مخمر، سویه¬های، مخمری، الکل

زمینه¬های مختلف مثل زیست شناسی مولکولی، بیوتکنولوژی و علوم پزشکی می¬باشد (Nielsen&Jewett, 2008). دیواره¬ی این مخمر حاوی چهار ماکرومولکول عمده شامل مانوپروتئین، بتا (1-3) گلوکان، بتا (1-6) گلوکان و کیتین بوده که توسط پیوندهای کووالان بهم متصل شده¬اند. در مورد مانوپروتئین¬ها مشخص شده که این مولکول¬ها نقش مهمی را در فرآیند اتصال مخمر به مخمر دیگر یا به سطوح مثل بافت¬های انسان، ماتریکس غذایی و تجهیزات پزشکی ایفا می¬کند (Van Mulders et all, 2009). این مخمر منبع تجاری مهمی جهت بدست آوردن بتا-گلوکان¬ها، بعنوان محرک سیستم¬های ایمنی ماهیان می¬باشد (Rodriguez et all, 2003). در حال حاضر از گلوکان بطور گسترده¬ای جهت تحریک و تقویت ایمنی ماهی استفاده می¬شود (Sakai, 1999). Ortuno و همکارانش در سال 2002 پیشنهاد کردند که سلول لیوفیلیز شده Saccharomyces cerevisia قادر است در مقایسه با ترکیبات استخراج شده از دیواره مانند بتاگلوکان، مانوپروتئین و کیتین پاسخ¬های ایمنی را بیشتر تقویت نمایند. بنابراین این گونه برای اهداف مختلف بیوتکنولوژیکی بسیار مهم و با ارزش می¬باشد.
محققان ثابت کردند که مخمرها توانایی استقرار در روده¬ی ماهی قزل¬آلای رنگین کمان را دارند. استقرار مخمرها در روده آبزیان می¬تواند بدنبال یکبار مصرف آنها و از طریق آب پرورشی یا غذا باشد. همچنین پژوهشگران نشان دادند که مخمر Saccharomyces cerevisia می تواند در روده ماهی¬قزل¬آلای رنگین کمان استقرار یابد. اهمیت این موضوع ناشی از این است که پروبیوتیک¬ها برای اینکه بتوانند خواص خود را ظاهر نمایند باید توانایی استقرار در روده میزبان را داشته باشند.(Andlid et all, 1995). با توجه به اینکه در بین پروبیوتیک¬های مختلف، سویه¬های مختلف Saccharomyces cerevisia بدلیل وجود برخی خصوصیات کاربردی که موجب استفاده گسترده از آنها شده است؛ از آن جمله می¬توان به مقاومت در برابر آنتی بیوتیک¬ها، سولفامید و دیگر عوامل آنتی باکتریال اشاره کرد. این مقاومت طبیعی و ژنتیکی می¬باشد و قابل انتقال به میکروارگانیسم¬های دیگر نیست (Moore , 2004). بر اساس بررسی منابع مختلف، تاکنون گزارشی مبنی بر بیماریزایی Saccharomyces cerevisia در آبزیان گزارش نشده است (Gatesoupe , 2007). سویه¬های مختلفی از این گونه¬ی مخمری یافت شده است که کاربردهای متفاوت و مهمی را دارا هستند. بعنوان نمونه سویه¬ی مخمری 1079 Saccharomyces cerevisia CNCME- (بعنوان پروبیوتیک در سلامت گوساله¬های هلشتاین) و سویه¬ی -70424¬ Saccharomycescerevisiaدر صنعت مواد غذایی مورد بررسی قرار گرفته اند (محمدی و همکاران، 1389؛ سهراب وندی و همکاران، 1392).
با توجه به یافته¬های این تحقیق سویه¬های مختلفی از جنس مخمری Saccharomyces بنام¬های S.cerevisiae strain LN، S.cerevisiae strain YG3-1، Saccharomyces cerevisia از محتویات فلور روده¬ی ماهیان قزل¬آلای رنگین کمان شناسایی شد و در انواع محیط¬های کشت اختصاصی مخمری مورد بررسی قرار گرفت. این نتیجه حاصل شد که سویه¬های فوق در خصوص استفاده از انواع مختلف محیط¬های کشت اپتیمم رشد را در محیط YPAD دارند. به نظر می¬رسد با توجه به نیازهای رشد، وجود عصاره¬ی مخمر و پپتون در محیط¬های کشت برای رشد بهینه مناسب بوده اما کافی نیستند زیرا این مواد به طور مشترک در محیط¬های کشتYPD ، YPG و YPAC موجودند (جدول 3-3). تامین انرژی مورد نیاز از گلوکز برای رشد و تکثیر سلول¬های مخمر در دو محیط کشت YPD و YPAD در دسترس است اما به نظر می¬رسد تنها عامل موفقیت محیط کشت YPAD برای پرورش موفق سویه¬های مخمری فوق حضور آدنین همی سولفات موجود در محیط کشت YPAD باشد. بنابراین با توجه به نتایج رشد و نیازهای غذایی سویه¬های مخمری به نظر می¬رسد بین منابع کربنی (گلوکز و استات)، گلوکز به عنوان منبع اصلی کربن برای تامین انرژی نسبت به منابع غیر¬کربنی (گلیسرول) ارجح¬تر بوده و برای رشد به حضور عناصر کمیاب موجود در محیط کشت معدنی (DM) نیاز چندانی ندارند.
علاوه بر جنس¬های مخمری فوق وجود جنس دیگری بنام Kazachstania، برای اولین بار به عنوان فلور روده ماهیان قزل آلا در دنیا، شناسایی شد. بر اساس مطالعات به عمل آمده کاربردهای متنوعی برای این جنس مخمر تعریف شده است. از جمله این کاربردهای می تواند به کومیس (Koumiss)، که نوعی نوشیدنی تخمیری شیر می¬باشد که حاوی باکتری¬ها و مخمرهای مختلفی برای شروع فرآیند تخمیر است اشاره نمود. همچنین با توجه به بررسی¬های بعمل آمده در شناسایی مخمرهای موجود در این نوشیدنی تخمیری حضور مخمرهای Kazachstania unispora، marxianus Kluyveromyces،fermentans Pichia و Saccharomyces cerevisia در آن به اثبات رسیده است (Mu et all, 2010). همچنین در بررسی مخمرهای موجود در دانه¬ی کفیر نتایج حاکی از حضور مخمرهای Kazachstania unispora، Saccharomyces cerevisiae، Kazachstania exigua و Kluyveromyces marxianus می¬باشد (Zhou et all, 2013). جنس Kazachstania منابع مختلفی جهت جداسازی دارد که می¬توان به آب (Safar et all, 2010)، خاک (Chen et all, 2009) و انگور (Nisiotou&Nychas, 2013) اشاره داشت.
در شناسایی صورت گرفته از این تحقیق نتایجی دال بر وجود سویه¬های .Kazachstania sp، Kazachstania sp. IMBBR1-1، Kazachstania sp. IMBBR1-2 و Kazachstania sp. IMBBR1-3 در فلور روده¬ی ماهی اثبات گردید. بررسی¬های بعمل آمده در خصوص رشد تمام این سویه¬ها در انواع محیط-های کشت اختصاصی این نتیجه را در برداشت که تمام این سویه¬های مخمری اپتیمم رشد را در محیط YPAD دارند. به نظر می¬رسد با توجه به نیازهای رشد، وجود عصاره¬ی مخمر و پپتون در محیط¬های کشت برای رشد بهینه مناسب بوده اما کافی نیستند زیرا این مواد به طور مشترک در محیط¬های کشتYPD ، YPG و YPAC موجودند (جدول 3-3). تامین انرژی مورد نیاز از گلوکز برای رشد و تکثیر سلول¬های مخمر در دو محیط کشت YPD و YPAD در دسترس است اما به نظر می¬رسد تنها عامل موفقیت محیط کشت YPAD برای پرورش موفق سویه¬های مخمری فوق حضور آدنین همی سولفات موجود در محیط کشت YPAD باشد. بنابراین با توجه به نتایج رشد و نیازهای غذایی سویه¬های مخمری به نظر می¬رسد بین منابع کربنی (گلوکز و استات)، گلوکز به عنوان منبع اصلی کربن برای تامین انرژی نسبت به منابع غیر¬کربنی (گلیسرول) ارجح¬تر بوده و برای رشد به حضور عناصر کمیاب موجود در محیط کشت معدنی (DM) نیاز چندانی ندارند.
با توجه به اینکه تولید اتانول یکی از محصولات تخمیری مخمرها می¬باشد بنابراین توجه بسیاری به مساله تبدیل زیست توده مخمری به بیواتانول شده است .انرژی¬های بیولوژیکی همانند بیواتانول، سوخت-های تجدیدپذیر با حداقل آلودگی هستند و نقش مهمی درکاهش آلودگی گازهای گلخانه¬ای دارند. توجه جهان در بکارگیری بیواتانول به عنوان منبع انرژی برروی کا¬هش قیمت تولید و افزایش بازده صنعت تولید اتانول متمرکز شده است. برای رسیدن به این هدف باید به دنبال میکروارگانیسمی کارآمد، سو¬بسترای ارزان قیمت و شرایط محیطی مناسب بود (عطایی و عطایی،1389). در تحقیق حاضر از مخمر برای تولید اتانول زیستی استفاده شد. این نکته در تولید تجاری الکل توسط فرآیند تخمیر، یک واقعیت شناخته شده است که غلظت معینی از الکل نمی¬تواند بیش از حد و بدون در نظر گرفتن مقدار قند به سلول مخمر عرضه گردد. بدیهی است که پس از دوره¬ی خاصی، مخمر دیگر قادر به تولید الکل نیست، پس تخمیر متوقف می¬شود؛ بنابر¬این منطقی است که فرض کنیم برای هر گونه از مخمر، غلظت حداکثر الکل وجود دارد که در آن عملکرد مخمر متوقف می¬شود (Pasteur , 1860). با بررسی¬های بعمل آمده این نتیجه حاصل شده است که مخمرهای متفاوتی مقادیر مختلفی از الکل تولید می¬کنند که این اختلافات ممکن است با توجه به تفاوت بین مخمرها در توانایی آنها نسبت به تولرانس (تحمل) الکل باشد (Pasteur , 1860؛ Guilliemond&Tanner, 1920). بهمین دلیل، تعدادی از گونه¬ها و سویه¬های مخمر را از این نقطه نظر مورد مطالعه قرار داده و توانایی تخمیر قند تحت شرایط مختلف غلظت الکل در محیط کشت، بررسی شد (Gray , 1941).
بر اساس یافته¬های این تحقیق در خصوص تولید متفاوت الکل در سویه¬های مختلف مخمری، که مطابق با یافته¬های سایر محققان می¬باشد طبق نتایج بررسی و سنجش میزان تولید اتانول سویه¬های مخمری .Kazachstania sp و Kazachstania sp. IMBBR1-3 بیشترین میزان تولید اتانول را داشتند؛ بعبارت دیگر این دو سویه مخمری مقاومت (تولرانس) بالایی به اتانول نسبت به سایر سویه¬ها داشتند. طبق مطالعات صورت پذیرفته تا¬کنون این سویه از مخمرها نسبت به تحمل الکل مورد آزمایش و بررسی قرار نگرفته اند و برای اولین بار نتایج این تحقیق حضور این مخمرها را در فلور روده ی ماهیان قزل آلا را اثبات نموده و پس از بررسی نیازهای تغذیه¬ای این مخمرها به بررسی تولید اتانول توسط آنها پرداخته شد. با وجود چنین مشاهده¬ای میزان تولید الکل در مخمرهای مورد بررسی در ای

مطلب مرتبط :   کلید، امضاء، الکترونیک، امضا