د غادة عبدالعال تكتب: تقنية «النانو» واستخداماتها كمضاد بكتيري في مجال الدواجن  

باحث اول معهد بحوث الصحة الحيوانية – مركز  البحوث الزراعية – مصر

أحدثت تقنية النانو وتطبيقاتها ثورة في مجالات صناعية كثيرة مما أدى الى جذب انتباه العاملين في مجال البحوث الزراعية. وتعد تقنية الجزيئات متناهية الصغر أو تقنية الصغائر أو  يعرف حاليا بمسمي تقنية النانو هي العلم الذي يهتم بدراسة معالجة المادة على المقياس الذري والجزيئي. حيث ان تقنية النانو تهتم بابتكار تقنيات ووسائل جديدة تقاس أبعادها بالنانومتر وهو جزء من الألف من الميكرومتر أي جزء من المليون من الميليمتر.

وعادة تتعامل تقنية النانو مع قياسات بين 1 إلى 100 نانومتر أي تتعامل مع تجمعات ذرية تتراوح بين خمس ذرات إلى ألف ذرة. وهي أبعاد أقل كثيرا من أبعاد البكتيريا والخلية الحية.

حتى الآن لا تختص هذه التقنية بعلم الأحياء بل تهتم بخواص المواد، وتتنوع مجالاتها بشكل واسع من أشباه الموصلات إلى طرق حديثة تماما معتمدة على التجميع الذاتي الجزيئي.

وهذا التحديد بالقياس يقابله اتساع في طبيعة المواد المستخدمة، فتقنية النانو تتعامل مع أي ظواهر أو بنايات على مستوى النانو الصغير. مثل هذه الظواهر النانوية يمكن أن تتضمن تقييد كمي التي تؤدي إلى ظواهر كهرومغناطيسية وبصرية جديدة للمادة التي يبلغ حجمها بين حجم الجزيء وحجم المادة الصلبة المرئي.

وتكمن صعوبة تقنية النانو في مدى إمكانية السيطرة على الذرات بعد تجزئة المواد المتكونة منها.

فهي تحتاج بالتالي إلى أجهزة دقيقة جدا من جهة حجمها ومقاييسها وطرق رؤية الجزيئات تحت الفحص. كما أن صعوبة التوصل إلى قياس دقيق عند الوصول إلى مستوى الذرة يعد صعوبة أخرى تواجه هذا العلم الجديد الناشئ. بالإضافة  الي انه ما يزال هناك جدل ومخاوف من تأثيرات تقنية النانو، وضرورة ضبطها.

وتتلخص فكرة استخدام تكنولوجيا النانو فى إعادة ترتيب الذرات التى تتكون منها المادة الأم، حيث يتم تقسيم المادة وتصغيرها إلى أجزاء أصغر تقدر حجم الجسيمات النانوية فيها بـ «1 – 100» نانومتر، بينما يكون النانومتر واحداً من المليار من المتر، حيث تبدأ الحبيبات النانومترية فى إظهار خصائص غير متوقعة لم تكن معروفة من قبل وغير موجودة فى خصائص المادة الأم

وقد اثبتت التجارب ان تكنولوجيا «النانو» تعطى خواص أفضل للمادة، منها لو كانت منفصلة، حيث تجعلها أصغر فى الحجم، وبالتالى معدل امتصاصها سريعاً، بما يحسن وظائف الأعضاء، ويُزيل المواد الضارة التى تؤدى لتكوّن سموم أو تكسير الخلايا، ويمكن أن تؤدى لخلل فى وظائف الكلى أو الكبد لدى الطيور، بما يصب فى النهاية فى جعل الطيور تتناول كميات أقل من الطعام وفى نفس الوقت تُنتج أوزان لحوم أكبر.

ومن المعروف ان زيوت الثوم تستخدم علي مجال واسع في الصناعات الغذائية والدوائيةحيث أن لها خصائص قوية مثل رائحتها القوية وخواصها الكيمائية والفيزيائية القوية الاخري والتي ترفع من كفاءتها كمضاد بكتيري ضد كثير من الميكروبات  لذلك فقد اتجهت دراسات حالية كثيرة إلى دمج تكنية النانو مع زيوت الثوم بخواصها القوية وبالتالي التعرف على خصائص مستحلب نانو زيت الثوم من خلال التحقق من فاعليته المضادة للبكتيريا. وقد قامت دراسة بتحضير المستحلب ودراسة إمكانايات زيت الثوم للجسيمات النانوية باستخدام Nicomp Z3000حيث تم تشريب عينات S. aureus و E. coli بمستحلب النانو المحمل علي زيت الثوم.

وقد أشارت النتائج إلى أن مستحلب النانو بزيت الثوم أكثر فعالية ضد بكتيريا S. aureus من E. coli.

وقد ناقشت دراسات اخري آثار المكملات الغذائية بمستخلص الثوم بتركيز 1 جم / كجم وجسيمات الكالسيوم النانوية المركبة مع مستخلص الثوم بتركيز (0.5 و 1 جم / كجم) على أداء النمو ، وخصائص الدم والأنسجة في الدجاج . وقد تم إجراء التجربة على 112 كتكوت عمر يوم واحد للتسمين حيث قسمت إلى 4 معاملات بكل معاملة 4 مكررات.

وتم تقديم العلف والماء بصورة حرة حتى انتهاء التجربة بعد 42 يومًا.ومن بعد تم قياس صفات أداء النمو وخصائص الدم. وقد أثبتت النتائج أن الوزن الحى ، ومعدل نمو الجسم ، والغذاء الممتص ، ومعامل تحويل الغذاء .

في المجموعات التي اعطيت مستخلصات الثوم بتركيز 1 جم / كجم وثوم نانو كلسيوم بتركيز 0.5 جم / كجم لا توجد بينهم فروق معنوية ، ولكن المجموعات المعاملة بالثوم نانو كالسيوم بتركيز 1 جم / كجم أظهرت أدنى معدلات الوزن الحى ، معدل نمو الجسم ، الغذاء الممتص بالمقارنة مع المجموعات الأخرى في فترة البداية.وقد اوضحت النتائج ايضا ان المجموعات التجريبية للنانو الثوم بتركيز 0.5 كانت أقل تركيزًا للكوليسترول منخفض الكثافة مقارنة بالمجموعات الأخرى.

بينما أظهرت النتائج المتعلقة بالاستجابة المناعية العضلية للدجاج زيادة ملحوظة في الجلوبيولين المناعي في المجموعات المدعمة بـ (مستخلص الثوم ، الثوم نانو 0.5 جم / كجم والثوم نانو 1 جم / كجم) مقارنة مع مجموعة المقارنة.

وقد عمل مستخلص الثوم و الثوم نانو كالسيوم (0.5 و 1 جم / كم) بشكل ملحوظ علي ارتفاع النشاط الكلى المضاد للأكسدة مقارنة مع مجموعة المقارنة ، ولكن كان أفضل استجابة للدجاج المغذى على 0.5 جم / كم من الثوم نانو كالسيوم. وبالمثل ، كان مركب المالونالدهيد أقل بكثير عن طريق إضافة 0.5 جم / كم نانو الثوم كالسيوم. كما اظهرت النتائج أن الثوم النانو كالسيوم الإضافي عند تركيز 0.5 جرام / كم من النظام الغذائي له آثار مفيدة على البروتين الدهني والمناعة وحالة مضادات الأكسدة والملاحظات النسيجية للدجاج.

كما أشارت دراسات أخري إلى أن استخدام تكنولوجيا النانو يمكن ان تستخدم لزيادة إنتاجية الطيور من اللحوم، وهو اتجاه مستخدم فى الغرب والعالم منذ فترة، ولكنه جديد فى مصر، ومن المتوقع، بعد إجراء مزيد من الدراسات البحثية عليه، أن يتم تطبيقه والاستفادة منه على نطاق تجارى.

References:
1-Mohamed R. El-Gogary, Ayman Y. El-Khateeb and Asmaa M. Megahed (2019). Effect of physiological and chemical nano garlic supplementation on broiler chickens. Plant Archives, 19(1), 695-705.

2-Seyyed Abbas Hashemi, Sayeh Ghorbanoghli, Ali Asghar Manouchehri, Mahdi Babaei Hatkehlouei . Pharmacological effect of Allium sativum on coagulation, blood pressure, diabetic nephropathy, neurological disorders, spermatogenesis, antibacterial effects. AIMS Agriculture and Food, 2019, 4(2): 386-398.

3- Nafi Ananda Utama, Yulianti, Putrika Citta Pramesi . The effects of alginate-based edible coating enriched with green grass jelly and vanilla essential oils for controlling bacterial growth and shelf life of water apples. AIMS Agriculture and Food, 2020, 5(4): 756-768

4-Viviana Imbua Levi Enoka, Gideon Mutie Kikuvi, Perpetual Wangui Ndung’u . Antibacterial activity, acute toxicity and the effect of garlic and onion extract chitosan nanoparticles on the growth indices in Rainbow Rooster Chicken. AIMS Agriculture and Food, 2020, 5(3): 449-465