برداشت روغن نباتی، محرک بزرگی برای نابودی جنگل ها است. استارت‌آپ‌های متعددی به جای آن، کار سخت مهندسی آن را بر عهده می‌گیرند تا جایگزین مناسب برای این نوع روغن پیدا کنند.
تام جفریس و تام کلهر در دهه 1970 در دانشگاه راتگرز در زمان مطالعه میکروب‌های مفید صنعتی با هم آشنا شدند. جفریس در ادامه یک برنامه ژنومیک مخمر را در وزارت کشاورزی ایالات متحده اجرا کرد. کلهر دهه‌ها را در صنعت زیست‌پزشکی گذراند و با مواد بیولوژیکی مانند انسولین کار کرد که توسط میکروب‌های اصلاح‌شده ژنتیکی در خمره‌های تخمیر غول‌پیکر تولید میشود.
در سال 2007، این دو برای ایجاد یک شرکت بر اساس کمک مالی بنیاد ملی علوم، مجدداً متحد شدند. این استارت‌آپ مستقر در ویسکانسین که Xylome نام دارد، هدف خود را یافتن روش‌های بهتری برای تولید سوخت کم کربن با تغذیه مخمر زباله‌های کشاورزی بود.
با این حال، به طور تصادفی بود که جفریس و کلهر چند سال بعد تلاش های خود را به یک مشکل زیست محیطی جهانی دیگر معطوف کردندو آن روغن نخل بود.
روغن نباتی پالم ارزان‌ترین و پرمصرف‌ترین روغن در جهان است، که تولید آن از روغن نخل می باشد، این درخت محرک اصلی جنگل‌زدایی و از بین رفتن تنوع زیستی در مناطق گرمسیری است. این مشکلات و سایر مشکلات صنعت روغن نخل، مانند شیوه‌های استثماری نیروی کار، سال‌هاست که علاقه به گزینه‌های پایدارتر را برانگیخته است. اما ثابت شده است که یافتن جایگزین‌های خوب مشکل است. روغن‌های گیاهی دیگر دارای معایبی مشابه با روغن پالم هستند و شیوه‌های جنگلداری پایدار همیشه در مواجهه با افزایش تقاضا مؤثر نیستند.
جهان امروزه، سالانه نزدیک به 70 میلیون تن روغن پالم مصرف می کند که در همه چیز از خمیر دندان و شیر جو دوسر گرفته تا بیودیزل و شوینده های لباسشویی استفاده می شود. و طبق آمار انتظار می رود که تقاضا تا سال 2050 به بیش از دو برابر افزایش یابد.
اما با پیشرفت‌های مهندسی زیستی و افزایش نگرانی‌ها در مورد پایداری، تعدادی از شرکت‌ها مانند Xylome روغن‌های میکروبی را تولید کرده‌اند که گفته میشود، می‌توانند جایگزین مناسبی برای روغن پالم باشد و همچنین از مخرب‌ترین اثرات آن اجتناب کنند. آنها به شرکت‌های بیولوژی مصنوعی دیگر می‌پیوندند - از سرمایه‌گذاری‌هایی که سوخت‌های زیستی جدید و کودهای شیمیایی به دست می‌آورند تا گوشت‌های آزمایشگاهی - که آرزوی حل مشکلات زیست‌محیطی دارند، اما چالش‌های مشابهی برای افزایش تولید و نشان دادن این که رویکردشان در واقع پایدارتر از محصولاتی است که دارند، به اشتراک می‌گذارند.
کلهر مدیرعامل کنونی زایلوم ، عکس آبی مایل به آبی از سویه مخمر اختصاصی Xylome را نشان داد که از گونه‌ای تولیدکننده روغن به نام Lipomyces starkeyi ایجاد شده است. این سویه از طریق میکروسکوپ، مخمر شبیه کف صابون ظرف بود. او گفت: «شما به مخمرهایی نگاه می کنید که به معنای واقعی کلمه له شده اند. آنها به دلیل مقدار روغن تولید شده در این مخمرها به دیواره بیرونی خرد شده اند. این سویه تغییر یافته ژنتیکی که از شربت ذرت تغذیه میشود، می‌تواند بیشتر وزن کل خود را به لیپیدها بدهد.
در سال 2013، جفریز، رئیس کنونی Xylome، متوجه شد که روغن حاصل از این سویه به طور قابل توجهی شبیه به روغن پالم است که به دلیل ترکیب متمایز چربی‌های اشباع و غیراشباع آن ارزشمند است. این ترکیب در دمای اتاق جامد و در دمای بدن مایع است و برای پوشش های شکلاتی، صابون ها و لوازم آرایشی مناسب است. بخش های دیگر روغن پالم همه کاره به عنوان سوخت، حلال، روان کننده و در بسیاری از محصولات دیگر، به ویژه در چین، هند و اندونزی مورد استفاده قرار می گیرد.
اگرچه تولید روغن نخل مسئول کمتر از 1 درصد از جنگل زدایی در سطح جهان است، طبق گزارش سال 2018 اتحادیه بین المللی حفاظت از طبیعت، این یکی از دلایل اصلی جنگل زدایی در مناطق گرمسیری است. برای مثال، در بورنئو، کشت نخل روغنی بیش از نیمی از جنگل‌زدایی‌ها را در دو دهه گذشته به خود اختصاص داده است. تقاضای آتی می تواند به جنگل زدایی بیشتر کمک کند. همان گزارش نشان داد که بیش از 1 میلیون مایل مربع از نقاط داغ تنوع زیستی را می‌توان با کشت نخل‌های روغنی تهدید کرد که به طور بالقوه بیش از 40 درصد از همه گونه‌های پرندگان، پستانداران و دوزیستان در معرض تهدید، از اورانگوتان‌ها و ببرها گرفته تا مگس‌گیرها و فیل‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهند. این جنگل‌زدایی همچنین باعث انتشار گازهای گلخانه‌ای میشود، زیرا ذغال سنگ نارس غنی از کربن که در زیر جنگل‌های بکر تشکیل شده است، تخلیه میشود و درختان برای پاکسازی زمین برای کاشت سوزانده می‌شوند.
با درک این تأثیرات، تأمین‌کنندگان ( که از طریق سازمان‌هایی مانند میزگرد روی روغن پالم پایدار RSPO کار می‌کنند، که از سال 2007 به زنجیره‌های تأمین روغن نخل گواهی می‌دهد ) به دنبال راه‌هایی برای افزایش نظارت بر تولید روغن نخل بوده‌اند تا اطمینان حاصل کنند که محصولات بر روی تنوع زیستی یا کربن کشت نمی‌شوند. جانیس لی، دانشمند محیط زیستی که روی روغن نخل در دانشگاه فنی نانیانگ سنگاپور مطالعه می کند، گفت: در حالی که تعداد فزاینده ای از پرورش دهندگان نخل گواهی می گیرند، این رویکرد دارای محدودیت هایی است. به عنوان مثال، صدور گواهینامه برای تولیدکنندگان خرده‌مالک که مجموعاً اکثریت تولید روغن پالم را در برخی مناطق نمایندگی می‌کنند، دشوار است. او گفت: «گواهی نامه یک گلوله نقره ای نیست. حدود 20 درصد از روغن پالم تولید شده توسط RSPO تایید شده است.»
یافتن جایگزینی برای روغن پالم حتی چالش برانگیزتر به اثبات رسیده است. سایر روغن های استوایی - مانند روغن نارگیل - عملکرد کمتری نسبت به نخل روغنی دارند و اگر در مقیاس یکسان کشت شوند، تأثیرات بیشتری خواهند داشت. سایر روغن‌های غیر گرمسیری - مانند روغن سویا یا ذرت - را می‌توان در خارج از تنوع زیستی مناطق استوایی کشت کرد، اما برای جایگزینی روغن پالم در بسیاری از کاربردها، آنها به فرآوری اضافی نیاز دارند. این فرآوری پرهزینه است و چربی‌های ترانس تولید می‌کند که FDA در سال 2015 آن را در ایالات متحده ممنوع کرد.
کلهر و جفریز تصمیم گرفتند مخمر خود را به عنوان جایگزین بهتری به بازار عرضه کنند. میکروب‌ها در آزمایشگاه خود روغنی با مشخصات لیپیدی تقریباً مشابه روغن نخل تولید می‌کنند. همانطور که به مخمر اشاره دارد، "حشرات" را می توان با موادی مانند ذرت یا نیشکر یا مواد زائد مانند پوسته ذرت و ساقه گندم که به طور قابل توجهی هزینه های تولید را کاهش می دهد، تغذیه کرد که نیازی به کشاورزی گرمسیری ندارد. روغن‌های میکروبی را می‌توان در هر جایی تولید کرد و فاصله کارخانه و مصرف‌کننده را کاهش داد.
چالش این است که مخمر روغن‌ها را در مقیاس و قیمتی که می‌تواند با کشاورزی معمولی رقابت کند، بیرون بیاورد – و این کار را با سرعت کافی برای مهار توسعه مخرب نخل روغنی انجام دهد.
Xylome که دارای حق ثبت اختراع در مورد روش های اصلاح ژنتیکی گونه مخمر Lipomyces starkeyi است، در حال تلاش برای افزایش عملکرد سویه تغذیه شده با شکر ذرت خود است. یکی دیگر از گونه‌های توسعه می‌تواند به محصولات زائد حاصل از تولید اتانول برای تولید روغن تغذیه شود، که کلهر ادعا می‌کند که در نهایت می‌تواند روغنی با نصف قیمت فعلی روغن پالم خام مالزی تولید کند. دهه‌ها تحقیق گذشته در مورد استفاده از چنین مواد اولیه فیبری و سلولزی برای سوخت زیستی نشان داده است که این یک هدف دست نیافتنی است، اما Kelleher و Jeffries مطمئن هستند که این شرکت می‌تواند این رویکرد را به کار ببرد. جفریز گفت: «سلولوزیک‌ها در نهایت پیروز خواهند شد».
جفری لینگر، مهندس زیستی در آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر، اظهار داشت که توسعه چنین جایگزین‌های روغن میکروبی ارزش پیگیری را دارد، اگرچه او فکر می‌کند این شرکت‌ها مسیر دشواری را برای توسعه سویه‌های قابل کار پیش رو دارند که می‌توانند در مقیاس بزرگ تولید شوند و از سلولزی استفاده کنند.
کریستوفر چاک، مهندس شیمی همکار گروه دانشگاه باث، راهی را پیش‌بینی کردن که روغن‌های میکروبی ممکن است در آینده به برابری قیمتی با روغن پالم برسند. وی دریافت که حتی در یک سناریوی ایده‌آل، روغن‌های میکروبی همچنان گران‌تر از روغن پالم کشت‌شده هستند و بهترین حالت ممکن، روغن‌های میکروبی تقریباً چهار برابر گران‌تر هستند.وی اظهار داشت: «من نمی‌دانم چه کسی برای آن پول می‌پردازد، با این حال، اگر بتوان محصولات مشترک ارزشمندتری مانند اسیدهای آمینه یا پروتئین ها را همراه با روغن تولید کرد، روغن های میکروبی می توانند به طور قابل قبولی با روغن نخل سنتی رقابت کنند. اگر مصرف کنندگان آگاه از محیط زیست مایل به پذیرش قیمت های بالاتر برای محصولات بدون روغن پالم باشند، قیمت ممکن است کمتر اهمیت داشته باشد.
چاک گفت: برای دوام بودن، جایگزین‌های میکروبی باید با سیاست‌های نظارتی همراه شوند که به تدریج روغن پالم تولید شده ناپایدار را حذف می‌کند و به کشورهای تولیدکننده کمک می‌کند تا اقتصاد خود را متنوع کنند. یارانه ها یا مالیات کربن نیز می تواند چشم انداز روغن های مخمر را بهبود بخشد، زیرا ردپای کربن روغن های میکروبی به احتمال زیاد کمتر از روغن پالم کشت شده در زمین های جنگل زدایی است. با این حال، انتشار کامل چرخه حیات روغن‌های مخمر به طور دقیق مورد مطالعه قرار نگرفته است.
در واقع، با تولید 70 میلیون تن نفت در هر سال، جا برای بیش از یک راه حل وجود دارد. در نهایت به گفته چاک: روغن های میکروبی برای داشتن مزایای زیست محیطی قابل توجهی مجبور نیستند جایگزین تمام یا حتی بیشتر تولیدات سنتی روغن پالم شوند. آنها فقط باید رشد این صنعت را محدود کنند و می توانند با جایگزین کردن روغن پالم در محصولات گران تر مانند لوازم آرایشی، که استراتژی شرکت هایی مانند C16 Biosciences و Xylome هستند، شروع کنند.
های فن تک از شما دعوت می کند نظرات خود را در مورد این مقاله به اشتراک بگذارید