چای کمبوچا “مواد زنده” جدیدی را برای کاربردهای حسگر زیستی القا می کند


تهیه چای کومبوچا.  به لایه ژل مانند SCOBY (فرهنگ همزیستی باکتریها و مخمر) توجه کنید.
بزرگنمایی / تهیه چای کومبوچا. به لایه ژل مانند SCOBY (فرهنگ همزیستی باکتریها و مخمر) توجه کنید.

اولگا پانکووا / تصاویر گتی

امروزه ، چای کومبوچا بسیار روشن است و به عنوان یک جایگزین مناسب برای نوشیدنی های الکلی و مزایای سلامتی مفروض ، بسیار روشن است. شیمی موجود در مورد این نوشیدنی تخمیر محبوب همچنین دانشمندان MIT و کالج امپریال لندن را به ایجاد انواع جدیدی از “مواد زنده” سخت وادار کرده است که روزی می تواند به عنوان حسگرهای زیستی برای کمک به تصفیه آب یا شناسایی آسیب استفاده شود ، طبق بسته بندی “هوشمند” مقاله اخیر منتشر شده در Nature Materials.

برای تهیه کومبوچا فقط به سه ماده اصلی نیاز دارید. فقط چای و شکر را با یک فرهنگ کامبوچا ، معروف به SCOBY (فرهنگ همزیستی باکتریها و مخمر) ، همچنین به عنوان “مادر” شناخته می شود ، همچنین به عنوان اسفنج چای ، اسفنج چای یا قارچ مانچوریان ترکیب کنید. (تصور می شود که منشا چای کامبوچا از منچوریا ، چین یا احتمالاً روسیه باشد.) این ماده در اصل شبیه خمیر ترش است. SCOBY به لطف باکتری های فعال موجود در فرهنگ ، مجموعه ای جامد و ژل مانند از الیاف سلولز (بیوفیلم) است که زمینه مناسبی برای تولید مخمر و باکتری ایجاد می کند. شکر را در آب جوش غیر کلره حل کرده ، سپس چند برگ چای دلخواه خود را قبل از دور انداختن در آب قند داغ آغشته کنید.

وقتی چای خنک شد ، SCOBY را اضافه کنید و همه چیز را در یک فنجان یا شیشه استریل شده بریزید. سپس برای محافظت از حشرات ، روی لیوان یا شیشه را با حوله کاغذی یا پارچه پنیر بپوشانید ، بگذارید برای دو تا سه هفته بماند و وویلا بماند! شما کومبوچا خانگی خود را دارید. یک “دختر” جدید SCOBY درست در بالای مایع شناور خواهد بود (از نظر فنی در این فرم به عنوان گلوله شناخته می شود). اما هشدار داده شود: پرهیز از آلودگی هنگام پخت و پز مهم است ، زیرا نوشیدن کومبوچای آلوده می تواند عوارض جانبی جدی ، حتی کشنده داشته باشد. و علی رغم ادعاهایی مبنی بر اینکه نوشیدن چای کومبوچا می تواند پیری ، آرتروز ، سرطان ، یبوست ، دیابت یا حتی ایدز را درمان کند ، تاکنون هیچ مدرک علمی موثقی برای تأیید این ادعاها وجود ندارد.

تخمیر دو نوع دارد: تخمیر الکلی و تخمیر اسید استیک ، و یک کامبوچای واقعا خوب به تعادل کامل بین آنها دست می یابد. مخمر موجود در SCOBY آنزیمی (اینورتاز) تولید می کند که قند را به فروکتوز و گلوکز تجزیه می کند. سپس گلوکز به پیروات ، استالدئید و سرانجام اتانول تجزیه می شود و دی اکسید کربن را به عنوان یک محصول جانبی آزاد می کند تا این ترکیب جذاب کربناسیون را به کامبوچا بدهد.

این مقدار اتانول زیاد نیست ، زیرا باکتری های موجود در SCOBY مقدار زیادی از آن را به اسید استیک تبدیل می کنند. بیش از حد الکل در واقع روند تخمیر را متوقف می کند. بنابراین بیشتر چای های کومبوچا الکل کمتری حتی از آبجو بسیار سبک دارند. (اگر مقدار زیادی قند اضافه کنید و یا اجازه دهید مواد برای مدت زیادی تخمیر شوند ، می توانید غلظت بیشتری از الکل دریافت کنید).

علاوه بر محبوبیت به عنوان یک نوشیدنی ، کومبوچا نوید یک ماده بیولوژیکی مفید را می دهد. به عنوان مثال ، در سال 2016 ، یک استاد لباس ، تجارت و طراحی از ایالت آیووا ، به نام یانگ-آ لی ، به دلیل تحقیقات مبتنی بر شواهد در مورد استفاده از SCOBY خشک به عنوان جایگزین پایدار پوست ، توجه را جلب کرد. وی فکر کرد ساخت لباس ، کفش یا کیف قابل تجزیه زیست بر اساس SCOBY ممکن است.

هنوز موانع متعددی وجود دارد که باید برطرف شود تا SCOBY به عنوان یک جایگزین مناسب ساخته شود ، مهمترین آنها نحوه واکنش مواد به رطوبت هوا (نرم شدن) و دمای پایین (شکننده شدن) است. همچنین برای رشد SCOBY در آزمایشگاه سه تا چهار هفته طول می کشد ، پس از آن خشک و پردازش می شود تا قوام چرمی که برای تولید انبوه مناسب نیست به دست آید. با این حال ، لی فکر می کرد این ماده امیدوار کننده است ، حتی نمونه اولیه ای از یک کفش ژاکت کش باف پشمی و الیاف سلولز است.

این آخرین مطالعه بر اساس کارهای قبلی مهندس موسسه فناوری ماساچوست ، تیموتی لو ، ساخته شده است. اشریشیاکلی برای ساخت بیوفیلم های جاسازی شده با نانوسیم های طلا. این فیلم ها برای کاربردهای گسترده در واقع قابل اجرا نبودند ، بنابراین او با همکارانش در MIT و کالج امپریال لندن همکاری کرد تا روشی را برای تولید مواد سخت تر با استفاده از میکروب ها ابداع کند. کامبوچا یک انتخاب طبیعی بود.

لو و دیگران. نمی تواند از مخمر وحشی که معمولاً در کامبوچا استفاده می شود استفاده کند زیرا اصلاح ژنتیکی آن دشوار است. در عوض ، آنها از مخمرهای آزمایشگاهی ، به ویژه سویه ای به نام استفاده می كنند ساکارومایسس سرویزیهکه سپس آنها را با باکتری بنام ترکیب کردند Komagataeibacter rhaeticus (که می تواند سلولز زیادی ایجاد کند) برای ایجاد “مادر” SKOBI آنها. (“Syn-SCOBY” نامیده می شود.) آنها قادر به طراحی سلولهای مخمری برای تولید آنزیم هایی بودند که در تاریکی می درخشند یا آلودگی ها را حس می کنند و پس از شناسایی آنها را تجزیه می کنند. به عنوان مثال یکی از نمونه های اولیه آنها آلاینده استرادیول را حس می کند ، در حالی که دیگری می تواند لوسیفراز ، پروتئین بیولومینسانس را تشخیص دهد.

برای دستیابی به خصوصیات عملکردی مختلف می توان هر تعداد سویه دیگر را جایگزین کرد. نویسندگان ادعا می کنند که تحقیقات آنها روشی ساده و سریع را برای تولید مواد بیوسنسور با کاربرد گسترده فراهم کرده است. فقط چند روز طول کشید تا “مواد زنده” آنها رشد کرد و آنها دریافتند که می تواند به اندازه کافی وان بزرگ شود – حداقل هزار برابر بیشتر از آنچه که با آن بدست آمد E.coli، به گفته همکار نویسنده تسو-چیه تانگ ، دانشجوی آزمایشگاه لو.

در حقیقت ، محققان همچنین نشان دادند که می توانند این مواد زنده را در چای با شکر پرورش دهند ، با این احتمال که روزی مردم بگویند فیلترهای آب خود را در خانه پرورش دهند. لو گفت: “ما آینده ای را تصور می كنیم كه در آن می توان مواد متنوعی را در خانه یا در تاسیسات تولید محلی با استفاده از زیست شناسی به جای تولید متمركز با منابع فشرده پرورش داد.”

نویسندگان نتیجه گیری می کنند: “ارگانیسم ها سیستم های قابل توجهی برای تولید مواد هستند که قادر به جمع آوری مواد پیچیده با خواص شیمیایی و فیزیکی مختلف هستند و فقط با مواد اولیه ساده شروع می شوند.” “سیستم های مواد مصنوعی قادر به تولید مثل همه این رفتارها وجود ندارند … توانایی کنترل ژنتیکی روند خود مونتاژ مواد مشاهده شده در مواد بیولوژیکی طبیعی می تواند انقلابی ایجاد کند[ize] تولید محصولات برای استفاده در بسیاری از زمینه های زندگی بشر و جامعه. “

DOI: Nature Nature، 2021. 10.1038 / s41563-020-00857-5 (برای DOI).

https://www.youtube.com/watch؟v=YxARRckS9dA

کامبوچا چیست؟ و آیا محدودیتی برای آنچه می توانیم به کامبوچا تبدیل کنیم وجود دارد؟


منبع: khabar-tak.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*