ریزجلبک ها می توانند شکاف پروتئینی خوراک حیوانات را پر کنند

ترجمه: دکتر غلامعلی هلاکو - محقق مرکز تحقیقات کشاورزی استان گلستان 

چرا آینده تولید پروتئین می تواند سبز و لزج باشد؟

جلبک ها ممکن است پادشاه ابر گیاهان تجدیدپذیر با کاربردهای بالقوه بی شمار از سوخت های زیستی، دارویی و کودهای زیستی گرفته تا خوراک حیوانات و غذای انسان باشند.

جلبک‌ها سریع‌تر از محصولات معمولی رشد می‌کنند و به منابع کمتری نیاز دارند - فقط کمی خورشید، آب و CO2 که آن را به یکی از پایدارترین مواد خام روی زمین تبدیل می‌کند. در واقع، 1 کیلوگرم زیست توده جلبک می تواند تقریباً 2 کیلوگرم CO2 را ذخیره کند در حالی که 1.6 کیلوگرم اکسیژن آزاد می کند.

ویژگی های پایدار جلبک به آن کمک می کند تا به عنوان یک پیشتاز در بازی پروتئین جایگزین برجسته شود. از آنجایی که رستوران‌ها، خرده‌فروشان مواد غذایی و مارک‌های مواد غذایی بیشتر طرح‌های پایداری را در سراسر زنجیره تامین اجرا می‌کنند، مواد تشکیل‌دهنده جلبک محبوبیت پیدا می‌کنند

مایکل مک گلدریک، مدیر بازار بیوتکنولوژی صنعتی/نشاسته،  گفت: «این کار به زمین قابل کشت نیاز ندارد، که مزیت بزرگی نسبت به محصولات زراعی است. برخی از گونه‌ها در آب‌های شور یا شور نیز به خوبی عمل می‌کنند، به این معنی که شما بر سر منابع مشابهی با محصولات دیگر مبارزه نمی‌کنید.»

با این حال، هزینه های تولید یک چالش بزرگ برای تولیدکنندگان جلبک امروزی است. به همین دلیل است که سرمایه گذاری در فناوری های فرآوری افزایش می یابد در حالی که تلاش ها برای گسترش بازار جلبک در آینده در حال انجام است.

پر کردن شکاف پروتئین - با گیاهان

تا اواسط این قرن، ما به بیش از 250 میلیون تن پروتئین اضافی برای تغذیه جمعیت پیش بینی شده جهان نیاز خواهیم داشت. برای پر کردن شکاف پروتئین، محققان و تامین‌کنندگان تجهیزات پردازش به دنبال راه‌حل‌هایی به ارگانیسم‌های تک سلولی - نوعی جلبک که حاوی 70 درصد پروتئین هستند، هستند.

GEA یکی از چندین شریک از جامعه علمی و تجاری اتحادیه اروپا است که  پروژه زیست پالایشگاه جلبکی پایدار برای کشاورزی و آبزی پروری (SABANA) را در سال 2016 تشکیل داد تا بر روی پالایش جلبک ها برای حمایت از تولید مواد غذایی پایدار تمرکز کند.

مک گلدریک چندین عامل را شناسایی کرد که باعث علاقه و سرمایه گذاری در توسعه پروتئین های جایگزین مبتنی بر گیاه می شود

مک گلدریک گفت: "بازار به دنبال یک پروتئین کامل و کاربردی است زیرا مشتریان به دلیل اعتقادات زیست محیطی و بهداشتی علاقه زیادی به جایگزین های گیاهی نشان داده اند." پروتئین‌های گیاهی کامل با مشخصات کامل اسید آمینه‌ای که انسان به آن نیاز دارد بسیار کم است، بنابراین ساده‌ترین راه برای دور زدن آن، ترکیب پروتئین‌های گیاهی مختلف از جمله ریزجلبک‌ها است.

ریزجلبک‌ها یا فیتوپلانکتون‌ها می‌توانند پروتئین‌های ارزشمند، رنگدانه‌ها و اسیدهای چرب غیراشباع را همراه با فرصت‌های دست‌نخورده فراهم کنند. شرکت دیگری است که فعالانه با صنعت و دانشگاه در زمینه فناوری‌های جدید درگیر است تا پتانسیل کامل میکروارگانیسم‌های تک سلولی برای تولید غذا و خوراک را باز کند.

کارشناسان Bühler Group تخمین می زنند که 200000 تا 500000 گونه ریزجلبک در طبیعت وجود دارد، اما امروزه تنها حدود 20 گونه به صورت تجاری در حال کاوش هستند. تولید تجاری گونه‌های بیشتر جلبک می‌تواند به جایگزینی مقدار قابل‌توجهی نیاز پروتئین خوراک حیوانی مبتنی بر محصولات کشاورزی در دهه‌های آینده کمک کند.

ریزجلبک ها را می توان در فتو بیوراکتورها (PBRs) یا حوضچه های باز کشت کرد و از فاضلاب - از جمله فاضلاب - تغذیه کرد. (هیلدا ویگز | BigStock.com)

موانع گسترش بازار ریزجلبک ها

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌هایی که تولید ریزجلبک‌ها با آن مواجه است، مربوط به هزینه است - تا حدی به این دلیل که زیست توده جلبکی باید برای جدا کردن آن از آبی که در آن رشد کرده است، پردازش شود. و دسترسی به مزایای تغذیه‌ای برخی ریزجلبک‌ها به باز کردن دیواره سلولی بستگی دارد تا قابلیت هضم مطلوب را فراهم کند.

برای رسیدن به بالاترین ارزش افزوده، اجزای عملکردی ریزجلبک ها اغلب به مرحله از هم گسیختگی سلولی نیاز دارند. بوهلر فناوری آسیاب گلوله ای را به عنوان راه حلی انعطاف پذیر و کم مصرف برای باز کردن دیواره ریز جلبک ها به صورت معلق ارائه می دهد. این طراحی به کاربران اجازه می دهد تا به راحتی فرآیند خود را در مقیاس آزمایشگاهی و متعاقباً به ظرفیت های صنعتی تأیید و بهینه سازی کنند و ممکن است روزی کلیدی برای مقیاس بندی مقرون به صرفه تولید ریزجلبک ها در سراسر جهان باشد.

به گفته مک گلدریک، سانتریفیوژها ابزار اقتصادی دیگری برای پردازش موثر ریزجلبک ها به دلیل ترکیب بیولوژیکی آن هستند. این روش نسبت به فیلتراسیون غشایی سرامیکی انرژی کمتری مصرف می کند و جایگزین بهتری برای فیلترهای خلاء چرخشی سنتی است زیرا اندازه سلول می تواند باعث اتصال یا انسداد شود.

با نگاهی به 15 تا 20 سال آینده، مک گلدریک پیش بینی می کند که تحقیقات در مورد پردازش و تغذیه جلبک ها ما را به کجا خواهد برد؟

او گفت: "با کاهش هزینه های تولید، امکانات بیشتر و بیشتری باز می شود." با جلبک های GMO، محدودیت های بسیار کمی وجود دارد - زمانی که اقتصاد مشخص شود.

حقایق سریع جلبک ها: ابر غذای گیاهی

• مسائل اندازه. دو نوع جلبک وجود دارد: ماکرو و میکرو. هر دو منابع غذایی هستند که در طول فتوسنتز اکسیژن را در اتمسفر آزاد می کنند، اما ماکرو جلبک بزرگتر است که به عنوان جلبک دریایی شناخته می شود و یک فیلتر دریایی عالی است. در همین حال، ریزجلبک‌ها موجودات تک سلولی میکروسکوپی (بین 2 تا 10 میکرومتر) هستند که معمولاً به عنوان فیتوپلانکتون شناخته می‌شوند.
• همه کاره و رنگارنگ. جلبک ها می توانند در آب شور یا آب شیرین رشد کنند و نه تنها از نظر اندازه، بلکه بر اساس رنگدانه نیز طبقه بندی می شوند: سبز، قهوه ای یا قرمز.
• محصول غیر متعارف جلبک ها ریشه، ساقه و برگ ندارند. کشت می تواند در زمین هایی انجام شود که برای محصولات غذایی مناسب نیستند، بنابراین آنها با تولید مواد غذایی رقابت نمی کنند.
• فاضلاب، شکر یا آفتاب؟ ریزجلبک ها را می توان در فتو بیوراکتورها (PBRs) یا حوضچه های باز کشت کرد و از فاضلاب - از جمله فاضلاب - تغذیه کرد یا با تخمیر هتروتروف کشت کرد (به این معنی که جلبک به جای انجام فتوسنتز از نور خورشید، از قندها تغذیه می شود).
• پتانسیل رشد بسیار زیاد تخمین زده می شود که 200000 تا 500000 گونه ریزجلبک وجود دارد و تنها حدود 20 گونه ریزجلبک به صورت تجاری در تغذیه حیوانات و انسان استفاده می شود.

10 سرمایه گذار برتر ارگانیسم های تک سلولی جهان

بر اساس i3 گروه Cleantech ، سرمایه گذاری جهانی در میکروگانیسم هایی با قابلیت فتوسنتزی برای تولید روغن در حال افزایش است . تحقیقات بازار i3 به گزارش 2021 50 To Watch ، سومین فهرست سالانه نوآوران اولیه که در مورد بحران آب و هوا اقدام می‌کنند، کمک کرد.

داده‌های جلبک i3 نشان داد که 10 سرمایه‌گذاری برتر تک سلولی جهان به تنهایی در 24 ماه گذشته به 75 میلیون دلار رسیده است. در اینجا شرکت‌های پیشرو جهان که آماده حرکت در بازار مواد اولیه جلبک هستند، آمده است:

منبع: Feedstrategey.com