استبدال مسحوق السمك في تربية الأحياء المائية بالبروتين الميكروبي المشتق من مياه الصرف الصحي لمعالجة فول الصويا
مصر:إيهاب محمد زايد
نجح علماء من جامعة نانيانغ التكنولوجية، سنغافورة (NTU سنغافورة) وجامعة تيماسيك بوليتكنيك في استبدال نصف بروتين مسحوق السمك في النظام الغذائي لقاروص البحر الآسيوي المستزرع بـ “بروتين وحيد الخلية” مزروع من الميكروبات الموجودة في مياه الصرف الصحي لمعالجة فول الصويا، مما يمهد الطريق لمزيد من الاستدامة. ممارسات تربية الأسماك. ونشرت النتائج في مجلة التقارير العلمية.
يعد استخدام البروتين المزروع أمرًا جديدًا في إنتاج تربية الأحياء المائية، كما يقول العلماء من مركز سنغافورة لهندسة علوم الحياة البيئية (SCELSE) الذي يقود جهود جامعة NTU في الدراسة، ومركز الابتكار في تربية الأحياء المائية التابع لـ Temasek Polytechnic (AIC).
تعتمد أنواع تربية الأحياء المائية المستزرعة بشكل كبير على الأعلاف المصنوعة من الأسماك التي يتم صيدها من البرية، والمعروفة باسم مسحوق السمك، وهي غير مستدامة وتساهم في الصيد الجائر في البحار.
يمكن زراعة بروتين الخلية الواحدة، وهو بديل مستدام، من مياه الصرف الصحي المعالجة للأغذية. على وجه الخصوص، تحتوي مياه الصرف الصحي الناتجة عن معالجة فول الصويا على كائنات حية ذات إمكانات بروبيوتيك ضرورية لنمو الأسماك الصحي.
مياه الصرف الصحي الناتجة عن صناعة تجهيز الأغذية خالية من مسببات الأمراض والملوثات الأخرى، مما يجعلها مناسبة لنمو الميكروبات. عادة بعد معالجة مياه الصرف الصحي يتم تصريفها وتدفقها إلى محطة استصلاح مياه الصرف الصحي. ولا يتم استرداد عناصره الغذائية، مما يؤدي إلى ضياع الفرصة لتعظيم استخدام الموارد.
وقال المؤلف الرئيسي للدراسة، الدكتور إزيكيل سانتيلان، زميل أبحاث أول في SCELSE: “تمثل دراستنا خطوة مهمة إلى الأمام في ممارسات تربية الأحياء المائية المستدامة. ومن خلال تسخير المجتمعات الميكروبية من مياه الصرف الصحي لمعالجة فول الصويا، أثبتنا جدوى إنتاج بروتين وحيد الخلية كبديل فعال للبروتين في أعلاف الأسماك، مما يقلل الاعتماد على مسحوق السمك ويساهم في استدامة صناعة تربية الأحياء المائية.”
وقال فريق البحث المشترك إن نهجهم المتمثل في تحويل النفايات إلى موارد يعالج الأمن الغذائي والحد من النفايات، ويدعم تطوير اقتصاد دائري بدون نفايات على النحو المبين في اتفاقية باريس للأمم المتحدة.
وتتوافق الدراسة أيضًا مع تركيز AIC على تعزيز الأمن الغذائي والقدرة على الصمود. تهدف صناعة تربية الأحياء المائية إلى تلبية 30% من إجمالي الاحتياجات الغذائية في سنغافورة بحلول عام 2030، وتدعم شركة AIC بنشاط إنتاج تربية الأحياء المائية المكثف من خلال الابتكار والتكنولوجيا.
استبدال نصف العلف المعتاد للأسماك بالقاروص الآسيوي
ولتوضيح نهجهم، أضاف الفريق مياه الصرف الصحي الناتجة عن معالجة فول الصويا من شركة معالجة أغذية في سنغافورة إلى مفاعلات حيوية – بيئة خاضعة للرقابة للتفاعلات البيولوجية والكيميائية – لزراعة بروتين الخلية الواحدة.
تم تشغيل المفاعلات الحيوية على نطاق المختبر في دورات متكررة من المغذيات الخاضعة للرقابة وانخفاض إمدادات الهواء (الظروف الهوائية الدقيقة) لأكثر من أربعة أشهر عند 30 درجة مئوية. تشير هذه الظروف إلى أنه يمكن إعادة إنتاج طريقة الفريق بسهولة في درجات الحرارة المحيطة في المناطق الاستوائية مثل سنغافورة، مما يقلل من البصمة البيئية لإنتاج مسحوق السمك.
وبعد إنتاج بروتين الخلية الواحدة، قام فريق البحث بإطعام مجموعتين من صغار القاروص الآسيوي على مدار 24 يومًا. تلقت إحدى المجموعات نظامًا غذائيًا تقليديًا من مسحوق السمك، بينما تم تغذية المجموعة الأخرى بنظام غذائي يتكون من نصف مسحوق سمك عادي ونصف بروتين أحادي الخلية. قدم كلا النظامين الغذائيين نفس الكمية من المحتوى الغذائي للأسماك الصغيرة.
وفي نهاية التجربة، تم تقييم نمو كلا المجموعتين، ووجد الباحثون أن الأسماك نمت بنفس المقدار. ومن المثير للاهتمام أن مجموعة الأسماك في النظام الغذائي الجديد أظهرت نموًا أكثر اتساقًا وأقل تغيرًا من مجموعة النظام الغذائي التقليدي.
وقال البروفيسور ستيفان ويرتز من كلية الهندسة المدنية والبيئية في جامعة NTU ونائب مدير مركز SCELSE: “تشير النتائج إلى أن الأنظمة الغذائية التي تحتوي على بروتين وحيد الخلية قد تساعد الأسماك على النمو بشكل أكثر انتظامًا، واستكشاف كيفية تأثير هذا النظام الغذائي على الأسماك على مستوى أعمق قد يكون أمرًا مثيرًا للاهتمام”. للبحوث المستقبلية.
والأهم من ذلك، أن دراستنا أثبتت بنجاح إمكانية تحويل مياه الصرف الصحي المعالجة لفول الصويا إلى مورد قيم لتغذية تربية الأحياء المائية، مما يساهم في الانتقال إلى الاقتصاد الحيوي الدائري.”
وقالت الباحثة الرئيسية المشاركة في الدراسة، الدكتورة ديانا تشان، رئيس مركز ابتكار تربية الأحياء المائية في كلية تيماسيك للفنون التطبيقية: “إن نتائج تجارب أداء تغذية الأسماك لدينا تعد واعدة بالنسبة لصناعة تربية الأحياء المائية، حيث تقدم بديلاً مصدر بروتيني لتلبية الحاجة المتزايدة لاستبدال مسحوق السمك الذي أصبح مكلفًا للغاية وغير مستدام في العرض.
بالنسبة لخطواتهم التالية، سيقوم فريق البحث بإجراء تجارب على فترات نمو أطول مع مستويات أعلى لاستبدال مسحوق السمك. سيقوم الباحثون أيضًا بتوسيع الدراسة لتشمل أنواعًا إضافية من تربية الأحياء المائية وأنواعًا مختلفة من مياه الصرف الصحي المعالجة للأغذية
المصدر جامعة نانيانغ التكنولوجية سنغافورة
