التطبيقات العملية للمشتتات الحيوية

دراسة المشتتات الحيوية يوفر فرصة لفهم عمليات نمو الاحياء المجهرية على مواد غير ذائبة. فخلط المشتتات للمواد في الماء يهيأ الفرصة لعمليات كثيرة في مجالات الصناعات الغذائية واستخلاص النفط ومجالات الصحة والبيئة.

صناعات النفط

وتستعمل المشتتات في مجالات شتى في هذه الصناعة ، وفيها لا يشترط ان يكون المشتتات على درجة عالية من النقاوة لذلك يمكن استعمال مزارع الاحياء مباشرة. وتحتاج الصناعة الى كميات قليلة جدا مقارنة بالمشتتات الصناعية او الكيماوية، اذ تصل CMC المستعملة الى 10 مايكروغرام / لتر وهي اقل 10 – 40 مرة من المواد الصناعية وعند استعمال Emulsan في معاملة النفط الثقيل يؤدي الى تقليل اللزوجة من 200000 سنتي بويز (cp) الى 100 وبذا يمكن ضخه بسهولة الى مسافات بعيدة في حين تفشل المشتتات الكيماوية في هذه العمليات. وتستعمل المشتتات الحيوية في معاملة حمأة النفط الحاوية على كميات كبيرة من الطين ويمكن الحصول على 90% من النفط المخلوط بالوحل. وتستعمل في معالجة البيئة من تلوث النفط ومشتقاته التي تنتشر نتيجة الحوادث وتتسرب في المياه وتلوث السواحل، وتساعد المشتتات الاحياء المنتجة لها على استهلاك الهيدروكاربونات في البيئات الملوثة وتعطي الاحياء المنتجة نتائج أفضل من الاحياء غير المنتجة المستعملة لمعالجة البيئة الملوثة.

الصناعات الغذائية

يعد استعمال المشتتات الحيوية في الصناعات الغذائية مع أوسع مجالات التطبيق ، وفي هذه الصناعة يمكن استعمال انواع مختلفة من المشتتات، وتستعمل كمواد تحور التبلور او مستحلبات، او منظفات او مواد مرطبة، وتستعمل في انتاج الرغوة وفي عمليات التزييت وغيرها من العمليات ومما يساعد او يشجع استعمالها كونها مواد قابلة للتحلل الحيوي. وهي يمكن ان تدخل كأحد المكونات الغذائية لتساعد في :

• منع ظاهرة التجلد Staling في منتجات العجين.
• التقليل من وقت تبلور السكريات.
• تساعد في إذابة زيوت النكهة.
• تمنع ظاهرة تناثر زيوت ودهون الطبخ عند الطبخ الحراري.
• تستعمل لإزالة الطبقات الخارجية والأغطية من الفواكه والخضر.
• تستعمل في التنظيف والتعقيم وإزالة المبيدات.
• تستعمل كمضافات غذائية لإضفاء بعض الصفات على الأغذية، ومنها ما يستعمل كمواد سائدة في تصنيع السلطات مثل المشتت المنتج من الخميرة C. utilis .
• تستعمل في انتاج بروتين الخلية الواحدة SCP من الهيدروكاربونات مثل n- paraffin لاستعمالها كمدعمات غذائية.

حماية البيئة

اضافة الى ما ذكر من قابليتها للتخلص من التلوث بالنفط، فالمشتتات الحيوية تساعد في التخلص من التلوث بالمعادن الثقيلة مثل التخلص من اليورانيوم والكادميوم والرصاص وكذلك تساهم في تعدين هذه المعادن. ويمكن ان تساعد في تخليص البيئة من المواد السامة ضمن فعاليات المعالجة الحيوية.

المجالات الصحية

تستعمل المشتتات الحيوية في أغراض كثيرة لهذا المجال منها الصناعات الصيدلانية وتشكيل الأدوية وصناعة مواد التجميل. وتستعمل دهون السفيروز كمرطبات للجلد، كما ان عددا كبيرا من مواد التجميل تحضر من تحويل الجزء الكاره للماء بواسطة الانزيمات الحالة للدهون. لذلك تكون مجالا واسعا لتحضير مواد التجميل الحيوية Biocosmetics ، اذ تدخل مع المكونات الاخرى مثل الكولاجين ومواد تحمل الماء لمنع جفاف الجلد وتجعده. ومثل هذه المستحضرات تحوي على الدكسترينات الحلقية Cyclodextrins والصبغات ذات الأصل الحيوي ويطلق على بعض بمستحضرات التجميل العلاجية Cosmeceutics التي تشارك فيها المشتتات الحيوية مشاركة فاعلة جدا.

ونظرا لأن مواد التجميل تحتاج الى مدة صلاحية تصل الى 3 سنوات لذا يفضل استعمال مجاميع أسيل مشبعة على المجاميع غير المشبعة لذا تفضل دهون السيفروز.

ويفضل في بعض الأحيان استعمال المشتتات من نوع Monoglycerides والحقيقة هي الأكثر استعمالا في صناعة مواد التجميل لذلك تحضر الاخيرة باستعمال طريقة التحول الحيوي باستعمال انزيم اللايبيز من البكتريا Ps. fluorescens .

بعض المشتتات الحيوية يكون لها تأثير المضادات الحيوية او هي بالأحرى مضادات حيوية مثل Gramicidins و Polymyxins كما ذكر سابقا. وهناك بعضها تمنع ارتباط فيروس الايدز الى خلايا الدم البيض التي يصيبها.

ومن التطبيقات الاخرى هو انتاج المشتت الرئوي Pulmonary surfactant بطرق الهندسة الوراثية والتخمر، والمشتت معقد بروتيني مع الدهون الفوسفاتية ونقصانه يؤدي الى فشل عمليات التنفس عند المواليد الخدج لذلك عزل الجين المسئول عنه وتم التعبير عنه في البكتريا وأصبح بالإمكان انتاجه.

وتنتج R. erythropolis مستحلب مشتق من دهون التريهالوز Succinolyl – trehalose lipid يثبط فيروسات الهربس Herpes simplex وفيروسات الأنفلونزا بتراكيز تصل الى 10 – 30 مايكرو غرام / مليلتر.

وللمشتتات مجالات اخرى للاستعمال منها :

• تستعمل في معالجة اصابات النباتات مثل استعمال 1% من دهون الرامينوز لمعالجة نبات Nicotina glutinosa المصاب بفيروس التبغ الموزائيكي (Tobacco mosaic virus) TMV وكذلك في السيطرة على الامراض الفيروسية التي تصيب البطاطا (Potato virus X disease).

وتستعمل لأغراض زراعية اخرى مثل تحضيرات المخصبات.

• تستعمل في صناعة الورق وتحضير لب الاشجار.
• تستعمل في صناعة الانسجة.
• تستعمل في صناعة الفحم.
• تستعمل في صناعة السيراميك.

المصادر

الخفاجي , زهرة محمود (2008) . التقنية الحيوية الميكروبية (توجهات جزيئية ) . معهد الهندسة الوراثية والتقنية الحيوية . جامعة بغداد .

مواضيع ذات صلة

منتجات اخرى

استعمالات اللدائن الحيوية

انتاج اللدائن الحيوية وتحسينها

اللدائن الحيوية Bioplastics

انتاج خيوط العنكبوت

الانزيمات المحللة للكايتن Chitinases

الانزيمات المحللة للبكتين Pectinases

الانزيمات المحللة للخشب Xylanases

الانزيمات المحللة للدهون

انزيمات تحلل السليلوز Cellulases

انزيمات Pullulanases

الانزيمات المحللة للنشا القاعدية