Aspergillus niger

เชื้อรา Aspergillus niger เป็นเชื้อราที่จัดอยู่ในกลุ่ม Nigri ของสกุล Aspergillus เชื้อราสกุล Aspergillus ประกอบด้วยเชื้อราทั่วไปที่พบได้ทั่วไปในสิ่งแวดล้อม เช่น ในดินและน้ำ บนพืช ในอุจจาระ บนซากเน่าสลาย และกระจายอยู่ในอากาศ สปีชีส์ภายในสกุลนี้มักจะเติบโตอย่างรวดเร็วและสามารถขยายพันธุ์ได้ภายในไม่กี่วันหลังจากการงอก การผสมผสานลักษณะเฉพาะของ A. niger นี้ทำให้จุลชีพนี้สามารถการผลิตกรด, โปรตีน และสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพหลายชนิด ลักษณะต่าง ๆ ซึ่งรวมถึงความหลากหลายทางการเมแทบอลิซึมที่กว้างขวาง, ผลผลิตที่สูง, ความสามารถในการหลั่ง และความสามารถในการทำการดัดแปลงหลังการแปลรหัส ล้วนเป็นปัจจัยที่ทำให้ A. niger มีประสิทธิภาพในการผลิตสารทุติยภูมิ ความสามารถของ A. niger ในการทนต่อสภาวะกรดจัดทำให้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการผลิตกรดซิตริกในอุตสาหกรรม

เชื้อรา A. niger เป็นราก่อโรคที่รู้จักในชื่อ “ราดำ” ในผลไม้และผักบางชนิด เช่น องุ่น, แอพริคอต, หัวหอม และถั่วลิสง และพบเป็นเชื้อปนเปื้อนทั่วไปในอาหารอีกด้วย พบได้ทั่วไปในดิน และมักพบในสภาพแวดล้อมในอาคาร ซึ่งโคโลนีสีดำของเชื้อราชนิดนี้อาจสับสนกับโคโลนีของเชื้อรา Stachybotrys (ซึ่งรู้จักในชื่อ "ราดำ" เช่นกัน) ได้ A. niger ได้รับการยอมรับโดยทั่วไปว่าปลอดภัย (GRAS) โดยองค์การอาหารและยาสหรัฐสำหรับใช้ในการผลิตอาหาร แม้ว่าจะะสามารถผลิตสารพิษที่ส่งผลต่อสุขภาพของมนุษย์ได้

 อนุกรมวิธาน 
Aspergillus niger รวมอยู่ในสกุลย่อยของ Aspergillus คือ Circumdati หมู่ Nigri โดยหมู่ Nigri ประกอบด้วยสปีชีส์สปอร์ราดำที่เกี่ยวข้อง 15 ชนิด ซึ่งอาจสับสนกับ A. niger รวมถึง A. tubingensis, A. foetidus, A. carbonarius และ A. awamori ในปี ค.ศ. 2004 Samson และคณะ ได้อธิบายสิ่งมีชีวิตที่มีสัณฐานคล้ายคลึงกันหลายชนิด

ในปี ค.ศ. 2007 สายพันธุ์ของ ATCC 16404 Aspergillus niger ได้รับการจำแนกใหม่เป็น Aspergillus brasiliensis (อ้างอิงเอกสารเผยแพร่ของ Varga และคณะ) จำเป็นต้องมีการอัปเดตตำราฟาร์มาโคเปียของสหรัฐอเมริกาและตำราฟาร์มาโคเปียของยุโรป ซึ่งมักใช้สายพันธุ์นี้ในอุตสาหกรรมยา

 การเพาะเลี้ยง 
alt=|thumb| A. niger ที่เจริญเติบโตบน Potato dextrose agar
A. niger เป็นสิ่งมีชีวิตที่ต้องการออกซิเจนในการเจริญเติบโตอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นจึงต้องอาศัยออกซิเจนในการเจริญเติบโต เชื้อราสามารถเจริญเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย โดยสามารถเจริญเติบโตได้ในอุณหภูมิตั้งแต่ 6 ถึง 47 องศาเซลเซียส เนื่องจากเป็นสิ่งมีชีวิตที่เจริญเติบโตได้ดีในอุณหภูมิปานกลาง ช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมคือ 35-37 องศาเซลเซียส สามารถทนต่อค่า pH ได้ตั้งแต่ 1.5 ถึง 9.8 A. niger เป็นราที่ชอบความแห้ง ซึ่งหมายความว่ามันสามารถเจริญเติบโตและสืบพันธุ์ได้ในสภาพแวดล้อมที่มีน้ำน้อยมาก สามารถเจริญเติบโตได้ในสภาวะที่มีความชื้นสูง ทนต่อสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสัมพัทธ์ 90-100% โดยทั่วไปเชื้อราจะเจริญเติบโตบนอาหารเลี้ยงเชื้อ Potato Dextrose Agar (PDA) แต่สามารถเจริญเติบโตได้ในอาหารเลี้ยงเชื้อประเภทอื่น ๆ มากมาย เช่น อาหารเลี้ยงเชื้อ Czapek-Dox agar, lignocellulose agar ฯลฯ

นิยมใช้เมทิลีนบลูมาย้อม เพื่อตรวจดูลักษณะทางสัณฐานวิทยา โดยใช้สีชนิดเดียวย้อมเซลล์ทิ้งไว้ระยะหนึ่ง หลังจากนั้นล้างออกด้วยนํ้า และซับให้แห้ง เซลล์จะย้อมติดสีสมํ่าเสมอกัน ซึ่งมีลักษณะสีของโคนิเดียเป็นสีดำหรือสีน้ำตาลดำ เวสซิเคิลที่ค่อนข้างกลม

 ความเป็นพิษ 
A. niger ผลิตสารทุติยภูมิที่หลากหลาย ซึ่งบางชนิดเป็นไมโคทอกซิน เรียกว่า โอคราทอกซิน เช่น โอคราทอกซิน เอ การปนเปื้อนจากเชื้อราที่มีลักษณะเป็นเส้นใย เช่น A. niger มักเกิดขึ้นในองุ่นและผลิตภัณฑ์จากองุ่น ซึ่งนำไปสู่การปนเปื้อนของโอคราทอกซิน เอ (OTA) โดย OTA ซึ่งเป็นไมโคทอกซินที่มีความสำคัญทางการแพทย์ สามารถสะสมในเนื้อเยื่อของมนุษย์และก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพที่ร้ายแรงหลายประการ ผลที่อาจเกิดขึ้นจากการเป็นพิษจาก OTA ได้แก่ ไตเสียหาย ไตวาย และมะเร็ง แต่องค์การอาหารและยาสหรัฐ (FDA) ไม่ได้กำหนดระดับสูงสุดที่อนุญาตของ OTA ในอาหาร ไม่เหมือนกับสหภาพยุโรปที่กำหนดระดับสูงสุดที่อนุญาตในผลิตภัณฑ์อาหารหลายประเภท

 ความก่อโรค 

 เชื้อก่อโรคพืช 
เชื้อรา Aspergillus niger สามารถทำให้เกิดการติดเชื้อราดำในพืชตระกูลถั่ว, ผลไม้ และผักบางชนิด เช่น ถั่วลิสง องุ่น และหัวหอม ทำให้เชื้อราชนิดนี้กลายเป็นสารปนเปื้อนในอาหารทั่วไป เชื้อราประเภทเส้นใยในกลุ่มแอสโคไมโคตามีความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงของค่า pH, ความชื้น และความร้อน โดยเจริญเติบโตได้ในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 15 ถึง 53 องศาเซลเซียส (59 ถึง 127 องศาฟาเรนไฮต์) ลักษณะเหล่านี้ทำให้การติดเชื้อของ A. niger เป็นสาเหตุที่พบได้บ่อยของการเน่าเสียหลังการเก็บเกี่ยวในผลไม้และผัก ซึ่งอาจนำไปสู่การสูญเสียทางเศรษฐกิจอย่างมากในอุตสาหกรรมอาหาร การติดเชื้อ A. niger ในพืชสามารถทำให้การงอกของเมล็ด การเกิดต้นกล้า การขยายตัวของราก และการขยายตัวของกิ่งลดลง ส่งผลให้พืชตายก่อนจะโตเต็มที่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเชื้อรา Aspergillus niger ทำให้เกิดราดำในหัวหอมและพืชประดับ

 เชื้อโรคในมนุษย์ 
A. niger เป็นราก่อโรค ซึ่ง Aspergillosis เป็นโรคติดเชื้อที่เกิดจากเชื้อราสกุล Aspergillus ชนิดในอาคารและในที่แจ้ง เนื่องจาก A. niger มีอยู่ทั่วไปทุกหนทุกแห่ง มนุษย์จึงสูดสปอร์ของ A. niger จากสภาพแวดล้อมโดยรอบเข้าไป การเป็น Aspergillosis มักเกิดขึ้นในผู้ที่มีระบบภูมิคุ้มกันบกพร่องหรือมีอาการทางปอดมาก่อน เช่น โรคหืด และอาการซิสติก ไฟโบรซิส ชนิดของ Aspergillosis ได้แก่ โรคภูมิแพ้เชื้อราในหลอดลมและปอด (ABPA), ไซนัสอักเสบจากเชื้อรา, เชื้อรา Aspergillus fumigatus ดื้อต่อยาต้านเชื้อรากลุ่มเอโซล, โรคเชื้อราที่ผิวหนัง และโรคปอดอักเสบเรื้อรัง จากเชื้อรา Aspergillus ที่มีอยู่ประมาณ 180 สปีชีส์ พบว่ามีประมาณ 40 สปีชีส์ที่ก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพในมนุษย์ที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่อง Aspergillosis เป็นโรคที่พบได้บ่อยโดยเฉพาะในกลุ่มคนงานด้านการเกษตรที่มักสูดดมฝุ่นพีต ซึ่งมักมีสปอร์ของเชื้อรา Aspergillus niger อยู่มาก นอกจากนี้ยังพบเชื้อราชนิดนี้ในมัมมี่อียิปต์โบราณด้วย และสามารถสูดดมเข้าไปได้เมื่อถูกรบกวนHandwerk, Brian (May 6, 2005) Egypt's "King Tut Curse" Caused by Tomb Toxins?. National Geographic. ภาวะหูติดเชื้อราซึ่งเป็นโรคติดเชื้อราที่ชั้นผิวของช่องหู เป็นความผิดปกติอีกอย่างหนึ่งที่อาจเกิดจากการเจริญเติบโตมากเกินไปของเชื้อรา Aspergillus เช่น A. niger ภาวะหูติดเชื้อราที่เกิดจากเชื้อ A. niger มักเกี่ยวข้องกับความเสียหายทางกลไกของชั้นผิวหนังภายนอกของช่องหู และมักเกิดขึ้นในผู้ป่วยที่อาศัยอยู่ในเขตร้อนชื้น มีรายงานว่า A. niger ก่อให้เกิดโรคปอดบวมได้น้อยมากเมื่อเทียบกับเชื้อรา Aspergillus สายพันธุ์อื่น ๆ เช่น Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus และ Aspergillus terreus

 คลังรูปภาพ 

 ดูเพิ่มเติม 

 การควบคุมการปนเปื้อน

 เชิงอรรถและรายการอ้างอิง 

 แหล่งข้อมูลอื่น 

 Aspergillosis information, Centers for Disease Control and Prevention, US Department of Health and Human Services
 A. niger ATCC 1015 genome
 Aspergillus website (Manchester University, UK)

หมวดหมู่:เทคโนโลยีชีวภาพ
หมวดหมู่:สกุล Aspergillus
หมวดหมู่:เชื้อรา
หมวดหมู่:สปีชีส์รา