تبدیل زغال سنگ به پروتئین برای تامین خوراک دام

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما به نقل از دفتر همکاری فناوری سفارت ایران در پکن، این کشف می‌تواند به ارائه راه حلی کم هزینه برای نیاز فزاینده به غذای حیوانات کمک کند که به دلیل افزایش جمعیت جهانی در حال افزایش است. این اولین بار است که تولید پروتئین از زغال سنگ از نظر اقتصادی امکان پذیر است.

علیرغم اینکه چین برای چندین سال پیشرو در تولید دام و آبزیان بوده است، ولی با حجم واردات سالانه حدود ۱۰۰ میلیون تن و نرخ وابستگی بیش از ۸۰ درصد، به شدت به سویای وارداتی برای خوراک دام وابسته و با کمبود شدید منابع پروتئینی مواجه است. این کمبود‌ها دانشمندان را ترغیب کرد تا به توسعه روش‌های سریع و کارآمد برای تولید پروتئین‌های با کیفیت بالا فکر کنند و بر این باورند که امیدوار کننده‌ترین راه حل در سنتز بیوتکنولوژی نهفته است.

مسیر‌های مختلفی برای سنتز پروتئین بیولوژیکی وجود دارد. ساده‌ترین آن شامل تبدیل محصولات جانبی صنایع غذایی و کشاورزی، مانند ذرت، غلات تقطیر کننده و کاه، به محصولات پروتئینی با ارزش بالاتر از طریق تبدیل میکروبی است. با این حال، این محصولات فرعی اغلب کاربرد‌های ثابتی دارند و عرضه و کیفیت متغیر آن‌ها تولید صنعتی را چالش برانگیز می‌کند.

یک رویکرد جایگزین شامل تخمیر صنعتی با استفاده از مواد شیمیایی تولید کننده انرژی است. یک مثال قابل توجه استفاده از متانول است که می‌تواند ارزان‌تر از زغال سنگ به عنوان مواد خام بدست آید این همان چیزی است که دانشمندان موسسه بیوتکنولوژی صنعتی تیانجین در آکادمی علوم چین روی آن کار کردند.

زغال سنگ با ذخیره جهانی حدود ۱٫۰۷ تریلیون تن می‌تواند از طریق گازی شدن زغال سنگ به متانول تبدیل شود. دانشمندان چینی در مقاله‌ای که در مجله معتبر علمی منتشر شده است، نوشتند متانول به خوبی با آب مخلوط می‌شود و در مقایسه با بستر‌های گازی کارایی بالایی در فرآیند‌های تخمیر ارائه می‌دهد و نیاز به تجهیزات تخمیر تخصصی را از بین می‌برد.

سویه مخمری که در این فرآیند استفاده می‌شود، با استفاده از متانول رشد می‌کند. تحقیقات در مورد سنتز پروتئین سلولی از متانول در دهه ۱۹۸۰ آغاز شد و عمدتاً بر انتخاب سویه و بهینه‌سازی فرآیند تولید تمرکز داشت.

دانشمندان سویه‌هایی را شناسایی کردند که قادر به استفاده مؤثر از قند‌ها و الکل‌های مختلف به عنوان منابع کربن هستند و با از بین بردن ژن‌های خاص در سویه مخمر، آن‌ها مخمری با تحمل متانول و کارایی متابولیک به طور قابل توجهی را ایجاد کردند. این مهندسی به طور چشمگیری تبدیل هدفمند متانول به پروتئین را افزایش داد.

محققان به وزن سلول خشک و محتوای پروتئین خام ۱۲۰ گرم در لیتر و ۶۷٫۲ درصد با مخمر اصلاح شده خود دست یافتند و عملکرد تبدیل متانول به پروتئین به ۹۲ درصد ارزش تئوری رسید. نرخ تبدیل بالا این روش تولید پروتئین را از نظر اقتصادی بسیار جذاب می‌کند.

دانشمندان بر این باورند که این به زمین‌های قابل کشت نیاز ندارد، تحت تأثیر فصول و آب و هوا قرار نمی‌گیرد و هزاران برابر کارآمدتر از شیوه‌های کشاورزی سنتی است. علاوه بر این، محتوای پروتئین در میکروارگانیسم‌ها بین ۴۰ تا ۸۵ درصد است که به طور قابل توجهی بیشتر از گیاهان طبیعی است.

پروتئین‌های میکروبی از نظر تغذیه‌ای غنی و فاقد آلرژن‌های موجود در پروتئین سویا هستند که آن‌ها را به منابع پروتئینی عالی تبدیل می‌کند. با این حال، در حال حاضر تنها چند محصول در بازار وجود دارد.

این محصول تاییدیه ایمنی را از سازمان غذا و داروی آمریکا دریافت کرده است.