- گردآورنده : آزاده خیابانی، دکتری بیوتکنولوژی مواد غذایی
با توجه به افزایش جمعیت زمین، تغییرات اقلیمی و کاهش دسترسی به منابع طبیعی، نقش نو ظهور تخمیر میکروبی در تولید نسل جدید انواع محصولات پروتئینی جایگزین بسیار ارزنده می باشد.
آنچه در این مقاله میخوانید :
میکروارگانیسم ها، موجوداتی کوچک با پتانسیل بزرگ
تخمیر هزاران سال است که برای تولید مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرد. تمدن های باستانی از کشت های میکروبی برای حفظ مواد غذایی، تولید نوشیدنی های الکلی، بهبود ارزش غذایی و افزایش زیست فراهمی مواد غذایی در محصولاتی مانند کیمچی و کامبوجا استفاده می کردند. در طول قرن گذشته، نقش تخمیر به طیف گسترده ای از کاربردها و فراتر از کاربرد تاریخی آن گسترش یافته است.
تخمیر در حال حاضر در علوم مختلف شامل شیمی صنعتی، بیو مواد، درمان و پزشکی، سوخت و مواد غذایی پیشرفته کابرد دارد. اکنون مجموعه ای از ابزارهای توسعه یافته فراهم شده است تا با تکامل فرایند تخمیر و سرعت بخشیدن به تولید پروتئین های جایگزین، صنعت مواد غذایی را متحول نماید.
روش های تخمیر در صنعت پروتئین های جایگزین
اصطلاح تخمیر در علوم مختلف معانی متفاوتی دارد. تخمیر در زیست شناسی، به مسیر متابولیکی خاصی اشاره دارد که بدون حضور اکسیژن برای تولید انرژی استفاده می شود. در صنعت پروتئین های جایگزین، تخمیر در سه حالت اصلی کاربرد دارد:
- تخمیر سنتی از میکروارگانیسم های زنده دست نخورده برای تعدیل و پردازش مواد مشتق شده از گیاهان استفاده می کند.
در تخمیر سنتی محصولاتی با طعم و ارزش تغذیه ای منحصر به فرد و بافت اصلاح شده تولید می شود. به عنوان مثال می توان از باکتری های اسید لاکتیک مختلف برای تولید پنیر و ماست و همچنین از قارچ ریزوپوس در تخمیر سویا و تولید تمپه استفاده نمود. همچنین تفسیرهای مدرن تری از این مفهوم وجود دارد، مانند تخمیر پروتئین های گیاهی با استفاده از بیوتکنولوژی قارچی (MycoTechnology) به منظور بهبود طعم و عملکرد آنها.
- تخمیر زیست توده از رشد سریع و محتوای پروتئین بالای میکروارگانیسم ها برای تولید مقادیر زیادی پروتئین استفاده می کند.
زیست توده میکروبی می تواند به عنوان یک ماده با سلول های تغییر نیافته یا حداقل پردازش شده، کاربرد داشته باشد. به عنوان مثال، این سلول‌ها می‌توانند برای بهبود قابلیت هضم شکسته شوند و یا حتی برای افزایش میزان پروتئین غنی‌سازی گردند. این زیست توده خود به تنهایی به عنوان یک محصول غذایی و یا به عنوان یکی از چندین ماده اولیه در ترکیب یک محصول غذایی کاربرد دارد. قارچ های رشته ای تولید شده با استفاده از فرایند تخمیر زیست توده، نمونه ای از تولید این محصولات می باشد.
- تخمیر دقیق از میزبان های میکروبی به عنوان کارخانه های سلولی برای تولید مواد کاربردی خاص استفاده می کند.
این مواد معمولاً نسبت به مواد اولیه پروتئینی خلوص بیشتری دارند و در مقادیر بسیار کمتری تولید می‌شوند. این ترکیبات کاربردی می توانند ویژگی های حسی و عملکردی محصولات مشتق شده از گیاهان یا گوشت پرورشی را بهبود بخشند. آنزیم ها، عوامل طعم دهنده، ویتامین ها، رنگدانه های طبیعی و چربی ها می توانند از طریق فرایند تخمیر دقیق تولید شوند. به عنوان مثال می توان به تولید پروتئین های لبنی، پروتئین های تخم مرغ و پروتئین هِم اشاره کرد.
با وجود سابقه طولانی تخمیر میکروبی در صنایع غذایی و بیوتکنولوژی صنعتی، هنوز پتانسیل های کشف نشده فوق العاده ای برای نوآوری وجود دارد. تنوع بیولوژیکی گسترده گونه‌های میکروبی، همراه با قابلیت‌های سنتز بیولوژیکی نامحدود، به عنوان راه حل جدید برای تولید پروتئین جایگزین با استفاده از فرایند تخمیر، به فرصتی بی نظیر تبدیل می شود.
فرصت های پیش رو برای پیشبرد فرایند های تخمیری به پنج حوزه کلیدی شامل: انتخاب و طراحی هدف، توسعه سویه ها، بهینه سازی مواد اولیه، طراحی فرآیند های زیستی و فرمولاسیون و تولید محصول نهایی، در زنجیره ارزش تقسیم می شوند.
برای دریافت اطلاعات بیشتر در مورد پروتئین های جایگزین به مقاله های ( پروتئین های جایگزین) و (چالش های موجود در بازار پروتئین های جایگزین) و ( گوشت پرورشی) مراجعه نمایید.
