محیط کشت استارچ کازئن آگار

محیط کشت استارچ-کازئین آگار که با نام اختصاری SCA نیز شناخته می‌شود، یک محیط انتخابی برای تشخیص و جداسازی باکتری‌های اکتینومیست‌ها (Actinomycetes) و همچنین باکتری‌های مایل به تجزیه نشاسته است.

کاربردها

• جداسازی و شناسایی اکتینومیست‌ها از منابعی مانند خاک، آب دریا و رسوبات دریایی

• بررسی باکتری‌هایی که قادر به تجزیه نشاسته هستند، به‌ویژه گونه‌های دریایی

• استفاده در مطالعات کشف آنتی‌بیوتیک‌ها، آنزیم‌ها، ترکیبات ضدسرطانی و متابولیت‌های ثانویه جدید

اکتینومیست‌ها باکتری‌هایی گرم مثبت و شاخه‌ای هستند که نقش مهمی در تجزیه مواد آلی و تولید بسیاری از داروهای آنتی‌بیوتیکی ایفا می‌کنند.

🧪 ترکیب شیمیایی و اصول محیط

استارچ-کازئین آگار از اجزای زیر تشکیل شده است:

🔬 ترکیبات تشکیل‌دهنده محیط کشت استارچ-کازئین آگار (SCA) به صورت متنی:

1. نشاسته محلول (Soluble Starch): این ترکیب به‌عنوان منبع اصلی کربن در محیط استفاده می‌شود. باکتری‌هایی مانند اکتینومیست‌ها که توانایی تجزیه نشاسته دارند، از این ماده برای رشد و متابولیسم استفاده می‌کنند.

2. کازئین (Casein): نوعی پروتئین شیر است که در این محیط به‌عنوان منبع نیتروژن و اسیدهای آمینه به‌کار می‌رود. تجزیه آن توسط آنزیم‌های باکتریایی می‌تواند شاخصی برای فعالیت آنزیم‌های پروتئولیتیک باشد.

3. دی‌هیدروژن فسفات پتاسیم (Potassium Dihydrogen Phosphate - KH₂PO₄): نقش بافری دارد و به تنظیم pH محیط در محدوده خنثی (حدود ۷) کمک می‌کند. همچنین به‌عنوان منبع فسفر ضروری برای رشد سلولی عمل می‌کند.

4. نیترات پتاسیم (Potassium Nitrate - KNO₃): منبع نیتروژن غیرآلی برای بسیاری از میکروارگانیسم‌هاست که نیتروژن را به ترکیبات قابل استفاده زیستی تبدیل می‌کنند.

5. سولفات منیزیم (Magnesium Sulfate - MgSO₄·7H₂O): منبع منیزیم است که برای فعالیت بسیاری از آنزیم‌ها ضروری بوده و در سنتز اسیدهای نوکلئیک نقش دارد.

6. کربنات کلسیم (Calcium Carbonate - CaCO₃): به‌عنوان منبع کلسیم عمل می‌کند و ممکن است در بافر کردن محیط نقش جزیی داشته باشد. همچنین به تثبیت pH کمک می‌کند.

7. سولفات آهن (Ferrous Sulfate - FeSO₄·7H₂O): آهن برای بسیاری از فرآیندهای متابولیکی باکتری‌ها حیاتی است، از جمله فعالیت آنزیم‌های تنفسی و مسیرهای تولید انرژی.

8. آگار (Agar): یک پلی‌ساکارید استخراج‌شده از جلبک‌های دریایی است که برای جامدسازی محیط استفاده می‌شود. خود آگار به‌عنوان منبع غذایی برای اکثر باکتری‌ها قابل استفاده نیست، بنابراین انتخاب خوبی برای رشد انتخابی است.

9. آب مقطر یا آب دریا: اگر هدف جداسازی اکتینومیست‌های دریایی باشد، آب دریا (استریل‌شده) انتخاب بهتری است. برای نمونه‌های خاکی یا عادی، آب مقطر کافی است.

10. تنظیم pH: معمولاً pH محیط پس از ترکیب مواد در حدود ۷.۰ تا ۷.۲ تنظیم می‌شود که برای رشد اکثر گونه‌های اکتینومیست مناسب است.

نقش مواد:

• نشاسته: منبع کربن برای رشد باکتری‌ها، مخصوصاً باکتری‌های نشاسته‌دوست

• کازئین: منبع نیتروژن و آمینواسیدها

• نمک‌ها: تأمین مواد معدنی ضروری و کمک به حفظ تعادل یونی

• آگار: عامل جامدکننده برای شکل‌گیری پلیت

• آب دریا (در صورت هدف قرار دادن باکتری‌های دریایی): تأمین یون‌های خاص و شبیه‌سازی محیط طبیعی

🔬 طرز تهیه محیط کشت

1. وزن‌کردن مواد خشک طبق جدول بالا

2. حل‌کردن کامل مواد در ۱ لیتر آب مقطر یا آب دریا با حرارت ملایم

3. تنظیم pH در حدود ۷.۲ با استفاده از محلول NaOH یا HCl در صورت نیاز

4. اتوکلاو کردن: به مدت ۱۵ دقیقه در دمای ۱۲۱ درجه سانتی‌گراد و فشار ۱۵ psi

5. خنک‌کردن تا دمای ۴۵–۵۰ درجه و ریختن در پتری دیش‌ها

محیط پس از جامد شدن ظاهر مات و کمی زرد رنگ دارد.

🔎 کاربرد و تفسیر نتایج

۱. جداسازی اکتینومیست‌ها

اکتینومیست‌ها از منابع خاک یا دریایی (مثل رسوبات، جلبک، اسفنج دریایی) استخراج شده و روی این محیط کشت رشد می‌کنند. معمولاً کلنی‌ها:

• رشد آهسته‌ای دارند (۵ تا ۱۴ روز)

• ظاهر خشک، پودری و رشته‌ای دارند

• رنگ‌های متنوعی از سفید، خاکستری تا زرد کم‌رنگ نشان می‌دهند

۲. بررسی تجزیه نشاسته

برای بررسی فعالیت آمیلاز، محیط را می‌توان پس از رشد کلنی‌ها با یُد رنگ‌آمیزی کرد.
در اطراف کلنی‌هایی که نشاسته را تجزیه کرده‌اند، ناحیه شفاف (هاله) بدون رنگ ید ایجاد می‌شود.

✅ مزایا

• محیط انتخابی نسبتاً اختصاصی برای اکتینومیست‌ها

• دارای منابع غذایی ساده اما کافی برای رشد میکروارگانیسم‌های خاص

• قابل تنظیم برای کاربردهای دریایی یا خاکی

• مناسب برای غربال‌گری زیستی در تحقیقات دارویی

• هزینه مناسب و روش تهیه آسان

⚠️ محدودیت‌ها

• رشد باکتری‌های ناخواسته مانند باسیلوس‌ها در صورت عدم استفاده از آنتی‌بیوتیک

• عدم توانایی جداسازی کامل برخی گونه‌های نادر اکتینومیست

• نیاز به دوره انکوباسیون طولانی (حداقل ۷ تا ۱۴ روز برای مشاهده رشد واضح)

💡 نکات تکمیلی و تخصصی

• برای انتخابی‌تر شدن محیط می‌توان آنتی‌بیوتیک‌هایی مانند سیکلوسرین، ریفامپین یا نالیدیکسیک اسید به آن افزود تا رشد باکتری‌های مزاحم مهار شود.

• استفاده از آب دریا استریل‌شده در مطالعات باکتری‌های دریایی باعث افزایش راندمان جداسازی می‌شود.

• افزودن معرف یُد بعد از رشد، به تشخیص آنزیم آمیلاز کمک می‌کند.

• محیط را می‌توان با مواد مغذی مکمل مانند ویتامین‌ها یا منابع سولفور خاص اصلاح کرد.

🧯 نکات ایمنی

• هنگام تهیه محیط کشت، از دستکش، ماسک و عینک ایمنی استفاده شود.

• اتوکلاو باید طبق دستورالعمل ایمنی دستگاه کار شود.

• باقی‌مانده محیط استفاده‌نشده باید در محل مناسب نگهداری یا امحاء شود.

• در کار با اکتینومیست‌ها، به دلیل پتانسیل تولید اسپوردار بودن، از هود میکروبی استفاده شود.

✍️ نتیجه‌گیری

محیط کشت استارچ-کازئین آگار (SCA) یکی از مهم‌ترین ابزارها در میکروبیولوژی صنعتی، محیطی و دارویی برای جداسازی اکتینومیست‌ها و سایر میکروارگانیسم‌های تجزیه‌کننده نشاسته به شمار می‌رود. ترکیب ساده، قدرت انتخابی خوب و قابلیت تنظیم آن، SCA را به یک گزینه محبوب در بسیاری از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی تبدیل کرده است. در مطالعات زیست‌فعال، مانند کشف آنتی‌بیوتیک یا آنزیم‌های صنعتی، این محیط نقش کلیدی ایفا می‌کند.