ابتكار بوليمر حيوي صديق للبيئة بديلًا للبلاستيك التقليدي باستخدام العسل الطبيعي

في إنجاز علمي جديد يعزز مكانة البحث العلمي المصري على الساحة الدولية، نجحت طالبتان بكلية التكنولوجيا الحيوية بجامعة مصر للعلوم والتكنولوجيا، هما سارة خالد مصطفى وشروق رمضان السيد، في إنتاج بوليمر حيوي جديد يُعرف باسم «بولي هيدروكسي بيوتيرات» (PHB)، باستخدام عزلة بكتيرية جديدة من نوع Bacillus subtilis MUST-MWS1، بما يفتح آفاقًا واعدة لتطوير بدائل آمنة ومستدامة للبلاستيك التقليدي، والحد من آثاره الضارة على الإنسان والبيئة.

وجاء هذا الإنجاز ثمرة لجهود بحثية مكثفة تحت إشراف الدكتور محمود وفيق أحمد صادق، أستاذ الميكروبيولوجي بقسم التكنولوجيا الحيوية البيئية بكلية التكنولوجيا الحيوية، وبالتعاون مع الدكتورة رحاب عبد المنعم، عميدة كلية الصيدلة السابقة بالجامعة، و الدكتور محمد عبد الحكيم، أستاذ الكيمياء ووكيل كلية التكنولوجيا الحيوية لشؤون الطلاب والتعليم، والدكتورة عفاف التراوي، مدرس الميكروبيولوجي بالكلية.

ونُشرت الدراسة في مجلة BMC Microbiology الدولية التابعة لـSpringer Nature، في عدد نوفمبر 2026، تحت عنوان:

A newly Bacillus subtilis isolate for PHB biosynthesis: optimization and thermal spectroscopic validation.

وبدأت الدراسة بعزل بكتيريا من تربة إحدى مزارع الموالح في مصر، ثم إخضاعها لسلسلة من الاختبارات شملت الخصائص المورفولوجية والاختبارات البيوكيميائية، إلى جانب التعريف الوراثي باستخدام تقنية تسلسل الجيل التالي (NGS). وأكدت نتائج التحليل انتماء العزلة إلى جنس Bacillus subtilis، وتم تسجيلها باسم MUST-MWS1، كما أُودع تسلسلها الجيني في قاعدة بيانات GenBank تحت رقم PV789531.

وعقب تحديد هوية العزلة البكتيرية، درس الفريق البحثي قدرتها على إنتاج البوليمر الحيوي PHB، من خلال إجراء مقارنة بين ثلاثة أنظمة غذائية مختلفة، شملت بيئة Lactose Broth دون إضافة مصدر كربوني، وبيئة تحتوي على الجلوكوز، وأخرى استُبدل فيها الجلوكوز بعسل النحل الطبيعي، وذلك تحت ظروف نمو مثلى عند درجة حموضة (pH 8.2).

وأظهرت النتائج تفوق البيئة التي احتوت على عسل النحل الطبيعي، حيث حققت أعلى تركيز لإنتاج البوليمر الحيوي مقارنة بالبيئة المحتوية على الجلوكوز والبيئة الخالية من مصدر كربوني إضافي، وهو ما يبرز إمكانية الاستفادة من العسل الطبيعي بوصفه مصدرًا بديلًا واعدًا للكربون في عمليات الإنتاج الحيوي.

وللتحقق من هوية البوليمر الناتج وخصائصه، أجرى الفريق البحثي مجموعة متقدمة من التحليلات والتوصيفات العلمية، شملت التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء (FTIR)، وكروماتوغرافيا الغاز المقترنة بمطياف الكتلة (GC-MS)، وحيود الأشعة السينية (XRD)، والتحليل الحراري باستخدام تقنيتي (DSC) و(TGA)، فضلًا عن الفحص بالمجهر الإلكتروني الماسح (SEM). وأكدت نتائج هذه التحليلات توافق التركيب والخصائص الكيميائية والحرارية للمادة الناتجة مع الخصائص المعروفة لبوليمر PHB.

وتكتسب الدراسة أهميتها من نجاحها في توظيف عزلة بكتيرية جديدة في إنتاج هذا البوليمر الحيوي، إلى جانب إثبات جدوى استخدام العسل الطبيعي بديلًا للجلوكوز ضمن ظروف التجربة. كما تفتح النتائج المجال أمام إجراء مزيد من الدراسات لتحسين كفاءة الإنتاج والتوسع فيه، واستكشاف إمكانات توظيف بوليمر PHB في تطبيقات المواد الحيوية، بما يشمل المجالات الطبية والدوائية، وذلك بعد استكمال الاختبارات التطبيقية والبيولوجية اللازمة.

ويعكس هذا الإنجاز أهمية التعاون البحثي متعدد التخصصات، من خلال التكامل بين مجالات التكنولوجيا الحيوية البيئية والميكروبيولوجي والكيمياء والصيدلة، في توظيف الكائنات الدقيقة لإنتاج البوليمرات الحيوية، بما يدعم توجهات البحث العلمي نحو ابتكار حلول صناعية أكثر استدامة وصداقة للبيئة.