مسار جديد لتحويل المخلفات الزراعية إلى منتجات تخدم البيئة
يستخدم الباحثون في مختبراتهم البكتيريا المُعَدّة هندسيًا لإعداد المواد الكيميائية المناصرة للبيئة والتي يمكن استخدامها بشكلٍ موسع في منتجات مفيدة. رسالة مناقشة: جامعة Minnesota.
قام الباحثون في جامعة Minnesota بتصميم مسار حيوي اصطناعي والذي يمكنه تحويل المخلفات الزراعية بطريقة أكثر فعالية وبتكلفة مقبولة، كمخلفات الذرة وقشور البرتقال، إلى مجموعة متنوعة من المنتجات المفيدة من بداية من القماش المطاطيّ وحتى علف الدواجن.
وقد تمّ نشر بداية الدراسة في جريدة البيولوجية الكيميائية الطبيعية.
منذ أعوام، بدأ الباحثون البحث عن مصادر أكثر استدامة للمواد الخام المستخدمة في المنتجات التي نستخدمها يوميًا. ومؤخرًا، تم صُنع كتلة حيوية من الذرة وقصب السكر المستخدمة في مجالات واسعة للمنتجات غير الغذائية من البلاستيك وحتى الوقود. ورغم ذلك، فإن استخدام المواد الغذائية لصناعة منتجات غير صالحة للأكل أمر مثير للخلاف لأنه يؤثر على مؤن الغذاء وقد يرفع أسعار الطعام.
وفي هذه الدراسة، فّكر الباحثون في تحويل المنتجات الثانوية الحيوية غير القابلة للأكل -والتي يسميها العلماء الكتلة الحيوية السليولوزات الخشبية (أي المصنّعة من النباتات الجافة والخشبية)- لإنتاج مواد نافعة لتجنب أغراض "المادة الكيميائية مقابل الغذاء". لقد نظروا بشكلٍ خاص في عملية استخدام الكتلة الحيوية للسليولوزات الخشبية لإنتاج مادة البوتانيديول (BDO) والتي تُستخدم في إنتاج أكثر من بليون رطل من القماش المطاطيّ كل سنة والمُستخدم في الملابس والمفروشات المنزلية. في عام 2010، تم تقدير نسبة القماش المطاطي المُستخدم بحوالي 80% في كل الملابس.
ولإرساء مسار البرنامج، شرح الباحثون الترتيبات الجينية من البكتيريا والفطر الذيّن يحولان الكتلة الحيوية إلى وسطاء حمض تريكاربوكسليك (TCA). يُسمي الباحثون عملية التمثيل الغذائي الجديدة هذه بـ "عملية التمثيل الغذائي غير الفسفورية"، والتي تُمكّن من إنتاج المنتجات المفيدة من دورة TCA في أقل من خمس خطوات، مقارنة بالعشر خطوات السابقة. أدى تقليل الخطوات في العملية إلى ارتفاع في المحصول بنسبة 70% في الإنتاج وعملية أفضل بشكلٍ عام للبيئة.
وكان أكثر ما أثار اهتمام الباحثين هو أن هذا المسار قد يُستخدم لأكثر من مجرد إنتاج BDO من القماش المطاطيّ. فيمكن استخدامه في إنتاج منتجات مفيدة وعديدة.
وقال قائد البحث كيتشون تشانج، المهندس الكيميائي والأستاذ المساعد في علوم المواد في كلية العلوم والهندسة في جامعة مينيسوتا،: "لقد وجدنا أن هذا البرنامج الجديد يمكنه تحويل المخلفات الزراعية إلى مواد كيميائية يمكن استخدامها في العديد من المنتجات التي تمتد من غذاء الدواجن وحتى معززات النكهة في الطعام"،
وأضاف تشانج: "إن البرنامج الذي قمنا بتطوريه كان قابل للاستدامة وهذا أفضل للبيئة. وتعتبر هذه الدراسة أيضًا واحدة من الأمثلة القليلة التي تمّت حتى الآن في مسارات التمثيل الغذائي الاصطناعي".
قام الباحثون في جامعة Minnesota بتصميم مسار حيوي اصطناعي والذي يمكنه تحويل المخلفات الزراعية بطريقة أكثر فعالية وبتكلفة مقبولة، كمخلفات الذرة وقشور البرتقال، إلى مجموعة متنوعة من المنتجات المفيدة من بداية من القماش المطاطيّ وحتى علف الدواجن.
وقد تمّ نشر بداية الدراسة في جريدة البيولوجية الكيميائية الطبيعية.
منذ أعوام، بدأ الباحثون البحث عن مصادر أكثر استدامة للمواد الخام المستخدمة في المنتجات التي نستخدمها يوميًا. ومؤخرًا، تم صُنع كتلة حيوية من الذرة وقصب السكر المستخدمة في مجالات واسعة للمنتجات غير الغذائية من البلاستيك وحتى الوقود. ورغم ذلك، فإن استخدام المواد الغذائية لصناعة منتجات غير صالحة للأكل أمر مثير للخلاف لأنه يؤثر على مؤن الغذاء وقد يرفع أسعار الطعام.
وفي هذه الدراسة، فّكر الباحثون في تحويل المنتجات الثانوية الحيوية غير القابلة للأكل -والتي يسميها العلماء الكتلة الحيوية السليولوزات الخشبية (أي المصنّعة من النباتات الجافة والخشبية)- لإنتاج مواد نافعة لتجنب أغراض "المادة الكيميائية مقابل الغذاء". لقد نظروا بشكلٍ خاص في عملية استخدام الكتلة الحيوية للسليولوزات الخشبية لإنتاج مادة البوتانيديول (BDO) والتي تُستخدم في إنتاج أكثر من بليون رطل من القماش المطاطيّ كل سنة والمُستخدم في الملابس والمفروشات المنزلية. في عام 2010، تم تقدير نسبة القماش المطاطي المُستخدم بحوالي 80% في كل الملابس.
ولإرساء مسار البرنامج، شرح الباحثون الترتيبات الجينية من البكتيريا والفطر الذيّن يحولان الكتلة الحيوية إلى وسطاء حمض تريكاربوكسليك (TCA). يُسمي الباحثون عملية التمثيل الغذائي الجديدة هذه بـ "عملية التمثيل الغذائي غير الفسفورية"، والتي تُمكّن من إنتاج المنتجات المفيدة من دورة TCA في أقل من خمس خطوات، مقارنة بالعشر خطوات السابقة. أدى تقليل الخطوات في العملية إلى ارتفاع في المحصول بنسبة 70% في الإنتاج وعملية أفضل بشكلٍ عام للبيئة.
وكان أكثر ما أثار اهتمام الباحثين هو أن هذا المسار قد يُستخدم لأكثر من مجرد إنتاج BDO من القماش المطاطيّ. فيمكن استخدامه في إنتاج منتجات مفيدة وعديدة.
وقال قائد البحث كيتشون تشانج، المهندس الكيميائي والأستاذ المساعد في علوم المواد في كلية العلوم والهندسة في جامعة مينيسوتا،: "لقد وجدنا أن هذا البرنامج الجديد يمكنه تحويل المخلفات الزراعية إلى مواد كيميائية يمكن استخدامها في العديد من المنتجات التي تمتد من غذاء الدواجن وحتى معززات النكهة في الطعام"،
وأضاف تشانج: "إن البرنامج الذي قمنا بتطوريه كان قابل للاستدامة وهذا أفضل للبيئة. وتعتبر هذه الدراسة أيضًا واحدة من الأمثلة القليلة التي تمّت حتى الآن في مسارات التمثيل الغذائي الاصطناعي".
الرابط مصدر المقال
