15-AMALIY MASHG’ULOT:
Qishloq xo'jaligi uchun biofaol moddalar
olish texnologiyasi yutuqlari.
Biofaol moddalarni sintezi va ularni ajratib olish Shu narsa ma’lumki, sutemizuvchilarning
oqsillari polyarizatsiya nurini chapga buruvchi
aminokislotalar, ya’ni L-shakldagi
aminokislotalardan tashkil topgan. Ko‘p davlatlarda qishloq xo‘jalik hayvonlari uchun standart
qo‘shimcha oziqa sifatida soya o‘simligi dukkaklari qoldiqlarini yoki shrotni optimal deb topilgan.
Hozirgi kunda sanoat miqyosida bir hujayralilar, ya’ni achitqi, bakteriya, tuban zamburug‘lar
o‘stiriladigan muhitni yaratib oqsil ajratib olish yo‘lga qo‘yildi. Ancha 8 vaqtlardan buyon
zamburug‘larning Sacharomyces avlodi vakillarini qandli achitish qobiliyatidan foydalanib, ularni
aerob nafas olish muhitida o‘stirib oziq-ovqat, tibbiy preparatlar olish va yem-oziqa yetishtirish
yo‘lga qo‘yilgan. Gidroliz sanoatini paydo bo‘lishi tufayli spirt mahsuloti ajratib olingandan so‘ng
aerob fermentatsiya sharoitida achishga duch kelmaydigan monosaxaridlardan foydalanish yo‘lga
qo‘yila boshlandi. Bu narsa o‘simlik manbalarini kislotali gidrolizi natijasida hosil bo‘ladigan
barcha karbonsuvlardan yem-oziqali achitqi ajratib olish imkonini beradi. Mikroblardan
foydalanib oqsil ajratib olishni yo‘lga qo‘yish ishlari achitqili biomassani karbonvodorodlardan
olishga moslashtirilgan zavodlarning qurilishidan boshlab yanada rivojlanib ketdi. Oltmishinchi
yillardan boshlab neft tarkibidagi karbon vodorodlardan foydalanib oqsilli-vitaminli konsentrat
(OVK) olishga moslashgan mikrobiologik sanoatni mustaqil tarmoq sifatida shakllanishiga
sababchi bo‘ldi. Agar dastlab achitqi va bakteriyalarni n-alkanlardan foydalangan holda o‘stirilgan
bo‘lsa, keyinchalik metanol, etanol, metan, organik sintez chiqindilaridan ham substrat sifatida
foydalanish imkoniyati paydo bo‘ldi. Parafinlar asosida o‘stiriladigan achitqili biomassaning
tarkibida 60 % gacha oqsil bo‘lishi mumkin ekan. Shuningdek bu oqsil tarkibida
aminokislotalarning barchasiga, qator vitaminsimon biologik faol moddalarga, kofaktorlarga boy
moddalar ko‘p bo‘ladi, ya’ni u juda qimmatli yem-oziqa birligi hisoblanadi. Shu xildagi qimmatli
yem-oziqa birligini metan va metanol muhitida o‘stiriladigan bakterial biomassa orqali ham olish
mumkin bo‘ladi. Bakterial biomassa tarkibidagi oqsilning miqdori 70 % gacha yetadi va
biomassaning hosil bo‘lish jadalligi achitqidagidan ancha yuqori bo‘ladi. Achitqi va
bakteriyalarning oqsilini aminokislota tarkibi bo‘yicha standart sifatida qabul qilingan soya
o‘simliginikidan biroz farq qilsada, mikrob oqsillari tarkibida ham aminokislotalarning to‘liq
tarkibi uchraydi va hattoki lizin, treonin, triptofan va boshqalar standartdagidan biroz ko‘proq
miqdorda uchraydi. 1-Jadvalda har xil oqsillar tarkibidagi aminokislotalarning miqdoriy nisbatlari
haqidagi ma’lumot keltirilgan. 1-Jadvaldagi ma’lumotlaridan ko‘rinib turibdi-ki, standart oziqa
tarkibidagi aminokislotalar miqdori va biotexnologik yo‘l bilan olinadigan biomassaning
tarkibidagi aminokislotalarning miqdorini
farqli
jihati kam.
Har ikkalasida ham
almashinmaydigan aminokislotalarning miqdoriy ko‘rsatkichlari juda yaqin hamda ulardan to‘la
qimmatli oziqa sifatida foydalanish mumkin. Mikrobli biomassani tadqiq qilish shuni ko‘rsatdiki,
go‘sht va sut ishlab chiqarishga yo‘naltirilgan chorvachilik 9 va shuningdek parrandachilikda
qo‘llash uni texnologik va iqtisodiy jihatdan samaraliroq bo‘lishini isbotladi. Achitqili oziqa
tarkibidagi oqsil arpa yoki sulidagiga nisbatan o‘rtacha 5 marta ko‘proq (jumladan lizin 10 marta,
metionin 5 marta va triptofan 3 marta ko‘proq) bo‘ladi. Bundan tashqari quruq achitqida amaliy
jihatdan B guruhi vitaminlarini hammasi va qator o‘sish omillari uchraydi. Qishloq xo‘jalik
hayvonlarini oziqlantirishda bu yem-oziqadan foydalanish juda katta samara beradi. Xususan 1 t
achitqili oziqa 7 t g‘allani iqtisod qilish va qo‘shimcha ravishda 0,8 t cho‘chqa go‘shti, 5 t parranda
go‘shti yoki 150000 dona tuxum yetishtirish imkonini beradi. Buzoq va cho‘chqa bolalari
ratsioniga 1 t achitqili oziqa qo‘shish aholi uchun 6 t sutni qo‘shimcha ravishda yetkazish imkonini
beradi. Shuningdek, yem-oziqa, oziq-ovqat mahsulotlari yetishtirishda va tibbiyotda
foydalanishga qaratilgan aminokislotalar, ferment preparatlari, tibbiyot va veterinariya ehtiyoji
uchun kerak bo‘lgan antibiotiklar dehqonchilik uchun zarur bo‘lgan biologik o‘g‘itlar,
o‘simliklarni muhofaza qilish mahsulotlarini sanoat miqyosida ishlab chiqarish muhim
ahamiyatga ega. Bundan tashqari mikrobli transformatsiya jarayonlaridan foydalangan holda
vitaminlar, oziq-ovqat mahsulotlari tarkibiga qo‘shish uchun kerakli moddalar, yarim sintetik
antibiotiklar va dorivor moddalarni ajratib olish biotexnologiyaning istiqbolli yo‘nalishlaridan biri
hisoblanadi. Hozirgi davrda mikroblar yordamida sanoat miqyosida amalga oshiriladigan sintez
yagona biotexnologik tizimdan iborat bo‘lishi lozim. Bu tizim o‘z ichiga ishlab chiqariladigan
mahsulotning turi, uning mahsulot sifatidagi shakli va miqdoriy ko‘rsatkichiga qarab ketma-ket
amalga oshiriladigan bosqichlar va operatsiyalarni qamrab oladi. Biotexnologik tizimning
umumiy
ko‘rinishi
1-Rasmda
keltirilgan.
Odatda
mikrob-produsentni
tanlashda
mikroorganizmning eng yuqori mahsuldor shtammini tanlab olinadi. Bunda molekulyar biologiya,
seleksiya va molekulyar genetikaning eng so‘nggi yutuqlari bilan qurollangan holda ishni mikrob
hujayralarini biokimyosi, fiziologiyasi va gen muhandisligiga tegishli bilimlarga tayanib olib
boriladi. Shu yo‘sinda produsent-shtammning biotexnologik jihati baholanadi va uning potensial
imkoniyatlari haqida xulosalar chiqariladi. Biotexnologik tizimning samaradorligi produsent-
mikrobning maqsadli mahsulot ishlab chiqarishini ta’minlashda uni o‘stirishga tegishli bo‘lgan
eng kam harajatli tarkibga ega bo‘lgan kimyoviy komponentlarni tanlash muhim ahamiyatga ega.
Tanlash variantlarini bir tomondan mikrob hujayrasini energetik va moddiy ehtiyojini qoplaydigan
va boshqa tomondan texnologik uslub va xomashyoni qimmati nuqtai nazardan eng qulay bo‘lgan
variant tanlab olinadi. Biotexnologik tizimni shakllantirishda produsent-mikrob hujayralarini
o‘stirish rejimini ishlab chiqish ham muhim ahamiyatga egadir.. Bunda hujayraning fiziologik
ehtiyojini maksimal qondirishga intilish lozim. Shundagina hujayraning genetik potensialidan
to‘liq foydalanish mumkin bo‘ladi. Bu narsa o‘simlik materiallarini gidrolizi natijasida hosil
bo‘ladigan karbonsuvlarni hammasidan oziqali achitqi ajratib olishda foydalanish imkoniyatini
yaratadi. Mikroblardan foydalanib oqsil ajratib olishni yo‘lga qo‘yilishi achitqili biomassani
karbonsuvlardan olishga moslashtirilgan zavodlarning qurilishidan boshlab yanada rivojlanib
ketdi. Hujayrani o‘stirishni ta’minlaydigan qurilmalarning muhandislik nuqtai nazaridan
baholaganda, biotexnologik tizimni ishlashini optimallashtirishda matematik modellashtirish
asosida EHM dan foydalanish va butun tizimni avtomatik boshqarilishiga erishish yaxshi samara
beradi. Biotexnologik tizimning to‘liq va uzluksiz ishlashini ta’minlashning keyingi bosqichi
maqsadli ishlab chiqarilgan mahsulotni kafolatli saqlanishi va o‘z vaqtida undan foydalanilishini
ta’minlashdan iborat bo‘ladi. 1.3. Mikroblar yordamida ajratib olinadigan biofaol moddalar
Biopreparatlarni, ularni ajratib olish texnologiyalariga qarab uchta guruhga bo‘lish mumkin
bo‘ladi: 1. Tovar mahsulot sifatida tirik mikroorganizmlar komponentini tutuvchi biopreparatlar.
Bu xil tovar mahsulotlari jumlasiga o‘simliklarni muhofaza qilish vositalari, bakterial o‘g‘itlar,
yem-hashaklarni
silosga
aylanishini
ta’minlovchilar,
biodegradientlar
va
boshqa
biotransformatsiyalovchi faol vositalar kiradi. 2. Faolsizlantirilgan hujayralar va ularni qayta
ishlash natijasida hosil qilingan biomassalardan tashkil topgan biopreparatlar. Bular jumlasiga
achitqili oziqa, zamburug‘li mitselliylar va boshqalar kiradi. 3. Mikroorganizmlarning
metabolizmi asosida tozalab ajratib olingan biopreparatlar. Bular jumlasiga vitaminlar,
aminokislotalar, fermentlar, antibiotiklar, biolipidlar, polisaxaridlar, mikrob biomassalari va
metabolitlarini kompleks qayta ishlash mahsulotlari kiradi. Biotexnologiyaning istiqboldagi
imkoniyatlari cheksiz. Hozirgi kunda uning uchta yo‘nalishi diqqatga sazovordir. 1. Qishloq
xo‘jaligini rivojlantirishga qaratilgan yo‘nalish. Bu sohaga: 13 – yog‘och qoldiqlari va neftning
karbonvodorodlarini gidrolizlash asosida ajratib olinadigan mikrob oqsillaridan chorva mollari
ratsionini yaxshilashda foydalanish; – chorva mollari oziqasiga qo‘shib berish maqsadida
almashinmaydigan aminokislotalar biosintezini sanoat miqyosida amalga oshirish; – mikrob
oqsili, aminokislotalar, vitaminlar va boshqa chorva mollari ratsionini boyitishdan tashqari,
parrandalar va qishloq xo‘jalik hayvonlarini kasalliklarini profilaktikasini amalga oshirishda,
shuningdek madaniy o‘simliklarning zararkunandalariga qarshi samarali kurashni amalga
oshirishda virus va bakterial preparatlardan foydalanish; – dehqonchilik uchun bakterial
o‘g‘itlardan foydalanish: bu preparatlar tarkibi azot yig‘uvchi mikroorganizmlardan tashkil topgan
bo‘lib, ular havo azotini o‘zlashtirish, uni o‘simlik tomonidan ham oson o‘zlashtirilishini
ta’minlanishiga erishish; – qishloq xo‘jalik ishlab chiqarishi xom-ashyosini qayta ishlash va
chorvachilik uchun yangi turdagi yem-oziqa ishlab chiqarishda ferment preparatlaridan
foydalanish kabilar kiradi. Bu maqsadda multienzim komplekslar (MEK) yaxshi samara beradi.
Somonni oziqaviy somonkonsentrat (oqsilli-karbonsuvli oziqa) ga aylantirishda MEK dan
foydalanish juda yaxshi samara beradi. Agar biotexnologiyaning rivojlanishini «birinchi davri»da
fermentlar kompleksining imkoniyatlari chegaralangan bo‘lsa, uning «ikkinchi davri» da
fermentativ spektri juda keng bo‘lgan MEK lar ishlab chiqildi. 2. Biotexnologiyaning ikkinchi
rivojlanish yo‘nalishi biologiya tizimi fanlari va sog‘liqni saqlashga oid izlanishlarni o‘z ichiga
oladi. Gen muhandisligi va molekulyar biologiyaning yutuqlari asosida ilmiy tadqiqotlar olib
borish va davolash maqsadlari uchun foydalaniladigan yuqori samara beruvchi antibiotiklar,
monoklonal antitelalar, interferon, vitaminlar, aminokislotalar, shuningdek fermentlar va boshqa
biopreparatlarni ishlab chiqarish mumkin bo‘ladi. Bu preparatlarning ba’zilari hozirgi kunda
tibbiyot va veterinariyada samarali ravishda foydalanilmoqda. 3. Biotexnologiyaning uchinchi
rivojlanish yo‘nalishi sanoat uchun kerak bo‘ladigan mahsulot ishlab chiqarish hisoblanadi.
Hozirdan boshlab bu mahsulotlar oziq-ovqat va yengil sanoat ehtiyojlari uchun kerak bo‘ladigan
fermentlar misolida ishlab chiqarila boshlandi. Yaqin kelajakda sanoatning metallurgiya
(flotatsiya jarayonida ba’zi moddalardan foydalanish, metallani quyish jarayonlari) da, neft-gaz
sanoati (quduqlar qazishda, o‘simlik va mikrob biomassalaridan kompleks 14 foydalanish) da,
rezina va lak sanoati (sintetik kauchukka oqsil qo‘- shimchasi qo‘shib sifatini yaxshilash) da
foydalanilmoqda. 1.4. Biotexnologiyaning rivojlanish istiqbollari Biotexnologiyaning zamonaviy
rivojlanishida yirik reaktorlarda kechadigan biokimyoviy jarayonlarni har xil manbadan iborat
bo‘lgan asosga fermentlar yoki mikroorganizmlar hujayralarini immobilizatsiyalangan holda
joylashtirish asosida amalga oshirish ulkan imkoniyatlar yaratadi. Biotexnologik sintez
jarayonlarini shu yo‘sinda tashkil qilish juda qimmatli fermentlar va mikroorganizmlarning
hujayralaridan uzoq muddatlarda foydalanish hamda ishlab chiqarishni uzluksiz tashkil qilish
imkoniyatini beradi. Immobilizatsiyalangan fermentlardan foydalanib sanoat ishlab chiqarishi
miqyosida kraxmaldan fruktozani ajratib olish yo‘lga qo‘yilgan. Hozirgi paytda ifloslangan oqova
suvlarni tozalash va immobilizatsiyalangan tizimlar yordamida glyukoza va qator xo‘jalik ehtiyoji
uchun zarur bo‘lgan moddalarni ajratib olish yo‘lga qo‘yilmoqda. Biotexnologiyaning istiqbolli
yo‘nalishlaridan yana biri gen muhandisligi asosida mikroorganizmlarning yangi shtammlari-
produsentlarni yaratish va shu asosda aminokislotalar, shuningdek gormonal va boshqa biofaol
preparatlarni ajratib olish muammolarini hal qilish hisoblanadi. Bu xil yo‘nalishdagi ishlarning
yaqqol misoli sifatida ilk bor insulin, interferon, o‘sish gormonlari va boshqa biofaol moddalarni
mikrobiologik sintez yo‘li bilan ajratib olinganligini keltirib o‘tish mumkin. Genetik muhandislik
asosida genetik materialni bir xil organizmlardan, jumladan yuqori darajada taraqqiy etgan
organizmlardan bir hujayrali organizmlarga ko‘chirib o‘tkazish orqali amalga oshiriladigan yangi
biotexnologik sanoat ishlab chiqarish tarmoqlarini ochish mumkin bo‘ladi. Biotexnologiyaning
rivojlanishini istiqbollarida mikrobiologik o‘g‘itlar va o‘simliklarni muhofaza qilish vositalarini
assortimenti tamoman yangilanadi va kengayadi, natijada yangidan yangi biopreparatlar ishlab
chiqariladi hamda ulardan amaliyotda keng foydalaniladi. Yaqin kelajakda tarkibida kraxmal va
sellyuloza bo‘lgan mahsulotlardan va sut mahsulotlari chiqindilaridan fruktoza, galaktoza,
glyukoza-fruktozali sharbatni enzimatik sanoat ishlab chiqarishi orqali ishlab chiqish yo‘lga
qo‘yiladi. Biotexnologiyaning rivojlanish istiqbollaridan yana bir yo‘nalishi adenozintrifosfat
(ATF) ni, ya’ni tirik mavjudotlarning universal akkumulyatorini sanoat miqyosida ishlab
chiqarishdan iboratdir. Bu moddani 15 sanoat miqyosida ishlab chiqarish hujayrasiz tizimlarda
enzimatik sintezni amalga oshiruvchi biokimyoviy sanoat ishlab chiqarishini yo‘lga qo‘yish
imkonini beradi. Biotexnologiya kelajakda ishlab chiqarishni xomashyo bilan ta’minlash, qishloq
xo‘jaligi va oziq-ovqat sanoati chiqindilarini bevosita xo‘- jaliklarni o‘zida yem-oziqa oqsili,
yengil o‘zlashtiriladigan karbonsuvlar va hayvonlar uchun yem-oziqalarning boshqa xillarini,
shuningdek ikkilamchi yoqilg‘i (biogaz), o‘g‘itlar konservantlar ishlab chiqarishni uddasidan
chiqadi.
Dostları ilə paylaş: |