جذب سموم با دیواره ی سلولی مخمر

روش های مختلفی برای مدیریت اثرات نامطلوب مایکوتوکسین ها در سیستم های پرورشی دامی و طیوری استفاده شده است. هدف از این استراتژی ها جلوگیری از رشد قارچ ها و تشکیل مایکوتوکسین ها با تغییر شیوه های مدیریت خوراک است. اقداماتی که سطح رطوبت خوراک را پایین نگه می دارد یا از آسیب غلات در طول فرآوری جلوگیری می کند، می تواند در کاهش شیوع قارچ های تولید کننده مایکوتوکسین در خوراک موثر باشد، اما جلوگیری از ترشح مایکوتوکسین ها همچنان امری اجتناب ناپذیر است.

در حال حاضر استفاده از محصولات بیولوژیکی طبیعی برای کاهش آلودگی به مایکوتوکسین ها در سیستم های تولیدات حیوانی وجود دارد. یکی از استراتژی های موجود، استفاده از ظرفیت جذب منحصر به فرد کمپلکس های کربوهیدرات در دیواره سلولی مخمر است. استفاده از دیواره سلولی مخمر برای اولین بار در اوایل دهه 1990 در طیور ایجاد شد. این ترکیب در ابتدا به عنوان یک مکمل خوراکی محرک رشد برای بهبود قابلیت جوجه کشی و وزن بدن جوجه های گوشتی استفاده گردید. محققان توانایی مخمر در تغییر الگوهای رشد طیور را به توانایی آن در اتصال به سموم موجود در جیره های مورد استفاده نسبت دادند. مطالعات نشان دادند که مخمر زنده که به جیره‌های جوجه‌های گوشتی حاوی آفلاتوکسین اضافه شدند، منجر به بهبود قابل‌توجهی در افزایش وزن و افزایش پاسخ ایمنی گردید. علاوه بر این، مطالعات آزمایشگاهی به وضوح تا 90٪ جذب آفلاتوکسین توسط سلول های مخمر (وابسته به دوز) را نشان دادند.

مطالعات انجام شده بر روی سلول های مخمر زنده منجر به ارزیابی دقیق تر اجزای مخمر و توانایی این اجزاء در اتصال به مایکوتوکسین ها شد. بررسی ها نشان داده اند که جاذب های آلی تهیه شده از دیواره سلولی مخمر سویه های خاص مانند ساکارومایسز سرویزیه نقش مهمی در استراتژی های کنترل مایکوتوکسین ها در خوراک ایفا می کنند. ساختار دیواره مخمر و بار آن به گونه ای است که محل مناسبی برای اتصال مایکوتوکسین ها را فراهم می کند. فعل و انفعالات بین مولکولی مانند پیوندهای هیدروژنی و نیروهای واندروالس بین پلی ساکاریدهای دیواره مخمر نظیر بتاگلوکان و مانان الیگوساکارید منجر به تشکیل کمپلکس پلی ساکارید-مایکوتوکسین می شود. علاوه بر این، خواص سموم جذب شده یعنی قطبیت، حلالیت و توزیع بار آن ها نیز نقش مهمی در این فرآیند ایفا می کند.

دیواره سلولی مخمرهای ساکارومایسس سرویزیه از بخش پلی ساکارید (90-85%) و بخش پروتئین (10-15%) تشکیل شده است. مانان ها و مانوپروتئین ها بین 30 تا 40 درصد وزن خشک مخمر، بتا-1،3-گلوکان بین 30-50 درصد، بتا-1،6-گلوکان شاخه دار تقریباً 10 درصد و محتوای کیتین حدود 1٪ دیواره سلولی مخمر را تشکیل می دهند.

مطالعات بر روی جذب مایکوتوکسین ها توسط اجزای دیواره سلولی مخمر عمدتاً بر روی سموم فوزاریومی انجام شده است. فریموند و همکاران (2003) نشان دادند که بتا-1،3-گلوکان متقاطع اصلاح شده توسط کربوکسی متیل اتر و نمک هگزا دسیل تری متیل آمونیوم بالاترین توانایی را برای اتصال به زیرالنون (183 میلی گرم در گرم) و سم T-2 (10 میلی گرم در گرم) دارد. تحقیقات نشان می دهد که شکل استری شده β-d-گلوکان در دیواره سلولی مخمر یک عملکرد محافظتی در جوجه های گوشتی در معرض سموم آفلاتوکسین B1، اکراتوکسین A و T-2 به صورت مجزا و ترکیبی دارد. با این حال، تحقیقات انجام شده نشان داده اند که
β-گلوکان های محلول در آب و نامحلول سیستم ایمنی میزبان را تحریک می کنند، ایمنی هومورال و سلولی را تعدیل می کنند و خواص ضد سیتوتوکسیک، ضد جهش زایی و ضد تومورزایی را نشان می دهند. علاوه بر این، آن ها تأثیر مفیدی در مبارزه با عفونت های میکروبی دارند. کاربرد بالقوه گلوکان ها و سایر اجزای دیواره سلولی به عنوان جاذب مایکوتوکسین از خوراک به پایداری کمپلکس ایجاد شده بین دیواره سلولی مخمر+ مایکوتوکسین تحت شرایط دستگاه گوارش بستگی دارد. به گفته محققین جذب زیرالنون در محیط اسیدی و pH نزدیک به خنثی که در نواحی خاصی از دستگاه گوارش غالب است، مؤثرتر است. پتروزی و همکاران (2014) نشان دادند که اتصال اکراتوکسین A توسط ساکارومایسس سرویزیه برگشت پذیر است و پایداری مجموعه دیواره سلولی مخمر+ OTA به نوع سویه ها، pH و غلظت قند بستگی دارد.

منابع

• Freimund S., Sauter M., Rys P. Efficient adsorption of the mycotoxins zearalenone and T-2 toxin on a modified yeast glucan. J. Environ. Sci. Health B Pestic. Food Contam. Agric. Wastes. 2003;38:243–255.
• Petruzzi L., Bevilacqua A., Baiano A., Beneduce L., Corbo M.R., Sinigaglia M. Study of Saccharomyces cerevisiae w13 as a functional starter for the removal of ochratoxin A. Food Control. 2014;35:373–377.
• Piotrowska, M., & Masek, A. (2015). Saccharomyces cerevisiae cell wall components as tools for ochratoxin A decontamination. Toxins, 7(4), 1151-1162.