Functionality of Potential Probiotic Bacteria Isolated From Vegetables

تعد الأمعة البشرية نظامًا بيئيًا صاخبًا، موطنًا لتريليونات من السكان المجهريين الذين يساعدون في هضم الطعام والحماية من الأمراض. عندما يتحدث العلماء عن البروبيوتيك، فإنهم يشيرون إلى البكتيريا الحية التي، عند استهلاكها بكميات مناسبة، تميل توازن هذا المجتمع الداخلي نحو الصحة. ولعقود من الزمن، كانت المصادر الأكثر موثوقية لهذه الميكروبات المفيدة هي منتجات الألبان مثل الزبادي والجبن، حيث يتم استزراع بكتيريا معينة لتنجو في رحلتها عبر الجهاز الهضمي. ومع ذلك، يقدم العالم الطبيعي مجموعة واسعة من البيئات الأخرى التي قد تختبئ فيها هذه الكائنات المفيدة. فالخضروات والفواكه والأطعمة النباتية المخمرة تعج بالحياة، ومع ذلك، لا تزال البكتيريا المحددة التي تعيش على جزرة أو ورقة خس غير مستكشفة إلى حد كبير كمصادر محتملة لبروبيوتيك جديد وقوي. ويكمن التحدي في العثور على سلالات ليست ودودة فحسب، بل قوية أيضًا بما يكفي لتتحمل حموضة المعدة القاسية وأملاح الصفراء في الأمعاء، مع القدرة أيضًا على تثبيط المسببات المرضية الضارة.

لقد شرع فريق من الباحثين في استقصاء هذه الإمكانات غير المستغلة من خلال جمع عينات طازجة من الجزر والشمندر والـ "جوتوكولا" (Centella asiatica) والخس. كان هدفهم هو عزل بكتيريا حمض اللاكتيك التي تعيش على هذه الخضروات وتحديد ما إذا كان أي منها يمتلك السمات المحددة المطلوبة للعمل كبروبيوتيك. بدأوا بزراعة البكتيريا في بيئة مختبرية، واختاروا بعناية المستعمرات التي بدت مختلفة عن بعضها البعض. ومن خلال سلسلة من الاختبارات الصارمة، فحصوا مدى قدرة هذه البكتيريا على تحمل الظروف القاسية للأمعاء البشرية. فقد عرضوا المزارقات لبيئات حمضية تشبه حمض المعدة، واختبروا قدرتها على البقاء في الصفراء، وهو سائل هضمي يكسر الدهون. كما تحققوا مما إذا كانت البكتيريا تستطيع إنتاج الغاز، وهي سمة غير مرغوب فيها غالبًا في الغذاء، وقاسوا قدرتها على محاربة المسببات المرضية الخطيرة مثل السالمونيلا (Salmonella) والمكورات العنقودية (Staphylococcus).

من بين عشر سلالات بكتيرية تم عزلها، برزت واحدة كفائزة واضحة. أظهرت هذه العزلة المحددة، التي وُجدت في جزرة، مرونة مذهلة. فبينما ماتت العديد من البكتيريا الأخرى عند تعرضها لبيئة شديدة الحموضة ذات أس هيدروجيني (pH) يبلغ 3، ظلت هذه السلالة قوية، حيث أظهرت انخفاضًا طفيفًا جدًا في تعدادها. كما أثبتت أنها قوية بشكل استثنائي ضد أملاح الصفراء، حيث نجت من تركيزات 0.3 بالمائة وحتى 0.7 بالمائة دون أن تفقد حيويتها. وفي الاختبارات المصممة لمعرفة ما إذا كانت البكتيريا يمكن أن تحمي من العدوى، أنتجت هذه السلالة نفسها منطقة تثبيط بلغت 11.5 مليمترًا ضد السالمونيلا التيفية (Salmonella Typhimurium) و10.73 مليمترًا ضد المكورات العنقودية الذهبية (Staphylococcus aureus)، مما أدى فعليًا إلى منع نموهما. وخلافًا لبعض البكتيريا الأخرى التي تنتج الغاز عند تناول السكر، ظلت هذه السلالة صامتة، وهي سمة مرغوبة في التطبيقات الغذائية. علاوة على ذلك، أظهرت القدرة على البق في درجات حرارة عالية، حيث تحملت حرارة تصل إلى 70 درجة مئوية لمدة ساعة، مما يشير إلى قدرتها على تحمل طرق معالجة الأغذية المختلفة.

وللتأكد من ماهية هذه البكتيريا المرنة تمامًا، لجأ الباحثون إلى التحليل الجيني. قاموا بتسلسل جزء محدد من الحمض النووي للبكتيريا، المعروف باسم جين 16S rRNA، وقارنوه بقاعدة بيانات عالمية ضخمة من الشفرات الجينية المعروفة. كانت النتائج مفاجئة؛ فبينما تشترك السلالة الجديدة في أوجه تشابه مع نوع معروف يسمى Lacticaseibacillus rhamnosus، إلا أنها لم تكن مطابقة تمامًا. كان التشابه الجيني عاليًا، لكنه لم يكن عاليًا بما يكفي لتصنيفها كسلالة معروفة. كانت الاختلافات كبيرة بما يكفي لاستنتاج أن هذه كانت نوعًا غير معروف سابقًا من البكتيريا. أطلق الباحثون رسميًا على هذا الاكتشاف الجديد اسم Lacticaseibacillus rhamnosus OUSLNIMADU وأودعوا تسلسلها الجيني في قاعدة البيانات الدولية، مما أضاف مدخلًا جديدًا إلى السجل العلمي للحياة على الأرض.

تمثلت الخطوة النهائية في الدراسة في إعداد هذه السلالة الجديدة للاستخدام المحتمل في المنتجات الغذائية. ولأن البروبيوتيك هش وغالبًا ما يموت أثناء التصنيع أو التخزين، استخدم الباحثون تقنية "الكبسلة" لحمايته. فقد خلطوا البكتيريا مع محلول مشتق من الأعشاب البحرية، يُعرف باسم "الألجينات"، ودفعوا الخليط عبر إبرة لتشكيل حبيبات صغيرة تشبه الهلام. عملت هذه العملية كغلاف واقٍ، يحمي البكتيريا من البيئة. وقد أثبتت هذه الطريقة فعاليتها العالية، حيث نجح 91 بالمائة من البكتيريا في الاحتجاز داخل الحبيبات. تشير هذه الكفاءة العالية إلى أنه يمكن تعبئة هذه السلالة وتوصيلها بأمان، مع الحفاظ على فوائدها الصحية حتى تصل إلى المستهلك. وتخلص الدراسة إلى أن الخضروات، وخاصة الجزر، تعد مصدرًا حيويًا وغنيًا لبكتيريا البروبيوتيك الجديدة التي يمكنها النجاة في رحلتها عبر جسم الإنسان وتقديم الحماية ضد المسببات المرضية الضارة، مما يفتح الباب أمام أطعمة صحية نباتية جديدة.