بروتين وحيد الخلية

لإنتاج الكتلة الحيوية الميكروبية إيجابيات عديدة مقارنة بالإنتاج التقليدية (الزراعي) للطعام أو للعلف الحيواني.

• للكائنات الدقيقة معدل تضاعف عالي (يُعرف بـ«زمن التوليد»)، فتتضاعف سريعا في غضون ساعات.
• يتيسر تعديلها وراثيا لتغيير تركيبة الأحماض الأمينية.
• نسبة محتوى البروتين عالية جدا في الكتلة الجافة (43-85%).
• يمكن استخدام العديد من المواد الخام المختلفة لتوفير الكربون اللازم، ومنها المخلفات، فلذا قد تساعد على التخلص من الملوثات.
• يتيسر اختيار وإنتاج سلالات ذات إنتاجية عالية وتركيبة جيدة.
• يستمر الإنتاج - في المزارع المستمرة - بجودة متناسقة، لأن النمو لا يعتمد على التغيرات المناخية والموسمية.
• متطلبات الأرض منخفضة لأن المساحة المزروعة ليست مهمة بقدر أهمية الحجم المتاح، مما قد يفيد البيئة.
• كفائة عالية لتحويل الطاقة الشمسية الساطعة على كل وحدة مساحة.
• يتيح ضبط عوامل الحرارة والضغط والتغذية زيادة كفائة تحويل الطاقة والإنتاجية.
• في حالة مزارع الطحالب، الفضاء المستعمل غالبا يكون شاغرا قبل استعماله لهذا الغرض، مما يقلل من مشاكل التسابق على مساحات أرض.

• تفتقد الكثير من البلدان النامية (والتي تعاني فعلاً من سوء التغذية) إلى الخبرة و/أو المصادر المالية اللازمة لتطوير صناعات التخمير المطلوبة لإنتاجه.
• تحتوي الكائنات الحية الدقيقة على مستويات عالية من الـ RNA والذي قد يؤدي استهلاكه إلى تراكم حمض البول، تشكيل حصيات بالكلية والنقرس

1. الهيدروكربونات:

• تُمثل الهيدروكربونات الأليفاتية بكفاءة عالية من قبل سلالات الخمائر في كثير من الأجناس، أما الأصناف الأخرى من الهيدروكربونات بما فيها العطرية فإنها قد تؤكسد لكنها لا تُمثل عادةً بكفاءة.
• لا تُمثل عادةً الألكانات النظامية ذات السلاسل الأقصر من النونان النظامي، لكنها قد تؤكسد. وبازدياد طول السلسلة عن النونان النظامي، يزداد المردود بينما ينقص معدل الأكسدة.
• تُدرك المركبات المشبعة بسهولة أكثر من غير المشبعة.
• تُدرك المركبات ذات السلاسل المستقيمة بسهولة أكثر من المركبات ذات السلاسل المتفرعة.

1. الميتان

• يتم الحصول على الميتان من الغاز الطبيعي حيث أنه الغاز المسيطر فيه. والغاز الطبيعي رخيص ومتوافر في مختلف أنحاء العالم.
• أكبر فائدة له هي غياب بقايا الهيدروكربون من بروتين وحيدات الخلية SCP المنتج باستخدامه مقارنةً بالهيدروكربونات السائلة.
• أحد أكبر مساوئه قابليته الشديدة للاشتعال.
• يستخدم في هذه الطريقة مزيج من أربع كائنات دقيقة لضمان معدل نمو أعلى، مردود أكبر، مقاومة أكبر لاحتمال التلوث وتقليل إنتاج الرغوة.
• تنمو أولاً الجراثيم المستهلكة للميتان ببطء وتنتج الميتانول
• ثم تستهلك الـ Hyphomicrobium الميتانول، وبذلك نحصل على كتلة خلوية من نوعي الكائنين السابقين
• وأخيراً تقوم كل من Flavobacterium وAcinetobacter (كلاهما لا ينمو على الميتان) بإزالة نفايات المنتجات.

1. الميتانول

يتميز الميتانول عن الركازات السابقة بأنه:

• الميتانول ذواب بشدة في الماء، وهذا يجنبنا مشاكل النقل المتعلقة بوجود ثلاثة أطوار (ماء، بارافين، خلايا) والتي نعاني منها عند استخدام البارافينات كركازة لإنتاج بروتين وحيدات الخلية.
• يعد خطر انفجار الميتانول صغيراً مقارنةً بمزائج الميتان والأوكسجين.
• يتوافر الميتانول بسهولة في مجال واسع من مصادر الهيدروكربونات.
• يمكن تنقيته بسهولة بعملية تتجنب ترحيل المركبات العطرية متعددة الحلقات شديدة السمية.
• يتطلب استقلابه من قبل الكائنات الحية الدقيقة كمية أوكسجين أقل من الميتان، وبالتالي حاجة تبريد أقل.
• لا يستخدم من قبل العديد من الكائنات الحية الدقيقة.

1. الإيتانول

• لا يعد الإيتانول مادة مشبوهة عند استخدامه كركازة لإنتاج بروتين وحيدات الخلية كما هو الحال عند استخدام ركازات أخرى مثل البارافينات وغيرها.
• يمتزج الإيتانول بشكل كبير مع الماء وبالتالي لاتوجد مشكلة تشكل ثلاثة أطوار مختلفة كما هو الحال مع البارافينات.
• بعكس الميتان، يتميز الإيتانول بكونه أكثر أماناً في النقل والتخزين.
• الإيتانول غير سام (ما يميزه عن الميتانول) مما يسهل التعامل معه.
• يتأكسد الإيتانول جزئياً، ولهذا يتطلب كمية أكسجين أقل لاستقلابه من قبل الكائنات الدقيقة وبالتالي لايحتاج لطاقة تبريد عالية تعوض ارتفاع الحرارة أثناء التخمر.

• بوابة علم الأحياء الخلوي والجزيئي