سد فجوة بروتين الأعلاف في تربية الأحياء المائية باستخدام بروتين الخلية الواحدة

ونظرًا لأن الأعلاف المائية تمثل ما يصل إلى 70% من تكاليف الإنتاج وما يصل إلى 80% من البصمة البيئية للمنتج، فإن فرصة تربية الأحياء المائية الأكثر استدامة من خلال زيادة الكفاءة تشمل توفير التكاليف وتخفيف المخاطر وتحسين الوضع البيئي. وتعكس الزيادات الأخيرة في أسعار الأعلاف المائية أكثر من مجرد زيادات في أسعار السلع الأساسية مثل مسحوق السمك وزيت السمك والقمح وفول الصويا. وترتبط أيضًا خطورة تأثير أسعار المواد الخام على أسعار الأعلاف بمحدودية سلة المواد الخام، وحقيقة أن سعينا لتوسيع سلة المواد الخام ببروتينات جديدة وأكثر استدامة لم ينجح إلا جزئيًا.

على سبيل المثال، قامت صناعة سمك السلمون النرويجية بتنويع استخدامها للمكونات البحرية من خلال زيادة استخدام مسحوق trimmings meal في العقد الماضي. كما تم استخدام بروتين guar protein  كمادة خام جديدة في السنوات الأخيرة. وفي الوقت نفسه، لا يزال هناك اعتماد كبير على تركيز بروتين الصويا كمادة خام رئيسية في أعلاف سمك السلمون في النرويج، على سبيل المثال. إن التوفر المحدود للبروتينات المستدامة - والتي يشار إليها باسم فجوة البروتين أو أزمة البروتين - يسلط الضوء على وجود قيود محتملة على النمو المستدام المستقبلي لهذه الصناعة. في السنوات الأخيرة، التزمت العديد من الشركات أيضًا بإزالة الكربون ووقعت على أهداف قائمة على العلم لتقليل انبعاثات الغازات الدفيئة بحلول عام 2030. وتشمل قائمة الشركات هذه أيضًا شركات تربية الأعلاف المائية وسمك السلمون، ويتزايد الضغط مع تقدم الوقت بسرعة نحو عام 2030. ستكون مكونات الأعلاف ذات البصمة البيئية المنخفضة جزءًا مهمًا من استراتيجية الصناعة لتحقيق الأهداف المناخية القائمة على العلم.

البروتينات الجديدة

يعتمد تقدم صناعة تربية الأحياء المائية في مجال الاستدامة بشكل كبير على تنويع سلة المواد الخام الخاصة بالبروتينات، ولكن يجب أن يكون لهذه المواد الخام الجديدة أثر أقل. لذلك من العدل أن نقول إن المعايير الأساسية لمكونات البروتين الجديدة للحصول على قبول الصناعة تشمل مستويات البروتين المركزة، وسهولة الهضم، وتوازن الأحماض الأمينية الأساسية لتلبية احتياجات أنواع الأحياء المائية، والكميات الكافية، والسعر المناسب، والبصمة البيئية الأقل. ومن أمثلة المكونات الجديدة المعترف بها زيت الطحالب ووجبة الحشرات والبروتين أحادي الخلية. تعد زيوت الطحالب، هي الرائدة عندما يتعلق الأمر بالاستخدام التجاري للمواد الخام الجديدة. بينما تم تصنيف أقل من 1% من المواد الخام في أعلاف سمك السلمون النرويجي في عام 2021 على أنها جديدة، فقد تعهدت العديد من شركات أعلاف سمك السلمون الكبيرة في النرويج في عام 2022 باستخدام زيت الطحالب في المستقبل. على الرغم من أن شركات الحشرات قد لفتت الانتباه مؤخرًا وكانت محبوبة لاستثمار رأس المال منذ أن سمحت لوائح الاتحاد الأوروبي باستخدامها في الأعلاف المائية في عام 2017. ومع ذلك، فقد ثبت أيضًا أن البروتينات أحادية الخلية تقدم أداءً في الأسماك ولديها القدرة الأكبر على تحسين استدامة تربية الأسماك. إنتاج الأعلاف المائية وتربية الأحياء المائية نظرًا لقدرته على الوصول إلى النطاق المناسب، وتلبية التوقعات بشأن ظروف السوق وتحقيق صافي بصمة غازات الدفيئة.

ببروتين الخلية الواحدة

تعد البروتينات الميكروبية أو وحيدة الخلية (SCP) هي المرشح الأوفر حظًا عندما يتعلق الأمر بالبروتينات الناشئة. تغطي هذه الفئة أنواعًا مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة، وهناك أكثر من مليار نوع تشمل البكتيريا والفطريات والخميرة والطحالب، ومن بين هذا المليار يوجد عدد من المرشحين الذين لديهم إمكانية للتطبيق الصناعي. تتمتع بروتينات الخلية الواحدة أو البروتينات الميكروبية التي تنتجها تقنية التخمير بإمكانية هائلة للتوسع. بالإضافة إلى ذلك، فهي تعتبر قوة لإنتاج البروتين. نظرًا لمعدلات نمو عالية جدًا، يمكن لهذه الكائنات أن تنتج كمية كبيرة من البروتين مقارنة بوزنها الأولي. وتشمل المزايا الأخرى عوامل مثل أوقات التوليد الأقصر، والقدرة على استخدام مواد أولية أو ركائز مختلفة، وعدم وجود متطلبات للأرض وإمكانية الإنتاج بشكل مستمر طوال العام في أي جزء من العالم. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي البروتينات أحادية الخلية بشكل عام على نسبة عالية من البروتين وتحتوي على جميع أو معظم الأحماض الأمينية الأساسية التي تحتاجها الأسماك للنمو والتطور. تعد المرونة في استخدام المواد الأولية المختلفة أمرًا مهمًا، ومن الأمثلة على ذلك الجلوكوز والمخلفات الزراعية والغازات مثل الميثان وثاني أكسيد الكربون.

الصورة البيئية

يمكن أن يكون إنتاج بروتين الخلية الواحدة صفرًا صافيًا بالنسبة لصناعة تربية الأحياء المائية من حيث انبعاثات الكربون واستخدام الموارد. وهذا يعني أن إنتاجه لا يساهم في زيادة انبعاثات الغازات الدفيئة أو يستهلك كمية كبيرة من الموارد غير المتجددة.

غالبًا ما تُعزى استدامة البروتينات أحادية الخلية المستخدمة في الأعلاف المائية إلى عدم استخدام الأراضي، ومن السهل تخيل ذلك مع صورة وحدة تخمير صناعية كبيرة. وفي المستقبل، لن يقتصر الأمر على انبعاثات غازات الدفيئة فحسب، بل سيكون هناك أيضًا تركيز متزايد على التنوع البيولوجي كمؤشر للأثر البيئي، وقد تم بالفعل إنشاء مبادرات لتحقيق أهداف قائمة على العلم للطبيعة. ومع ذلك، يجب علينا أيضًا أن نأخذ في الاعتبار التأثير البيئي للمواد الأولية المستخدمة لتغذية بروتينات الخلية الواحدة. إن اختيار مخزون العلف، كما هو الحال مع اختيار المواد الخام في أعلاف تربية الأحياء المائية، يؤدي أيضًا إلى تحديد البصمة وكذلك اقتصاديات بروتين الخلية الواحدة.