از ضایعات آبزیان تا مواد کاربردی؛ گام تازه پژوهشگران ایرانی در صنایع زیستی

به گزارش مجله خبری نگار/ برنا، صنعت شیلات و پرورش آبزیان سالانه حجم بسیار بالایی از ضایعات حاصل از تمیز کردن و فرآوری ماهیان را تولید می‌کند. این پسماند‌ها که شامل بخش‌هایی نظیر سر، پوست، استخوان، فلوس و امعا و احشای داخلی هستند، سرشار از مواد مغذی باارزش، اسید‌های آمینه و انواع پروتئین‌ها می‌باشند، اما متأسفانه در بیشتر اوقات بدون استفاده بهینه دور ریخته می‌شوند. انباشت نامناسب این دورریز‌ها در محیط زیست پیامد‌های خطرناکی دارد که از میان آنها می‌توان به آلوده شدن آب‌ها و خاک، ایجاد بوی نامطبوع و شدید، تجمع و ازدیاد حشرات موذی و همچنین تشکیل کانون‌هایی مناسب برای رشد سریع عوامل بیماری‌زا اشاره کرد. در مناطق ساحلی و آب‌وهوای گرم و مرطوب، این ضایعات بسیار زودتر فاسد می‌شوند و خطر سرایت بیماری‌های واگیر و مشترک میان حیوانات و انسان را افزایش می‌دهند؛ مساله‌ای که سلامت عمومی را تهدید می‌کند.

برای رفع این چالش‌های محیط زیستی و بهداشتی، تبدیل پسماند‌های آبزیان به فرآورده‌هایی با ارزش افزوده بالا یکی از بهترین و ثمربخش‌ترین گزینه‌ها به شمار می‌رود. یکی از مهم‌ترین این راهکارها، تولید ماده‌ای به نام «پپتون» از پسماند‌های ماهی است. پپتون نوعی پروتئین شکسته شده و ساده‌تر است که به خاطر داشتن مواد مغذی، اجزای نیتروژنی قابل جذب و پپتید‌های ریز، به عنوان یک غذای اصلی برای تکثیر میکروب‌ها در آزمایشگاه‌ها، تولید انواع واکسن‌ها، آنتی‌بیوتیک‌ها، دارو‌ها و آنزیم‌ها به کار گرفته می‌شود. در حال حاضر، پپتون‌های موجود در بازار معمولاً از مواد گرانی، چون سویا، شیر یا گوشت تولید می‌شوند؛ بنابراین تولید این فرآورده از ضایعات ارزان و فراوان شیلاتی علاوه بر حفاظت از طبیعت، هزینه‌های تولید را کم می‌کند. در این مسیر، بررسی نوع روش شکستن پروتئین‌ها یا همان هیدرولیز، و همچنین گونه‌های ماهیان بومی، نقشی کلیدی در به دست آوردن محصولی کارآمد دارد.

در همین زمینه، تیمی از پژوهشگران کشور به سرپرستی خدیجه احمدی، متخصص بیوتکنولوژی پزشکی از دانشکده پیراپزشکی دانشگاه علوم پزشکی هرمزگان، با همکاری یکی از متخصصان این دانشگاه و مشارکت همکارانی از دانشگاه علوم پزشکی گراش و دانشگاه علوم پزشکی خرم‌آباد، دست به انجام یک طرح مطالعاتی زدند. آنها در اقدامی ارزشمند، به بررسی و مقایسه شیوه‌های گوناگون تولید ماده پپتون از پسماند‌های ماهیان موجود در شهر ساحلی بندرعباس پرداختند تا مناسب‌ترین شیوه را برای فرآوری بهینه این ضایعات بیابند.

شیوه اجرای مطالعه به این صورت بود که پژوهشگران نمونه‌های پسماند شامل پوست، بافت‌های ماهیچه‌ای و احشای ماهیان بومی منطقه بندرعباس، از جمله ماهی هوور یا تن، حلوا سفید و سرخو را گردآوری کردند. این ضایعات پس از شست‌وشو، جداسازی چربی و یکنواخت‌سازی کامل با دستگاه‌های خردکن، با سه روش متفاوت شکست شیمیایی اسیدی، شکست بازی و شکست آنزیمی تحت واکنش قرار گرفتند. در روش اسیدی از اسید کلریدریک در محیط بسیار اسیدی و دمای صد درجه به مدت چهار ساعت استفاده شد. در شیوه دوم، از سود یا باز قوی در شرایط بازی، دمای صد درجه و زمان چهار ساعت بهره گرفته شد. در نهایت، شکست آنزیمی با دو نوع آنزیم پروتئینی به نام‌های آلکالاز و تریپسین در دما و اسیدیته ملایم و کنترل‌شده انجام پذیرفت. پس از پایان واکنش‌ها، محققان میزان پروتئین حاصل و درجه شکسته شدن مولکول‌ها را با روش‌های استاندارد اندازه‌گیری و با آزمون‌های آماری مقایسه کردند.

یافته‌های این ارزیابی که در مجله تخصصی «طب پیشگیری» متعلق به دانشگاه علوم پزشکی هرمزگان انتشار یافته‌اند، مشخص کردند که شکست اسیدی اگرچه توانست بیشترین درجه تجزیه و تکه‌تکه شدن پروتئین‌ها را ایجاد کند، اما کمترین میزان غلظت پروتئینی نهایی را به مقدار ۳۰ میلی‌گرم در هر میلی‌لیتر برجای گذاشت. از سوی دیگر، روش بازی با وجود ثبت درجه تجزیه کمتر، غلظت پروتئینی بالاتری معادل ۳۳ میلی‌گرم در هر میلی‌لیتر نشان داد. جالب آنکه بیشترین غلظت پروتئین، به میزان ۹۰ واحد، از فرآیند شکست آنزیمی بهینه‌شده به دست آمد. همچنین آزمون عملی برای بررسی رشد باکتری مهم اشرشیا کلی نشان داد که پپتون‌های تولیدشده با دو روش بازی و آنزیمی درست همانند نمونه‌های گران‌قیمت تجاری، بستری بسیار مطلوب برای رشد این باکتری فراهم می‌کنند؛ حال آنکه پپتون تولیدی با اسید موجب رشد بسیار ناچیزی شد.

نتیجه‌گیری حاصل از این مطالعه نشان می‌دهد که بهره‌گیری از واکنش‌های بازی و به ویژه آنزیمی، راه‌حل‌هایی کاملاً کارآمد، قابل اتکا و باکیفیت به منظور تولید پپتون از دورریز‌های شیلاتی هستند. این روش‌ها به خوبی می‌توانند جایگزین فرآیند‌های پرهزینه و وارداتی فعلی شوند و فرآورده‌ای مقرون‌به‌صرفه و کاملاً هماهنگ با طبیعت تولید نمایند. پیاده‌سازی این رویکرد علمی، ضمن مهار انتشار پساب‌ها و پسماند‌های بدبو و بیماری‌زا در مناطق ساحلی، به حفظ تندرستی و بهداشت ساکنان بومی یاری رسانده و بستری پایدار برای رشد فعالیت‌های شیلاتی به همراه دارد.

اطلاعات تکمیلی این گزارش آشکار می‌سازند که آبزیان بومی جنوب کشور در سواحل بندرعباس ظرفیت فوق‌العاده‌ای برای تأمین مواد اولیه آزمایشگاهی و زیستی دارند. استفاده از این منابع بومی و بسیار در دسترس می‌تواند وابستگی صنایع مختلف به واردات ترکیبات نیتروژنی مغذی را کاهش دهد. البته با وجود عملکرد ضعیف‌تر شیوه اسیدی، انتخاب بهترین روش صنعتی میان شیوه‌های بازی و آنزیمی به محاسباتی همچون میزان هزینه خریداری آنزیم‌ها، آسانی روند کار در کارخانه‌ها و شفافیت کیفیت محصول بستگی دارد. با این همه، بازیافت ضایعات ماهیان منطبق با اصول اقتصاد چرخشی و توسعه پایدار بوده و قادر است این حجم انبوه از تهدید‌های محیط زیستی را به ثروتی ارزشمند برای کاربرد در تولیدات دارویی و میکروبیولوژی مبدل سازد.