بروتينات من البترول د. ناصر أحمد سنة بروتينات من البترول د. ناصر أحمد سنة بروتينات من البترول د. ناصر أحمد سنة بروتينات من البترول د. ناصر أحمد سنة بروتينات من البترول د. ناصر أحمد سنة بروتينات من البترول د. ناصر أحمد سنة


مادام هناك بترول فبالاستطاعة الحصول على «البوفتيك»، وغيره من بروتينات اللحوم والأسماك. وهذا من الشغل الشاغل للتقانة الحيوية (البيوتكنولوجي) فـي تـوفير «الأمــن الـغــذائـي». تقدم التقانة البيولوجية Biotechnology، فوائد ثمينة في عدة مجالات منها مجال الأمن الغذائي. وذلك عبر تقليل الاعتماد على المدخلات الكيمياوية كالمبيدات، وتحسين الغلة، وتثبيت النيتروجين في المحاصيل غير الخضرية، والتأثير الكبير في العوامل المعدلة للنمو، وتطوير درجة تحمل النبات لموجات البرد، الحر، الرطوبة، الجفاف، الملوحة، ومقاومة الأمراض والطفيليات، وهندسة النبات وصحة الحيوان وتحسين نسل الحيوان والنبات من خلال زراعة نسيج وخلايا النبات والهندسة الوراثية. وعلى مستوى صحة الحيوان وتربيته، فإن التقانة الحيوية تترك آثارها بوساطة التلقيح وهرمونات النمو الحيواني وتحسين سبل التكاثر، وإنتاج البروتين في العالم. ومن المعلوم أن هناك نوعين من البروتينات: بروتين عالي القيمة الحيوية. وهو الذي يحتوي على جميع الأحماض الأمينية الأساسية التي يحتاجها الجسم، ولا يمكن تصنيعها داخل الجسم. ويوجد هذا النوع في البيض والحليب والأطعمة الحيوانية. وبروتين منخفض القيمة الحيوية ولا يحتوي على جميع الأحماض الأمينية الأساسية، ويوجد في البقوليات والأطعمة النباتية. ومن الواضح أيضا أن «أزمة» نقص المتاح من البروتينات وبخاصة الحيوانية منها قد تنامت كثيرا. ذلك النقص الذي لا يضاهيه نقص في أية عناصر غذائية أخرى، وما يترتب على ذلك من علل ومشكلات وأمراض سوء التغذية. ففي أجزاء عديدة من العالم يحصل أغلب السكان على نصيب من المواد الكربوهيدراتية يقارب الحد الأدنى المعقول. ولكنهم لا يحصلون على 16% «الحد الأدنى اللازم من البروتين للإنسان البالغ السليم» من مجمل الطعام. فأقل كمية من البروتين اللازمة للشخص نحو 70 غراماً في اليوم. منها على الأقل 20 غراماً من مصدر حيواني، أو مصادر تحوي الحوامض الأمينية نفسها أو ما يشابه الحوامض الأمينية من المصادر الحيوانية. ويقدر إنتاج العالم من البروتين بنحو 25 مليون طن/ سنة ويبدو للوهلة الأولى أنها تسد الحاجة الحالية لسكان العالم من البروتين، لكن إذا علمنا أن أكثر من ثلثي كمية البروتينات أعلاه «حوالي 14 مليون طن» تستهلك من قبل ألف مليون نسمة فقط، في بلدان متقدمة اقتصاديا «أوروبا وأميركا الشمالية» وما يتبقى يتوزع على بقية سكان العالم، بحيث إن معدل استهلاك البروتين الحيواني للفرد الواحد لا يتجاوز 12 غراماً في اليوم، وهذا يعني استهلاكاً يومياً منخفضاً. وللمحافظة على مستوى استهلاك البروتين في البلدان المتقدمة وزيادة نسبة استهلاك الدول النامية وإيصالها إلى الحدود العليا المطلوبة منه، فإن الإنتاج الحيواني يجب أن يصل إلى 50 مليون طن بروتين/ سنة. ويبدو أن هذه «الأزمة» قد تم العثور لها على حل. بات من الضروري التفكير في توفير مصادر جديدة «غير تقليدية» للبروتين، وتأتي الأحياء المجهرية في مقدمة هذه المصادر، وهي تشمل مجموعة هائلة من الخمائر والفطريات والبكتيريا والأشنيات ووحيدات الخلية، التي تعد في مقدمة الاحتمالات المشجعة والجيدة لتوفير البروتين اللازم للإنسان بصورة مباشرة وغير مباشرة، علفاً للحيوان. و يتحقق ذلك عبر تنمية هذه الكائنات الحية الدقيقة على بيئات مغذية مختلفة من المخلفات الزراعية والصناعية. ومن أهم هذه المخلفات الصالحة لذلك مخلفات صناعة النشا والقطر والسكر وقشور عباد الشمس وقوالح الذرة والقصب والخشب أو هيدروكربونية مثل صناعة الغاز والصناعات البترولية. ويسمى البروتين الناتج منها بروتين أحادي الخلية. فمنذ بداية القرن العشرين، كانت تنتج فطريات باستخدام سيلولوز الأخشاب، وبقايا قصب السكر، والمحاليل المختلطة بحمض الكبريتيك الناتجة من مصانع الورق والكرتون. لكن بدأ التفكير في إيجاد بدائل لتوفير الغذاء على نطاق واسع منذ الحرب الكونية الثانية. فجرى تحويل الفائض من المواد الكربوهيدراتية إلى بروتين وذلك عبر السماح للكائنات الدقيقة «مثل الخميرة» بالنمو عليها. وقد تم خلال هذه الحرب تصميم عملية تقنية تتدخل فيها الخميرة لإنتاج غذاء من المولاس. وكان لهذا الإنتاج «طعماً طيباً» يشبه طعم «اللحم المحمر». وأقيم في «ترنيداد» بعد هذه الحرب مصنعاً لتحضير الخميرة من نفايات صناعة السكر. وتعتبر الخميرة واحدة من المواد الغذائية الهامة، فهي غنية بالبروتين ومجموعة فيتامين «ب». كما أن نفايات الخميرة في صناعات التخمير تطرح في الأسواق وتستخدم كغذاء مساعد في أغلب البلاد الغربية تحت أسماء تجارية مختلفة. وفي العام 1957 كلفت شركة البترول البريطانية فريقاً من الباحثين تحت إدارة البروفيسور «شامبانيا» Shampagnat ، والبروفيسور «سينيز» Senez لاستغلال إمكانيات التحليل الميكروسكوبي للبترول. وبعد عامين أعلن عن المبدأ التجريبي: زرع سلالات من الفطريات «الخميرة» الميكروسكوبية، لتنمو على المكونات الشمعية «البرافين» لمستحلب يجمع مزيجا من البترول الخام مع الماء، وفي الواقع، تحسن هذه السلالات بعد نموها نوع البترول الذي يتخلف كوقود. وتعتبر هذه المواد الشمعية هيدروكربونات نقية وهي على النقيض من سكاكر المولاس أغنى من ناحية المحتوى الكربوني، بحيث يعطي رطل الشمع من الخميرة ضعف ما يعطيه رطل السكر. ويكفي بعد ذلك الشروع باستخراج هذه الفطريات وتجفيفها للحصول على منتج غني بالبروتينات، يمكن تقديمه لتسمين الحيوانات استكمالاً لوجباتها التقليدية، ومن ثم تنمية الثروة الحيوانية لتوفر البروتين الحيواني المطلوب للاستهلاك البشري. وقد قيل إن الناتج له طعم البترول الكريه ولكن إزالة هذا الطعم أمر سهل ميسور. وتعتمد طريقة تغذية الفطريات على زراعتها فوق مواد عضوية «تتكون من سلاسل بسيطة من الكربون، الهيدروجين». والميكروبات العضوية نفسها تختار أنواع البرافين الذي تتغذى منه. وثمة طريقة أخرى «أعدت في جرانجماوث في اسكوتلندا» تتلخص في فصل البرافين بعمليات تكرير مسبقة، ثم إعطائه لتستهلكه الفطريات. ومتى تم إعداد الوسط الخاص بالزراعة فإن عملية التبخير تجري بالفطريات. وبعد مدة.. عندما تنتشر الفطور الميكروسكوبية، تُصفّى رغوة الزراعة، وتنقى بالطرد المركزي.. وتستخرج طبقة الفطر وتجفف وتوضع في أكياس وتخزن. ويعتبر هذا الفطر الغذائي «المقبول غذائياً لدى الثدييات والطيور» غنيا بالبروتينات «55-80% من المادة الجافة». وقد كشف تحليله البيوكيمائي النوعي عن وجود أحماض أمينية «وبخاصة الليزين Lyzine، والثيونين Thionine، وفيتامينات «وبخاصة فيتامين ب1»، وأملاح معدنية «فوسفور، وبوتاسيوم، وكالسيوم». وثبت أن هذا الفطر مستقر خلال فترة التخزين دون تحولات «لخلوه من المواد الدهنية»، ولا يتضرر من التغييرات الموسمية «كفول الصويا أو الفول السوداني». لذا أخذ هذا الفطر الغذائي ـ العام 1967م، وبعد عشر سنوات من الأبحاث ـ مصادقة السلطات الأوروبية واعترفت بنقائه، وتسويقه. ومنذ ذلك الحين، وهذا المنتج الغذائي الجديد ينتشر، ويزداد استهلاكه عاما بعد عام. وسمحت سويسرا منذ العام 1968 بحرية تداول هذا الفطر للتغذية البشرية. وكان الأمريكيون، أيضا العام 1967، قد استخرجوا من البترول نوعاً من اللحم، لا يختلف شكله، ولا مذاقه عن «البفتيك» العادي. ويشير المتحمسون لهذه الطرق في إنتاج البروتين إلى أنه عند تحويل نحو 3% من إنتاج البترول العالمي إلى خميرة الطعام يمكن أن يضاعف مصادر البروتين في العالم. وقد شغلت شركة «شل» نفسها بمشروع للحصول على البروتين من الغاز الطبيعي «الميثان». بحيث يستخدم الميثان في الزراعة المكثفة للبكتريا المؤكسدة له. والتي يمكن أن تكون نافعة كطعام للحيوان أو كسماد أو حتى كطعام مساعد للإنسان. وجرى التوسع في الأمر.. حيث اقترح الدكتور «سيمور هنتر» استخدام مثل هذه البكتريا كغذاء في المزارع الضخمة للبروتوزوا «الأوليات أو وحيدات الخلية» والتي يمكن بالتالي تقديمها كغذاء للأسماك، وبذلك يتم زيادة الغلة من بروتين طبيعي سائغ للبشر. وكذلك وفر تحسين الطرق القديمة مثل اختبار الـ«PH» أو الحموضة الشاردية، ولدرجة الحرارة لتفاعلات الترسيب، والطرق المختلفة للاستشراد الكهربي، وتقطير الدكستران على الجليد.... حيث ساهم هذا التقدم التقني في الحصول على مستحضرات نقية، وعلى عدد من البروتينات، جاء بعضها على شكل بلورات. ومنذ ثمانينيات القرن الفائت تطورت تقنيات خاصة للحصول على البروتين أحادي الخلية على نطاق اقتصادي في دول منها كوبا والاتحاد السوفييتي السابق. وتم البدء باستعمال هذه المنتجات في تغذية الحيوان في بريطانيا وروسيا والولايات المتحدة الأمريكية ورومانيا والسويد وغيرها بعد أن تأكدت صلاحيتها لتغذية الحيوان وعدم إضرارها به. ويبقى السؤال قائماً حول القيمة الغذائية لمثل هذا النوع من «البتروبروتين»؟ وهل يمكن استخدامه في تغذية الرياضيين والمرضعات والحوامل وذوي الاحتياجات الخاصة؟ لاشك أن القيمة الغذائية لها يرتبط بنوع الوسط الحاضن لنمو الأحياء الدقيقة وبنوع الكائنات الحية الدقيقة المستخدمة. وتتراوح نسبة البروتين فيها من 60-70% بشكل عام، إلا أنه عند مقارنة هذه البروتينات مع بروتين فول الصويا ومصادر البروتين الحيواني تبين انخفاض محتواها من المثيونين Methionine، والسيستين Cysteine. بينما تتفوق في محتواها من اللايسين Lyzine، والثيونين Thionine. كما أن هذه البروتينات مرتفعة في محتواها من فيتاميناتB عدا B12 وكذلك غناها بالإنزيمات. ويستخدم بروتين أحادي الخلية«SCP» في تغذية الدواجن؛ وتشكل نسبته 15% من مكونات العليقة. مع ضرورة مراعاة محتوى الحموض الأمينية الأساسية كالمثيونين في حالة الخميرة والأرجنين والتربتوفان في حال البكتيريا. وفي حال تغذية العجول الصغيرة يمكن استخدامها مع بدائل الحليب بنسبة 7.5% دون أن يؤثر على نمو العجول أو القيمة الغذائية لبدائل الحليب. كما أمكن استخدامها في علائق العجول كمصدر بروتيني بدلاً من كسبة بذر القطن أو كسبة الصويا دون أن يؤثر استخدامها على معدلات النمو ومواصفات الذبيحة. كما أمكن استخدامها في تغذية الأبقار الحلوب دون أن يؤثر على الانتاج أو نوعية الحليب أو استساغة العلف. فوائد إنتاج البروتين أحادي الخلية ـ رفع كفاءة الانتاج الحيواني بإضافة الخلايا البروتينية إلى الأعلاف لأنها تحوي نسبة عالية من البروتين الخام 55-80%، إذا ما قورنت بمصادر البروتين المعروفة كفول الصويا وعلف الأسماك وغيرها من الأعلاف. ـ توفير جزء مهم من الحبوب التي تستهلكها الحيوانات جرّاء إضافة وحدات الخلية البروتينية إلى غذائها مما يفسح المجال لزيادة زراعة الحبوب التي تستهلكها، ويفضي هذا الإجراء إلى تقليل استيرادها. ـ الحصول على كميات من البروتين بسبب زيادة انتاجية وحدات الخلية البروتينية، إذ أن التجارب أثبتت أن 100 الف طن في السنة من إنتاج مصنع وحدات الخلية البروتينية تحوي بروتينات تعادل 120 الف هكتار من فول الصويا وإنتاج مليوني هكتار من كلأ المراعي الجيدة. ـ تحرير الزراعة من «الموسمية»، لكون البروتين أحادي الخلية يتم إنتاجه صناعيا، وبالتالي يمكن برمجة إنتاجه والسيطرة عليه. كما يمكن إنتاجه في أي وقت وتحت جميع الظروف. - تقصير مدة الانتاج من ناحية الزمن المطلوب وبالتالي اختصار المدة الضرورية للإنتاج. لأنه يمكن إنشاء مصانع البروتين أحادي الخلية في مدة قصيرة لا تزيد على ثلاث سنوات. بينما تحتاج التنمية الزراعية بأبعادها المتعددة سنوات طوالاً