استفاده از فرآیند فشار بالا یک امکان بالقوه برای فرآوری و نگهداری موادغذایی به شمار می آید. این فرآیند قادر به غیرفعال ساختن میکرواورگانیزمها و آنزیمها بوده و بکارگیری این فناوری در صنایع غذایی نیازمند شناخت سازوکار و سینتیک فشار در تخریب و نابودی و یا غیرفعال کردن میکرواورگانیزمها، آنزیمها و پروتئینها می باشد1)و(2 . اولین گزارشها در مورد تأثیر فشار ایزواستاتیک بر میکروارگانیزمها توسط Cretes در سال 1883 منتشر گردید. او باکتریهای زنده ای را در عمق5100 متری دریا مشاهده نمودار [ 3] همچنین اثر استفاده از فشار بالا برای نگهداری شیر توسط Hit و همکاران در دانشگاه ویرجینای غربی مورد بررسی قرار گرفت.
اصولا سلولهای رویشی مخمرها وکپک ها نسبت به فشار حساس هستند و در فشارهای 300 - 600 مگاپاسکال غیرفعال می شوند .اما باکتریها نسبت به فشار بسیار مقاوم بوده و غیر فعال نمودن آنها نیازمند اعمال فشارهای بالاتر است . مقاومت باکتریها در مقابل فشار متفاوت است .
شکلهای گرد یا کوکسی نسبت به شکلهای، باسیل یاکشیده و نیز باکتری های گرم مثبت نسبت به باکتر یهای گرم منفی مقاومترند . علاوه بر این ثابت شده است که هاگهای باکتریها مقاوم ترین اشکال میکروبی نسبت به فشار به شمار می آیند.
در این بین اعمال فشارهای کمتر از حد کشندگی در میکروارگانیزم ها سبب تغییر در فعالیتهای حیاتی و متابولیکی آنها می شود مثلا " اعمال فشارهای 200 تا 400 مگاپاسکال سبب جوانه زنی اسپور باکتر یها و یا اعمال فشارهای 200-50 مگاپاسکال در مخمرها سبب تغییر در ترشح متابولیتهای آنها می گردند .
نتایج برخی از آزمایشها نشان می دهد که اعمال فشار سبب تأخیر در رشد سلولهای مخمر سویه و کاهش IFo 2347 تعداد سلول 106)* 5سلول در میلی لیتر) در فاز لگارتیمی می گردد و فشار بیش از 40 مگا پاسکال تقسیم سلولی را کاملاً متوقف می سازد.
فشار ایزواستاتیک در محدوده 100 مگا پاسکال و بالاتر سبب ایجاد جهش در سلولهای مخمر و تولید شکل های چهارتایی و دوتایی می شود و ساختمان حیاتی سلول را تحت تأثیر قرار می دهد.
فشارهای بالاتر از 150 مگا پاسکال سبب آسیب به غشاء و ساختار پروتئینی مخمر شده و باعث مرگ سلول می گردد8) و (9مشاهده شده است که فشار ایزواستاتیک 60 مگا پاسکال سبب افزایش اسیدی شدن و کاهشpH واکوئل می گردد که به نظر می رسد دلیل این امر تولید دی اکسید کربن و احتمالا افزایش فعالیتها ی آنز یمی و ترشح متابولیتها توسط مخمر باشد.
در سالKilbanov 1983 ثبات آنزیم اینورتاز حاصل از مخمر Saccharomyces cerevisiaeتحت فشارهای بالا را مورد بررسی قرار داد ودریافت که در دامنه 250مگاپاسکال آنزیم دارای ثبات نسبی بوده و نیمه عمر این آنزیم 200 ± 15 دقیقه است و برای غیرفعال شدن نیازمند فشارهای بالاترمی باشد.
هدف از این پژوهش بررسی اثر فشار هیدرواستاتیک درافزایش فعالیتهای حیاتی مخمر از جمله ترشح آنزیم می باشد که نقش مهمی در بهره وری بیشتر از این میکروارگانیسم درصنایع تخمیر ی و بخصوص صنایع پخت دارد.
مواد و روشها
خالص سازی و تهیه استوک حاوی سویه
مورد آزمایش: مخمرنانوایی واریته تجاری
Saccharomyces cerevisiaeاز شرکت ایران ملاس خریداری گردید . تحت شرایط سترون 11 گرم سلول مخمر با 99 میلی لیتر آب سترون مخلوط و تعلیق میکروبی تهیه گردید . تعلیق میکروبی آماده شده در رقتهای10تا 108سلول در میلی لیتر تهیه گردید .و آنگاه این رقتها بر روی محیط PDA به روش خطیTrisector شت داده شده و در دمای 30 درجه سانتی گراد به مدت 24 ساعت گرمخانه گذاری شدند.
از پرگنه های تکی مجدداً بر رو ی محیط جدید کشت خطی تهیه شد این عمل 3 بار به طور متوالی تکرار گردید هدف از این کار اطمینان از تهیه کشت خالص بود . از بشقابهای سوم پرگنه های تکی انتخاب شدند و از این پرگنه ها بر روی محیطهای شیب دار PDA در تیوپ کشت به عمل آمد پس از گرمخانه گذاری و رشد بر روی این محیط ها، لوله های آزمایش به عنوان منبع کشت خالص مورد استفاده قرارگرفت به این ترتیب 8 کشت مخمر در 3 تکرار تهیه گردید . از منبع مخمر که قبلا " بر روی محیط شیب دار تهیه شده بودند تحت شرایط سترون سوزن آنس به طور جز ئی با پرگنه ها آغشته شده و این سوزن واردمحیط YPD در لو له ها تلقیح گردید.
پس از طی دوره گرمخانه گذاری یک میلی لیتر از آن به ارلن مایرهای حاوی100 میلی لیتر YPDتلقیح شد . و مجددأ گرمخانه گذاری گردید 30) درجه سانتی گراد به مدت 24 ساعت (. سلو لهای مخمر از محیط کشت توسط دستگاه نیروی گریز از مرکز 3000) دور در دقیقه و به مدت 20 دقیقه) جداسازی و با بافر فسفات 0/1 مول (pH=7)سه بار شستشو شدند و سپس در مقیاس McFarlane تعلیق مورد نظر آماده شد . از تعلیق به میلی لیتر لوله های دربدار سترون در حجمهای 1/5 منتقل گردید .
فرآیند اعمال فشار
برای تحت فشار قراردادن نمونه ها ازپرس ایزواستاتیک مدل Dorst 2000 ساخت کارخانه Dorst- Maschinen and An Angen Bov کشورآلمان استفاده گردید نمو نه های حاوی تعلیق مخمر در حدود 108 سلول میلی لیتر به میزان 1 میلی لیتر درون لوله های پلی اتیلن با حجم 1 میلی لیتر به صورت سترون تهیه شده و پس از قرار گرفتن در محیط مایع(آب خالص) تحت فشار ایزو استاتیک قرار می گرفتند. اعمال فشار توسط برنامه داده شده به دستگاه در زمان لازم صورت می گرفت و پس از اعمال فشار نمونه ها به مدت 24 ساعت دردرجه حرارت 4C°نگهداری و سپس مورد میزان CFU ، میزان تولید دی اکسید کربن و فعالیت آنزیمی مورد اندازه گیری قرار گرفتند . میزان فشار، ایزواستاتیک در مقادیر0، 50،75 ،125 ، 100و 150 ، مگاپاسکال به مدت 10 ,5و 15 دقیقه اعمال می شد.
فعالیت آنزیمی مخمر
500 میکرولیتر از تعلیق مخمرمعادل عدد ی مقیاسMcFarlane به ارلن مایرهای حاوی 50 میلی لیتر ساکارز 0/4 مولار در شرایط سترون افزوده شد . جمعیت میکروبی حدود (1*106) ارلنها به گرمخانه(25 ± 1C°)منتقل گردید. پس از 4 ساعت گرمخانه گذاری ارلنها را خارج کرده و پس از هم زدن ارلنها ، برای یکنواخت شدن جمعیت میکروبی 5 میلی لیتر از محیط مایع حاوی کشت سلول برداشته و به ارلن سترون دیگری منتقل گردید .سپس 15 میلی لیتر محلول DNS به آن اضافه شده و ترکیب حاصل شدید اً هم زده شد .
شامل 66 اسلاید powerpoint
دانلود پاورپوینت استفاده از فشارهای بالای هیدرو استاتیک بر روی مخمر و درصنایع غذایی
