قائمة الروابط

  • امتحان دورى الاسبوع الرابع او الخامس (10 درجة)
  • امتحان نصفى نظرى الاسبوع الثامن او التاسع (15 درجة)
  • امتحان عملى نهائى الاسبوع الاخير من الدراسة قبل الامتحان النظرى (25 درجة)
  • تقرير ( 5 درجات)
  • حضور محاضرات ومعمل (5 درجات)
  • الامتحان النظرى النهائى ( 40 درجة)

موضوعات المقرر 

  • مقدمة عامة – تواجد الخميرة
  • موقع فطريات الخميرة في مملكة الفطريات
  • أشكال الخميرة
  • التركيب الدقيق لخلية الخميرة (غلاف الخلية – الكبسولة – الجدار الخلوي – البيريبلازم – الغشاء البلازمي- السيتوبلازم – النواة والمادة النووية – الميتوكوندريا – الفجوة – جهاز جولجى والحويصلات)
  • بيولوجيا الخميرة
  • الاحتياجات الغذائية (مصادر الكربون –مصادر النيتروجين – المعادن – عوامل النمو)
  • النمو
  • دورة الخلية
  • طرق تنمية الخميرة
  • الاحتياجات الفيزيائية للنمو ( الحرارة -  الماء – الأس الهيدروجيني والاكسجينى)
  • التكاثر في الخميرة ودورات الحياة (طرق التكاثر في الخميرة – تكوين البراعم – الانشطار – تكوين الجراثيم – أنواع دورات الحياة في الخميرة)
  • تعريف الخميرة
  • المعايير التي تستخدم في تعريف الخميرة (الصفات الظاهرية – صفات الجراثيم الجنسية – الصفات الفسيولوجية – الخصائص البيوكيميائية)
  • فطريات الخميرة وعلاقتها بفساد الأغذية
  • النشاط البيوكيميائية لخميرة فساد الأغذية
  • العوامل التي تؤثر في نمو خميرة فساد الأغذية
  • الاستخدامات التطبيقية لفطريات الخميرة (إنتاج الايثانول – إنتاج الكتلة الحية – خميرة الغذاء – إنتاج الانزيمات والفيتامينات – هندسة الجينات)
  • الخميرة القاتلة
  • فطريات الخميرة ذات الأهمية الطبية (الخميرة المستخدمة في البحوث الطبية)
  • الخميرة الممرضة (أسباب الإصابة بالخميرة – جنس الكانديدا – جنس كربتوكوكس – علاج أمراض فطريات الخميرة)

المحاضرات

ملاحظة هامة: المادة العلمية مستقاة فى معظمها من الكتاب الجامعي - إعداد سعادة الدكتور أحمد سراج رمضاني تحت عنوان مقرر فطريات الخميرة (علم الخميرة)

يرجى من الطالب العودة إلى الصور في المذكرة الأصلية لاهميتها 

مقدمة تاريخية 

  • عرف المصريون القدماء منذ أكثر من 7000عام صناعة الخبز وتخميره.
  • يعتقد المؤرخون بأن قدماء المصريين تعلموا صنع خميرة الخبز في نحو عام 2600ق.م. أما قدماء الإغريق ، فتعلموا عمل الخبز من المصريين وقاموا، بدورهم، في وقت لاحق، بنقل ذلك إلى الرومان. وبحلول القرن الثاني الميلادي، كان الرومان قد نقلوا طريقة عمل الخبز إلى معظم أنحاء اوروبا
  • لاحظ ليفينهوك خلايا الخميرة أثناء فحصه قطرة من البيرة.
  • وفي ذلك العام (1876م)، أفاد العالم الفرنسي لويس باستير أن الخميرة كائن حي وأنها تؤدي دورًا مهمًا في صناعة البيرة   ولها علاقة بالتخمر.
  • العالم شوان هو الذى اسماها فطرة السكر Saccharomyces
  • يعتبر العالم الدنمركى هانسن والذى امضى 30 عاما من البحث فى دراستها من الرواد الاوائل الذين درسوا الخميرة وصنفوها
  • توالت بعد ذلك الدراسات على الخميرة وقد اصدر العالم الهولندي فان ريج 4 طبعات عن تصنيف الخميرة.
  • منذ الخمسينات توالت الدراسات على الخميرة مما أدى إلى توفر سيل من المعلومات عن الكائنات حقيقية النواة
  • أدى التقدم التقني المعاصر بتزايد الاهتمام بفطريات الخميرة لما تتمتع به هذه الكائنات من أسرار لم يعرف عنها إلا النذر اليسير

تعريف الخميرة 

  • هي فطريات وحيدة الخلية (أسكية أو بازيدية  أو ناقصة) تتكاثر خضريا بالتبرعم أو الانشطار

تواجد الخميرة وانتشارها 

  • تعتمد الخميرة في تواجدها مثل غيرها من الفطريات على توفر المادة العضوية والرطوبة
  • المصدر الكربوني ممكن أن يتوفر في صور متعددة:

   سكر – أحماض عضوية – أحماض دهنية – كحولات – كربوهيدرات.

  • هذا يعنى ان فطريات الخميرة تبدى تخصصا نوعيا بالنسبة لاماكن تواجدها
  • 1- تعتبر النباتات بيئات شائعة لتواجد الخميرة مثل أسطح الثمار والأزهار والأوراق
  • بعض الفطريات ذات الصفات الخميرية مثلNematospora & Ashbya   تعتبر متطفات نباتية
  • 2- تواجد الخميرة مع الحيوانات
  • تقطن بعض الخميرة أمعاء بعض الحيوانات
  • يتواجد بعضها على جلد الحيوانات ذات الدم الحار ويسبب إصابتها بالأمراض
  • كذلك توجد الخمائر مع بعض الحشرات في صورة تعايش كما يلاحظ في ذبابة الفاكهة وخنافس اللحاء
  • 3- تواجد الخميرة في التربة
  • التربة تعتبر مستودعا للبقاء بالنسبة لفطريات الخميرة أكثر منها مكانا للنمو والازدهار
  • تزخر التربة الزراعية بأعداد وافرة من فطريات الخميرة (40000 خلية لكل جرام تربة ) بينما يقل تعدادها في التربة الرملية
  • 4- تواجد الخميرة في الماء
  • عزلت فطريات الخميرة من الماء العذب ومن الماء المالح وقد لوحظ أن الخميرة البحرية تتحمل درجات ملوحة تصل إلى 35% ودرجة حرارة بين -3 درجة مئوية الى 13 درجة مئوية
  • 5- تواجدها في الجو
  • تنتشر الخميرة من سطح التربة بالرياح الى طبقات الجو حيث تتواجد بنسبة ضئيلة
  • 6- تواجدها في البيئات الشديدة
  • يمكن لبعض أنواع من الخميرة المتحملة للملوحة halotolerant  أن تتحمل درجات ملوحة عالية تصل إلى درجة شبه متشبعة
  • كذلك يمكن للبعض النمو في محاليل سكرية عالية التركيز 40-70% سكر مثال لذلك Zygosaccharomyces rouxii
  • كما تم عزل مجموعة من الخميرة تعيش في القطب الجنوبي

الموقع التصنيفي للخميرة في مملكة الفطريات 

  • تنتسب فطريات الخميرة إلى تحت أقسام 3 من 5 من قسم الفطريات الحقيقية التي تضمها مملكة الفطريات وهى:
  • 1- تحت قسم الفطريات الزقية Sub division Ascomycotina
  • 2- تحت قسم الفطريات البازيدية Sub division Basidiomycotina
  • 3- تحت قسم الفطريات الناقصةSub division Deuteromycotina
  • 1- تحت قسم الفطريات الزقيةSub division Ascomycotina
  • رتبة اندوميسيتات Order Endomycetales
  • عائلة Saccharomycetaceae
  • تضم اجناس:
  • Schizosaccharomyces
  • Saccharomyces
  • Pichia
  • Hansenula
  • Dekkera
  • Saccharomycopsis
  • Lipomyces
  • 2- تحت قسم الفطريات البازيدية Sub division Basidiomycotina
  • Order: Ustilaginales
  • Rhodosporidium
  • Order: Tremellales
  • Filobasidieila (perfect stage of Cryptococcus)
  • 3- تحت قسم الفطريات الناقصة Sub division Deuteromycotina
  • رتبة Order Blastomycetales
  • عائلة Cryptococcaceae
  • تضم اجناس:
  • Candida
  • Rodotorula
  • Trichosporon

حجم الخلايا في فطريات الخميرة 

  • يتراوح طول بعض خلايا الخميرة من 2-3 ميكرون (يصل في بعض الأنواع إلى 20-50 ميكرون)
  • أما قطر الخلية بين 1-10 ميكرون

أشكال الخلايا في فطريات الخميرة 

  • يختلف شكل خلايا الخميرة حسب انواعها فمنها:
  • كروي Spherical
  • – بيضاوي Oval
  • مستطيل Elongated
  • – اسطواني Cylindrical
  • مدارى Ellipsoid
  • ليمونية Apiculate
  • – ذات عنق stalked
  • - مثلثةTriangle  

مستعمرات الخميرة 

  • تتشابه مستعمرات الخميرة مع مستعمرات البكتيريا وتظهر مستعمرات الخميرة على الوسط الغذائي الصلب بألوان مختلفة منها:
  • غالبا تأخذ اللون الكريمى (خميرة الخباز)
  • الأبيض Geotrichum))
  • الأصفر مثل Bulleria
  • الوردي (Paffia)
  • البرتقاليRhodosporidium
  • الأحمر(Rhodotorula)
  • الأسود(Aurobasidium)
  • يختلف ملمس وقوام مستعمرة الخميرة كما يتباين شكل سطح المستعمرة وحافتها وارتفاعها من جنس إلى آخر
  • كما يتأثر شكل خلية الخميرة بظروف نموها (طبيعة الوسط الغذائي – الرقم الهيدروجيني – درجة الحرارة – الخ) ولذا فقد يبدو النوع الواحد أحيانا بأكثر من شكل

أشكال التبرعم في الخميرة 

  • تتكون البراعم من نقطة واحدة على سطح الخلية (تبرعم احادى القطب)
  • تتكون البراعم من نقطتين متقابلتين على سطح الخلية (تبرعم ثنائى  القطب)
  • تتكون البراعم من عدة نقاط على سطح الخلية (تبرعم عديد الاقطاب)

التركيب الدقيق لخلية الخميرة
Yeast  ultrastructure

  • لا يظهر المجهر الضوئي كثيرا من التفاصيل للتركيب الدقيق لخلية الخميرة
  • يمكن باستخدام صبغات معينة مثل الصبغات الفلورسنتية مشاهدة بعض العضيات (النواة – الميتوكوندريا – الفجوة) والتراكيب كالجدار الخلوي – ندبة برعم – انيبيبات دقيقة)

تعتبر خلية الخميرة نموذجا لخلية حقيقية النواة فالسيتوبلازم به نواه وشبكة اندوبلازمية وفجوة وميتوكوندريا وريبوسومات وحويصلات وسيستيرنا (بديل جولجى) ويحيط بكل ذلك الغشاء الخلوي ثم البيريبلازم ثم الجدار الخلوي والأخير قد يحاط بكبسولة 

  • 1- غلاف الخلية
  • أ- الكبسولة
  • تكون قلة من الخميرة كبسولة وتشتهر اجناس من الخميرة البازيدية او الناقصة بذلك ويعزى ذلك الى الظروف البيئية الطبيعية التى تتواجد فيها مثل البيئة القطبية.
  • وأشهر مثل لذلك خميرة  Cryptococcus neoformans الممرضة
  • يعتبر وجود الكبسولة وسيلة تشخيصية هامة لهذه الفطرة
  • كيميائيا تتكون الكبسولة من مانان أو عديدات التسكر بالاضافة إلى  مواد أخرى
  • ب- الجدار الخلوي
  • تمتاز خلية الخميرة بسمك الجدار الخلوي (100-200 نانومتر)
  • يشكل من 15-25% من وزن الخلية
  •  ويتركب أساسا (80%) من عديدات التسكر مثل الجلوكان والمانان ونسبة من الكايتين بالاضافة إلى البروتين والدهون
  • لوحظ في جدر بعض الخميرة وجود بروزات يطلق عليها مسمى أهداب وهى ذات طبيعة بروتينية
  • يوجد الجدار الخلوي لخميرة سكارومايسز سيرفيسى خارج الغشاء البلازمي ويتكون من طبقتين:
  • 1- الطبقة الداخلية وهى التي تكسب الجدار الخلوي القوة وهى تتركب من B-1,3- and B- 1,6 glucan  مختلطة مع الكايتين
  • 2- الطبقة الخارجية وتتكون من Mannoproteins  وهى التي تحدد اغلب الصفات السطحية للخلية
  • طبيعة الجدار الخلوي في الخميرة تعطيه قدرة فريدة على وقاية وتنظيف ألقناه الهضمية في الإنسان حيث وجد أن له قدرة فريدة على الادمصاص أو الارتباط بالسموم والفيروسات والبكتيريا المسببة للإمراض.
  • وظائف الجدار الخلوي في الخميرة:
  • 1- المحافظة على شكل الخلية
  • 2- حماية مكونات الخلية
  • 3- له بعض النشاطات الإنزيمية
  • 4- الاتصال الخلوى

            يمكن إزالة الجدار الخلوي باستخدام بعض الإنزيمات (انزيم Helicase ( لذلك تطبيقات عديدة منها: دراسة إعادة تكوين الجدار الخلوي تسهيل دخول قطعة من دنا فى أبحاث هندسة الجينات

ج- البيريبلازمPeriplasm  
وهذه المنطقة تقع بين الجدار الخلوي والغشاء البلازمي وتحتوى على
مانوبروتين لا يستطيع النفاذ من الجدار الخلوى ومعظمها إنزيمات منها إنزيم الانفرتيز والفوسفاتيز والميليبيز
 
ولذلك تطبيقات هامة في الصناعة حيث يمكن تحضير إنزيم الانفرتيز الذي يحول السكروز إلى جلوكوز وفركتوز إما بعملية انحلال
autolysis أو حلمأة hydrolysis للجدار الخلوي. 

  • د- الغشاء البلازمىPlasma membrane  
  • ثنائي الطبقات دهني lipid bilayer تنتشر فيه بعض البروتينات الوظيفية (Signal transduction – Wall biosynthesis – Transport)
  • الغشاء الخلوى في الخميرة متغاير في تركيبته حسب ظروف النمو

2- السيتوبلازم

سائل مائي غروي يبلغ الرقم الهيدروجينى له 5.25

توجد به مركبات ذائبة وعضيات دقيقة مثل الانيبيبات الدقيقة والألياف الدقيقة تشكل نظاما هيكليا داخليا Cytoskeleton.

توجد الرايبوسومات إما حرة أو مرتبطة بالشبكة الاندوبلازمية أو  داخل الميتوكوندريا او مرتبطة ب mRNA وتعرف الأخيرة بPolysomes

  • توجد أيضا نقيطات دهنية Lipid particles (Sphaerosomes ) تشكل خزانا لخليط من:
  •  ستيرودات
  • وفوسفوليبيدات
  • وبروتينات
  • وأحماض دهنية غير مشبعة

 يعتقد بأنها تتعلق بتخليق الغشاء الخلوي

  • كذلك يوجد بالسيتوبلازم عدة أنواع من عضيات دقيقة مثل      peroxisomes تحتوى على إنزيمات الكاتليز وإنزيمات أكسدة وتتحدد نوعيتها على حسب مصدر الكربون
  • أما النوع الثانى proteasomes فيوجد في كل من النواة وبلازما النواة وتقوم بتنظيم مستوى البروتين في الخلية والاستجابة للإجهاد ودورة الخلية    Cell Cycle
  • النوع الثالث Glyoxysomes فتحتوى على إنزيم الكاتليز وإنزيمات دورة Glycolysis  وترى بوضوح عند نمو الخميرة في وجود الايثانول
  • 5- النواة والمادة النووية

توجد تقريبا في مركز الخلية

  • يبلغ قطرها حوالى 1.5 ميكرون
  • تحاط بغشاء نووى ذو ثقوب أهم ما يميزه أنه لا يختفي أثناء انقسام النواة
  • توجد بداخل النواة النوية Nucleolus وهى هلالية الشكل والتي تختفي عند الانقسام الميتوزى وتعاود الظهور في الطور البيني وهى موقع نسخ وتكوين rRNA
  • بلازما النواة تنطمر فيها الكروموسومات وعددها بين 2 – 16 كروموسوم (فى حالة خميرة الخباز)
  • بالإضافة إلى جينات الكروموسومات تعرف العلماء على وجود عناصر جينية لا تخضع لقوانين مندل في كل من الميتوكوندريا والسيتوبلازم والنواة
  • ففى خميرة الخباز تم التعرف على قطعة دائرية من DNA طولها 2 ميكرون موجودة في النواة تعرف بلازميد      Plasmid ثبت أهميتها في التقنية الحيوية وتطبيقات هندسة الجيناتRecombinant DNA
  • تم اكتشاف بلازميدات أخرى تتركب من شريط رنا مزدوج في بعض الخميرة القاتلة
  • كما وجد بعض العناصر الجينية تسلك مسلكا مشابها لما يعرف في الثدييات ب  (Infectious protein particles, Prion) البريونات(العامل المعدى البروتينى من امثلة الامراض التى يسببها فى الثدييات جنون البقر والزهايمر)
  • هناك عنصر جيني آخر وجد انه ينتقل من موقع إلى موقع آخر على الكروموسوم يسمى Retrotransposon وأدى اكتشافه إلى استخدامه في هندسة الجينات وإنتاج الأجسام المضادة وحيدة الصفة النسلية

6- الميتوكوندريا 

  • يمكن مشاهدتها بالمجهر الضوئي باستخدام صبغة فلورسنتية خاصة
  • تبدوا الميتوكوندريا باستخدام المجهر الالكترونىى مستديرة او بيضاوية او مستطيلة الشكل محاطة بغشاء مزدوج الخارجي يحتوى على إنزيمات ايض الدهون
  • الغشاء الداخلي متعرج في صورة زوائد أو أعراف تحتوى إنزيمات التنفس الخلوي
  • أما matrix فتحوى إنزيمات دورة حمض الستريك وريبوسومات
  • يتأثر شكل وحجم الميتوكوندريا وأعرافها بعدة عوامل مثل تركيز الجلوكوز والأكسجين (الظروف الهوائية واللاهوائية) وبعض الايونات مثل الماغنسيوم
  • 7- الفجوة
  • عادة توجد فجوة واحدة كبيرة أو عدة فجوات صغيرة وتحاط بغشاء داخلي tonoplast وتحوى الفجوة على الإنزيمات المحللةlysosomes  ومستودعا لبعض الأحماض الامينية وعديد الفوسفات وبعض كاتيونات المعادن مثلK+  
  • 8- جهاز جولجى والحويصلات
  • يكون في خميرة الخباز على هيئة 3 سسترنات متراكبة محاطة بالعديد من الحويصلات
  • يشكل جهاز جولجى مع الشبكة الاندوبلازمية نظاما لإنتاج مختلف الأنواع من الحويصلات التي تتنقل في الخلية حسب الحاجة (بناء الجدار الخلوي ونقل الفضلات)
  • يحتوى السيتوبلازم أيضا على كربوهيدرات تخزينية مثل الجليكوجين 

بيولوجيا الخميرة
أولا: الاحتياجات الغذائية
 

  • الخميرة مثل بقية الفطريات كائنات غير ذاتية التغذية غالبيتها يعيش مترمما والبعض يعيش متطفلا
  • وعلى هذا فإنها سواء نمت في المعمل أو في أوساطها الطبيعية فإنها لا لا تستطيع العيش في غياب العناصر المكونة لأجسادها مثل: الكربون – الأكسجين – الهيدروجين – النيتروجين – الفسفور وبعض الأملاح والفيتامينات وعوامل نمو أخرى
  • توجد فروق واضحة بين أجناس الخميرة فيما يتعلق بنوعية المتطلب الغذائي
  • 1- مصادر الكربون
  • يمكن للخميرة أن تنموا على السكريات الأحادية:الجلوكوز- الفركتوز – جالاكتوز – المانوز
  • يمكنها استغلال بعض السكريات الثنائية: السكروز – مالتوز والثلاثية كالرافينوز والخماسية ( ارابينوز- زيلوز)
  • تستفيد الخميرة أيضا من عديدات التسكر كالنشا والانيولين
  • الكحولات مثل ميثانول وايثانول والجليسرول
  • بعض الأحماض العضوية كالخلات والسترات
  • كذلك يمكنها الاستفادة من بعض الأحماض الدهنية البالمات والاولات
  • الهيدروكربونات وبعض المركبات العطرية
  • تختلف سلالات الخميرة في قدرتها على استغلال المصادر الكربونية غير الجلوكوز
  • في الصناعة يتم استخدام تقنيات عالية مثل هندسة الجينات لتطويع سلالة معينة على مصدر كربوني رخيص ( نشارة خشب – دبس – شرش ...الخ)
  • - مصادر النيتروجين
  • يقدر محتوى النيتروجين في خلية الخميرة 10% من وزنها الجاف
  • لا تستطيع فطريات الخميرة استغلال النيتروجين فى صورته الحرة
  • تشكل بعض المركبات النيتروجينية غير العضوية مثل أملاح الامونيوم (كبريتات الامونيوم) والنترات مصدرا مهما للنيتروجين
  • كذلك المركبات العضوية النيتروجينية مثل اليوريا

 

  • من أمثلة المركبات النيتروجينية العضوية:
  • الأحماض الامينية
  • البيبتيدات
  • البيورينات
  • البيريميدات
  • تستخدم قدرة الخميرة على تمثيل النترات كصفة تصنيفية بين أجناس الخميرة
  • مثلا تعتبر انواع جنس Hansenula  موجبة النترات بينما انواع جنس Pichia سالبة للنترات
  • كذلك بالنسبة لليوريا فمعظم الخميرة البازيدية موجبة لليوريا بينما غالبية الخميرة الاسكية تعتبر سالبة لليوريا
  • 3- المعادن
  • تحتاج الخميرة أثناء نموها إلى بعض المعادن لما لها من دور في المسارات الايضية الخلوية
  • بالنسبة للكاتيونات
  • تحتاج الخميرة أثناء نموها إلى بعض المعادن بنسب كبيرة كالبوتاسيوم والمغنسيوم
  • كما تحتاج إلى البعض الآخر بنسبة اقلMicro elements   مثل المنجنيز – الكالسيوم – الحديد
  • بعض المعادن تحتاجها الخميرة بنسبة ضئيلةTrace elements  مثل الزنك والنحاس  والنيكل والكوبالت والموليبدنم
  • بعض المعادن سامة للخميرة اذا زاد تركيزها عن 100 ميكرومول مثل: الفضة – الزئبق – الكادميوم – الرصاص – الليثيوم.
  • بالنسبة للانيونات
  • يأتي الفسفور في مقدمة الانيونات حيث
  • 1- يدخل في تركيب الأحماض النووية والدهون المفسفرة
  • 2- يشترك في كثير من العمليات البيولوجية
  • يتم اختزان الفائض في الفجوة في صورة فوليتين
  • كما يلعب الكبريت دورا هاما في الخلية حيث يدخل في تركيب بعض الأحماض الامينية والفيتامينات.
  • كذلك يلعب الكبريت دورا هاما فى الخلية:
  • 1- يخل فى تركيب الاحماض الامينية الكبريتية مثل
  • Methionine – Cysteine – glutathione
  • 2- يدخل فى تركيب الفيتامينات مثل البيوتين
  • 4- عوامل النمو
  • يرتبط نمو بعض أنواع الخميرة بوجود عوامل نمو كعوامل وسيطة في العمليات البيولوجية وذلك بتركيزات قليلة
  • تشمل عوامل النمو بعض الفيتامينات ( البيوتين – الثايمين) كما تشمل مركبات أخرى مثل البيورين – ستيرول – الأحماض الدهنية)

النمو

دورة الخلية

طرق تنمية الخميرة  

الاحتياجات الفيزيائية للنمو

دورة الخلية Cell Cycle 

  • هي الفترة اللازمة لخلية خميرة لكي تنتج برعما وحتى انفصاله عنها.
  • تقسم إلى أربعة مراحل:
  • 1- طور النمو الأول (G1)  وفيه يتضاعف عدد عضيات الخلية وأنزيماتها  وتكون بين الانقسام الميتوزى وتخليق DNA
  • 2- طور التخليق (S) وفيه يتضاعف DNA
  • 3- طور النمو الثاني (G2) وفيه تنموا الخلية سريعا تأهبا للانقسام
  • 4- الطور الفتيلى (M) ويتم فيه الانقسام الميتوزى بمراحله المختلفة
  • فى حالة الخميرة تتزامن مرحلة تخليق ال DNA  (S)مع بداية تكوين البرعم.
  • وتنتهي الدورة بتكوين جدار البرعم الذي يفصله عن الخلية الأم
  • باستخدام الخميرة تعرف العلماء على ما يصاحب دورة الخلية من عمليات حيوية مثل تخليق بروتينات معينة أو إنزيمات معينة وكذلك دورة تضاعف الدنا والعوامل المؤثرة بين حجم الخلية وانقسامها.
  • استفاد العلماء من الخميرة في هذا الصدد حيث مثلت الخميرة أداه سهلة لدراسة دورة الخلية حقيقية النواة
  • كذلك استفاد العلماء من المعلومات في دراسة الاضطراب الذي قد يحدث في دورة الخلية مثل دراسة الخلية السرطانية الإنسانية
  • وفى مجال الصناعة تم الاستفادة من فهم دورة الخلية في تحسين الإنتاج بالتحكم في مراحل الدورة وجعل الخميرة تنمو بتزامن

طرق تنمية الخميرة

  • يمكن تنمية الخميرة بعدة طرق:
  • إما على بيئة صلبة (سطح الاجار)
  • في صورة غشاء حيوي
  • في المزارع السائلة
  • 1- على سطح بيئة صلبة (باستخدام وسط غذائي يحتوى على أجار)
  • في البيئة الصلبة تلعب عدة عوامل دورا فى تحديد شكل المستعمرة
  • كما يمكن ان تؤثر على سلوك الخلايا ففى حالة Kluyveromyces marixianus والتي تكون براعم فقط على الوسط الغذائي السائل تكون غزل كاذب عند تنميتها على وسط غذائي صلب
  • 2- استخدام الأغشية الحيويةBiofilm  وهذه التقنية مهمة في الصناعة حيث يثبت النمو الخميرى على دعامة بلاستيكية تمر عليه مختلف المغذيات
  • بعض الخميرة الممرضة يمكن أن تلتصق مكونه غشاء على أدوات العمليات الجراحية أو الأسنان الاصطناعية مما يمثل مشكلة طبية حيث أن هذه الأغشية تقاوم التطهير
  • 3- استخدام أوساط غذائية سائلة:
  • 1- طريقة المزرعة الواحدةBatch  (في معامل الابحاث)
  • 2- طريقة المزرعة المستمرة (Continuous)ويتم ذلك بإمداد وعاء النمو ببعض المغذيات أو عوامل النمو الأخرى(المصانع الصغيرة)
  • فى طريقة المزرعة الواحدة ينتج عن رسم العلاقة بين عدد الخلايا الحية وزمن التحضين منحنى نمو به عدة اطوارهى:
  • أ- طور الركود Lag phase
  • ب- طور التسارع Acceleration phase
  • ج-  طور التضاعف العددي Exponential phase
  • د- طور التباطؤ Decelerating phase
  • ه- طور الثبات Stationary phase
  • و- طور الموت Death phase

 

  • أما في طريقة النمو المستمر فيمكن التحكم في منحنى النمو بإلغاء طور الركود وطور الثبات والإبقاء على النمو دائما في مرحلة طور التضاعف من خلال التحكم في إمداد وعاء النمو (Fermentor) بالمغذيات والعوامل الأخرى

5000 L  Fermentor

ج- الاحتياجات الفيزيائية للنمو

الحرارة

  • •          تنموا معظم أنواع الخميرة المستخدمة في المصانع والمعامل بين 20 – 30 درجة 
  • •          الخميرة التي تعزل من الحيوانات ذات الدم الحار لا تنما عند درجة حرارة اقل من 24- 30 درجة 
  • •          بينما الخميرة التي تعزل من منطقة قطبية لا تنموا عند اعلي من 12 – 15 درجة 
  • •          ككل الكائنات توجد 3 درجات حرارة للخميرة  
  • •          T max, T opt, T min
  • •          تصنيف الخميرة إلى 3 مجموعات من حيث تأثرها بالحرارة 
  • •          ا- المحبة للبرودة Psychrophiles  

وهى لا تنموا عند درجة حرارة اعلى من 10م مثلTrichosporon scotii  

  • •          المتحملة للبرودة  
  • •          ويمكنها النمو عند درجات الحرارة المنخفضة من 5 - 18درجة مئوية وهذه المجموعة يمكنها إفساد المواد الغذائية في البرادات ومثل لها Torulopsis psychrophila  
  • •          ج – المحبة للحرارة المعتدلة Mesophiles
  • •          وتقع فيها الغالبية العظمى من الخميرة بما فيها المستخدمة في الصناعة وتناسبها درجات حرارة من 20- 30
  • •          د- المحبة للحرارة العالية Thermophiles
  • •          غير شائعة في الخميرة ولكن هناك بعض الأنواع المتحملة للحرارة حتى 48 درجة مئوية
  • •          تتفاوت أنواع الجنس الواحد في الخميرة في قيمةTmax
  • •          ولذا يمكن استخدامها كمعيار للتفريق بين أنواع الجنس الواحد مع العوامل الأخرى
  • •          2- الماء
  • •          لا غنى عنه لأى كائن حي والمقصود هنا نسبة الماء المتاح في وسط   النمو مع ذلك الماء المرتبط بمادة مذابة كالسكر أو الملح ويعبر عن ذلك بمصطلح الجهد المائىΨ
  • •          قيمة الجهد المائي Water potential  للماء النقى = صفر بينما يصل في ماء البحر الى – 2.5
  • •          يمكن تحديدΨmax, Ψopt,Ψmin لاى خميرة يراد تنميتها
  • •          الخميرة القادرة على تحمل جهد مائي منخفض تعرف Osmotolerant اى متحملة للاسموزية مثال Zygosaccharomyces
  • •          أما تلك التي يناسبها ذلك فتعرف Osmophilic اى محبة للاسموزية
  • •          على وجه العموم تبدى الخميرة تحملا ملحوظا عند الجهد المائي المنخفض مقارنة بالفطريات الخيطية الأخرى
  • •          نتيجة لهذه الصفة تهدد الخميرة بالفساد صناعة الأغذية والمشروبات الحلوة والمالحة
  • •          الأس الهيدروجيني pH
  • •          تنموا غالبية الخميرة في مدى بينpH4.5 – 6.5
  • •          يمكن لبعضها تحمل مدى أوسع (من 3 – 8)
  • •          لضبط الرقم الهيدروجيني في الوسط الغذائي يجب استخدام أحماض غير عضوية مثل الهيدروليك والكبريتيك لان استخدام أحماض عضوية مثل ألخليك واللاكتيك يثبط أو يمنع النمو حيث يؤثر على الرقم الهيدروجيني للخلية لذا تستخدم فى حفظ بعض الأغذية
  • •          بالنسبة للأكسجين
  • •          الغالبية العظمى من الخميرة تتطلب الأكسجين لنموها (هوائية) اذ يدخل في تفاعلات الاكسدة والاختزال في عملية التنفس
  • •          الأكسجين هام جدا لتكوين الأحماض الدهنية والستيرول الخاص بغشاء الخلية. ولهذا وجد أن خميرة الخباز تحتاج إمدادها بحامض الاوليك والستيرول إذا أريد تنميتها تحت ظروف لاهوائية
  • •          يؤثر الأكسجين وتوفر السكر في الوسط الغذائي على ايض الكربوهيدرات ولهذا يمكن وضع الخميرة في ثلاث مجموعات على حسب قدرتها التخميرية كالتالي:
  • •          تخميرية إجبارية تنموا بالتخمر فقط حتى في وجود الأكسجين  ولذا فهى عاجزة عن التنفس(خلاياها صغيرة الحجم – عاجزة عن التكاثر الجنسى – انزيمات التنفس ضعيفة)
  • •          تخميرية اختيارية حيث يمكنها تخمير السكريات إذا وجدت بتركيز عالي وإنتاج الايثانول
  • •          غير تخميرية وهى لا تكون الايثانول سواء في وجود أو غياب الأكسجين
  • •          أى خلل او اضطراب في تأمين الاحتياجات اللازمة للنمو ينعكس بدوره على الخميرة بذاتها سواء جسديا او فسيولوجيا
  • •          كذلك اذا تم إخضاع الخلايا النامية إلى ظروف إجهاد سينعكس ذلك على الإنتاج

هناك عدة طرق لتعريض الخميرة للإجهاد

فيزيائية: صدمة حرارية - صدمة اسموزية الجفاف -  زيادة الضغط الجوى-  الطرد المركزي- الإشعاع

ظروف كيميائية: التجويع - نقص أو زيادة في ايون احد المعادن - تغير مفاجئ في الرقم الهيدروجيني- المطفرات الكيميائية -سمية بعض نواتج الايض

ظروف بيولوجية: كبر الخلية في العمر - تغيرات جينية- المنافسة مع كائنات اخرى

 التكاثر في الخميرة

  • •          تتكاثر الخميرة بطريقة أو أكثر من الطرق الآتية:
  • •          1- التكاثر الخضري: إما بالتبرعم أو الانشطار الثنائي
  • •          2- لاجنسيا بتكوين جراثيم كونيدية – جراثيم كلاميدية – جراثيم مفصلية جراثيم مقذوفة
  • •          3- التكاثر الجنسي بتكوين جراثيم زقية في الخميرة الزقية أو جراثيم بازيدية في الخميرة البازيدية

التكاثر الجنسى

 

 

تكوين البرعم

  • •          يمكن للخميرة إنتاج البراعم من سائر أرجاء سطح الخلية أو من احد أقطابها أو من القطبين معا

ملامح تكوين البراعم في خلية الخميرة

  • •          يزداد حجم الخلية حتى يصل إلى حجم مناسب
  • •          موقع تكوين البراعم في خميرة الخباز لا يكون عشوائيا بل يتحكم فيه جينات خاصة بتكوين البراعم
  • •          تقترب النواة من مكان تكوين البرعم مع تدفق حويصلات إلى الموقع المطلوب
  • •          تقوم الحويصلات بتليين الجدار في الموقع ونتيجة لضغط امتلاء الخلية يحدث انبعاج طفيف بينما يقوم البعض الأخر ببناء جدار جديد خاص بالبرعم
  • •          مع زيادة حجم البرعم ينتقل إليه مختلف العضيات الأخرى بما فيها النواة الجديدة الناتجة عن انقسام نواة الخلية
  • •          يبدأ تكوين حاجز على شكل حلقة بين الخلية الأم والبرعم
  • •          عند انفصال البرعم يترك أثرا أو ندبة على الخلية الأم وكذلك على البرعم نفسه

الانشطار(الانشقاق) Fission

  • •          ويتم هذا النوع من التكاثر في الأنواع التي تنتمي إلى جنسSchizosaccharomyces ومن أشهرها نوع Sch. Pombe
  • •          تنموا الخلية وليدة الانقسام في البداية عند قطب واحد ثم يتحول النمو إلى القطبين حتى يصل طول الخلية إلى 14 ميكرون
  • •          تنقسم النواة انقساما ميتوزيا إلى نواتين ترحل كل منهما إلى احد طرفي الخلية
  • •          يبدأ تكوين حاجز حلقي عند منتصف الخلية يستدل عليه من تواجد كثيف للحويصلات وتكون عملية التكوين من جهة الجدار باتجاه مركز الخلية
  • •          تتخصر الخلية عند الحاجز ويتم الانفصال

 

تكوين الجراثيم الجنسية 

  • •         يتم التكاثر الجنسي في قلة من الخميرة البازيدية وغالبية الخميرة الاسكية  
  • •         تجبر الخلية على التجرثم بنقلها من وسط غذائي غنى إلى وسط فقير في السكر والمحتوى النيتروجينى (عملية تجويع) وبذلك يمكن الحصول على الجراثيم الزقية في غضون 15 – 48 ساعة 

دورة حياة خميرة الخبازSaccharomyces cerevisiae 

  • •         تتكاثر لاجنسيا بالتبرعم سواء كانت النواة احادية او ثنائية المجموعة الصبغية. 
  • •         يساعد انتاج فيرمونات من كل طرف لإتمام عملية الاقتران 
  • •         الفيرمونات المتكونة نوعان:  
  • •         سلسلة بيبتيدات تتكون من 13 حمض امينى ل ?  
  • •         سلسلة بيبتيدات دهنية من 12 حمض امينى ل a  
  • •         ترتبط الفيرمونات بالغشاء البلازمي وتهيئ الخلية للاقتران 
  • •         تلتصق الخلايا المتوافقة عند نتوء يكونانه  
  • •         يحدث اتحاد بلازمىPlasmogamy  يعقبه اتحاد للانويةKaryogamy     
  • •         يمكن للطور 2N التكاثر بالتبرعم اذا كانت الظروف مناسبة وهو السائد في دورة الحياة 
  • •         إذا نقص المصدر النيتروجينى تحدث عملية التجرثم بان تنقسم النواة انقسام اختزالي يليه انقسام ميتوزى مكونة 4 انويه تصبح 4 جراثيم زقية

 

دورة حياة خميرة انشقاقية
مثال
Schizosaccharomyces pombe

  • •         التكاثر اللاجنسى يحدث بالانشطار فقط
  • •         يستلزم حدوث التكاثر الجنسى وجود سلالتين متوافقتين جنسيا يرمز لهما بالرمزh+, h-
  • •         تبدأ عملية الاقتران بتكوين فيرمونات وتخضع الخلايا لعملية تجويع
  • •         يحدث الاتحاد البلازمى يعقبه النووى ثم الانقسام الميتوزى
  • •         في خميرة شيزوسكارومايسز بومبى تتكون 4 جراثيم اسكية بينما تكون 8 في شيزوسكارومايسز اوكتوسبورس

 

  • •         هناك نوع ثالث يحدث في جنس Saccharomycodes
  • •         يتم كالتالى
  • •         بعد تكوين الجراثيم الاسكية (4) لا تتحرر الجراثيم من الكيس الزقى ولكن تقترن كل جرثومتين لتكون لاقحة 2ن لا تلبث ان تكون انبوبة انبات لتكون بادرة غزلية Sprout mycelium وهذه تنتج براعم 2ن والتى يمكنها بدورها ان تتجرثم لتتحول الخلية إلى كيس زقى به 4 جراثيم

اشكال الجراثيم الزقية في الخميرة

  • •         مستديرة – بيضاوية – كلوية – هلالية – شكل القبعة – شكل الجوزة – شكل الخوذة – شكل كوكب زحل – ابريه – ذات زائدة
  • •         ذات سطح خشن
  • •         ذات سطح شوكي

تعريف الخميرة

  • •         بعد عزل وتنقية الخميرة يتطلب الأمر تعريفها لمعرفة موقعها التصنيفي من الفطريات
  • •         هذه العملية بالغة الصعوبة حيث تتطلب جهدا وصبرا كبيرين لكثرة المعايير المستخدمة في التعريف
  • •         تستخدم في بعض المختبرات الطبية اطقم Kits لتعريف عزلات الخميرة منها ما هو مخصص فقط لجنس كانديدا (يمكن ان يتعرف على 15 نوع )
  • •         لكي يتم تعريف عزلة ما يجب دراسة:
  • •         1- الصفات الظاهرية
  • •         2- صفات الجراثيم الجنسية
  • •         3- الصفات الفسيولوجية
  • •         4- الخصائص البيوكيميائية

1-    الصفات الظاهرية

هى الصفات التي يمكن مشاهدتها بالعين المجردة او المجهر

 

صفات المزارع ويتم دراستها على الاوساط الغذائية الصلبة والسائلة

عند زراعة العزلة على بيئة صلبة يمكن تحديد شكل وقوام ولون المستعمرة

أما عند زراعة العينة على بيئة سائلة يمكن ملاحظة الاتى:

تكوين مواد راسبة ( تعرف الخميرة في هذه الحالة بأنها من خميرة القاع)

أو تكون قشرة رقيقة (خميلة) فتعرف الخميرة في هذه الحالة بأنها من خميرة السطح

يلاحظ شكل الخميلة فقد تكون رقيقة جدا أو سميكة أو مجعدة أو جلدية أو على هيئة جزر صغيرة أو تأخذ شكل حلقة

صفات النمو الخضري

  • •         ويتم ذلك باستعمال المجهر وتنمية العينة على بيئة سائلة مع الرج المستمر البسيط واخذ عينات على فترات وفحصها وتدوين الخصائص التالية:
  • •         1- قياس أبعاد الخلية
  • •         2- تحديد شكل الخلية
  • •         3- تحديد طريقة التبرعم
  • •         4- وجود ميسيليوم الكاذب
  • •         5- تحديد وجود الجراثيم الكلاميدية اوغيرها من  الجراثيم اللاجنسية إن وجدت

صفات الجراثيم الجنسية

  • •         تحديد عدد الجراثيم
  • •         ملاحظة الشكل: كروية – على شكل قبعة
  • •         باستخدام المجهر الالكترونى الماسح يمكن معاينة سطح الجراثيم (ناعم – خشن)
  • •         تحديد شكل الكيس الزقى – التعرف على طريقة تحرر الجراثيم منه

الصفات الفسيولوجية
1- تخمير السكريات

  • •         تستغل قدرة بعض الخميرة على استخدام السكر كمصدر كربوني بمنأى عن الهواء وإنتاج ثاني أكسيد الكربون كوسيلة لتصنيف الخميرة
  • •         يستخدم عدة أنواع من السكر مثل: جلوكوز – جالاكتوز – سكروز – مالتوز – لاكتوز – رافينوز
  • •         يجرى الاختبار بتحضير وسط غذائي خالي من مصدر الكربون في أنابيب تحوى على أنبوبة درهام ثم يضاف لكل أنبوبة نوع من السكر وتحضن عند 25-35 درجة لمدة يومين فإذا تكون غاز في أنبوبة درهام دل ذلك على أن العينة قادرة على تخمير هذا السكر أو ايجابية

2-    تمثيل المصادر الكربونية

يقصد بها قابلية بعض الخميرة للنمو في أكثر من مصدر كربوني

يمكن اختبار ذلك على مصادر كربونية متعددة

تعجز خميرة الخباز مثلا عن الاستفادة بسكر اللاكتوز كمصدر كربوني

 

3- تمثيل النترات

  • •         تستخدم النترات NO3 كمعيار مهم في عملية التعريف فاستغلالها كمصدر وحيد للنيتروجين دل ذلك على وجود إنزيم nitrate reductase وتعتبر موجبة للنترات حيث أن ربع الخميرة المعرفة تستطيع استغلال النترات

3-    اختبار إنزيم اليوريا

تستطيع غالبية الخميرة استهلاك اليوريا كمصر للنيتروجين إذا كانت بتراكيز منخفضة

أما البيئة المحتوية على ببتون فان الخميرة تتفاوت في مقدرتها على تحليل اليوريا إلى نشادر وثاني أكسيد كربون وفى وجود كاشف الفينول الأحمر في البيئة يستدل على نشاط إنزيم اليوريز بتحول لون البيئة إلى الأحمر الداكن خلال من 1-4 ساعات

 

4-    إفراز مواد نشوية

يستخدم هذا الاختبار لتحديد وجود كبسولة وخاصة في أنواع جنس Cryptococcus أو الكشف عنها في البيئة حيث تعطى اللون الأزرق عند إضافة اليود إليها

 

5-    إنتاج الاحماض

تتميز بعض الخميرة بقدرتها على إفراز أحماض مثل حمض الخليك ويمكن الاستدلال على وجوده بظهور هالة شفافة حول مستعمرات الخميرة النامية في وسط غذائي يحتوى على كربونات الكالسيوم

6-    تكوين صبغات

تشتهر بعض أنواع الخميرة بتكوين صبغات الكاروتين ولذا تظهر مستعمراتها باللون البرتقالي مثل Rodotorula كما أن أنواع من خميرة Kluyveromyces تكون صبغة حمراء تعرف بPulcherrimin

  • •         8- تأثير السيكلوهيكسيميد
  • •          وهو مضاد فطرى وتتفاوت الخميرة في حساسيتها لهذا المضاد فمثلا خميرة الخباز حساسة جدا عند تركيز1ug/ml بينما Sch. Pombe لا تتأثر إلا عند 25ug/ml وأخرى تقاومه مثل K lactis حتى عند 1000ug/ml

بعض الاختبارات الفسيولوجية الأخرى

  • •         اختبار شطر الدهون(الكشف عن إنزيم الليبيز)
  • •         اختبار إسالة الجيلاتين (الكشف عن إنزيم البروتييز)
  • •         اختبار التحمل الحراري
  • •         اختبار الحاجة إلى الفيتامينات
  • •          

الخصائص البيوكيميائية

دراسة مكونات الجدار الخلوي

تحديد نوع المرافق الانزيمى

تحديد نسب القواعد النيتروجينية في الأحماض النووية

 

فطريات الخميرة وعلاقتها بفساد الأغذية

  • •         بالرغم من الاحتياطات التي تتخذها الشركات المصنعة للمواد الغذائية الا ان بعض هذه المنتجات يتعرض للفساد بسبب الميكروبات
  • •         هناك علم (ميكروبيولوجيا الغذاء ) يختص بدراسة علاقة الكائنات الدقيقة والغذاء
  • •        من الكائنات الدقيقة التى تهاجم المواد الغذائية وتفسدها البكتريا والفطريات الخيطية والخميرة

مصادر وصول الميكروبات إلى المنتج الغذائي

المواد الخام غير النظيفة

أوعية التحضير

الايدى العاملة

الماء المستخدم

الهواء غير النقي

متى تعتبر العينة الغذائية فاسدة ؟

إذا حدث تغير في:

الطعم

اللون

الرائحة

الملمس

ظهور نمو ميكروبي

تكون غازات

النشاط البيوكيميائى لخميرة فساد الأغذية

1- التخمر الكحولي مما ينتج عنه زبد أو رغوة

2- قد تتأثر نكهة الغذاء من إنتاج الخميرة لمواد مثل الجلسرين والايسترات والكحوليات والأحماض العضوية

3- ليونة أو نعومة بعض المنتجات نتيجة قدرة بعض أنواع من الخميرة على إنتاج إنزيم البيكتينيز(كما هو الحال في الزيتون وبعض الفاكهة والخضروات)

4- الأنواع المفرزة لإنزيم الاميليز يمكنها إتلاف العجينة أو الخبز نفسه

5- الأنواع المفرزة لإنزيم الليبيز والبروتينيز يمكنها مهاجمة منتجات الألبان واللحوم

6- ظهور رائحة كريهة في المنتج الغذائي لتكون بعض الكبريتيدات العضوية أو غاز كبريتيد الهيدروجين

7- استهلاك النترات أو النيترات التي أضيفت للمنتج الغذائي كمواد حافظة

العوامل التي تؤثر في نمو خميرة فساد الأغذية

عوامل خاصة بالمنتج نفسه

طبيعة المنتج

مكونات المنتج

عوامل نوعية

النشاط المائى

طريقة الحفظ

طريقة التخزين

1- تفضل الخميرة مهاجمة المواد السائلة عن المواد الصلبة

2- يلعب نوع المصدر الكربوني والنيتروجينى وكذلك الرقم الهيدروجيني والظروف الهوائية دورا كبيرا في تحديد نوع الميكروب المسبب للفساد

3- تميل الخميرة بصفة عامة إلى استهلاك السكر بأنواعه ولا تتطلب إلا نسبة قليلة من النيتروجين وقليل من العناصر المعدنية في وسط حمضي وظروف هوائية أو لا هوائية

العوامل الأخرى التي تؤثر في فساد الأغذية

  • •         1- النشاط المائي Water activity
  • •         وهو مصطلح يستخدم كمقياس لمدى توفر الماء في المادة الغذائية والتي يمكن للكائن الدقيق استخدامها ويعبر عنه بالصيغة التالية:
  • •         Aw=P/Po
  • •         حيث Po تمثل ضغط بخار الماء المقطر وتساوى 1
  • •         P تمثل ضغط بخار الماء بالمحلول
  • •         تقل قيمة aw بحسب كمية المواد المذابة في المحلول
  • •         معظم البكتريا المسببة لفساد الأغذية لا تنمو عند نشاط مائي اقل من0.91   بينما تستطيع الفطريات والخميرة النمو عند مدى أوسع من النشاط المائي يبلغ 0.65 و0.60 على الترتيب
  • •         بعض أنواع الخميرة تستطيع إفساد المواد الغذائية ذات المحتوى العالي من السكر مثل:Schizosaccharomyces pombe , Torulopsis lactis
  • •         أما الأغذية ذات المحتوى الملحي العالي مثل الطرشى والمخللات فهي قد تهاجم بأنواع من الخميرة مثل Pichia  , Hansenula
  • •         2- طريقة الحفظ طرق تقليدية
  • •         التجفبف
  • •          التمليح
  • •         التسكير

 طرق صناعية

  • •         البسترة
  • •         التعريض للاشعاع
  • •         المعاملة الحرارية
  • •         المواد الحافظة
  • •         الحفظ عن طريق تعديل نسبة الرطوبة
    التجفيف
  • •         وهو خفض المحتوى المائي للعينات المراد حفظها بالتجفيف إلى 4-10%
  • •          وجود الماء لازم لتكاثر ونمو ونشاط الخميرة ولازم أيضا للتفاعلات الإنزيمية
  • •         التجفيف إما عن طريق تعريض المادة الغذائية لأشعة الشمس مع انسياب الهواء وخاصة في المناطق الحارة مثال تجفيف الخضر كالبامية والملوخية وبعض الفاكهة كالبلح والمشمش والعنب والتين
  • •         او تجفيف صناعي باستخدام الهواء المسخن بالوقود
  • •        

 

الحفظ بالتمليح والتسكير

  • •         ويتم ذلك برفع نسبة تركيز السكر أو الملح في المادة الغذائية مما يقلل من كمية الماء الحر وبالتالي تقل النشاط المائي بالعينة مما يمنع او يقلل من نمو ونشاط العديد من الميكروبات.
  • •         مثال للمواد الغذائية التي تحفظ بتلك الطريقة المربات وتسكير الفاكهة والمخللات والأسماك المملحة

  • •         معظم البكتريا المسببة لفساد الأغذية لا تنمو عند نشاط مائي اقل من0.91   بينما تستطيع الفطريات والخميرة النمو عند مدى أوسع من النشاط المائي يبلغ 0.65 و0.60 على الترتيب
  • •         بعض أنواع الخميرة تستطيع إفساد المواد الغذائية ذات المحتوى العالي من السكر مثل:Schizosaccharomyces pombe , Torulopsis lactis
  • •         أما الأغذية ذات المحتوى الملحي العالي مثل الطرشى والمخللات فهي قد تهاجم بأنواع من الخميرة مثل Pichia  , Hansenula

المعاملة الحرارية - الحفظ بالتحكم فى درجات الحرارة
الحفظ فى درجات الحرارة المنخفضة

  • •         الحرارة المنخفضة تبطئ وتثبط نمو ونشاط كثير من الخمائر المسببة لفساد الغذاء كما أنها تبطئ من النشاطات الإنزيمية لها
  • •         الحرارة المنخفضة لا تؤدى الى قتل الميكروبات او إتلاف الإنزيمات لذا فان الغذاء المحفوظ فى الحرارة المنخفضة يكون سريع التلف إذا اخرج من الجو المبرد لاستعادة الميكروبات نشاطها
  • •         التجميد يؤدى الى قتل بعض الميكروبات لتأثيره الميكانيكي
  • •         الحفظ باستخدام درجات الحرارة المرتفعة:
  • •         تؤدى درجات الحرارة العالية الى قتل الخميرة وإتلاف الإنزيمات
  • •         تتفاوت فطريات الخميرة في تحملها لدرجات الحرارة
  • •         تم عزل أنواع من الخميرة من أغذية عولجت حراريا ومع ذلك ظهر فيها الفساد تبين أن ذلك يرجع إلى تواجد الخميرة المكونة للجراثيم الزقية حيث قضت المعاملة الحرارية على الخلايا الخضرية ولكنها لم تؤثر على الجراثيم
  • •         لوحظ أن مستوى النشاط المائي للوسط الغذائي يؤثر على فعالية المعاملة الحرارية
  • •         وجد انه عندما يقل النشاط المائي تزيد المقاومة الحرارية ولذا تبستر العصائر المركزة عند 85 وغير المركزة عند 75

البسترة

وهى معاملة حرارية تؤدى إلى قتل الميكروبات المسببة للأمراض ولكنها لا ترفع الحرارة لدرجة الغليان

  • •         عادة تتطلب بسترة عصائر الفواكه درجة اقل إذا أضيف لها مواد حافظة
  • •         يجب حفظ المواد الغذائية التى تم بسترتها عند درجة الحرارة المنخفضة بالتبريد حتى لا تفسد
  • •         التعقيم
  • •         بمعناه العلمي قتل جميع الميكروبات في المادة الغذائية
  • •         هذه الطريقة تصلح للأدوات والاوانى التي تحفظ فيها المواد الغذائية ولكنه لا يصلح للمواد الغذائية لان رفع درجة الحرارة والزمن اللازمين لقتل جميع الميكروبات يؤدى إلى إتلاف الطعم والرائحة والقيمة الغذائية

المواد الحافظة

  • •         هي مواد كيميائية تضاف إلى الأغذية بغرض تثبيط ومنع نمو الكائنات الحية الدقيقة مثل البكتيريا، الأعفان، الخمائر
  • •         يؤدى استخدامها إلى تأخير أو منع أو إخفاء التغيرات غير المرغوبة فى الأغذية
  • •         بعض من المواد الحافظة غير ضار أو ضرره قليل نسبيا مثل المواد الحافظة الطبيعية كالسكر وملح الطعام والنترات والخل وحمض اللاكتيك والتوابل
  • •         هناك ضوابط وقوانين لاستخدام المواد الحافظة وغيرها من المضافات الغذائية (مكسبات اللون والطعم ومحسنات القوام) تحدد الكميات المسموح بها
  • •         في حالة زيادة الكمية عند الحدود والمسموح بها فإنها قد تؤدي إلى مضاعفات خطيرة مثل تكوين الأورام السرطانية، التأثير على وظائف القلب، والكبد والكلى
  • •         لذا فان منظمات وإدارات الأغذية هي التي تقوم بوضع القوانين الخاصة بالمضافات الغذائية
  • •         آلية تأثير المواد الحافظة
  • •         التأثير على جدار الخلية
  • •         التأثير على غشاء الخلية
  • •         التأثير على النشاط الانزيمى
  • •         أمثلة للمواد الحافظة المستخدمة
  • •         الأحماض : وتشمل الخليك واللاكتيك والستريك والبنزويك والسوربيك
  • •         ثانى اكسيد الكبريت: مادة حافظة للفاكهة المجففة كالتين والمشمش
  • •         مواد ذات مصدر نباتى زيت البصل زيت الثوم الزعتر زيت النعناع زيت القرنفل زيت الكركم زيت القرفة
  • •         تقاس التراكيز المستخدمة للمواد الحافظة بالجزء في المليون ppm
  • •         هناك بعض الخمائر تقاوم المواد الحافظة الا اذا رفع تركيزها ولكن يؤدى رفع التركيز إلى تغير في طعم المنتج
  • •         المواد الحافظة ذات المصدر الطبيعي لا خوف منها أما المصادر الأخرى فهناك نسبة مسموح بها للإنسان يوميا
  • •         جدير بالذكر انه يمكن استخدام مادة حافظة بمفردها أو خليط من اكثر من مادة
  • •         أثبتت بعض الدراسات مقاومة أنواع من الخميرة مثل Schizosaccharomyces pombe لحمض الخليك والسوربات والبنزوات
  • •         كذلك يؤثر تركيز المادة الحافظة على مدى تثبيطها لأنواع الخميرة فزيادة التركيز يتبعه زيادة في التأثير المثبط
  • •         ثانى اكسيد الكبريت عند تركيز 0.1mM يمنع نمو Kloeckera
  • •         بينما تركيز 3.5mM من المادة نفسها يمنع نمو Saccharomycopsis
  • •         حمض السوربيك يستخدم بتركيز يتراوح بين 250-500
  • •         لا يجب ان تزيد كمية ما يتناوله الإنسان من حمض السوربيك عن 25 ملجم- كجم من وزن الجسم – اليوم
  • •         3- طريقة التخزين
  • •         ويقصد بها الجو المحيط بالمادة الغذائية عند خزنها لحين التوزيع
  • •         في مستودعات التخزين يجب ان يتم التحكم في:
  • •         الحرارة
  • •         الرطوبة
  • •         التهوية
  • •         الاضاءة
  • •         مثلا العسل ذو طبيعة هيجروسكوبية اى له القدرة على امتصاص الرطوبة وبالتالي تعمل الرطوبة على خفض تركيز العسل مما قد يعرضه للتلوث بالخميرة
  • •         وتؤثر درجة الحرارة والرطوبة للمخزن أو مكان العرض على سرعة ظهور الفساد في المادة الغذائية
  • •         بالنسبة لدرجة الحرارة كما ذكرنا تنمو اغلب أنواع الخميرة بين 20 - 30 درجة مئوية
  • •         بعض الأنواع التابعة لجنس kluyveromyces يمكنها النمو عند درجة 45درجة
  • •         بعض الأنواع المتحملة للبرودة يمكنها النمو عند درجة حرارة الثلاجة المنزلية 5-10 درجة وهى التي يخشى منها على فساد الدواجن واللحوم الحمراء (أنواع من Cryptococcus) والبعض يفسد الميونيز وعصير الفاكهة
  • •         يستخلص من ذلك أن التبريد وحده غير كاف لحفظ المواد الغذائية
  • •         يؤدى التخزين في مستودع خلط هواؤه بنسبة من غاز ثاني أكسيد الكربون أو غاز الاوزون إلى احتفاظ الفواكه الطازجة بحيويتها فترة أطول
  • •         استخدام الخميرة في التقنية الحيوية
  • •         استخدمت الخميرة دون علم ما هيتها في مصر القديمة والصين وانحصر استخدامها في صناعة الخبز والمشروبات الكحولية
  • •         في منتصف القرن العشرين بدا ظهور صناعات تعتمد كلية على الخميرة
  • •         عندما اكتسحت موجة التقنية الحيوية وهندسة الجينات المحيط العلمي خضعت خميرة الخباز إلى فيض من الدراسات باستخدام تقنيات معاصرة توجت بمعرفة كثير من وظائف ال6000 جين التي تحملها هذة الخميرة
  • •         بعض مجالات استخدام فطرة الخميرة
    أولا: إنتاج الايثانول
  • •         هناك ثلاثة جوانب لهذا الموضوع
  • •         المشروبات الكحولية
  • •         عجينة الخبز
  • •         البيوايثانول
  • •         1- المشروبات الكحولية
  • •         الايثانول هو عصب هذه الصناعة وبسببها اتسعت آفاق علم الخميرة لأنها صناعة تدر بلايين الدولارات على أصحابها
  • •         تعتمد هذه الصناعة على تخمير السكريات المختلفة بطريقة التخمر الكحولي إلى كحول ايثيلى وثاني أكسيد الكربون
  • •         تعتمد هذه الصناعة على تخمير السكريات (جلوكوز – مالتوز – سكروز) إلى كحول ايثيلى وثاني أكسيد الكربون
  • •         تصل نسبة الكحول في البيرة إلى 3-5%
  • •         والنبيذ 8-12%
  • •         والمشروبات المقطرة 35-40%
  • •         تتطلب هذه الصناعة اختيار السلالة المناسبة والحيطة من التلوث
  • •         المواد الخام المستعملة: شعير – بطاطس – أرز – عنب – مولاس قصب أو بنجر
  • •         2- عجينة الخبز
  • •         عند خلط الدقيق بالماء وإضافة سلالة من خميرة الخباز وعند درجة حرارة مناسبة تحدث عملية تخمر كحولي ويعرف ذلك بارتفاع العجينة
  • •         عند الخبز يتطاير الغاز ويتبخر الكحول الايثيلى ومعه بعض المواد الوسطية لعملية التخمر مثل الالديهدات وحمض البيروفيك والفيورفيورال والتي يعزى إليها الرائحة التي تشتم في الأفران عند الخبيز
  • •         3- البيوايثانول
  • •         أضيف المقطع بيو للتفريق بين الكحول الايثيلى المنتج بواسطة الخميرة وغيرة المنتج بواسطة التفاعلات الكيميائية
  • •         بدا إنتاجه بطريقة تجارية بعد ارتفاع سعر البترول في السبعينات
  • •         استخدمت الدول المنتجة له (البرازيل) عصير القصب والمولاس كمواد خام
  • •         تستعمل دول أخرى المخلفات النباتية بعد تحليلها مائيا إلى سكريات خماسية وسداسية ثم تخمير الناتج بإضافة سلالات من خميرة الخباز
  • •         طن قش الأرز المعامل ينتج 300لتر بيوايثانول
  • •         طن قصب السكر             60 لتر
  • •         البنجر                         116 لتر
  • •         طن الذرة                      375 لتر
  • •         التمر                           280 لتر
  • •         يراعى في سلالة خميرة الخباز المستعملة أن تتصف بالسمات الآتية:
  • •         1- معدل تخمر عالي
  • •         2- مردود عالي من الكحول
  • •         3- تحمل للايثانول المنتج
  • •         4- استهلاك المواد الأولية بكفاءة عالية
  • •         5- قلة إنتاج نواتج الايض الثانوي
  • •         6- القدرة على تحمل تراكيز عالية من السكر والمواد السامة والمثبطة
  • •         7- تحمل تقلبات درجة الحرارة
  • •         8- مقاومة التلوث البكتيري
  • •         ثانيا إنتاج الكتلة الحية:
  • •         مصطلح الكتلة الحية يطلق للدلالة عل النمو الميكروبي الكثيف (الخميرة – الخيوط الفطرية – البكتيريا)
  • •         يتم إنتاج الخميرة في صورة كتلة حية لإنتاج:
  • •         1- الإنتاج التجاري لخميرة الخباز
  • •         2-إنتاج خميرة العلف
  • •         يتم عمل البادئ ويحقن في صهاريج كبيرة تصل سعتها إلى 40000 لتر BIOREACTOR
  • •         يتم التحكم اتوماتيكيا في إمداد الصهاريج بالمغذيات والهواء بصورة معقمة مع تنظيم درجة الحرارة والرقم الهيدروجيني
  • •         يتكون الوسط الغذائي من
  • •         1- مصدر كربوني: مولاس القصب أو البنجر- مهروس البطاطس أو الذرة أو الأرز
  • •         2- مصدر نيتروجينى: أملاح الامونيوم
  • •         3- أملاح وفيتامينات: (مستخلص خضروات)
  • •         يراقب تركيز السكر باستمرار عند أدنى تركيز له حتى لا تتحول العملية إلى عملية تخمر(بعض الخمائر يمكنها تخمير السكريات إذا وجدت بتركيز عالي حتى في وجود الأكسجين وإنتاج الايثانولCarbetree  effect )
  • •         بعد وصول عدد الخلايا حده الأقصى بعد 18-20 ساعة يتم سحب المنتج وفصله عن الوسط الغذائي وغسله بالطرد المركزي ثم يعامل حسب المواصفات إلى:
  • •         خميرة مضغوطة(70-80%رطوبة) فى صورة قوالب تحفظ فى برادات لمدة2-3 اسبوع
  • •         خميرة جافة نشطة(8% رطوبة) صلاحية عام + تنشيط بالسكر
  • •         خميرة نشطة فورية(5%رطوبة)لا تتطلب تنشيطا
  • •         رغم وجود أوجه شبه في التجهيزات والمعدات اللازمة لصناعة الإنتاج التجاري لخميرة الخباز وخميرة العلف وبين صناعة المشروبات الكحولية إلا أن هناك اختلافات واضحة بين الصناعتين
  • •         من ذالك أن النمو الهوائي ينشط بينما يكبح إنتاج الكحول
  • •         من خصائص سلالة خميرة الخباز المستخدمة:
  • •         1- قدرة عالية على تخمير العجين
  • •         2- سرعة استعمال سكر المالتوز المتوفر في الطحين
  • •         3- تحمل للمواد الحافظة (أملاح البروبينات الذي يضاف لمنع نمو العفن)
  • •         4- تحمل للاسموزية (إضافة ملح الطعام والسكر عند العجين)
  • •         2- إنتاج خميرة العلف
  • •         وتستخدم فيها سلالات من خميرة الخباز ذات محتوى بروتيني عالي
  • •         يتم تنمية سلالات أخرى من الخمائر على فضلات صناعة السكر او الورق او شرش الجبن
  • •         بعد حصاد الكتلة الحية يتم قتل الخلايا عند 110 درجة مئوية وتجمع في صورة مسحوق يضاف إلى عليقه الدواجن او البهائم او الأسماك
  • •         يسمى البروتين المتحصل عليه بهذه الطريقة بروتين احاديات الخلية SCP
  • •         تم إنتاج الكتلة الحية من مشتقات بترولية ولكن وجد لها مخاطر (سمية) على الحيوان والإنسان فتم إيقاف إنتاجها   
  • •         ثالثا إنتاج خميرة الغذاء
  • •         واكب إنتاج البروتين من أحاديات الخلية محاولة إنتاج بروتين ميكروبي صالح للغذاء الادمى للمساهمة في حل مشكلة أزمة الغذاء العالمية
  • •         عند مقارنة إمكانية إنتاج البروتين من الميكروبات بالمقارنة بالمصادر التقليدية برزت أهمية الميكروبات كمصدر جيد للبروتين
  • •         ثور وزنه نصف طن إنتاجه يوميا من البروتين نصف كجم
  • •         نصف طن فول صويا إنتاجه 40 كجم بروتين
  • •         نصف طن من الخميرة إنتاجه يوميا 50 طن بروتين
  • •         الأبقار     1كجم عليقه    14جم بروتين     68 جم لحم
  • •         الدجاج    1كجم عليقه    49جم بروتين     240 جم لحم
  • •         الفيوزاريوم 1كجم كربوهيدرات ونيتروجين   136 جم بروتين    1080 جم كتلة حية
  • •         حامت كثير من الشبهات حول البروتين المستخلص من هذه الخلايا وخلوه من المواد التي تضر بصحة الإنسان
  • •         البروتين الميكروبي المصرح باستخدامه في بريطانيا فهو ما يعرق تجاريا بالبروتين الفطري وهو عبارة عن ميسيليوم فطر Fusarium graminearum
  • •         حاليا ينحصر استخدام الخميرة في تغذية الإنسان على خميرة الخباز فقط كمصدر بروتيني بحد أقصى 30 جم خميرة مجففة في اليوم لارتفاع نسبة الأحماض الامينية
  • •         إنتاج خميرة الغذاء
  • •         إنتاج البروتين الميكروبي
  • •         إكساب رقائق البطاطس نكهة اللحم
  • •         تحضير بودرة الشوربة أو المرق
  • •         تدخل في تركيب كثير من البيئات الغذائية
  • •         رابعا: إنتاج الإنزيمات والفيتامينات والصبغات
  • •         تأتى الخميرة في المرتبة الثالثة بعد الفطريات الخيطية والبكتريا في استغلالها تجاريا لاستخلاص الإنزيمات
  • •         يستثنى من ذلك إنزيم الانفرتيز الذي يستخرج من خميرة الخباز
  • •         باستخدام تقنية الجينات الحديثة أمكن الحصول على سلالة من خميرة الخباز تنتج إنزيمات ? amylase , glycoamylase  بعد نقل جينات هذين الإنزيمين من أنواع أخرى
  • •         تم الاستفادة من ذلك بتخمير المخلفات النشوية لإنتاج البيوايثانول
  • •         تنتج خميرة كليفيرومايسس إنزيم اللاكتيز وتم الاستفادة من ذلك بإنتاج البيوايثانول من شرش الجبن( الولايات المتحدة ونيوزيلاندة)
  • •         أمكن أيضا الاستفادة من أنواع أخرى من الخمائر في إنتاج إنزيمات الليبيز- السليوليز – جلوكوزيديز – الزيلانيز وكلها لها تطبيقات في الصناعة
  • •         إنتاج الفيتامينات
  • •         خميرة الخباز مصدر جيد ومأمون لفيتامين ب المركب والذى يباع في الصيدليات كحبوب خميرة
  • •         B1,B2,B6,B12
  • •         الأصباغ
    • لبعض أنواع من الخميرة القدرة على إنتاج صبغات صفراء وحمراء تستخدم في تلوين الغذاء وهذا لا يتم الآن لعامل السمية
    • •         خامسا: الخميرة وهندسة الجينات
    • •         منذ انطلاق تقنية هندسة الجينات استحوذت البكتريا عامة وبكتيريا القولون خاصة على معظم الدراسات في هذا المجال
    • •         وحيث أن البكتريا من بدائيات النواة فان فائدتها محدودة فيما يتعلق بحقيقيات الانوية
    • •         لذا اتجهت الأنظار إلى الخميرة لتكون أداة أخرى في هذه الدراسات وتم عمل خريطة جينية اشترك في إعدادها 100 معمل حول العالم
    • •         تضم المادة الوراثية في الخميرة 16 كروموسوم يحوى من 5000-10000 جين وتبلغ تتابعات النيوكليتيدات من 10 إلى 15 مليون
    • •         فرضت خميرة الخباز نفسها في بحوث الهندسة الوراثية المتعلقة بالإنسان للأسباب التالية:
    • •         تشابه آلية تخليق البروتين في كليهما
    • •         عدم تكوين الخميرة لسموم داخلية كما هو الحال في بكتريا القولون
    • •         حجم خلية الخميرة يسمح باستيعاب كمية كبيرة من DNAمقارنة بالبكتيريا
    • •         مكاسب استخدام الخميرة في هندسة الجينات
    • •         بحوث الهندسة الوراثية في الإنسان
    • •         إنتاج الانسولين البشرى
    • •         إنتاج الانتروفيرون
    • •         تطوير لقاح لمرض الايدز
    • •         سوماتوستاتين (عقار لعلاج الأورام)
    • •         لقاح ليوكين يستخدم في زراعة نخاع العظام
    • •         سادسا: استخدام الخميرة في المجال البيئي
    • •         تستخدم في تقنية معالجة المخلفات الصناعية حيث لوحظ قدرة خميرة الخباز على تجميع بعض المعادن الثقيلة مثل اليورانيوم على جدرها أو في السيتوبلازم (التيتانيوم)
    • •         الخميرة القاتلة
    • •         هو قدرة بعض سلالات الخميرة على إيقاف نمو وقتل خميرة أخرى مجاورة لها في الطبيعة أو المزارع المعملية
    • •         يتم التركيز على دراسة هذه الظاهرة على سلالات الخميرة ذات الأهمية الصناعية اذ يتم انتقاء سلالة لها القدرة على افراز سم يؤثر على الخميرة الدخيلة (الملوثة)
    • •         يمكن وضع الخميرة بالنسبة لهذه الظاهرة في ثلاث فئات:
    • •         قاتلة وحساسة ومقاومة
    • •         سلالات الخميرة القاتلة تفرز سما Toxin  يسمى بعامل K zymocin
    • •         هذا السم عبارة عن بروتين يوجد في السيتوبلازم او على كروموسوم النواة
    • •         يؤثر في الخميرة الحساسة له بتعطيل نفاذية الغشاء الخلوي أو بمنع قدرته على تخليق الدنا أو منعه من التبرعم أو تكوين الجدار الخلوي
    • •         أثبتت الدراسات أن السلالة الحساسة تفتقر لوجود هذا الجين الخاص بإنتاج السم
    • •         بعض الخمائر القاتلة متخصصة
    • •         البعض الآخر يمكنه أن يؤثر على أكثر من جنس ونوع من الخمائر
    • •         درست ظاهرة الخميرة القاتلة في خميرة الخباز وتتلخص ملامحها كالتالي:
    • •         تكون هذه الخميرة 3 أنواع من السموم هي: K1,K2,K28
    • •         العامل المؤثر على نشاط كل منهم هو الرقم الهيدروجينى ودرجة الحرارة
    • •         هذه السموم ذات طبيعة بروتينية تؤثر في الخميرة الحساسة لها
    • •         تنشأ هذه البروتينات من بلازميدة تتركب من RNA مزدوج الشريط
    • •         يقوم احد أشرطة RNA بتخليق السم ويقوم الآخر بتخليق عامل مناعة منه للخلية المكونة له
    • •         أمثلة لبعض الخمائر القاتلة:
    • •         Saccharomyces  cerevisae (dsRNA plasmid)
    • •         Kluveromyces lactis (linear RNA plasmid)
    • •         Pichia acaciae
    • •         Picchia kluyveri (Chromosomal)
    • •         Cryptococcus humicola
    • •         فطريات الخميرة ذات الأهمية الطبية
    • •         يتزايد الاهتمام باستخدام خميرتى S. cerevisiae, Sch. Pombe في البحوث الطبية للاعتبارات التالية:
    • •         المعرفة التامة للجينوم في كل منهما (في خميرة الخباز 5885جين يمثلها حوالي 12مليون تتابع نيوكليتيدى)
    • •         وجود أوجه شبه كثيرة بين الجينات البشرية (جينات بعض الأمراض الوراثية في الإنسان )وبعض جينات خميرة الخباز
    • •         ترتبط دراسة فطريات الخميرة ذات الأهمية الطبية بمجالين هما:
    • •         الخميرة المستخدمة في البحوث الطبية
    • •         الخميرة الممرضة
    • •         المجالات التي تستخدم فيها الخميرة لخدمة البحوث الطبية
    • •         علم السرطان من خلال تفهم انقسام الخلية السرطانية (دراسة الية دورة الخلية) دراسة الجينات المسرطنة عند نقلها إلى الخميرة ومتابعة تأثيرها البيوكيميائى
    • •         علم الصيدلة والسموم دراسة الية عمل الدواء اختبار تأثير بعض السموم
    • •         علم الفيروسات دراسة الأجسام المضادة لإنتاج الفاكسينات
    • •         علم الوراثة إنتاج البروتينات العلاجية المساهمة في اكتشاف مسببات الأمراض الوراثية وضع خارطة للجينوم البشرى
    • •         الخميرة الممرضة
    • •         توضع أجناس الخميرة الممرضة للإنسان غالبا تحت مجموعة الفطريات الانتهازية ولكن في بعض الأحيان توضع تحت مجموعة الفطريات الجهازية
    • •         من أجناس الخميرة التي تم عزلها من الإنسان وبعض الحيوانات تنحصر في التالي:
    • •         Candida spp, Cryptococcus, Rhodotorula, Trichosporon, Geotrichum
    • •         بعض الخمائر تظهر على أطباق بترى بصورة خميرية بينما على الأنسجة تأخذ صورة خيطية
    • •         في المقابل فان بعض الفطريات الخيطية تظهر على أطباق بترى بصورة خيطية وعلى الأنسجة بصورة خميرية
    • •         لذا تعرف هذه الفطريات والخمائر بأنها ثنائية الشكلDimorphic
    • •         ما هي أسباب الإصابة بالخميرة
    • •         انخفاض قدرة الجهاز المناعي
    • •         استخدام الأدوية المثبطة للمناعة
    • •         كثرة استخدام الكورتيزون
    • •         الإصابة بمرض الايدز
    • •         أهم الاجناس المسببة للأمراض
      جنس كانديدا
      Candida sp.
    • •         أهم الأنواع وأكثرها ضراوة هو كانديدا البيكانز   C. albicans
    • •         تعيش هذه الخميرة في بعض الأوساط الطبيعية مثل مياه الشرب وحظائر الماشية والدواجن
    • •         كما توجد بكثرة في عنابر المستشفيات وعزلت من وسائد وأغطية المرضى الذين يعالجون من هذا الداء
    • •         في الإنسان توجد هذه الخميرة ضمن الفلورا الطبيعية للفم والقناة الهضمية والمهبل حيث تعيش في صورة تعايش سلمى حيث تتغذى بصورة رمية على بقايا الطعام في الفم
    • •         أما في الأمعاء فتنافس البكتريا على بقايا الكربوهيدرات
    • •         أما في المهبل فيتزايد عددها أثناء فترة الحمل نظرا لزيادة إفراز الجلايكوجين وإفراز حمض اللاكتيك بواسطة البكتيريا مما يجعل الوسط حامضيا فيزدهر نموها
    • •         عوامل الإصابة بالكانديدا البيكانز
    • •         1- انخفاض قدرة الجهاز المناعي بسبب استخدام العقاقير المثبطة للمناعة مثل الكورتيزون أو بسبب الإصابة ببعض الإمراض الخطيرة مثل السل والسرطان
    • •         2- استخدام المضادات الحيوية لفترة طويلة لماذا؟ حيث تحدث المضادات الحيوية خللا بتوازن الفلورا الطبيعية
    • •         3- الإصابة بداء البول السكري وخاصة عند النساء يشجع الكانديدا على النمو في منطقة المهبل وما حولها
    • •         4- الضعف العام الناتج عن سوء التغذية حيث تطغى الكربوهيدرات والسكريات على بقية الاحتياجات الغذائية
    • •         5- حدوث تلوث بعد أو أثناء العمليات الجراحية وذلك باستعمال أدوات جراحية تلوثت بطريقة ما كما يحدث أحيانا عند استخدام القسطرة
    • •         6- أثناء الولادة حيث تصل الخميرة إلى فم المولود وجلده من إفرازات المهبل
    • •         وصف خميرة كانديدا البيكانز
    • •         يلاحظ تغير نمو كانديدا البيكانز تبعا لنوع الوسط الغذائي ودرجة حرارة التحضين والتهوية
    • •         عند استخدام منابت غنية مثل سابورود أو مستخلص المولت وتحضين الأطباق 25 درجة تظهر مستعمرات مرتفعة ناعمة لامعة ذات لون ابيض او كريمي
    • •         الطور الخميرى ذو خلايا بيضاوية أو مستديرة وقد تميل إلى الاستطالة
    • •         يتميز الميسيليوم الكاذب بتكوين جراثيم كلاميدية مستديرة وسميكة في اطرافه (صفة  تفريقية بينها وبين الفطريات الحقيقية)
    • •         يتميز هذا النوع ايضا بان الخلايا تكون انابيب انبات بدلا من البراعم
    • •         إصابات الإنسان بالكانديدا
      1- إصابات سطحية

إصابات جهازيه

الاختبارات التشخيصية

  • •         1- الفحص المجهرى
  • •         2- زراعة العينة (الصفات التشخيصية)
  • •         3- الاختبارات المصلية وتتم عادة عند وجود إصابات جهازيه حيث تدل القيم العالية للأجسام المضادة على وجود إصابات عميقة

جنس كربتوكوكسCryptococcus

  • •         أهم أنواعه كربتوكوكس نيوفورمانس
  • •         توجد في مختلف الأوساط ولكنها تتواجد بكثرة في البراز الجاف للطيور عامة والحمام بصفة خاصة
  • •         تستطيع العيش في زرق الحمام الجاف غير المعرض للشمس لمدة عام تقريبا وهو مصدر الإصابة
  • •         تحدث الإصابة باستنشاق عدد كبير من الخلايا واستقرارها في الرئة وعند ضعف جهاز المناعة تستقر في أنسجة الرئة وتنتقل عبر الجهاز الدوري حتى تصل إلى الجهاز العصبي المركزي وقد تؤدى هذه الإصابة إلى الوفاة

الاختبارات التشخيصية

  • •         الفحص المجهرى والتعرف على وجود الكبسولة
  • •         زراعة العينة حيث تظهر المستعمرات مخاطية المظهر وبزراعتها على بيئة حمض الكافيك تتكون صبغة الميلانين
  • •         إجراء الاختبارات المصلية