CC BY
1ЭОЖ 663.127, 663.132 ЖЕМШ0П АЦУЫЗЫН АЛУ YШIН ЦОЛДАНЫЛАТЫН ТЕХНОЛОГИЯЛАР МЕН АШЫТ^Ы ШТАММДАРЫНА ШОЛУ
Т¥РАРБЕК ¥ЛДАНА САГАТБЕКЦЫЗЫ
2 курс магистранты, Эл-Фараби атындагы ^азак ¥лттык Университетi
Еылыми жетекшi - УАЛИЕВА П. С. Алматы, ^азакстан
Аннотация: Мацалада ауылшарушылыгында цолданылатын жемшвп ацуызын алу Yшiн цолданылатын muiMdi технологиялар царастырылды. Жемшвп ацуыздарын алу Yшiн ашытцы штамдарын цолдану басца микроорганизмдердi цолданганга цараганда тиiмдi екет аныцталды. Ашытцылардыц биовтмдштн арттыруга багытталган скринингтщ негiзгi аспектiлерi царастырылады. Candida utilis, Saccharomyces cerevisiae жэне Pichia pastoris сияцты ец перспективалы вндiрушi штаммдардыц сипаттамаларына ерекше назар аударылады. Ашытудыц негiзгi тэсiлдерi сипатталган, соныц штде эртYрлi субстраттарды оныц штде ауылшаруашылыц цалдыцтары, лигноцеллюлоза материалдары, метанол жэне квмiрсутек цосылыстары пайдалану. Ашытцы ацуыздарын дэстYрлi жемдт жэне тагамдыц ацуыз квздерiне баламареттде цолданудыц экологиялыц жэне экономикалыц артыцшылыцтары талданады.
Ty^h свздер: Ашытцы, штамм, жемшвп, микробиологиялыц синтез, скрининг, ферментация, субстрат, биомасса.
Kipicne
Соцгы онжылдьщтарда ауыл шаруашылыгын азьщтьщ акуыздьщ жеткшкп кeлемiмен камтамасыз ету мэселес езект бола бастады. Халыктыц есуше, мал ешмдерше деген кажеттшктщ артуына жэне экологиялык киындыктарга жэне соя мен ет сиякты акуыздыц дэстYрлi кeздерi жетюпеуше байланысты акуыздыц балама кездерше кызыгушылык артып келедi, олардыц арасында микроорганизмдерге, соныц шшде ашыткыга ерекше назар аударылады. Жемшеп акуызын eндiру Yшiн ашыткы штамдарын пайдалану экологиялык таза жэне тиiмдi технология болып табылады, оныц даму элеуетi зор. Бастапкыда сiцiрiлмейтiн полисахаридтер болып табылатын еамдш биомассасыныц калдыктары арнайы ецдеу эдютерш колдана отырып, толы; ашыткы акуызыныц жинакталуы Yшiн жаксы субстрат бола алатын оцай ашытылатын канттарга ыдырайды, ал ашыткы жасуша кабыргасы кажетаз микроорганизмдердiц токсиндерiн байланыстырып, оларды адам мен жануарлардыц iшек жолдарынан шыгарып, оларды функционалды максаттагы диеталык коспалардыц курамына косуга мYмкiндiк бередi. Шолу баска микроорганизмдермен салыстырганда ашыткыны пайдаланудыц артыкшылыктарын жэне процестi жYргiзу технологиясын карастырады [1].
Нeгiзгi бвлiм
Ашыткыдан жемдiк акуызды алу процесi биотехнологиялык эдiстерге негiзделген, соныц iшiнде ашыту жэне ашыткыныц eсуi Yшiн эртYрлi субстраттарды колдану. Ашыткы, баска микроорганизмдерден айырмашылыгы, жогары есу жылдамдыгына, акуыздарды кеп мелшерде синтездеу кабiлетiне ие жэне жогары биомасса ешмдшпмен сипатталады. Бул ерекшелiктер оларды жем акуызыныц кeзi ретiнде пайдалану Yшiн тиiмдi етедi. Ашыткыны пайдаланудыц басты артыкшылыктарыныц бiрi-олардыц эртYрлi субстраттарды, соныц шшде ауылшаруашылык калдыктарын, лигноцеллюлоза материалдарын, метанолды жэне кeмiрсутек косылыстарын кайта ецдеу кабшет!, бул eнiмнiц eзiндiк кунын темендетуге жэне калдыктарды жою мэселесш шешуге ыкпал етедi [2].
Сонымен катар, ашыткы акуыздарыныц биомассасында в12 дэруменi мен баска да В-комплекстi дэрумендердiц едэуiр мeлшерi болады. Кeмiрсулар, липидтер жэне акуыздар
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
алмасуына катысатын коферменттерге биотин, фолий кышкылы, пиридоксин, рибофлавин, тиамин жэне цианокобаламин жатады, олардыц барлыгы ашыткы акуызыныц биомассасында кездеседi. Адам агзасыныц неврологиялык жэне физиологиялык процестер тургысынан оцтайлы жумыс iстеуi Yшiн витаминдердщ жеткiлiктi концентрациясы кажет. Мацыздысы, дамыган елдерде туратын адамдар В тобындагы дэрумендер жетюпейтш диеталарды жиi пайдаланады [5].
Бiр жасушалы акуыз алу Yшiн терецдш жэне беттiк дакылдау эдiстерi колданылады. Ец алдымен ашыткы биомассасын алу Yшiн ец тиiмдi штамм жэне ашыткы есетш субстрат тацдалады. ^алдьщ субстратта ферментациялау биореакторларда жYргiзiледi. Ашыткы дакылдары ескеннен кейiн белiп алу Yшiн фильтрация жэне тазарту эдiстерi жYргiзiлiп ары карай кептiруге жiберiледi жэне нэтижесiнде бiр жасушалы акуыз алынады [1]. Акуыз алу дендейлер1 1 суретте керсетшген.
Сурет 1. Бiр жасушалы акуызды алу децreйлерi
Эсiмдi шикiзаттыц ашыту кемепмен енiмнiц келесi тYрлерiн алуга болады: курамында акуызы жогары тамак енiмдерi мен жемдер, есiмдi биомассаныц акуыз гидролизаттары, залалсыздандырылган енiмдер [6].
Биотехнологиялык процестерде колданылатын ашыткылардыц эртYрлi тYрлерi мен штамдарыныц iшiнде ец танымал жэне перспективалы болып табылатын ашыткы штамдарына Candida utilis, Saccharomyces cerevisiae жэне Pichia pastoris. Бул штамдар жогары енiмдiлiкке ие жэне эртYрлi кемiртегi кездерiн тиiмдi ецдей алады, бул оларды жемдiк акуызды ендiруге ете ыцгайлы етедi.
Candida utilis - жемдш акуыз ендiрiсiнде колданылатын ец кеп таралган штамдардыц бiрi. Ол глюкоза мен меласса сиякты эртYрлi кемiрсулар субстраттарында есу жэне мал шаруашылыгында коректiк заттардыц кезi ретiнде пайдаланылатын акуызды синтездеу кабшет1мен танымал. Бул штамм сонымен катар ашыту жагдайларына жаксы бейiмделуге ие, бул оны аукымды ендiрiске ыцгайлы етедi [2]. Candida ашыткы тукымдасы тYрлерiн дакылдауга болатын калдык субстраттыц тYрлерi мен акуыз мелшерiнiц пайыздык керсеткiштерi 1-кестеде керсетiлген.
Кесте 1-Candida ашыткы тукымдасы тYрлерiн дакылдауга болатын калдык субстраттыц
тYрлерi мен акуыз мелшершщ пайыздык KepceTK^Tepi
ÄmbiTK;bi Typ^epi ^алдык субстраттар Акуыз мeлшepi %
Candida arborea КYрiш сабаныныц 58.5%
гидролизаты
Candida guilliermondii Тазартылган спирт 32%
зауытыныц шламы
Candida halophila + Глутаматты ашытуга 55%
Rhodotorula glutinis арналган агынды сулар
Candida krusei ^мшш сарысуы 48%
Candida langeronii Багас гемицеллюлоза 48%
гидролизаты
Candida lipolytica Зэйтун жемютершщ 59%
калдыктарыныц сiлтiлi
гидролизi
Candida parapsilosis Тазартылган спирт 31%
зауытыныц шламы
Винассе 55%
Candida pararugosa Зэйтун дшрменшщ агынды 35.9%
сулары
Candida tropicalis ^ант камысы 31%
гемицеллюлозалы
гидролизаты (багассе)
Соя сiрне 56%
^ант камысы багасы 60%
гемицеллюлозды
гидролизат
Candida utilis Салат майы агынды сулар 26%
^алдык капсикум унтагы 29-48%
Ашытылган кYрiш кебегi 33%
Картоп крахмалы 46%
енеркэабшщ калдыктары
^ус кокысы, калдык 48%
капсикум унтагы
Картоптыц агынды суы 42%
Этанол, сульфиттi калдык 50-54%
ликер
ТYЙнек калдыктары 54%
Ананас консервiлерi 55%
зауыты 56%
Манго калдыктары
Saccharomyces cerevisiae-eH танымал жэне жаксы зерттелген ашыткы штамдарыныц 6ipi. Ол тамак жэне жем eнepкэci6iндe, соньщ iшiндe акуыз eндipiciндe кещнен колданылады S. cerevisiae эpтYpлi кeмipтeктi субстраттарды, соныц iшiндe барда жэне лигноцеллюлоза материалдары сиякты тамак eнepкэci6iнщ калдыктарын тиiмдi ецдей алады. Оныц акуыз синтездеу кабшеп оны eндipic процестершдеп мацызды элемент eтeдi. Saccharomyces cerevisiae ашыткысын ecipу Yшiн колданылатын калдык субстраттар жэне ондагы акуыздыц пайыздык мeлшepi 2-кecтeдi кepceтiлгeн. [3].
Кесте 2-Saccharomyces cerevisiae ашытк;ысы есетш калды; субстрат жэне ашытк;ыныц пайыздык мeлшерi_
Ашыткы тYрлерi
^алды; субстраттар
Ак;уыз мeлшерi %
Saccharomyces cerevisiae
Тазартылган спирт
зауытыныц шламы Апельсин целлюлозасыньщ, мелассаныц тамак
калдыктарыныц коспасы, сыра кайнатушыныц
ж^мсалган астыгы Жемiстердi ецдеу
калдыктары (ананас
калдыктары)
Жемiс калдыктары (кабыгы / мезокарп): манго (Mangifera indica), тiкендi алма (Annona muricata), ананас (Ananas comosus), папайя (Carica papaya), банан (Musa acuminata Colla), мангостан (Garcinia mangostana), кешью алмасы (Анакардия occidentale), какао
(Теоброма какао), джекфрут (Artocarpus heterophyllus) жэне анар (Punica granatum) Кекенiстердi кайта ецдеу калдыктары (картоп
калдыктары : кабыгы) Сыра ендiру процесшен Сiрне
Белес жемiсi (Opuntia Ficus-Indica L.) кабыгы гидролизаты
Тауык етiнiц жанама енiмдерiнен алынган шырша канттары мен акуыз гидролизаттары_
33%
39%
45%
48%
49%
49% 53% 53%
54%
Pichia pastoris-акуыздарды eндiру Yшiн биотехнологиялык eндiрiсте цолданылатын ашытцы штаммы. Pichia pastoris жогары биоeнiмдiлiкке жэне эртYрлi ашыту жагдайларына бейiмделу кабшетше байланысты рекомбинантты акуыздарды, сондай-ак жемдш акуызды eндiруге мацызды ашыткы болып табылады [4].
Ашыту-ашыткыдан жемдiк акуызды eндiрудегi негiзгi процесс. Ашыту процесшде ашыткы сиякты микроорганизмдер акуыздарды синтездеу Yшiн кeмiртектi жэне азотты кeздердi пайдаланады. Мацызды аспект-ашыту Yшiн субстратты тацдау. Ашыткы кант, меласса, жYгерi сиропы, ауылшаруашылык калдыктары, лигноцеллюлоза материалдары мен кeмiрсутек косылыстары сиякты органикалык субстраттардыц кец аукымын пайдалана алады. Мундай субстраттарды колдану eнiмнiц eзiндiк к¥нын тeмендетедi жэне процестiц экологиялык турактылыгына ыкпал етедi, eйткенi бул ауыл шаруашылыгы мен тамак
енеркэабшщ калдыктарын жоюга мумкшдш бередi.
Энiмдiлiктi арттырудьщ мацызды факторларыныц бiрi-температура, РН, оттеп мен Kоректiк заттардыц концентрациясы сиякты ашыту жагдайларын оцтайландыру. Мезгш-мезгш жэне Yздiксiз ашыту сиякты эртYрлi ашыту стратегияларын колдану алынган жемдш акуыздыц максималды енiмдiлiгi мен сапасына кол жеткiзуге мYмкiндiк бередi [2].
Азыктык акуызды ендiру Yшiн ашыткы штаммдарын пайдалану айтарлыктай экологиялык жэне экономикалык артыкшылыктарга ие. Экологиялык тургыдан алганда, бул соя буршактары сиякты Yлкен су мелжерi мен жердi кажет етпейдi. Сонымен катар, ауылшаруашылык калдыктары мен лигноцеллюлоза материалдарын жемшеп акуызына кайта ецдеу осы материалдарды кэдеге жарату мэселесiн шешуге ыкпал етедi [4]. Акуызды аштыкылардан алу баска балдырлар, сацыраукулактар, ет, соя жэне тауык етiне караганда ашыткыларда кургак салмак мелшерi жогары екендш 3-кестеде керсетiлген.
Кесте 3- Акуыз кeздерi мен акуыздыц орташа пайыздык мeлшерi
Акуыз кeздерi Акуыздыц орташа мeлшерi (% кургак салмак)
Бактерия 50-65%
Ашыткы 29-65%
Балдырлар 40-60%
Сацыраукулактар 30-45%
Ет 45%
Соя 35%
Тауык ет 25%
Экономикалык тургыдан алганда, ашыткы акуызы соя eнiмдерi немесе ет калдыктары сиякты дэстYрлi акуыз тагамдарымен салыстырганда арзан тамактану Ke3i болып табылады. Жемшеп куныныц тeмендеуi Ауыл шаруашылыгын дамытудыц мацызды факторы болып табылады, эаресе дэстYрлi жемшeп eндiрiсi Yшiн ресурстары шектеулi елдерде. Ашыткыдан жем акуызын eндiру Yшiн биотехнологиялык процестердi колдану жергiлiктi шикiзатты тиiмдi пайдалануга жэне импортталатын жем мен коспаларга тэуелдiлiктi азайтуга мYмкiндiк бередi
[3].
Цорытынды
Осылайша, жемдiк акуызды eндiру Yшiн ашыткы штамдарын пайдалану айтарлыктай экологиялык жэне экономикалык артыкшылыктарга ие перспективалы жэне тиiмдi биотехнологиялык технология болып табылады. Candida utilis, Saccharomyces cerevisiae жэне Pichia pastoris сиякты штаммдарды оцтайландырылган ашыту процестерiмен бiрге колдану акуыз eндiрiсiнiц eнiмдiлiгiн айтарлыктай арттыруга жэне ауылшаруашылык калдыктарын жою мэселелерiн шешуге мYмкiндiк береди Болашакта бул технология азык-тYлiк каушаздш мен ауыл шаруашылыгыныц туракты дамуыныц мацызды элементi бола алады. Ашыткылардыц тагамдык биомассасы акуыздыц жогары децгешмен жэне аминкышкылдарыныц, сондай-ак липидтердiц тeмен балансымен сипатталады. Ашыткы акуызын адамныц эдеттегi диетасына арзан коспа ретшде косуга болады, осылайша бYкiл элемде акуыз тапшылыгы мэселесiн шешуге ^мектесед^ сонымен катар жануарларга арналган тагам ретшде колданылады.
ЭДЕБИЕТТЕР:
1. Fomenko I.A., Kerimova G.M. Bioconversion of plant wastes into feed and nutritional yeast preparations. New technologies. 2022;18(1):78-85. https://doi.org/10.47370/2072-0920-2022-18-1-78-85
2. Герасимова И.А., Иванова Н.Б., и др. Использование дрожжевых штаммов для производства кормового белка. — Биотехнология в сельском хозяйстве. — 2022. — Т. 17, № 3. — С. 45-56.
3. Троицкая Е.В., Артамонов И.В. Перспективы использования дрожжей для производства кормового белка. — АгроЗоотехника. — 2021. — Т. 4, № 1. — С. 1-8.
4. Щербаков А.В., Канарский А.В., и др. Биотехнология дрожжей в производстве кормового белка. — Вестник биотехнологии. — 2020. — Т. 9, № 2. — С. 24-29.
5. Daman Preet Kour*, Monika Sood, Neeraj Gupta, Jagmohan Singh, Anju Bhat, Julie D Bandral, Monica Reshi, Seerat Gupta and Ankita Choudhary. Chemical Science Review and Letters.2023;172-177. DOI:10.37273/chesci.cs205407607
6. : Фоменко И.А., Керимова Г.М. Биоконверсия растительных отходов в кормовые и пищевые дрожжевые препараты // Новые технологии. 2022. Т. 18, № 1. С. 78-85. https://doi.org/10.47370/2072-0920-2022-18-1-78-85
