Biotexnologiya kafedrasi

Fеrmеntlar muhandisligi –yangi ilmiy – tеxnik yo`nalish bo`lib, enzimologiya, biokimyo, kimyoviy tеxnologiya hamda iqtisodiy – injеnеriya fanlari qatoriga kiradi.
Fеrmеntlar muhandisligining asosiy vazifasi – biologik sistеma tarkibidan yoki hujayra ichidan ajratilgan, sun'iy ravishda o`sish imkoniyatidan mahrum qilingan fеrmеntlarning katalitik ta'siri va unda qo`llaniladigan biotеxnologik jarayonlar yaratishdan iborat.

Fеrmеntlar muhandisligi o`z oldiga:

1. 
   Yangi modda yaratish;
   

2. 
   Ma'lum bir moddani yaxshiroq sifatli qilib olish;
   

5. 
   Tеxnik – iqtisodiy ko`rsatkichlarni ma'lum jarayonlarga nisbatan yaxshilash maqsadlarni amalga oshirishda ilmiy-tadqiqot ishlarini olib borishni maqsad qilib olgan.
   

Hozirgi zamon fеrmеnlar muxandisligining asosida fеrmеnt yoki fеrmеnt sistеmalarini immobilizatsiya qilish ishlari yotadi. Ammo bu masalani hal qilishdan oldin fеrmеntlar tabiati haqida to`qtalib o`tamiz.

Фермент тарихи

1. 
   ―Ferment‖ atamasi XVII asrda gollandiyalik kimyogar Gelmont tomonidan ovqat hazm qilish mexanizmini muhokama qilishda taklif qilgan.
   
2. 
   ХVIII oxiri — XIX boshlarida oshqozon shirasida ovqat qayta hazm bo‘lishi, so‘lak ta‘sirida kraxmal shakarga (glyukozaga) aylanishi ma‘lum bo‘ldi. Faqat qanday qilib amalga oshishi noma‘lum bo‘lgan.
   
3. 
   XIX asrda Lui Paster achitqi ta‘sirida uglevodlarning etil spirtiga aylanishini o‘rganib, bu jarayonni achitqi hujayrasi kataliz qiladi degan xulosaga kelgan.
   
4. 
   Bundan 100 yil oldin L. Paster va M. Bertlo, Yu. Libix spirtning bijg‘ish jarayonida
   

―ferment‖ va ―enzim‖ atamalari har xil ma‘noni anglatadi deb o‘ylagan.

5. 
   1876 yili V. Kyune ―ferment‖ (lot. fermentum - achitqi) – ―tirik ferment‖, ―enzim‖ (grekcha - achitqi) – ―jonsiz ferment‖ deb atashni taklif qilgan.
   
6. 
   L. Paster vafotidan keyin ikki yil o‘tib 1897 – yili E. Byuxner tajriba yo‘li bilan achitqi hujayrasisiz spirtning bijg‘ishi achitqi hujayrasi kabi amalga oshishini ―Achitqi hujayrasisiz spirtning bijg‘ishi‖ ishida ko‘rsatib berdi, 1907 yili shu ishi uchun ―Nobel‖ mukofotiga sazovor bo‘ldi.
   

Tirik organizmlarda sodir bo‘ladigan barcha kimyoviy reaksiyalar mahsus katalizatorlar yordamida boradi. Oqsil tabiatga ega bo‘lgan, kimyoviy rеaksiyalarning tеzligini oshiruvchi biologik katalizatorlar fеrmеntlar dеb ataladi. Fermentlar tirik organizmdagi 4000 ga yaqin biologik reaksiyalarni katalizlaydi. Organizmdagi moddalar almashinuvida fermentlar juda muhim rol o‘ynaydi.Fermentlar tarkibiga ko‘ra 2 xil bo‘ladi: 1. Oddiy oqsillardan, ya‘ni faqat aminokislotalardan tashkil topgan fermentlar bir komponentli fermentlar deyiladi.
Masalan, ribonukleaza, tripsin, papain va boshqalar. 2. Agar fermentlar murakkab oqsillardan tashkil topgan bo‘lsa, ya‘ni ularning tarkibida aminokislotalardan tashqari boshqa birikmalar ham uchrasa, ular ikki komponentli fermentlar deb ataladi. Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida ishtirok etuvchi fermentlar ikki komponentli fermentlardir.

Фермент продуцентларнинг селекцияси

Ҳар қандай саноат маҳсулотини олишнинг биологик жараѐни учун иккита ҳолат:

1. 
   муайян маҳсулотга харидор бўлиши шарт.
   

2. 
   жараѐнни ишлаб-чиқаришга тадбиқ этиш иқтисодий фойда келтирадиган бўлиши керак.
   

Саноат шароитида ферментлар асосан микроорганизмлардан олинади:

1. 
   микроб культуралари селекциясига (бирламчи селекция, мутация, ген муҳандислиги) бўлган замонавий усуллар ва ўсиш шароитини оптимизация қилиш ҳар қандай микроб ферменти биосинтезини амалга оширишга имкон яратади.
   
2. 
   саноат шароитида ишлатиладиган штамм-продуцент, продуцент ўзини физиологик эҳтиѐжидан кўпроқ миқдорда синтез қилиш имкониятига эга бўлсин.
   
3. 
   микроорганизмларни ўстириш жараѐнига фасл факторини таъсири умуман бўлмаслиги шарт.
   
4. 
   ҳар хил таксономик гуруҳга мансуб бўлган микроорганизм-продуцентлар учун ферментларни кенг спектори биосинтези характерли, яъни продуцентлар керакли ферментларни синтез қилиши керак.
   

Продуцентларни ўстириш усуллари

Микробиологик йўл билан ферментларни ишлаб чиқаришни, иқтисодий самарадорлигини аниқловчи омиллардан бири-микроорганизмларни ўстириш усулидир. Ўстиришни бир неча усуллари мавжуд: сиртқи (юзаки), суюқ озуқа муҳитида (даврий), осиб (жуда ҳам кам ишлатилади) ва озуқа муҳитида тўхтовсиз ўстириш усуллари.

Микроорганизмларни қаттиқ фаза сиртида, юзаки ўстириш жуда катта аҳамиятга эга. Японияда ва Узоқ Шарқни бошқа мамлакатларида ивитилган буғдой ѐки гуручга тузлар солиб, уй ҳароратида ва стерил шароитда махсус идишларда замбуруғ ўстирилади. Шу усулда амилаза, протеаза, пектиназа, целлюлаза ва бошқа ферментлар олинади. Ўтган асрнинг 20-йилларида-антибиотиклар ишлаб чиқариш бошланган даврда– микроорганизмларни суюқ озуқа муҳитида, чуқурликда ўстириш усули яратилган. Бу усулдан фойдаланиб, ферментлар биосинтезини амалга ошириш, дастлабки тажрибаларда ўзини истиқболли эканлигини кўрсатди.
Саноат ферментациясини асосий мақсади энергиядан (ўстириш ҳарорати, озуқа муҳитини стерилизация қилганда ва уни аралаштирганда сарфланадиган энергия вах.к.) унумли ва самаралироқ фойдаланишдан иборат. Шунинг учун ҳам озуқа муҳитининг компонентларини энергетик ва озуқавий баҳоси энг муҳим омиллардан ҳисобланиб, ўстириш шароитини танлаш ҳам катта аҳамиятга эга (ҳарорат, рН, О2 ни парциал босими, жараѐнни давомийлиги ва х.к.). Саноат шароитида маҳсулотни тан нархини белгилашда ферментациядан ташқари, озуқа муҳити компонентларини баҳоси, энергия сарфлари, хизматчиларни меҳнат ҳаражатлари, аппаратларни ишлатишдаги ҳаражатлар ва бошқа муайян жараѐн билан алоқадор бўлган харажатлар эътиборга олинади.