لخّصلي

خلاصة
تم تقديم نموذج تنبؤي يصف السلوك غير الأرهيني للنمو وحركية البقاء للبكتيريا الغذائية، في كل من مرحلة النمو ومرحلة التأخر في النمو حسب تأثرها بدرجة الحرارة، في مجموعة واسعة من الأطعمة والوسائط. بالنسبة للبيانات المستقلة الممتدة على مدى 88 عامًا وسبعة باحثين مستقلين، أعطى النموذج درجة عالية جدًا من جودة التوافق موضحًا ما بين 96.1 و99.9% من التباين يمثل (%V) في مرحلة النمو، وبين 95.6 و99.5% من % فين زمن التأخر، بمتوسط إجمالي 98.4%V. تم تعديل النموذج على شكل أرهينيوس، وتم صياغته بناءً على نظرية المعدل الكيميائي المعتمد على درجة الحرارة (CRR). لم يتم تقييم هذا النموذج النموذجي مسبقًا للتنبؤ بحركية نمو البكتيريا المعتمدة على درجة الحرارة. يحتوي النموذج على حدين هما 1/Tand lnT مع ثلاثة معاملات. وقد طابق النموذج كافة البيانات المتوفرة دون استثناء. هذا التوافق الجيد جدًا لتنبؤات النموذج مع البيانات الأولية مقارنة بشكل جيد جدًا مع نموذج ديفي التجريبي الراسخ والمطبق على نطاق واسع. يتضمن كلا النموذجين معلمات أرينيوس المعتمدة على درجة الحرارة لمعدل نمو الميكروبات وبقائها. يبدو كلاهما مفيدًا جدًا لوصف الاعتماد غير الخطي لمعامل المعدل للنمو، وزمن التأخر، والذي عادة ما يمنع استخدام معادلة أرينيوس.مقدمة
الأطعمة هي بيئات معقدة قد تواجه فيها الكائنات الحية الدقيقة ظروف الإجهاد الطبيعية مثل محدودية توافر العناصر الغذائية، ودرجة الحموضة السلبية، والأسمولية، والأكسدة، ودرجات الحرارة القصوى، من بين أمور أخرى. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد أنظمة حفظ الأغذية الصناعية عادة على فرض ضغوط فيزيائية وكيميائية شديدة بهدف تعطيل أو الحد من نمو البكتيريا المسببة للأمراض. وبالتالي، فإن مجموعة متنوعة من تقنيات الحفظ مثل المعالجة الحرارية، والضغط الهيدروستاتيكي العالي، والمجالات الكهربائية النبضية، والإشعاع، والتبريد، والتجفيف، وما إلى ذلك تفرض تحديًا على الخلايا البكتيرية ويمكن أن تحدد مصير مسببات الأمراض التي تنقلها الأغذية على طول السلسلة الغذائية. تسعى الاستراتيجيات الحديثة في حفظ الأغذية إلى استخدام علاجات خفيفة تمنع الكائنات الحية الدقيقة المجهدة أو المصابة بشكل دائم عن طريق استخدام حواجز متعددة، خاصة في حالة الأطعمة المعالجة بالحد الأدنى. ومع ذلك، فإن الخلايا المتكيفة مع الإجهاد، والمتصلبة، يمكن أن تكون قادرة على تحمل المزيد من العلاجات أو حتى المرور عبر حواجز المعدة والأمعاء عند مواجهة الحواجز الدفاعية المضيفة. وهناك قلق آخر يتمثل في صعوبة الكشف أثناء التحليل الميكروبيولوجي للخلايا المصابة لأنها غير قادرة على النمو في الوسائط الميكروبيولوجية التقليدية، عند استخدام المركبات المثبطة أو غياب البيئة المناسبة للإنعاش. وفي هذا الصدد، يمكن أن يؤدي الوضع إلى المبالغة في تقدير مدى فتك العلاجات، أو إلى الفشل في الكشف عن مسببات الأمراض أثناء مراقبة الجودة الروتينية للأغذية أو التحقيقات في تفشي المرض.

لقد طورت البكتيريا مجموعة من الاستراتيجيات التكيفية للتعامل مع الظروف البيئية المتغيرة بسرعة وضمان بقائها في بيئات غير مضيافة. استجابات الإجهاد هي أنظمة دفاع عالمية ومعقدة. وهي تتألف من شبكات للتكيف مع البيئات المتغيرة والبقاء على قيد الحياة في ظل ظروف معاكسة. تستمد التكيفات في بعض الأحيان من اكتساب الطفرات الجينومية العشوائية التي يتم اختيارها بشكل إيجابي وتثبيتها في التجمعات الميكروبية بسبب النمط الظاهري المفيد الذي تمنحه في ظل بيئات الضغط الانتقائية (Rando and Verstrepen، 2007). وفي مناسبات أخرى، تحدث استجابة إجهاد عابرة تتكون عمومًا من تغيير مميز في نمط التعبير الجيني (Abee and Wouters، 1999). تستطيع البكتيريا القيام بذلك عن طريق تنظيم جينات معينة وتقليل تنظيم جينات أخرى من أجل الحفاظ على قدرتها على البقاء. إذا تم تعديل البيئة المحيطة بالخلية، تستشعر الخلية الظروف المتغيرة، ويتم تشغيل الاستجابة التكيفية. يتضمن التنظيم الجيني سلسلة من المفاتيح التي تتحكم في التعبير المنسق أو قمع الجينات. في النهاية، تحدث سلسلة من الاستجابات الفسيولوجية مع تغيرات في البروتينات والحمض النووي والدهون وما إلى ذلك. وتشمل الاستجابة بدء أنظمة الاستتباب، والتوليف المستحث لبروتينات الإجهاد التي تعمل على إصلاح الحمض النووي والبروتينات التالفة، وتنشيط الأنظمة الأنزيمية مع إجهاد محدد – الأنشطة المضادة. يمكن أن تحدث استجابات الإجهاد العابر أيضًا من خلال تعديل الأظرف والهياكل الخلوية الأخرى للحفاظ على الأداء الوظيفي. تساعد استجابات الإجهاد العابر هذه على حماية العمليات الحيوية واستعادة التوازن الخلوي، وإصلاح الضرر، ومواجهة عامل الإجهاد أو القضاء عليه، و/أو زيادة