M. G. Safin, yu. S. Ruziyev, B. S. Aliqulov biologik faol va dorivor moddalar biotexnologiyasi

 
9.4. Karbonsuvlarni mikrobiologik transformatsiyasi 
Ko`p mikroorganizmlar uchun karbonsuvlar deyarli universal tabiiy va eng 
asosiy substrat hisoblanadi. Karbonsuvlarning fermentativ almashinuvi mahsulotlari 
ko`p mikroorganizmlarga energiya manbayi va hujayra oraliq tuzilmalari uchun 
material sifatida xizmat qiladi. Mikroorganizmlar karbonsuvlar bilan to`qnash 
kelganda juda ko`p reaksiyalarni amalga oshirishi mumkin. Karbonsuvlarga 
fermentativ ta`sir ko`rsatish o`zining jadalligi va u bilan bog`liq bo`lgan holda 
karbonsuvlarning mikrobiologik transformatsiyasini rentabilligini ta`minlashi bilan 
ajralib turadi. Ko`p sirka kislotali achishni yuzaga keltiruvchi bakteriyalar ba`zi 
zamburug`lar va psevdomonadalar karbonsuvlarni transformatsiyasini amalga 
oshirish uchun xizmat qilishi mumkin. Bu narsa ko`p mikroorganizmlarning 
fermentativ faolligidan foydalanib karbonsuvlar hosilalarini preparativ tarzda ajratib 
olish imkonini yaratadi. Mikroorganizmlar tomonidan karbonsuvlarning almashinuv 
o`zgarishlari quyidagilardan iborat bo`ladi: 
- karbonsuvlarning oksidlanuvchi transformatsiyasi (poliollarni oksidlanishi, 
aldon kislotalarni hosil bo`lishi); 
- karbonsuvlarni qaytarilishi; 
- karbonsuvlarni izomerizatsiyalanishini xima-xil yo`nalishlari. 
Dastlab polispirtlar (poliollar) ning oksidlanishi Braun (1886) va Bertran (1896) 
ishlarida bayon qilingan bo`lib, bunda 
A.aceti
va
A.xylinum
mikroorganizmlari 
ishtirokida mannitni fruktozagacha va sorbitni sorbozagacha oksidlanishi amalga 
oshirilgan edi. Keyinchalik bu jarayonni yanada jadalroq amalga oshirish
(
A. suboxydans
) yo`lga qo`yildi. Polispirlarni ketozalargacha oksidlanish jarayoni 
ketogen fermentatsiya jarayoni deyiladi. Bu reaksiya: 
tarzida bo`lib o`tadi. 
Reaksiya mahsulotining sifati va unumdorligi dastlabki substratga va 
mikroorganizm-produsentning ferment tizimiga bog`liq bo`ladi. 
Karbonsuvlarning transformatsiyalanishini misollari. 
Sanoat miqyosida 
polispirtlarning ikki xil oksidlanishidan foydalaniladi: 
- glitserinni dioksiatsetonga aylanishi; 
- D-sorbitni L-sorbozaga aylanishi. 
Ayniqsa D-sorbitning L-sorbozaga aylanishi askorbin kislotani sintezlanishini 
bosqichlaridan biri sifatida muhim ahamiyatga ega. 
Glitserinning dioksiatsetonga aylanishi 
Ac.suboxydans
tomonidan amalga 
oshiriladi: 

---

- 101 - 
Dioksiatseton qimmatli mahsulot bo`lib, undan tibbiyotda, parfyumeriya va 
farmasevtika sanoatlarida keng foydalaniladi. Keyingi yillarda 
A.suboxydans
hujayralari tomonidan mikrobiologik oksidlanish yo`li bilan ajratib olinadi. 
Ko`paymaydigan hujayralarni, jumladan gelda immobilizatsiyalanganlarini ham 
glitserin, monokalsiyfosfat va 10 % li (hajm bo`yicha) achitqi suvi muhitida o`stirib, 
undan ko`p karra foydalanish uslubi ishlab chiqilgan. Jarayon 28 
0
C da 36 soat 
davomida kechadi. Bu fermentatsiyalar uchun eritmada kislorodning mo`l bo`lishi, 
oziqa muhitida U guruhi vitaminlari, non achitqisi ekstrakti achitqi avtolizati, 
makkajo`xori ekstrakti va neytrallash uchun kalsiy karbonatning bo`lishi talab 
qilinadi. D-sorbozaning L-sorbozaga aylanishi quyidagi reaksiya asosida yuz beradi: 
D-sorbit sorboza 
Sanoat ishlab chiqarishida bu jarayonni amalga oshirishda chuqur o`stirish 
uslubidan foydalaniladi. 
Ac.suboxydans
hujayralari suspenziyasini tarkibida sorbit, 
glyukoza, achitqi ekstrakti va kalsiy karbonat bo`lgan muhitda o`stiriladi. Tarkibida 
transformatsiyani amalga oshiruvchi produsent, 15-20 % li sorbit eritmasi va o`sish 
uchun zarur vitaminlar bo`lgan muhitga purkagich tizim orqali havo yuboriladi. 
Harorat 30 
0
C bo`lganda 24 soatdan keyin L-sorbozani muhitdan ajratib olish 
mumkin bo`lgan miqdori 93 % ni tashkil qiladi. Fermentatsiyani oxirida sorbozali 
eritmani faollashtirilgan ko`mir yordamida rangsizlantiriladi, keyin filtr presda 
filtrlanadi; filtratni quyuq shinnisimon shaklga kelguncha vakuumda konsentrlanadi, 
so`ng 15 
0
C da kristallanadi. Bundan keyin bu kristallar muzday suv bilan yuviladi 
va quritiladi. Hozirgi paytda gelga immobilizatsiyalangan sirka kislotali achituvchi 
bakteriyalardan oksidlanuvchi tranformasiyani amalga oshirishga asosiy e`tibor 
qaratilgan. 
Shuningdek 
Gluconobacter 
oxydans
hujayralarini 
gelga 
immobilizatsiyalash yo`li bilan glitserindan dioksiatsetonni ajratib olish mumkinligi 

---

- 102 - 
isbotlangan. 
Bundan 
tashqari 
bu 
immobilizatsiyalangan 
hujayralar 
ko`p 
karbonsuvlarni, masalan, sorbit kabi spirtlarni oksidlantirishi mumkin. 
D-sorbitni L-sorbozagacha oksidlanishi. 
Bu reaksiya L-askorbin kislotani hosil 
bo`lishini asosiy bosqichi hisoblanadi. Jarayon sanoat ishlab chiqarishi darajasidagi 
ahamiyatga ega va u quyidagicha bo`lib o`tadi: 
Askorbin kislotani sintezida dastlabki xomashyo mahsulot D-glyukoza 
hisoblanadi. Har xil mamlakatlarda D-glyukozadan foydalanib askorbin kislotani 
sintezlash L-sorboza va diatseton-2- keto-L-gulon kislota hosil qilish yo`li bilan 
amalga oshiriladi. Bu xil sintez quyidagi oraliq mahsulotlarni hosil bo`lishi orqali
amalga oshiriladi:
D-glyukoza--

D-sorbit--

D-sorboza--

diatseton-L-sorboza-

diatseton-2-
keto-L-gulon kislota-

2-keto-L-gulon kislota--

askorbin kislota.
D-glyukozani D-sorbitga aylanishi birinchi bosqich bo`lib, kimyoviy katalitik 
gidrogenlanish reaksiyasi kabi yuz beradi. Keyingi bosqich-mikrobiologik 
transformatsiya jarayoni bo`lib, uni sirkali achishni ta`minlovchi 
Acetobacter
(yoki 
Gluconobacter suboxydans
) tomonidan amalga oshiriladi. Sorbitni sorbozagacha 
oksidlash qobiliyati sirkali achituvchi bakteriyalar: 
Ac.melanogenium
, 
Ac.ketogonum
, 
Ac.glukonicum
, shuningdek boshqa mikroorganizmlar 
Bacterium orleanense, 
Bacterium xylinoides
va boshqalarda bo`ladi. Keyingi bosqich oksidlanishga duch 
kelmaydigan gidroksil guruhlarini diatsetonli himoyasi ham kimyoviy bosqich 
hisoblanadi, chunki C-1dagi birlamchi spirt guruhini karboksil guruhga aylanishi 
(keyinchalik L- sorboza askorbin kislotaga o`tishi) yuz beradi. 

---

- 103 - 
Ksilozani ksilitga qaytarilishi
. Ksilitni kimyoviy yo`l bilan hosil qilish yuqori 
bosimda ksilozani gidrogenlash orqali amalga oshiriladi, bu ancha murakkab jarayon 
bo`lib, undan ksilitni mikrobiologik uslubda olish ancha ustun turadi. Ksilit-qimmatli 
mahsulot hisoblanib, oziq-ovqat sanoatida keng qo`llaniladi; bundan tashqari qandli 
diabetda shakarning o`rnini bosadi. Unga bo`lgan ehtiyoj juda yuqori. Ksilozani 
ksilitga aylanishi quyidagicha yuz beradi: 
ksiloza ksilit 
Sanoatda ksilozani ksilitga qaytarilishini amalga oshirishda 
C.utilis
dan 
foydalaniladi. Achitqini ksilozani tuzli eritmasi muhitida o`stiriladi, bunda ksilozadan 
karbon va energiya muhiti sifatida foydalaniladi. Metabolizm jarayonida u ksilitgacha 
qaytarilib reaksion muhitda yig`iladi. Ksilozani qaytarilishini oldindan ksilozali 
muhitda o`stirilgan va fosfatli (pH -7,0) muhitda inkubatsiyalangan achitqini 
yuvilgan hujayralari ham amalga oshiradi. Maksimal holda ksilitning 60 % gacha 
miqdorini muhitdan ajratib olish mumkin bo`ladi.