دانشگاه آزاد اسلامی
واحد علوم داروئی
دانشکده علوم و فناوری‌های نوین، گروه زیست شناسی
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد(( M.SC))
عنوان:
بررسي آلودگي فاژهاي لاکتوباسیل‌های بومي جدا شده از نمونه‌هاي لبنی ایران
استاد راهنما:
جناب آقای دکتر سید سعید میردامادی
اساتید مشاور:
سرکار خانم دکتر فرزانه عزیز محسنی
سر کار خانم مهندس فاطمه باقری
نگارش:
مونا باسمچی
شماره پایان نامه: 92 م سال تحصیلی: 93-1392
دانشگاه آزاد اسلامی
واحد علوم داروئی
دانشکده علوم و فناوری‌های نوین، گروه زیست شناسی
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد(( M.SC))
گرایش: میکروبیولوژی
عنوان:
بررسي آلودگي فاژهاي لاکتوباسیل‌های بومي جدا شده از نمونه‌هاي لبنی ایران
نگارش:
مونا باسمچی
دی 1393
هیات داوران:
سرکار خانم دکتر فهیمه نعمتی منصور
2- سرکار خانم دکتر ناهید رحیمی فرد
سپاسگزاري
سپاس و ستایش خداوند متعال که درهای علم را بر ما گشود و عمر و فرصتی عطا فرمود تا بدان بنده ضعیف خویش را در طریق علم و معرفت بیازمایید.
سپاس فراوان از زحمات همه کسانی که در این مسیر مرا یاري نمودند تا بتوانم به سر منزل مقصود برسم.
از استاد راهنماي عزیزم جناب آقاي دکتر سید سعید میردامادی کمال تشکر را دارم. بی شک زحمات و
راهنمایی هاي ارزشمند ایشان عامل مؤثري در جهت نیل به اهداف مورد نظر در این تحقیق بوده است.
از استاد مشاور گرانقدرم سرکار خانم دکترفرزانه عزیز محسنی سپاسگزاري مینمایم . مساعدت و حمایت هاي
همه جانبه شان در همه حال موجب دلگرمی من بوده است.
از استاد مشاور سرکار مهندس فاطمه باقری که در انجام امور پایان نامه از راهنمایی ها و کمک هاي
ایشان کمال استفاده را برده ام صمیمانه تشکر و قدر دانی می نمایم.
در پایان از همکاري کلیه عزیزان و اساتید گروه میکروبیولوژي دانشکده علوم و فناوري هاي نوین واحد علوم
دارویی سپاسگزاري می نمایم.
تقدیم به
همسرم به پاس قدردانی از قلبی آکنده از عشق و معرفت که محیطی سرشار از سلامت و امنیت و آرامش و
آسایش برای من فراهم آورده است.
تقدیم به
پدر و مادرم که از نگاهشان صلابت از رفتارشان محبت و از صبرشان ایستادگی را آموختم .
تقدیم به
خواهرانم که همراهان همیشگی و پشتوانه ی زندگی ام هستند.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
خلاصه فارسی ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1
مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 2
فصل اول:کلیات
1-1-1- بیان مسئله ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 5
1-1-2-ضرورت های خاص ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 7
1-1-3-اهداف عملی و کاربردی ……………………………………………………………………………………………………………………….. 7
1-1-4-پرسش های اصلی تحقیق …………………………………………………………………………………………………………………… 7
1-1-5-فرضیه ها ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 8
1-2- غذاهای تخمیری و تاریخچه بشریت……………………………………………………………………………………………………….. 8
1-2-1- خصوصیات غذاهای تخمیری……………………………………………………………………………………………………………… 9 1-2-1-1- نگه داری……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 10
1-2-1-2- تغذیه……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 10
1-2-1-3- عملکرد…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 10
1-2-1-4- خواص ارگانولپتیکی…………………………………………………………………………………………………………………….. 11
1-2-1-5- منحصر به فرد بودن…………………………………………………………………………………………………………………….. 11
1-2-1-6- ارزش اقتصادی…………………………………………………………………………………………………………………………….. 11
1-3- باکتری های لاکتیکی …………………………………………………………………………………………………………………………. 11
1-3-1- نقش باکتری های اسید لاکتیک در صنایع غذایی ……………………………………………………………………….. 13
1-3-2- متابولیسم باکتری های اسید لاکتیک …………………………………………………………………………………………… 14
1-3-2-1- باکتری های اسید لاکتیک هموفرمنتاتیو (همگن)……………………………………………………………………. 14
1-3-2-2- باکتری های اسید لاکتیک هتروفرمنتاتیو (ناهمگن)………………………………………………………………… 15 1-4- لاکتوباسیل ها………………………………………………………………………………………………………………………………………… 17
1-5- طبقه بندی لاکتوباسیل ها…………………………………………………………………………………………………………………….. 18
1-6- تاریخچه ی لاکتوباسیل ها ……………………………………………………………………………………………………………………. 19
1-7- محصولات . …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 20
1-7-1- پنیر …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 20
1-7-1-1- انواع پنیر ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 20
1-7-1-2- ارزش غذایی پنیر…………………………………………………………………………………………………………………………. 20
1-7-2- ماست ………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 21
1-8- باکتریوفاژ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 22
1-8-1- نقش باکتریوفاژ در صنایع لبنی شیر ……………………………………………………………………………………………… 24
1-8-1-2- منابع اصلی آلودگی فاژی در کارخانجات صنایع لبنی ………………………………………………………………. 24
1-8-3- اثر باکتریوفاژها ………………………………………………………………………………………………………………………………… 24
1-8-4- تاریخچه کشف باکتریوفاژ ………………………………………………………………………………………………………………. 25
1-8-5- مورفولوژی باکتریوفاژ ها ………………………………………………………………………………………………………………… 26
1-8-6- طبقه بندی باکتریوفاژ …………………………………………………………………………………………………………………….. 28
1-8-7- مراحل ورود و تکثیر باکتریوفاژ ………………………………………………………………………………………………………. 30
1-8-7-1- مرحله جذب فاژ بر روی سلول باکتری ……………………………………………………………………………………… 30
1-8-7-2- مرحله ورود فاژ به داخل باکتری ……………………………………………………………………………………………….. 31
1-8-7-3- بیوسنتز ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 31
1-8-7-4- رسیدگی کامل …………………………………………………………………………………………………………………………… 31
1-8-8- منشا فاژ ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 32
1-8-9- سیکل حیاتی فاژ ……………………………………………………………………………………………………………………………. 32
1-8-9-1- سیکل لیتیک ……………………………………………………………………………………………………………………….. 32
1-8-9-2- سیکل لیزوژنیک ………………………………………………………………………………………………………………………… 32
1-8-10- روش جداسازی فاژ ……………………………………………………………………………………………………………………… 34
1-8-10-1- روش مستقیم …………………………………………………………………………………………………………………………. 34
1-8-10-1-1-روش های میکروبیولوژی ……………………………………………………………………………………………………. 34
1-8-10-1-2- روش مولکولی ……………………………………………………………………………………………………………………. 34
1-8-10-2 روش غیر مستقیم سنتی …………………………………………………………………………………………………………. 35
1-8-10-2-1- تست فعالیت ……………………………………………………………………………………………………………………… 35
1-8-10-2-2- تست اندیکاتور ………………………………………………………………………………………………………………….. 35
1-8-10-2-3- فلوسایتومتری …………………………………………………………………………………………………………………… 35
1-8-10-2-4- امپدانس الکتریکی یا رسانایی شیر ………………………………………………………………………………….. 35
1-8-10-2-5- سنجش پلاک – لکه و رشد – توربیدومتری ……………………………………………………………………. 36
1-8-10-2-6- انواع PCR ………………………………………………………………………………………………………………………… 37
1-8-10-2-6-1- …..Mutiplex PCR………………………………………………………………………………………………………. 37
1-8-10-2-6-2- Quntitive PCR…………………………………………………………………………………………………………. 37
1-8-10-2-6-3- Traditional PCR ……………………………………………………………………………………………………. 38
1-8-11- کنترل فاژ ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 38
1-9- مقاومت انتی بیوتیک …………………………………………………………………………………………………………………………. 40
1-9-1- مقاومت آنتی بیوتیکی لاکتوباسیل های پروبیوتیک …………………………………………………………………….. 42
1-9-2- انواع مقاومت آنتی بیوتیک ………………………………………………………………………………………………………….. 43
1-9-3- انتقال ژن های افقی لاکتوباسیل های پروبیوتیک ……………………………………………………………………….. 43
1-9-4- عوام ضد باکتریایی………………………………………………………………………………………………………………………….. 43
1-9-4-1- آنتی بیوتیک ها………………………………………………………………………………………………………………………….. 45
1-9-5- مکانیسم آنتی بیوتیک ها ……………………………………………………………………………………………………………… 45
1-9-5-1- آنتی بیوتیک ها ی ممانعت کننده از سنتز دیواره سلول………………………………………………………… 47
1-9-5-1-1- آنتی بیوتیک های بتالاکتام ………………………………………………………………………………………………… 48
1-9-5-2- مقاومت نسبت به آنتی بیوتیک بتالاکتام ………………………………………………………………………………… 48
1-9-5-2-1- پنی سیلین ها …………………………………………………………………………………………………………………….. 49
1-9-5-2-2- سفالوسپورین ها و سفامایسین ها ……………………………………………………………………………………….. 50
1-9-5-2-3- گلیکوپپتیدها ……………………………………………………………………………………………………………………….. 51
1-9-5-2-4- پلی پپتید ها ……………………………………………………………………………………………………………………….. 51
1-9-5-2-5- ایزونیازید، اتیونامید، اتامبتول و سیکلوسرین ……………………………………………………………………… 52
1-9-5-3- انتی بیوتیک های مهار کننده سنتز پروتئین ………………………………………………………………………….. 52
1-9-5-3-1- آمینوگلیکوزید ها ………………………………………………………………………………………………………………… 52
1-9-5-3-2- تتراسایکلین ………………………………………………………………………………………………………………………. 54
1-9-5-3-2-1- مقاومت به تتراسایکلین ………………………………………………………………………………………………… 54
1-9-5-3-3- اگزازولیدین ……………………………………………………………………………………………………………………….. 54
1-9-5-3-4- کلرامفنیکل ………………………………………………………………………………………………………………………… 55
1-9-5-3-5- ماکرولیدها ………………………………………………………………………………………………………………………….. 55
1-9-5-3-5-1- مقاومت به ماکرولید ها …………………………………………………………………………………………………. 55
1-9-3-6- کلیندامایسین …………………………………………………………………………………………………………………………. 56
1-9-3-7- استرپتوگرامین ……………………………………………………………………………………………………………………… 56
1-9-5-4- آنتی بیوتیک های مهار کننده اسید نوکلوئیک ………………………………………………………………………. 57
1-9-5-4-1- کینولون ها …………………………………………………………………………………………………………………………. 57
1-9-5-4-2- ریفامپین و ریفابوتین ……………………………………………………………………………………………………….. 57
1-9-5-4-3- مترانیدازول ……………………………………………………………………………………………………………………….. 58
1-9-5-4-4- آنتی متابولیت ها ……………………………………………………………………………………………………………….. 58
1-9-6-1- اهمیت مقاومت آنتی بیوتیک ها در دام ………………………………………………………………………………… 59
فصل دوم: مروری بر متون گذشته
2-1- تاریخچه ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 62
2-2- مطالعات انجام شده در باکتریوفاژ ………………………………………………………………………………………………….. 62
2-3- مقاومت آنتی بیوتیکی لاکتوباسیل ها ……………………………………………………………………………………………. 64
فصل سوم: مواد و روش کار
3-1- دستگاه های مورد نیاز …………………………………………………………………………………………………………………….. 68
3-2- لوازم مورد نیاز ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 69
3-3- مواد مورد نیاز ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 69
3-4- سویه های میکروبی مورد مطالعه ……………………………………………………………………………………………………… 71
3-4-2- آماده سازی محیط های کشت …………………………………………………………………………………………………….. 71
3-4-2-1- محیط های کشت MRS آگار ……………………………………………………………………………………………….. 72
3-4-2-2- محیط های کشت نرم MRS آگار ………………………………………………………………………………………… 72
3-4-2-3- محیط کشت MRS مایع ………………………………………………………………………………………………………. 72
3-5- کشت و آزمایشات تعین هویت باکتری ………………………………………………………………………………………….. 72
3-6- سنجش فاژ ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 73
3-6-1- روش دو لایه ای پلاک ………………………………………………………………………………………………………………… 73
3-6-2- مشاهده پلاک توسط القاء با پرتو UV ………………………………………………………………………………………. 73
3-6-3- آزمون Heap and Lawrence ………………………………………………………………………………………………… 74
3-7- سنجش حساسیت نسبت به آنتی بیوتیک ……………………………………………………………………………………… 75
3-7-2- آزمایش تعیین حساسیت آنتی بیوتیکی به روش انتشار دیسک در آگار ( دیسک دیفیوژن) ….. 76
3-7-2-1- روش انجام آزمایش دیسک گذاری ……………………………………………………………………………………… 76
3-7-2-1-1- تهیه محیط کشت …………………………………………………………………………………………………………… 76
3-7-2-1-2- روش کار ………………………………………………………………………………………………………………………….. 77
فصل چهارم : نتایج
4-1- شرح مختصری از مطالعه ………………………………………………………………………………………………………………. 80
4-2- نتایج ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 80
4-2-1- نتایج حضور یا عدم حضور فاژ در سویه ها ………………………………………………………………………………… 81
4-2-2- نتایج مشترک جداسازی فاژ در روش القاء UV و میتومایسین C …………………………………………. 83
4-2-3- نتایج مشترک جداسازی فاژ در روش القاء با میتومایسین C و Heap and Lawrence ………….. 83
4-2-4- نتایج مشترک جداسازی فاژ در روش القاء با پرتو UV و Heap and Lawrence …………………… 84
4-3- نتایج حساسیت ومقاومت آنتی بیوتیکی لاکتوباسیل ها …………………………………………………………………. 84
4-4- نتایج میزان درصد حساسیت و مقاومت سویه ها به آنتی بیوتیک ………………………………………………… 91
4-5-1- نتایج الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های لاکتوباسیل بومی نسبت به آمینوگلیکوزید ها 92
4-5-2- نتایج الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های لاکتوباسیل بومی نسبت به سفالوسپورین ها .. 92
4-5-3- نتایج الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های لاکتوباسیل بومی نسبت به گلیکوپپتیدها ……. 93
4-5-4- نتایج الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های لاکتوباسیل بومی نسبت به لینکوزامید ها ……. 93
4-5-5- نتایج الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های لاکتوباسیل بومی نسبت به ماکرولیدها ………… 94
4-5-6- نتایج الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های لاکتوباسیل بومی نسبت به پنی سیلین ها ….. 94
4-5-7- نتایج الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های لاکتوباسیل بومی نسبت به کینولون ها ……….. 95
4-5-8- نتایج الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های لاکتوباسیل بومی نسبت به سولفانامید ها ……… 95
4-5-9- نتایج الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های لاکتوباسیل بومی نسبت به تتراسایکلین ها…….. 96
4-5-10- نتایج الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های لاکتوباسیل بومی نسبت به دیگر آنتی بیوتیک‌ها………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 96
فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری
5-1- اهمیت جداسازی فاژ ………………………………………………………………………………………………………………………. 99
5-2- نتایج جستجو برای جداسازی فاژ …………………………………………………………………………………………………… 100
5-3- اهمیت الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی پروبیوتیک ها …………………………………………………………………… 102
5-4- راه های انتقال ژن های مقاومت به آنتی بیوتیکی در لاکتوباسیل ها ……………………………………………. 103
5-5- نتایج تفسیر برای الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی ………………………………………………………………………… 104
5-6- پیشنهادات ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 109
منابع…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 111
ضمائم
پوسترهای ارائه شده در پانزدهمین کنگره بین المللی میکروب شناسی ایران ……………………………………… 121
خلاصه انگلیسی ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 12۳
فهرست جداول
جدول 1-1- مورفولوژی باکتریوفاژهای اسید لاکتیک ……………………………………………………………………………… 30
جدول 1-2- گروه های آنتی بیوتیکی و مکانیسم عمل آن ها …………………………………………………………………. 46
جدول 1-3- پنی سیلین ها و طیف اثر آن ها ………………………………………………………………………………………….. 49
جدول 1-4- مثال های انتخابی از سفالوپورین ها و سفامایسین و طیف اثر آن ها …………………………………. 50
جدول 1-5- ماکرولیدها وتتراساسکلین ……………………………………………………………………………………………………. 56
جدول1-6- کینولون ها ……………………………………………………………………………………………………………………………. 57
جدول 3-1- دستگاه های مورد استفاده در تحقیق به همراه مدل آن ها ………………………………………………. 68
جدول 3-2- مواد مورد نیاز در آزماشی به همراه کشور سازنده آن ها ……………………………………………………. 70
جدول 3-3- دیسک های آنتی بیوتیک مورد استفاده جهت آنتی بیوگرام در این مطالعه ……………………. 75
جدول 4-1- نتایج حضور یا فقدان فاژ در سویه ها با استفاده از 3 روش مختلف ………………………………….. 81
جدول 4-2- نتایج قطر هاله عدم رشد و الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی برای سویه های لاکتوباسیل بومی ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 85
جدول 4-3- میزان درصد حساسیت و مقاومت سویه های به آنتی بیوتیک ………………………………………….. 91
فهرست شکل ها
شکل 1-1- روش تخمیر همولاکتیکی در باکتری های اسید لاکتیک …………………………………………………….. 16
شکل 1-2- تخمیر هترولاکتیکی باکتری های اسید لاکتیک …………………………………………………………………. 17
شکل 1-3- شمای کلی باکتریوفاژ …………………………………………………………………………………………………………… 23
شکل 1-4- سیکل حیاتی لیتیک و لیزوژنیک باکتریوفاژ ………………………………………………………………………… 33
شکل 3-1- پلاک ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 74
شکل 3-2- اندازه گیری هاله عدم رشد …………………………………………………………………………………………………. 78
فهرست نمودارها
4-1- نمودار نتایج مقایسه 3 روش مختلف برای جداسازی فاژ …………………………………………………………….. 83
4-2-1- الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های بومی لاکتوباسیل نسبت به آمینوگلیکوزیدها ………. 92
4-2-2- الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های بومی لاکتوباسیل نسبت به سفالوسپورین ها………. 92
4-2-3- الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های بومی لاکتوباسیل نسبت به ونکومایسین …………… 93
4-2-4- الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های بومی لاکتوباسیل نسبت به کلیندامایسین…………. 93
4-2-5- الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های بومی لاکتوباسیل نسبت به اریترومایسین…………. 94
4-2-6- الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های بومی لاکتوباسیل نسبت به پنی سیلین ها ………… 94
4-2-7- الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های بومی لاکتوباسیل نسبت به کینولون ها………………….95
4-2-8- الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های بومی لاکتوباسیل نسبت به کوتریماکسازول ………. 95
4-2-9- الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های بومی لاکتوباسیل نسبت به تتراسایکلین …………… 96
4-2-10- الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های بومی لاکتوباسیل نسبت به کلرامفنیکل و نیتروفورانتوئین……………………………………………………………………………………………………………………………………. 96
4-2-11- الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی سویه های بومی لاکتوباسیل نسبت به میتومایسین……….. 97
خلاصه فارسی:
امروزه با افزايش جمعيت و شرايط حاكم بر زندگي شهري، نياز به توليد غذاها و محصولات فرآوري شده تخميري از جمله ماست و پنیر افزایش چشمگیری پیدا کرده است. توليد روزافزون محصولات لبنی تخمیری از يك سو و معضل فاژزدگي در اين فرآورده ها از سويي ديگر، یک نیروی پیش برنده، برای بسیاری از تحقیقات بر روی کشت های آغازگر است. مهمترین باکتری های استفاده شده به عنوان ارگانیسم های آغازگر باکتری های اسید لاکتیک هستند.
باکتريوفاژها يا به اختصار فاژها، ويروس هايي هستند که به باکتري ها حمله مي کنند وآنها را از بين برده، باعث كاهش يا عدم فعاليت آغازگرها مي شوند. اين ويروس ها مختص باکتريها هستند و تاثير آنها بستگي به نوع فاژ، تراكم و سرعت رشد باكتريای ها دارد. آسیب کشت آغازگر توسط باکتریوفاژ می تواند باعث انجام فرایند تخمیر با سرعت پایین و گاهی باعث شکست تخمیر شود. که در نهایت آسیب به وسیله ی فاژ باعث طولانی شدن زمان تولید و کیفیت پایین محصول نیز خواهد شد. لذا در این راستا آلودگی فاژ 65 سویه ی بومی لاکتوباسیل و مقایسه ی حساسیت روش های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است همچنین حساسیت آنتی بیوتیکی این سویه ها نسبت به 23 گروه آنتی بیوتیک مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. این باکتری ها که تحت عنوان آغازگر در صنعت لبنی استفاده می شوند به عنوان پروبیوتیک نیز بدلیل اثرات سلامت بخششان استفاده می شوند پروبیوتیک ها نباید با انتقال ژن های مقاومت آنتی بیوتیکی به باکتری های دیگر باعث مقاوم شدن آنها به آنتی بیوتیک شوند. بنابراین بررسی میزان مقاومت آن ها به داروهای ضد میکروبی قبل از ورود به صنعت از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.
برای جداسازی فاژ از سویه های بومی لاکتوباسیل از روش دو لایه ای پلاک و روش هیپ و لورنس1 استفاده شد و برای بررسی حساسیت آنتی بیوتیکی گونه های لاکتوباسیل بومی، نسبت به 23 گروه آنتی بیوتیک مختلف از روش انتشار در اگار بوسیله دیسک استفاده شد.
با استفاده از روش دو لایه ای پلاک 76% سویه ها، با القا سویه های لیزوژنیک توسط اشعه ماورا بنفش 38/15% سویه ها و با استفاده از روش هیپ و لورنس 52% سویه ها آلوده به فاژ هستند. نتایج نشان می دهد با استفاده از روش دیسک دیفیوژن تمامی سویه های بومی لاکتوباسیل نسبت به کینولون ها ها(نالیدیکسیک اسید و آفلوکساسین) مقاومت 100 درصد دارند و به آمینوگلیکوزید ها (کانامایسین و توبرامایسین) بیشترین میزان مقاومت را دارند و در نقطه ی مقابل بیشترین میزان حساسیت سویه های لاکتوباسیل مربوط به گروه پنی سیلین ها (آمپی سیلین) می باشد و نسبت به آنتی بیوتیک های مورد مطالعه ی دیگر رفتار متفاوتی را از خود نشان دادند.
کلمات کلیدی: لاکتوباسیل ها، باکتریوفاژ، آنتی بیوتیک، مقاومت، پروبیوتیک
1-1-مقدمه:
پروبیوتیک ها میکروارگانیسم هایی هستند که اگر به میزان کافی استفاده شوند دارای اثرات سود بخش برای سلامت انسان هستند. گونه های میکروبی زیادی دارای خصوصیات پروبیوتیکی هستند که لاکتوباسیل ها غالب گونه ها را به خود اختصاص می دهد. لاکتوباسیل ها دارای تاریخچه ای بس طولانی در تولید غذاهای تخمیری و آشامیدنی ها هستند.
پروبیوتیک ها به طور وسیع به عنوان سویه های آغازگر برای ساخت پنیر، ماست، خمیر ترش و دیگر محصولات غذایی تخمیری به کار می روند. نقش باکتری های اسید لاکتیک( به خصوص لاکتوباسیل ها) بدین صورت است: این باکتری ها در روده کلونیزه شده و باعث تحریک تولید ایمنوگلوبولین می شوند، سبب بیان اینترفرون ها در ماکروفاژ می شوند، موجب اسیدیفیکاسیون محیط شده و پر اکسید هیدروژن را تولید می کنند،کاهش اثر ترکیبات سرطان زا، تولید باکتریوسین و جلوگیری از چسبیدن باکتری های پاتوژن مانند سالمونلا تیفی موریوم و نایسریا گونوره آ به سلول های اپتلیال از دیگر وظایف این باکتری هاست.(7) استفاده از پروبیوتیک ها نه فقط در انسان بلکه در غذای طیور و دام در صنایع غذایی به فراوانی مورد استفاده قرار می گیرند.(11)
آلودگی این سویه ها با باکتریوفاژ یک مشکل رایج در همه صنایعی است که از این میکروارگانیسم ها استفاده می کنند. از دست رفتن هزینه های هنگفت از مشکلات عدیده ای است که کارخانجات لبنی را تحدید می کند. مشکل آلودگی به فاژها در کارخانجات لبنی توسط روش های مختلف قابل کنترل است که استفاده از سویه های مقاوم به فاژ و مخلوط سویه های استارتر کالچر از جمله روش های کنترل فاژ است.(20) علاوه بر این ها برنامه های سخت گیرانه ی بهداشتی و محیط های کشت اختصاصی برای کارخانه های لبنی نیز وجود دارد. حضور باکتریوفاژها در همه جا و با تیترهای مختلف وجود دارد. روش پایه ای PCR روشی سریع برای شناسایی و تعیین باکتریوفاژ در استارتر کالچر ها است و به عنوان کنترل روتین باکتریوفاژ در صنایع لبنی به کار می رود گرچه روش های میکروبیولوژی مانند سنجش پلاک دارای استاندارد طلایی برای جداسازی فاژ است بدلیل اینکه این روش، روشی کمی و کیفی است. (60)
مقاومت به آنتی بیوتیک در پروبیوتیک ها بسیار حائز اهمیت است. پروبیوتیک ها قبل از وارد شدن به عرصه ی صنعت غذایی از لحاظ مقاوم بودن به داروهای ضد میکروبی باید مورد بررسی قرار گیرند. بسیاری از باکتری ها با کسب پلاسمید به آنتی بیوتیک مقاوم می شوند گرچه به نظر می رسد مقاومت به بعضی داروها مانند نالیدیکسیک اسید توسط پلاسمید کد نمی شود (در این مورد مقاومت معمولا به وسیله جهش در ژن هایی که برای پروتئین هدف کد می شود، صورت می گیرد). باکتری ها می توانند یا با کسب چندین پلاسمید مستقل یا یک پلاسمید حاوی چندین ژن مقاومت به چند آنتی بیوتیک مجزا مقاوم شوند. ترانسپوزون ها نقش مهمی در گسترش مقاومت به آنتی بیوتیک در پلاسمیدها دارند. به این صورت که ترانسپوزون ها حرکت ژن های مقاوم به آنتی بیوتیک را بین پلاسمید های مختلف یا از کروموزوم یک باکتری که به طور طبیعی مقاوم به آنتی بیوتیک می باشد به پلاسمید، تقویت می کند.
فصل اول:
کلیات
1-1-1-بیان مسئله:
اسید لاکتیک باکتری ها: باکتری های گرم مثبت، فاقد اسپور، با درصد GC پائین، به شکل میله ای یا کوکسی هستند. تحمل آن ها نسبت به pH پائین زیاد است. جنس های باکتری های اسید لاکتیک شامل: لاکتوباسیل، لوکونوستوک، بیفیدوباکتر، لاکتوکوکوس، استرپتوکوکوس و …… است.
اسیدلاکتیک باکتری ها به طور وسیع به عنوان سویه های استارتر برای تولید ماست، پنیر ، خمیر ترش و دیگر محصولات تخمیری ( خیار شور و سوسیس و …..) استفاده می شوند. فرايند تخمیر شير به علت نياز به حفظ کيفيت شير خام انجام مي گيرد ، زيرا در اثر آن فراورده اي بدست آمده که داراي عمر نگهداري بيشتري مي باشد. فراورده هاي تخميري شير به 2 گروه ماست و پنير تقسيم مي شود. بطور کلي ماست به فراورده اي اطلاق مي گردد که از تخمير شیر توسط استارتر هاي حاوي لاکتوباسيلوس بولگاريکوس و استرپتوکوکوس ترموفيلوس توليد شده باشد . در نتيجه فعاليت و تخمير باکتري های استارتر در شير موادي توليد مي شود که به فراورده ی تخميري اختصاصيت ويژه اي مانند اسيديته pH، عطر، طعم و قوام مي بخشد .
باکتريوفاژ : ويروس هائي هستند که به باکتري حمله مي کنند و آنها را از بين می برند.
اثر باکتريوفاژ : باکتريوفاژها باعث مرگ استارترها ( آغازگر) در تخمیر یا به عبارت دیگر کاهش یا عدم فعالیت باکتری های توليد کننده ماست و پنير مي شوند و در نهايت تاخير يا عدم تشکيل لخته در مرحله گرمخانه گذاري مي شود و توليد محصولی با کيفيت بسيار پائين خواهد بود.
با توجه به اين که روزانه چندين تن ماست و فراورده لبني توليد مي شود و به ازاي هر بار فاژ زدگي مبالغ هنگفتي خسارت وارد مي گردد علاوه بر آن دفع ضايعات حاصل از هر بار فاژ زدگي سبب آلودگي محيط زيست مي شود لذا با انجام تحقيقات و شناخت به موقع فاژ زدگي و نوع آن ، ضمن افزايش راندمان توليد و کيفيت محصول در کارخانجات لبني ، از خسارات ناشي از فاژ زدگي به کارخانجات جلوگيري کرد و مشکلات آلودگي محيط زيست را کاهش داد.
کنترل فاژ :
حضور فاژ در کارخانه هاي لبني غير قابل اجتناب است و از آنجايي که شير به عنوان مهمترين و حساسترين ماده غذايي معرفي شده ، دائم در معرض آلودگي هاي مختلف بخصوص آلودگي با باکتريوفاژ مي باشد . باکتريوفاژها از طريق هوا ، محيط يا ظروف آلوده به شير منتقل شده و اختلالاتي در عمل انعقاد شير در توليد ماست يا پنير مي نمايد بنابراين استراتژيهايي براي کنترل فاژ طراحي شده تا هر چه بيش تر فاژها را ريشه کن کند.
چندين فاکتور براي سترون سازي بايد در نظر گرفته شود : فعاليت آنتي ميکروبيال ،کاربرد آسان ، قيمت پائين و همچنین فاقد هر گونه تاثير منفي در محصول نهايي باشد.
پراستيک اسيد اغلب بايو سايد موثري است در حالي که اتانول ، ايزوپروپانول و سديم هيپوکلريت به طور معمول براي سطوح وظروف آزمايشگاه استفاده مي شوند بر غير فعال کردن فاژ موثر نيستند.3 بايوسايد وجود دارند که 99% ذرات فاژ را غير فعال کرده (آمونيوم کلرايد ،کف آلکالين کلرايد ،
ethoxylate non phenol ) امروزه مشکلاتي که باعث باقي ماندن آلودگي فاژ شده حرارت ناکافي وپراکندگي فاژ از طريق هوا است . پرتو UV روشي ايده آل براي محافظت هواي اتاق از وجود فاژ است و همچنين براي اينکه فاژ را در محيط کشت سيال غير فعال کنند از اين پرتو استفاده مي شود . دوز UV کمتر از 2 تا بيشتر از 50 mJ/cm است.
فتوکاتاليز: خصوصيات فتوکاتاليکي Tio2 بررسي شده است.Tio2 اکسید فلزی است که برای ضدعفونی کردن استفاده می شود . خاصیت رسانایی Tio2 باعث تولید مولکول های مختلف اکسید کننده می شود ( بصورت آنيون سوپر اکسيداز ، راديکال هيدروکسيد ) UV به تحریک بیشتر Tio2 کمک می کند. در گذشته روش فتوکاتالیز تنها برای حذف باکتری ها، قارچ ها و اسپور آنها به کار رفته است ولی امروزه برای غیر فعال سازی ویروس ها نیز به کار می رود.
1-1-2-ضرورت های خاص
امروزه با افزایش جمعیت و شرایط حاکم بر زندگی شهری، نیاز به تولید غذاها و محصولات فراوری شده بسیار چشمگیر می باشد. یکی از محصولاتی که تقاضای آن افزایش یافته، فراورده تخمیری از جمله ماست و پنیر است که تولید روز افزون آن از یک سو معضل فاژزدگی از سویه ی دیگر، کارخانجات لبنی را ملزم به انجام طرح هایی برای شناسایی هر چه سریعتر فاژها و کنترل معضل فاژزدگی و خسارات ناشی از آن ها نموده است.
1-1-3- اهداف عملی
جداسازی فاژها از سوش های بومی لاکتوباسیل
بررسی نسبت آلودگی در استارترهای ایران
استفاده از سویه های غیر الوده به فاژ
اهداف کاربردی
تهیه استارتر کالچرهای بدون آلودگی
بررسی روش های کنترل آلودگی
1-1-4-پرسش اصلی تحقیق
آیا محصولات لبنی بومی ایران آلوده به فاژ هستند؟
میزان آلودگی سویه های لاکتوباسیل مهم در صنایع لبنی چقدر است؟
1-1-5-فرضیه ها
شیرخام یکی از منابع اصلی آلودگی فاژ است
سویه های بومی ایران حاوی فاژ هستند
فاژهای آلوده کننده باکتری های اسید لاکتیک باعث خسارت به صنایع تولید مواد لبنی می شوند
1-2- غذاهای تخمیری و تاریخچه بشریت
انسان های اولیه از غذاهای تخمیری به طور رایج استفاده می کردند. دلیل مصرف غذاهای تخمیری در بین انسان های اولیه به این خاطر بود که مواد غذایی خام خود به خود با قرار گرفتن در شرایط نامناسب نگهداری، دچار فرایند تخمیری می شدند. بطور مثال هنگامی که انسان های اولیه شیر حیواناتی چون گاو، گوسفند، بز یا شتر را می دوشیدند، اگر طی چند ساعت پس از دوشیدن آنها را مصرف نمی کردند، شیر ترش می شد، یا آب انگور یا میوه های دیگر نیز همانند شیر تنها برای چند روز حالت طبیعی و شیرین خود را حفظ می کردند و بعد از آن تبدیل به شراب می شدند. به علت طعم دلخواهی که این محصولات پیدا می کردند به طور رایج توسط انسان های اولیه استفاده می شدند. با اینکه احتمالا طعم غذاهای تخمیری در آن زمان (در مقایسه با زمان حال)، طعم دلخواهی نبوده ولی به این دلیل که ماندگاری شیر ترش شده، پنیر ، شراب و سایر غذاهای تخمیری از مواد اولیه خام بیشتر بوده در آن زمان مردم از این نوع غذاها استفاده می کردند. سال های زیادی سپری شد تا اینکه انسان های اولیه متوجه شدند که شرایط تولید ونگهداری غذاهای تخمیری به چه صورت بوده است. تولید غذاهای تخمیری اکثرا بر پایه تجربه صورت گرفته است و سال های زیادی طول کشیده تا مردم توانسته اند به غذاهای دلخواه برسند.
شروع فعالیت اولین صنایع کوچک تولید کننده غذاهای تخمیری به 4000-3000 سال قبل از میلاد مسیح بر می گردد به عنوان مثال مصری های باستان و بابلی ها در آن زمان به پخت نان و تولید شراب می پرداختند. به طور واضح مشخص است که شروع تمدن در مدیترانه، خاورمیانه و اروپا با تولید شراب، غذاهای تخمیری و نوشیدنی های تخمیری آغاز گردیده است. غذاهای تخمیری در چین ، ژاپن و خاور دور با غذاهای تخمیری مصرف شده در خاورمیانه بسیار متفاوت بوده اند ولی به طور همزمان در هر دو مکان غذاهای تخمیری توسعه یافته است.
با اینکه اولین تخمیرهای صورت گرفته غیر عمدی و به صورت اتفاقی بودند ولی انسان ها به تدریج یاد گرفتند که چگونه غذاهای تخمیری را تولید کنند.
غذاهای تخمیری در زمان امپراطوری رم توسعه ی فراوانی یافتند به طوری که در آن زمان با دسترسی به غذاهای خام جدید و تکنولوژی تازه که از مکان های جدید به دستشان رسید توانستند تولید این غذاها را توسعه بدهند.
غذاهای تخمیری به علت بالا بودن مدت ماندگاریشان در گذشته بین نیروهای زمینی و دریایی مصرف بالایی داشتند. به عنوان مثال شراب و آبجو به علت آلوده بودن آب مکان های دور و جنگی، بر آب ارجحیت داشت.
رابطه ی مستقیمی بین پیشرفت و توسعه ی بشریت و تمدن با پیشرفت تکنولوژی تولید غذای تخمیری وجود دارد توجه به این نکته جالب است که هر فرهنگ، تمدن و مذهبی غذاهای تخمیری مربوط به خود را دارد.
1-2-1-خصوصیات غذاهای تخمیری:
غذاهای تخمیری جزء اولین غذاهای فراوری شده می باشند به طوری که قدمت آن ها به 5000 سال قبل از میلاد مسیح بر می گردد و امروزه به عنوان غذاهای رایج مصرفی می باشند.
خواص غذاهای تخمیری:
1-قابلیت نگهداری بالا
2-ارزش تغذیه ای بالا
3- خواص عملکردی افزایش یافته
4- خواص ارگانولپتیک افزایش یافته
5- منحصر به فرد بودن
6- افزایش ارزش اقتصادی
1-2-1-1- نگه داری:
یکی از دلایل مصرف و تولید غذاهای تخمیری در گذشته بالا رفتن قابلیت نگه داری غذا بوده است. به طوری که ماده غذایی خام مانند شیر یا گوشت باید سریع به مصرف برسند در غیر این صورت فاسد می گردند. در برخی موارد از تکنیک های دیگری چون دودی کردن ماده غذایی یا افزودن نمک استفاده می گردید اما تکنیک های نام برده در جهت نگه داری تمام مواد خام قابل استفاده نبودند. مساله ی نگه داری امروزه نیز بسیار قابل توجه است به طوری که از کشت های میکروبی خاص که قابلیت تولید ترکیبات ضد میکروبی دارند استفاده می گردد تا امنیت غذایی و کیفیت غذاهای تخمیری بالا رود.
1-2-1-2-تغذیه:
غذاهای تخمیری از نقطه نظر تغذیه ای نیز قابل توجه اند به طوری که مشخص شده که مصرف غذاهای تخمیری مانند ماست باعث بالا رفتن سلامت انسان می شود.
شیر به طور مایع در بسیاری از نقاط جهان به خصوص آسیا و آفریقا به راحتی قابل استفاده نیست، قبل از اینکه شیر های بدون لاکتوز تولید شود بدن بسیاری از افراد قابلیت تولید آنزیم بتاگالاکتوزیداز جهت هضم قند شیر را نداشت و در نتیجه آنها نمی توانستند از شیر استفاده کنند. تخمیر شیر و تولید ماست باعث برطرف شدن این مشکل می شود به طوری که علاوه بر بهره وری این افراد از مغذی های شیر مانند کلسیم، پروتئین و ویتامینB، میکروارگانیسم های موجود در ماست خواص درمانی هم دارند و باعث تقویت جمعیت میکروبی سیستم گوارشی می شوند.
1-2-1-3- عملکرد:
خواص غذاهای تخمیری و عملکرد آنها در بدن از مواد خام اولیه آنها بسیار متفاوت می باشد.
1-2-1-4- خواص ارگانولپتیکی:
عطر و طعم غذاهای تخمیری از ماده خام اولیه آنها بسیار متفاوت است. عطر، طعم، مزه و بوی پنیر نسبت به شیر بسیار متفاوت می باشد.
1-2-1-5- منحصر به فرد بودن:
بجز چند مورد استثناء امکان تولید محصولات تخمیری بدون انجام فرایند تخمیر وجود ندارد. بطوریکه تولید شراب، پنیرهای رسیده، سالامی و شوریجات تنها و تنها با فرایند تخمیر امکان پذیر است. نه تنها باید فرایند تخمیر انجام گیرد بلکه شرایط و مکان تولید تخمیر نیز بسیار مهم است. به طور مثال تولید پارمزان تنها در نقطه ای از ایتالیا صورت می گیرد و تحت شرایط خاص باید این پنیر رسیده شود.
در غذاهای تخمیری که بدون فرایند تخمیر تولید می شوند از آنزیم ، اسید و ترکیباتی که در حین تخمیر طبیعی تولید می شوند، استفاده می شود. تولید پنیر های تازه، سوسیس و سس سویا بدون تخمیر امکان پذیر است اما در این شرایط عطر و طعم این محصولات با محصولات اصلی تخمیر بسیار متفاوت است.
1-2-1-6- ارزش اقتصادی:
در اکثر موارد ارزش اقتصادی غذاهای تخمیری بسیار بالاتر از ماده خام اولیه و استارتر مصرفی می باشد به طور مثال ماده اولیه تمام پنیرهای تولیدی شیر می باشد که ارزش اقتصادی شیر در مقایسه با پنیر بسیار کم است.(61)
1-3- باکتری های اسیدلاکتیک:
این باکتری ها گرم مثبت و بدون اسپور هستند. به شکل های کوکسی، باسیل و کوکوباسیل یافت می شوند و نسبت G+C آنها 53 درصد است، تحمل اسید، کاتالاز منفی،غیر متحرک بودن از ویژگی های آن ها است ودر خصوصیات ژنتیکی، بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی مشابه هستند. وجه تمایز آنها از سایر باکتری هایی از قبیل باسیلوس، لیستریا و بیفیدوباکترها که اسید لاکتیک تولید می کنند وجود تفاوت های فراوان فنوتیپی وژنوتیپی می باشد. (58،41،61)
این باکتری ها بر اساس متابولیسم قند تقسیم بندی می شوند و در این مسیر گلوگز را به اسید لاکتیک، یا
ترکیبی از اسید لاکتیک، CO2 و اتانول تبدیل می کنند.
باکتری های اسید لاکتیک در شرایط بی هوازی رشد می کنند البته در حضور اکسیژن نیز قادر به رشد هستند و به آن ها بی هوازی های اختیاری می گویند.
بسیاری از گونه های باکتری های اسید لاکتیک به عنوان میکروارگانیسم های ایمن ( (GRAS به رسمیت
شناخته شده اند و چندین گونه از این باکتری نیز توسط استاندارد ایمنی غذای اروپا (EFSA) ایمن شناخته شده اند.(9 ،58، 25، 24،26)
گرچه آن ها فاقد کاتالاز هستند ولی سوپراکسیدازدسموتاز دارند و به واسطه ی آن قادر به خنثی کردن اثر سمی همه ی رادیکال های پراکسید هستند.
بسیاری از جنس های این باکتری، اسید لاکتیک را به عنوان محصول اولیه، ثانویه یا نهایی تولید می کنند اصطلاح اسید لاکتیک باکتری به طور ویژه برای جنس های راسته ی Lactobacillales که شامل: لاکتوباسیلوس، لوکونوستوک، پدیوکوکوس، استرپتوکوکوس، وانوکوکوس، کارنوباکتریوم، تتراجنوکوکوس، واگوکوکوس و وایسلا به کار می رود.
از آنجائیکه انرژی آن ها فقط از طریق متابولیسم قند تامین می شود حضور آن ها در محیط، محدود به حضور قند می باشد. باکتری های اسید لاکتیک معمولا بدلیل نیازهای تغذیه ای بالا و در واقع بدلیل آنکه فقط قادر به رشد در محیط های غنی از مواد غذایی و محیط های غنی سازی شده تحت شرایط خاص می باشند بعنوان باکتری های پر توقع یا مشکل پسند نیز شناخته می شوند گرچه برخی از جنس های این باکتری حتی در محیط هایی که از نظر مواد غذایی در سطح ایده آلی نمی باشند قادر به رشد هستند بنابراین این باکتری ها در همه جا یافت می شوند. علاوه بر این، تعدادی از باکتری های اسید لاکتیک مثل گروهی که اغلب در غذاهای تخمیری وجود دارند قابلیت رشد در محیط های نامناسب را دارا می باشند. تنوع زیستی باکتری های اسید لاکتیک باعث شده است که این گروه نه تنها در مواد گیاهی، شیر و گوشت وجود داشته بلکه در محلول نمک، غذاهایی با PH پایین و محیط های الکلی وجود داشته و قادر به رشد می باشند. (61)
اغلب باکتری های اسید لاکتیک به طور آزاد زندگی می کنند و بیماری زا نیستند ولی برخی از آن ها بیماری زای فرصت طلب هستند.
باکتری های اسید لاکتیک در شیر و فراورده های شیر یافت می شوند و در فساد مواد گیاهی نیز دخیل هستند.
آن ها فلور نرمال انسان را تشکیل داده و در حفره ی دهان، روده و واژن نقش مفیدی را ایفا می کنند. (39،61)
1-3-1- نقش باکتری های اسید لاکتیک در صنایع غذایی:
در بین گروهای مهم میکروارگانیسم ها، باکتری های اسید لاکتیک در تخمیر غذا ها استفاده می شوند. آنها به عطر و طعم محصولات تخمیری کمک کرده و با تولید مهار کننده های رشد و مقدار زیادی اسید لاکتیک مانع رشد باکتری های فاسدکننده غذا می شوند.
اسید لاکتیک باکتری ها سبب تولید پنیر، ماست، کره، خامه، سوسیس، زیتون، خیارشور و کلم شور تخمیری می شوند و همچنین سبب فساد نوشیدنی های الکلی و گوشت نیز می شود.
1-3-2- متابولیسم باکتری های اسید لاکتیک:
باکتری های اسید لاکتیک بر اساس الگوی تخمیر قندشان به 2 دسته تقسیم می شوند:
1-3-2-1- باکتری های اسید لاکتیک هموفرمنتاتیو2 (همگن)
بیش از 90 درصد از سوبسترای قندی منحصرا به اسید لاکتیک تبدیل می شود. 15 نوع لاکتوباسیلوس در این گروه وجود دارند که برخی دارای چندین زیرگونه می باشد برای مثال زیر گروه 1: شامل چهار گونه لاکتوباسیلوس دلبروکی 3 است. که شامل لاکتوباسیلوس دلبروکی زیرگونه بولگاریکوس، لاکتیس، دلبوریکی و ایندیکوس می باشد. (27)
زیر گونه 2: شامل لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس4 می باشد. این باکتری ها در صنعت اهمیت دارند و به علت وجود گونه های مختلف نقش مهمی در سلامت و تغذیه به عهده دارند که این امر به دلیل اثر بر فلور نرمال بوده است.(21)
این باکتری ها گلوکز را بر اثر تخمیر به بیش از 85 درصد اسید لاکتیک تبدیل می کنند و هگزوزها را نیز به اسید لاکتیک تبدیل می کنند . ولی قند پنتوز را نیز تخمیر نمی کند. این باکتری ها فاقد آنزیم گلوکز -6 فسفات دهیدروژناز و 6- فسفو گلوکونات دهیدروژناز است.
و اغلب گونه های انتروکوکوس، لاکتوکوکوس، پدیوکوکوس، استرپتوکوکوس، واگوکوکوس و تتراجنوکوکوس نیز در این گروه قرار دارند.
در شرایطی که گلوگز زیاد و اکسیژن محدود باشد باکتری های همولاکتیکی توسط روش (امبدن مایرهف) یک مول گلوکز را به دو مول پیروات تبدیل می کند. تعادل ردکس درون سلول برای اسید لاکتیک ها با
اکسیداسیون NADH و احیای پیروات ثابت نگه داشته می شود. بازده این فرایند 2 مول ATP است.(شکل1) باکتری های هموفرمنتاتیو اجباری در 45 درجه سانتی گراد رشد کرده ولی فاقد رشد در 15 درجه سانتی گراد است. (21)
1-3-2-2- باکتری های اسید لاکتیک هتروفرمنتاتیو5 (نا همگن)
شامل لوکونوستوک، برخی از لاکتوباسیل ها، وانوکوکوس و گونه های وایسلا می باشد. تفاوت واضح بین این دو گروه سطوح آنزیم آن هاست. باکتری های اسید لاکتیک از یکی از این مسیر ها استفاده می کنند ( بطوریکه یا تخمیر بصورت همگن و یا تخمیر به صورت ناهمگن انجام می شود) هر چند که برخی از گونه ها امکان استفاده از هر دو مسیر را دارند (هموفرمنتاتیو اختیاری).
هتروفرمنتاتیو اجباری: در اثر تخمیر گلوکز را به اسید لاکتیک، اسید استیک، اتانل و دی اکسید کربن تبدیل می کنند. با تخمیر پنتوز اسید لاکتیک و استیک بوجود می آید. در محیط کشت حاوی گلوکز به آهستگی رشد می کند و درجه حرارت مناسب رشد آن ها 35 -10درجه سانتی گراد است. این گروه دارای 2 آنزیم گلوکز 6- فسفات دهیدروژناز و 6- فسفو گلوکونات دهیدروژناز است و هگزوز را از روش امبدن- مایرهوف به اسید لاکتیک تبدیل می کند. این گروه دارای 3 زیر گروه است.
زیر گروه1: شامل لاکتوباسیلوس پلانتاروم 6 و لاکتوباسیلوس پنتوسوس 7 است. پلانتاروم شامل تعداد زیادی زیرگونه است.
زیر گونه 2: شامل لاکتوباسیلوس کازئی 8 است که در منابع زیادی چون فراورده های لبنی، علوفه ، دهان، روده انسان و فاضلاب وجود دارد..
زیر گونه 3: شامل لاکتوباسیلوس کورواتوس9 و لاکتوباسیلوس باواریکوس 10 می باشد.
زیر گونه کازئی وسیع تر ومتنوع تر از زیر گروه های دیگر است. (21)
شکل 1-1- روش تخمیر همولاکتیکی در باکتری های اسیدلاکتیک
در تخمیر هترولاکتیکی از روش پنتوز فسفات استفاده می شود همچنین روش دیگر پنتوز فسفوکتولاز است. یک مول گلوکز- 6 –فسفات توسط آنزیم دهیدروژناز به 6- فسفوگلوکونات تبدیل شده و سپس دکربوکسیله شده و بازده آن یک مول CO2است. در نتیجه پنتوز- 5- فسفات به یک مول گلیسرآلدهید فسفات(GAP) و یک مول استیل فسفات شکسته می شود. در نتیجه گلیسرآلدهید فسفات در مسیر همولاکتیکی به لاکتات تبدیل شده است و استیل فسفات با واسطه ی استیل کوآنزیم آ و استالدئید به اتانول تبدیل می شود.(شکل 2) (61)
شکل1-2- روش تخمیر هترولاکتیکی باکتری های اسید لاکتیک
1-4- لاکتوباسیل ها:
باکتری های گرم مثبت، میکروآئروفیل یا بی هوازی های اختیاری هستند. آنها بخش عمده باکتری های اسیدلاکتیک را تشکیل می دهند. لاکتوباسیل ها کاربرد فراوانی در صنعت غذاهای تخمیری دارند و از آنجایی که این باکتری ها به طور طبیعی در مواد غذایی مختلف وجود دارند از زمانهای گذشته به عنوان نگه دارنده های طبیعی غذاهای سنتی مورد توجه بوده است. نگه داری غذا بوسیله آن ها به تولید اسید و دیگر ترکیبات ضد میکروبی مربوط می باشد. تولید اسید لاکتیک توسط این باکتری ها، محیط شان را اسیدی می کند که از رشد برخی باکتری های مضر نیز جلوگیری می کند. در انسان در واژن و دستگاه گوارش انسان یافت می شوند و به صورت همزیست نیز زندگی می کنند و بخش کوچکی از فلور نرمال روده را تشکیل می دهند. بسیاری از گونه ها در تجزیه ی مواد گیاهی پیشرو هستند.
جنس لاکتوباسیلوس شامل بیش از 80 گونه مختلف می باشد.
1-5- طبقه بندی لاکتوباسیل ها:
خانواده لاکتوباسیل ها تعداد زیادی از جنس ها و سوش ها را شامل می شود که خواص متعددی دارند. جنس لاکتوباسیل دارای بیش از 125 سویه و اشتقاق گسترده ای از ارگانیسم ها



قیمت: تومان

دسته بندی : پایان نامه

دیدگاهتان را بنویسید