دیدگاهمواد زیست پایه

کاربرد میکروارگانیسم‌های جدید در تولید محصولات زیستی

به‌خاطر تمایل صنایع غذایی، دارویی، آرایشی بهداشتی و محیط‌زیست برای منابع جایگزین و پایدار در تولید، تولید محصولات زیستی رونق یافته است. با این حال، موفقیت این حوزه‌ها به کشف و استفاده از میکروارگانیسم‌های جدید بستگی دارد. سویه‌هایی که بتوانند شرایط صنعتی را تحمل کرده و محصولاتی با بازدهی بالا تولید کنند.


تولید محصولات زیستی در شرایط نسبتاً ملایم انجام می‌گیرد و می‌توان مسیر آن را در جهت دلخواه یا مخالف آن تنظیم کرد. علاوه بر این، در این روش پسماند سمی تولید نمی‌شود. به همین دلیل، بسیاری از صنایع برای تولید محصولات خود به روش‌های زیستی روی آورده‌اند. از میکروارگانیسم‌ها، سلول‌های گیاهی و حیوانی برای تولید زیستی محصولات می‌توان استفاده کرد. در این بین، به خاطر تنوع موجود در مسیر سوخت و ساز میکروارگانیسم‌ها از این سلول‌ها برای تولید ترکیبات پیچیده استفاده می‌شود.

محصولات زیستی به عنوان چاشنی زیستی         

محصولات زیستی به خاطر ساختاری که دارند، طعم و عطر متنوعی را ایجاد می‌کنند. طعم‌ها و عطرها نقش مهمی در صنایع غذایی، آرایشی، شیمیایی و دارویی دارند. با استفاده از این مواد می‌توان ویژگی‌های محصول اصلی را مطابق میل مشتری تغییر داد. این ترکیبات تنوع گسترده‌ای در فرار بودن، انحلال پذیری، پایداری دمایی، پی‌هاش و دیگر خواص شیمیایی دارند. طعم‌دهنده‌ها و عطرها موادی چون لاکتون‌ها، هیدروکربن‌ها، الکل‌ها، کتون‌ها، وانیلین، ترپن‌ها، آلدهیدها و استرها را شامل می‌شوند.

در محصولات زیستی حداقل 8000 ترکیب فرار در گروه‌های مختلف وجود دارد. با نسخه‌بندی مناسب می‌توان برای هر محصول یک بوی منحصر به فرد ایجاد کرد. تشخیص عطر با مقدار بسیار ناچیز (در حد ppb) امکان‌پذیر است. بنابراین، ترکیبات معطر به مقدار بسیار کم در محصولات مختلف استفاده می‌شود؛ با این حال 50 درصد کل هزینه‌ها را تشکیل می‌دهد.

برای نشان دادن اهمیت محصولات زیستی در بازار عطرها می‌توان به بازار این محصولات توجه کرد. در سال 2016 بازار عطر و رایحه 24/5 میلیارد دلار فروش جهانی داشته است. شرکت‌های Givaudan، Firmenich و IFF به ترتیب 18/7، 13/5 و 12/3 درصد از این فروش را در دست دارند. پیش‌بینی می‌شود این بازار رشد سالانه 5 تا 6 درصدی را تجربه کند.

در تولید محصولات زیستی به‌عنوان عطر چالش‌های فراوانی وجود دارد. یکی از این چالش‌ها، استخراج مستقیم عطرها از محصولات طبیعی است. از جمله مشکلات استخراج عطر از محصولات طبیعی می‌توان به وجود انواع ترکیبات پیچیده، غلظت پایین و دسترسی فصلی و منطقه‌ای اشاره کرد. به همین دلیل امروزه بیشتر ترکیبات معطر به صورت شیمیایی تولید می‌شود.

افزایش آگاهی نسبت به وضعیت سلامت و تغذیه، در کنار نگرانی‌های مربوط به محصولات مصنوعی شیمیایی باعث گرایش مصرف‌کنندگان به محصولات طبیعی شده است. بنابراین، شرکت‌ها برای جلب مشتری بیشتر از محصولات زیستی به عنوان ترکیبات معطر استفاده می‌کنند.

برخی از شرکت‌ها در حال توسعه روش‌هایی برای تولید محصولات زیستی به عنوان عطر هستند. شرکت Amyris، با سویه مهندسی شده‌ی ساکارومایسس سرویزیه توانسته است بتا- فارنسن را از نیشکر تولید کند. از این سزکویی‌ترپن در صنایع عطرسازی به عنوان پیش‌ماده برای تولید دیگر عطر‌ها استفاده می‌شود. همین شرکت با همکاری شرکت Firmenich یک جایگزین طبیعی برای اسانس روغن نعنای هندی تولید کرده است. این محصول با نام Clearwood بویی با کیفیت بالاتر نسبت به نمونه طبیعی ایجاد می‌کند.

بر اساس گزارش شرکت‌های Evolva و Isobionics، این دو شرکت توانسته‌اند از محصولات زیستی والنسن تولید کنند. والنسن ترکیبی است که در رایحه مرکبات وجود دارد و از آن می‌توان برای تولید دیگر رایحه‌های مورد نیاز این شرکت‌ها مثل نوتکاتون (ماده موجود در گریپ فروت) استفاده کرد. نوتکاتون هم به عنوان طعم‌دهنده و هم به عنوان ماده‌ای طبیعی برای دور کردن حشرات استفاده می‌شود. شرکت Isobionics از سویه رودوباکتر اسفروئیدیس که دارای ژن‌های مسیر سنتزی ترپن است، برای تولید محصول خود استفاده می‌کند.

میکروارگانیسم‌ها و آنزیم‌ها در دو فرآیند متفاوت در تولید محصولات زیستی استفاده می‌شوند، سنتز از نو و تبدیل زیستی پیش‌ماده‌های طبیعی. در روش اول، مواد ساده مثل قند در محیط کشت میکروارگانیسم وجود دارد. میکروارگانیسم با استفاده از انواع آنزیم‌ها و مسیر‌های سوخت و ساز، این ترکیبات ساده را به محصولات پیچیده و متنوع تبدیل می‌کند.

در تولید زیستی محصولات معطر با استفاده از میکروارگانیسم، تولید محصولات زیادی گزارش شده است. به عنوان نمونه می‌توان به تولید اتیل استات توسط مخمر کلویورومایسس مارکسیانوس و اتیل هگزانوات و ۱-اوکتن-۳-ال توسط کپک نوروسپورا و وانیلین توسط اشرشیا کولی و ساکارومایسس سرویزیه اشاره کرد.

در روش تبدیل زیستی برای تولید محصولات زیستی، یک پیش‌ماده به فرآیند اضافه شده و میکروارگانیسم برای طی کردن یک مسیر سوخت و ساز خاص و تولید محصول نهایی تحریک می‌شود. در میان مواد استفاده شده برای تبدیل زیستی، دسترسی به ترپن‌ها ساده‌تر است؛ چرا که این مواد، متابولیت ثانویه گیاهان و محصولات جانبی فرآورده‌های میوه‌ای هستند. ترپن‌های مونو (لیمونن، آلفا و بتا پینن‌ها) و سزکویی (والنسن و فارنسن) ترکیبات فرار مرسومی هستند که اجزای اصلی اسانس‌های روغنی را تشکیل می‌دهند. عطرهای مرتبط با این مواد در صنعت مورد توجه قرار گرفته‌اند. از نظر اقتصادی می‌توان استفاده از تبدیل زیستی را برای این محصولات براورد کرد. به عنوان نمونه، قیمت آر-لیمونن 34 دلار به ازای هر لیتر است. در صورتی که هر لیتر از شکل اکسیژنه آن، یعنی کاروئول (carveol) نزدیک به 530 دلار ارزش دارد.

میکروارگانیسم‌های جدید با قابلیت تولید محصولات زیستی معطر

در مقایسه بین استفاده از آنزیم یا میکروارگانیسم برای تولید محصولات زیستی به عنوان رایحه، میکروارگانیسم‌ها مزیت بیشتری دارند. از جمله این مزیت‌ها می‌توان به پایداری و رشد بالا، کنترل آسان و قابلیت مهندسی ژنتیک برای افزایش بهره‌وری و نیز امکان تولید در مقیاس بالا برای میکروارگانیسم‌ها اشاره کرد.

در آزمون‌های غربال‌گری، اولین کار برای شناسایی سویه‌های مناسب و مقاوم برای تولید محصولات زیستی انجام می‌گیرد. سویه‌های مناسب نسبت به شرایط فرآیندی (و بازدارندگی احتمالی محصول نهایی) مقاوم بوده و می‌توانند در محیط کشت با ترکیب مواد مغذی معین رشد کنند. مرحله بعدی برای انتخاب سویه‌های بهینه، غلظت و خلوص محصول تولید شده است.

پژوهشگران برای یافتن میکروارگانیسم یا آنزیم جدید در راستای تولید محصولات زیستی معطر، گونه‌های متعددی را جداسازی، غربال‌گری و انتخاب کرده‌اند. به‌عنوان نمونه، در یک پژوهش 400 میکروارگانیسم (قارچی، باکتریایی و مخمری) برای تبدیل زیستی لیمونن و بتا-پینن مورد بررسی قرار گرفت. از این بین، تنها 190 گونه توانستند از لیمونن و بتا-پینن به‌عنوان منبع کربنی استفاده کنند. 190 گونه برای تولید آلفا-ترپینئول مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که تنها 4 گونه می‌توانند بتا-پینن را با تبدیل زیستی به محصول مورد نظر تبدیل کنند. در نهایت، سویه آسپرژیلوس نایجر ATCC16404 بهترین نتیجه را (تقریباً 15/5 گرم در لیتر) از خود نشان داد.

تحقیقات دیگری نیز برای تبدیل زیستی ترپن‌ها به محصولات زیستی دیگر انجام شده است. در یک پژوهش، از 41 سویه که مورد بررسی قرار گرفت، در نهایت 4 سویه توانستند لیمونن را به کاروئول، کاروون، پریلیل الکل و دیگر محصولات تبدیل کنند. همچنین در این پژوهش یک سویه‌ی دیگر برای تبدیل زیستی بتا-پینن به آلفا-فنچن و سابینن شناسایی شد.

گونه‌های قارچی نیز برای تبدیل محصولات زیستی استفاده می‌شوند. گونه‌ای از فوموپسیس می‌تواند با تبدیل زیستی، ترپن‌ها را به کاروئول، کاروون، آلفا ترپینئول، ترپینن-4-ال و لیمونن 1 و 2 دی‌ال تبدیل کند. در پژوهشی دیگر مشخص شد که با تبدیل زیستی آلفا-پینن با استفاده از کریسوسپوریوم پانورام، می‌توان وربنول (verbenol) و وربنون را تا غلظت به ترتیب 722 و 176 میلی گرم بر لیتر تولید کرد.

یکی از مهم‌ترین محصولات زیستی وانیلین است. وانیلین به عنوان مهم‌ترین ترکیب آروماتیک با بازاری به ارزش 600 میلیون دلار و حجم 18 تن شناخته می‌شود. تولید این محصول بیشتر به صورت شیمیایی بوده و تنها تولید حجم ناچیزی از آن به صورت طبیعی انجام می‌گیرد. بنابراین، تولید زیستی آن از میکروارگانیسم‌ها اهمیت زیادی دارد. با استفاده از باسیلوس فوسیفورمیس می‌توان ایزواوژنول را به وانیلین با غلظت نهایی 8 گرم بر لیتر تبدیل کرد.

شرکت‌های زیادی مثل Evolva-IFF ،Mane ،Solvay و BASF وانیلین را بیشتر از سویه‌های مهندسی شده تولید می‌کنند. شرکت چینی با نام Shanghai Apple Flavor & Fragrance Group Co. Ltd. از یک گونه وحشی استرپتومایسس برای تبدیل زیستی فرولیک اسید به وانیلین بهره می‌برد. این نمونه‌ها امکان تولید صنعتی ترکیبات افزودنی برای طعم و بو را از میکروارگانیسم‌ها نشان می‌دهد.

برخی از میکروارگانیسم‌ها قادرند محصولات زیستی را مستقیم از محیط کشت ساده تولید کنند. به‌عنوان نمونه، سویه باسیلوس سوبتیلیس DL01 استوئین را از محیط کشت ساده و حاوی ملاس تا غلظت 76 گرم بر لیتر تولید می‌کند. استوئین در صنایع غذایی به عنوان افزودنی برای ایجاد رایحه کره، پنیر، ماست یا تمشک استفاده می‌شود.

از ترکیبات کارتنوئیدی نیز می‌توان برای تولید محصولات زیستی معطر استفاده کرد. به‌عنوان نمونه، تعدادی از میکروارگانیسم‌ها برای مصرف لوتئین و تولید رایحه تنباکو و همچنین تخریب بتاکاروتن به بتا-آیونن، بتا-سیتروسیکرال و دیگر ترکیبات مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نهایی نشان داد که گروه میکروارگانیسمی متشکل از یک باکتری (Paenibacillus amylolyticus) و یک مخمر (تریکوسپورون آساهی) بهترین نتیجه را برای تولید ترکیبات فرار دارد.

تنوع زیستی در میکروارگانیسم‌ها، حتی در یک جنس می‌تواند به تولید انواع محصولات زیستی معطر کمک کند. مطالعه‌ی 301 سویه از گونه‌های ساکارومایسس و توانایی آن‌ها در تولید ترکیبات معطر این قابلیت را بوجود می‌آورد که بتوان با انتخاب گونه‌های والدین، هیبریدهایی بدست آورد که توانایی بالاتری در تولید ایزوآمیل استات و اتیل استات از گلوکوز دارند. علاوه بر این، گونه‌های جدید به عنوان غیر تراریخته دسته‌بندی می‌شوند.

اهمیت بالای طعم و بو در محصولات غذایی و آرایشی بهداشتی و تاثیر آن بر انتخاب مشتری، اهمیت یافتن محصولات زیستیِ فرار و جدید را نشان می‌دهد. جداسازی میکروارگانیسم‌های جدید راه‌حل مناسبی در این زمینه محسوب می‌شود. بنابراین، تلاش‌های بیشتری در این زمینه برای جداسازی گونه‌ها با کمک سامانه‌های توان بالا لازم است.

تولید محصولات زیستی به عنوان مواد فعال سطحی

محصولات زیستی که از خود فعالیت سطحی و قابلیت ایجاد امولسیون نشان می‌دهند، مواد فعال سطحی زیستی نامیده می‌شوند. تولید این مواد با استفاده از میکروارگانیسم‌ها نسبت به تولید مصنوعی برتری دارد. مواد فعال سطحی زیستی هم زیست‌تخریب‌پذیر و پایدار بوده و هم خواص سمی پایینی از خود نشان می‌دهند. از نظر ساختاری، این متابولیت‌های میکروبی از ترکیبات دو محیط‌دوست، یعنی از دو بخش آب‌دوست و آب‌گریز تشکیل می‌شود. بر اساس وزن ملکولی، می‌توان این ترکیبات را به دو دسته وزن ملکولی پایین و وزن ملکولی بالا تقسیم کرد.

بیشترین پژوهش‌ها روی تولید محصولات زیستی به عنوان مواد فعال سطحی زیستی با وزن مولکولی پایین انجام شده است. گلیکولیپید‌ها و لیپوپپتیدها از این دسته هستند که پایداری مناسبی در شرایط مختلف پی‌هاش، شوری و دما از خود نشان می‌دهند. این ترکیبات کاربرد فراوانی در صنایع غذایی، بهدشتی، دارویی، کشاورزی و زمینه‌های زیست محیطی دارند.

مواد فعال سطحی زیستی با وزن ملکولی بالا به عنوان ترکیبات مناسب برای ایجاد امولسیون شناخته می‌شوند. بیشترین مطالعه برای این دسته از ترکیبات، روی موادی همچون امولسان، بیودیسپرسان (Biodispersan) صورت گرفته است.

از لحاظ کاربردهای صنعتی، تعداد قابل توجهی حق مالکیت اختراع روی کاربرد محصولات زیستی به عنوان مواد فعال سطحی زیستی وجود دارد. این محصولات در افزودنی‌های مواد شوینده، فرمول‌بندی مواد آرایشی، مواد ضد خوردگی، حشره‌کش طبیعی و دیگر کاربردها استفاده می‌شوند. پیش‌بینی‌ها بر این است که تا سال 2020، ارزش بازار این ترکیبات به 2/3 میلیارد دلار با حجم 462 هزار تن برسد.

از جمله مهم‌ترین شرکت‌هایی که روی تولید محصولات زیستی به‌عنوان مواد فعال سطحی زیستی یا ترکیبات مربوط به آن تمرکز دارند، می‌توان به Ecover ،Henkel ،Kaneka ،AGAE technologies LCC ،Jeneil Biosurfctant Co. LLC ،Synthezyme LLC ،Soliance ،MG Intobio Co. Ltd و Saraya Co. Ltd اشاره کرد. تولید صنعتی و عرضه این مواد در بازار با چالش‌های مختلفی از جمله قیمت بالای کشت، پیچیدگی فرآیند خالص‌سازی در استفاده از انواع حلال‌ها، و بازدهی پایین مواجه است.

برای توجیه اقتصادی تولید مواد فعال سطحی زیستی، ضمن بهینه‌سازی فرآیندها و استفاده از ابزارهای ژنتیکی برای افزایش تولید، لازم است سویه‌های جدید برای تولید این مواد مورد بررسی و جداسازی قرار گیرد. سویه‌های جدید را می‌توان در نمونه‌های روی خاک، برگ، میوه، عسل، نیشکر، زباله‌ها، آب‌های آلوده به نفت و حتی روده‌ی حشرات جست و جو کرد.

محیط دریا، مکان مناسب دیگری برای یافتن نمونه‌های میکروبی با قابلیت تولید بالای محصولات زیستی است. در پژوهشی که روی نمونه‌های گرفته شده از ساحل بوشهر برای جداسازی میکروارگانیسم تولید کننده مواد فعال سطحی زیستی انجام گرفت، سویه‌های مناسبی با قابلیت تولید بالای مواد فعال سطحی زیستی جداسازی شد.

در زمینه تولید محصولات زیستی، گزارش‌های زیادی در مورد بررسی منابع جدید برای یافتن میکروارگانیسم‌های تولید کننده‌ی مواد فعال سطحی زیستی وجود دارد. بسیاری از این پژوهش‌ها گونه‌های باکتری، مخمر و قارچی مختلفی را برای تولید این مواد معرفی می‌کند. ارزیابی روش‌های غربال‌گری، بهینه‌سازی فرآیند برای تولید مقیاس بالا و محیط کشت ارزان و مناسب از جمله مواردی است که باید بیشتر مورد بررسی قرار گیرد. به این ترتیب می‌توان در آینده‌ی نزدیک مواد فعال سطحی زیستی را به صورت اقتصادی در مقیاس بالا تولید کرد.

تولید محصولات زیستی پلی‌ساکاریدی

بسیاری از محصولات زیستی در نوع محصولات پلی‌ساکاریدی دسته‌بندی می‌شوند. پلی‌ساکارید‌ها، درشت‌مولکول‌های گروه کربوهیدراتی هستند که در صنایع غذایی و دارویی به‌عنوان مواد پایدار کننده و ژل‌ساز استفاده می‌شوند. تولید پایدار این مواد، توجه پژوهشگران و صنایع را به استفاده از میکروارگانیسم‌ها برای تولید جلب کرده است.

میکروارگانیسم‌ها از پلی‌ساکارید برای ساخت دیواره سلولی و ذخیره انرژی استفاده می‌کنند. علاوه بر این، برخی از انواع پلی‌ساکاریدها توسط منابع میکروبی به محیط خارج سلولی ترشح می‌شود. پژوهش‌های فراوانی برای بررسی پلی‌ساکارید‌های ترشح‌شده میکروبی انجام گرفته است. از جمله فواید این محصولات زیستی به عنوان مواد فعال زیستی، می‌توان به خواص تحریک سامانه ایمنی، ضد سرطان، ضد التهاب و کاهش کلسترول خون اشاره کرد.

بیش از 400 پلی‌ساکارید ترشح شده میکروبی شناخته شده است. اولین نمونه این محصولات زیستی که به‌صورت صنعتی تولید شد، به تولید صمغ زانتان مربوط می‌شود. زانتان امروزه بیشترین حجم تولید اقتصادی را به خود اختصاص داده است. سالانه 30 هزار تن از این ماده با استفاده از باکتری زانتوموناس کمپستریس تولید می‌شود.

محصولات زیستی دیگری نیز با پایه پلی‌ساکارید ترشحی با مقیاس اقتصادی تولید می‌شود. از جمله می‌توان به دکستران (تولیدی شرکت‌های Pharmacosmos ،Sigma-Aldrich ،Pharmachem Corporation و Amersham Biosciences)، صمغ گلان و پولولان اشاره کرد. از پولولان تولیدی قارچ اورئوبازیدیوم پولولنس برای تولید خوشبوکننده یا محصولات بهداشتی دهان استفاده می‌شود. امروزه شرکت‌هایی مثل Rhone Poulenc (فرانسه)، Statoil (نروژ) و Kelco (امریکا) پیشتاز تحقیقات مربوط به تولید پلی‌ساکارید ترشحی میکروبی هستند.

از پلی‌ساکارید‌های ترشح‌شده میکروبی می‌توان در حوزه دارو و درمان استفاده کرد. تولید محصولات مراقبت از پوست در برابر اشعه فرابنفش و محصولات محافظت از کلیه و همچنین جلوگیری یا درمان اختلالات مربوط به سوخت و ساز از جمله کاربردهای پلی‌ساکارید‌های ترشح‌شده میکروبی در حوزه دارو و درمان هستند.

در تولید محصولات زیستی، محیط‌های با شرایط سخت محل مناسبی برای جداسازی میکروارگانیسم‌های ترشح‌کننده پلی‌ساکارید است. چرا که میکروب‌ها در شرایط دشوار برای حفاظت از خود پلی‌ساکارید ترشح می‌کنند. دستگاه گوارش حیوانات آزمایشگاهی، پلاک دندان انسان، غذاهای تخمیر شده، صخره‌های ساحلی، فاضلاب‌ها، خاک‌های شور، کفیر، کشک و محیط‌های دیگر نمونه‌های مناسبی برای جداسازی باکتری‌های تولید کننده پلی‌ساکارید ترشحی هستند.

تولید محصولات زیستی به عنوان روغن‌های میکروبی

در بین محصولات زیستی، روغن‌های میکروبی از اهمیت فراوانی برخوردار هستند. این محصولات به خاطر شباهت آمینو اسیدی که با روغن‌های نباتی دارند، جایگزین مناسبی برای روغن‌های مرسوم محسوب می‌شوند. بنابراین، می‌توان از این محصولات زیستی برای تولید کره کاکائو مصنوعی، خوراک تولید دیزل زیستی، اسیدهای چرب اشباع نشده مثل گاما-لینولئیک اسید، مواد فعال سطحی زیستی، حلال‌ها، رنگ‌ها، پلاستیک‌ها، روان‌کننده‌ها و انواع موم استفاده کرد. علاوه بر این، از این روغن‌های تک‌سلولی در صنایع غذایی نیز استفاده می‌شود.

قارچ، مخمر، باکتری و جلبک منابع مناسبی برای تولید محصولات زیستی روغن هستند. هر میکروارگانیسم که بیش از 20 درصد از وزن خشک سلولی آن روغن باشد، گزینه مناسب برای تولید روغن میکروبی محسوب می‌شود. تقریباً 80 تا 90 درصد روغن‌های میکروبی تری‌گلیسریدهای متشکل از اسیدهای چرب بلند زنجیر هستند. روغن‌هایی را می‌توان به عنوان جایگزین روغن‌های گیاهی استفاده کرد که در ترکیب خود، مقادیر زیادی از اسیدهای چرب بلند زنجیر و اشباع شده (مثل پالمیتیک اسید و استئاریک اسید) یا با درجه اشباع پایین (اولئیک اسید و لینولئیک اسید) داشته باشند.

در تولید محصولات زیستی روغنی، کیفیت اسید چرب تولید شده توسط میکروارگانیسم‌ها به نوع کاتالیست، منابع کربنی و شرایط کشت بستگی دارد. یافتن سویه‌های مقاوم با توان بالا برای تولید روغن، استفاده از مواد خام و ارزان به عنوان منبع کربن، قابلیت افزایش مقیاس و بهینه‌سازی از جمله مواردی است که برای تولید تجاری روغن‌های میکروبی باید در نظر گرفته شود.

اسیدهای چرب اشباع نشده نقش مهمی در عملکرد بدن انسان دارند. در صنایع غذایی این محصولات به عنوان غذادارو تولید و استفاده می‌شود؛ چرا که مقدار کافی از این ترکیبات زیستی در منابع حیوانی و گیاهی وجود ندارد. از جمله اسیدهای چرب اشباع نشده با کاربرد غذادارویی می‌توان به دوکوزاهگزانوئیک اسید (DHA)، ایکوساپنتائنوئیک اسید (EPA)، گاما-لینولنیک اسید (GLA) و آراشیدونیک اسید (ARA) اشاره کرد. برخلاف توسعه محصولات زیستی روغنی در بازار، تجاری سوخت زیستی از روغن‌های میکروبی هنوز امکان‌پذیر نشده است.

پژوهش‌های بسیار زیادی درباره تولید روغن‌های میکروبی برای تولید محصولات زیستی سوختی وجود دارد. سوخت زیستی به‌طور متداول از تبادل استری اتانول یا متانول با روغن‌های گیاهی تولید می‌شود. این روش به خاطر ایجاد رقابت بین غذا و سوخت، با چالش‌های بزرگی مواجه شده است. بنابراین، پژوهشگران برای حل این چالش روی تولید روغن‌های میکروبی، بهبود سویه‌ها و فرآیندهای مربوط به آن تمرکز دارند.

یافتن سویه‌های میکروبی جدید نقش مهمی در توسعه محصولات زیستی روغنی دارد. در برخی از پژوهش‌ها، نمونه‌ی خاک مناطق مختلف مثل باغ‌ها، نمونه‌های پسماند کارخانه‌های روغن پالم و تولید دیزل زیستی، چشمه‌های آب گرم، تالاب‌ها، شنزارها، خاک‌های قلیایی، سواحل آب شور و مناطق با شرایط سخت برای جداسازی میکروارگانیسم‌های تولید کننده روغن‌های میکروبی بررسی شده است. سویه‌های جدا شده که از انواع قارچ‌ها، مخمرها، باکتری‌ها و جلبک‌ها هستند، می‌توانند با مصرف انواع منابع کربنی، مثل زایلوز، گلوکوز، گلیسرول، و مواد خام انواع اسیدهای چرب را تولید کنند.

بیشتر روغن‌های میکروبی در بازار برای مصرف به عنوان مکمل غذایی است. تولید این محصولات زیستی در راستای تبدیل به سوخت زیستی، به دلیل قیمت پایین نمونه‌های گیاهی و نفتی هنوز توجیه اقتصادی ندارد. جداسازی سویه‌های جدید و پیشرفت ابزارهای زیستی می‌تواند آینده روشنی برای روغن‌های میکروبی در صنایع مختلف ایجاد کند.

این مطلب در 18 ژانویه 2019 در مجله Biotechnology Advances منتشر شده است.

☑ نویسنده: Marina G. Pessôa
☑ ترجمه و بازنویسی: یونس عبدالهی مفرد

منبع

برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن