تكنولوجيا انتاج لحوم الأسماك فى المختبرات الاتجاه الكبير القادم في صناعة المأكولات البحرية

إعداد/ محمد شهاب

بقلم: أ.د. أشرف عبدالسميع

لقد كانت الأسماك المقلدة(غير حقيقية)متاحة منذ سنوات، ولكنها كانت تتكون من قطع مطاطية من التوفو TOFU عىل شكل شرائح السمك ، أو بروتين نباتي آخر، لا طعم له، ناهيك عن المأكوالت البحرية التوفو عنصًرا أساسًيا في المأكوالت الأسيوية ويفتقر لى النكهة بمفرده، ويأخذ نكهات المكونات الآخرى في الطبق ويتم تصنيعه مثل صنع الجبن عن طريق تخثر حليب الصويا، وبعد ذلك يتم ضغط الخثارة المتكونة ، في أعقاب الطلب المتزايد على اللحوم في كتل.  حديثُا المقلدة مثل(البرجر النباتى)، يتم تطوير العديد منمنتجات الأسماك المقلدة، مثل سمك التونة, الروبيان , والتونة المعلبة والنيئة، وشرائح السمك، وأصابع السمك، والكافيار والبرغر .

غالًبا ما يتم تصنيع هذه المنتجات الجديدة بقائمة طويلة من المكونات مثل الخضراوات، أو الجاك فروت، أو فول الصويا، أو القمح، أو البقوليات، أو الأرز أو االذرة للهيكل الأساسي، مع إضافة الطحالب الدقيقة، والطحالب، والأعشاب البحرية، والزيوت النباتية والنكهات اللتقاط طعم ورائحة البحر. في بعض األحيان يتم تدعيمها بالألياف والفيتامينات والمعادن لمحاكاة العناصر الغذائية الموجودة في لحوم االسماك الحقيقية. وغالًبا ما تكون هذه الأطعمة معالجة بشكل فائق، باستخدام أساليب عالية التقنية لمحاكاة ملمس الحيوانات البحرية. وغالًبا ما تحتوي على مواد حافظة ونكهات وألوان ومواد مضافة أخرى في الخليط أيًضا. مع إضافة الطحالب الدقيقة، والطحالب، واألعشاب البحرية، والزيوت النباتية والنكهات لألتقاط طعم ورائحة البحر.

تطورانتاج اللحوم االصطناعية المختبرية

يمكن إرجاع اللحوم المزروعة في المختبر، والمعروفة أيًضا باسم اللحوم المزروعة أو القائمة بعىل الخلايا، قبل ثلاثينيات القرن العشرين عندما تم اقتراح فكرة إنتاج اللحوم من مزارع الخلايا في البداية. ومع ذلك، فقد اكتسبت المزيد من الأهتمام، في السبعينيات عندما استكشفت وكالة ناسا إمكانية زراعة اللحوم في الفضاء لمهام سفر رواد الفضاءفى مهام طويلة الأمد.

سمح التقدم العلمي في هندسة الأنسجة خلال التسعينيات للعلماء بزراعة خاليا حيوانية خارج جسم الحيوان، مما وضع الأساس لتطوير اللحوم المزروعة في المختبر. تم تقديم أول براءة اختراع تتعلق بتكنولوجيا اللحوم المزروعة في عام 1998 من قبل ويليم فان إيلين EELEN VAN WILLEM، الذي ُيعتبر غالًبا "أب اللحوم المزروعة". وشهدت السنوات اللاحقة تقدًما كبيًرا في زراعة أنواع مختلفة من الخاليا الحيوانية وتحسين كفاءة العملية.وفي عام، 2013 أجرى الدكتور ماركبوستMARK POST من جامعة ماستريخت MAASTRICHT UNIVERSITY عرًضا عاًما أول همبرجر منتج في المختبر GROWN-LAB في العالم، مما جذب انتباه وسائل  الأعلام العالمية وشكل علامة فارقة مهمة فى الصناعة.طوال العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، كان هناك اهتمام متزايد من قبل رواد الأعمال والمستثمرين باإلمكانات التجارية للحوم المزروعة في المختبر كبديل مستدام وأخلاقي لإنتاج اللحوم التقليدي.

وقد قطعت مثل شركات MEMPHIS MEATS و ALEPH FARMSخطوات كبيرة في توسيع نطاق الإنتاج وخفض التكاليف، مما جعل اللحوم المزروعة أقرب إلى السوق. وفي أوائل عشرينيات القرن الحادي والعشرين، بدأت الهيئات التنظيمية في بلدان مختلفة العمل عىل أطر لتقييم اللحوم المزروعة في المختبر والموافقة عليها للبيع التجاري. وبحلول هذا الوقت، أطلقت العديد من شركات اللحوم المنتجة فى المختبر منتجاتها بنجاح في أسواق محدودة، مما يوفر لمحة عن إمكانات هذه التكنولوجيا الغذائية الجديدة. في حين أن تاريخ اللحوم المزروعة في المختبرات لايزال يتكشف، فإن التوقعات المتفائلة تشير إىل أنه مع تحسن التكنولوجيا وانخفاض التكاليف، يمكن أن تصبح اللحوم المزروعة في نهاية المطاف بديًل رئيسًيا ومستداًم اللحوم المنتجة بالطرق التقليدية.

تكمن فكرة انتاج لحوم "اصطناعية" مستدامة من االسماك باستخدام ما ُيعرف بالخاليا "الجذعية" ، بحيث بمجرد إنشاء كتلتها الحيوية اولية باستخدام خاليا من أسماك حقيقية، فإن كل شيء بدًءا من تلك النقطة فصاعًدا يكون تصنيع ذاتًيا كامًلا بواسطة الخاليا. هذا هو الشيء المدهش في الخلايا "الجذعية" - بينما تتكاثر الخلايا "الطبيعية" حوالي 20 مرة ثم تتوقف ، تستمر الخاليا الجذعية في التكاثر - نظرًيا ومع ظهور

تقنية النمذجة الرقمية،نجح العديد من الباحثين في بناءها، ومع ظهور تقنية النمذجة الرقمية، نجح العديد من الباحثين في بناء أنسجة لحوم من الماشية مثل البقر والخنزير باستخدام تقنية الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد (2023 .,AL ET XU).

ماهى الخلايا الجذعية:

جميع الخلايا الجذعية خلايا غير متخِّصصة يمكنها التمايز ىأنواع مختلفة من الخالي االمتخِّصصة.الخلية الجسدية العادية عادًة ما تتمايز خلاياها متخِّصصة. يحتوي كٌّل من الخلايا الجذعية والخلايا الجسدية من الخلايا العادية بعىل مادة وراثية. يمكن كل من الجسدية والخلايا الجذعية الأنقسام واستنساخ أنفسهما، على الرغم من أن الخاليا الجذعية قد تفعل ذلك بسهولة أكبر. الخلايا الجسدية العادية متخِّصصة اداء وظيفة محَّددة، أما الخلايا الجذعية فغير متخِّصصة بلتقوا بالعديد من الوظائف المختلفة.

ماهي لحوم الأسماك المنتجةفي المختبر؟

اللحوم المصنوعة في المختبرعبارةعن مزيج معقد من الخاليا العضلية والدهنية ولها طعم مشابه بشكل مذهل لألسماك التي يتم اصطيادها حية. إن الأسماك المنتجة في المختبر تعتمدعلى تقنية نشأت مع البدأ فى انتاج أنواع أخرى من اللحوم، بما في ذلك لحم البقر والدجاج ولحم الخنزير. حيث يتم انتاج اللحوم المختبرية بترتيب طبقة واحدة من الخاليا المستخرجة من سمكة حية.يتم دمج الخلايا بعناية مع الجلوكوز والأحماض الأمينية والببتيدات والفيتامينات وعوامل النمو الفريدة مثل الهرمونات. يمكن للعلماء بعد ذلك "تنمية" الخلايا في سلسلة من المفاعلات الحيوية ثلاثية الأبعاد. وتشكل الخلايا في النهاية بنية بروتينية صالحة للاكل تبدو تقريًبا مثل اللحم المفروم.يمكن للعلماءإنتاج منتج مماثل باستخدام سقالات (دعمات SCAFFOLD)صالحة للألكل دقيقة تأخذ على سبيل المثال شكل شرائح السمك التى تنتج من خلايا. شركات مثل BLUENALU وAVANT MEATSالذى يحاكي تماًما الأسماك الطازجة.

بشكل عام، لحوم االسماك المنتجة اصطناعيًا هي المأكوالت التي ال تتطلب تربية ألسماك أو صيد أي نوع من الأسماك. ويشير مصطلح لحوم السماك FISHLESS FISH OR TISSUE-LIKE" الأصطناعية FILLETS FISH CULTURED " إلى بديلين منفصلين

وهما :

1- لحوم االسماك الأصطناعية النباتية : PLANT-BASED

الأسماك النباتية هي أسماك مقلدة والتي تكون شبهة نباتية أو حتى نباتية تماًما مصنوعة عادًة من فول الصويا أو الجلوتين أو مكونات نباتية أخرى مثل بياض البيض لتصنيع منتج يشبه مذاقه وملمسه الأسماك. على سبيل المثال دقيق فول الصويا (عالي البروتين )بروتين نباتي المعالج TEXTURIZED PROTEIN VEGETABLE )والذى ينتج كمنتج ثانوي اثناء استخلاص زيت الصويا باستخدام المذيبات من بذور الصويا, هو بديل نباتي للحوم عالي المعالجة تم تطويره في الستينيات من قبل شركةMIDLAND DANIELS ARCHER للأغذية .

إن دقيق فول الصويا عالي البروتين، منتج قليل الدهن وغني بالبروتين ويمكن أن يعطي ملمًسا لحمًيا للوجبات النباتية ويتم تشكيل هذا المنتج في

تصنع أشكال مختلفة مثل الناجتس والقطع.

حاليًا أصابع السمك النباتية بواسطة شركة بريطانية رائدة في مجال تكنولوجيا األغذية أنتجت أول برجر نباتي في المملكة المتحدة. تأخرت انتاج لحوم االسماك صطناعية عن اللحوم آخرى المقلدة المعروفة (عىل سبيل المثال منتجات اللحوم البديلة من البرجر المصنع من الفول الصويا) لعدة أسباب حيث ُينظر إلى المأكوالت البحرية على نطاق واسع عىل أنها صحية، لذلك لا يميل المستهلكون إلى التخلي عنها بسهولة كما هو الحال مع اللحوم الحمراء، والتي تشير الدراسات إىل أنها مضرة لنا عند تناولها بكميات زائدة. أيًضا، لم يتم فهم التأثير البيئي المضر للصيد وتربية الأحياء المائية عىل نطاق واسع من قبل المستهلكين. وحتى الآن على الأقل، لم تكن المأكوالت البحرية المقلدة أبًدا على قدم المساواة مع المأكوالت البحرية الحقيقية حيث من الصعب تقليد ملمس وطعم المأكوالت البحرية مقارنة باللحوم المقلدة. ويعمل علماء الأغذية على إنتاج منتجات صحية نباتية مقلدة تبدو مثل األسماك الحقيقية في الشكل والمذاق.

2- لحوم األسماك المختبرية المنتجة بالخلايا الجذعية:

هى مأكوالت بحرية منتجة باستخدام تقنيات الزراعة الخلوية (2020 ,CHOUDHURY )بواسطة خلايا الأسماك الجذعية في مختبر. تبدأ عملية إنتاج لحوم الأسماك المزروعة في المختبر عادًة بالحصول على عينة صغيرة من خلايا األسماك الجذعية، غالًبا ما تؤخذ من جزعة. ثم توضع هذه الخلايا في وسط نمو غني بالمغذيات يوفر الظروف اللازمة لنموها وتكاثرها. ُيسمح للخاليا بالتكاثر وتكوين أنسجة عضلية تشبه الى حد كبير نسيج وتكوين لحوم األسماك التقليدية. يستخدم العلماء تقنيات مختلفة لتشجيع الخلايا عىل التمايز (التكاث) وتنظيم نفسها في ألياف عضلية. قد يتضمن هذا توفير تحفيز ميكانيكي أو استخدام سقالة لتوفير البنية والدعم الأنسجة النامية. مع نمو أنسجة عضلات الأسماك، يمكن حصادها ومعالجتها في شرائح السمك أو أشكال أخرى مرغوبة. يمكن استخدام لحوم األسماك المزروعة في المختبر كبديل لألسماك التي يتم اصطيادها أو تربيتها تقليدًيا في تطبيقات الطهي المختلفة، مثل أطباق المأكوالت البحرية أو السوشي أو برجر السمك )HOCQUETTE2016)

الفوائد المحتملة للحوم الأسماك الأصطناعية المنتجة فى المختبر عديدة:

أوًال: تقدم بديًال مستداًما للصيد التقليدي، والذي غالًبا مايؤديإىلالصيد الجائرواستنزافمخزون األسماك. : توفير المأكوالت البحرية المستدامة عند الطلب

ثانيًا حيث توفر انتاج لحوم األسماك االصطناعية فى المختبر إمكانية تلبية هذا الطلب المتزايد للسكان دون إجهاد ا وقاباًل مخزونات األسماك البرية، مما يوفر بديًال موثوًق للتطوير مع تقليل البصمة البيئية المرتبطة بطرق الصيد التقليدية.

ثالثًا : تتمتع لحوم الأسماك الأصطناعية المنتجة فى المختبر بميزة كونها خالية من الملوثات الموجودة عادة في بئتى المصايد والأستزراع، مما يضمن مصدًرها. وهذا يقلل من المخاطر المحتملة غذائًيا أكثر أماًن المرتبطة باستهلاك الأسماك التي قد تحتوي على سموم أو معادن ثقيلة أوكائنات دقيقة ضارة.

رابعًا : غالًبا ما تؤدي طرق الصيد التقليدية على صيد عرضي كبير من الأسماك، حيث يتم اصطياد الأنواع غير المستهدفة والأسماك الصغيرة عن غير قصد والتخلص منها. تعمل المأكوالت البحرية االصطناعية المنتجة فى المختبرعىل القضاء عىل الصيد العرضي، ممايجعلها نهًجا أكثر كفاءة وصديًقا للبيئة.

خامسًا : تتطلب مزارع األسماك التقليدية أن يتم تربية األسماك من بضع شهور الى بعض السنوات قبل الحصاد، في حين يمكن لعملية انتاج لحوم االسماك الأصطناعية فى المختبر أن تنتج قطًعا في غضون ستة إىل ثمانية أسابيع فقط. يوفر هذا النمو المتسارع ميزة من حيث كفاءة الإنتاج.

الأعتبارات الأخلاقية والتداعيات البيئية المرتبطة بإنتاج اللحوم المختبرية:

تقدم لحوم الأسماك المنتجة في المختبر فرصة للقضاء عىل هذه المشكلات المرتبطة بالمخاوف الأخلاقية الرئيسية المحيطة بصناعة المأكولات البحرية هو رفاهة الأسماك نفسها ،أثناء تربية الأسماك التقليدية خاصة ظروف المزاحمة، والإجهاد، وحتى استخدام المضادات الحيوية تماًما، حيث يتم زراعة الخلايا في ظروف معملية خاضعة للرقابة، مما يضمن سلامة الأسماك وتجنب الضرر غير الضروري. لايمكن تجاهل التأثيرالبيئي للصيد التقليدي وتربية األسماك.  أدى الإفراط في الصيد الى استنزاف العديد من مجموعات الأسماك، مما تسبب في اختلال التوازن في النظم البيئية البحرية. علاوة على ذلك، تنتج تربية الأسماك غالًبا نفايات كبيرة تساهم في تلوث المياه. تتمتع لحوم الأسماك المنتجة في المختبر بإمكانية

التخفيف من هذه المشاكل من خلال تقليل استهلاك الموارد، وتوليد النفايات، والتلوث المرتبط بإنتاج الأسماك.

أمكانات الطهي وقبول المستهلك للحوم المختبرية:

أن تقنية انتاج لحوم األسماك في المختبرات لا تزال في المراحل الأولية من التطوير ولم تتوفر على نطاق واسع في السوق بعد، فإن العديد من الشركات ومؤسسات البحث تعمل بنشاط عىلإنتاجها )2018 ,GREENE). ومن المتوقع أن تحدث هذه التكنولوجيا المبتكرة ثورة في صناعة المأكولات البحرية، حيث تقدم بديًلا مستداًما وأخلاقًيا للصيد التقليدي وتربية واستزراع الأسماك.

تقدم لحوم األسماك المختبرية مشهًدا طهًيا مثيًرا،حيث يمكن تصميمها لتناسب الأذواق والقوام المحددة من شرائح السمك اللذيذة  برجر السمك

المقرمش، المنتجات لا حصر لها. وفي حين أن قبول المستهلك والتوافرالتجاري للحوم الأسماك المختبرية لا يزال في طور النمو، فقد أظهرت اختبارات التذوق من قبل المستهلكين والتجارب المبكرة نتائج واعدة. ومع تقدم التكنولوجيا وانخفاض التكاليف، فمن المرجح أن تصبح الأسماك المختبرية المنتجة خياًرا قابًل للتطبيق . ومقبواًل على نطاق واسع لعشاق المأكوالتالبحرية.

التحديات الحالية في إنتاج اللحوم المختبرية:

هناك العديد من التحديات التي يجب التغلب عليها في تطوير وإنتاج اللحوم المختبرية:

أ-وسط النمو النباتي:

بشكل عام وسط النمو لتنمية الخالايا الجذعية يشمل مصل الجنين البقري BOVINE FETAL SERUM، وهو ليس نباتًيا ومكلًفا للغاية. تعتبر

الخميرة المعدلة وراثًيا لإنتاج البروتينات اللازمة احدى البدائل المطروحة ومع ذلك، فإن توسيع نطاق هذه البدائل والحصول عىل الموافقة

التنظيمية الستخدامها لا يزال يشكل تحدًيا (RORHEIM ET AL., 2016)

ب-الإنتاج الضخم:

لجعل كميات اللحوم المنتجة فى المختبرات قابلة للتسويق تجارًيا، يجب إنتاجها عىل نطاق واسع. حالًيا، يقتصر الإنتاج على مفاعلات حيوية أصغر بكثير وهناك حاجة الى مفاعلات حيوية يمكنها استيعاب مئات الاف من اللترات من وسط النماء، وهو تحٍد تكنولوجي كبير.

ج-الملمس TEXTURE:

يعد تحقيق الملمس المطلوب لمنتجات لحوم االسماك الأصطناعية، مثل شرائح اللحم، تحدًيا. استخدام تكنولوجيا السقالة أو إضافة كبيرًةا بروتينات نباتية منظمة لتحسين الملمس احدى لتحسين الطرق المختلفة المستخدمة حاليًا الملمس والتذوق باللحوم التقليدية.

لسوء الحظ، هناك العديد من العقبات التي تؤثر عىل سوق لحوم الأسماك المختبرية. حيث أن كل نوع من أنواع المأكوالت البحرية له نكهات وملمس مميزين للغاية يتطلبان معايير نمو فريدة في المختبر. إن تطوير هذه المعايير مكلف للغاية، مما قد يجعل من الصعب عىل الشركات الناشئة

التوسع. يجب على الباحثين خفض تكاليف الإنتاج. بالإضافة إلى ذلك، قد يشعر بعض المستهلكين بالتردد عندما يحين وقت تجربة منتج مصنع في المختبر. هذه ليست سوى عدد قليل من العوامل التي تبطئ سوق الأسماك المختبرية.

من المؤكد أن سوق الأسماك المختبرية أمامها طريق طويل قبل أن تتمكن الشركات الإنتاج على نطاق واسع. ومع ذلك، فإن عدًدا من الشركات

تستثمر بالفعل ملايين الدولارات في هذا المسعى الواعد مثل شركة SEAFOOD BLUU، وهي شركة ألمانية، وشركة WILDTYPE الأمريكية، والشركة الكوريةMEAT CELL ، على تطوير تقنية "الأسماك المنتجة في المختبر" باستخدام الخلايا الجذعية مثل كرات السمك ,السوشي والروبيان قد تؤدي هذه العمليات الى إحداث ثورة في قطاع المأكولات البحرية للجيل القادم.

الأعتبارات الأخلاقية والقيود الغذائية الدينية:

تثير لحوم األسماك المختبرية أسئلة أخالقية للأفراد النباتيين وقيوًدا غذائية دينية مختلفة. في حين إن القوانين الدينية، مثل المسلمين(حلال) واليهود قد يجد النباتيون هذة اللحوم مقبولة أخلاقيًا (الكوشر KOSHER) وهي كلمة عبرية تعني مناسب أو سليم(، لها متطلبات محددة لكيفية ذبح الحيوانات وإعداد اللحوم. ومن المتوقع أن يكون هناك تفسيرات ومناقشات مختلفة للزعماء الدينيين في جميع أنحاء العالم مع تطور التكنولوجيا.

التأثير عىل المزارعين والحيوانات:

قد يكون للتبني الواسع النطاق لإنتاج لحوم الأسماك المختبرية آثار على المزارعين التقليديين والثروة السمكية. سوف يتطلب التغلب على هذه التحديات البحث والتطوير المستمر والتقدم التكنولوجي والموافقات التنظيمية والتعاون بين رجال الصناعة. مع المزيد من التقدم، سوف تتمتع لحوم

الأسماك المختبرية بالقدرة على إحداث ثورة في صناعة الأغذية وتوفير بدائل مستدامة للمنتجات الحيوانية المنتجة تقليدًيا.

الخلااصة:

إن لحوم االسماك المنتجة فى المختبر تحمل وعًدا هائلا بتحويل صناعة المأكوالت البحرية الى صناعة مستدامة وأخلاقية وصديقة للبيئة مقارنة للصيد التقليدي وتربية األسماك. ومع استمرار تطور هذه التكنولوجيا، من الضروري دعم المزيد من البحث والتطوير لتوفير لحوم الأسماك المنتجة في المختبر الى الأسواق. ومن خلال معالجة التحديات المرتبطة بتناقص مخزون الأسماك والتدهور البيئي والأمن الغذائي، فإن لحوم الأسماك المنتجة في المختبر لديها القدرة على إحداث ثورة في صناعة المأكولات البحرية. من خلال المزيد من البحث والتطوير، سوف نتمكن من زيادة الإنتاج وخفض التكاليف وإحداث تأثير كبير عىل مستقبل الكوكب. إن تبني هذا الحل المبتكر يمكن أن يساعدنا في بناء مستقبل أكثر استدامة ومسؤولية لمحيطاتنا وصناعة المأكوالت البحرية ككل.