گزارش کار فیزیولوژی میکروبی (میکروبیوم خاک)

میکروبیوم” (Microbiome)، مجموع ژنوم تمامی میکروبهایی که بدن انسان میزبان آنها است.
این اصطلاح با هدف انعکاس مفهوم واژه ژنوم و ایجاد نوعی هم معنایی ابداع شده است و دست کم معنی ارگانیزمهای تک سلولی را به خوبی انتقال می دهند. بدن یک فرد معمولی میزبان ۱۰۰ تریلیون میکروب است که این تعداد ۱۰ برابر کل سلولهای موجود در بدن انسان است.

عوامل درون گرا در رشد میکروب های مواد غذایی

این عوامل شامل pH غذا، میزان آب فعال غذا (aw) (Water activity) ،میزان قدرت اکسیداسیون و احیای غذا ، میزان مواد مغذی موجود در غذا، ساختمان بیولوژیکی غذا و ترکیبات ضد میکروبی در غذا می باشد.

تأثیر pH
اکثر میکروب ها در مقادیر pH حدود ۷ بهترین رشد را دارد در حالی که تعداد کمی نیز در pH کمتر از ۴ قادر به رشد هستند. حساسیت باکتری ها نسبت به pH بیشتر از قارچ هاست و از این نظر باکتری های بیماری زا حساسیت جدی تری دارند.
نقش pH در رشد باکتری آن قدر با اهمیت است که در مورد سالم بودن یک غذا از نظر رشد کلستریدیوم بوتولینوم و تولید سم آن pH برابر با ۶/۴ را مرز خطر در نظر گرفته اند. بدین معنی که مواد غذایی با pH زیر ۶/۴ از نظر پتانسیل مسمومیت زائی کلستریدیوم بوتولینوم بی خطر و pH بالاتر از ۶/۴ خطرناک محسوب می شود. میوه ها، نوشابه های مختلف و سرکه به علت پائین بودن pH آن ها رشد باکتری ها را حمایت نمی کنند، بر عکس حدود pH فرآورده های گوشتی و طیور، شیر و فرآورده های غذایی دریایی در حدی است که برای رشد اکثر باکتری ها مناسب است، لذا این دسته از مواد غذایی نه تنها قابلیت نگه داری خیلی محدودی دارند، بلکه از نظر رشد میکروب های بیماری زا نیز خطرناک می باشند.

تأثیر میزان آب آزاد موجود در غذا (aw)
یکی از راه های قدیمی نگه داری مواد غذایی خشک کردن آن ها بود که این به علت کاهش میزان آب آزاد مورد نیاز برای رشد میکروب ها می باشد. امروزه به خوبی معلوم شده که میزان آب آزاد مورد نیاز برای رشد اجرام ریزبینی در محیط آن ها که به aw نشان داده می شود عبارت است از نسبت فشار بخار آب در غذا به فشار بخار آب خالص در حرارت مشابه (aw=p/p0) که مانند pH قابل اندازه گیری با استفاده از دستگاه های مخصوص می باشد. بین aw و میزان رطوبت نسبی محیط(RH)(Relative humidity) معادله RH=100×aw برقرار می باشد.
ارتباط خاصی بین میزان aw و عوامل حرارت و وجود مواد مغذی در محیط برقرار می باشد. اولاً در هر درجه حرارتی قابلیت رشد میکروب با کاهش aw کم می شود. ثانیاً در یک حرارت مطلوب رشد، دامنه aw به وسیع ترین حد خود می رسد. سوماً حضور مواد مغذی دامنه aw را در میکروب هایی که بقای خود را حفظ می کنند افزایش می دهد. امروزه یکی از طرق نگه داری مواد غذایی کاهش میزان aw آن است که در یک حد بالا رشد باکتری ها را متوقف می کند و جهت توقف رشد قارچ ها که میزان حداقل نیاز aw  آن ها جهت رشد خیلی پائین می باشد (کمتر از ۸۰/۰) از مواد ضد قارچ استفاده می شود.

تأثیر قدرت اکسیداسیون و احیاء (O/R)
میکروب ها نسبت به واکنش های اکسیداسیون و احیای محیط خود حساسیت های متفاوتی نشان  می دهند. میزان O/R یک ماده را می توان به عنوان قدرت از دست دادن و گرفتن الکترون تعریف نمود که آن را با علامت Eh نیز نشان می دهند.
وقتی که غلظت مواد اکسید کننده و احیاء کننده در یک ماده برابر باشد، در این صورت پتانسیل الکتریکی صفر خواهد بود. در شرایط هوازی مقدار Eh خیلی مثبت و در شرایط بی هوازی خیلی منفی خواهد بود. به همین علت میکروب های هوازی محیط با Eh خیلی مثبت و میکروب های بی هوازی با Eh خیلی منفی را دوست دارند، در حالی که میکروب های میکروآئروفیلیک (Microaerophilic)  محیط های نسبتاً احیاء را برای رشد خود ترجیح می دهند. حضور یا عدم حضور مقادیر مناسبی از عوامل اکسید کننده یا احیاء کننده در یک ماده غذایی اثر قطعی در رشد و فعالیت تمام میکروب ها خواهد داشت.

تأثیر مواد مغذی موجود در غذا
میکروب ها جهت رشد خود به آب، منبع کربن، منبع ازت، ویتامین و مواد معدنی نیاز دارند ولی    به طور کلی میکروب ها برای رشد ترکیبات ساده مثل اسیدهای آمینه را قبل از هر ترکیب کمپلکسی مثل پروتئین های با وزن مولکولی سنگین انتخاب می کنند. در مورد پلی ساکاریدها و چربی ها نیز وضعیت مشابه است. هم چنین میکروب ها ممکن است به ویتامین های B به مقدار کم نیاز داشته باشند که در اغلب مواد غذایی موجود می باشد. توانایی میکروب ها در تأمین نیازمندی های غذایی خودشان بسیار متفاوت است. بعضی از میکروب ها مثل کپک ها قادرند اکثریت یا تمام مواد مورد نیاز خود را سنتز کنند و لذا نیاز چندانی به مواد مغذی خاص برای رشد ندارند. برعکس تعدادی از میکروب ها نیز جهت رشد نیاز به موادی دارند که آن ها را عوامل رشد (Growth factors) می نامند و تنها در صورت وجود آن ها در مواد غذایی قادر به رشد خواهند بود.

تأثیر ساختمان بیولوژیکی غذا
پوشش طبیعی بعضی غذاها یک محافظ عالی در مقابل ورود اجرام بیماری زا و فساد می باشد. نمونه آن پوشش سخت دانه ها، پوشش خارجی میوه ها، پوسته تخم مرغ و غیره است. هر گونه صدمه ای به این پوشش ها آن ها را در مقابل ورود میکروب های عامل فساد و بیماری، بی دفاع خواهد ساخت.
اکثر میکروارگانیسم های مولد فساد برای ادامه حیات و تکثیر خود از مواد قندی و پروتئینی و چربی استفاده می نمایند که این مواد نیز در اکثر اغذیه مختلف کم یا بیش موجود می باشند، ولی میزان انواع مواد فوق در مواد غذایی مختلف یکسان نمی باشد، بعلاوه ساختمان و بافت مواد غذایی نیز متفاوت بوده و سبب می گردند میکروارگانیسم های معینی روی آن ها رشد و تکثیر نمایند.

تأثیر ترکیبات ضد میکروبی :
پایداری طبیعی بعضی مواد غذایی در مقابل عوامل میکروبی مربوط به بعضی مواد ضد میکروبی  آن هاست که به طور طبیعی جزء ترکیبات تشکیل دهنده آن مواد غذایی محسوب می شود. مثلاً شیر تازه حاوی لاکتنین (Lactenin) و نیز عامل ضدکلیفورم است که هر دو ضد میکروب هستند.

عوامل التزامی (Implicit parameters)
زمانی که میکروارگانیسم ها در یک ماده غذایی شروع به رشد نمایند دائماً در حالت رقابت با یکدیگر از نظر مواد مغذی جهت رشد خواهند بود. علاوه بر آن مرتباً تأثیراتی روی یکدیگر می گذارند که موجب تسریع و یا کند شدن رشد و تکثر آن ها می گردد. نتیجتاً این امر منجر به تغییرات مداومی در نوع فلور میکروبی ماده غذایی خواهد شد تا زمانی که مواد مغذی برای رشد میکروب ها به اتمام رسیده،       در ضمن مواد متابولیت مانند اسیدها، Co2، آنتی بیوتیک ها و پراکسیدها به حدی برسند که    میکروارگانیسم ها دیگر قادر به رشد نباشند. عوامل التزامی عبارتند از مجموعه پارامترهایی که روی رشد فلور میکروبی خاصی تأثیر می گذارند. این پارامترها عبارتند از:
۱- میزان رشد میکروبی : این میزان رشد برای هر میکروارگانیسم بر حسب شرایط محیطی که شامل مجموعه ای از عوامل خارجی، داخلی و در رابطه با فرآیند می باشد، متفاوت خواهد بود.
۲- اثرات میکروارگانیسم ها روی یکدیگر : تأثیراتی که میکروارگانیسم های مختلف در جهات مثبت و منفی در زمینه رشد و تکثیر روی یکدیگر می گذارند نیز از جمله پارامترهای فوق محسوب می گردند. عوامل التزامی تأثیر فراوانی روی نحوه تجمع میکروارگانیسم ها و ایجاد یک فلور میکروبی دارند.
خود میکروب ها که جزء آلوده کننده های طبیعی و فلور طبیعی مواد غذایی می باشند، موادی را تولید می کنند که از رشد میکروب های دیگر جلوگیری می نماید و این عمل رقابت میکروبی (Microbial competition) نامیده می شود. این رقابت علاوه بر این که نوع فساد میکروب غالب را به بار خواهد آورد، از رشد بعضی میکروب های بیماری زای غذایی نیز جلوگیری خواهد نمود.

عوامل برون گرا در رشد میکروب های مواد غذایی
این عوامل شامل حرارت نگه داری، رطوبت نسبی و حضور گازها در محیط نگه داری می باشد.

تأثیر حرارت محیط
میکروب ها در دامنه وسیعی از حرارت قادر به رشد هستند. پائین ترین درجه حرارتی که برای رشد میکروب ها گزارش شده ۳۴- درجه سانتی گراد می باشد و حداکثر آن بالاتر از ۹۰ درجه سانتی گراد     می باشد. هر یک از میکروارگانیسم ها در درجه حرارت معینی که درجه حرارت مطلوب یا (Optimum) نامیده می شود به صورت کامل تکثیر می یابند و تا بالاترین (maximum) و پایین ترین (minimum) درجه حرارتی با شدت کمتر هنوز قدرت تکثیر را دارند. خارج از این طیف تکثیر انجام نخواهد گرفت.   به طور کلی بر پایه نیاز حرارتی جهت رشد میکروب ها را به سه دسته تقسیم بندی می کنند. آن هایی که در ۷ درجه یا پایین تر خوب رشد کرده و حرارت مطلوب رشد آن ها بین ۲۰ و ۳۰ درجه سانتی گراد می باشد، گروه سرمادوست (Psychrotrophs) نامیده می شوند. آن هایی که بین حرارت ۲۰ و ۴۵ درجه خوب رشد کرده و حرارت مطلوب رشد آن ها بین ۳۰ و ۴۰ درجه می باشد مزوفیل ها (Mesophiles) نامیده می شوند و آن هایی که در بالای ۴۵ درجه خوب رشد می کنند و حرارت مطلوب رشد آن ها بین ۵۵ و ۶۵ درجه است، به نام گروه گرمادوست ها (Thermophiles) موسومند. علاوه بر این که گروهی از باکتری های سرمادوست عامل فساد مواد غذایی در یخچال می باشند (گروه سودوموناس ها)، تعدادی از باکتری های بیماری زای مواد غذایی نیز قادر به رشد در شرایط یخچالی بوده و لذا شرایط سرد یخچالی که یکی از مهم ترین روش های تأمین سلامتی مواد غذایی می باشد در مورد چنین باکتری هایی کارساز نیست، اگرچه زمان دو برابر شدن (Doubling time) در این شرایط بسیار وسیع تر از حرارت اتاق خواهد بود. نمونه این باکتری ها شامل لیستریامونوسایتوجنز، یرسینیاآنتروکولی تیکا، آئروموناس هیدروفیلاوکلستریدیوم بوتولینوم تیپ E می باشند که در شرایط ۴ درجه سرمای یخچالی قادر به رشد هستند.

تأثیر رطوبت نسبی محیط (Relative humidity)
این عامل از دو نظر در رشد میکروب ها حائز اهمیت است، یکی رشد میکروب ها در سطح مواد غذایی و دیگری تأثیر آن روی aw می باشد. لذا جهت کنترل رشد میکروب های سطحی، مواد غذایی بایستی در معرض رطوبت نسبی کمتری قرار گیرند، ولی با این که رطوبت نسبی کمتر برای جلوگیری از رشد میکروب های سطحی مفید است ولی به علت کاهش رطوبت خود غذا از نظر اقتصادی و وضعیت ظاهری غذا مطلوب نیست و لذا استفاده از اتمسفرهای مصنوعی در این مورد مناسب خواهد بود.

تأثیر حضور گازها در محیط
نگه داری مواد غذایی در محیط های با افزایش میزان CO2 تا ۱۰ درصد روش مناسبی است که به نام اتمسفر کنترل شده (Controled atmosphere) یا اتمسفر تغییر یافته (Modified atmosphere) موسوم است. هم چنین استفاده از اوزون نیز در نگه داری بعضی انواع مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرد که البته چون یک ماده اکسید کننده قوی است نباید در مورد غذاهای چرب مورد استفاده قرار گیرد که باعث تندشدگی و اکسید شدن چربی ها می شود. از هر دو گاز برای تعویض فساد سطحی مواد گوشتی در انبار استفاده می گردد.

روش کار:
مقداری خاک را در لوله استریل میریزیم و سپس الک میکنیم. ۱۰ گرم از آن را وزن کرده و به دو قسمت ۹ گرمی ۱ گرمی جدا می کنیم.
۱ گرم خاک: این مقدار خاک را در cc 9سرم فیزیولوژی می ریزیم و ……

ادامه و فایل کامل گزارش کار در فایل word زیر:قیمت ۲۰۰۰ تومان

RIAL 20,000 – خرید

ممکن است شما دوست داشته باشید بیشتر از نویسنده