قالب

العفن ( في الولايات المتحدة والفلبين ) أو العفن ( في المملكة المتحدة والكومنولث ) هو أحد التراكيب التي تُشكّلها بعض الفطريات . ويعود المظهر الملون الشبيه بالغبار للعفن إلى تكوّن الأبواغ التي تحتوي على نواتج أيضية ثانوية فطرية . وتُعدّ الأبواغ وحدات انتشار الفطريات. ^{[ 1 ] [ 2 ]} لا تُشكّل جميع الفطريات العفن. فبعضها يُشكّل الفطر أو الأجسام الثمرية ؛ بينما ينمو البعض الآخر كخلايا مفردة ويُطلق عليه اسم الخمائر .

تُشكّل أنواعٌ عديدةٌ ومتنوعةٌ تصنيفياً من الفطريات العفن. ويؤدي نمو الخيوط الفطرية إلى تغير اللون وظهور مظهرٍ زغبي، خاصةً على الطعام. ^{[ 3 ]} تُعتبر شبكة هذه الخيوط الفطرية الأنبوبية المتفرعة، والتي تُسمى الغزل الفطري ، كائناً حياً واحداً . وتكون الخيوط الفطرية شفافةً عموماً، لذا يظهر الغزل الفطري كخيوطٍ بيضاء دقيقةٍ ورقيقةٍ جداً على السطح. وقد تفصل الجدران العرضية (الحواجز) بين الحجيرات المتصلة على طول الخيوط الفطرية، ويحتوي كلٌ منها على نواةٍ واحدةٍ أو عدة نوى متطابقةٍ وراثياً . وينتج الملمس الغباري للعديد من أنواع العفن عن الإنتاج الغزير للأبواغ اللاجنسية ( الأبواغ الكونيدية ) التي تتكون من تمايزٍ في نهايات الخيوط الفطرية. ويُستخدم نمط تكوين هذه الأبواغ وشكلها تقليدياً لتصنيف أنواع العفن. ^{[ 4 ]} والعديد من هذه الأبواغ ملونة، مما يجعل الفطر أكثر وضوحاً للعين البشرية في هذه المرحلة من دورة حياته.

العفن كائنات دقيقة لا تنتمي إلى تصنيف أو مجموعة تطورية محددة ، ولكنها توجد في شعبتي الفطريات الزيجية والفطريات الزقية . في الماضي، صُنفت معظم أنواع العفن ضمن شعبة الفطريات الناقصة . ^{[ 5 ]} كان العفن هو الاسم الشائع للعفن المائي أو العفن الغروي ، والذي كان يُصنف سابقًا ضمن الفطريات. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}

تُسبب الفطريات التحلل البيولوجي للمواد الطبيعية، وهو أمر غير مرغوب فيه عندما يؤدي إلى تلف الطعام أو إتلاف الممتلكات. كما أنها تلعب أدوارًا مهمة في مجال التقنية الحيوية وعلوم الأغذية في إنتاج العديد من الأصباغ والأطعمة والمشروبات والمضادات الحيوية والأدوية والإنزيمات . ^{[ 9 ]} يمكن أن تُسبب بعض أنواع الفطريات أمراضًا تصيب الحيوانات والبشر: فقد ينتج المرض عن حساسية تجاه جراثيم الفطريات، أو عن نمو الفطريات الممرضة داخل الجسم، أو عن آثار المركبات السامة ( السموم الفطرية ) التي تنتجها الفطريات عند تناولها أو استنشاقها. ^{[ 1 ]}

يوجد آلاف الأنواع المعروفة من الفطريات العفنية ذات أنماط حياة متنوعة، تشمل الفطريات الرمية ، والفطريات المحبة للحرارة المعتدلة ، والفطريات المحبة للبرودة ، والفطريات المحبة للحرارة العالية ، وعدد قليل جدًا من مسببات الأمراض الانتهازية للإنسان. ^{[ 10 ]} جميعها تحتاج إلى الرطوبة للنمو، وبعضها يعيش في البيئات المائية. ومثل جميع الفطريات، تستمد الفطريات العفنية طاقتها ليس من خلال عملية التمثيل الضوئي ، بل من المواد العضوية التي تعيش عليها، مستخدمةً التغذية غير الذاتية . عادةً ما تفرز الفطريات العفنية إنزيمات محللة ، بشكل رئيسي من أطراف الخيوط الفطرية. تعمل هذه الإنزيمات على تحليل البوليمرات الحيوية المعقدة ، مثل النشا والسليلوز واللجنين ، إلى مواد أبسط يمكن امتصاصها بواسطة الخيوط الفطرية. وبهذه الطريقة، تلعب الفطريات العفنية دورًا رئيسيًا في تحلل المواد العضوية، مما يتيح إعادة تدوير العناصر الغذائية في جميع أنحاء النظم البيئية . كما تقوم العديد من الفطريات العفنية بتخليق السموم الفطرية والسيدروفورات التي تعمل، جنبًا إلى جنب مع الإنزيمات المحللة ، على تثبيط نمو الكائنات الحية الدقيقة المنافسة . يمكن أن تنمو الفطريات أيضًا على الأطعمة المخزنة للحيوانات والبشر، مما يجعلها غير صالحة للأكل أو سامة، وبالتالي فهي مصدر رئيسي لفقدان الطعام والأمراض. ^{[ 11 ]} تهدف العديد من استراتيجيات حفظ الطعام (التمليح، والتخليل، والمربى، والتعبئة، والتجميد، والتجفيف) إلى منع أو إبطاء نمو الفطريات، بالإضافة إلى نمو الكائنات الحية الدقيقة الأخرى.

تتكاثر الفطريات عن طريق إنتاج أعداد كبيرة من الأبواغ الصغيرة ، ^{[ 10 ]} التي قد تحتوي على نواة واحدة أو متعددة النوى . يمكن أن تكون أبواغ الفطريات لا جنسية (ناتجة عن الانقسام المتساوي ) أو جنسية (ناتجة عن الانقسام الاختزالي )؛ وتستطيع العديد من الأنواع إنتاج كلا النوعين. تنتج بعض الفطريات أبواغًا صغيرة كارهة للماء مُهيأة للانتشار عن طريق الرياح، وقد تبقى محمولة جوًا لفترات طويلة؛ وفي بعضها تكون جدران الخلايا داكنة اللون، مما يوفر مقاومة للتلف الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية . بينما تمتلك أبواغ فطريات أخرى أغلفة لزجة، وهي أكثر ملاءمة للانتشار عن طريق الماء. غالبًا ما تكون أبواغ الفطريات خلايا مفردة كروية أو بيضاوية الشكل، ولكنها قد تكون متعددة الخلايا ومتنوعة الأشكال. قد تلتصق الأبواغ بالملابس أو الفراء؛ وبعضها قادر على تحمل درجات الحرارة والضغط القصوى.

على الرغم من قدرة العفن على النمو على المواد العضوية الميتة في كل مكان في الطبيعة، إلا أن وجوده لا يُرى بالعين المجردة إلا عندما يُشكّل مستعمرات كبيرة . لا تتكون مستعمرة العفن من كائنات منفصلة، ​​بل هي شبكة مترابطة من الخيوط الفطرية تُسمى الغزل الفطري . يحدث النمو بالكامل عند أطراف الخيوط الفطرية، حيث يتدفق السيتوبلازم والعضيات إلى الأمام مع تقدم الخيوط فوق أو عبر مصادر الغذاء الجديدة. تُمتص العناصر الغذائية عند طرف الخيط الفطري. في البيئات الاصطناعية كالمباني، غالبًا ما تكون الرطوبة ودرجة الحرارة مستقرة بما يكفي لتعزيز نمو مستعمرات العفن، والتي غالبًا ما تُرى على شكل طبقة زغبية أو فروية تنمو على الطعام أو الأسطح الأخرى.

لا تستطيع سوى قلة من أنواع العفن النمو عند درجات حرارة 4 درجات مئوية (39 درجة فهرنهايت) أو أقل، لذا يُحفظ الطعام عادةً في الثلاجة عند هذه الدرجة. وعندما لا تسمح الظروف بنمو العفن، فإنه يبقى حيًا في حالة سكون ضمن نطاق واسع من درجات الحرارة، يختلف باختلاف نوعه. وتتباين أنواع العفن المختلفة تباينًا كبيرًا في قدرتها على تحمل درجات الحرارة والرطوبة القصوى. ويمكن لبعض أنواع العفن البقاء على قيد الحياة في ظروف قاسية، مثل التربة المغطاة بالثلوج في القارة القطبية الجنوبية، والتبريد، والمذيبات شديدة الحموضة، والصابون المضاد للبكتيريا، وحتى المنتجات البترولية مثل وقود الطائرات. ^{[ 12 ] : 22}  

تستطيع الفطريات المحبة للجفاف النمو في بيئات جافة نسبياً أو مالحة أو سكرية، حيث يكون نشاط الماء (a _w ) أقل من 0.85؛ بينما تحتاج أنواع أخرى من الفطريات إلى رطوبة أكبر. ^{[ 13 ]}

تشمل الأجناس الشائعة للعفن ما يلي:

تُعدّ فطريات الكوجي مجموعة من أنواع فطر الرشاشيات ، ولا سيما الرشاشيات الأرزية (Aspergillus oryzae )، وبشكل ثانوي الرشاشيات الصويا (A. sojae )، التي تُزرع في شرق آسيا منذ قرون عديدة. تُستخدم هذه الفطريات لتخمير خليط من فول الصويا والقمح لصنع معجون فول الصويا وصلصة الصويا . كما تُحلل فطريات الكوجي النشا الموجود في الأرز والشعير والبطاطا الحلوة وغيرها، وهي عملية تُسمى التحلل السكري ، وتُستخدم في إنتاج الساكي والشوتشو والمشروبات الروحية المقطرة الأخرى. تُستخدم فطريات الكوجي أيضًا في تحضير الكاتسوبوشي (Katsuobushi ) . ^{[ 14 ]}

خميرة الأرز الأحمر هي نتاج فطر الموناسكوس بوربوروس الذي ينمو على الأرز ، وهي شائعة في الأنظمة الغذائية الآسيوية ، وخاصة الصينية . تحتوي هذه الخميرة على عدة مركبات تُعرف مجتمعة باسم الموناكولينات ، والتي تُعرف بقدرتها على تثبيط تخليق الكوليسترول . ^{[ 15 ]} أظهرت دراسة أن استخدام خميرة الأرز الأحمر كمكمل غذائي، مع زيت السمك وتغييرات نمط الحياة الصحية ، قد يساعد في خفض الكوليسترول الضار بفعالية مماثلة لبعض أدوية الستاتين التجارية. ^{[ 16 ]} ومع ذلك، أظهرت دراسات أخرى أنها قد لا تكون موثوقة (ربما بسبب عدم توحيد المعايير) بل وقد تكون سامة للكبد والكلى . ^{[ 17 ]}

تحتوي بعض أنواع النقانق ، مثل السلامي ، على بادئات من العفن ^{[ 18 ]} لتحسين النكهة والحد من التلف البكتيري أثناء عملية التجفيف. على سبيل المثال، قد يظهر فطر البنسيليوم نالجيوفينس على شكل طبقة بيضاء مسحوقية على بعض أنواع النقانق المجففة (مثل النقانق المجففة على الطريقة الأوروبية، وخاصةً تلك التي تُصنع في جنوب أوروبا ).

تشمل أنواع القوالب الأخرى التي تم استخدامها في إنتاج الأغذية ما يلي:

• الفيوزاريوم فينيناتوم – كوارن
• جيوتريشوم كانديدوم – الجبن
• نيوروسبورا سيتوفيلا – أونكوم
• أنواع البنسيليوم – أنواع مختلفة من الأجبان بما في ذلك جبن بري والجبن الأزرق
• ريزوموكور ميهي – منفحة ميكروبية لصنع الأجبان النباتية وغيرها
• Rhizopus oligosporus – تمبه
• فطر الأرز (Rhizopus oryzae) - التمبيه، أو الجيوكو المستخدم في تحضير الجيونيانغ، أو المادة الأولية لصنع نبيذ الأرز الصيني

يعود اكتشاف ألكسندر فليمنج العرضي للمضاد الحيوي البنسلين إلى نوع من العفن يُسمى آنذاك Penicillium rubrum (مع أن النوع ثبت لاحقًا أنه Penicillium rubens ). ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]} واصل فليمنج أبحاثه حول البنسلين، مُظهرًا قدرته على تثبيط أنواع مختلفة من البكتيريا المُسببة للعدوى والأمراض الأخرى، لكنه لم يتمكن من إنتاج المركب بكميات كافية لصنع دواء. ^{[ 22 ]} توسّع نطاق عمله بفضل فريق من جامعة أكسفورد ضمّ كلوترباك، ولوفيل، ورايستريك، الذين بدأوا العمل على هذه المشكلة عام 1931. لم يتمكن هذا الفريق أيضًا من إنتاج المركب النقي بكميات كبيرة، ووجدوا أن عملية التنقية تُقلل من فعاليته وتُبطل خصائصه المضادة للبكتيريا. ^{[ 22 ]}

واصل هوارد فلوري ، وإرنست تشين ، ونورمان هيتلي ، وإدوارد أبراهام ، وجميعهم من أكسفورد، العمل. ^{[ 22 ]} قاموا بتحسين وتطوير تقنية التركيز باستخدام محاليل عضوية بدلاً من الماء، وأنشأوا "وحدة أكسفورد" لقياس تركيز البنسلين في المحلول. تمكنوا من تنقية المحلول، وزيادة تركيزه بمقدار 45-50 ضعفًا، ووجدوا أنه من الممكن الحصول على تركيز أعلى. أُجريت تجارب ونُشرت نتائجها عام 1941، على الرغم من أن كميات البنسلين المنتجة لم تكن دائمًا كافية للعلاجات المطلوبة. ^{[ 22 ]} ولأن ذلك كان خلال الحرب العالمية الثانية، سعى فلوري إلى الحصول على دعم من الحكومة الأمريكية. وبمساعدة فرق بحثية في المملكة المتحدة وبعضها في الولايات المتحدة، طُوّر إنتاج البنسلين المتبلور على نطاق صناعي خلال الفترة 1941-1944 من قِبل وزارة الزراعة الأمريكية وشركة فايزر. ^{[ 19 ] [ 23 ]}

تُشتق العديد من أدوية الستاتين الخافضة للكوليسترول (مثل لوفاستاتين ، المستخلص من فطر Aspergillus terreus ) من العفن. ^{[ 24 ]}

يُستخلص دواء السيكلوسبورين المثبط للمناعة ، والذي يستخدم لقمع رفض الأعضاء المزروعة ، من فطر توليبوكلاديوم إنفلاتوم .

تنتشر الفطريات في كل مكان ، وتُعد جراثيم الفطريات مكونًا شائعًا في غبار المنازل وأماكن العمل؛ ومع ذلك، عندما تتواجد جراثيم الفطريات بكميات كبيرة، فإنها قد تشكل خطرًا صحيًا على البشر، مما قد يسبب ردود فعل تحسسية ومشاكل في الجهاز التنفسي. ^{[ 25 ]}

تُنتج بعض أنواع العفن سمومًا فطرية قد تُشكل مخاطر صحية جسيمة على الإنسان والحيوان. وتشير بعض الدراسات إلى أن التعرض لمستويات عالية من هذه السموم قد يُؤدي إلى مشاكل عصبية، وفي بعض الحالات، إلى الوفاة. ^{[ 26 ]} وقد يكون التعرض المُطوّل، كالتعرض اليومي في المنزل، ضارًا بشكل خاص. ولم تُحسم نتائج الأبحاث حول الآثار الصحية للعفن. ^{[ 27 ]} ويُشير مصطلح "العفن السام" إلى أنواع العفن التي تُنتج سمومًا فطرية، مثل فطر ستاكي بوتريس تشارتاروم ، وليس إلى جميع أنواع العفن بشكل عام. ^{[ 28 ]}

قد تشكل الأعفان خطرًا على صحة الإنسان والحيوان عند تناولها بعد نمو أنواع معينة منها في الأطعمة المخزنة. تنتج بعض الأنواع مستقلبات ثانوية سامة ، تُعرف مجتمعةً بالسموم الفطرية ، وتشمل الأفلاتوكسينات ، والأوكراتوكسينات ، والفومونيسينات ، والتريكوثيسينات ، والسيترينين ، والباتولين . يمكن استغلال هذه الخصائص السامة لصالح الإنسان عندما يكون تأثيرها السام موجهًا ضد كائنات حية أخرى ؛ فعلى سبيل المثال، يؤثر البنسلين سلبًا على نمو البكتيريا موجبة الجرام (مثل أنواع المطثية )، وبعض أنواع اللولبيات ، وبعض أنواع الفطريات . ^{[ 29 ]}

يحدث نمو العفن في المباني عادةً عندما تستعمر الفطريات مواد البناء المسامية، مثل الخشب. ^{[ 30 ]} تتضمن العديد من مواد البناء الورق، والمنتجات الخشبية، أو العناصر الخشبية الصلبة، مثل ألواح الجبس المغطاة بالورق، والخزائن الخشبية، والعزل. يمكن أن يؤدي استعمار العفن الداخلي إلى مجموعة متنوعة من المشاكل الصحية، حيث يستنشق شاغلو المبنى جراثيم تكاثرية مجهرية محمولة في الهواء، تشبه حبوب لقاح الأشجار. تشير الكميات الكبيرة من الجراثيم المحمولة في الهواء داخل المبنى، مقارنةً بالظروف الخارجية، بقوة إلى نمو العفن في الداخل. ^{[ 31 ]} يتم تحديد عدد الجراثيم المحمولة في الهواء عن طريق أخذ عينة من الهواء، حيث يتم تشغيل مضخة متخصصة ذات معدل تدفق معروف لفترة زمنية محددة. ولمراعاة المستويات الأساسية، يجب سحب عينات الهواء من المنطقة المصابة، ومنطقة تحكم، والخارج.

تسحب مضخة أخذ عينات الهواء الهواء وتضع جزيئات مجهرية محمولة جوًا على وسط زراعي. يُزرع هذا الوسط في المختبر، ويُحدد جنس ونوع الفطريات بالملاحظة المجهرية البصرية. كما تُقاس نتائج المختبر نمو الفطريات كميًا عن طريق عدّ الأبواغ للمقارنة بين العينات. يُسجل وقت تشغيل المضخة، وعند ضربه في معدل تدفق المضخة، ينتج حجم محدد من الهواء المُستخلص. على الرغم من أن حجم الهواء المُحلل صغير، إلا أن التقارير المختبرية الشائعة تستخدم بيانات عدّ الأبواغ لتقدير عدد الأبواغ الموجودة في متر مكعب من الهواء. ^{[ 32 ]}

تنجذب جراثيم العفن إلى بيئات محددة، مما يُسهّل نموها. وعادةً ما تتحول هذه الجراثيم إلى تفشٍّ كامل فقط عند توفر ظروف معينة. ^{[ 33 ]} يمكن اتباع ممارسات مختلفة للحد من مشاكل العفن في المباني، وأهمها خفض مستويات الرطوبة التي تُسهّل نمو العفن. ^{[ 28 ]} يُقلّل ترشيح الهواء من عدد الجراثيم المتاحة للإنبات، خاصةً عند استخدام مرشح هواء عالي الكفاءة (HEPA). كما تُقلّل وحدة تكييف الهواء التي تعمل بشكل صحيح من الرطوبة النسبية في الغرف. ^{[ 34 ]} وتوصي وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) حاليًا بالحفاظ على الرطوبة النسبية أقل من 60%، ويفضل أن تكون بين 30% و50%، لمنع نمو العفن. ^{[ 35 ]}

يُعدّ القضاء على مصدر الرطوبة الخطوة الأولى في معالجة الفطريات. وقد يكون من الضروري أيضًا إزالة المواد المتضررة، إذا كانت قابلة للاستبدال بسهولة وليست جزءًا من الهيكل الحامل. وقد يتطلب الأمر تجفيفًا احترافيًا لتجاويف الجدران المخفية والأماكن المغلقة، مثل تجاويف أسفل الخزائن. ولضمان نجاح المعالجة، لا بد من التحقق من نسبة الرطوبة ونمو الفطريات بعد الانتهاء منها. يقوم العديد من المقاولين بالتحقق بأنفسهم، ولكن قد يستفيد مالكو العقارات من التحقق المستقل. في حال إهمال المعالجة، قد يتسبب العفن في أضرار جسيمة للمبنى، سواءً من الناحية الجمالية أو الهيكلية. ^{[ 36 ]}

استخدم فنانون مختلفون العفن بطرق فنية متنوعة. فعلى سبيل المثال، يقوم دانييلي ديل نيرو ببناء نماذج مصغرة للمنازل والمباني المكتبية، ثم يحفز نمو العفن عليها، مما يمنحها مظهرًا غريبًا يوحي بأنها استعادتها الطبيعة. ^{[ 37 ]} أما ستايسي ليفي، فتقوم بنقش صور مكبرة للعفن على الزجاج باستخدام تقنية السفع الرملي، ثم تسمح للعفن بالنمو في الشقوق التي أحدثتها، لتخلق بذلك صورة تجمع بين الماكرو والميكرو. ^{[ 38 ]} وقد أنتجت سام تايلور جونسون عددًا من الأفلام بتقنية التصوير الزمني التي توثق التحلل التدريجي للوحات الطبيعة الصامتة ذات الترتيب الكلاسيكي. ^{[ 39 ]}

• دليل وكالة حماية البيئة بشأن العفن