للأعلان .avif)
رئيس قسم التكرير بمصنع أويلكس OILEX
هل مررت يوماً بمصطلح "الزيوت المصنعة معملياً" أو "زيوت الخمائر"؟رغم أن الفكرة قد تبدو غير مألوفة للبعض، إلا أن الخمائر تلعب دوراً محورياً يتجاوز مجرد الصناعات الغذائية التقليدية. يسلط هذا المقال الضوء على عملية التخمير كبديل مستقبلي في إنتاج الزيوت والدهون، وكيفية هندسة الخمائر حيوياً لتكون بديلاً مستداماً للزيوت النباتية.
لنبدأ أولاً بتعريف الخمائر (Yeast): هي كائنات حية وحيدة الخلية تنتمي لمملكة الفطريات. تتغذى هذه الكائنات على السكريات كمصدر أساسي للطاقة، وتنتج ثاني أكسيد الكربون والكحول عبر عملية التخمير عند توفر الرطوبة والحرارة اللازمة.
توجد سلالات محددة من الخمائر الزيتية (Oleaginous Yeasts) مثل Yarrowia lipolytica، تمتلك القدرة على تحويل السكريات إلى زيوت وتخزينها داخل خلاياها. يتم ذلك عبر آلية تُعرف بـ "التحفيز بالإجهاد" أو تغيير المسار الأيضي للخلية:
قد تبدو العملية على النطاق المعملي سلسة ومباشرة، لكن التحدي الحقيقي يكمن في نقلها إلى النطاق الصناعي الإنتاجي (Scale-up). فبينما تتميز التجارب المعملية بسهولة التحكم في المتغيرات، يفرض التشغيل الصناعي تحديات متعلقة بحجم الإنتاج، استقرار العملية، وكفاءة استهلاك الموارد.
معضلة الغذاء والاستدامةتعتمد عملية التخمير تقليدياً على مصادر سكرية مثل قصب السكر، البنجر، والنشا (بعد تحلله إنزيمياً). وهنا تظهر إشكالية الاستدامة: استخدام مصادر غذائية لإنتاج الوقود أو الزيوت.لذلك، يتجه القطاع الصناعي حالياً نحو استغلال المخلفات الزراعية (مثل بقايا عصر القصب وكيزان الذرة) كمصدر للكربون، من خلال معالجتها مسبقاً ثم تحليلها إنزيمياً لإنتاج سكريات قابلة للتخمير، مما يحقق جدوى اقتصادية وبيئية في آن واحد.
تُجرى عمليات التخمير والنمو الميكروبي داخل مفاعلات حيوية ضخمة، حيث يتم التحكم بدقة في عوامل التشغيل لضمان استقرار العملية:
في العمليات الهوائية، يُعد الأكسجين عنصراً حاكماً؛ إذ يؤدي نقصه إلى انخفاض الإنتاج، بينما يساهم التوزيع الجيد للهواء في تحسين كفاءة التفاعل.
بعد اكتمال عملية التخمير، تصبح خلايا الخمائر مُتخمة بالدهون وأكثر لزوجة. تبدأ هنا مرحلة الحصاد واستخلاص الزيت بإحدى الطرق التالية:
يلي ذلك خضوع الزيت لعمليات التكرير التقليدية لإزالة أي شوائب قبل تعبئته.
بدأت شركات أمريكية وعالمية بالفعل في طرح منتجات تعتمد على هذه التكنولوجيا:
لا تزال تكلفة إنتاج هذه الزيوت مرتفعة مقارنة بالزيوت التقليدية. على سبيل المثال، يُباع زيت Zero Acre Farms حالياً بسعر يتراوح بين 25 إلى 30 دولاراً للزجاجة (470 مل)، مما يجعله أغلى بـ 5 إلى 10 أضعاف من زيوت الذرة والصويا، ويضعه في فئة سعرية تضاهي أفخر أنواع زيت الزيتون.ومع ذلك، شأنها شأن أي تكنولوجيا ناشئة، من المتوقع أن تنخفض التكلفة تدريجياً مع التوسع في الإنتاج وتطور تقنيات المعالجة.
يكمن التحدي الأكبر أمام "زيوت التخمير" في التكلفة الاقتصادية المرتفعة حالياً. ولكن على الجانب الآخر، توفر هذه التقنية حلاً جذرياً لمشكلة استهلاك الأراضي؛ إذ يُتيح إنتاج الدهون في المفاعلات الحيوية توفير مساحات شاسعة تُزرع حالياً بمحاصيل زيتية، ليعاد استخدامها في زراعة محاصيل غذائية أكثر أهمية للأمن الغذائي العالمي.
