میکروبیولوژی برای نانواها / MICROBIOLOGY FOR BAKERS

نان‌پزی، میکروبیولوژیِ کاربردی است. شاید این نگاه کمی عجیب به نظر برسد، اما فقط اندکی اغراق است. تمام نان‌های خمیرمایه‌ای و خمیرترش شکل و بافت خود را مدیونِ عملِ میکروب‌ها هستند. (این موضوع دربارهٔ نان‌های فطیر یا نان‌هایی که با ورآورهای شیمیایی مانند بیکینگ پودر ساخته می‌شوند، صدق نمی‌کند.) و هر نوع نانی—چه ورآمده چه بدون ورآور—در معرض فساد یا آلودگی به کپک‌ها، باکتری‌ها، ویروس‌ها و سایر انواعِ میکروب‌ها قرار دارد. بنابراین هرکسی که جدی به نان‌پزی می‌پردازد باید زیست‌شناسیِ پایهٔ جاندارانِ ریزاندام را که چنین نقش‌های بنیادی در خلق و تباهیِ نان‌های ما دارند، درک کند.

این فصل را با قارچ‌ها آغاز می‌کنیم: مخمرهایی که در آغازِ بیشترِ نان‌ها حضور دارند و کپک‌هایی که به‌طرزی ناخوشایند به عمر مفیدِ تعداد زیادی از قرص‌ها پایان می‌دهند. در خمیرترش‌ها، مخمرها در کنار انواعِ گوناگونِ باکتری‌های مفید در یک مشارکتِ پُربازده شکوفا می‌شوند، و این دو به روش‌های مشابهی رشد می‌کنند؛ که در ادامه دربارهٔ آن بحث می‌کنیم.

البته باکتری‌ها همیشه مهمان‌های خوش‌آمدِ غذای ما نیستند. هیچ بحثی دربارهٔ میکروبیولوژی در آشپزخانه بدون مرورِ بیماری‌های منتقله از غذا، منابعِ آلودگیِ ایجادکنندهٔ آن‌ها، و راهکارهای عملی برای ایمن نگه‌داشتنِ غذایی که آماده می‌کنید، کامل نخواهد بود.

خبرِ خوب این است که نان از ایمن‌ترین غذاهاست. نانِ فاسد ناخوشایند است، اما به‌ندرت موجب بیماری می‌شود. وقتی افراد بر اثر خوردن محصولاتِ پخته بیمار می‌شوند، تقریباً همیشه دلیلش یا کاربرد و نگه‌داریِ غیربهداشتی است یا—رایج‌تر—پُر‌نپختنِ کافیِ یک مغزی، گلیز یا روکشی که پس از پخت به نان افزوده شده است.

در مقایسه با سرآشپزهای رستوران، نانواها از نظر ایمنیِ غذا کار ساده‌تری دارند. سرآشپزها هر روز با گوشت‌ها و سبزی‌های تازه کار می‌کنند، و غذاهایی سرو می‌کنند که شامل مواد خام یا فقط اندکی پخته هستند. بنابراین آن‌ها باید دربارهٔ همهٔ طیفِ آلاینده‌های میکروبی نگران باشند و از آن‌ها پیشگیری کنند: نه فقط باکتری‌ها و ویروس‌ها، بلکه پروتیست‌ها، کرم‌های انگلی، و پریون‌ها. حتی خطاهای کوچک می‌تواند به شیوعِ بیماریِ ناشی از غذا منجر شود. و حتی وقتی غذا به‌درستی دستکاری می‌شود، گاهی شیوع‌ها به هر حال رخ می‌دهند، چون غذا پیشاپیش آلوده از تأمین‌کننده رسیده است. چون خطرها بسیار بزرگ‌اند، سرآشپزها باید فهرستِ بلندبالایی از قوانین را که توسط یک مرجعِ ملی تدوین شده دنبال کنند—در ایالات متحده، این مرجع «کُدِ غذا»ی منتشرشده توسطِ وزارتِ بهداشت و خدماتِ انسانی است.

سلب مسئولیت / Disclaimer

این کتاب نمی‌تواند و قرار نیست جایگزینِ مشاورهٔ حقوقی دربارهٔ مقرراتِ غذایی در ایالات متحده به‌طور کلی یا در هر حوزهٔ قضاییِ ایالات متحده شود. همچنین ما نمی‌توانیم تضمین کنیم که پیروی از اطلاعات ارائه‌شده در اینجا از بیماری‌های منتقله از غذا جلوگیری خواهد کرد. متأسفانه، متغیرهای بسیارِ مرتبط با آلودگیِ غذا حذفِ کاملِ خطر و پیشگیریِ مطلق از ابتلا را عملاً ناممکن می‌سازد. ما نمی‌توانیم مسئولیتِ مشکلاتِ سلامتی یا حقوقی ناشی از پیروی از توصیه‌های اینجا را بپذیریم. اگر یک واحدِ تجاری را اداره می‌کنید و به عموم غذا سرو می‌کنید، با قوانین و مقرراتِ بهداشتیِ منطقهٔ خود مشورت کنید.

خاستگاه نام‌های علمی / The Origin of Scientific Names

در سال ۱۷۳۵، گیاه‌شناس بزرگ سوئدی کارل فون لینه (که بیشتر با نام لاتینیِ کارولوس لینه‌آس شناخته می‌شود—در آن روزگار مردم نامشان را لاتینی می‌کردند) سامانهٔ نام‌گذاری‌ای را ابداع کرد که هنوز هم روشِ ترجیحی برای رده‌بندی علمیِ جانداران است. در رده‌بندیِ لینه‌ای، هر جاندار یک نامِ علمیِ دو بخشی دریافت می‌کند. بخشِ نخست، سَرده (genus)، همانند نامِ خانوادگی است، در حالی که بخشِ دوم، گونه (species)، به یک نمایندهٔ مشخص از آن تبار اشاره دارد.

یک نامِ علمیِ معمول برای یک باکتری، برای نمونه، Escherichia coli است. در این مثال، Escherichia سرده را نشان می‌دهد و coli به گونه اشاره می‌کند. بر پایهٔ قرارداد، پژوهشگران نامِ کامل را ایتالیک می‌نویسند، حرفِ نخستِ سرده را بزرگ و گونه را با حروفِ کوچک می‌نویسند. شکلِ کوتاه‌شدهٔ نامِ علمی فقط شاملِ حرفِ نخستِ سرده با یک نقطه و سپس نامِ کاملِ گونه است، هر دو به صورت ایتالیک: E. coli.

همین قراردادِ نام‌گذاری تقریباً برای همهٔ جانداران، موجود یا منقرض‌شده، به‌کار می‌رود؛ از این‌رو پادشاهِ دایناسورها Tyrannosaurus rex یا T. rex، و مخمرِ نانوایی Saccharomyces cerevisiae یا S. cerevisiae است. برای اشاره به کلِ یک سرده، گاهی از اختصارِ «spp.» استفاده می‌شود: Lactobacillus spp. یعنی همهٔ گونه‌های درونِ سردهٔ Lactobacillus. چنین گروه‌هایی گاهی به‌طور کلی در حالتِ جمع (و بی‌آنکه بزرگ‌نویسی یا ایتالیک شوند) نیز نام برده می‌شوند؛ برای نمونه، همهٔ گونه‌های Lactobacillus را می‌توان «lactobacilli» نامید.

گونه‌ها در یک سرده خویشاوندانِ نزدیک‌اند: برای مثال L. brevis و L. sanfranciscensis. اما چنین «پسرعموها»یی می‌توانند به‌کلی با هم متفاوت بمانند، هرچند گاهی می‌توانند با هم آمیزش کنند. ما Homo sapiens، برای نمونه، تفاوتِ چشمگیری با نئاندرتال‌های اکنون منقرض‌شده یا H. neanderthalensis داریم.

دانشمندان اغلب اعضای یک گونه را به تقسیماتِ ریزتری—زیرگونه‌ها، سروتیپ‌ها و سویه‌ها—می‌شکنند که بازتاب‌دهندهٔ شباهت‌های ژنتیکی یا ویژگی‌های مشترکند. پاتوژنِ غذاییِ رایج Salmonella enterica، برای مثال، هفت زیرگونه دارد که شاملِ S. enterica enterica—رایج‌ترین نوعِ یافت‌شده در افرادی که از سالمونلای منتقله از غذا رنج می‌برند—می‌شود.

سویه‌ها همان سطحِ رده‌بندی‌ای‌اند که نانواها، آبجوسازان و شراب‌سازان معمولاً به آن اهمیت می‌دهند، زیرا هر سه معمولاً از همان گونهٔ مخمر استفاده می‌کنند: Saccharomyces cerevisiae. بااین‌حال استفاده از یک سویهٔ نانوایی لزوماً نتایجِ عالی به بار نمی‌آورد. سویه‌ها غالباً جداسازی، کِشت و در شرایطِ کاملاً کنترل‌شده نگهداری می‌شوند تا برای موقعیت‌های خاص—مانند ساختِ خمیرترش، نانِ فرانسوی، ال (ale) یا شامپاین—بهترین سازگاری را داشته باشند. قراردادِ نام‌گذاریِ یکنواختی برای سویه‌ها وجود ندارد، اما دانشمندان اغلب بر پایهٔ نتایجِ آزمون‌هایی که برای تمایز میانِ آن‌ها به‌کار می‌برند، به آن‌ها شماره یا نشان‌های دیگری می‌دهند.

دانشمندان سال‌ها دربارهٔ شیوهٔ نام‌گذاریِ ویروس‌ها بحث کرده‌اند. اکنون بیشترِ پژوهشگران سامانهٔ سرده—گونه را برای ویروس‌ها می‌پذیرند، در حالی که غالباً نامِ علمی و غیررسمی را در کنارِ هم می‌آورند: «ویروسِ سرخک» و «ویروسِ دیستمپرِ سگسانان»، برای نمونه، دو گونه در سردهٔ Morbillivirus هستند. نام‌های گونه‌ایِ ویروس‌ها اغلب ایتالیک نوشته نمی‌شوند. غیررسمی، نامِ آن‌ها می‌تواند تک‌واژه‌ای—برای نمونه «norovirus»—یا چند واژه‌ای، مانند «ویروسِ نقصِ ایمنیِ انسانی» که به‌اختصار HIV نیز خوانده می‌شود، باشد.

ادارهٔ غذا و داروی ایالات متحده (FDA)—همچنین نهادهای ایالتی، منطقه‌ای و محلی—قوانینِ مفصلی را تدوین کرده‌اند. ما این قوانین را به‌تفصیل در اثرِ چندجلدیِ خود Modernist Cuisine: The Art and Science of Cooking بررسی کرده‌ایم، جایی که نشان دادیم برخی از آن‌ها بر فرضیاتِ نادرست یا علمِ ناکافی استوارند.

در مقابل، نانواها معمولاً همهٔ موادِ خود را پیش از سرو، کاملاً می‌پزند. خمیر، به‌هرحال، مگر آن‌که تا نزدیکِ نقطهٔ جوش گرم شده باشد، چندان خوش‌خوراک نیست. نان تا دماهایی پخته می‌شود که برای همهٔ میکروارگانیسم‌های غذاییِ بیماری‌زا که معمولاً مردم را بیمار می‌کنند، کشنده است. به بیانِ دیگر، نان وقتی از فر بیرون می‌آید «پاستوریزه» شده است. نان‌ها همچنین بسیار خشک‌اند، که به بسیاری از انواعِ میکروب‌ها اجازه نمی‌دهد به‌آسانی زنده بمانند و قرص‌ها را کلونیزه کنند. پس نانواها نباید دربارهٔ ایمنیِ غذا نگران باشند، درست است؟

نادرست. بله، فرایندِ پخت مجموعه‌ای از خطراتِ ایمنی را به‌شدت کاهش می‌دهد—و این در این واقعیت بازتاب یافته که «کُدِ غذاییِ» FDA در میانِ همهٔ قواعدِ مفصلی که طرح می‌کند، به‌ندرت از نان نام می‌برد. اگرچه پختن میکروب‌ها را می‌کشد، اما لزوماً سمومِ آن‌ها را—ترکیباتِ مقاوم به حرارتی که توسطِ برخی باکتری‌ها ترشح می‌شود و می‌تواند مسمومیتِ غذایی ایجاد کند—نابود نمی‌کند. علاوه بر این، حتی تمیزترین قرصِ نان به محضِ لمس‌شدن با دستِ نشسته، گذاشته‌شدن روی پیشخوانِ آلوده، یا برش‌خوردن با دستگاهِ غیربهداشتی، فوراً «ناپاستوریزه» می‌شود. سرانجام، هر فرآوردهٔ پخته‌ای که با موادِ خام یا کم‌پخته ترکیب شود—مانند یک مغزیِ شیرینی، پاشه‌ای از مغزِ خردشده، یا تَپِنادِ زیتون—به همان اندازهٔ پرخطرترین جزءِ خود امکانِ انتقالِ عفونت دارد.

گاهی فرآورده‌های پخته مردم را بیمار می‌کنند. همان‌گونه که آمارِ زیر نشان می‌دهد، فرآورده‌های پخته (معمولاً کیک) تنها در ۱٪ از بیماری‌های منتقله از غذا که توسط «مرکزهای کنترل و پیشگیری از بیماری‌های ایالات متحده» (CDC) از ۱۹۹۸ تا ۲۰۱۲ رهگیری شده‌اند، نقش داشته‌اند، و تنها یک نفر گزارش شده که در یک همه‌گیریِ مرتبط با نان جان باخته است. اما محتمل است که هر یک از این بیماری‌ها به‌سادگی با پیروی از رهنمودهای صریحِ این فصل قابلِ پیشگیری بوده‌اند.

کُد غذاییِ FDA سال ۲۰۱۳ کمتر از دَه بار از نان یاد می‌کند. سه مورد در بخشِ تعاریف است و چند مورد مربوط به «پودینگِ نان». یکی به استثناهایِ مربوط به خام‌بودن می‌پردازد (آشپز می‌تواند تخم‌مرغ‌ها را بشکند اگر به‌عنوانِ جزءِ نان به‌کار روند که بعداً پخته و در نتیجه ایمن می‌شود). تنها نگرانیِ جدیِ مطرح‌شده دربارهٔ نان، تذکری است که دوبار تکرار می‌شود مبنی بر این‌که در رستوران، نانِ دست‌نخورده‌ای که به یک مشتری سرو شده، نباید دوباره به مشتریِ دیگری سرو شود، به دلیلِ خطرِ آلودگیِ سطحی توسطِ مشتریِ نخست.

ایمن‌تر، اما بی‌خطا نیست

از ۱۹۹۸، CDC پایگاه‌داده‌ای از همهٔ همه‌گیری‌های بیماری‌های منتقله از غذا در ایالات متحده نگه داشته است. از ۱۹۹۸ تا ۲۰۱۲، ۱۶٬۵۷۵ مدخل در این پایگاه‌داده ثبت شد. در بسیاری موارد، غذایی که مسئولِ انتقالِ بیماری بوده هرگز شناسایی نشده است. همه‌گیری‌هایی که معلوم است توسط فرآورده‌های پخته پخش شده‌اند، سهمِ بسیار اندکی از کل دارند، اما رخ داده‌اند. در میانِ مواردِ مربوط به فرآورده‌های پخته، معمولاً نوعی کیک مقصر بوده است.

همهٔ رویدادها:
۱۶٬۵۷۵ همه‌گیری
۳۳۲٬۳۵۵ بیمار
۱۲٬۰۱۳ بستری
۲۸۹ مرگ
رویدادهای مشکوک به نان:
۱۴۲ همه‌گیری
۳٬۴۲۸ بیمار
۶۵ بستری
۱ مرگ

فرهنگ‌جانورانِ میکروسکوپیِ مرتبط با غذا / A BESTIARY OF FOOD-RELATED MICROBES

ریزاندامگانِ ساکنِ درون یا روی غذا مجموعه‌ای شگفت‌انگیز از شکل‌ها، اندازه‌ها و راهبردهای زیستی را دربرمی‌گیرند. کپک‌ها می‌توانند هکتارها را دربر گیرند، و کرم‌های انگلی می‌توانند تا چند متر رشد کنند، در حالی که باکتری‌ها میکروسکوپی‌اند و برخی ویروس‌ها تنها ۲۰ میلیاردُمِ متر قطر دارند. چندتایی از ذراتِ زیستیِ منتقله از غذا که می‌توانند انسان را بیمار کنند چنان ریزند که حتی «زنده» هم به حساب نمی‌آیند: ویروس‌ها، اگر هم «قابلِ بحث»، اما قطعاً پلاسمیدها و پریون‌ها. هر یک از دسته‌های پاتوژنی که اینجا نشان داده شده‌اند (به‌جز کپک‌ها و مخمرها) در کتاب Modernist Cuisine: The Art and Science of Cooking بسیار مفصل‌تر پوشش داده شده‌اند.

کپک‌ها

نانواها کپک‌ها را با فساد پیوند می‌دهند، و این قارچ‌ها مقصرِ رایجِ خراب‌شدنِ نان‌اند. بااین‌همه، کپک‌ها مفید نیز هستند: امروزه برای ساختِ سسِ سویا و اسیدِ سیتریک، و نیز پنیرهایِ مشهورِ رگه‌آبی و پوششِ سفید، به‌کار می‌روند

مخمرها

این قارچ‌های تک‌سلولی امکانِ ساختِ بیشترِ نان‌های ورآمده را فراهم می‌کنند. هرچند Saccharomyces cerevisiae بسیار رایج‌ترین گونهٔ مخمرِ به‌کاررفته در نان‌پزی است، گونه‌های دیگری نیز وجود دارند. به‌ویژه در خمیرترش‌ها، رایج است که گونه‌هایی از Candida و Kazachstania در کنار S. cerevisiae—و انواعِ گوناگونِ باکتری‌های اسیدساز—رشد کرده و تخمیر کنند. همهٔ مخمرها مفید نیستند؛ Zygosaccharomyces bailii گاهی مسئولِ خراب‌کردنِ غذاهای اسیدی و شیرین، مانند کچاپ و شیره‌ها، است.

باکتری‌ها

شاید مشهورترین شکلِ حیاتِ تک‌سلولی‌اند: گوناگون، سرسخت و بسیار سازگار. باکتری‌ها می‌توانند از بیش از هر پاتوژنِ دیگری بیماری‌های منتقله از غذا ایجاد کنند، زیرا می‌توانند پیش از مصرف روی غذا تکثیر شوند. اما گونه‌ها و سویه‌های مفیدِ باکتری‌ها نیز در خمیرترش‌ها و همچنین در رودهٔ انسان کارکردهای غیرقابل‌جایگزینی دارند. حتی ممکن است تنها با استفاده از باکتری‌ها نان را ورآورد .

پریون‌ها / Prions

پریون‌ها استثنایی قابلِ توجه بر قاعدهٔ منشأ میکروبیِ بیماری‌های منتقله از غذا هستند. پریون‌ها پروتئین‌های دفرمه‌شده‌ای‌اند که، هرچند قادر به همانندسازی‌اند، جاندار به‌شمار نمی‌آیند. آن‌ها کوچک‌ترین پاتوژن‌های شناخته‌شده‌ای‌اند که انسان را بیمار می‌کنند و می‌توانند درونِ مغزِ انسان انباشته شوند و بیماریِ Creutzfeldt–Jakob را ایجاد کنند که اغلب پیش از کشتنِ قربانیان، دیوانگی به همراه دارد. یک واریانتِ نادر از این بیماری با خوردنِ گوشتِ گاوِ آلوده به بیماریِ جنونِ گاوی—یک انسفالوپاتیِ اسفنجيِ گاوی (BSE) که آن هم توسطِ پریون‌ها ایجاد می‌شود—پیوند داده شده است.

پریون‌ها پروتئین‌هایی باورنکردنی پایدارند و هیچ میزانِ پختن نمی‌تواند آن‌ها را نابود کند؛ حتی از خاکسترِ گاوهای سوزانده‌شده نیز جداسازی شده‌اند. همچنین در برابرِ موادِ شیمیایی و گندزداهای فرابنفش مقاوم‌اند. خوشبختانه، پایشِ دقیقِ گاوهای بیمار تقریباً BSE را از زنجیرهٔ غذایی حذف کرده است؛ بنابراین خطرِ بیماریِ غذایی ناشی از پریون‌ها اکنون ناچیز به نظر می‌رسد.

ویروس‌ها

از آن‌جا که ویروس‌ها ژن‌هایی از DNA یا RNA دارند، این ریزاندامگان می‌توانند مانند دیگر اشکالِ حیات تکامل یابند. با این حال، بیشترِ دانشمندان آن‌ها را کاملاً زنده نمی‌دانند، زیرا بیرون از سلول‌هایی که آلوده می‌کنند، نمی‌توانند رشد یا تکثیر یابند. یک گروهِ منفرد، معروف به نورویروس‌ها، دوسومِ همهٔ بیماری‌های غذاییِ شناخته‌شده در ایالات متحده را سبب می‌شود.

پلاسمیدها / Plasmids

پلاسمیدها رشته‌های عفونیِ DNA—ژن‌های برهنه بدونِ پیکره—هستند. هرچند پلاسمیدها در انواعِ بسیاری از جانداران وجود دارند، آن‌هایی که در باکتری‌ها زندگی می‌کنند، در ایجادِ بیماری مهم‌ترند.

کرم‌های انگلی / Parasitic worms

بزرگ‌ترینِ پاتوژن‌های منتقله از غذا هستند. آن‌ها می‌توانند دهه‌ها زندگی کنند و تا اندازه‌هایی رشد کنند که به‌آسانی با چشمِ غیرمسلح دیده شوند. Trichinella spiralis به دلیل توانایی‌اش برای رخنه به عضلاتِ خوک و دیگر دام‌ها—و نیز مبتلا کردنِ انسان‌هایی که گوشتِ آلوده می‌خورند—به بیماریِ تریکینلّوز (یا تریکینوز) شهرت دارد. اما هراس‌ها از این انگل بسیار اغراق‌آمیز است: در سال ۲۰۱۲، تنها ۱۹ نفر در ایالات متحده علائمِ تریکینلّوز نشان دادند، به گفتهٔ CDC. محققان تنها شش مورد از این‌ها را به فرآورده‌های خوک پیوند دادند. نماتودها، به‌طور خاص کرم‌های آنیساکید، بسیار رایج‌تر در غذا حضور دارند، معمولاً در ماهیِ خامی که هرگز منجمد نشده است.

پروتیست‌ها / Protists

این گروهِ باورنکردنی متنوع از ریزاندامگانِ عمدتاً تک‌سلولی شاملِ انواعِ قارچ‌مانند، گیاه‌مانند و جانورمانند است. بیشترِ پروتیست‌های جانورمانند (یا پروتوزوئرها) بی‌ضررند، اما چند گونهٔ پارازیتی می‌توانند مرگبار باشند. Toxoplasma gondii برآورد می‌شود که تنها در ایالات متحده سالانه ۸۷٬۰۰۰ نفر را از راهِ غذا بیمار می‌کند و به ۴٬۴۰۰ بستری و ۳۲۷ مرگ می‌انجامد. CDC این بیماری را دومین علتِ مرگ‌ومیرِ ناشی از بیماری‌های غذایی در کشور می‌داند، درست پس از عفونت‌های باکتریاییِ سالمونلا. توکسوپلاسموز توسط گربه‌ها و مدفوعِ آن‌ها پخش می‌شود و به‌ویژه برای جنین‌های زنانِ باردار، کودکانِ بسیار خردسال و سالمندانِ بسیار سالخورده خطرناک است.

پنجره‌ای به دنیای جانداران تک‌سلولی

A WINDOW INTO THE WORLD OF SINGLE-CELLED LIFE

میکروسکوپ ـ ابزاری که جهان میکروبی را به روی مشاهده‌ی انسان گشود ـ تاریخچه‌ای واقعاً بین‌المللی دارد. هزار سال پیش، پیشگامانی در اروپا و خاورمیانه با ساختن عدسی‌های ساده‌ی محدب (در وسط ضخیم و در لبه‌ها نازک‌تر) پایه‌های این فناوری را بنا گذاشتند.

نخستین میکروسکوپ واقعی به اواخر سده‌ی شانزدهم در هلند برمی‌گردد؛ جایی که یک عدسی‌تراش دو عدسی را در دو سوی یک لوله قرار داد و از خلال آن‌ها به اشیای بسیار بزرگ‌نمایی‌شده نگاه کرد. در سال ۱۶۰۹، ستاره‌شناس توسکانی «گالیله» ـ که بیشتر با تلسکوپ شناخته می‌شود ـ نسخه‌ی بهتری ساخت که عدسی‌های محدب و مقعر را ترکیب می‌کرد.

این دستگاه جا افتاد و تا سال ۱۶۶۵، فیزیک‌دان بریتانیایی «رابرت هوک» کتابِ مصورِ Micrographia را به پایان رساند؛ نخستین کتابی که مملو از شگفتی‌های میکروسکوپیِ پیش‌تر دیده‌نشده بود، مانند ریزساختارِ متخلخلِ چوب‌پنبه که آن را شناور می‌کند. اندکی بعد، پارچه‌فروشِ هلندی «آنتونی فان لونهوک» میکروسکوپ‌های تک‌عدسیِ توانمندتری ساخت. او با ابزارهای خود اجزای حشرات، گلبول‌های خون، اسپرم، کرم‌های انگلی، پروتیست‌ها و آنچه آن‌ها را «حیوانک‌ها» می‌نامید توصیف کرد ـ جانداران ریزِ موجود در پلاک دندانی که نخستین مشاهدات ثبت‌شده از باکتری‌های زنده بودند.

نوآوری‌های سده‌های پسین، میکروسکوپ‌هایی پدید آورد که امروز امکان مشاهده‌ی ساختار ماده در مقیاس‌های زیراتمی را فراهم می‌کنند.

الکترون‌ها جزئیات بیشتری را آشکار می‌کنند

ELECTRONS REVEAL MORE DETAILS

آزمایشگاه ما از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان‌داده‌شده در پایین برای ساخت بسیاری از تصاویرِ بسیار بزرگ‌نمایی‌شده‌ی این کتاب استفاده کرده است. SEM بدونِ استفاده از نور تصویر می‌سازد؛ در عوض، پرتوِ باریکی از الکترون‌ها را روی نمونه جاروب می‌کند. وقتی الکترون‌ها به جسمِ اسکن‌شونده برخورد می‌کنند، اتم‌های آن را برمی‌انگیزند و آن اتم‌ها نیز الکترون‌هایی بیرون می‌دهند که ابزار، آن‌ها را آشکارسازی می‌کند. روشناییِ هر پیکسل در تصویرِ حاصل ـ که یک رایانه‌ی متصل آن را می‌سازد ـ با تعدادِ الکترون‌های گسیل‌شده از آن نقطه در میدان دید متناظر است. برخی میکروسکوپ‌های الکترونی همچنین الکترون‌های پس‌پراکنیده از پرتوِ اولیه را که صرفاً از جسم منحرف شده‌اند، پایش می‌کنند.
برای گرفتنِ تصاویرِ خوش‌کیفیت از مواد غذایی یا سایر مواد زیستی، نمونه‌ها معمولاً باید ابتدا آبگیری، تیمارِ شیمیایی و منجمد شوند ـ گاهی حتی با لایه‌ای از طلا پوشانده می‌شوند . با یک اپراتورِ ماهر و کمی شانس، SEM می‌تواند ساختارهای بسیار ریز را تا ۵۰۰٬۰۰۰ برابر بزرگ کند و جزئیات را در مقیاس نانومتر آشکار سازد.

فساد و تخمیر SPOILAGE AND FERMENTATION

هر نان‌پز جدی تجربه‌ی فراوانی از تعامل با دو شکل از قارچ‌ها دارد: کپک‌ها و مخمرها. هرچند شاید به‌تمامی درنیابند، بیشترِ نان‌پزان در جایی از کار به باکتری‌ها نیز تکیه می‌کنند ـ بدونِ آن‌ها عملاً نمی‌توان نانِ خمیرترش ساخت. اما بسیاری از جزئیات سودمند درباره‌ی رشد، کنش و حدودِ این ریزسازواره‌های کلیدی چندان دانسته‌ی همگانی نیست. آیا می‌دانستید، برای نمونه، که این کپک‌هایی که غلات را آلوده می‌کنند ـ نه آن‌هایی که آرد یا نان را خراب می‌کنند ـ برای سلامت انسان خطر بزرگ‌تری دارند؟ یا چرا افزودن شکر یا نمک به خمیر، به‌طور کلی فعالیتِ تخمیریِ مخمر را کند می‌کند؟ یا اینکه می‌توان نانی ساخت که عمدتاً به‌وسیله‌ی گونه‌ای باکتریِ بیماری‌زا ورآمده باشد، نه مخمر؟

برای اینکه بهترین نانی را که می‌توانید بپزید و آن را تا حد ممکن خوب نگه دارید، باید با قارچ‌ها و باکتری‌های مسئولِ تخمیر و فساد آشنا باشید ـ و نیز بدانید چه چیزهایی رشدِ این گونه‌ها را برمی‌انگیزد یا مهار می‌کند. چون قارچ‌ها هر دو نقش را بازی می‌کنند، از آن‌ها آغاز می‌کنیم.

دنیای پهناور قارچ‌ها The Wide World of Fungus

هر پادشاهیِ زیستی شگفتی‌های خود را دارد و قارچ‌ها با گسترده‌ترین دامنه‌ی اندازه‌ها و شکل‌ها ممتازند. آن‌ها برای نان‌پزان اهمیتِ فزاینده‌ای دارند، زیرا مخمرهایی که بیشترِ نان‌ها را ورمی‌آورند، از پادشاهیِ قارچ‌ها هستند و همین‌طور کپک‌هایی که آنچه می‌پزیم را فاسد می‌کنند. بسیاری از گونه‌های قارچ تنها به‌صورتِ میکروب‌های تک‌سلولیِ اندکی بزرگ‌تر از یک باکتری وجود دارند. اما بزرگ‌ترین جاندارِ شناخته‌شده‌ی سیاره (از نظرِ وسعت) یک قارچ است: توده‌ای از «Armillaria ostoyae» (نوعی قارچ عسل) که بیش از ۹٫۵ کیلومتر مربع (۲٬۳۰۰ آکر) از جنگلی در اورگن را می‌پوشاند . معدود کوهنوردانی که از کنارِ کیلومترها چترهایِنشِ به اندازه‌ی بشقاب می‌گذرند، می‌دانند این قارچ‌ها زیرِ زمین به هم متصل‌اند و یک اثرانگشتِ DNA مشترک دارند. گمان می‌رود این جاندار دست‌کم از روزگارِ افلاطون در کوه‌های بلو رشد کرده باشد و شاید از زمانی، هشت هزار سال پیش، که سوری‌ها کِشتِ گندم برای نان را آغاز کردند.

قارچ‌ها از جهاتِ ژرفی با دیگر پادشاهی‌های حیات متفاوت‌اند. سلول‌های‌شان گاه بیش از یک هسته دارند ـ و شاید فکر کنید داشتن دو مرکزِ فرماندهیِ هم‌زمان در یک سلول به آشوب می‌انجامد، اما به‌نحوی از عهده‌اش برمی‌آیند. دیواره‌ی سلولیِ بیشترِ قارچ‌ها از «کیتین» ساخته شده است ـ همان پلیمرِ سختی که حشرات و لابسترها برای ساختِ پوسته‌ی خود به کار می‌گیرند ـ نه از کربوهیدرات‌هایی مانند دیواره‌ی باکتری‌ها و گیاهان. قارچ‌ها غذا را مانند بیشترِ گونه‌های حیات با بلعیدن نمی‌خورند؛ بلکه غذای‌شان را بیرون از سلول هضم می‌کنند: آنزیم‌هایی ترشح می‌کنند که آن را می‌شکند. جابه‌جاییِ قارچ‌ها تقریباً منحصراً با رشدِ بیشترِ رشته‌ها (هیف‌ها)، با شناوری روی جریان‌های هوا یا آب، یا هر دو در مراحل متفاوت رشد رخ می‌دهد. (اما اسپورهای برخی قارچ‌های آبزی می‌توانند تا مدتی تا پیداکردنِ جای مناسب برای لنگر انداختن، تاژک‌های پارومانندی بگسترانند و شنا کنند.)

شگفتیِ این پادشاهی از ویژگی‌های فردی فراتر می‌رود و به روابط می‌رسد. در جهانِ قارچ‌ها، هم‌زیستیِ بین‌گونه‌ای قاعده است نه استثنا. بیش از ۸۰٪ گونه‌های گیاهی در شراکت‌های متقابلاً سودمند (میکوریزا) با گونه‌های قارچیِ سازگار با خود می‌زیند؛ قارچ‌ها در برابرِ دریافت بخشی از مواد ساخته‌شده از فتوسنتز، به گیاه در دریافتِ موادِ مغذیِ خاک کمک می‌کنند. سهم بزرگی از قارچ‌ها ساپروفیت‌اند: بر ماده‌ی مرده می‌زیند. در واقع، اگر تجزیه‌ی تند و کارآمدِ بقایای گیاهی به‌وسیله‌ی قارچ‌ها نبود، جنگل‌ها زیر آوارِ برگ دفن می‌شدند و کشاورزی ناممکن می‌گشت، چون به‌سرعت از خاکِ حاصل‌خیز تهی می‌ماندیم. از آن دسته از قارچ‌هایی که غذای زنده می‌خورند، بسیاری انگل‌اند و بیشترِ آن‌هایی که انگل نیستند، با گیاهان یا جانوران رابطه‌ای بی‌زیان، هم‌سفره یا حتی هم‌زیستانه دارند. «گلسنگ‌ها» شناخته‌شده‌ترین نمونه‌اند: به‌غایت جان‌سخت‌اند و بر سنگ‌های برهنه‌ی قله‌های جنوبگان می‌رویند؛ بخشی از این استقامت به‌دلیلِ ترکیبِ تواناییِ فتوسنتزِ جلبک‌ها یا قدرتِ برداشتِ نیتروژنِ سیانوباکتری‌ها با ساختارِ حفاظتیِ قارچ است. قارچ همچنین موادِ مغذی‌ای می‌رساند که از کانی‌هایی که بر آن نشسته است می‌سازد.

قارچ‌ها در امرِ جنسیت ذهنی باز دارند. برخی گونه‌ها با درهم‌تنیدنِ هیف‌ها یا به‌دام‌انداختنِ اسپورهای حاملِ DNAِ گونه‌ی دیگر به‌شکلِ جنسی تولیدمثل می‌کنند. برخی دیگر بی‌جنسی تکثیر می‌شوند. بسیاری از گونه‌ها می‌توانند در صورت لزوم میانِ این دو حالت جابه‌جا شوند (سکس هم انرژی می‌خواهد و هم اقبال؛ و گاهی تولیدمثلِ بی‌جنسی وقتی ممکن باشد، ترجیح دارد). حتی «تولیدمثل پاراجنسی» نیز در قارچ‌ها مشاهده شده است؛ راهبردی زیرکانه که آمیختنِ ژن‌ها در سکس را با مزیتِ صرفه‌جوییِ انرژی در همانندسازی و تقسیمِ سلولی می‌آمیزد ـ چیزی شبیه «با خود سکس کردن» و به‌هرحال، صاحبِ نسل شدن!

تقریباً همه‌ی این مسیرها به رهاسازیِ اسپورهای بذرمانند از اندامِ بارده ختم می‌شود؛ اندامی که می‌تواند یک قارچِ چتری، یک مورل، یک ترافل یا چیزی بسیار کوچک‌تر باشد. اندام‌های بارده در همه‌ی اندازه‌ها هستند: از خرده‌ساکِ هشت‌اسپوره‌ی مخمر تا «قارچِ کُنجیِ» غول‌آسای Fomitopsis pinicola که از درختانِ مرده به‌عنوانِ لنگر بهره می‌گیرد و اندام‌هایی با گستره‌ی ۵۰۰٬۰۰۰ گرم (← معادلِ «۵۰۰ کیلوگرم/۱٬۱۰۰ پوند») می‌سازد و در حدودِ نیم‌میلیارد اسپور در خود جا می‌دهد.

با چنین تنوعِ عظیمی در اندازه‌ها، زیستگاه‌ها و راهبردهای جنسی، تعجبی ندارد که پادشاهیِ قارچ‌ها شمارِ بسیارِ گونه‌ها را دربردارد. گمان می‌رود گونه‌های قارچی بیش از یک میلیون باشند؛ یعنی احتمالاً دست‌کم شش برابرِ گونه‌های گیاهی. بیشترِ گونه‌های قارچ هنوز کشف نشده‌اند؛ میکولوژیست‌ها فقط حدود ۱۰۰٬۰۰۰ گونه را نام‌گذاری کرده‌اند، اما هر سال حدود هزار گونه‌ی تازه را شناسایی می‌کنند.

شکارچیانِ بی‌عضله

قارچ‌ها عضله ندارند، پس خودشان چندان حرکت نمی‌کنند؛ اما دستِ‌کم یک گونه‌ی قارچ شکارچی است. قارچِ خاکزیِ Arthrobotrys dactyloides هیف‌هایی می‌گستراند که در نوکشان حلقه‌هایی مانند انگشتر دارند. وقتی نماتُدی تصادفاً سر یا دمِ خود را در حلقه می‌لغزاند، سلول‌ها به‌سرعت می‌ورمند، گره را می‌بندند و کرمِ گرد را به دام می‌اندازند. قارچ جانور را با سمی فلج می‌کند، سپس هیف‌هایش را در بدنِ او می‌دواند و از درون می‌خورد.

سه ریختِ اصلی قارچ‌ها Three Forms of Fungi

قارچ‌ها در سه ریختِ اصلی رشد می‌کنند: کپک‌های شاخه‌مانندِ رشته‌دار که «میسلیوم» می‌سازند ؛ رایزوئیدهای گرد که با پیوستارهای ریشه‌مانند به خوراک می‌چسبند؛ و مخمرهای تک‌سلولی که با جوانه‌زنی یا دودست‌شدن تکثیر می‌شوند.

جابه‌جایی و همزیستی

جابه‌جایی با رشد هیف‌ها، شناوری بر جریان‌های هوا یا آب، یا هر دو در مراحل مختلف رخ می‌دهد. (اسپورهای برخی قارچ‌های آبزی تا مدتی با تاژک‌های پارومانند شنا می‌کنند تا جای مناسب بیابند.)

قارچ به‌عنوانِ خوراک FUNGI AS FOOD

اگر از بیشترِ مردم بپرسید چه انواعی از جانداران خوراکِ خوبی می‌سازند، احتمالاً نامِ گیاهان و جانوران را می‌آورند ـ و سپس، اگر بیشتر بیندیشند، شاید به یادِ قارچ‌ها بیفتند. البته تقریباً همه‌ی ما تقریباً هر روز چیزی ساخته‌شده با قارچ می‌خوریم ـ مانند نانِ مخمری یا پنیرِ آبی ـ اما اندام‌های بارده‌ی برخی قارچ‌ها خودشان نیز خوش‌طعم و مغذی‌اند. قارچ‌های چتری، مورل‌ها و خویشاوندانِ زیرزمینیِ آن‌ها یعنی ترافل‌ها، ساختارهای بازتولیدیِ موقتی‌اند که این جانداران هنگام آمادگی برای رهاسازی اسپور می‌سازند. شاید این فکر چندان اشتهاآور نباشد، اما تغییری در این واقعیت نمی‌دهد که برخی گونه‌های قارچ از گران‌ترین خوراک‌ها به‌شمار می‌روند.

«کانتارل‌ها» و «قارچ‌های چتری» اندام‌های بارده‌ی «بازیدیومیست‌ها» (شاخه‌ی Basidiomycota) هستند.
ترافل‌ها «قارچِ چتری» نیستند. آن‌ها اندام‌های بارده‌ی قارچ‌هایی از شاخه‌ی دیگری به نام «آسکومیست‌ها» (Ascomycota) هستند. ترافل‌ها زیرِ سطحِ خاک شکل می‌گیرند، اما بویِ تندی منتشر می‌کنند که سگ‌ها و خوک‌ها با آن می‌توانند پیدایشان کنند.
مورل‌ها، مانند ترافل‌ها، آسکومیست هستند نه قارچ‌های چتریِ حقیقی، اما مانند قارچ‌های چتری روی زمین می‌رویند. اعضای سرده‌ی Morchella در آرایه‌ای چشمگیر از شکل‌ها و رنگ‌ها می‌آیند. طعمِ آن‌ها ظریف‌تر از ترافل‌هاست، اما آن‌ها نیز بسیار عزیزند. چون ترافل‌ها و مورل‌ها زیر بارِ کشتِ تجاری نرفته‌اند، هر دو در زمره‌ی گران‌ترین گونه‌های قارچی مانده‌اند.
«هویتلّاکوچه» در مکزیک یک لذیذی به‌شمار می‌رود و در فروشگاه‌ها عرضه می‌شود. زمانی که ذرت با Ustilago maydis آلوده می‌شود (که بیشتر با نامِ «کپکِ ذرت» شناخته می‌شود)، بلال‌ها تومورهای بزرگی می‌سازند که «گال» نام دارد. قارچ به دانه‌ها نفوذ می‌کند و آن‌ها را به گال‌های بیش‌از‌اندازه تبدیل می‌کند که از هیف‌های نخ‌مانند و اسپورهای سیاهِ شوم پُرند. هرچند کشاورزانِ ذرت در سراسر جهان از این بیماری می‌هراسند، گال‌های پخته نه‌تنها خوردنی بلکه خوش‌مزه‌اند. ما مزه‌ی هویتلّاکوچه را در «بیگل هویتلّاکوچه» خود نمایش داده‌ایم .

میکروبیولوژی برای نان‌پزان — کپک‌ها

MICROBIOLOGY FOR BAKERS — Molds

نودونه بار از صد بار، وقتی نان «خراب» می‌شود (نه فقط بیات)، مقصر کپک است. مردم نسبت به کپک روی خوراکی‌ها کمتر از دیگر رشدهای میکروبی بردبارند، چون در حالی‌که آلودگیِ ویروسی و بیشترِ آلودگی‌های باکتریایی نامرئی‌اند، کپک به‌راحتی دیده می‌شود و اغلب هم بدبوست. هرچند نان‌پزان معمولاً کپک را دشمن می‌بینند، بسیاری از خوراکی‌ها ـ از پنیرهای رگه‌آبی و پوست‌سفید تا سس سویا و اسیدسیتریک ـ وجودشان را وام‌دار توانِ دگرگون‌سازِ کپک‌ها هستند .

کپک‌ها شاخه‌ی خاصی از تبارنامه‌ی قارچی نیستند؛ بلکه یکی از سه ریختِ اصلی رشدِ قارچ‌ها به‌شمار می‌روند. هر گونه‌ی قارچی که در مرحله‌ای از چرخه‌ی زندگی‌اش، هیف‌های خود را به شبکه‌ای پارچه‌مانند («میسلیوم») می‌بافد، رفتارِ کپکی دارد.

مردم غالباً کپک را هجوم‌آوری می‌دانند که به زندگیِ مفیدِ یک خوراکِ آماده ـ یا حتی متداول‌تر، بازمانده‌های یک وعده ـ پایان می‌دهد. اما کپک‌ها در هر مرحله از زنجیره‌ی غذایی نقش دارند؛ از مزرعه آغاز می‌شود. قارچ‌ها نزدیک به سه‌چهارمِ همه‌ی بیماری‌های محصول را سبب می‌شوند؛ زیان‌های سالانه‌ی کشاورزان در حد میلیاردها دلار است. در کشتِ گندم، خیزش‌های دوره‌ایِ انواعِ گوناگونِ «زنگِ گندم» می‌تواند بخشی یا تقریباً همه‌ی برداشتِ یک مزرعه را نابود کند. در سال‌های اخیر، زنگ‌ها به کشتزارهای گندم در سراسر آسیا، استرالیا، خاورمیانه، شمالِ آفریقا و ایالات متحده آسیب زده‌اند. کشاورزان ارقامِ مقاوم به زنگ را پرورده‌اند، اما قارچ‌ها راه‌های تازه‌ای برای حمله یافته‌اند. خوشبختانه، «قارچ‌کش‌ها» همچنان راه‌حلی کارگر ـ هرچند پرهزینه ـ برای مهارِ زنگ‌ها هستند.

«سیاهکِ بدبو» (Bunt) نیز قرن‌ها بلای جانِ گندم‌کاران بوده است. این بیماری که بر اثر قارچ‌های سرده‌ی Tilletia رخ می‌دهد، دانه‌های گندم را از اسپورهای سیاه پُر می‌کند. هنگامی که خرمن‌کوب درو می‌کند، دانه‌ها می‌ترکند و ابرهای سیاهِ اسپور برمی‌خیزد و بیماری را در سراسر مزرعه می‌پراکند. بنا بر گفته‌ی «دان ای. مَثر»، استاد بازنشسته‌ی علوم و آسیب‌شناسیِ گیاهیِ دانشگاه ایالتی مونتانا، سیاهکِ بدبو در آغازِ سده‌ی بیستم به‌تنهایی یک‌پنجمِ محصولِ گندمِ ایالت واشینگتن را از میان برد. ابرهای اسپور چنان پیرامونِ کمباین‌های اسب‌کشیده غلیظ بود که جرقه‌های الکتریسیته‌ی ساکن از ابزارها انفجارهایی به‌راه می‌انداخت ـ بیش از ۱۶۰ مورد تنها در سال ۱۹۱۵. کشفِ قارچ‌کش‌های کارآمد در دهه‌ی ۱۹۷۰ بیماری را در کشورهای ثروتمند مهار کرد، اما در مناطقی که کشاورزان توانِ تیمارِ بذر را ندارند، همچنان پابرجاست.

دیگر غلاتِ متداول در نانوایی نیز در حال رشد آسیب‌پذیرند. جو دوسر، برنج و ذرت هم نسبت به انواعی از سیاهک و بیماری‌های کوتولگی ناشی از کپک‌هایی که ریشه یا ساقه را می‌فرسایند آسیب‌پذیرند.

فاسدشده پیش از نانوایی

Spoiled Before Baking

میانِ برداشت و آسیابانی، غله معمولاً در سیلوها یا انبارها ذخیره می‌شود؛ جایی که قارچ‌ها یک بار دیگر فرصت می‌یابند. وقتی بافتِ گیاهی مرد، مجموعه‌ی دیگری از کپک‌ها ـ «ساپروفیت‌ها» ـ می‌توانند بنشینند و آن را تجزیه کنند. زیان‌های اقتصادیِ ناشی از فساد قابل‌توجه است و یکی از عواملِ نوسانِ قیمتِ غلات محسوب می‌شود. اما برخی کپک‌های غله همچنین می‌توانند برای نان‌پزان مشکلِ ایمنیِ غذایی پدید آورند، زیرا در شرایطی خاص، «میکوتوکسین» (سمومِ قارچی) تولید می‌کنند. تاکنون بیش از ۲۰۰ نوع میکوتوکسین شناسایی شده و برآوردِ سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد این است که یک‌چهارمِ محصولاتِ غذاییِ جهان به آن‌ها آلوده‌اند.

خطرناک‌ترین این ترکیبات «آفلاتوکسین‌ها» هستند که به‌وسیله‌ی کپک‌های زرد-سبزِ رایج Aspergillus flavus و A. parasiticus ساخته می‌شوند. در دُزهای بالا، «آفلاتوکسین B₁» می‌تواند آسیبِ کبدی و مشکلاتِ ایمنی پدید آورد. آفلاتوکسین‌ها از قدرتمندترین سرطان‌زاهای شناسایی‌شده‌اند (دستِ‌کم در جانورانِ آزمایشگاهی). در ایالات متحده، این سموم بیش از همه پس از برداشت، ذرت، خشکبار و بادام‌زمینی را تباه می‌کنند. سامانه‌ی آزمونِ نیرومندی تضمین می‌کند موادِ غذایی با میزانِ ناایمنِ میکوتوکسین دور ریخته شوند؛ اما در اقلیم‌های گرم‌تر، تلفات چنان مکرر و شدید است که Aspergillus عملاً تعیین می‌کند این محصولات در کجای آمریکا می‌توانند یا نمی‌توانند به‌طور تجاری کشت شوند. متأسفانه هنوز روشِ عملیِ مطمئنی برای محافظتِ مزارع از آلودگی با کپک‌های Aspergillus که عملاً همه‌جا هستند وجود ندارد.

برای گندم، جو و چاودار، تهدیدِ اصلی «اسکَب» (بلایت خوشه) است که به‌وسیله‌ی Fusarium graminearum و دیگر گونه‌های این سرده ایجاد می‌شود. افزون بر کاهشِ عملکرد، این قارچ «تری‌کوتسین‌ها» تولید می‌کند. این ترکیبات در غذاها در سراسر جهان یافته شده‌اند و به‌قدر خطرناک‌اند که نهادهای ایمنیِ غذایی در ایالات متحده و اروپا آن‌ها را در محصولات پایش می‌کنند. فراوان‌ترینِ آن‌ها «دئوکسی‌نیوالِنول» (DON) است که به «استفراغ‌توکسین» نیز مشهور است، چون خوردنِ مقدار زیاد آن موجب شروعِ سریعِ ناخوشیِ گوارشی، تهوع، سردرد، سرگیجه و تب می‌شود. DON برای دام هم سمی است و به‌قدری پایدار است که نمی‌توان بر پختن برای حذفش تکیه کرد.

به‌طور کلی، میکوتوکسین‌ها تمایل دارند در سراسر زنجیره‌ی غذایی در سطوح تقریباً ثابت بمانند: نه‌فقط در محصولات که در جانورانی که آن‌ها را می‌خورند (مانند گاو و خوک) نیز یافت می‌شوند. وقتی به دامْ غله‌ی کپک‌زده داده می‌شود، سم‌ها در بافت‌هایش انباشته می‌شوند و می‌توانند به گوشت و شیری که انسان می‌خورد راه یابند. برخی میکوتوکسین‌ها همچنین می‌توانند در تخم‌ها وقتی مرغ‌ها خوراکِ آلوده می‌خورند انباشته شوند.

از آنجا که فراگیرند، میکوتوکسین‌ها یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های پیوسته‌ی ایمنیِ غذایی برای ذخیره‌ی جهانیِ غلات‌اند. دانشمندان همچنان در پیِ پروردنِ ارقامِ مقاوم‌تر و یافتنِ روش‌های مقرون‌به‌صرفه برای پیشگیری از آلودگیِ قارچی پیش و پس از برداشت‌اند.

چندین گونه‌ی Aspergillus «اوکراتوکسین» می‌سازند (مثلاً A. niger که برای تولید اسیدسیتریک به کار می‌رود). «اوکراتوکسین A» به آسیبِ کلیه و خطرِ سرطان پیوند خورده است. Penicillium‌ها ـ که معمولاً مفید یا بی‌آزار دانسته می‌شوند (برای پنی‌سیلین و پنیرهای آبی) ـ نیز منبعِ اوکراتوکسین‌اند. هر دو سرده همچنین «سیترینین» ترشح می‌کنند، میکوتوکسینی پیوندخورده با بیماریِ کلیوی. خوشبختانه، اوکراتوکسین‌ها و سیترینین در غلاتِ تولیدشده در ایالات متحده نادر به‌نظر می‌رسند.

بدبختانه، میکوتوکسین‌ها به‌شدت «گرم‌پایدار»‌اند و بیشترشان حتی وقتی تا ۱۲۱ درجه‌ی سانتی‌گراد گرم شوند، اثرِ سمیِ خود را حفظ می‌کنند ـ بسیار بالاتر از اوجِ دمای درونیِ یک قرص نانِ کاملاً پخته. پس بهترین سپر، خریدِ آرد و غلات از فروشندگانِ خوش‌نام و خوش‌مدیریت است که به همه‌ی مقرراتِ دولتی درباره‌ی دست‌کاری، انبارش و آزمونِ غلات پایبندند. این قواعد برای آن وضع شده‌اند که آلاینده‌ها زیرِ سطحی بمانند که برای انسان ایمن شمرده می‌شود.

نانِ خراب‌شده Bread Gone Bad

کپک طعمِ نان‌ها را به‌طرز وحشتناکی تباه می‌کند و بی‌گمان یکی از دلایلِ اصلی این‌که مردم معمولاً از خوردنِ نانِ کپک‌زده بیمار نمی‌شوند همین است ـ دوری از نانِ خراب آسان است. کمک می‌کند که شمارِ اندکی از کپک‌ها می‌توانند افرادِ سالم را آلوده کنند. برخی البته چنین می‌کنند: بیشترِ کپک‌ها برای بزرگسالانِ سالم تهدیدِ اندکی به‌شمار می‌روند، اما برای افراد با سامانه‌ی ایمنیِ تضعیف‌شده، عفونت‌های کپکی می‌توانند تهدیدکننده‌ی جان باشند.

تاریخچه‌ی کپکی که جانِ میلیون‌ها نفر را نجات داد

THE HISTORY OF The Mold That Saved Millions

«الکساندر فلمینگ» باکتری‌شناس، هنگامی که در جنگ جهانی اول به‌عنوان سروان در سپاه پزشکی ارتش سلطنتی خدمت می‌کرد، سربازان بسیاری را دید که بر اثر «سپسیس» ـ عفونت باکتریایی‌ای که از زخم به خون گسترش می‌یابد ـ جان می‌باختند. پس از جنگ، او بخش عمده‌ای از پژوهش‌هایش در دانشکدهٔ پزشکی بیمارستان سِینت مری لندن را وقف یافتنِ موادِ ضدعفونی‌کننده‌ای کرد که بتوانند میکروب‌ها را بدون آسیب رساندن به میزبان انسانی بکشند.
در نمونهٔ کلاسیکی از «اقبالِ شانس به ذهنِ آماده»، فلمینگ به لطفِ حادثه‌ای فراتر از رویاهایش کامیاب شد. در سال ۱۹۲۸، او در حال مطالعهٔ ویروسِ آنفلوانزا بود ـ ویروسی که شاید ۵۰ میلیون نفر را در همه‌گیریِ دو‌سالهٔ پس از جنگ کُشت ـ و هم‌زمان با کشت‌های گوناگون باکتری‌ها، از جمله «استافیلوکوک»، کار می‌کرد. او برخی از این کشت‌ها را برای چند هفته روی میزِ آزمایشگاه رها کرد و به خانهٔ روستایی‌اش رفت. وقتی برگشت، دید که یکی از کشت‌ها کپک زده است. دیگران شاید بینی بالا می‌انداختند و آن را در فاضلاب می‌ریختند؛ اما فلمینگ دقیق‌تر نگاه کرد و متوجه شد که در اطراف تودهٔ کپک، تقریباً هیچ باکتریِ زنده‌ای وجود ندارد.
فلمینگ مقداری از کپک را برداشت، آن را بیشتر پرورش داد و شروع به آزمایش کرد. معلوم شد آن کپک «Penicillium notatum» است و او مادهٔ ضدباکتریاییِ ترشح‌شده از آن را «پنی‌سیلین» نامید. در آزمایش‌های بعدی دریافت که پنی‌سیلین همچنین باکتری‌های عاملِ مننژیت، دیفتری و عفونت‌های استرپتوکوکی را هم می‌کشد. پس از انتشارِ یافته‌ها، زیست‌شناسانِ دیگر به توان بالقوهٔ پنی‌سیلین به‌عنوان دارو پی بردند، اما هیچ‌کس نمی‌دانست چگونه مقادیرِ کافی از پنی‌سیلینِ خالص را برای آزمودنِ آن به‌عنوان دارو تولید کند.
آن گشایش در پایانِ دههٔ ۱۹۳۰ رخ داد؛ هنگامی که جنگ جهانی دوم اوج می‌گرفت و پژوهش‌های دولتی دربارهٔ آنتی‌بیوتیک‌ها را دوباره شعله‌ور می‌کرد. «هاوارد فلوری» استرالیایی و «ارنست چین» ـ پناهنده‌ای از آلمان نازی ـ با «نورمن هیتلی» در دانشگاه آکسفورد همکاری کردند تا پنی‌سیلین را به روشی با موفقیت استخراج کنند که قابلیت صنعتی‌شدن داشته باشد. تولیدِ تجاریِ گستردهٔ پنی‌سیلین در ۱۹۴۳ آغاز شد و تا سال ۱۹۴۵ که فلمینگ، فلوری و چین برای کارشان جایزهٔ نوبل گرفتند، تولیدِ این دارو در ایالات متحده به بیش از ۶٫۸ تریلیون واحد در سال سر به فلک کشیده بود.
در گذرِ سال‌ها، پنی‌سیلین و خویشاوندانش، «آمپی‌سیلین» و «کربنی‌سیلین»، جانِ میلیون‌ها نفر را نجات داده‌اند. امروزه این داروها از سویه‌های کپکِ «P. chrysogenum» ساخته می‌شوند که به‌گونه‌ای پرورده شده‌اند تا نسخه‌های متعددی از ژنی را که دارو را می‌سازد در خود داشته باشند؛ امری که بازده را ۳۰ برابر افزایش می‌دهد. در طبیعت، پنی‌سیلین راهِ کپک برای حصار کشیدن به دورِ منبعِ غذای خود و دور نگه داشتنِ راهزنانِ باکتریایی است. این ترکیب فرایندی پایه‌ای را بر هم می‌زند که بسیاری از انواعِ باکتری‌ها برای ساختِ دیوارهٔ سلولی‌شان به کار می‌برند، و به همین دلیل بر گونه‌های بسیار گوناگونی اثر می‌کند. چون پنی‌سیلین در پزشکی فراگیر شد، انواعِ بسیاری از باکتری‌ها در نهایت در برابرِ آن مقاومت تکاملی یافتند؛ اما سویه‌های گوناگونِ پنی‌سیلین هنوز هم بر بسیاری از عفونت‌ها مؤثرند و به‌طور گسترده در انسان و دام به کار می‌روند.

بیشترِ مردم در مقطعی از زندگیِ خود «قارچِ پوستیِ پا»، «قارچِ ناخن» یا عفونتِ سینوسی با منشأ قارچی داشته‌اند. آلرژی‌های تنفسی به کپک‌ها، از جمله کپک‌های نان، رایج‌اند اما به‌ندرت تهدیدکنندهٔ جان‌اند.
اما داستان برای کسانی که به‌خاطر اختلالِ ایمنی، پیوندِ مغزِ استخوان، یا شیمی‌درمانی سامانهٔ ایمنیِ تضعیف‌شده دارند، یا دچار بیماریِ زمینه‌ایِ تنفسی مانند سل یا بیماریِ انسدادیِ مزمنِ ریوی‌اند، متفاوت است. کپک‌های «Aspergillus» می‌توانند این افراد را به شیوه‌های گوناگون ـ که روی‌هم‌رفته «آسپرژیلوز» نامیده می‌شوند ـ مبتلا کنند؛ هرچند معمولاً کپک‌هایی که این بیماری‌ها را سبب می‌شوند «استنشاق» می‌شوند نه «خورده». کپک‌های سنجاقی که روی نان‌ها و میوه‌ها رشد می‌کنند نیز می‌توانند افرادِ دچار نقص ایمنی را مبتلا کنند و بیماریِ نادر اما خطرناکی به نام «زیگومیکوز» ایجاد نمایند.
هرچند برخی «میکوتوکسین‌ها» می‌توانند گرمای پخت را تاب بیاورند، اما کپک‌های زنده و اسپورهای‌شان نمی‌توانند. این اساساً یعنی هر کپکی که روی نان‌تان شروع به رشد می‌کند، پس از بیرون آمدن از فر روی آن نشسته است. با توجه به شمارِ کپک‌هایی که در یک نانوایی در هوا شناورند، این شگفت‌آور نیست: کارشناسان برآورد کرده‌اند که آرد معمولاً در هر گرم هزاران اسپورِ کپک دارد و هزاران اسپورِ دیگر هر ساعت روی هر بازهٔ به‌اندازهٔ طولِ دست از کانتر می‌نشیند.

فاسدکننده‌های باکتریایی Bacterial Spoilers

وقتی محصولاتِ تازه در یخچال‌تان خراب می‌شوند ـ گوجه‌ها لزج می‌شوند، درونِ خیارها مبدل به خمیری شُل می‌شود، و بوهای زننده به گوشت‌ها می‌افزاید ـ معمولاً «باکتری‌های فساد» کار می‌کنند نه کپک‌ها. باکتری‌ها می‌توانند نان را نیز فاسد کنند. عفونتِ باکتریایی رویدادی رایج نیست، اما وقتی رخ می‌دهد، مغزِ نان می‌تواند ظرف چند روز به توده‌ای خاکستری، ریسمانی و لزج بدل شود که بوی «آناناسِ گندیده» می‌دهد. مقصرِ اصلی در «نانِ ریسمانی» باکتریِ خاکزیِ Bacillus subtilis است که اسپورهایش در نانی که در مکان‌های گرم (۲۵–۳۰ درجهٔ سانتی‌گراد) و مرطوب (با «رطوبتِ نسبیِ ۹۵٪ یا بیشتر») رها شده، جوانه می‌زنند. حتی کم‌یاب‌تر اما نگران‌کننده‌تر، «نانِ خون‌ریز» است ـ مغزی که با گونهٔ باکتریاییِ Serratia marcescens آلوده شده و رنگدانهٔ سرخی ترشح می‌کند که نان را مانند «خون‌آلود» نشان می‌دهد.

هرچند موادِ اولیهٔ فاسد از منظرِ آشپزی فاجعه‌بارند، بیشترِ تغییراتِ بو، رنگ و بافتی که مردم با «غذای فاسد» پیوند می‌دهند، از دیدِ پزشکی بی‌زیان‌اند. مردم به‌ندرت از خودِ «باکتری‌های فساد» بیمار می‌شوند. اما بیماری اغلب به‌سببِ غذای فاسد رخ می‌دهد، چون هرجا باکتری‌های فساد بسیار فعال‌اند، باکتری‌های «بیماری‌زا» که خطرناک‌اند نیز احتمالاً در حالِ تکثیرند.

متأسفانه، افرادِ بسیاری گرفتارِ این بدفهمی‌اند که اگر غذا «ظاهر» یا «بو»ی فاسد نداشته باشد، لابد ایمن است. این فرض به‌هیچ‌وجه درست نیست. مردم از غذاهایی که هیچ نشانه‌ای از فساد نشان نمی‌دادند به‌شدت بیمار شده‌اند و حتی جان باخته‌اند.

کپک‌های «Penicillium» برای این‌که غذای‌شان را با دیگر میکروب‌ها تقسیم نکنند «پنی‌سیلین» می‌سازند. «مخمرها» و «باکتری‌های اسیدلاکتیک (LAB)» از راهبردهای مشابهی بهره می‌برند و با ترشحِ «الکل» یا «اسید»، رقبا را از خود دور می‌کنند .

پیشگیری از فساد Forestalling Spoilage

بهترین دفاع در برابرِ کپک‌ها و باکتری‌های فساد، رویکردی سه‌شاخه است. نخست، «خوراک» را پوشیده نگه دارید تا اسپورها از هوا روی آن ننشینند. دوم، خوراک را «خشک» نگه دارید. این یعنی گذاشتنِ نانِ داغ تا «خنک» شود، سپس پوشاندن؛ تا از تشکیلِ «میعان» درونِ بسته جلوگیری شود. باکتری‌ها و کپک‌ها هر دو در شرایطِ گرم و نمناک بهترین رشد را دارند. با این حال، قارچ‌ها از جهاتی جان‌سخت‌تر از باکتری‌ها هستند. کپک در دمایِ «خنک» هم رشد می‌کند ـ همهٔ ما پنیرها و باقیمانده‌هایی را که در یخچال پُرز بسته‌اند بیرون کشیده‌ایم ـ هرچند «سرد نگه داشتنِ» غذاها احتمالِ تولیدِ «میکوتوکسین» را کاهش می‌دهد. کپک‌ها «سطوحِ مرطوب» را ترجیح می‌دهند، اما اگر «رطوبتِ هوا» کافی باشد، حتی بر غذاهای «خشک» یا با «فعالیتِ آبیِ بسیار کم» (مانند نان‌های پوسته‌دار) نیز می‌توانند فزونی گیرند.

شاخهٔ سوم که نان‌پزان می‌توانند برای دور نگه داشتنِ فساد به کار گیرند، افزودنِ یک یا چند «نگه‌دارنده» در مخلوطِ خمیر است. دامنه‌ای از افزودنی‌ها، برخی طبیعی و برخی سنتتیک، نشان داده‌اند که رشدِ کپک و باکتری را در محصولاتِ پخته به تأخیر می‌اندازند. این نگه‌دارنده‌ها اغلب شاملِ «پروپیونات‌ها»، «اسیدِ استیک» (از سرکه)، و «الکل» هستند.

«پروپیونات‌ها» رایج‌ترین موادِ به‌کاررفته در نان‌پزی‌اند. این گروه شامل «اسیدِ پروپیونیک» و «نمک‌های» آن، یعنی «پروپیوناتِ کلسیم»، «پروپیوناتِ سدیم» و «پروپیوناتِ پتاسیم» است. این مواد معمولاً به‌عنوان بخشی از «بهبوددهندهٔ خمیر» افزوده می‌شوند که موادِ کارکردیِ دیگری همچون «آنزیم‌ها» یا «عامل‌های اکسیدکننده» را نیز در بر دارد. پروپیونات‌ها به‌طور طبیعی از «تخمیرِ باکتریایی در شیر» تولید می‌شوند. سال‌هاست برای مهارِ رشدِ کپک در نان به کار می‌روند، اما به نظر می‌رسد بر «باکتری‌ها» نیز اثر دارند. پژوهش‌های اخیر حاکی از آن است که باکتری‌هایی که «اسیدِ پروپیونیک» تولید می‌کنند، مانند Propionibacterium freudenreichii، احتمالاً به‌سببِ «اسیدِ» ترشح‌شدهٔ این میکروارگانیسم‌ها، در برابرِ فسادِ باکتریایی مقاوم‌ترند.

نان‌پزان همچنین می‌توانند از «محافظ‌های ضدمیکروبیِ طبیعیِ» دیگر برای پیشگیری از فساد استفاده کنند. آن‌هایی که شواهدِ قدرت‌مندتری دربارهٔ کارایی‌شان وجود دارد «رازک» است (گیاهی که در آبجوسازی افزوده می‌شود) که «pH» خمیر را (معمولاً به زیرِ ۵٫۲) پایین می‌آورد تا از تکثیرِ بسیاری از باکتری‌های فساد جلوگیری کند. پژوهش‌های متعددی نیز نشان می‌دهند رازک برای کپک‌ها به‌طور ویژه «سخت» است و باکتری‌های فساد را مهار می‌کند. همچنین نشان داده شده است که «شراب»، به‌ویژه «شرابِ قرمز» در ترکیب با «برگِ اُرگانو»، «روغنِ اُرگانو» یا «آبِ سیر»، برخی از رایج‌ترین باکتری‌های بیماری‌زای غذایی را دفع می‌کند.

منشأ بوها و طعم‌های ناخوشایندِ باکتریایی

The Origin of Bacterial Taints and Off-Flavors

تقریباً همه «بوی نمونه‌وارِ شیرِ ترشیده» را می‌شناسند؛ آشناترین نشانِ فسادِ باکتریاییِ خوراک. پژوهشِ بسیاری بیش از هر خوراکِ فاسدِ دیگری صرفِ بررسیِ سرچشمه‌های «بوها و طعم‌های ناخوشایندِ شیر» شده است و فهرستِ راه‌های آلوده‌شدنِ شیر گسترده است. برای نمونه، باکتری‌های «سودوموناس» آنزیمی تولید می‌کنند که می‌تواند شیر را «میوه‌ای‌طعم» کند. باکتری‌های دیگر به شیر «طعم‌های مالت‌مانند»، «اسیدی»، «تند (رنسی)» یا «کپکی/نم‌زده» می‌دهند.

خوراک‌های بسیارِ دیگری نیز به‌دستِ فرایندهای مشابهِ باکتریایی فاسد می‌شوند. برای نمونه، فرایندِ تخمیری‌ای که به‌سبب حضورِ «باسیلوسِ ناخوانده» به خطا می‌رود می‌تواند «پنیرِ تلخ‌مزه» ایجاد کند. باکتری‌های «باسیلوس» معمولاً مقصرِ «نانِ ریسمانی» نیز هستند . ترشحاتِ باکتریاییِ «ایندول» و «اسکاتول» سرچشمهٔ بوی «بَددهانی» و «سیب‌زمینیِ گندیده»‌اند. «استرپتوکوک» می‌تواند به «ژامبون‌های کنسروی» طعمِ ناخوشایندِ «پنیری» دهد. همه از «بوی خاکیِ» پس از باران خوش‌شان می‌آید، اما «اکتینوباکتری‌ها» که «ژیوسمین» آزاد می‌کنند ـ ترکیبی که در آن عطر خوشایند سهم دارد ـ همین ماده را به ماهیِ فاسد، نان، آرد، لوبیایِ دریایی و صدف‌ها می‌افزایند و بوهای نامطبوع‌شان را پدید می‌آورند.

دکان‌های «ماهی‌فروشی» و «قصابی» تأییدِ بویاییِ روشنی می‌دهند که «ماهی» و «گوشت» به‌ویژه در معرضِ هجومِ میکروب‌هایی هستند که «ترکیب‌های بودار» ترشح می‌کنند. باکتری‌های «Vibrio»، «Achromobacter» و «Pseudomonas» همگی می‌توانند طعم‌ها یا بوهای «ماهی‌وارِ» ناخوش تولید کنند. باکتری‌های فساد در «گوشت»، «ماهی» و «پنیر» می‌توانند از «پوتریسین»، «کاداورین»، «هیستامین» و «تیрамین» دسته‌گُلی تندبو بسازند. این بو باید نسبت به «بهداشتِ» یک آشپزخانه ظن برانگیزد.

کپکی که پشت «آتش مقدس»، محاکمهٔ جادوگران و LSD بود

THE MOLD BEHIND Holy Fire, Witch Trials, and LSD

در قرون وسطی، چاودار در بخش بزرگی از اروپا غذای اصلی به شمار می‌رفت—و نه فقط برای انسان‌ها. کپکی به نام Claviceps purpurea نیز از دانهٔ در حال رشد تغذیه می‌کرد. وقتی این قارچ بالغ می‌شود، میسلیوم آن به توده‌ای سفت و بنفشِ تیره تبدیل می‌شود که «اِرگوت» نام دارد. روی چاودارِ تیره، دیدن ارگوت آسان نبود و ممکن بود همراه خودِ دانه خورده شود.
برخی از فرانک‌های ساکن در درهٔ راین حدود سال ۸۵۷ میلادی چنین کردند و به‌زودی به مجموعه‌ای از علائم مبتلا شدند که مردم بعدها آن را «آتش مقدس» یا «آتش جهنمی» نامیدند. مبتلایان می‌گفتند اندام‌هایشان انگار آتش گرفته، و انگشتان دست و پا سیاه می‌شد، گویی سوخته‌اند. تشنج می‌کردند و دچار توهم می‌شدند. تماشاگرانِ بی‌گمان وحشت‌زده یقین داشتند که خدا، شیطان یا جادوگری این افراد را لعنت کرده است. چه شاهدی بهتر از این؟ ظاهراً به ذهنشان خطور نمی‌کرد که غلاتشان با کپک مسموم شده است.
همه‌گیری‌های این وضعیت—که اکنون می‌دانیم از آلکالوئیدهای سمیِ موجود در ارگوت‌ها ناشی می‌شود—برای قرن‌ها ادامه یافت. ارگوتیسم آن‌قدر رایج شد که گروهی از راهبان «فرقهٔ سن آنتوان» را برای رسیدگی به مبتلایان تشکیل دادند و حدود ۳۰۰ بیمارستان صرفاً برای مراقبت از کسانی ساخته شد که از «آتشِ سن آنتوان»—نامی که بعداً بر این بیماری گذاشتند—رنج می‌بردند.
شاید دیگران کمتر از راهبان دل‌رحم بودند و به دنبال مقصر می‌گشتند—یا خودِ قربانیان، یا کسانی را که در محل بودند و به جادوگری‌شان مظنون. در دههٔ ۱۹۷۰، چند پژوهشگر پرونده‌ای (تا حد زیادی مبتنی بر شواهد غیرمستقیم) طرح کردند که دوره‌های اوجِ محاکمهٔ جادوگران در اروپا و حتی در «سیلمِ» ماساچوست، با شرایط کشاورزی‌ای هم‌زمان بوده که می‌توانست شیوع ارگوتیسم را افزایش دهد. اما پژوهشگرانِ بعدی آن نتایج را به چالش کشیدند. هیئت منصفه هنوز دربارهٔ این‌که آیا ارگوتیسم به جنونِ شکارِ جادوگران انجامیده یا نه، رأی نداده است.
با این حال، تردیدی نیست که خوردنِ ارگوتِ چاودار می‌تواند باعث زوال عقل، تشنج و در بدترین موارد، گانگرن شود. در میانِ بسیاری از میکوتوکسین‌های این قارچ، مشتقاتی از «اسید لیزرجیک»—همان «L» در LSD—نیز وجود دارد. (شیمیدانی به نام «آلبرت هافمن» از یک ترکیبِ ارگوت برای نخستین‌بار در ۱۹۳۸ LSD را سنتز کرد.) و حتی تا سال ۱۹۵۱، همه‌گیریِ ارگوتیسم در «پون-سن-اِسپرِی» فرانسه بیش از ۱۵۰ نفر را بیمار کرد. دو نفر در حالِ جنون از پنجره خود را بیرون انداختند. چهار نفر بر اثر سکتهٔ قلبی جان باختند. اهالی این رویداد را le pain maudit («نانِ نفرین‌شده») نامیدند.

با کپک ساخته شده است MADE WITH MOLD

روی بسته‌بندیِ این محصولات عبارتِ «با کپک ساخته شده!» را نمی‌بینید، اما همهٔ آن‌ها کپک را به‌عنوان جزئی از فرایندِ تولید به کار می‌گیرند. کلنی‌های کپک همان «رگه‌های آبی» در پنیرهای بلو هستند و نیز «پوستهٔ سفید» روی بری‌ها و برخی سوسیس‌ها. در غذاهای دیگر، کپک‌ها عاملانِ نامرئیِ دگرگونی‌اند نه لزوماً «جزء» تشکیل‌دهنده. این کپک‌ها، و نه مخمرها، هستند که «ساکه»، «سس سویا» و برخی سرکه‌ها را تخمیر می‌کنند. انگورهای کپک‌زده نقطهٔ آغازِ شراب‌های «سوتِرن» به شمار می‌روند. و «اسید سیتریک»، برخلافِ نامش، دیگر به‌ندرت از مرکبات استخراج می‌شود—امروزه آن را با تخمیرِ کپک در مخازن عظیمِ شربت ذرت تولید می‌کنند.

کپک‌های Penicillium در پنیرِ زیر، با کپک‌هایی که الکساندر فلمینگ از آن‌ها داروی شگفت‌انگیزِ «پنی‌سیلین» را جداسازی کرد خویشاوندند، و گونه‌های به‌کاررفته در پنیرسازی از ترکیباتِ آنتی‌بیوتیکیِ مشابهی برای انحصارِ منبعِ غذاییِ خود استفاده می‌کنند. البته غلظتِ آنتی‌بیوتیک در غذا بسیار پایین است.
کامنبِر با اسپری کردنِ کپکِ Penicillium camemberti تهیه می‌شود که میسلیومِ سفیدِ متمایزی را پدید می‌آورد که پنیرِ خامه‌ایِ داخل را دربر می‌گیرد.
بری بسیار شبیهِ کامنبر ساخته می‌شود، اما از کپکِ Penicillium candidum استفاده می‌کند.
سالامی‌ها و دیگر سوسیس‌های خشک را—پس از پر کردنِ روکش—اغلب با کشتِ کپکِ Penicillium nalgiovense یا گونه‌ای نزدیک به آن اسپری می‌کنند که میسلیومی سفید و شبیه بری روی سطح تشکیل می‌دهد. این کپک «خوب» هم گفته می‌شود طعمِ گوشت را بهتر می‌کند و هم از کپک‌ها و باکتری‌های بدطعمی‌ساز جلوگیری می‌کند.
استیلتون، روکفور و دیگر پنیرهای «بلو» بخش زیادی از تندیِ ویژهٔ خود را وامدارِ Penicillium roqueforti هستند—کپکی آبی-سبز که عمداً در داخل دَلَمه‌ها هم زده می‌شود یا به سوراخ‌هایی که در پوسته ایجاد شده تلقیح می‌گردد؛ این سوراخ‌ها فضاهای هوایی می‌سازند تا کپک هیف‌های رنگین و تندبوی خود را در آن‌ها بگستراند.
گوُرگونزولا بسیار شبیهِ استیلتون ساخته می‌شود، اما از کپک Penicillium glaucum استفاده می‌کند.
تمپه یک جایگزینِ گیاهیِ گوشت است که در بسیاری فرهنگ‌ها محبوب بوده و از سدهٔ نوزدهم در اندونزی خورده می‌شود. آن را از دانه‌های سویا—که با کپکِ سنجاقیِ Rhizopus oligosporus تخمیر شده—می‌سازند و سپس تا رسیدن به بافتی شبیه گوشت می‌پزند.
ساکه در فرایندی دو مرحله‌ای تخمیر می‌شود که در آن برنجِ پخته ابتدا با کپکِ Aspergillus oryzae—نسبتِ نزدیکِ دو گونهٔ A. flavus و A. parasiticus که آفلاتوکسین تولید می‌کنند —تلخیص (تلقیح) می‌شود. سپس مخمرِ آبجوسازی همراه آب افزوده می‌گردد. کپک، آنزیم‌هایی فراهم می‌کند که نشاسته‌ها را به قندها می‌شکنند.
سوتِرن، شرابِ سفیدِ دسر که در گوشهٔ کوچکی از بوردو ساخته می‌شود، شیرینیِ خود را تا حدی وامدارِ حساسیتِ انگورها به «کپکِ اصیل» یا «نَبُل روت» است—آلودگی با کپکِ Botrytis cinerea. در سال‌های برداشتِ «خوب»، هجومِ گستردهٔ این کپکِ «نیک» باعث می‌شود انگورها روی تاک مچاله شوند تا جایی که مانند کشمش‌های پُرزدار و تُپل به نظر برسند. راهی عجیب به‌سویِ بزرگی، بی‌گمان؛ اما بهترین سوتِرن‌ها (و شراب‌های بوتریتیزهٔ مناطق دیگر) ستایش—and قیمت—بسیار یافته‌اند. یک بطری ۱۸۱۱ از Château d’Yquem—تنها بوردویی که افتخارِ جایگاهِ Premier Cru Supérieur را دارد—در سال ۲۰۱۱ به قیمت ۱۱۷٬۰۰۰ دلار فروخته شد؛ در آن زمان، این بالاترین مبلغِ پرداخت‌شده برای یک بطری شراب سفید بود.
اردکِ پکن و سرکهٔ برنجِ قرمز رنگِ سرخِ خود را از «برنجِ مخمرِ قرمز» می‌گیرند که با وجودِ نامش، در واقع با کپکِ Monascus purpureus تخمیر می‌شود.
میزو خمیری است از سویا که با نمک آمیخته و به‌وسیلهٔ A. oryzae تخمیر می‌شود.
سس سویا نیز با استفاده از A. oryzae و بر mash (مَش) سویا و گندم تخمیر می‌شود. معمولاً در مرحلهٔ دومِ تخمیر از مخمر نیز استفاده می‌شود.
اسید سیتریک زمانی از مرکبات ساخته می‌شد، اما امروزه از ماده‌ای بسیار ارزان‌تر تهیه می‌شود: شربتِ ذرت یا منبعِ قندیِ دیگر که در مخازن عظیم با کپکِ Aspergillus niger تخمیر می‌شود.

راه‌های فراوانِ کپکی شدن THE MANY WAYS TO GO MOLDY

نفس عمیقی بکشید؛ به‌احتمال زیاد اسپورهایی از گونه‌های گوناگون کپک را استنشاق می‌کنید. در فصل‌های گرم، تراکم اسپورها در هوای آزاد غالباً صد برابر بیشتر از گردهٔ گیاهان است. بیشتر اسپورهای کپک آن‌قدر کوچک‌اند که تک‌تک دیده نمی‌شوند—معمولاً چند ده میکرون قطر دارند. اما وقتی روی غذایی فرود می‌آیند که شرایط مناسب رشد را فراهم می‌کند، می‌توانند به‌سرعت به لکه‌های سبز یا سیاه و پرزهای سفید یا خاکستری از هیف‌های سنجاقی تبدیل شوند. این لکه‌های کپک آن‌قدر بزرگ می‌شوند که غذا را غیرقابل‌خوردن می‌کنند، هرچند برای اکثر افراد سالم واقعاً خطرناک نیستند. گردِ نازک یا پرزِ تکه‌تکه‌ای که روی سطح می‌بینید فقط نوکِ کوه یخ است؛ کپک‌های جاافتاده می‌توانند به درونِ غذاهای متخلخل نیز عمیق نفوذ کنند. از کپک‌هایی که بیشتر روی نان‌ها دیده می‌شوند می‌توان به Penicillium (معمولاً آبی-سبز)، Aspergillus (کرم‌رنگ)، Mucor (خاکستری) و Rhizopus nigricans (خاکستری)، همچنین Rhodotorula glutinis (صورتی) اشاره کرد.
نان‌ها همان‌قدر که گرسنگیِ انسان را برطرف می‌کنند، اشتهای قارچ‌ها را هم سیر می‌کنند. شاید شایع‌ترین کپکِ نان Rhizopus stolonifer باشد که هیف‌های نازکِ سفیدرنگی را بالا می‌فرستد و بر نوکشان کره‌های سیاهِ ریزی دارد که در آن‌ها اسپورها نهفته‌اند. وقتی این کره‌ها می‌ترکند، اسپورها در هوا شناور می‌شوند و می‌توانند مسافت‌های زیادی را طی کنند—برای همین است که تقریباً همه‌جا نان کپک می‌زند.
محصولاتِ پخته نیز به‌طور مکرر توسط Penicillium roqueforti و Aspergillus niger کلونیزه می‌شوند؛ هر دو در تولیدِ برخی خوراکی‌های دیگر کپک‌های مفیدی‌اند ، اما روی نان‌ها و کیک‌ها لکه‌های ناخوشایندِ سبز یا آبی ایجاد می‌کنند.
کپک‌ها دامنهٔ گسترده‌ای از رنگ‌های متمایز دارند و کلنی‌هایشان اشکالِ مشخصی می‌سازند. یک متخصصِ کپک (میکولوژیست) می‌تواند تنها از روی ظاهر، اطلاعاتِ زیادی دربارهٔ کپک به‌دست آورد.
نان‌های برش‌خورده، با ثابت‌بودنِ بقیهٔ شرایط، سریع‌تر از قرص‌های کامل کپک می‌زنند، چون مغزِ نان رطوبتِ بیشتری نسبت به پوسته دارد.
میوه‌هایی مانند پرتقال میزبان‌های بسیار خوبی برای حدود ۲۵۰ عضوِ جنس Penicillium هستند که اسپورهای آبی-سبزی تولید می‌کنند که با هیف‌های سفید حاشیه‌دار شده‌اند. اگر رها شوند، این کپک سطحِ میوه را می‌پوشاند تا جایی که کلِ میوه به‌طور کامل توسط میسلیوم دربر گرفته می‌شود.
گوجه‌فرنگی و دیگر غذاهای اسیدی هم از کپک‌ها در امان نیستند؛ برخی از آن‌ها اسیدیتهٔ پایین را بهتر از اکثر باکتری‌ها تحمل می‌کنند.

مخمرها Yeasts

مخمرها قارچ‌های تک‌سلولی‌اند که یا با جوانه‌زدن، یا با تقسیمِ دوتایی تکثیر می‌شوند. همچون گونه‌هایی که به‌شکلِ کپک رشد می‌کنند، گونه‌های مخمرساز را می‌توان در چندین شاخهٔ اصلیِ پادشاهیِ قارچ‌ها یافت. برخی گونه‌ها که «دوشکلی» (دیمورفیک) نامیده می‌شوند، بسته به شرایط، می‌توانند از حالتِ مخمری به کپکی و بالعکس دگرگون شوند. برای مثال، در مطالعاتِ افرادِ سالم دیده شده که بیش از یک‌سومِ آن‌ها مخمر Candida albicans را بدون اثراتِ سوء در دهان خود دارند؛ اما وقتی شرایط مهیا باشد، همین گونه می‌تواند هیف‌های شبیهِ کپک ایجاد کند و علائمِ ناخوشایندی به‌نامِ «برفک» یا کاندیدیازیس به‌بار آورد—معمولاً در افرادی که دستگاهِ ایمنی یا میکروبیوتای طبیعی‌شان به‌هم خورده است.
همانند دیگر میکروب‌ها، مخمرها بسیار کوچک‌اند: در هر گرم از یک قالبِ مخمرِ فشرده، حدود ۱۵ میلیارد سلولِ مخمرِ منفرد وجود دارد. مخمرها، مانند کپک‌ها، طیفِ وسیعی از رنگ‌ها—از سفید تا صورتی، قرمز و قهوه‌ای—دارند و همه‌جا یافت می‌شوند؛ به همین دلیل است که مخلوطِ آرد و آب اگر بی‌پوشش رها شود، در عرضِ یک یا دو روز غالباً با فعالیتِ تخمیریِ مخمرهای وحشی (و باکتری‌ها) شروع به حباب زدن می‌کند. گردِ سفیدِ نرمی که اغلب روی انگورها را می‌پوشاند یک مخمر است—اغلب Saccharomyces cerevisiae، همان گونه (اما سویه‌ای متفاوت) که معمولاً در آبجوسازی و نانوایی استفاده می‌شود.

زندگیِ نان و آبجو The Life of Bread and Beer

اتفاقی نیست که Saccharomyces cerevisiae به‌طور طبیعی روی انگورها و دیگر میوه‌های شیرین رشد می‌کند. نامِ آن—لاتینِ نو برای «قارچِ شکرِ آبجو»—اشاره می‌کند به اینکه چرا این گونهٔ قارچی ماشین‌آلاتِ بیوشیمیایی لازم برای تبدیلِ انواعِ قندها به الکلِ اتیلیک (اتانول) و دی‌اکسیدکربن را وقتی در محیطی پُر‌قند یا کم‌اکسیژن قرار گیرد، تکامل داده است. این مخمر—که از کوچک‌ترینِ همهٔ قارچ‌هاست—از این توانایی دو مزیتِ تکاملی به‌دست می‌آورد: نخست، تخمیر به آن امکان می‌دهد در شرایطِ بی‌هوازی و پُرقند همان‌قدر بقا یابد که در حالتِ معمولش در طبیعت، که اکسیژن فراوان اما قندها اندک‌اند. دوم، با پخشِ الکل و اسیدهایی که برای بیشتر باکتری‌ها (و بسیاری قارچ‌های دیگر) سمی‌اند، S. cerevisiae هنگام تخمیر، رقبای میکروبی را پس می‌زند. به‌بیانِ ساده، مخمرها «دیگِ غذای خود» را تلخ می‌کنند تا برای بیگانگان ناخوشایند شود.
برای هزاره‌ها، آبجوسازان و نانواها همین تواناییِ ویژهٔ مخمر را برای دفعِ دیگر میکروب‌ها به‌عنوان ابزاری بی‌بدیل در حرفهٔ خود مصادره کرده‌اند و در این مسیر صدها سویهٔ متفاوت از S. cerevisiae پدید آورده‌اند. آبجوسازان، شراب‌سازان و عرق‌گیران سویه‌هایی از S. cerevisiae را با دقت پرورش داده‌اند تا هنگام تغذیه با ترکیب‌های خاصی از موادِ مغذی، اتانولِ بیشتری ترشح کنند؛ این کار ترکیباتِ طعمیِ جالب‌تر و ترکیباتِ بدطعمِ کمتری تولید می‌کند و مخمر را وامی‌دارد تا وقتی مایع هرچه الکلی‌تر می‌شود، مدتِ طولانی‌تری به تخمیر ادامه دهد. برای مثال، آزمایشگاه Wyeast در اورِگان ۴۸ سویهٔ متمایز برای آبجوسازی، ۸ سویه برای شراب‌سازی و چند سویهٔ دیگر برای تخمیرِ نوشیدنی‌های الکلی، سِیدر و ساکه می‌فروشد.
در همین‌حال، نانواها با گزینشِ مصنوعی، شمارِ زیادی سویه را تکامل و جداسازی کرده‌اند که ویژگی‌هایشان برای موقعیت‌های خاصِ نان‌پزی مناسب است. بسیاری از سویه‌های مخمرِ نانوایی …

مخمر به‌مثابه مهندسِ شیمی YEAST AS CHEMICAL ENGINEERS

مخمرها موجوداتی همه‌فن‌حریف‌اند و به‌واسطهٔ دهه‌ها پژوهش دربارهٔ ژنتیک و فیزیولوژی‌شان به‌خوبی شناخته شده‌اند . بنابراین در بسیاری مواردی که ساختِ مستقیمِ شیمیاییِ یک محصول دشوار، کند یا پُرانرژی‌بر است، به‌جای آن از مخمرها به‌عنوان مهندسانِ بیوشیمیاییِ تک‌سلولی استفاده می‌شود. مخمرهای صنعتی معمولاً به‌طور تخصصی پرورش داده می‌شوند یا به‌صورت ژنتیکی دست‌کاری می‌گردند تا در زنجیرهٔ واکنش‌هایی که به یک سوخت، دارو یا محصولِ دیگر ختم می‌شود، برتری داشته باشند. نمونه‌های زیر تنها برشی کوچک از انبوهِ ترکیب‌های پیچیده‌ای است که مخمرها می‌توانند بسازند:

انسولین انسانی که توسط افرادِ دیابتی به‌کار می‌رود، گاهی از سویه‌های Saccharomyces cerevisiae ساخته می‌شود که ژنِ انسانیِ انسولین در آن‌ها وارد شده است. باکتریِ Escherichia coli نیز به‌طور رایج به‌عنوان کارخانهٔ زندهٔ انسولین به‌کار می‌رود. این داروی زیست‌ساخت نسبت به انسولینِ خوکی یا گاویِ قدیمی سالم‌تر است و چون میکروب‌ها را می‌توان تُنی در بیوراکتورها پرورش داد، ارزان‌تر تمام می‌شود.
پاکلیتاکسل، داروی شیمی‌درمانیِ نیرومندی که برای درمانِ سرطان‌های پستان و تخمدان به‌کار می‌رود، به‌تازگی با کِشتِ شبیهِ خمیرترش—شامل S. cerevisiae و یک سویهٔ دست‌کاری‌شده از E. coli—در آزمایشگاه سنتز شده است. این دو میکروب با هم واکنش‌های لازم برای ساختِ دارو را به‌طور کارآمد کامل می‌کنند. پاکلیتاکسل به‌دلیل دشواریِ ساخت بسیار گران بوده است؛ یک فرایندِ تخمیری می‌تواند این دارو را ارزان‌تر و در نتیجه در دسترس‌تر کند.
اتانول شناخته‌شده‌ترین سهمِ مخمر در آبجو، شراب و دیگر نوشیدنی‌های الکلی است؛ همچنین برای تولیدِ مقادیر عظیمی از این سوختِ پُرانرژی برای خودروها و کامیون‌ها از مخمر استفاده می‌شود. بیشتر بنزینِ فروخته‌شده در ایالات متحده امروز تا ۱۰٪ با اتانول آمیخته است و مخمرها نقشِ اساسی در تولیدِ آن دارند.
واکسن‌های هپاتیت B اکنون به‌طور معمول در بیش از ۱۰۰ کشور تزریق می‌شوند و تقریباً همهٔ آن‌ها از مخمرهای مهندسی‌شده ساخته می‌شوند. مخمرها پروتئینی را ترشح می‌کنند که روی پوششِ بیرونیِ ویروس وجود دارد؛ وقتی این پروتئینِ پالایش‌شده به‌عنوان واکسن تزریق می‌شود، پاسخِ ایمنی را برمی‌انگیزد که گیرنده را در برابر هپاتیتِ حاد محافظت می‌کند.
بتاگلوکان‌ها—که در اصل قطعاتی از دیوارهٔ سلولیِ مخمرِ خردشده‌اند—گاه در داروها و لوازمِ آرایشی به‌کار می‌روند. این ترکیبات که آرایش‌هایی از مولکول‌های گلوکزِ پیوندخورده‌اند، به‌عنوان موادِ افزوده در برخی داروهای ضدسرطان گنجانده می‌شوند، زیرا تمایل دارند پاسخِ سیستمِ ایمنی را افزایش دهند.

دسته بندی ها: نان مدرنیست 1