علماء كاوست يستخدمون الطحالب لتحويل مخلفات الطعام إلى مكونات مستدامة

اكتشف باحثون في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) خاصية جديدة في سلالة قديمة للطحالب، واستفادوا منها لتحويل مخلفات مصنع شوكولاتة إلى مادة (C-phycocyanin)، وهي صبغة زرقاء ثمينة يقدر أن تصل قيمتها السوقية العالمية إلى أكثر من 275 مليون دولار أمريكي بحلول 2030.

الدراسة المنشورة في المجلة العلمية (Trends in Biotechnology) توضح كيف يمكن لسلالة من الطحالب الحمراء تعرف باسم (Galdieria yellowstonesis) أن تستهلك السكريات الموجودة في مخلفات تصنيع الشوكولاتة لتتحول إلى كتلة حيوية غنية بالبروتين تحتوي على صبغة (C-phycocyanin)، المستخدمة في الأغذية ومستحضرات التجميل والمنتجات الدوائية.

أضيف إلى هذه النتائج اكتشاف غير متوقع، مفاده بأن المستويات المرتفعة من ثاني أكسيد الكربون تعزز نمو هذه الطحالب، على الرغم من أنه في العادة يعتبر من المخلفات الناتجة عن استهلاك الميكروبات للسكر.

وقال البروفيسور كايل لورسن، الأستاذ المشارك في كاوست والمؤلف الرئيس للدراسة «إن دراستنا لآليات الأيض في الطحالب تكشف طرقا جديدة لتحويل النفايات إلى منتجات عالية القيمة بطريقة مستدامة. فعلى سبيل المثال، تنتج صناعة الشوكولاتة نفايات عند بدء خطوط الإنتاج وتوقفها. وقد أدركنا أن هذه النفايات يمكن أن تكون غذاء مفيدا ومناسبا لطحالب (Galdieria)».

في الآونة الأخيرة، اعتبرت صبغة الفيكوسيانين (phycocyanin) المستخلصة من طحالب (Galdieria)، بما في ذلك صبغة (C-phycocyanin) الزرقاء، آمنة للاستخدام الغذائي من قِبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA)، وهي مناسبة للمشروبات وتطبيقات غذائية أخرى.

وبالمقارنة مع الطرق التقليدية لاستخلاصها باستخدام البكتيريا الزرقاء (cyanobacteria)، يتيح نهج كاوست القائم على استخدام الطحالب خفضا كبيرا في التكاليف وزيادة في معدلات الإنتاجية؛ لأن البيئة الحارة وعالية الحموضة التي تنمو فيها طحالب (Galdieria) يمكن أن تقلل من وجود الميكروبات الأخرى.

علاوة على ذلك، فإن إعادة تدوير نفايات المصانع إلى علف للكائنات الدقيقة مثل الطحالب لإنتاج منتجات قيمة يساعد الصناعة المحلية على المساهمة في الاقتصاد الدائري. وهذا أمر مهم على نحو خاص لمنتجي الأغذية حول العالم، الذين يواجهون ضغوطا متزايدة فيما يتعلق بتكاليف الإنتاج وإدارة النفايات وتغير المناخ.

وقال أوباي رحيم، مدير الشؤون المؤسسية لشركة مارس في منطقة الشرق الأوسط وإفريقيا «في مارس، نلتزم بدعم الابتكار والاستدامة من خلال شراكات فاعلة مع مؤسسات أكاديمية رائدة مثل كاوست. ويسعدنا أن عينات الشوكولاتة التي قدمناها أسهمت في دعم هذا البحث المشترك، كما سررنا باستقبال فريق كاوست في منشأتنا بمدينة الملك عبدالله الاقتصادية. هذا المشروع يجسد التزامنا بدعم العلوم وتطوير حلول مستدامة تستفيد من الموارد والخبرات المحلية. وإن استكشاف إنتاج صبغة الفيكوسيانين الزرقاء من طحالب (Galdieria) المزروعة على مخلفات الطعام ينسجم مع رؤيتنا لمستقبل أكثر استدامة، وجهودنا المستمرة للحد من هدر الطعام وتعزيز ممارسات الاقتصاد الدائري. وتقدر مارس قيمة الانخراط مع القطاع الصناعي المحلي والمؤسسات الأكاديمية، ونتطلع إلى مواصلة تعاوننا مع كاوست لدعم أبحاث مبتكرة تحدث أثرا في المنطقة».

وفي تجاربهم البحثية، جمع لورسن وفريقه العلمي مخلفات من مصنع للشوكولاتة في المملكة، ويخطط الباحثون لتطوير هذه العملية من خلال تقييم قابلية التوسع والقدرة التقنية لعمليات إنتاج طحالب (Galdieria) باستخدام المخلفات المتوافرة محليا، بما يساعد مزيدا من الشركات في المملكة على التحول نحو اقتصاد الكربون الدائري بشكل فعال.