Биологиялық активті заттарды түзуші микроорганизмдер

Биологиялық активті заттарды түзуші микроорганизмдер

Билогиялық  активті заттар(БАЗ)-биологиялық  активті әсер ететін заттардан және қосылыстардан тұратын табиғи композиция. Ол тағам құрамында кездеседі  немесе керісінше тағам құрамына енгізіледі. Тағам құрамына енгізілген биологиялық активті заттын бір түрі белгілі бір поталогия немесе авитаминоздан құтқарады. Биологиялық активті заттар табиғи компонент болып саналады және бойында физиологиялық пен фармакалогиялық заттардан ыу4құралады.Биологиялық активті заттарды химиялық,физикалық жағынан зерттеп,және олардын жаңа түрін шығару микронутриенология  

ғылымы зерттейді. Қазіргі  таңда БАЗ-ды шығаратын коммерциялық фирмалар  көп және де  тамақ  өнеркәсібінде де қолданысқа ие. Классификациясы:

• өсімдік сығындылары
• бал өнімдері
• минералдық қосылыстар
• ферменттік өнімдер
• биотехнология өнімдері

Микроорганизмдердің амин қышқылдарын, витаминдерді, антиобиотиктерді, ферменттерді, гибберелинді, гармондарды  және басқа да әр түрлі бағалы биологиялық активті заттарды түзетіні біраздан бері белгілі болды.

Соңғы жылдары белок синтезіне  қажетті амин қышқылдарын өндіруге баса назар аударылуда. Бұрын оларды қүрамында белогы мол бағалы шикі заттардан гидролиздеу жолымен өндіретін еді және ол еңбекті көп қажет етеді. Соңғы он жыл ішінде амин қышкылдарын микробиологиялық жолмен өндіру зерттеліп, табылды. Амин қышқылдарының ішінде ен, алғаш өндірілген — глутамин. Жапония ғалымы Киносита табиғаттан ерекше микрококкус глютамикус деп аталатын микробты тауып, одан осы қышқылды ендірді. Бұл микроб қоректік ортаға қосылған глюкозаның 50%-не жуығын глютамин қышқылын түзуге жүмсай алады екен. Қазір Жапонияда, Америка Қүрама Штаттарында арнаулы заводтарда бүл қышқылды жылына жүздеген мың тоннадай өндіреді. Глюта-мин қышқылы тамақ өнеркәсібінде азық-түлікке қосылады, оның сапасын жақсартады. Глютамин кышқылын медицинада нервтік ауруларды емдеуге де қолданады. 
Белок молекуласындағы маңызды амин қышкылдарының бірі — лизин. 2,1 кг жасанды лизинді бір тонна азыіққа қосып шошқаны сырағанда, оның қосқан салмағы орта есеппен 13,6%, ал протеин шығынын 20—25%-ке дейін кемітеді. Бұл амин қышқылы рацион-нын ең құнды, қажетті құрам бөлігі болып есептеледі. 
Ал лизинді қосқанда нанның кұнарлылығы артады. Лизинді көп мөлшерде — бактериум аэрогенес, бактериум протеус, спора түзу-шілерден — бациллус субтилис, ашытқы саңырауқұлақтарынан — торула утилистен өндіреді. 
Егер де ультракүлгін сәулемен әсер етсе микрококкус глютами-кус едәуір мөлшерде лизин түзе алады. Қазір бұдан өнеркәсіптік жолмен лизин өндіру қолға алынды.

Лизинді қазіргі кезде  Жапонияда, Америка Қүрама Штаттарын-да және басқа да елдерде жылына ондаған  мың тоннадай мөлшерде өндіреді. 
Бүкіл одақтыіқ өнеркәсіптік микроорганизмдер генетикасы мен селөкциясы ғылыми-зерттеу институтында лизинді мол беретін микроорганизмдер табылды. Осының негізінде Арменияда жылына 1000 т кристалл лизин өндіретін завод іске косылды.

Соңғы жылдардағы зерттеулер басқа амин қышіқылдарын —ва-линді, метионинді, триптофанды және аланинді түзетін микроорганизмдер барлығын анықтады. Алдағы мақсат — олардың өндіріске жарамды топтарын таңдап алу және амин қышқылдарын өндіруді жолға қою. 
Белок тіршіліктің тірегі екені жүртка мәлім. Бірақ тагосы белок-тың жер бетіндегі тіршілікке жетіспейтіндігі анықталып отыр. Сондықтан белокты молайтуда микроорганизмдердің зор практика-лық маңызы барлығы дәлелденді. 
Осы мақсатта ашытқы саңырауқүлақтарды көптеп өсіру біздің елімізде Ұлы Отан соғысы жылдарында қолға алынды. Бірақ оны көптеп өндіру кымбатқа түсті. Мәселен, 1 т ашытқы саңырауқүлақтар белогы 350 сом шамасынан айналды. 
Соңғы жылдардағы зерттеулердің нәтижесінде бүл мақсатта тым арзан шикі зат — мүнай өнімдерінің қалдығы — парафинді қолдануға болатыны анықталды. Осындай қоректік ортада ашытқы саңырауқүлақтарын өсіріп, белокты-витаминді концентраттарды көптеп өндіруге болады. Оның қүрамында 45—50% белок, 50—55% май, углеводтар, түрлі минерал түздар болады. 
Мәселен, кандида туысына жататын ашытқы саңырауқүлақтар сыйымдылығы 300 ж3 ыдыста тәулігіне 1 т-ға дейін сіңімді белок жинай алады. Ал осындай протеинді өндіру үшін белокты өсімдік-терді 3000 га жерге өсіруге тура келеді. Оған қоса бүл өсімдіктер-дің белогы микроб белогынан сапасы жағынан әлде қайда кем болады.

Мал азығына осындай микробтар  белогын косқанда олар-дың өнімділігі артады және одан алынатын өнімнің өзіндік қүны өсімдік белогын азықтандырғандығымен салыстырғанда әлдеқай-да төмен.

Көптеген микроорганизмдер өздеріне кажетті витаминдерді син-тездей алады, ал қалғандары қоректік ортада кажетті витаминдар болмаса мүлде тіршілік ете алмайды.Белгілі бір витаминді немесе соған ұқсас заттарды кажет ететін микроорганизмдерді ауксотрофты, ал оған мұқтаж еместерін — аук-соавтотрофты микроорганизмдер деп атайды.

Қоректік ортада көп мөлшерде витаминдер түзе алатын микро-оргаиизмдер  табылды. Осының негізінде витаминдерді өндірістік жолмен алу көзделіп отыр. 
Осындай витаминдердің ішінде тиаминді (Ві витамині) ашытқы саңырауқұлақтары көп мөлшерде түзе алады. Ал кейбір микроор-ганизмдер, әсіресе сүт қышқылы баіктериялары В2 витаминіне (рибофлавин) тым мұқтаж. Ал еремотециум эшби, клостридиум ацетобутиликум және кандида мен миксобактериум микроорганизм-дерінің бірқатары осы витаминді мол түзеді. Соңғы жылдары дүние жүзі мемлекеттерінде Ві2 витаминін өндіру қолға алыньгп отыр. Ол іс жүзінде жоғары сатыдағы өсімдіктерде кездеспейді, тек микроорганизмдердің ғана оны түзе алатын қабілеті бар.

Бұл витаминді медицинада, мал шаруашылығында кеңінен қолданады. Ві2 витаминін қоректік ортада актиномицес оливацус, актиномицес гризеус, бактериялардан бациллус мегатериум, лакто-бактериум казеи және пропион қышқылы бактериялары — пропио-ни-бактериум шерманші көптеп түзе алады. 
Адам мен жануарларға аса қажетті витаминдердің біріне А витамині жатады. Оны да түзетін микроорганизмдер бар. Өндірістік жағдайда блаксела саңыраукүлағын қолданып жүр.

Биологиялық активті заттарды микроорганизмдердің басқа топтары  да түзе алады. Микробтар түзетін  заттардың ішіндегі маңыздыларының біріне гетероауксин жатады. Ол алғаш  рет ризофус деген саңырауқұлақтан  алынды. Сонымен бірге, ол жоғары сатыдағы өсімдіктердің де клеткаларында кездесетіні анықталды.

1950 жылдарда  өсімдіктердің өсуімен дамуына  зор әсер ететін физиологиялық  активті зат — гиберелинге  көп назар аударылды. Оны өсімдікті зақымдайтын саңырауқұлақ гиберелла фуфикори түзеді. Оны алғаш рет зерттеген жапония ғалымы Куросава. Ол күріш өсімдігінің осы саңырауқұлақтың әсерінен ауыратынын анықтады. Күріштің сабағы шамадан тыс үзарып, сарғайыіп, ақыр аяғында, оның елетінін байқады. Осы кезде гиберелинді микроорганизмдерден алуға болатыны аньиқталды.

Қазір халық  шаруашылығында микробтардан өндірілетін  басқа да бағалы заттар — ферменттерді колдану етек алып отыр.

Бұл үшін аспергиллус, пенициллум микроскоптық саңыраукұлактары қолданылады. Олар ағаш үгінділерінде жақсы өседі. Бүл үшін ағаш үгіндісіне қоректік заттар қосып зарарсыздандырады да, оған жоғарыдағы саңырауқүлақтарды егеді. Осы ортада саңырауқүлақтар біраз мәлшерде ферменттер түзеді. Ферменттерді таза күйінде арнаулы технологияны қолдану арқылы бөліп алады.

Осындай әдіcпен инвертаза, авоморин, оризин ферменттерін ендіреді. Соңғы жылдары ферменттерді бактериялардан да алуға болатыны анықталды. Оған бациллус субтилистен алынатын субтлин жатады.

Антибиотиктер (гр. antі — қарсы және гр. bіos — тіршілік) — микроорганизмдердің өсуін, көбеюін тежейтін немесе тоқтататын микробтар, өсімдіктер мен жануарлар клеткасынан алынатын органикалық зат; микроағзалармен жоғары өсімдіктермен және жануарлармен микроағзаларды және ісік жасушаларының дамуын басатын және жоятын заттар. Антибиотиктер төменгі молекуларлы қосылыс оның құрамына көміртегі-оттегі және сутегінен басқа азот (1 немесе 2 аммин тобы түрінде) және 1 немесе 2 карбоксильді топтар енеді.^[1]

Антибиотиктер микробтар мен кейбір қатерлі ісікке әсер етіп, олардың дамуын тежейді немесе жойып жібереді. Антибиотиктердің пайда болуы микробтар дүниесінде кездесетін бір-біріне қарама-қарсылық әрекетіне негізделген. Антибиотиктер туралы ғылымның негізін қалап, алғаш көгерткіш саңырауқұлақтанпенициллин алған (1929) ағылшын ғалымы А.Флеминг болды. Антибиотиктердің бірнеше жүздеген түрі бар, бірақ олардың бәрі бірдей медицинада қолданыла бермейді. Антибиотиктер шығу тегі, хим. құрамы, микробтарға әсер ету механизмі т.б. қасиеттері бойынша жіктеледі. Антибиотиктерді ретсіз қолданудың әр түрлі салдары болуы мүмкін. Мыс., денеге бөртпе шығып, қышыма пайда болады, кейде естен тануға әкеп соғады. Сондықтан оларды тек қана дәрігердің айтуы бойынша қолдану қажет. Антибиотиктер медицинадан басқа а.ш-нда, тамақ өнеркәсібінде және  микробиологиялық  өндірісте пайдаланылады. Антибиотиктердің жаңа түрлерін шығарумен биотехнология саласы айналысады.

Токсин заттары  табиғи заттар. Әдетте токсиндерге жоғарғы молекулалы қосылыстар (белоктар, полипептидтер т.б) жатады. Осы қосылыстар организмге түскенде  антиденелер түзіледі. Кейде төменгі молекулалы қосылыстарды (тетрадоксин және жануарлардың улары т.б) да токсиндерге жатқызады, оларды көбінесе  табиғи уларға жатқызады.

ГОРМОНДАР

Жоғары сатыдағы жануарлар ағзасының миллиардтаған  клеткалардан тұратыны белгілі және олардың бәрі бір-бірімен тығыз  байланысқан. Осыншама көп клеткалар  өзара үйлесімді әрекет жасайды, сондықтан ол тірі ағза денесі біртұтас болып табылады. Клеткалардың үйлесімді әрекетін жүйке жүйесінде және эндокрин бездерінде жасалатын заттар реттеп отырады. 

Денедегі барлық бездерді ішкі және сыртқы бездер деп  екі топқа бөледі. Сыртқы секрециялық (секреция – сөл бөлу, шығару) бездерінің өзектері арқылы олардың өнімдері, яғни секреттері қуыс мүшелерге құйылады немесе дененің сыртына шығады. Сондықтан оларды сыртқы секрециялық немесе экзогендік бездер деп атайды. Оларға сілекей, қарын, май, тер, ішек, ұйқы безінің кей клеткалары, бүйрек, бауыр т.б. жатады. Ал ішкі немесе эндокриндік бездердің өнімін сыртқа шығаратын өзектері болмайды.

  Эндокрин (грек endokrin – ішке шығарамын) бездерінде немесе ішкі секреция бездерінде гормондар түзіледі, ол гормондар қанға қосылады да, қан арқылы синтезделген жерден қашықта орналасқан нысанаға алынған жасушаға жетеді. Эндокрин бездерінің гормон арқылы берілетін хабары тез емес, баяу жетеді, бірақ оның әсері ұзақ болады.

Гормондардың  түзілуін жүйке жүйесі, әсіресе ми қабығы реттеп отырады.

Гормон  дегеніміз – биохимиялық процестерді  реттейтін және адам мен жануарлардың асас маңызды тіршілік қызметіне қоздырушы әсер ететін химиялық зат.

“Гормон”  деген термин гректің қоздырамын деген сөзінен шыққан (hormao – қоздырамын, қозғалтамын). Химиялық құрамына қарай  гормондар – белок, полипептид, липидтер немесе стероидтарға жатады. Гормондар ішкі секрециялық бездерден басқада, ас қорыту жолының мүшелерінде, бүйректе, бауырда да түзіледі. Барлық гормондар ағзадағы зат алмасу процестеріне әсер етеді. 

Гормондар тек  жасуша деп аталатындарға ғана әсер етеді, ол клеткалардың ерекше маманданған рецепторлары (receptor – қабылдаушы деген латын сөзінен шыққан) болады, ондай рецепторлар плазмалық мембранаға немесе клетка ішіне орналасақан және олармен байланысқан. Гормондар тиісті рецепторлармен өзара әрекеттесу нәтижесінде ғана биохимиялық процестергеәсер етеді, биохимиялық процестерді тездетеді, ал кейде тежейді. Гормонның жалпы өмірі ұзақ емес, әдетте ол бір сағатттан кем.

Гормондар ағзада асас маңызды үш түрлі қызмет атқарады:

1. физикалық, жыныстық жетілуіне және ақыл-ойдың дамуына көмектеседі;
2. физиологиялық мүмкіндік жасайды және оны қамтамасыз етеді;
3. бірқатар асас маңызды физиологиялық көрсеткіштердің (осмостық қысымының, қандағы глюкоза деңгейінің) бірқалыпта болуына қамтамасыз етеді.

 Эндокрин  бездерінің құрылым мен қызметін, одан бөлініп шығатын секреттерді және зат алмасуда гормондардың реттегіш механизмдерін зерттейтін биохимия тарауын эндокринология деп атайды.

Соңғы кездерде өсімдіктерден де олардың өсуін  реттейтін гормондар табылған. Химиялық табиғатына қараай гормондар 4 топқа бөлінеді.

1. Белоктік және пептидтік: инсулин, глюкагон, гипофиз, гипоталамус, қалқанша маңындағы без гормондары.
2. Тироксин, адреналин, норадреналин, т.с.с. амин қышқылдарының туындылары болып табылатын гормондар. 
3. Стероидтық: жыныс бездерінің гормоны, бүйрек без гормоны, т.б.
4. Жергілікті әсер ететін гормондар: полиқанықпаған май қышқылдарының – простагландиндер. 

Қалқанша  безінің гормондары

Қалқанша безі – ішкі секреция бездерінің ішіндегі негізгілерінің біреуі.Ағзада айналып отыратын барлық қан тәулік бойы бірнеше рет қалқанша безі арқылы өтеді де, оның бөліп шығарған секретін барлық ұлпаларға және мүшелерге жеткізіледі.Қалқанша без гормондарының алмасуын реттеудегі маңызын осыдан байқауға болады.

Сүтқоректі  жануарлардың қалқанша безі мойынның ортасына таман,көмейдің астына орналасқан.Ол онша үлкен емес.Бездің ішінде ”коллоид” деп аталатын қоймалжың массасы болады. Коллоид құрамында белок,йодқа бай тиреоглобулин бар. Қалқанша безінің негізі де әсіресе активті гормоны тироксин мен трийодтиронин.

Қалқанша  маңындағы бездерінің гормондары

Сүтқоректі  жануарларда қалқанша маңындағы  безі жұптасқан екеу болады. Олар қалқанша бездің үстіңгі жағына орналасады.

Қалқанша маңындағы  бездерде екі пептидтік гормон-паратгормон  және кальцитонин түзіледі. Бұл екі гормон да бірқатар жануарлардың және адамның қалқанша маңындағы бездерінен таза күйінде бөлініп алынады. Олардың бірінші реттік құрылымы анықталған. Паратгормон дегеніміз – полипептид.Ол 83 амин қышқылдарының қалдықтарынан, ал кальцитонин 32 амин қышқылы қалдықтарынан тұрады.