चीन कोयले को प्रोटीन में बदल रहा है

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बढ़ती वैश्विक जनसंख्या के कारण खाद्य पदार्थों की माँग में वृद्धि हुई है, जिसके परिणामस्वरूप पशु आहार में प्रयुक्त प्रोटीन की माँग भी बढ़ रही है। विशेष रूप से चीन, प्रोटीन स्रोतों की गंभीर कमी का सामना कर रहा है।

कई वर्षों से सुअर उत्पादन और जलीय कृषि में विश्व में अग्रणी होने के बावजूद, चीन पशु आहार के लिए आयातित सोयाबीन पर बहुत अधिक निर्भर है, जिसका वार्षिक आयात लगभग 100 मिलियन टन है और निर्भरता अनुपात 80% से अधिक है।

इसलिए, उच्च-गुणवत्ता वाले प्रोटीन का शीघ्र और कुशलतापूर्वक उत्पादन करने के तरीके विकसित करना अत्यंत महत्वपूर्ण है। और इसका सबसे आशाजनक समाधान सिंथेटिक जीव विज्ञान में निहित है।

जैव-प्रोटीन संश्लेषण के कई तरीके हैं। सबसे आसान तरीका है खाद्य और कृषि उद्योगों से प्राप्त उप-उत्पादों, जैसे कि मक्के का रस, आसवन अनाज और चावल के भूसे को सूक्ष्मजीवी रूपांतरण के माध्यम से उच्च मूल्य वाले प्रोटीन उत्पादों में परिवर्तित करना।

हालाँकि, इन उप-उत्पादों की आपूर्ति और गुणवत्ता अस्थिर है, जिससे औद्योगिक उत्पादन मुश्किल हो जाता है।

चीनी वैज्ञानिकों ने कोयले को पशु आहार के रूप में इस्तेमाल करने के लिए प्रोटीन में बदलने का एक कम लागत वाला तरीका खोज निकाला है। (फोटो: शटरस्टॉक)

ऊर्जा उत्पादक रसायनों का उपयोग करके औद्योगिक किण्वन से संबंधित एक अन्य उल्लेखनीय दृष्टिकोण मेथनॉल का उपयोग है, जो कोयले से सस्ते में प्राप्त होता है।

प्रोफेसर वू शिन के नेतृत्व में चीनी विज्ञान अकादमी (सीएएस) के तियानजिन औद्योगिक जैव प्रौद्योगिकी संस्थान के वैज्ञानिक इसी विषय पर शोध कर रहे हैं।

"कोयले, जिसका वैश्विक भंडार लगभग 107 ट्रिलियन टन है, को कोयला गैसीकरण के माध्यम से मेथनॉल में परिवर्तित किया जा सकता है। मेथनॉल पानी के साथ अच्छी तरह घुल-मिल जाता है, गैस की तुलना में किण्वन में अधिक कुशल होता है, और इसके लिए विशेष किण्वन उपकरण की आवश्यकता नहीं होती है," प्रोफ़ेसर वू ने चाइना साइंस बुलेटिन में प्रकाशित एक लेख में लिखा है।

उनकी टीम ने अब प्रोटीन उत्पादन की एक ऐसी तकनीक विकसित की है जो पारंपरिक प्रोटीन जैवसंश्लेषण से भी सस्ती है। इसके निष्कर्ष 17 नवंबर, 2023 को समकक्ष-समीक्षित अंतर्राष्ट्रीय पत्रिका "बायोटेक्नोलॉजी फॉर बायोफ्यूल्स एंड बायोप्रोडक्ट्स" में प्रकाशित हुए।

"मेथनॉल से कोशिका प्रोटीन के संश्लेषण पर शोध 1980 के दशक में शुरू हुआ, जिसमें मुख्य रूप से स्ट्रेन चयन और प्रक्रिया अनुकूलन पर ध्यान केंद्रित किया गया। हालाँकि, उच्च लागत के कारण, मेथनॉल-संश्लेषित प्रोटीन उत्पाद सोयाबीन प्रोटीन का मुकाबला नहीं कर सकते और इनका बड़े पैमाने पर उत्पादन नहीं किया जा सका है," प्रोफ़ेसर वू ने लेख में बताया।

इस समस्या का समाधान करने के लिए, उनकी टीम ने चीन भर के अंगूर के बागों, जंगलों और आर्द्रभूमि से 20,000 से ज़्यादा खमीर के नमूने एकत्र किए। इन नमूनों से, उन्होंने उन किस्मों की पहचान की जो कार्बन स्रोतों के रूप में विभिन्न शर्कराओं और अल्कोहल का कुशलतापूर्वक उपयोग करने में सक्षम थीं, जिनमें पिचिया पास्टोरिस नामक खमीर किस्म भी शामिल थी।

फिर, पिचिया पास्टोरिस की एक जंगली प्रजाति में विशिष्ट जीन को नष्ट करके, उन्होंने मेथनॉल के प्रति सहनशील एक यीस्ट बनाया और चयापचय क्षमता में उल्लेखनीय वृद्धि की। इस तकनीक ने मेथनॉल को प्रोटीन में परिवर्तित करने के लक्ष्य को काफी आगे बढ़ाया।

सीएएस रिपोर्ट में कहा गया है, "शोधकर्ताओं ने अपने संशोधित पिचिया पास्टोरिस से क्रमशः 120 ग्राम/लीटर और 67.2% शुष्क कोशिका भार और अपरिष्कृत प्रोटीन की मात्रा प्राप्त की। और मेथनॉल-से-प्रोटीन रूपांतरण दक्षता सैद्धांतिक मान के 92% तक पहुँच गई।"

उच्च रूपांतरण दर प्रोटीन उत्पादन की इस पद्धति को आर्थिक रूप से बहुत आकर्षक बनाती है।

"इसके लिए कृषि योग्य भूमि की आवश्यकता नहीं होती, यह मौसम और जलवायु से प्रभावित नहीं होता, और पारंपरिक किण्वन विधियों की तुलना में हज़ारों गुना अधिक कुशल है। इसके अलावा, सूक्ष्मजीवों में प्रोटीन की मात्रा 40 से 85 प्रतिशत तक होती है, जो प्राकृतिक पौधों की तुलना में काफ़ी अधिक है," प्रोफ़ेसर वू ने शोधपत्र में कहा।

ये प्रोटीन अमीनो एसिड, विटामिन, अकार्बनिक लवण, वसा और कार्बोहाइड्रेट से भी समृद्ध होते हैं, जिससे वे विभिन्न अनुप्रयोगों में मछली के भोजन, सोयाबीन, मांस और स्किम्ड दूध पाउडर का आंशिक रूप से स्थान ले सकते हैं।

अनुसंधान दल ने औद्योगिक पैमाने पर अनुसंधान कार्य शुरू कर दिया है, जिससे पशुधन के लिए हज़ारों टन मेथनॉल प्रोटीन का उत्पादन होगा। विशिष्ट भागीदार का खुलासा नहीं किया गया।

माइक्रोबियल प्रोटीन अत्यधिक पौष्टिक होते हैं और सोया प्रोटीन में पाए जाने वाले एलर्जी कारकों से मुक्त होते हैं, जिससे ये प्रोटीन का एक उत्कृष्ट स्रोत बन जाते हैं। हालाँकि, आज बाज़ार में ऐसे उत्पाद बहुत कम उपलब्ध हैं।

अमेरिकी कंपनी KnipBio ने मेथेनॉल से उच्च गुणवत्ता वाला फ़ीड प्रोटीन KnipBio मील बनाने के लिए आनुवंशिक रूप से संशोधित उपभेदों का उपयोग किया है, जो मछली के भोजन के समान है। इस उत्पाद को अमेरिकी खाद्य एवं औषधि प्रशासन (FDA) से सुरक्षा अनुमोदन प्राप्त है।

हुआ यू (स्रोत: एससीएमपी)

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