التحري عن الفطر Aspergillus flavus المرافق لحبوب الأرز المحلية و المستوردة في السوق العراقية وإمكانية اختزال سم Aflatoxin B1 بمواد نانوية وطرق فيزيائية

 التحري عن الفطر Aspergillus flavus المرافق لحبوب الأرز المحلية و المستوردة في السوق العراقية وإمكانية اختزال سم Aflatoxin B1 بمواد نانوية وطرق فيزيائية

التحري عن الفطر Aspergillus flavus المرافق لحبوب الأرز المحلية و المستوردة في السوق العراقية وإمكانية اختزال سم Aflatoxin B1 بمواد نانوية وطرق فيزيائية

المستخلص

اجريت هذه الدراسة في مختبر السموم الفطرية / كلية علوم الهندسة الزراعية / جامعة بغداد ، بهدف الكشف عن الفطر Aspergillus flavus المرافق لحبوب الأرز المستوردة والأنواع التي تزرع في العراق ، واختبار امكانية تثبيط نمو الفطر بطرائق فيزيائية وثانوية حديثة صديقة للبيئة ومستخلصات نباتية طبيعية واختبار قابلية تلك الطرائق على اختزال سم Aflatoxin B1 (AFB1 ) من حبوب الأرز .

اظهرت نتائج المسح الميداني للمحافظات بغداد ، البصرة ، كربلاء ، اربيل ، مرافقة الفطريات Aspergillus niger Aspergillus flavus Aspergillus candidus .Penicillium spp لحبوب الأرز من محافظة البصرة، ومرافقة الفطريات نفسها ماعدا A لحبوب Fusarium spp. 3 Curvularia spp. A ochraceus ويضاف اليها niger الارز من محافظة اربيل أما في محافظة كربلاء فكانت الفطريات المرافقة Penicillium spp. و Curvularia spp. A. niger, A. candidus, A. flavus الحبوب الارز المستوردة وارز عنبر المشخاب أما في محافظة بغداد فقد كانت الفطرياتPenicillium spp. A. niger A. flavus المرافقة لحبوب الارز بينت نتائج الكشف عن الفطريات المرافقة لحبوب الارز تفوق الفطر A. flavus بنسبة ظهور بلغت 6.3% بالتعقيم السطحي لحبوب الأرز مقارنة مع الفطريات .Penicillium spp و A. candidus التي سجلت نسب ظهور 5.1 و 2.2% على التتابع ، وفي حالة عدم التعقيم السطحي للبذور سجل الفطر Aflavus نسبة ظهور 13.6% متفوقا على عزلات الفطريات .Penicillium spp و A. niger التي سجلت نسب ظهور 12.6 و 3.1% على التتابع .

كما تفوق الفطر A flavus بنسب التردد بين انواع الارز إذ تكرر تردده في 11 نوع ارز من اصل 29 نوعاً وشكل نسبة 37.9% في حالة التعقيم السطحي مقارنة ببقية انواع الفطريات.Penicillium spp و A candidus و Aochraceus التي سجلت نسب تردد 34.4 و17.2 و 6.8% على التتابع ، أما في حالة عدم التعقيم السطحي فتكرر تردده في 20 نوعاً من اصل 29 نوع ارز وسجل نسبة تردد 68.9% مقارنة مع بقية الأنواع .Penicillium spp وA candidus و A. ochraceus إذ سجلت نسب تردد 62 و 17.2 و 6.8% على التتابع.

اثبتت النتائج الحصول على 50 عزلة من الفطر A flavus عزلت من حبوب الأرز للنوعيات المختبرة وبينت نتائج اختبار كروماتوغرافياً الصفائح الرقيقة TLC ان جميع العزلات كانت منتجة لسم AFB1 بنسب متفاوتة واكثرها افرازا للسم هي العزلة 4A واعطيت تسمية رمزية AFBK4 بالتسلسل 31 وبلغ تقدير السم كميا بتقانة 25/7.5ppb HPLC مل .

اشارت نتائج التشخيص الجزيئي للعزلة الأكثر انتاجا للسم انها تمثل الفطر Aspergillus flavus isolate Asf04 كما تم ايداع التتابع النيوكلوتيدي للعزلة نفسها في بنك الجينات تحت بعد تشخيصها باتباع تقانة تفاعل MN944453 (Accession Number رقم الانضمام البلمرة المتعاقب PCR .

اظهرت نتائج تثبيط نمو A flavus تفوق تراكيز مختلفة من الملح البحري النانوي وهي 1 و 25 و 3% على الوسط الزرعي PDA مختبريا ، اذ تفوق التركيز %2.5% على التركيزين 1 و 3 بنسبة تثبيط بلغت 65.89 % و 23.5 و 46.7% على التتابع ، فضلا على تفوقه على الملح العادي النانوي الذي حققت تراكيزه 1 و 2.5 و 3% نسب تثبيط لنمو الفطر بلغت 22.82 و 37.6 و 41.1% على التتابع على الوسط PDA .

بينت النتائج ان استخدام مستخلص بذور النارنج الكحولي بالتركيزين 0.5 و 1% حققا تثبيطا كاملا لنمو الفطر أي بنسبة 100% في حين حقق التركيز 0.25% نسبة تثبيط 77.64% فقط على الوسط الزرعي PDA .

أعطت نتائج استخدام غاز الأوزون لتثبيط نمو الفطر A flavus بمعدل جريان 4 لتر / دقيقة ولمدة 60 دقيقة افضل نسب تثبيط لنمو الفطر اذ بلغت 71.76% متفوقا على بقية معدلات وفترات التعريض 2 لتر / دقيقة لمدة 30 و 60 دقيقة و 4 لتر / دقيقة لمدة 30 دقيقة إذ سجلت نسب تثبيط بلغت 29.64 و 39.64 و 47.88% على التتابع كما بينت نتائج تثبيط الفطر ومنعه من انتاج سم AFB1 على حبوب الارز في التجربة الخزنية باستخدام معاملات الملح البحري النانوي بتركيز 2.5% و التعريض لغاز الأوزون بمعدل جريان 4 لتر / دقيقة ولمدة 60 دقيقة ومستخلص بذور النارنج الكحولي بتركيز 0.5% وحققت النسب 95.80 و 84.10 و 72.73% على التتابع .

 وتشير النتائج الى التفوق المعنوي للملح البحري الثانوي الذي حقق اعلى نسبة تثبيط لنمو الفطر . و حققت نفس التراكيز من نفس المعاملات نسب اختزال لسم 1 84.96AFB و 70.54 و 65.7% على التتابع ، وتفوق كذلك الملح البحري النانوي في تجربة الخزن الخاصة في اختزال السم من حبوب الأرز الملوثة بالسم تفوقا معنويا واضحا .

أما نتائج الاختبار الحيوي لبيان تأثير المعاملات على اوزان طيور السمان ونسب الهلاكات فبينت نتائج تثبيط الفطر A flavus ومنعه من انتاج سم AFB1 ان هناك فروقات معنوية واضحة في معاملات مستخلص بذور النارنج والملح البحري النانوي و التعريض للأوزون بمعدل جريان 4 لتر / دقيقة ولمدة 60 دقيقة اذ بلغ معدل اوزان الطيور في عمر النضج 228.33 و 216.8 و 209.83 غم على التتابع مقارنة مع معدل اوزان الطيور في المقارنة (عليقة ملوثة بالقطر (A. flavus) إذ بلغ معدل اوزان الطيور 204.33 غم مع نسبة هلاكات 22.22% بعد 40 يوما من التغذية. أما نتائج معاملات اختزال سم AFB1 فقد حققت تفوقاً معنويا في معدل اوزان الطيور في معاملات مستخلص النارنج الكحولي والملح البحري النانوي والتعريض لغاز الاوزون 244.66 و 218 و 230.66 غم على التتابع مقارنة مع معدل طيور المقارنة المغذات على عليقة ملوثة بالسم AFB1 إذ بلغ 200.66 غم مع نسبة هلاكات 11.11% وللفترة نفسها.

وبينت نتائج الاختبار الحيوي تفوق معدل اوزان الطيور معنويا في معاملة مستخلص النارنج وبكلا التجربتين تثبيط الفطر ومنعه من انتاج السم 228.33 غم واختزال سم AFB1 244.66 غم على معدل اوزن الطيور المتغذية على اعلاف فقط 216.66 غم .

 المقدمة

بعد الأرز Oryza sativa بمثابة الحياة لمعظم سكان العالم وله رسوخ في تراث الكثير من المجتمعات، إذ يعد الغذاء الرئيس لما يزيد على 50% من سكان العالم، وفي آسيا وحدها يحصل ما يزيد على 2 مليار شخص على 60 إلى 70% من السعرات الحرارية اللازمة لهم من الأرز ومنتجاته، وهو أسرع مصادر الغذاء نمواً كما أن له أهمية كبيرة في الأمن الغذائي في الدول ذات الدخل المحدود التي تعاني من نقص الغذاء والتي تشهد زيادة في عدد السكان، ويعمل ما يقرب من مليار شخص في المناطق الريفية بالدول النامية في أنظمة الإنتاج المرتكزة على الأرز وفي عمليات ما بعد الحصاد، ويتولى صغار المزارعين في الدول النامية ذات الدخول المحدودة زراعة أربعة أخماس كميات محصول الأرز في العالم، وأنظمة الإنتاج التي ترتكز على الأرز ومنتجاته تتسم بالفعالية والإنتاجية العالية الضرورية للنمو الاقتصادي وتطوير مستوى المعيشة لعدد كبير من سكان العالم (FAO) ، (2003) ، دجن نوعا الأرز Oryza sativa و Oryza glaberrima من أنسال برية قبل حوالي 9000 و 3000 سنة Reeves وآخرون ، (2016) .

يتوقع أن يصل الطلب العالمي السنوي على الذرة والأرز والقمح بحلول عام 2050 إلى حوالي 3.3 مليار طن، أي ما يزيد بمقدار 800 مليون طن على حصادها مجتمعة لعام 2014 الذي بلغ مستوى قياسيا Reeves وآخرون ، (2016) .

وتشير آخر التوقعات إلى أن الإنتاج العالمي من الأرز بما يعادله من الأرز المضروب في ايلول عام 2019 يبلغ 517 مليون طن، ما يعد تغييرا طفيفا نحو الأعلى قياسًا إلى تقرير شهر تموز ويعادل الآن المستوى القياسي المسجل السنة الماضية (FAO ، 2018 .

بلغ الانتاج العالمي من الأرز لغاية سبتمبر 2019 494.22 مليون طن إذ احتلت الصين المرتبة الأولى بـ 146 مليون طن تليها الهند 112 مليون طن ثم إندونيسيا ثالثة، أما المساحات المزروعة عالميا بالأرز لغاية سبتمبر 2019 فكانت 162 مليون هكتار إذ جاءت الهند اولا بـ 43 مليون هکتار ثم الصين 30 مليون هكتار، من ناحية انتاجية الهكتار الواحد من الارز جاءت مصر اولا 8.84 طن / هكتار ثم الولايات المتحدة ثانيا 8.48 طن / هكتار ثم بيرو 7.33 طن / هكتار ثم كوريا الجنوبية ثم الصين ( 2019 )

بعد العراق احد الدول المستهلكة للأرز بشكل كبير و بلغت كميات الأرز المستوردة من قبل العراق لعام 2017 فقط 1,220,528 مليون كغم من الأرز الاسمر المقشر بما قيمته 1,177,192 دولار أمريكي ومن الأرز الأبيض المقشر 422,825,603 مليون كغم بما قيمته 264,303,062 دولار امريكي ، أما عام 2018 فقد بلغت كمية الأرز الأبيض المقشر ، 434,629,750 كغم بما قيمته 212,183,778 دولار امريكي الجهاز المركزي للإحصاء (2018 ) و (2017 ).

تتعرض حبوب الأرز قبل واثناء الحصاد وبعده وفي أثناء التخزين والنقل إلى الإصابة بفطريات ما بعد الجني والبعض منها ينتج أنواعا من السموم الفطرية ، وعرفتها منظمة الصحة العالمية بانها مركبات سامة تنتجها بعض أنواع الفطريات بطريقة طبيعية ، والفطر الذي يمكنه إنتاج السموم ينمو على العديد من الأغذية مثل الحبوب والفاكهة المجففة والتوابل ، بعض هذه السموم المنقولة بالأغذية تكون لها آثار حادة ويصاحبها أعراض المرض الشديد التي تظهر سريعاً بعد استهلاك المنتجات الغذائية الملوثة بهذه السموم، وترتبط بعض هذه السموم الموجودة في الأغذية بآثار طويلة الأمد على الصحة ، بما في ذلك السرطان والعوز المناعي، ومن بين مئات السموم الفطرية التي اكتشفت حتى الآن، استحوذ اثني عشر سماً على أكبر قدر من الاهتمام نظراً إلى آثارها الوخيمة على صحة الإنسان ، ومعظم السموم الفطرية مستقرة كيميائياً وتتحمل عملية معالجة الأغذية ( WHO ، 2018) .

لذلك اتجه العديد من الباحثين بإيجاد طرائق عديدة للحد من وجود السموم الفطرية والفطريات الفارزة لها والمرافقة لحبوب الأرز كالطرائق الكيميائية والفيزيائية والاحيائية وغيرها ، كما بدأ حديثا تطبيق تكنلوجيا النانو Nano technology في قطاع الزراعة والغذاء وأصبحت محط اهتمام العالم بشكل كبير ، ونتج عن هذه التقانة قفزة هائلة في جميع فروع العلوم والهندسة فضلا عن تطبيقات عديدة في المجالات الطبية الاقتصادية ، المعلوماتية ، الإلكترونية البتروكيميائية ، الزراعية الحيوية ، البيئية والعسكرية وغيرها (Keiper وآخرون 2003 وأحميده، واخرون ، (2017).

لما تقدم ذكره هدفت هذه الدراسة إلى:

التحري عن الفطريات المرافقة لحبوب الارز المستوردة والمحلية وبيان القطر الأكثر ظهوراً وتردداً والسموم التي يفرزها ، واستخدام مواد صديقة للبيئة كالمستخلصات النباتية مستخلص بذور النارنج) وغاز الأوزون وبعض المواد النانوية تصنع محليا تحويل ملح الطعام البحري والعادي من الحجم المايكروي الى الحجم النانوي لتثبيط نمو الفطر Aflavus واختزال سم الأفلاتوكسين AFB1) B1) .

للمزيد من الرسائل والاطاريح :- فهرست الرسائل و الاطاريح العلمية : مصدرك الرائد للمعرفة والابتكار