مقدمه

محیط کشت مالونات یکی از محیط‌های افتراقی در میکروبیولوژی بالینی است که نقش مهمی در شناسایی و افتراق گونه‌های مختلف باکتری‌های گرم منفی به‌ویژه اعضای خانواده انتروباکتریاسه دارد. این محیط به‌طور اختصاصی توانایی میکروارگانیسم‌ها در استفاده از سدیم مالونات به‌عنوان تنها منبع کربن و انرژی را بررسی می‌کند. استفاده از این محیط به‌عنوان یک تست بیوشیمیایی تکمیلی در الگوریتم شناسایی باکتری‌های انتروباکتریاسه در آزمایشگاه‌های تشخیصی جایگاه ویژه‌ای دارد.

ترکیب و اجزای محیط

فرمولاسیون محیط کشت مالونات به‌گونه‌ای طراحی شده است که تنها منبع کربن در آن سدیم مالونات و تنها منبع نیتروژن، آمونیوم سولفات باشد. وجود بروموتیمول بلو به‌عنوان اندیکاتور pH امکان بررسی تغییرات اسیدی یا قلیایی حاصل از متابولیسم را فراهم می‌کند. محیط معمولاً دارای بافر فسفات نیز هست تا تغییرات pH به‌خوبی کنترل شود. در حالت اولیه، رنگ محیط سبز است که pH خنثی (حدود ۶٫۷) را نشان می‌دهد.

اصل آزمایش

باکتری‌هایی که قادر به استفاده از مالونات هستند، آن را به سوکسینات و سپس به بیکربنات و هیدروکسید تبدیل می‌کنند. این فرآیند منجر به قلیایی شدن محیط می‌شود. اندیکاتور بروموتیمول بلو در شرایط قلیایی از رنگ سبز به آبی تغییر می‌یابد. در مقابل، میکروارگانیسم‌هایی که قادر به متابولیسم مالونات نیستند، هیچ تغییری در pH ایجاد نکرده و محیط رنگ سبز خود را حفظ می‌کند. این تغییر رنگ اساس افتراق گونه‌ها در این محیط است.

کاربردهای تشخیصی

محیط مالونات به‌ویژه در افتراق گونه‌های انتروباکتر و اشرشیا کلای اهمیت دارد. گونه‌های انتروباکتر معمولاً قادر به استفاده از مالونات بوده و تغییر رنگ آبی ایجاد می‌کنند، در حالی که E. coli قادر به متابولیسم مالونات نیست و محیط سبز باقی می‌ماند. همچنین این محیط می‌تواند در افتراق برخی گونه‌های کلبسیلا و سالمونلا نیز سودمند باشد. در کنار سایر تست‌های بیوشیمیایی مانند سیمون سیترات، اوره‌آز و  IMViC، تست مالونات به تکمیل پروفایل بیوشیمیایی باکتری‌ها کمک می‌کند.

تفسیر نتایج

نتیجه مثبت در این محیط با تغییر رنگ به آبی مشخص می‌شود که نشان‌دهنده توانایی ارگانیسم در استفاده از مالونات است. نتیجه منفی به‌صورت عدم تغییر رنگ و باقی ماندن محیط در حالت سبز گزارش می‌گردد. در برخی موارد مشاهده رنگ سبز متمایل به زرد می‌تواند نشان‌دهنده مصرف محدود منابع نیتروژنی و تولید اسیدهای ضعیف باشد، که تفسیر آن باید با احتیاط و در کنار سایر تست‌ها انجام گیرد.

این محیط معمولاً در کنار سایر محیط‌های افتراقی مانند سیمون سیترات یا تریپل شوگر آیرون آگار (TSI) مورد استفاده قرار می‌گیرد تا یک پروفایل بیوشیمیایی کامل از باکتری به دست آید. استفاده همزمان از این تست‌ها دقت شناسایی را افزایش داده و مانع از اشتباه در تشخیص نهایی می‌شود.

مزایا و محدودیت‌ها

مزیت اصلی محیط مالونات، اختصاصی بودن آن برای بررسی مسیر متابولیکی خاص و کمک به افتراق نزدیک‌ترین گونه‌های انتروباکتریاسه است. با این حال، محدودیت‌هایی نیز وجود دارد. برخی سویه‌ها ممکن است رشد ضعیفی داشته باشند که منجر به نتایج مبهم شود. علاوه بر این، تغییر رنگ محیط نیازمند زمان کافی برای انکوباسیون است و تفسیر زودهنگام یا دیرهنگام ممکن است منجر به خطای تشخیصی گردد. به همین دلیل، توصیه می‌شود این تست همواره در کنار سایر آزمایش‌های بیوشیمیایی تکمیلی به‌کار گرفته شود.

از نظر ترکیب شیمیایی، وجود اندیکاتور بروموتیمول بلو باعث می‌شود تغییر pH محیط به‌وضوح مشاهده شود. این اندیکاتور در pH اسیدی رنگ زرد، در pH خنثی رنگ سبز، و در شرایط قلیایی رنگ آبی ایجاد می‌کند. همین ویژگی به میکروبیولوژیست‌ها کمک می‌کند تا در مدت زمان نسبتاً کوتاهی (۴۸–۲۴ ساعت) نتایج را تفسیر کنند.

نتیجه‌گیری

محیط کشت مالونات به‌عنوان یک ابزار تشخیصی در آزمایشگاه‌های میکروب‌شناسی بالینی جایگاه ویژه‌ای دارد. این محیط با بررسی توانایی میکروارگانیسم‌ها در استفاده از مالونات به‌عنوان تنها منبع کربن، امکان افتراق دقیق‌تر گونه‌های خانواده انتروباکتریاسه را فراهم می‌سازد. با وجود محدودیت‌ها، در ترکیب با سایر تست‌های بیوشیمیایی، استفاده از محیط مالونات یک روش ارزشمند و کاربردی برای شناسایی صحیح و سریع باکتری‌های گرم منفی محسوب می‌شود.

منابع

Leifson’s original formulation and its Ewing modification

Malonate Test – Principle, Procedure, Uses and Interpretation

Crystal structure of a Pseudomonas malonate decarboxylase

Malonate utilization by Pseudomonas aeruginosa affects quorum sensing

The Malonate Decarboxylase Operon of Acinetobacter

Malonate degradation in Acinetobacter baylyi ADP1

Identification of an Na⁺-Dependent Malonate Transporter