Biocontrol Potential of Lactiplantibacillus plantarum PR6 Against Aspergillus flavus and Aflatoxin B1 Contamination

تخيل الطعام الموجود على رف مطبخك كأنه مدينة صاخبة. في معظم الأوقات، يكون مكاناً هادئاً، ولكن أحياناً، يقتحم الحفلة غزاة غير مرئيين يُعرفون بالفطريات. هذه الفطريات ليست مجرد ضيوف فوضويين؛ بل هي مسببات مشاكل سامة تترك وراءها نفايات سامة تُسمى "السموم الفطرية" (mycotoxins). أحد أقذر أنواع هذه النفايات هو "الأفلاتوكسين B1" (Aflatoxin B1)، الذي تنتجه فطريات تُعرف باسم Aspergillus flavus. إذا دخلت هذه السموم إلى طعامنا أو أعلاف الحيوانات، فيمكن أن تجعلنا نمرض بشدة، مسببةً تلفاً في الكبد أو حتى السرطان. لفترة طويلة، حاول العلماء تنظيف هذه الفوضى باستخدام منظفات كيميائية قاسية أو حرارة عالية، لكن هذه الطرق غالباً ما تُفسد طعم الغذاء أو قيمته الغذائية، تماماً مثل محاولة غسل سترة رقيقة بجهاز غسيل عالي الضغط.

هنا يظهر أبطال هذه القصة: بكتيريا حمض اللاتيك (LAB). قد تعرفهم بصفتهم "الأشخاص الطيبين" في الزبادي والجبن. هذه الميكروبات الصغيرة والودودة آمنة بشكل عام للبشر. السؤال الكبير الذي طرحه العلماء هو: هل يمكن لهذه البكتيريا الودودة أن تفعل أكثر من مجرد جعل الطعام مذاقه جيداً؟ هل يمكن أن تعمل كفريق تنظيف خارق، يمنع نمو تلك الفطريات السيئة ويقوم فعلياً بتدمير النفايات السامة التي تتركها؟ تغوص هذه الورقة في هذا السؤال تحديداً، لتختبر ما إذا كان نوع معين من هذه البكتيريا الجيدة يمكنه إنقاذ طعامنا من قبضة الفطريات السامة لـ Aspergillus flavus.

---

الشرطي الطيب ضد الفطر الشرير

في هذه الدراسة، أخذ الباحثون سلالة معينة من البكتيريا الجيدة تسمى Lactiplantibacillus plantarum PR6. وجدوا هذه السلالة مختبئة في "البانير" (نوع من الجبن القريش) وقرروا معرفة ما إذا كان بإمكانها لعب دور البطل ضد الفطر السيئ، Aspergillus flavus. تخيل الفطر كمتنمر يحاول السيطرة على الملعب، والبكتيريا كحارس أمن يحاول إيقافه.

أولاً، اختبروا ما إذا كانت البكتيريا تستطيع منع الفطر من النمو تماماً. وضعوا الفطر والبكتيريا معاً في طبق "بتري". والنتيجة؟ كانت البكتيريا فعالة للغاية. في اختبار راقبوا فيه محاولة الفطر للانتشار، قللت البكتيريا نمو الفطر بنسبة هائلة بلغت 92.59%. كان الأمر كما لو أن البكتيريا وضعت درعاً غير مرئي لم يستطع الفطر اختراقه.

فريق التنظيف مزدوج المفعول

لكن إيقاف الفطر عن النمو هو نصف المعركة فقط. ماذا لو كان الفطر قد ترك خلفه بالفعل نفاياته السامة (الأفلاتوكسين B1) قبل وصول البكتيريا؟ أراد الباحثون معرفة ما إذا كان بإمكان البكتيريا تنظيف الفوضى أيضاً. لقد اختبروا ثلاث طرق مختلفة قد تقوم بها البكتيريا بذلك:

1. الفخ اللزج (الارتباط): تخيل البكتيريا كإسفنجة كبيرة ولزجة. اختبروا ما إذا كان بإمكان البكتيريا ببساطة الإمساك بالسم والإمساك به بقوة حتى لا يؤذي أحداً. وجدوا أنه بعد 24 ساعة، أمسكت البكتيريا بالسم وأمسكت به بنسبة تقارب 50.33%. وبعد 48 ساعة، أصبحت أفضل في ذلك، حيث حاصرت 61% من السم. كلما قضت البكتيريا وقتاً أطول مع السم، زادت قدرتها على الإمساك به.

2. السلاح الكيميائي (المادة الطافية الخالية من الخلايا): بعد ذلك، نظروا إلى "الحساء" الذي تعيش فيه البكتيريا، ولكن بدون البكتيريا نفسها. هذا الحساء يحتوي على جميع المواد الكيميائية والإنزيمات التي تفرزها البكتيريا. خلطوا هذا الحساء مع السم. وكانت النتيجة مفاجئة: قام الحساء وحده بتفكيك 52.20% من السم. يشير هذا إلى أن البكتيريا تطلق أسلحة خاصة (مثل الإنزيمات أو الأحماض) يمكنها تدمير السم كيميائياً، حتى في حالة عدم وجود البكتيريا للقيام بالعمل المتسخ.

3. الفريق الكامل (المزرعة الحية): أخيراً، وضعوا البكتيريا الحية والسم معاً في مزيج سائل. كان هذا هو الاختبار النهائي. لم تكتفِ البكتيريا الحية بالإمساك بالسم فحسب، بل قامت بتفكيكه بنشاط. في هذا السيناريو، خفضت البكتيريا مستويات السم بنسبة هائلة بلغت 80.07%. وهذا هو أعلى رقم شاهدو، مما يشير إلى أن البكتيريا تكون في ذروة قوتها عندما تكون حية وتعمل معاً — مستخدمة أجسامها اللزجة للإمساك بالسم بينما تدمر أسلحتها الكيميائية ما لا تستطيع الإمساك به.

ماذا يوجد داخل حقيبة أدوات البطل؟

أراد الباحثون أيضاً معرفة "لماذا" كانت هذه البكتيريا تحديداً جيدة جداً في عملها. نظروا في "الأدوات" التي تحملها البكتيريا في حقيبة ظهرها (ملف ما بعد الحيوية الخاص بها). وجدوا أن البكتيريا أنتجت:

• الإنزيمات: وتحديداً أنتجت الأميليز (الذي يفكك النشا) والبروتياز (الذي يفكك البروتينات)، جنباً إلى جنب مع اليوريز.
• المساعدات المعدنية: استطاعت إذابة الزنك، وهو عنصر غذائي، ولكن من المثير للاهتمام أنها لم تستطع إذابة الفوسفات.
• الأغلفة فائقة اللزوجة: أنتجت مادة لزجة تسمى "السكريات المتعددة الخارجية" (EPS)، والتي تساعدها على الأرجح في الالتصاق بالسم.
• البكتريوسينات: وهي أسلحة بروتينية صغيرة يمكنها قتل الميكروبات السيئة الأخرى.
• الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة: أنتجت حمض اللاكتيك، وحمض الخليك، وحمض البروبيونيك، وحمض البيوتيريك. هذه الأحماض تشبه "الرائحة الكريهة" للبكتيريا، ولكن بالنسبة للفطر، فهي مميتة، حيث تخفض درجة الحموضة (pH) وتجعل البيئة شديدة الحموضة بحيث لا يستطيع الفطر البقاء على قيد الحياة.

الخلاصة

تشير هذه الورقة إلى أن Lactiplantibacillus plantarum PR6 هي حارس شخصي طبيعي واعد جداً لطعامنا. فهي لا تكتفي فقط بمنع نمو الفطر السيئ، بل تقوم أيضاً بتنظيف السم السام الذي يتركه وراءه بنشاط، حيث تقلل منه بأكثر من 80% عندما تكون البكتيريا حية ونشطة.

خلص الباحثون إلى أن هذه البكتيريا يمكن أن تكون مرشحة رائعة لأداة جديدة لسلامة الغذاء. بدلاً من استخدام المواد الكيميائية القاسية، قد نستخدم يوماً ما هذه البكتيريا الودودة كبادئ تخمير في الأطعدة المخمرة أو كرذاذ لحماية المحاصيل بعد الحصاد. ومع ذلك، تشير الورقة إلى أنه بينما كانت النتائج في المختبر مثيرة، فإننا لا نزال بحاجة إلى اختبار ذلك في أطعمة حقيقية مثل الذرة والفول السوداني ومنتجات الألبان لنرى ما إذا كانت ستعمل بنفس الكفاءة عند خلطها بالدهون والبروتينات والألياف الحقيقية. في الوقت الحالي، تبدو هذه البكتيريا الصغيرة المستخرجة من قطعة جبن كبطل كبير في المعركة ضد سموم الغذاء.