1. Лекц 15
Хичээлийн сэдэв:Хүнсний хүчил үйлдвэрлэл
Хичээлийн зорилго: Хүнсний хүчлийн төрлүүд, нимбэгний хүчлийг гарган авах
аргууд, тавигдах шаардлагын талаар онолын мэдлэг эзэмшинэ.
Хичээлийн агуулга:
1. Нимбэгний хүчлийн шинж чанар, түүний исэлдэлт
2. Гаргаж авах аргууд
3. Стандартын шаардлага
Хичээлийн хэрэглэгдэхүүн: Кадоскоп, notebook, проектор,
Хичээл хоорондын холбоо: Биохими, Хүнс үйлдвэрлэлийн технологийн үндэс
Ашиглагдах ном, хэвлэл:
1. О. Батмөнх, “Ургамлын гаралтай түүхий эд боловсруулах технологийн үндэс” 2000 он,
173-180 хуудас
2. В.Г. Тихомиров, “ Технология пивоваренного и безалкогольного производств” 1998 он,
406-419 хуудас
3. В.Л. Яровенка, “Технология спирта” 1999 он, 377-384 хуудас
Нимбэгний хүчлийн шинж чанар, түүний исэлдэлт
Хүнсний (органик) хүчлүүдийг чихэр боов, нөөш, амтат ундааны зэрэг хүнсний олон
бүтээгдэхүүний үйлдвэрлэлд хэрэглэдэг. Хүнсний хүчлүудийг тухайн бүтээгдэхүүнд амт,
үнэр оруулах болон технологийн өвөрмөц шинж чанарыг бий болгох, ариутгах зорилгоор
ашигладаг. Үүнээс гадна органик хүчлүүдийг эм бэлдмэл, хими, ноос боловсруулах, арьс-
ширний үйлдвэрлэлд хэрэглэдэг байна. Хүнсний үйлдвэрт өргөн хэрэглэгддэг нь цууны,
сүүний ба нимбэгний хүчлүүд юм.
Нимбэгний хүчлийн үйлдвэрлэл
Улс ардын аж ахуйн төрөл бүрийн салбарт хамгийн өргөн хэрэглэгддэг органик хүчил
бол нимбэгний хүчил болохыг дээр өгүүлсэн билээ. Нимбэгний хүчил нь гурван суурьт
хүчил юм
Нимбэгний хүчил үйлдвэрлэх технологийн бүдүүвч

2. Анх 1789 онд Шееле нимбэг жимсний шүүснээс уг хүчлийг талст байдлаар ялгаж
авсан. Нимбэгний хүчил жүрж, амтат жүрж, нохойн хошуу, үхрийн нүд зэрэг олон жимсэнд
агуулагддаг. Удаан хугацааны туршид хуурай бодисынхоо 9%-д нь нимбэгний хүчил
агуулсан нимбэг жимснээс, дараа нь зарим жимснээс ялган авч байсан бөгөөд энэ нь өсөн
нэмэгдэж буй хэрэгцээг бүрэн хангаж чадахаа больсон юм.

3. Оросын эрдэмтэн С.П.Костычев, В.С.Буткевич нар хөгц мөөгөнцөр Аspergillus niger
ашиглан нимбэгний хүчил нийлэгжүүлэн гаргаж авсан нь хурдан хугацаанд амжилттай
хөгжсөн. Нимбэгний хүчлийн исэлт агаартай орчинд явагддаг онцлогтой. Энэ
нь микроорганизмын эрчим хүч хангамжийн чухал механизм бөгөөд органик нэгдлээс
чөлөөлөгдсөн электрон нь агаарын хүчилтөрөгчөөр зөөгдөн ус уүсгэнэ. Ус үүсгэх эрчим
хүч нь аденозин гурван фосфат /АГФ/ -ийн хэлбэрээр нөөцлөгдөнө. Нимбэгний хүчлийн
цикл амьсгалын гинж хоорондоо нягт холбоотой.
Нимбэгний хүчлийн циклд пируватдегидрогеназын оролцоотойгоор
пировиноградын хүчлийн исэлдэн карбоксилгүйжих явцад үүссэн ацетил КоА нь хурган
чих цууны хүчилтэй нэгдэн нимбэгийн хүчил үүснэ. Нимбэгийн хүчлийн эхний шатанд
нитратсинтазын нөлөөгөөр оксалацетат, ацетил КоА алдолконденсацын байдлаар
харилцан үйлчилнэ. 2-р шатанд конитгидратаза чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ фермент
цитрит /90,9%/ цисаконитат /2,9%/изоцитрат /6,2%/ гэсэн гурван хүчлийн тэнцлийг
тохируулна.
Гэхдээ цисаконит нь цитратаас изоцитратад шилжих үеийн зайлшгүй завсрын
бүтээгдэхүүн биш гэж үздэг. Учир нь завсрын бүтээгдэхүүн устөрөгчөөр холбогдсон
карбонилны ионоос дээрх гурван хүчлийн аль нь ч үүсч болно.
Микроорганизм хэвийн нөхцөлд гурван карбонат хүчлийн циклийн завсрын бүтээгдэхүүн
болох хоёрч, гуравч карбонт хүчлийг биедээ хуримтлуулдаггүй бөгөөд тэдгээрийг зөвхөн
хурган чих, цууны хүчлийг исэлдүүлэхэд ашигладаг. Харин өсгөврийн шингэнд их
хэмжээний нимбэгийн хүчил ялгаруулдаг хөгц мөөгний тусгай омгууд байдаг.
Эдгээр төрөлжсөн өсгөврүүд нь хэрэглэсэн сахарын 70%-ийг ашиглаж 15% хүртэл
нимбэгний хүчил үүсгэдэг. Нимбэгний хүчил хүнсний үйлдвэрт их хэмжээгээр хэрэглэдэг
цөөн хүчлийн нэгээс гадна одоо үед түүнийг гарган авах ашигтай химийн арга байхгүй.
Нимбэгний хүчлийн дэлхийн хэмжээний үйлдвэрлэл жилд 200 мянган тн байгаа бөгөөд
цаашид улам ихсэх хандлагатай байна.
Гаргаж авах аргууд
Микробиологийн аргаар нимбэгний хүчлийг үйлдвэрлэхэд гадаргын ба гүний аргыг
хэрэглэдэг.
Бүтээгдэхүүний гарц нь агааржилтын эрчим,тэжээлт орчны чанар найрлагаас
ихээхэн шалтгаалдаг. Хүнд металл ялангуяа төмрийн ион муу нөлөө үзүүлдэг тул тэжээлт
орчинд комплекс үүсгэгчийг ихэвчлэн /генцианционоферат/ нэмж өгдөг.
Нимбэгний хүчлийн хуримтлагдах процесс нь цитрат нийлэгжүүлэгч, цитрат ашиглагч
буюу задлагч урвалын харилцан үйлчлэл юм.
Нимбэгний хүчил үйлдвэрлэх технологид эхнийхийг идэвхжүүлж дараагийнхийг саатуулах
шаардлагатай байдаг. Нимбэгний хүчлийн синтез нь хурганчих, цууны хүчил кребсын
циклд дахин шинэчлэгдэж байхын зэрэгцээ СО2-ийг холбосны дүнд шинээр орж байх

4. шаардлагатай. Нимбэгийн хүчлийн эрчимтэй бионийлэгжилтийн үед СО2 -ийн алдагдал
бараг гардаггүй. Организм нь СО2 -ийг фиксазлах янз бүрийн механизмыг ашигладаг.
Нимбэгний хүчил өдөөгч нь сахарыг нимбэгний хүчил болгон хувиргах чадвар бүхий хөгц
мөөгөнцөр Аspergillus niger юм.
Энэ хөгц мөөгөнцөр нь 31-37°С-ийн хэм, рН нь 3-4 үед сайн үрждэг, хүчиллэг орчинд
тэсвэртэй. Тэжээлт орчны үндсэн хэсэг нь сахароз, глюкоз агуулсан түүхий эд юм.
Сахараас гадна натри, кали, фосфор, цайр зэрэгийг эрдэс давс байдлаар хэрэглэнэ.
Эдгээр элементүүд нь тэжээлт орчинд тодорхой хэмжээгээр байх шаардлагатай байдаг.
Жишээ нь цайрын хэмжээг багасгахад хүчил үүсэлт багасч спор их үүсдэг, фосфор
дутагдахад глюконовын хүчил их үүснэ. Тэжээлт орчинд байх азотын агууламж
нэмэгдсэнээр спор их үүсдэг байна. Аspergillus niger нь аэрофиль бичил биетэн учир
агааржуулалтыг ихээр шаардах бөгөөд агаар нь үүссэн СО2-ыг зайлуулах давхар үүргийг
гүйцэтгэдэг. Исэлтийн дүнд үүссэн СО2 орчинд 10% болоход исэлт зогсдог байна.
Нимбэгний хүчлийг гадаргууны ба гүний арган авах бөгөөд гадаргуугийн аргын талаар авч
үзье.
Нимбэгний хүчлийг "Гадаргуун аргаар" үйддвэрлэх:
Нимбэгний хүчлийн үйлдвэрлэл нь технологийн үндсэн 3 үе шаттай байдаг. Үүнд:
• Хөрөнгө бэлтгэх
• Исгэлтийн
• Химийн үе шат
Хөрөнгө бэлтгэх гэдэг нь хөгц мөөгөнцрийн цэвэр өсгөврийг үйлдвэрийн хөрөнгө
болтол өсгөвөрлөнө гэсэн үг юм. Энэ ажиллагаа маш цэвэр (ариун) нөхцөлд явагддаг.
Үйлдвэрлэлийн хөрөнгө бэлтгэх ажиллагаа дараахь байдлаар хийгддэг.
Нэгдүгээрт: 10 ш хуруу шилтэй соёолжийн шүүс-агартай орчинд цэвэр өсгөврийг
тарьж 32°С -ын хэмтэй термостатад 2-3 хоног ургуулна. Үүнээс 8 ш хуруу шилтэйг
дараагийн дамжлаганд шилжүүлж хоёрыг нь хоёр дахь шилжүүлэн суулгацанд хэрэглэнэ.
Хоёрдугаарт: Хуруу шилтэй өсгөвөр тус бүр дээр 5-7 мл ариутгасан нэрмэл ус хийж
суспенз бэлтгээд, түүнийг ариутгасан соёолжийн шүүс буюу чихэрлэг шингэн орчинтой
колбонд хийж 32°С хэмд 3-4 хоног ургуулна.
Гуравдугаарт: Тэжээлт орчин нь соёолжийн шүүс байх бөгөөд хоёрдугаар хэсэгт
бэлтгэсэн хөрөнгийг ариутгаж бэлтгэсэн шингэн орчин бүхий саванд хийж 32°С хэмд
ургуулна. Ургуулах хугацаа 3-4 хоног байна. Ургуулж дууссаны дараа механик хутгалт
хийж спорыг задалдаг.
Исгэлтийн үе шат нь тэжээлт орчин бэлтгэх, ариутгах, исгэх, мицелийн гэж үндсэн
дамжлагуудтай.
Тэжээлт орчны найрлага нь нимбэгийн хүчлийн бионийлэгжлийн эрчимд чухал үүрэгтэй.
Практикт тэжээлт орчныг бүрдүүлэгч нь 40-50%-ийн нягтралтай чихрийн уусмал байдаг.
Чихрийн уусмалыг бэлтгэхдээ чанах тогоонд ус хийж 80-90°С болтол халааж уусмалын

5. нягтрал 40-50% байхаар тооцсон элсэн чихэр хийж 3-5 минут буцалган ариутгагчид
шилжүүлнэ. Ариутгагчид тэжээлийн давсуудыг нэмнэ.
Тэжээлийн давсуудад хлорлог аммони, хүхрийн хүчлийн давсууд, фосфор хүчлийн калийн
давсны уусмалууд орно. Үүний дараа холимогийг 3-5 минут буцалгана. Буцалсан уусмал
дээр хүйтэн ус хийж 5-7,5%-ийн нягтралтай болтол сулруулж 35-38°С болтол хөргөөд
давсны хүчлээр рН нь 3-4 болтол хүчиллэгжүүлж сайтар хутгана. Тэжээлийн уусмал дээр
1 мл орчинд 350-400 мянган спор байхаар тооцож хөрөнгөө хийнэ. Дараа нь холимогийг
сайтар хутгаж холиод урьдчилан ариутгаж хөргөсөн кюветэнд хийж исгэлтэнд шилжүүлнэ.
Кювет нь төрөл бүрийн хэмжээтэй 4 өнцөгт сав юм. Практикт 6, 7 м урт, 1,5 м өргөн, 8-14
см гүнтэй зэвэрдэгтүй металлаар хийсэн кюветийг хэрэглэх бөгөөд ийм нэг кюветийн
талбай нь 10 м2 байдаг. Кюветтэй хөрөнгө бүхий шингэнийг зориулалтын исгэлтийн
камерт байрлуулж 34-36°С-т ургуулна. Эхний хоног 36-34°С, хоёр дах хоног 34-33°С хэмд
ургуулах ба хүчил үүсэх үед 31-32°С болтол бууруулдаг. Энэ үед уусмалын гадаргуун
дээр мөөгний хальс (плёнка) ургана. Энэ нь 36-38 цаг үргэлжилнэ. Уусмал мөөгний
хальсаар бүрэн бүрхэгдэж дуусмагц түүний доорх уусмалыг авч исгэлтийн шинэ уусмал
хийнэ.
Исгэлтийн уусмал гэдэг нь тэжээлийн уусмалаас тэжээлийн давс бараг агуулдаггүйгээрээ
ялгаатай. Исгэлтийн уусмал 13,5-15%-ийн сахар агуулсан байдаг. Тэжээлийн давсуудаас
хүчил үүсэх үйл явцыг эрчимжүүлдэг хлорт аммонийн давс л исгэлтийн уусмалд байдаг.
Исгэх уусмалыг нэг ба олон удаа исгэлтийн уусмалаар сольж болдог.
Мөөгний хальсны доорх иссэн шингэнийг исгэлтийн уусмалаар сольдог энэ аргыг
"Давтамжит" гэж, иссэн уусмалыг сольдоггүй аргыг "Давтамжгүй" гэж нэрлэдэг. Исгэлтийг
14-16 хоног явуулах бөгөөд иссэн уусмалыг 8-12 удаа сольж болдог. Исэлт дууссаны
дараа уусмалыг авч хальсыг зайлуулж кюветийг угааж ариутгадаг.
Исмэгээс талст нимбэгний хүчил ялгаж авах: Исмэг нь нимбэг, глюконов,
хурган чихний хүчлүүд болон исээгүй сахар, эрдэсийн холимог юм. 1л исмэгт
• 40-50 гр нимбэгний хүчил
• 3 гр глюконовын хүчил
• 1 гр хурган чихний хүчил
• 70 гр исээгүй сахар байдагийг судлаачид тогтоосон. Исмэгийг саармагжуулагч
(нейтрализатор)-д хийж буцлах хүртэл халаана. Халуун уусмал дээр бага багаар шохой
хийхэд өөр өөр уусах чанартай давсууд үүсдэг байна. Үүссэн давсуудын усанд уусах
байдлыг авч үзвэл:
• Нимбэгний хүчлийн кальци - халуун усанд бараг уусдаггүй, хүйтэн усанд сайн уусдаг.
• Хурган чихний хүчлийн кальций - усанд уусдаггүй
• Глюконовын хүчлийн кальций - халуун ба хүйтэн усны аль алинд нь уусдаг.
Энэ үед нимбэгний ба хурган чихний хүчлийн Са тундсанд орж, глюконовын хүчил
уусмалд үлдэнэ.

6. 2С6НO7+ЗСаСО3=Са3(С6Н5О7)2+ЗСО2+ЗН2О
Уусмалыг халуунаар шүүж ,тундсыг ялгах бөгөөд уусмалд 5-8% исээгүй сахар үдддэг.
Иймээс уусмалыг 15-17%-ийн концентрацтай болтол ууршуулж исгэлтийн уусмал
бэлтгэхэд ашигладаг. Ялгаж авсан тундсан дээр хүйтэн ус хийж хутгахад нимбэгний
хүчлийн кальци уусч хурган чихний хүчлийн кальци тундас хэвээр үлддэг. Уусмалыг дахин
шүүж гаргаж авсан нимбэгний хүчлийг хүхрийн хүчлийн тусламжтай ялгана.
CaЗ(C6Н2О7 )2+H2SO4= 2С6Н8О7 + ЗСаSО4
Нимбэгний хүчил гипс
Гаргаж авсан уусмал нь будагч бодис агуулсанаас шар өнгөтэй байдаг. Иймээс
идэвхжүүлсэн нүүрсээр шүүж цэвэрлэнэ.
Үүний тулд: Хүчилд тэсвэртэй материалаар хийсэн зориулалтын саванд уусмалыг хийж
дээрээс нь орвол зохих хүхрийн хүчлийн 95% орчмыг хийсний дараа хүчлийн жингийн 2%-
тай тэнцэх хэмжээний идэвхжүүлсэн нүүрс нэмнэ. Холимогийг 15 мин буцалгахад
нимбэгний хүчлийн уусмал ба шохойн (гипс) тундас үүснэ. Нимбэгний хучлийн уусмалыг
шүүж шохойн тундас /гипс / ба бусад бутээгдэхуүнээс ялгана. Дээрх байдлаар
саармагжуулсны дараа хүнд металлуудыг тундасжуулна. Үүний тулд 100 кг нимбэгний
хүчилд 0,125 кг байхаар тооцож хүхэрлэг бари нэмнэ. Энэ үед мышьяк тундасжих ба
дараа нь төмрийн шар цусан давсаар бусад металыг тундасжуулна. Боловсруулсан
уусмалыг шүүж тундсаас нь ялгаад тундсыг дахин халуун усаар угааж эхний уусмалд
нийлүүлнэ.
Уусмалыг 86%-ийн концентрацтай болтол ууршуулж талстжуулагчид шилжүүлэн 8-12°С
болтол хөргөхөд хүчил талстжина. Талстыг центрофугээр ялган хуйтэн усаар угааж
хатаадаг. Хатаалтыг 35°С хэмийн халуун агаараар камеран хатаагчид явуулна. Дараа нь
зориулалтын саванд савлана.