تُعدّ الطحالب الدقيقة من أقدم الكائنات الحية على وجه الأرض، وهي نوع من الطحالب الصغيرة التي تنمو في المياه العذبة والمالحة بمعدل تكاثر مذهل. تستطيع هذه الطحالب استخدام الضوء وثاني أكسيد الكربون بكفاءة عالية في عملية التمثيل الضوئي، أو استخدام مصادر الكربون العضوية البسيطة للنمو غير الذاتي التغذية، كما تُصنّع العديد من العناصر الغذائية مثل البروتينات والسكريات والزيوت من خلال عمليات الأيض الخلوي.

لذلك، تعتبر الطحالب الدقيقة بمثابة الخلايا المثالية لتحقيق التصنيع البيولوجي الأخضر والمستدام، وقد تم استخدامها على نطاق واسع في مجالات مختلفة مثل الأغذية والمنتجات الصحية والأدوية ومستحضرات التجميل والوقود الحيوي والبلاستيك الحيوي.

أعلنت شركة بروتوجا للتكنولوجيا الحيوية، وهي شركة محلية متخصصة في البيولوجيا التركيبية للطحالب الدقيقة، مؤخراً عن نجاح إنتاج بروتين الطحالب الدقيقة المبتكر في المرحلة التجريبية، بطاقة إنتاجية قصوى تبلغ 600 كيلوغرام من البروتين يومياً. كما اجتاز أول منتج قائم على هذا البروتين، وهو حليب نباتي من الطحالب الدقيقة، المرحلة التجريبية بنجاح، ومن المتوقع طرحه في الأسواق بحلول نهاية هذا العام.

انتهز شينغ هوي هذه الفرصة لإجراء مقابلة مع الدكتور لي يان تشون، كبير مهندسي تطوير التطبيقات في شركة بروتوجا للتكنولوجيا الحيوية. وقدّم الدكتور يان تشون لشينغ هوي تفاصيل الاختبار التجريبي الناجح لبروتين الطحالب الدقيقة وآفاق التطوير في مجال البروتينات النباتية. يتمتع لي يان تشون بخبرة تزيد عن 40 عامًا في العمل العلمي والتقني في مجال الأغذية، حيث انخرط بشكل رئيسي في البحث والتطوير التطبيقي لتكنولوجيا الطحالب الدقيقة وتكنولوجيا الأغذية الحيوية. وهو حاصل على درجة الدكتوراه في هندسة التخمير من جامعة جيانغنان. قبل انضمامه إلى شركة بروتوجا بيولوجي، عمل أستاذًا في كلية علوم وتكنولوجيا الأغذية بجامعة قوانغدونغ للمحيطات.

"كما يوحي اسم الشركة، تحتاج بروتوجا للتكنولوجيا الحيوية إلى الابتكار من الصفر والقدرة على النمو من الصفر. تمثل بروتوجا جوهر الشركة، وهو التزامنا بالابتكار من جذوره وتطوير تقنيات ومنتجات مبتكرة أصلية. التعليم هو غرس وتنمية، وتقنيات ومفاهيم الابتكار من جذورها تحتاج إلى التطور إلى صناعة جديدة، ونمط استهلاكي جديد، بل وحتى شكل اقتصادي جديد. لقد فتحنا مسارًا جديدًا لإنتاج منتجات عالية القيمة باستخدام الطحالب الدقيقة، وهو ما يمثل إضافة مهمة لإنتاج وتوريد الموارد الغذائية، بما يتماشى مع المفهوم السائد حاليًا للغذاء الضخم، مع تحسين القضايا البيئية في الوقت نفسه." هذا ما صرح به لي يانكون لمجلة شنغ هوي.

تعود أصول هذه التقنية إلى جامعة تسينغهوا، مع التركيز على تعزيز البروتينات النباتية للطحالب الدقيقة
شركة بروتوجا للتكنولوجيا الحيوية هي شركة متخصصة في مجال التكنولوجيا الحيوية، تأسست عام 2021، وتركز على تطوير ومعالجة منتجات تكنولوجيا الطحالب الدقيقة. وتستند تقنيتها إلى ما يقارب 30 عامًا من الأبحاث المتراكمة في مختبر الطحالب الدقيقة بجامعة تسينغهوا. وتشير المعلومات المتاحة إلى أن الشركة، منذ تأسيسها، جمعت تمويلًا يزيد عن 100 مليون يوان صيني، ووسعت نطاق أعمالها.

في الوقت الحاضر، أنشأت مختبرًا للبحث والتطوير التكنولوجي في مجال البيولوجيا التركيبية في شنتشن، وقاعدة تجريبية رائدة في تشوهاي، ومصنع إنتاج في تشينغداو، ومركز تسويق دولي في بكين، يغطي عمليات تطوير المنتجات والاختبار التجريبي والإنتاج والتسويق.

يركز مختبر البحث والتطوير التكنولوجي للبيولوجيا التركيبية في شنتشن بشكل أساسي على البحوث الأساسية، ويمتلك سلسلة تقنية متكاملة تشمل هندسة الخلايا الأساسية، وبناء المسارات الأيضية، وتقنية فحص السلالات، وصولاً إلى تطوير المنتجات. كما يمتلك المختبر قاعدة تجريبية بمساحة 3000 متر مربع في تشوهاي، وقد بدأ الإنتاج التجريبي فيها. وتتمثل مسؤوليته الرئيسية في توسيع نطاق تخمير واستزراع الطحالب أو السلالات البكتيرية التي طورها مختبر البحث والتطوير على نطاق تجريبي، ومعالجة الكتلة الحيوية الناتجة عن التخمير وتحويلها إلى منتجات. أما مصنع تشينغداو، فهو خط إنتاج صناعي مسؤول عن الإنتاج على نطاق واسع.

استنادًا إلى هذه المنصات التكنولوجية ومرافق الإنتاج، نستخدم أساليب صناعية لزراعة الطحالب الدقيقة وإنتاج مواد خام ومنتجات متنوعة منها، بما في ذلك بروتين الطحالب الدقيقة، والليفاستاكسانثين، والإكسوسومات، وزيت الطحالب DHA، وعديدات السكاريد المستخلصة من الطحالب العارية. وقد طُرح زيت الطحالب DHA وعديدات السكاريد المستخلصة من الطحالب العارية للبيع، بينما يُعد بروتين الطحالب الدقيقة منتجنا المبتكر ومصدرنا الرئيسي، ومشروعًا أساسيًا لتعزيز إنتاجه وتوسيع نطاقه. في الواقع، يمكن ملاحظة أهمية بروتينات الطحالب الدقيقة من اسمها الإنجليزي "metazoa"، والذي يُفهم على أنه اختصار لعبارة "بروتين الطحالب الدقيقة".

لقد اجتاز بروتين الطحالب الدقيقة بنجاح الاختبار التجريبي، ومن المتوقع إطلاق حليب نباتي مصنوع من الطحالب الدقيقة بحلول نهاية العام.
"البروتين عنصر غذائي هام، وينقسم إلى بروتين حيواني وبروتين نباتي. مع ذلك، لا تزال هناك مشكلة نقص وتوازن إمدادات البروتين على مستوى العالم. ويعود السبب في ذلك إلى أن إنتاج البروتين يعتمد بشكل أساسي على الحيوانات، ما يؤدي إلى انخفاض كفاءة التحويل وارتفاع التكاليف. ومع تغير العادات الغذائية ومفاهيم الاستهلاك، تزداد أهمية البروتين النباتي. ونحن نؤمن بأن البروتين النباتي، مثل بروتين الطحالب الدقيقة المبتكر الذي طورناه، يمتلك إمكانات كبيرة لتحسين إمدادات البروتين"، هذا ما صرح به لي يانكون.

وأوضح كذلك أن بروتين الطحالب الدقيقة النباتي الذي تنتجه الشركة يتميز، مقارنةً بغيره، بمزايا متعددة في كفاءة الإنتاج، والتجانس، والاستقرار، وحماية البيئة، والقيمة الغذائية. أولًا، يُشبه بروتين الطحالب الدقيقة لدينا "بروتين التخمير"، وهو بروتين نباتي يُنتج باستخدام تقنية التخمير. وعلى النقيض من ذلك، فإن عملية إنتاج هذا البروتين المخمر أسرع، ويمكن إجراؤها على مدار العام دون التأثر بالفصول. أما من حيث التحكم والاتساق، فتُجرى عملية التخمير في بيئة مُحكمة، مما يضمن جودة المنتج واتساقه. وفي الوقت نفسه، تتميز عملية التخمير بمستوى عالٍ من إمكانية التنبؤ والتحكم، مما يقلل من تأثير الطقس والعوامل الخارجية الأخرى. أما من حيث السلامة، فتُسهم عملية إنتاج هذا البروتين المخمر في التحكم بشكل أفضل في الملوثات ومسببات الأمراض، وتحسين سلامة الغذاء، وإطالة مدة صلاحية المنتج بفضل تقنية التخمير. كما أن لبروتيننا النباتي المخمر فوائد بيئية. يمكن لعملية التخمير أن تقلل من استهلاك الموارد الطبيعية مثل الأرض والمياه، وتقلل من استخدام الأسمدة والمبيدات في الإنتاج الزراعي، كما تقلل من البصمة الكربونية وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

وأضاف لي يانكون بثقة: "بالإضافة إلى ذلك، يتميز بروتين الطحالب الدقيقة النباتي بقيمة غذائية عالية جدًا. فتركيبه من الأحماض الأمينية أكثر توازنًا وتوافقًا مع نمط تركيب الأحماض الأمينية الموصى به من قبل منظمة الصحة العالمية مقارنةً بالمحاصيل الرئيسية كالرز والقمح والذرة وفول الصويا. كما يحتوي بروتين الطحالب الدقيقة النباتي على كمية قليلة من الزيت، معظمها زيوت غير مشبعة، ولا يحتوي على الكوليسترول، مما يجعله أكثر فائدة لتوازن الجسم الغذائي. ومن جهة أخرى، يحتوي بروتين الطحالب الدقيقة النباتي أيضًا على عناصر غذائية أخرى، بما في ذلك الكاروتينات والفيتامينات والمعادن الحيوية، وغيرها."

علمت شركة شينغ هوي أن استراتيجية الشركة لتطوير بروتين الطحالب الدقيقة تنقسم إلى جانبين. أولهما، تطوير مواد خام مبتكرة من بروتين الطحالب الدقيقة لتوفيرها لشركات في قطاعات الأغذية ومستحضرات التجميل والعوامل البيولوجية؛ وثانيهما، إطلاق سلسلة من المنتجات ذات الصلة بالاعتماد على بروتين الطحالب الدقيقة المبتكر، لتشكيل مجموعة متكاملة من منتجات بروتين الطحالب الدقيقة. أول هذه المنتجات هو حليب نباتي من الطحالب الدقيقة.

تجدر الإشارة إلى أن بروتين الطحالب الدقيقة التابع للشركة قد اجتاز مؤخرًا مرحلة الإنتاج التجريبي، بطاقة إنتاجية تجريبية تبلغ حوالي 600 كيلوغرام يوميًا من مسحوق بروتين الطحالب الدقيقة. ومن المتوقع إطلاقه خلال هذا العام. إضافةً إلى ذلك، خضع بروتين الطحالب الدقيقة أيضًا لإجراءات حماية الملكية الفكرية ذات الصلة، وتم تقديم طلبات للحصول على سلسلة من براءات الاختراع. صرّح لي يانكون بصراحة أن تطوير البروتين يُمثّل استراتيجية طويلة الأجل للشركة، وأن بروتين الطحالب الدقيقة يُعدّ حلقةً مهمةً في تحقيق هذه الاستراتيجية. ويُمثّل نجاح الاختبار التجريبي لبروتين الطحالب الدقيقة هذه المرة علامةً فارقةً في تحقيق استراتيجيتنا طويلة الأجل. سيُساهم تطبيق المنتجات المبتكرة في التنمية الصحية للشركة، ويُعزّز من حيويتها التشغيلية المستمرة. أما بالنسبة للمجتمع، فهذا يُجسّد مفهوم الغذاء الشامل، ويُثري موارد سوق الغذاء.

يُعدّ الحليب النباتي فئة واسعة من الأطعمة النباتية المتوفرة في السوق، وتشمل حليب الصويا، وحليب الجوز، وحليب الفول السوداني، وحليب الشوفان، وحليب جوز الهند، وحليب اللوز. وسيمثل حليب بروتوجا بيولوجي النباتي المصنوع من الطحالب الدقيقة فئة جديدة من الحليب النباتي، ومن المتوقع إطلاقه وبيعه بحلول نهاية هذا العام، ليصبح أول حليب نباتي مصنوع من الطحالب الدقيقة يُطرح تجارياً في العالم.

يحتوي حليب الصويا على نسبة عالية نسبيًا من البروتين، لكن رائحة فول الصويا ووجود عوامل مضادة للتغذية فيه قد تؤثر على امتصاصه الفعال في الجسم. أما الشوفان، فهو منتج حبوب ذو محتوى بروتيني أقل، واستهلاك نفس الكمية من البروتين منه سيؤدي إلى زيادة الكربوهيدرات. بينما تحتوي أنواع الحليب النباتي الأخرى، مثل حليب اللوز وجوز الهند والفول السوداني، على نسبة أعلى من الزيت، وقد يستهلك الجسم كمية أكبر منه عند تناوله. بالمقارنة مع هذه المنتجات، يتميز حليب الطحالب الدقيقة بمحتوى أقل من الزيت والنشا، ومحتوى بروتيني أعلى. يُصنع حليب الطحالب الدقيقة من كائنات بدائية، ويحتوي على اللوتين والكاروتينات والفيتامينات، ما يجعله أغنى بالقيمة الغذائية. ومن خصائصه أيضًا أنه يُنتج باستخدام خلايا الطحالب، ويحتفظ بجميع العناصر الغذائية، بما في ذلك الألياف الغذائية الغنية. أما من حيث النكهة، فغالبًا ما يتميز حليب البروتين النباتي بنكهة مستمدة من النباتات نفسها. تتميز الطحالب الدقيقة التي اخترناها برائحة خفيفة، ويتم التحكم في نكهاتها المختلفة من خلال تقنية خاصة. أعتقد أن الحليب النباتي المصنوع من الطحالب الدقيقة، كنوع جديد من المنتجات، سيقود حتماً تطوير هذه الصناعة، وبالتالي يعزز نمو سوق الحليب النباتي بأكمله، كما أوضح لي يانكون.

"يواجه سوق البروتين النباتي فرصة جيدة للتطور"
البروتين النباتي نوع من البروتين يُستخلص من النباتات، وهو سهل الهضم والامتصاص في جسم الإنسان. يُعدّ من أهم مصادر البروتين الغذائي، ومثل البروتين الحيواني، يدعم وظائف حيوية متنوعة كنمو الإنسان وتوفير الطاقة. بالنسبة للنباتيين، والأشخاص الذين يعانون من حساسية تجاه البروتين الحيواني، وكذلك بعض المعتقدات الدينية، والناشطين البيئيين، فهو خيار مناسب بل وضروري.

"من منظور طلب المستهلكين، واتجاهات الأكل الصحي، وسلامة الغذاء، يتزايد طلب الناس على الأغذية المستدامة وبدائل البروتين الحيواني. أعتقد أن نسبة البروتين النباتي في النظام الغذائي ستستمر في الارتفاع، وسيشهد هيكل وإمدادات المواد الخام الغذائية تغييرات كبيرة. باختصار، سيستمر الطلب على البروتين النباتي في الارتفاع مستقبلاً، ويُبشّر سوق البروتين النباتي بفرصة جيدة للنمو"، هذا ما قاله لي يانكون.

بحسب تقرير شركة أبحاث الأعمال لعام 2024 حول سوق البروتين النباتي العالمي، يشهد هذا السوق نمواً متسارعاً في السنوات الأخيرة. ومن المتوقع أن يصل حجم السوق إلى 52.08 مليار دولار أمريكي في عام 2024، وأن يرتفع إلى 107.28 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2028، بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ حوالي 19.8%.

وأشار لي يانكون كذلك إلى أن "صناعة البروتين النباتي لها تاريخ طويل وليست صناعة ناشئة. ففي العقد الماضي، ومع ازدياد تنظيم سوق البروتين النباتي وتغير توجهات الناس، عادت هذه الصناعة لتجذب الانتباه مجدداً. ومن المتوقع أن يقترب معدل نمو السوق العالمي من 20% خلال السنوات العشر القادمة".

ومع ذلك، أشار أيضًا إلى أنه على الرغم من أن صناعة البروتينات النباتية تشهد حاليًا نموًا سريعًا، إلا أن هناك العديد من المشكلات التي لا تزال بحاجة إلى حل وتحسين في مسيرة التطوير. أولًا، هناك مسألة عادات الاستهلاك؛ فبالنسبة لبعض البروتينات النباتية غير التقليدية، يحتاج المستهلكون إلى التعرف عليها تدريجيًا. ثانيًا، هناك مسألة نكهة البروتينات النباتية؛ إذ تتميز البروتينات النباتية بنكهة فريدة، الأمر الذي يتطلب بدوره عملية تقبل وفهم. وفي الوقت نفسه، من الضروري معالجتها بشكل مناسب باستخدام الوسائل التقنية في المرحلة الأولى. إضافةً إلى ذلك، هناك مشكلات تتعلق بالمعايير التنظيمية، حيث قد تواجه بعض البروتينات النباتية حاليًا مشكلات مثل عدم وجود لوائح تنظيمية مناسبة.