ตอน---ความลับในการติดต่อสื่อสารระหว่างแบคทีเรีย
“勐海味”的生物学研究 (二) --- 细菌沟通的秘密
การติดต่อสื่อสารระหว่างแบคทีเรียชนิดเดียวกันยังไม่เพียงพอ พวกมันยังมีอีกหนึ่งความลับ :
พวกมันมีวิธีที่จะอยู่ร่วมกันกับแบคทีเรียชนิดอื่นๆที่อยู่แวดล้อมอย่างสันติสุข ลักษณะพิเศษของแบคทีเรียคือมีภาษาหลายเชื้อชาติ ลักษณะพิเศษนี้เป็นตัวกำหนดพวกมันมีระบบการจำกันได้(Recognition System : 识别系统)ที่สายพันธุ์สร้างขึ้นมาโดยเฉพาะ โดยใช้สารโมเลกุลพิเศษมาจำแนกกลุ่มเดียวกัน แต่ทว่า พวกเราได้ค้นพบอีกว่า ขณะเดียวกันพวกมันยังมีอีกระบบหนึ่ง นั้นคือระบบที่ใช้โดยทั่วไป(通用系统) ดังนั้น มันมีสารตัวกระตุ้น(摧化剂)ที่พิเศษเฉพาะมากชนิดหนึ่ง สามารถสร้างสารสัญญาณชนิดที่ 2 สารสัญญาณนี้เป็นภาษาร่วมกันของแบคทีเรียทั้งหลาย มันจะถูกแบคทีเรียที่ไม่เหมือนกันที่มีอยู่ทั้งหมดใช้ร่วมกัน เป็นภาษาสื่อสารระหว่างสายพันธุ์ แบคทีเรียสามารถคำนวณและแยกแยะจำนวนชนิดเดียวกันและต่างชนิดกันที่อยู่แวดล้อมตนเอง พวกมันถ่ายทอดสารสัญญานเหล่านี้เข้าไปภานในเซลล์ แล้วจึงตัดสินใจว่าจะต้องทำอย่างไรต่อไป การเคลื่อนไหวของพวกมันขึ้นอยู่กับทั้งอาณานิคม ใครมีพวกมากกว่า ใครมีพวกน้อยกว่า พวกเราก็ได้ใช้วิธีการทางเคมี มาทำความเข้าใจอย่างชัดแจ้งกับโครงสร้างของสารโมเลกุลโดยทั่วไปนี้ มันเป็นโมเลกุลขนาดเล็กมากที่มีคาร์บอน 5 อะตอม(五碳分子) สิ่งที่สำคัญคือ แบคทีเรียทุกชนิดล้วนมีสารตัวกระตุ้นที่เหมือนกัน สามารถสร้างสารโมเลกุลที่เหมือนกันทุกอย่าง พวกมันล้วนใช้สารโมเลกุลนี้ เป็นภาษาที่ใช้ในการสื่อสารระหว่างแบคทีเรีย นี้เป็นภาษาสากลของแบคทีเรีย
เป็นเพราะว่าแบคทีเรียมีพฤติกรรมกลุ่มเหล่านี้ ทำให้บรรลุ “ศึกป้อมปราการ”(攻坚战) ระยะเริ่มต้นสำเร็จได้ ถ้าหากเป็นหัวเดียวกระเทียมลีบแล้วไม่มีทางที่ทำให้ภารกิจสำเร็จลุล่วงได้ นี้เป็นพื้นฐานทั่วๆไปในการหมักอาหาร เปลี่ยนการพูดอีกอย่างว่า การหมักระยะเริ่มต้นของหมักกอง จุลินทรีย์ได้เข้าไปในสารตั้งต้นการหมัก(ใบชา) เริ่มการหลั่งสารโมเลกุล Quorum Sensing ของมัน เมื่อสะสมถึงจำนวนที่มากพอแล้ว แบคทีเรียสามารถจำกันได้แล้วเริ่มเปิดศึกโจมตี ณ ขณะนี้ พวกเราจะพบเห็นกลุ่มใยรา(Mycelium : 菌丝体)จำนวนมากเกาะติดอยู่บนใบชาในหมักกอง มีสีขาว สีดำ สีเทา สีเขียว สีเหลือง ก่อตัวเป็น “เครือกองทัพ” ของจุลินทรีย์จับฉ่าย พวกมัน “โจมตี” ใบชาครั้งแล้วครั้งเล่า ทำให้พวกเราสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงของสีภายนอกใบชาอย่างชัดเจน ในระยะเวลาอันสั้นมันสามารถทำไห้ใบชา(เหมาชาตากเขียว)เปลี่ยนจากสีเทาเหลืองไปทางสีน้ำตาล ในกระบวนการนี้สำเร็จลุล่วงได้โดย “Quorum Sensing” ของจุลินทรีย์ โดยเฉพาะเป็นรูปเป็นร่างขึ้นมาในการพลิกกองและซ้ำกอง 5 ครั้งแรก
แต่ทว่า ในระยะช่วงหลังของ “Quorum Sensing(QS)” อีกปรากฏการณ์หนึ่งที่พิเศษเฉพาะปรากฏขึ้นมา ก็คือ “Anti-Quorum Sensing(AQS)”(反聚量感应) ปรากฏขึ้นในกระบวนการหมัก
ภายใต้สภาพแวดล้อมที่พิเศษเฉพาะ สายพันธุ์จะเกิดปราฏกการณ์กลายพันธุ์(突变现象) ระหว่างพวกมันเพียงมีข้อแตกต่างกันเล็กน้อย---พวกมันจะล็อคตัวรับ(Receptor)เหล่านี้โดยอัตโนมัต และก็รบกวนตัวรับในการจำแนกสารโมเลกุลที่แท้จริง ล็อตปิดระบบนี้ ดังนั้นจึงสามารถสร้างสารโมเลกุล “AQS” ที่มุ่งตรงไปที่สายพันธุ์ สายพันธุ์ได้ทำการแก้ไขเล็กน้อยโดยตัวของมันเอง ก่อให้เกิดสารปฏิปักษ์(Antigonist : 拮抗剂)จำนวนเล็กน้อย พวกมันล้วนมุ่งตรงไปที่ระบบการติดต่อสื่อสารระหว่างสายพันธุ์ ปรากฏสารโมเลกุลข้ามสายพันธุ์(跨菌种分子) มันจะก่อให้เกิดสารเชิงอนุกรมใหม่ และก็เป็นสารประกอบทางเคมียุคใหม่
จุลินทรีย์ได้คิดประดิษฐ์กลไกเช่นนี้ออกมา และเป็นกลไกในการควบคุมตัวของมันเองของจุลินทรีย์
เวชศาสตร์ชีวภาพพอดีได้ใช้หลักการนี้ในการคิดประดิษฐ์วิธีการผลิตยาปฏิชีวนะ ยาปฏิชีวนะก็ผลิตจากการหมัก คือสารประกอบทุติยภูมิชนิดหนึ่งที่มียาต้านเชื้อโรคหรือมีฤทธิ์ทางด้านอื่นๆที่ได้จาการหมักโดยจุลินทรีย์(รวมแบคทีเรีย ฟังใจ Antinomyces)หรือสัตว์และพืชชั้นสูง ซึ่งแตกต่างกลไกในการควบคุมตัวของมันเองของแบคทีเรีย มันเป็นรูปแบบการจุ้นจ้านโดยฝีมือมนุษย์โดยการเพิ่มเติม “สารโมเลกุล QS อย่างเข้มข้น” เข้าไปในกระบวนการหมัก ควบคุมกระบวนการและผลลัพธ์ของการหมัก ล้วนใช้หลักการทางชีวภาพ “QS และ AQS” เพียงแต่กระบวนการแบบนี้เป็นระบบที่ถูกล็อคตายแล้ว วัตถุประสงค์เพื่อให้สารโมเลกุล AQS ปฏิบัติการเกิดผลได้ดียิ่งขึ้น
กล่าวเฉพาะด้านหมักกองแล้ว เป็นหลักการของ “QS” อย่างเดียวกัน สถานการณ์ที่อาจเป็นไปได้คือ ถ้าหากเป็นการเฉพาะเพื่อการหมักแล้ว เมื่อกระบวนการถึง “QS” ก็สามารถจบสิ้นได้ การหมักอาหารเกือบทั้งหมด โดยเฉพาะที่ไม่ต้องการกลิ่นและรสชาติที่เป็นเอกลักษณ์ท้องถิ่นแล้ว หรือความรู้ความเข้าใจต่อการหมักยังไม่ดีพอ ประกอบกับประสบการณ์ที่ไม่ถูกต้อง ล้วนจะยุติการดำเนินการหมักหลังเสร็จสิ้น “QS” มันถือเป็นการหมักแบบธรรมดาทั่วไป จุลินทรีย์จับฉ่ายมีเป็นจำนวนมาก กลิ่นแปลกปลอมจะหนักมาก ถือเป็นผลิตภัณฑ์หยาบ ความเป็นจริง ชาสุกจากพื้นที่จำนวนมากของหยินหนานล้วนถือเป็นผลิตภัณฑ์แบบนี้ แต่กระนั้น โรงงานชาที่มีประสบการณ์ของหยินหนานมีความตระหนักที่ยืดรอบระยะเวลาการหมักกองให้ยาวออกไป ไม่ใช่ 45 วัน แต่เป็น 65 วัน แม้กระทั่งอาจยาวนานกว่านี้ และมีบางองค์กรธุรกิจนำชาสุกหลังผ่านการหมักกองและผ่านการคัดแยกเลือกแล้ว นำไปเก็บที่คลังเพื่อดำเนินการ “ความสงบนิ่ง”(静置) ช่วงเวลานี้ สารโมเลกุลข้ามสายพันธุ์กำลังแสดงผล “ปฏิปักษ์”(拮抗) ของพวกมันอย่างเต็มที่ ยับยั้ง “พฤติกรรมการก่อกวน”(肆虐行为)ของจุลินทรีย์จับฉ่าย ทำให้จุลินทรีย์เฉพาะในสภาพแวดล้อมจำเพาะเริ่มเปลี่ยนเป็นเชื้อจุลินทรีย์ที่มีลักษณะเด่น(优势菌群) แม้ว่าเชื้อจุลินทรีย์ชนิดนี้ในระยะเริ่มต้นของการหมักก็ดำรงอยู่ แต่อยู่ในสถานะลักษณะด้อยมาตลอด(ระยะเริ่มต้นที่เป็นพระเอกคือ Aspergillus niger) แต่เมื่อหลังจาก “ปฏิปักษ์” เริ่มปรากฏผลขึ้นมา เจ้าบ้าน(ใบชา)ได้ถูก “เครือกองทัพ” ของจุลินทรีย์เข้าบุกทำลายครั้งแล้วครั้งเล่า กำลังทั้งสองฝ่ายในศึกป้อมปราการต่างใช้จนเกือบหมด ใบชาก็อยู่ในช่วง “จากดิบเปลี่ยนสุก”(由生转熟) เชื้อจุลินทรีย์ชนิดนี้จึงถือโอกาสยึดครองตำแหน่งผู้นำของการหมัก ความเป็นจริงเชื้อจุลินทรีย์ชนิดนี้ถือเป็น “หน่วยรบขนาดเล็ก” เป็นเชื้อจุลินทรีย์ที่อ่อนแอและบอบบางที่ต้องเป็นกาฝากในสภาพแวดล้อมจำเพาะ หากไม่เป็นเพราะการคุ้มครองของสภาพแวดล้อมจำเพาะแล้ว มันจะดำรงอยู่ได้ไม่นาน ดังนั้น ระยะเริ่มต้นของการหมักแทบจะแบกรับหน้าที่ “บุกป้อมปราการ” อันยิ่งใหญ่ยังไม่ได้ แต่ว่า เมื่ออยู่ในช่วงระยะหลังของการหมัก ถ้าหากสำรองระยะเวลาสักช่วงหนึ่งสำหรับพวกมัน ไห้มันได้แสดงความสารถ จะทำให้เกิดประสิทธิภาพที่ดีอยู่แล้วดียิ่งขึ้นไปอีก ในช่วงระยะหลังของการหมักมันสามารถเปลี่ยนเป็นสารประกอบเคมีกลุ่มใหม่ สารประกอบเคมีกลุ่มใหม่นี้สามารถทำให้สารที่มีลักษณะพิเศษทาง “ความรู้สึกทางรส” ที่ผ่านการสัมผัสได้มีความเข้มข้นขึ้น นี้คือเส้นทางทางชีวภาพที่ก่อให้เกิด “รสเมิ่งไห่” ขึ้นมา
แน่นอน มันเป็นกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีที่สลับซับซ้อน เป็นไปไม่ได้ที่เนื้อความแค่นี้สามารถอธิบายให้เข้าใจอย่างชัดแจ้งได้
ภายในห่วงโซ่นี้ เงื่อนไขที่สำคัญที่สุดคือสภาพแวดล้อมจำเพาะ
สิ่งที่ต้องยืนหยัดอีกจุดหนึ่งคือ สภาพแวดล้อมจำเพาะมาจากสภาพแวดล้อมนิเวศธรรมชาติ(สภาพแวดล้อมภายนอก)และสถานที่หมัก(สภาพแวดล้อมภายใน) 2 ภาคส่วนประกอบกันขึ้นมา ซึ่งแก่นแท้คือการบ่งชี้ถึงจุลินทรีย์เฉพาะที่อยู่ในสภาพแวดล้อมจำเพาะ
ถ้าเช่นนั้น จุลินทรีย์เฉพาะที่ทำให้เกิด “รสเมิ่งไห่” ที่แท้คืออะไรกันแน่ ?
........ยังมีต่อ........
แปล-เรียบเรียง จากบทความ《การศึกษาทางชีวภาพของ “รสเมิ่งไห่”》ตอนที่ 2---เขียนโดย เฉินเจี๋ย
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น