|
а) Целлюлоза
Целлюлоза - табиатда энг кўп тарқалган биополимердир. У ҳар қандай
ўсимлик материалларининг асосини ташкил этувчи компонент ҳисобланади.
Ўсимлик биомассасида целлюлозанинг миқдори ўртача 50% ни, кўп йиллик
ўсимликларда эса 60-70% ни ташкил қилади. Целлюлоза бир бирлари билан
)
4
1
(
-глюкозид боғлари билан боғланган D-глюкозалардан ташкил топган.
Целлюлозадаги глюкозанинг полимерланиш даражаси 10000 дан кўпроқ,
молекуляр оғирлиги эса 1,5 млн. Дальтон. У сувда эримайдиган полимер
ҳисобланади. Ўсимликларда, полимер занжирлар табиий ҳолатда фибринга
ўхшаш жойлашган. Водород боғларининг кўплиги ва уларнинг тузилиш
характери аморф қисм билан алмашиб турган кристалл қисмлари пайдо
бўлишини белгилайди.
132
Ҳисоб китобларга қараганда, йилига қайта тикланадиган (фотосинтез
йўли билан) целлюлозанинг миқдори сайёрамиз бўйича 100-140 млрд.
тоннани ташкил этади. Бу дегани, ер юзидаги ҳар бир инсонга йилига 25
тонна целлюлоза тўғри келади.
Ҳозирги вақтда целлюлозани қайта ишлаш ва унинг ҳосилаларини
олиш бўйича катта технологик ишлар амалга оширилмоқда. Целлюлоза
крахмалга ўхшаб, кимёда, биологияда, тиббиётда, саноатнинг турли хил
тармоқларида,
озиқ-овқат
саноатида,
илмий
изланишларда
кенг
ишлатилмоқда. Саноат миқёсида целлюлозадан глюкоза тайёрлаш йўлга
қўйилган.
Саноат шароитида целлюлоза сақловчи маҳсулотларни - ёғочни
гидролиз қилиш икки хил йўл билан амалга оширилади.
Биринчи - анъанавий минерал (хлорид ва сульфат) кислоталари билан
гидролиз қилиш.
Бу йўл билан олинган гидролизат мураккаб аралашма бўлиб, у
таркибида глюкоза, пентозаларнинг аралашмаси ва спиртлар (кумарин,
синап, кониферил спиртлари) сақлайди, Бу аралашмани қайта ишлаш орқали
гидролиз спирти ва ачитқи замбуруғини биомассаси (ем ачитқиси) олинади. Бу
технологиянинг ўзига яраша камчиликлари мавжуд:
кислотага чидамли, катта ҳажмли махсус идишлар талаб қилади;
иш шароити жуда ҳам оғир;
экологик ифлосланиш манбаи ҳисобланади.
Мана шу камчиликларга қарамасдан бу технология кўплаб
мамлакатларда ханузгача ишлатиб келинмоқда. Яқинларгача бундай завод
мамлакатимизнинг Янгийўл шаҳрида ҳам фаолият кўрсатган, аммо маҳсулот
(дарахт чиқиндиси) етишмаганлиги сабабли, бу заводни фаолияти
тўхтатилган.
Иккинчи техиология (хозирча кенг ишлатилганича йўқ) - бу ферментатив
технологиядир. Целлюлозани гидролиз қилувчи целлюлоза комплекси энг
камида уч ферментдан:
133
1.
)
4
1
(
эндо
глюкоза молекуласи ичидаги
)
4
1
(
-боғларни
тартибсиз узадиган фермент -
)
4
1
(
эндо
-глюканазалар;
2. Экзо-(1-4)-глюкоза ёки целлобиогидролаза-целлоолигосахаридларни
редуцирланмаган охиридан дисахарид целлобиозани кесиб ташловчи
фермент; Бу ферментни целлобмогидралаза деб аталади.
3.
-глюкозидаза
-
паст
молекулали
(сувда
эрувчи)
целлюлоолигосахаридларни
редуцирланмаган
охиридан
глюкоза
молекуласини кесиб ташловчи ферментлардан иборат бўлади. Бу ферментни
-
глюкозидаза деб аталади.
Целлюлоза ферментларини узоқ вақт давомида, чуқур ўрганилиб
келинаётганлигига қарамасдан, уларнинг таъсир механизмлари ҳақида тўлиқ
бир тўхтамга келинмаган. Гап шундаки, ҳар хил токсономик гуруҳга мансуб
бўлган микроорганизмлар бир-бирларидан солиштирма фаоллиги, субстрат
спецификлиги ва қатор бошқа хусусиятлари бўйича тубдан фарқ қиладиган
целлюлозалар синтез қиладилар. Илмий адабиётларда кристалл целлюлозани
ферментатив гидролизининг бир неча вариантлари чоп этилган.
Целлюлозани парчаловчи ферментлар индуцибел ферментлардир. Уларни
аэроб ҳамда облигат анаэроб микроорганизмлар ҳам синтез қиладилар.
Анаэроб шароитда целюлозани парчаланишида микроскопик замбуруғлар, айниқса:
Trichoderma, Fusarium, Aspergillus, Chaetomium, Allesheria, Geotrichum ва бошқалар фаол
иштирок этадилар. Целлюлозани парчалайдиган бактериялардан Cellilomonas,
Sporangium, Archangium ва бошқалар маълум. Анаэроб шароитда целлюлоза
термофил бактериялар – Clostridium thermocellum ва кўплаб мезофил
бактериялар ёрдамида фаол парчаланади. Бактерияларда целлюлозани
парчаланишини охирига етказувчи
-глюкозидаза
ферменти камроқ
учраганлиги сабабли, целлюлоза паст молекулали олигосахаридлар ва
целлобиозагача парчаланадилар, холос. Шуни ҳам таъкидлаш лозимки, анаэроб
бактерияларнинг эндоглюканазалари, аэроб бактерияларникига нисбатан
кенгроқ
субстрат
спецификлигига
эга.
Анаэроб
микроорганизмлар
эндонуклеазалари билан парчаланган целлюлозанинг целлоолигосахаридлари
134
аралашмасида 5% гача глюкоза ҳам бўлиши аниқланган. Умуман олганда,
целлюлозани анаэроб бактериялар ферментлари билан гидролизи яхши
ўрганилмаган.
Ёғоч материалларидан қоғоз тайёрлаш учун целлюлоза олиш жуда
яхши йўлга қўйилган. Ҳар йили ишлаб чиқариладиган маҳсулотнинг ҳажми
миллионлаб тонна билан белгиланади. Ёғоч материалларидан целлюлоза олишда
кимёвий усуллардан фойдаланилади. Бу усуллар сульфитли ва сулъфатли
усуллардир. Улар мураккаб ва кўп босқичли усуллардир. Охирги ўн йилларда
биотехнологик - ферментатив усуллардан фойдаланишга киришилган.
Кимёвий усуллардан экологик нуқтаи назаридан афзалроқ бу усул асосида
целлюлоза билан бирга иштирок этиб келаётган гемицеллюлозани танлаб
гидролиз қилишга асосланган ва бу юқори сифатли қоғоз тайёрлаш имконини
беради.
Do'stlaringiz bilan baham: |
