شکل ۱- ۵ تولید مثل جنسی مخمر ()
۱-۲-۱۳ آستانه تحمل شرایط اکولوژیکی
الف - دما
درجه حرارت صحیح برای نگهداری مخمر و حفظ فعالیت آن بسیار حائز اهمیت است. درجه حرارتهای خیلی سرد یعنی صفر درجه سانتی گراد و یا کمتر لزوماً مخمر را نمیکشد، در حقیقت مخمر می تواند منجمد شود و زنده بماند اما در انجماد غیر صحیح مخمر توانائی تخمیر را از دست میدهد.
مخمر برای فعالیت و تخمیر به محیط گرم نیاز دارد بنابراین درجه حرارت تخمیر میبایست کنترل شود. مخمرها در محدودههای دمایی مختلفی رشد می کنند، برای مثال: مخمر Leucosporidium frigidum در دمای (۲- تا ۲۰ درجه سانتی گراد)، مخمر Saccharomyces telluris در دمای )۵ تا ۳۵ درجه سانتی گراد) و مخمر Candida slooffiدر دمای (۲۸ تا ۴۵ درجه سانتی گراد) رشد می کنند. درجه حرارت مناسب برای فعالیت مخمر بین ۲۷-۲۴ درجه سانتی گراد میباشد که در این صورت حداکثر گاز را در مرحله تخمیر نهایی تولید مینماید. درجه حرارت بالاتر از ۴۲ درجه سانتی گراد باعث می شود از فعالیت مخمر کم گردد و در درجه حرارت بالاتر از ۵۰ درجه سانتی گراد کاملاً غیر فعال گردد (Van Uden, 1984).
ب - PH
مخمر شرایط اسیدی را برای تخمیر ترجیح میدهد و PH بین ۴ الی ۶ برای فعالیت آن ایده آل میباشد. برخی گونه ها نظیر Iss.orientalis, P. membranifaciens, Dek.intermedia , Kazach. Exiguous در PH7 /1 تا ۳/۱رشد می کنند (Pitt, 1974).
پ - تشعشعات خورشید ونور
تشعشعات باعث از بین رفتن وغیرفعال کردن مخمرها می شود (Andrews et al, 1980).
۱-۳ بخش سوم: فلور میکروبی جاندران
۱-۳-۱ معرفی
فلور روده جانوران حاوی انواع بسیاری ازباکتریها و مخمرها میباشد. بسیاری ازاین باکتری ها و مخمرها برای گوارش بهینه غذا در دستگاه گوارشی موجود مفیدند .دسته ای ازاین تک سلولیها که به تک یاختههای پروبیوتیک[۱۸]معروف هستند، علاوه برکمک به گوارش مولکولهای پیچیده، ترکیباتی مانند ویتامینها وآنتی بیوتیکهای مختلف را تولید می کنند که برای بدن مفید میباشند. این باکتری ها و مخمرها از محیط و به وسیله آب و موادغذایی به داخل دستگاه گوارش موجود انتقال یافته و در روده ساکن میشوند.
این واژه نخستین بار برای تعریف عوامل محرک رشد که توسط میکروارگانیسمها تولید میشوند ارائه شد) پاک ترمنی، ۱۳۹۰). بعدها تعریف جامعتری از پروبیوتیکها ارائه شد. مطابق این تعریف پروبیوتیکها، مکملهای غذایی میکروبی هستند که از طریق بهبود تعادل میکروبی روده، بر روی میزبان، اثرات سودمندی دارند. این تعریف بر ماهیت زندهی پروبیوتیکها تأکید دارد. پروبیوتیک را در واقع میتوان به این صورت تعریف نمود که یک میکروارگانیسم یا مخلوطی از آنها که به مصرف انسان یا دام میرسند و از طریق بهبود ویژگیهای میکروفلور دستگاه گوارش، تأثیرات سودمندی را به همراه دارند ) پاک ترمنی، ۱۳۹۰).
باور موجود در مورد اثرات مفید پروبیوتیکها بر پایه این واقعیت استوار است که فلور میکروبی روده نقش محافظت کننده ای در برابر بیماریهای مختلف از خود نشان میدهد. اثر اصلی پروبیوتیکها با تثبیت فلور میکروبی روده مشخص می شود) پاک ترمنی، ۱۳۹۰).
فرآورده های پروبیوتیکی در بازار به اشکال مختلف: قرص، کپسول، پودر، ماست های غنی شده، شیر و پنیر به فروش میرسد. اغلب پروبیوتیکهایی که تاکنون مورد مطالعه قرار گرفتهاند ایمن هستند و هیچ گونه عارضهی جانبی از خود نشان ندادهاند) پاک ترمنی، ۱۳۹۰).
لاکتوباسیلوسها[۱۹]و بیفیدیوباکتریومها[۲۰] بیشترین میکروارگانیسمهایی هستند که بعنوان پروبیوتیک مورد استفاده قرار گرفتهاند اما خواص آنها از گونه ای به گونه دیگر متفاوت بوده و در بررسیهای گوناگون محققین این خواص را اختصاص به گونه و سویه دانسته اند (kirjavainnent et al, 1999).
۱-۳-۲ خصوصیات میکروارگانیسم هایی که بعنوان پروبیوتیک مصرف میشوند
انتخاب گونه های پروبیوتیک عمدتاً بر پایه ی سابقه تاریخی استفاده از آنها برای مدتهای طولانی بدون داشتن عوارض جانبی مضر، صورت میگیرد. سایر معیارهای مطرح برای استفاده از آنها عبارتند از: ۱- مقاومت و زنده ماندن در پروسهی تکنولوژیک ساخت. ۲- بیماریزا و مسمومیتزا نباشند. در اصطلاح گفته می شود که پروبیوتیکها باید دارای تاریخ مصرف ایمن باشند. ۳- زنده و فعال ماندن در دستگاه گوارش که به معنای مقاومت در برابر اسید معده و اسیدهای صفراوی است. ۴- اثرات سلامتزایی آنها در ارتباط با موجودات زنده بر اساس آزمایشاتی که در شرایط درون زیست یا برون زیست صورت گرفته است یا از طریق ارزیابی آماری جامعه انسانی به اثبات رسیده باشد. ۵- ترجیحاً از اعضای فلور طبیعی بدن انسان بوده یا بعبارتی خاستگاه انسانی داشته باشد تا از اثرات سودمند آن در مورد انسان اطمینان حاصل شود. ۶- به شیرهی معده و اسیدهای آن، نمکها و املاح صفراوی و همچنین آنزیم های گوارشی نظیر لیزوزیم بزاق تا حد امکان مقاوم باشند. ۷- توانایی تثبیت فلور باکتریایی روده.
۸- از قابلیت چسبندگی مطلوب به سلولهای اپیتلیال برخوردار باشند. ۹- قابلیت تکثیر و پرگنه سازی بالا از خود نشان دهند. این ویژگی در رقابت موفقیتآمیز پروبیوتیکها با باکتری های مضر روده اهمیت تعیین کننده دارد. ۱۰- از فعالیت تضاد زیستی بالا در برابر باکتری های مضر رودهای برخوردار باشند و بخوبی با آنها به رقابت بپردازند. ۱۱- به آنتیبیوتیکها مقاوم باشند. ۱۲- از خواص فناوری مطلوب در تولید کشتهای میکروبی و نیز فرآورده های غذایی و دارویی گوناگون برخوردار باشند.
۱۳- کمک به برطرف کردن گاز و تجزیهی مواد زاید تولید شده. ۱۴- بهبود هضم لیپیدها، کربوهیدرات ها و پروتئینها و همچنین بهبود هضم لاکتوز در عارضهی عدم تحمل به لاکتوز.
۱۵ – کمک به پیشگیری از سرطان کلون و جلوگیری از تولید موادی که سبب ایجاد سرطان میشوند.
۱۶ – کمک به پایین آوردن کلسترول و فشار خون در انسان. ۱۷- به صورت زنده و فعال و به تعداد کافی به روده برسند) پاک ترمنی، ۱۳۹۰).
۱-۳-۳ مخمرهای همزیست با موجوادت مختلف
بسیاری از مخمرهای غیر پاتوژن در مجرای روده و پوست حیوانات به صورت همزیست زندگی می کنند. برخی از مخمرها نیز به صورت همسفره با حشرات بوده که به عنوان ناقلین مهم در انتشار طبیعی مخمرها میباشند (واکر، ۱۳۹۱). گونه های مختلف مخمری از جنس کاندیدا، از جمله کاندیدا آلبکنس همزیست اختیاری انسان بوده که عمدتاً در دستگاه گوارشی ساکن میباشند. حداقل هفت گونه از جنس کاندیدا بعنوان پاتوژنهای فرصت طلب انسان مطرح میباشند. بسیاری از گونه های دیگر نیز به صورت گزارشهای موردی به نوعی با بیماریهای انسان ارتباط یافتهاند (دیبا، ۱۳۹۰).
۱-۳-۴ مخمرهای فلور رودهی ماهی
استفاده از مخمر در آبزی پروری از امتیازات ویژهای از قبیل قابلیت تولید آسان، سریع و مقاومت بالا طی فرایند عملآوری برخوردار است. از طرفی این مواد بدلیل طبیعی بودن، اثرات منفی بر محیط و موجودات مصرف کننده ندارند و همچنین نیازی به جداکردن اجزای تشکیل دهنده آنها نمی باشد چراکه سلول کامل می تواند حالت فیزیولوژیک بهینهای را در میزبان ایجاد کند (۲۰۰۳ Rodriguez et al,).
مخمرها به عنوان فلور طبیعی سطح بدن و یا دستگاه گوارش نیز مطرح بوده و تاکنون تنها مخمرهای موجود در روده شامل Candida و Saccharomyces cerevisiaeمعرفی شده اند (Bardocz et al, 1993). گزارشهای موجود نشان میدهد که مخمرها به طور طبیعی در رودهی آبزیان وحشی و پرورشی وجود دارند. بررسی این گزارشها نشان میدهد که مقادیر مخمرها در محتویات روده آبزیان می تواند تا۷ ۱۰ CFU/g تغییر کند (Gatesoupe , 2007). به طور کلی مخمرهای جدا شده از رودهی آبزیان به دو شاخه مجزا از سلسلهی قارچها تعلق دارند که عبارتند از: الف) Ascomycota که در بین آنها مهمترین خانواده Saccharomycetaceae میباشد و ب) Basidomycota که شامل مخمرهای قرمز رنگ Rhodotorulaاست (Gatesoupe , 2007). البته در حال حاضر چهار جنس دیگر از مخمرها با نامهای Yarrowia، Kluyvermyces ، Filobasidium و Bulleromyces از محتویات رودهی ماهی قزلآلای رنگین کمان جدا شده اند (Gatesoupe , 2007).
بر اساس برخی منابع گونه غالب مخمر در آبزیان آب شور و آب شیرین Rhodotorulaاست، در حالیکه بیشتر تحقیقاتی که در مورد ماهی قزلآلای رنگین کمان صورت گرفته است نشان میدهد که مخمرهای Debaryomyces hanseniiفلور غالب میباشد اما سایر محققین اظهار داشتند که مخمرهایی مثل Candida، Saccharomyces cerevisiae و Leucosporidiumفلور غالب رودهی ماهی قزلآلای رنگین کمان میباشند (Gatesoupe , 2007).
۱-۳-۵ پروبیوتیک و آبزی پروری
غذاهای مورد استفاده در آبزی پروری معمولاً ازمواد غذایی گران قیمت از قبیل ماهی و پودر ماهی تشکیل شده اند. یافتن ترکیبات جایگزین و ارزان قیمت به توسعه آبزی پروری به میزان زیادی کمک می کند. اخیراً استفاده از پروبیوتیکها به عنوان جایگزینی برای موادغذایی قبلی، مطرح شده است که به نظر میرسد می تواند بسیاری از مشکلات را مرتفع سازد. استفاده از پروبیوتیکها، در واقع نوعی تکنولوژی جدید آبزی پروری همگام با محیط زیست به شمار میرود (Gatesoupe , 2007).
علاوه بر بحث تغذیه، شیوع بیماریها نیز یک مشکل عمده صنعت آبزی پروری میباشد که گسترش اقتصاد این بخش را در بسیاری ازکشورهای جهان، تحت تاثیر قرارداده است (مطلبی و همکاران، ۱۳۸۹).
صنعت تکثیر و پرورش آبزیان علی رغم ویژگیهای مطلوب، مانند بازدهی کوتاه مدت و صرفه بالای اقتصادی، همواره با چالشهایی همچون کنترل کیفیت آب، شیوع بیماریها و … مواجه بوده است؛ بطوریکه استفاده بیرویه آنتی بیوتیکها در جهت کنترل و پیشگیری بیماریهای شایع، خصوصاً در کشورهای در حال توسعه، عوارضی را چون مسائل زیست محیطی و مهم تر از آن، مقاوم شدن عوامل بیماری زا ایجاد نموده است (شیخیان، ۱۳۸۳).
در بخش کنترل بیماریها، استفاده از داروهای پادزیست (آنتی بیوتیکها) مطرح میباشد، اما به کارگیری آنتی بیوتیکها جهت درمان بیماریهای آبزیان به طورگسترده مورد انتقاد قرارگرفته است که دلایل آن عبارتند از: مقاوم شدن عوامل بیماری زا، از بین بردن فلور میکروبی محیط زیست، هزینه بالای این داروها و عوارض جانبی آنها. پروبیوتیکها نه تنها اثرات منفی آنتی بیوتیکها را ندارند بلکه نقش مهمی درافزایش بهره وری، تولید و کاهش درصد تلفات آبزیان را دارا میباشند (مطلبی و همکاران، ۱۳۸۹).
استفاده از پروبیوتیکها را می توان یکی از دستاوردهای مهم پژوهشگران دانست که به صورت بیولوژیک و طبیعی، علاوه بر کنترل بیماریهای آبزیان، باعث افزایش تولید در واحد سطح و کاهش هزینه های جانبی در این صنعت شده است (شیخیان، ۱۳۸۳).
ایجاد خواص سلامت بخش پروبیوتیکها اساساً مدیون اثرات سرکوب کننده آنها بر فلور مضر روده و حفظ و بهبود توازن این فلور به نفع خود است (پور داود و همکاران، ۱۳۸۹). مخمرها واکنش ایمنی را تحریک می کنند و احتمالاً بتا گلوکان ۱ مهمترین ترکیب در این رابطه است، اما برخی دیگر از اجزاء دیواره سلولی یا اجزاء محلول نیز میتوانند در این مورد نقش داشته باشند (Gatesoupe , 2007).
همچنین اثرات دیگری نیز بر میزبان قابل انتظار است؛ خصوصاً کلنی سازی در روده بچه ماهیان تازه به تغذیه افتاده که می تواند اثراتی در توسعه و تکامل آنها به عنوان مثال، سرعت بخش بدن به تکامل سیستم گوارشی، داشته باشد. در ماهیان مسنتر، رژیم غذایی حاوی مخمر، محرک متابولیسم و رشد خواهد بود. آبزی پروری عمدتاً از مخمرهای صنعتی، به شکل زنده جهت تغذیه ارگانیزمهای غذایی زنده یا پس از فرآوری به صورت اجزای غذایی، استفاده میگردد (پورامینی و حسینی فر، ۱۳۸۶).
مطالعات فیزیولوژیک انجام شده در مورد روند تاثیر مخمر بر آبزیان نشان داده است مهمترین عاملی که در این فرایند دخالت دارد پلی آمینها میباشند. بطور کلی پلی آمینها نقش اساسی در تکثیر، رشد سریع و ترمیم بافتها ایفا می کنند (پورامینی و حسینی فر، ۱۳۸۶).
تحقیقات اخیر در شاخه علم بیوتکنولوژی نشان داده است که استفاده از مخمرهای پروبیوتیک که ریشه طبیعی دارند، میتوانند نقش بسیار مهمی در افزایش سلامتی موجودات زنده، حتی انسان داشته باشند. دراین راستا محققان هر روز سعی می کنند که درک درستی درمورد پروبیوتیکها پیدا نموده و آنها را به طرق مختلف به رژیم غذایی موجودات زنده وارد کنند.
۱-۳-۶ استفاده از پروبیوتیک به عنوان راهکارهای نوین درآبزی پروری
تحقیق بر روی کاربرد پروبیوتیکها با هدف حفاظت از محیط زیست، در تغذیه حیوانات آبزی افزایش یافته است. عمدهترین مسئلهای که پرورش دهندگان با آن مواجه هستند، کاهش میزان رشد و بقای ماهیان میباشد. لذا بالا بردن و ارتقای سیستم گوارشی و ایمنی بدن ماهیان به ویژه در گونه های با ارزش، از مهمترین رویکردهای محققان در این راستا میباشد.
علاوه بر این بروز و همهگیری بیماریها در کنار پیشرفت و توسعه صنعت آبزی پروری، از لحاظ اقتصادی این صنعت را تحت تأثیر قرار داده، به نحوی که امروزه کنترل برخی از بیماریها امری دشوار میباشد. بکارگیری پروبیوتیکها به عنوان یک استراتژی مهم برای تولید محصولات قابل تجدید از طریق کنترل بیولوژیکی و افزایش عملکرد رشد، کنترل میکروبی و کاهش هزینه های جانبی در سیستم های پرورش آبزیان میباشد (نعمتی و امانی، ۱۳۸۹).
۱-۳-۷ غذاهای پروبیوتیکی
غذاهای پروبیوتیکی عبارتند از فرآورده های حاوی سلولهای میکروبی و یا ترکیبات سلولهای میکروبی که دارای اثرات مفید بر سلامتی میزبان هستند. غذاهای پروبیوتیک از سال ۱۹۲۰ در ژاپن تولید میشوند. امروزه افزایش روز افزونی را در تعداد گونه های میکروبی در فرآورده های پروبیوتیک بویژه فرآورده های لبنی داریم. درکل غذاهای تخمیری وسیله اصلی تجویز ارگانیسمهای پروبیوتیک است (فربود، ۱۳۸۹).
از جمله این غذاها میتوان به کفیر که یک نوع محصول نوشیدنی تخمیری و پروبیوتیک شیر که حاوی گونه های متنوعتری از باکتری های پروبیوتیک و همچنین انواع خاصی از مخمرها بوده اشاره کرد. طی سالیان اخیر مطالعات متعددی در خصوص فواید کفیر بعمل آمده که نشانگر دارا بودن خواص پروبیوتیکی میباشد (فربود، ۱۳۸۹). همچنین میتوان به ماست پروبیوتیک حاوی انواع ویتامینها اشاره داشت (شاکری، ۱۳۸۲).
مخمرهای پروبیوتیک
