نبات زينة يقدم حلاً لإنتاج غذاء خالٍ من البكتيريا

باستخدام بذوره في إنتاج جسيمات الفضة النانوية

نبات أكاليفا
نبات أكاليفا
TT

نبات زينة يقدم حلاً لإنتاج غذاء خالٍ من البكتيريا

نبات أكاليفا
نبات أكاليفا

تمكن باحث مصري من استخدام مستخلص بذور نبات أكاليفا، المصنف نباتاً للزينة، لتحضير جسيمات فضية نانوية لها القدرة على تثبيط نشاط البكتيريا، بما يؤهلها للاستخدام في الصناعات الغذائية.
ويتجه نشاط الصناعات الغذائية حالياً إلى استبدال مواد طبيعية بالمواد الحافظة الكيميائية ، عبر ما بات يعرف بـ«الكيمياء الخضراء»، وشارك في هذا الاتجاه د. علي محمد الهجرسي الباحث بقسم كيمياء وتصنيف النباتات بشعبة الصناعات الصيدلية بالمركز القومي للبحوث، عبر إنتاج جسيمات الفضة النانوية من نبات أكاليفا.
ويقول الهجرسي: «عُرف عن معدن الفضة منذ القدم قدرته على قتل الكائنات الدقيقة والطحالب، حتى إن الناس كانوا يضعون في قِرب الماء المصنوعة من جلد الشاة، قطعاً معدنية من عملات الفضة أثناء الرحلات الطويلة لتحتك مع بعضها فيحدث ذوبان لجزء بسيط من الفضة في الماء في صورة مسحوق ناعم جداً يكون وسيلة في قتل البكتيريا وتطهير الماء، وقدم حديثاً علم النانو فرصة أفضل لاستخدام هذا المعدن في إنتاج جسيمات نانوية تعطيه فاعلية أكبر في قتل البكتيريا».
ويقول الهجرسي لـ«الشرق الأوسط»، إن «استخدام جسيمات الفضة النانوية كقاتل للبكتيريا ليس جديداً، ولكن الجديد الذي يتنافس فيه الباحثون هو البحث عن مصادر طبيعية وغير تقليدية لإنتاج هذه الجسيمات، وكانت مساهمتنا في هذا الاتجاه عبر استخدام نبات أكاليفا».
والمعروف عن نبات أكاليفا أنه يتميز شكلاً بجمال أوراقه بما يجعله خياراً مناسباً للاستخدام كسياج في الحدائق والمتنزهات، ويستخدم في الصناعات الصيدلية لاحتوائه على مركبات فعالة في التئام الجروح، وإزالة السموم، كما تستخدم مركباته في علاج اضطرابات الجهاز الهضمي وارتفاع ضغط الدم، والتهابات الجلد الفطرية، والجديد الذي يقدمه الباحث هو استخدمه في الصناعات الغذائية.
وخلال البحث المنشور في دورية Bioscience Research، قام الباحث بتحضير مركبات الفضة النانوية من خلات الأيثيل (مركب عضوي يكون على شكل سائل عديم اللون له رائحة مميزة)، التي استخلصها من بذور نبات أكاليفا وقام بتقييم نشاطها ضد البكتيريا المسببة للأمراض والفطريات في الصناعات الغذائية، مقارنة بنشاط مستخلص خلات الإيثيل للنبات نفسه دون تحضيره في شكل جسيمات فضية نانوية.
وأظهرت النتائج التي رصدها الباحث أن الجسيمات النانوية الفضية التي تم تحضيرها من خلات الإيثيل المستخلصة من بذور النبات كان لها نشاط مضاد للجراثيم والفطريات بشكل أكثر كفاءة.
ويوضح الهجرسي، أن «نتيجة البحث دفعتنا للتوصية باستخدام مركبات الفضة النانوية المحضرة من خلات الإيثيل المستخلصة من بذور نبات أكاليفا في مجال الصناعات الغذائية، والتي تفقد نحو 25 في المائة من إنتاجها كل عام بسبب تلوث الأغذية بمسببات الأمراض، وفي مقدمتها بعض أنواع البكتيريا مثل (السلمونيلا)»، أو الفطريات. وبالإضافة لفاعلية تلك المركبات في قتل البكتيريا، فإنها «تتميز بسهولة التحضير، كما أنها تصب في اتجاه الكيمياء الخضراء، وهو ما يعظم من قيمتها»، كما يؤكد الباحث.


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

طريقة علمية مصرية لتحسين مكافحة الآفات الزراعية بـ«المبيدات النانوية»

القطن من المحاصيل الاستراتيجية المهمة في مصر (رويترز)
القطن من المحاصيل الاستراتيجية المهمة في مصر (رويترز)
TT

طريقة علمية مصرية لتحسين مكافحة الآفات الزراعية بـ«المبيدات النانوية»

القطن من المحاصيل الاستراتيجية المهمة في مصر (رويترز)
القطن من المحاصيل الاستراتيجية المهمة في مصر (رويترز)

يُعدّ القطاع الزراعي من الركائز الأساسية للاقتصاد المصري؛ إذ يُسهم بنحو 14 في المائة من الناتج المحلي الإجمالي. ويُعد القطن من المحاصيل الاستراتيجية المهمة، ليس بوصفه مصدراً رئيساً للألياف فحسب، بل أيضاً في إنتاج الزيت وتغذية الحيوانات؛ مما يعزّز أهميته الاقتصادية من خلال توفير فرص العمل وزيادة الإيرادات من النقد الأجنبي. ومع ذلك تواجه زراعة القطن تحديات كبيرة نتيجة للآفات الحشرية، وعلى رأسها دودة ورق القطن المصرية التي تُلحق أضراراً جسيمة بهذا المحصول الحيوي. وتعتمد برامج المكافحة الحالية بشكل كبير على المبيدات التقليدية، التي تترك آثاراً بيئية ضارة، وتؤثر سلباً في الكائنات غير المستهدفة وفي مقدمتها البشر، وتُسهم في تطوير مقاومة الآفات.

مبيدات نانوية

لذا تبرز الحاجة إلى تطوير مبيدات آمنة بيئياً وقابلة للتحلل الحيوي. وتتركز الأبحاث الحديثة على تطوير المبيدات النانوية بصفتها بديلاً واعداً؛ إذ توفّر تقنية النانو إمكانات واسعة لتعزيز استقرار المبيدات وفاعليتها، وتوفير نظام تحرير بطيء للمركبات النشطة، ما يُسهم في مكافحة الآفات بشكل فعال ويحد من التلوث البيئي.

ويُعد «الكيتوزان النانوي»، المستخلص من قشور الكائنات البحرية؛ مثل: الجمبري وسرطان البحر، خياراً واعداً في هذا المجال؛ إذ يتميّز بكونه غير سام وقابلاً للتحلل البيولوجي. كما يُسهم في تعزيز آليات الدفاع النباتي ضد الآفات، ما يمهّد الطريق نحو زراعة أكثر استدامة تتضمّن وعياً بيئياً.

وفي السياق، نجح باحثون مصريون بالمركز القومي للبحوث في تطوير مبيد حشري نانوي يعتمد على «الكيتوزان النانوي»، وهو بوليمر حيوي قابل للتحلل يُستخلص من القشريات، وذلك بهدف تعزيز مكافحة دودة ورق القطن، وتحسين مستوى الأمان، وتقليل السمية للخلايا البشرية.

وفي ظل التهديدات المستمرة التي تواجه محصول القطن الذي يُعد من المحاصيل الرئيسة للاقتصاد المصري، أثبتت الدراسة أن إضافة «الكيتوزان النانوي» إلى المبيدات التقليدية ترفع من فاعليتها وتُطيل مدة تأثيرها، ونُشرت نتائج البحث في عدد 9 نوفمبر (تشرين الثاني) 2024 من دورية «International Journal of Biological Macromolecules»، التي تُعد من المجلات العالمية ذات التأثير القوي.

ووجد الباحثون أن هذه التركيبة النانوية ساعدت في تمديد فترة تأثير المبيد في نبات القطن؛ إذ زاد الوقت الذي يستغرقه المبيد لفقدان نصف فاعليته من نحو 17 يوماً في المبيدات التقليدية إلى أكثر من 40 يوماً. كما أظهرت التجارب انخفاضاً كبيراً في معدلات السُمية، ما يجعل هذا المبيد بديلاً بيئياً أكثر أماناً، بالإضافة إلى تعزيزه دفاعات النباتات ضد الآفات، وتقليل الحاجة إلى الرش المتكرر للمبيدات.

فاعلية كبيرة

يقول الباحث الرئيس للدراسة في قسم الميكروبيولوجيا الزراعية بالمركز القومي للبحوث في مصر، الدكتور أسامة درويش، إن تركيبة «الكيتوزان النانوي» أظهرت فاعلية كبيرة ضد دودة القطن مقارنة بالمبيدات التقليدية، وهذا التحسين في الفاعلية قد يؤدي إلى مكافحة الآفات بشكل أكثر كفاءة؛ ما يسمح باستخدام جرعات أقل ويقلّل من التأثير البيئي للمبيدات.

وأضاف لـ«الشرق الأوسط» أن تمديد فترة تأثير المبيدات بفضل هذه التركيبة يوفّر حماية مستدامة ضد غزو الآفات، ويقلل من الحاجة إلى تكرار رش المبيدات. كما أظهرت الدراسة قدرة «الكيتوزان النانوي» على تقليل سمية المبيدات على الكائنات غير المستهدفة، بما في ذلك البشر؛ مما يقلّل المخاطر المحتملة على صحة الإنسان والبيئة.

وأشار إلى أن «الكيتوزان النانوي» يتميّز بكونه مادة قابلة للتحلل وغير سامة؛ مما يجعله بديلاً صديقاً للبيئة مقارنة بالمواد الاصطناعية التقليدية، وهذا يُسهم أيضاً في تقليل التأثير البيئي طويل الأمد لاستخدام المبيدات.

ونبّه درويش إلى أن نتائج هذه الدراسة قد تُسهم في تسليط الضوء على إمكانية استخدام المبيدات المعتمدة على «الكيتوزان النانوي»، لتقليل التأثيرات البيئية وتعزيز حماية المحاصيل بطريقة أكثر استدامة.وأكد أن تحسين فاعلية المبيدات وتقليل سميتها على الخلايا البشرية يمكن أن يُسهم في تطوير مبيدات حشرية أكثر أماناً وفاعلية؛ مما يدعم ممارسات الزراعة المستدامة، ويقلل من الاعتماد على المبيدات الكيميائية.