الصين تحول الفحم إلى بروتين

لقد أدى النمو السكاني العالمي إلى زيادة مستمرة في الطلب على الغذاء، مما أدى إلى زيادة الطلب على البروتين لاستخدامه في علف الحيوانات. وتواجه الصين، على وجه الخصوص، نقصاً خطيراً في مصادر البروتين.

وعلى الرغم من كونها الرائدة عالمياً في إنتاج الخنازير وتربية الأحياء المائية لسنوات عديدة، فإن الصين لا تزال تعتمد بشكل كبير على فول الصويا المستورد لتغذية الحيوانات، حيث تبلغ الواردات السنوية حوالي 100 مليون طن ونسبة الاعتماد تتجاوز 80%.

ومن ثم فإن تطوير أساليب سريعة وفعالة لإنتاج البروتينات عالية الجودة له أهمية كبيرة. والحل الأكثر إيجابية يكمن في علم الأحياء الاصطناعي.

هناك عدة مسارات لتخليق البروتين البيولوجي. الطريقة الأبسط هي تحويل المنتجات الثانوية من الصناعات الغذائية والزراعية ، مثل مشروب الذرة المنقوع، وحبوب التقطير، وقش الأرز، إلى منتجات بروتينية ذات قيمة أعلى من خلال التحول الميكروبي.

ومع ذلك، فإن العرض والجودة لهذه المنتجات الثانوية غير مستقرين، مما يجعل الإنتاج الصناعي صعبا.

توصل علماء صينيون إلى طريقة منخفضة التكلفة لتحويل الفحم إلى بروتين لاستخدامه كعلف للحيوانات. (الصورة: Shutterstock)

وهناك نهج آخر جدير بالملاحظة يتضمن التخمير الصناعي باستخدام المواد الكيميائية المنتجة للطاقة وهو استخدام الميثانول، والذي يتم استخراجه من الفحم بتكلفة زهيدة.

هذا ما يبحثه علماء من معهد تيانجين للتكنولوجيا الحيوية الصناعية التابع للأكاديمية الصينية للعلوم (CAS)، بقيادة البروفيسور وو شين.

كتب البروفيسور وو في مقال نُشر في نشرة العلوم الصينية: "يمكن تحويل الفحم، الذي تبلغ احتياطياته العالمية حوالي 107 تريليونات طن، إلى ميثانول من خلال تحويل الفحم إلى غاز. يمتزج الميثانول جيدًا بالماء، وهو أكثر كفاءة في التخمير من الغاز، ولا يتطلب معدات تخمير متخصصة".

وقد نجح فريقه الآن في تطوير تقنية تنتج البروتينات بتكلفة أقل من عملية التخليق الحيوي للبروتين التقليدية. نُشرت هذه النتائج في المجلة الدولية المحكمة Biotechnology for Biofuels and Bioproducts في 17 نوفمبر 2023.

بدأ البحث في تصنيع بروتينات الخلايا من الميثانول في ثمانينيات القرن الماضي، مع التركيز بشكل رئيسي على اختيار السلالات وتحسين العمليات. ومع ذلك، نظرًا لارتفاع تكاليفها، لا تستطيع منتجات البروتين المُصنّعة من الميثانول منافسة بروتين الصويا، ولم تُنتج على نطاق واسع، وفقًا للبروفيسور وو في المقال.

ولمعالجة هذه المشكلة، جمع فريقه أكثر من 20 ألف عينة من الخميرة من مزارع الكروم والغابات والأراضي الرطبة في مختلف أنحاء الصين. ومن خلال هذه العينات، تمكن الباحثون من تحديد سلالات قادرة على استخدام أنواع مختلفة من السكريات والكحوليات بكفاءة كمصدر للكربون، بما في ذلك سلالة الخميرة Pichia pastoris.

وبعد ذلك، عن طريق القضاء على جينات محددة في سلالة برية من نبات بيتشيا باستوريس، تمكنوا من إنتاج خميرة قادرة على تحمل الميثانول وتتمتع بكفاءة أيضية محسنة بشكل كبير. لقد ساهمت هذه التقنية بشكل كبير في تعزيز هدف تحويل الميثانول إلى بروتين.

حقق الباحثون وزنًا جافًا للخلايا ومحتوى بروتين خامًا قدره 120 غ/لتر و67.2% على التوالي، باستخدام فطر بيتشيا باستوريس المُعدّل. وبلغت كفاءة تحويل الميثانول إلى بروتين 92% من القيمة النظرية، وفقًا لتقرير الأكاديمية الصينية للعلوم.

إن معدل التحويل المرتفع يجعل هذه الطريقة لإنتاج البروتين جذابة للغاية من الناحية الاقتصادية.

قال البروفيسور وو في بحثه: "لا يتطلب هذا المنتج أرضًا صالحة للزراعة، ولا يتأثر بالفصول والمناخ، كما أنه أكثر فعالية بآلاف المرات من طرق التخمير التقليدية. علاوة على ذلك، يتراوح محتوى البروتين في الكائنات الدقيقة بين 40% و85%، وهو أعلى بكثير من محتوى البروتين في النباتات الطبيعية".

كما أن هذه البروتينات غنية أيضًا بالأحماض الأمينية والفيتامينات والأملاح غير العضوية والدهون والكربوهيدرات، مما يسمح لها باستبدال وجبة السمك وفول الصويا واللحوم ومسحوق الحليب الخالي من الدسم جزئيًا في مجموعة متنوعة من التطبيقات.

بدأ فريق البحث في نشر الأبحاث على نطاق صناعي، لإنتاج آلاف الأطنان من بروتين الميثانول للماشية. ولم يتم الكشف عن الشريك المحدد.

تعتبر البروتينات الميكروبية مغذية للغاية وخالية من المواد المسببة للحساسية مثل تلك الموجودة في بروتينات الصويا، مما يجعلها مصدرًا ممتازًا للبروتين. ومع ذلك، لا يوجد سوى عدد قليل من المنتجات في السوق اليوم.

استخدمت شركة KnipBio الأمريكية سلالات معدلة وراثيا لإنتاج وجبة KnipBio، وهو بروتين علفي عالي الجودة يضاهي وجبة السمك، من الميثانول. لقد حصل هذا المنتج على موافقة السلامة من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA).

هوا يو (المصدر: صحيفة ساوث تشاينا مورنينج بوست)

مصدر: https://vtc.vn/trung-quoc-bien-than-thanh-protein-ar846193.html