للمرة الثالثة: الخميرة الحمراء: باقي العوامل الموثرة على النمو وإنتاج الصبغة

 مقدمــــــــــة

 كل المقالات التي أقدمها عن الخميرة الحمراء هي للراغبين في معرفة الجديد في العلم (على الأقل بالنسبة لنا كعرب) ثم هي إهداء لمن يريد أن يقوم بأبحاث أو عمل مشاريع ذات قيمة علمية واقتصادية

مصدر النيتروجين Nitrogen source

 لا يوجد بصفة عامة فرق كبير بين ملح كبريتات الأمونيوم بتركيز يتراوح بين 0.25 و 5 مجم/مل، فوسفات الأمونيوم، أو الببتون، كمصادر للنيتروجين، حيث أن كل من هذه الأملاح كانت لها تأثيرات متشابهة على معدل نمو الخميرة وعلى إنتاج صبغة أستاكسانثين. وقد وجد من ناحية أخرى أن إضافة مستخلص الخميرة إلى بيئة نمو لا تحتوي على فيتامينات بمعدل 9.1 إلى 10 مجم/مل، قد أدى إلى زيادة في إنتاج الصبغة من 156 إلى 524 ميكروجرام/جرام. وعلى أية حال فإن خميرة   Xanthophyllomyces  dendrorhous شأنها شأن باقي الخمائر لا تستفيد من النيتروجين عندما يقدم لها في صورة معقدة أو في صورة مكونات ذات وزن جزيئي كبير، وإنما تحتاج غلى النيتروجين في صورة مكونات ذات وزن جزيئي منخفض مثل الأملاح التي سبق الإشارة إليها.

 تأثير قيمة رقم الأس الهيدروجيني Effect of pH value

 تعتبر قيمة رقم الأس الهيدروجيني أو الـ pH لبيئة النمو أحد أهم العوامل المؤثرة على نمو خميرة  Xanthophyllomyces  dendrorhous . فقد وجد أن درجة الـ pH المثلى لنمو هذه الخميرة  في دوارق النمو، كانت  5.8 .   وهذه الدرجة تختلف قليلاً عن درجة الـ pH المثلى لإنتاج صبغة أستاكسانثين وهي 5 كما وجدها العلماء . وعندما يكون رقم الـ pH  في المدى من 4 إلى 7، فإن اختيار المحلول المنظم للبيئة يكون هو العامل المحدد لإنتاج صبغة أستاكسانثين، حيث وجد أن المحلول المنظم فوسفات الصوديوم، كان له تأثير مثبط على إنتاج الصبغة بالمقارنة بمحلول هيدروجين فثاليت البوتاسيوم Potassium hydrogen phthalate، وذلك عند نفس قيمة رقم الـ pH. وفي المخمرات التي يضبط فيها الـ pH  آلياً، دون الحاجة إلى محلول منظم، وجد أن رقم  الـ pH الأمثل لإنتاج صبغة أستاكسانثين، هو 4.5. وعلى كل حال فقد وجد كثير من الباحثين أنه يمكن الحصول على إنتاج مرضي عند درجات pH تتراوح بين 4.5 و 6.

 الحرارة Temperature      

 تلعب درجة الحرارة دوراً مؤثراً جداً في إنتاج صبغة أستاكسانثين، حيث أن هذه الخميرة            ليست محبة لدرجات الحرارة المرتفعة، و أقصى درجة حرارة يمكن أن تنمو عندها هي 28°م. درجة الحرارة المثلى لنمو هذه الخميرة وإنتاج صبغة أستاكسانثين ، هي 22°م، رغم أن كثير من الباحثين حددوا المدى  من 14 إلى 25°م كحد أدنى وأعلى على الترتيب لإنتاج صبغة أستاكسانثين، بواسطة خميرة  Xanthophyllomyces  dendrorhous.

 الأكسجين Oxygen

يتم نمو خميرة  Xanthophyllomyces  dendrorhous، وإنتاج صبغة أستاكسانثين، في ظروف هوائية ، وقد وجد أن النمو وإنتاج الصبغة ينخفضان بشدة عندما يكون معدل التهوية أقل من 30 مليمول أكسجين/لتر/ساعة ، حيث تتراكم صبغة بيتا-كاروتين بدلاً من صبغة أستاكسانثين. إن انخفاض درجة التهوية يؤدي إلى سلوك الخميرة مسلك تخمري للسكر، وهذا يقلل من كمية الكتل الحيوية المنتجة من الخميرة وبالتالي يقلل من كمية الصبغة المنتجة.

الضوء Light

 لا ينشط الضوء إنتاج صبغة أستاكسانثين، بواسطة خميرة  Xanthophyllomyces  dendrorhous، على عكس معظم الميكروبات المنتجة للصبغات، فإن الضوء حيث وجد أن محصول الخميرة والصبغة في الظلام وفي الضوء كان تقريباً متساو. إلا أن بعض الباحثين مثل An و آخرون سنة 1996م، وجدوا أن محصول صبغات الكاروتين في وجود الضوء كان ضعف المحصول في عدم وجود الضوء وذلك عند معاملة خميـرة  Xanthophyllomyces  dendrorhous بالمضاد الحيوي أنتيمايسين Antimycin. وقد فسر هؤلاء العلماء ذلك، بأن الأنتيميسين يثبط نظام إنزيمات الأوكسيديز التي تلعب دوراً هاماً في إنتاج صبغة أستاكسانثين، وأن الضوء يعتبر بديل لنظام الأوكسيديز، ولذلك يساعد على نمو الخميرة، ربما بدرجة أفضل من الأوكسيديز الذي تم تثبيطه. وفي دراسة تالية قام بها Storebakken ومساعدوه سنة 2004م وجد أن الضوء الشديد يؤدي إلى زيادة إنتاج أحد مشابهات صبغة أستاكسانثين، وهو المشابه Z    (Z-isomers)، وقد ذكر في نفس البحث أن هذا المشابه يقل في كفائتة كغذاء للأسماك عن المشابهة E . وبناء على ما هو متوفر من معلومات خاصة بتأثير الضوء    على إنتاج صبغة أستاكسانثين، يمكن القول أن وجود الضوء أفضل من عدم وجوده، ولا توجد  حتى الآن دراسات تصف هذا العامل بأنه محدد لعملية الإنتاج .