السعودية.. استخدام علم الأحياء التركيبي والكيمياء الخضراء لتحسين صناعة العطور
صناعة العطور .. هي صناعة كبيرة تبلغ قيمتها 44 مليار دولار. تعتمد هذه الصناعة بشكل كبير على المواد الخام الطبيعية، مثل الزهور والأعشاب والخشب.
Table of Contents
تحديات صناعة العطور:
- الاستدامة: تتعرض العديد من المكونات الطبيعية لخطر الانقراض بسبب الاستخدام المفرط.
- الكيمياء: تستخدم بعض المكونات الكيميائية الضارة في تصنيع العطور.
- التكلفة: يمكن أن تكون العطور باهظة الثمن بسبب تكلفة المواد الخام والتصنيع.
فرص صناعة العطور:
- علم الأحياء التركيبي: يمكن استخدام علم الأحياء التركيبي لإنتاج مكونات عطرية طبيعية بطريقة مستدامة.
- الكيمياء الخضراء: يمكن استخدام الكيمياء الخضراء لتطوير مكونات عطرية جديدة صديقة للبيئة.
- الابتكار: يمكن استخدام علم الأحياء التركيبي والكيمياء الخضراء لتطوير عطور جديدة ومبتكرة.
أمثلة على استخدام علم الأحياء التركيبي والكيمياء الخضراء في صناعة العطور:
نشرت المجلة العلمية الكيمياء الخضراء (Green Chemistry) دراسة بحثية لعلماء في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) تتحدث عن تطويرهم لعملية تصنيع جديدة تتبع مبادئ علم الأحياء التركيبي، وتعتبر بديلًا مبتكرًا لصناعة العطور التي تبلغ قيمتها السوقية ٤٤ مليار دولار، كما أنها صديقة للبيئة حيث تحد من إزالة الأشجار من البيئات الطبيعية المهددة.
تُستخرج العديد من الصُموغ العطرية الشهيرة والمستخدمة في العطور والزيوت العطرية والبخور من خشب العود. وهو خشب مستخلص من عائلة من الأشجار توجَد على نحو رئيسي في جنوب شرق آسيا. والطريقة الطبيعية الوحيدة للحصول على هذه المواد العطرية هي عن طريق جرح الأشجار، وقد أدى ارتفاع الطلب على هذه المنتجات إلى تعريض العديد من أنواع الأشجار لخطر الانقراض.
وفي هذا السياق، قام فريق استدامة التصنيع (Sustainable & Synthetic Group) في كاوست، والذي يقوده البروفيسور المساعد كايل لورسن، بفحص ٥٨ عينة من خشب العود لتحديد تسعة هياكل أساسية من مركب السيسكويتيربين (sesquiterpenoids) الذي يعتبر من المركبات العطرية الرئيسية لخشب العود. واستطاعوا تصميم هندسة أيضية تُمكّن الطحالب من إنتاج هذه الهياكل الأساسية. وتمكنوا من تحقيق عائد أعلى ٢٥ مرة؛ مما أُبْلِغ عنه سابقًا من خلال تبنيهم لهذه الطريقة الجديدة التي تعتمد على هندسة الطحالب.
وقال لورسون، الذي كان أول من استخدم الهندسة الأيضية في الطحالب حقيقية النواة لإنتاج مركبات السيسكويتيربين العطرية ” كان للتحسينات الأيضية تأثير غير متوقع أدى إلى تحسين إنتاج التربينات عن طريق الطحالب”، وأضاف أن بعض المركبات التي تنتجها طحالبه المعدلة أيضيًا لديها القدرة على تطوير الأدوية، لكن العطور تمثل هدفًا تجاريًا أوليًا مفضلاً.
وباستخدام هذه الطحالب، قام فريق لورسون بتصميم عملية حيوية جديدة لتجميع ١٠٣ نوعًا من مركبات السيسكويتيربين العطرية من الهياكل الأساسية. وتعتمد هذه العملية الحيوية على التعاون مع فريق البروفيسور جيورجي سيكيلي، الذي طور خطوة ترشيح نانوي موفرة للطاقة لتركيز المنتجات. وعلى عكس الجهود السابقة في هذا المجال، يمكن للعملية بأكملها أن تعمل في درجة حرارة الغرفة، وتنتج الحد الأدنى من النفايات، مما يجعلها عملية غير مكلفة وصديقة للبيئة لصناعة تعتمد إلى حد بعيد على الموارد الطبيعية المتضائلة.
وقال لورسون “المدهش هو بساطة العملية. إذ يمكن لأي مختبر مجهز ببنية تحتية كيميائية أساسية إجراء هذه التجارب. وتعد هذه الدراسة مثالًا جيدًا على قدرة علم الأحياء التركيبي على إعادة برمجة الطبيعة لإنتاج مواد كيميائية مفيدة دون إلحاق أي ضرر بالبيئة”.
الفوائد:
- الاستدامة: يمكن أن يساعد استخدام علم الأحياء التركيبي والكيمياء الخضراء في صناعة العطور على حماية البيئة من خلال تقليل الاعتماد على المواد الخام الطبيعية.
- الكيمياء: يمكن أن يساعد استخدام الكيمياء الخضراء في صناعة العطور على تقليل استخدام المواد الكيميائية الضارة.
- التكلفة: يمكن أن يساعد استخدام علم الأحياء التركيبي والكيمياء الخضراء في صناعة العطور على خفض تكلفة العطور.
التحديات:
- التكلفة: يمكن أن تكون تقنيات علم الأحياء التركيبي والكيمياء الخضراء باهظة الثمن.
- اللوائح: قد لا تكون بعض تقنيات علم الأحياء التركيبي والكيمياء الخضراء معتمدة من قبل الجهات التنظيمية.
الخلاصة:
يقدم علم الأحياء التركيبي والكيمياء الخضراء فرصًا كبيرة لتحسين صناعة العطور. يمكن أن تساعد هذه التقنيات في جعل صناعة العطور أكثر استدامة وصديقة للبيئة وفعالية من حيث التكلفة.
