңызы. Тамақ өнімдерінің бұзылуы процесіндегі май қышқылды
бактериялардың ролі.

15.

Көмірсулардың лимон және басқа қышқылдарға дейін тотығуы. Лимон
қышқылдық ашудың қоздырғыштары, оның өнеркәсіптік маңызы.
Майлардың және жоғары молекулярлы қышқылдардың май қатарының тотығуы.
Май қышқылдарының және майлардың ыдырауының химизмі және шарттары.
Пектинді заттардың ыдырауы. Қоздырғыштары, касиеті тіршілік ету орны.
Практикада қолданылуы; өсімдік тектес тағам өнімдерінің бұзылуы процесіндегі
маңызы.
Целлюлоза және лигниннің микроорганизмдермен ыдырауы.
Қоздырғыштары, клетчатканың ашуының химизмі. Табиғатгағы көміртегі
айналымындағы биологиялық ролі. Қабықтың зақымдалуы.
Микроорганизмдердің азот қосылысына айналдыру. Белокты заттардың және
басқада органикалық азоттан тұратын қосылыстардың аммонификациясы.
Белокты
заттардың
микроорганизмдерінің
ыдыратуы.
Осы
процесті
қоздырғыштар, химизмі. Аминқышқылдардың дезаминденуі. Белоктар мен
аминқышқылдарының
ыдырауындағы
соңғы
өнім.
Мочевинаның
аммонификациясы. Уробактериялар. Хитиннің ыдырауы. Топырақтағы
аммияктың жиналу шарттары.
Нитрификация және денитрификация процестері.
Аммиактың азот және азоттық қышқылға дейін тотығуы. Нитрификация процесін
тудыратын афтотрофты бактериялар. Гетеротрофты микроорганизмдердің
аммиякты тотықтыру қабілеті. Нитрификация процесіне орта жағдайының әсері.
Нитраттар мен нитриттердің молекулярлық азот түзілуімен тотықсыздануы.
Микробиологиялық
және
химиялық
денитрификация.
Химиялық
денитрификацияда микроорганизмдердің ролі. Денитрификация процесінің
химизмі. Тотыққан азот қосылыстарының тотықсыздануын тудыратын
микроорганизмдер. Топырақтағы денитрификация процесіндегі азоттын азаюы.