کاربرد بیوتکنولوژی در حافظت از محیط زیست

در دنیای امروز، کاربرد بیوتکنولوژی در محیط زیست در حوزه‌های گوناگون آن یک قدم بزرگ به سمت توسعه پایدار است. بیوتکنولوژی از جنبه‌های متفاوتی می‌تواند در حوزه محیط زیست مورد استفاده قرار بگیرد.

انقلابی که در دهه‌های اخیر در بیوتکنولوژی سبز رخ داده منجر به گستره وسیع  کاربرد بیوتکنولوژی در حفاظت از محیط زیست شده است زیرا می‌تواند از بروز آسیب‌های زیست محیطی جلوگیری کند.

همچنین، جدا از استفاده از بیوتکنولوژی در پیشگیری از بروز آسیب‌های محیط زیستی، بیوتکنولوژی همچنین میتواند باعث افزایش بازده اقتصادی در زمینه محیط زیست شود.

در حال حاضر تمرکز زیادی در زمینه پاکسازی محیط‌های آبی، خاکی و هوا شده است اما کاربرد‌های بیوتکنولوژِی در محیط زیست محدود به پاکسازی آب، خاک یا هوا نمی‌شود و می‌تواند در نجات ژنتیکی یک گونه یا تولید انرژی‌های تجدیدپذیر مورد استفاده قرار بگیرد.

همچنین، از آنجایی که تغییرات آب و هوایی بر هیچ کس پوشیده نیست، بسیاری از صنایع برای یافتن راه حل‌هایی به بیوتکنولوژی روی می‌آورند. زیست فناوری به طور منحصر به فرد در تلاش است تا  مواد آلاینده حاصل از فرآیندهای شیمیایی را با مواد‌های بیولوژیکی جایگزین کند.

کاربرد بیوتکنولوژی در محیط زیست

کاربرد بیوتکنولوژی در حفاظت از محیط زیست با گذشت زمان روز به روز بیشتر می‌شود و در ادامه تعداد محدودی از آن‌ها را با هم بررسی می‌کنیم.

1-پلاستیک‌های زیستی  (Bioplastics)

آلودگی ناشی از پلاستیک یکی از مهمترین مسائل زیست محیطی است که در حال حاضر با آن مواجه هستیم. زباله‌های کارخانه‌های تولید پلاستیک پتروشیمی و همچنین تن‌ها پلاستیک غیرقابل تجزیه که روزانه دور ریخته می‌شوند، پسماند‌های غیر قابل تجزیه در ابعاد بسیار زیاد را بوجود می‌آورند که می‌توانند آسیب جدی و غیر قابل ترمیمی به طبیعت بزنند.

در این راستا فناوری‌هایی در زیست شناسی برای تولید پلاستیک‌های زیستی به کار گرفته شده‌اند که از بروز اینگونه پسماند‌های غیر قابل تجزیه جلوگیری می‌کنند.

در آمستردام، “Avantium” در حال توسعه روش‌هایی برای تولید پلاستیک‌های100 درصد  زیستی قابل بازیافت از زباله‌های کشاورزی و جنگل‌داری است.  این شرکت با برندهای بزرگی مانند کوکاکولا برای تولید بطری‌های پایدار کار می‌کند.

همچنین در فرانسه، شرکت “Carbios ” از آنزیم‌های میکروبی برای تجزیه و بازیافت پلاستیک استفاده می‌کند. شرکت‌های دیگری که پلاستیک‌های زیستی تولید می‌کنند، ” Corbion Purac” و” Synbra” در هلند و ” Futerro ” در فرانسه هستند.

2- شوینده‌های آنزیمی (Enzymatic detergents)

یکی از اولین کاربردهای بیوتکنولوژی صنعتی در راستای حفظ محیط زیست تولید شوینده‌های قوی تر، پایدار‌تر و البته زیست تخریب‌پذیر بوده است . در دهه 60، غول بیوتکنولوژی دانمارکی “Novozymes” ، شروع به فروش اولین شوینده‌های آنزیمی کرد.

این محصولات حاوی آنزیم‌های تخصصی به دست آمده از میکروارگانیسم‌ها هستند که قادرند لکه‌های  خون و یا حتی چربی را تجزیه کنند. برخلاف جایگزین‌های شیمیایی، شوینده‌های آنزیمی زیست تخریب‌پذیر هستند.

با گذشت زمان، پیشرفت‌هایی در زمینه تولید این شوینده‌ها صورت گرفته است. از مزیت‌های آن‌ها می‌توان به کارایی بالا در دمای پایین اشاره کرد در نتیجه علاوه بر زیست تخریب‌پذیر بودن در مصرف انرژی نیز صرفه جویی می‌کنند. علاوه بر این، شوینده‌های آنزیمی را می‌توان برای تمیز کردن تجهیزات پزشکی استفاده کرد که موثرتر از محلول‌های تمیز کننده معمولی هستند.

3-سوخت‌های زیستی(Biofuels)

سوخت‌های فسیلی بزرگترین عامل آلودگی هوا هستند و همانطور که انتظار می‌رود سالانه میلیون‌ها نفر را با بیماری‌های متفاوت درگیر می‌کند. در سال‌های اخیر، سوخت‌های زیستی تولید شده از محصولات زراعی که بالاتر با بیوتکنولوژی سبز به آن اشاره کردیم، به یک جایگزین رایج تبدیل شده است.

چندین شرکت برخی میکروارگانیسم‌ها برای تجزیه زباله‌های کشاورزی یا جنگل‌داری برای تولید سوخت زیستی استفاده می‌کنند. شرکت فرانسوی ” Global Bioenergies ” با شرکت آئودی در تلاش است تا بنزین را از منابع پایدار مانند کاه گندم و خرده چوب تولید کند.

همچنین شرکت سوئیسی ” Clariant ” در تلاش است تا با همکاری با شرکت ” ExxonMobil “، بیودیزل‌هایی را از زباله‌های کشاورزی تولید کند. شرکت‌های دیگری همچون شرکت آلمانی  ” Solaga ” و شرکت اسپانیایی ” AlgaEnergy ” در تلاش‌اند تا از نور خورشید و کربن دی اکسید با استفاده از جلبک‌ها، سوخت زیستی تولید کنند.

4-گوشت پرورشی(Cultivated meat)

کاربرد بیوتکنولوژی در حفظ محیط زیست حتی به صنایع غذایی نیز ورود پیدا کرده است. صنعت گوشت، یکی از صنایعی است که آلاینده زیادی تولید می‌کند. بیوتکنولوژی می‌تواند با تولید گوشت بدون استفاده از حیوانات، استفاده از زمین، آب و انرژی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

این کار با استفاده از نمونه کوچکی از سلول‌های ماهیچه‌ای و چربی امکان پذیر می‌شود . با تولید گوشت‌ها از این روش، استفاده از آنتی بیوتکی‌ها نیز کاهش می‌یابد زیرا این گوشت در شرایط استریل آزمایشگاهی تولید می‌شود.

در سال 2020، سنگاپور اولین کشوری بود که تجاری سازی یک محصول گوشتی کشت شده توسط شرکتی در ایالات متحده به نام “Eat Just ” را تایید کرد. همین موضوع باعث شد شرکت‌هایی در این حوزه کار می‌کنند بودجه‌های خود را افزایش بدهند و در نتیجه سال به سال سرمایه گذاری در این حوزه افزایش می‌یابد.

از جمله این شرکت‌های می‌توان به شرکت هلندی ” Mosa Meat ” ، شرکت انگلیسی ” Higher Steaks ” ، شرکت اسرائیلی ” Super Meat ” و یا شرکت آمریکایی ” Finless Foods ” که بروی گوشت گاو، مرغ، ماهی و خوک کار می‌کنند، اشاره کرد.

درهمین حین شرکت‌هایی هستند که در حال کار بر روی جایگزینی محصولات حیوانی از جمله استیک، سوسیس، سفیده تخم مرغ و لبنیات هستند.

5-طعم دهنده‌ها(Flavorings)

در گذشته بیشتر طعم دهنده‌ها به طور سنتی از گیاهان استخراج می‌شدند؛ اما امروزه بسیاری از آنها از طریق فرآیندهای پتروشیمی تولید می‌شوند که به نوبه خود موجب تولید آلاینده‌های فراوانی می‌شود.

بیوتکنولوژی در زمینه تولید طعم دهنده‌ها می‌تواند جایگزینی سازگار با محیط زیست باشد که به اندازه روش‌های سنتی به زمین و منابع زیادی نیاز ندارد.

به طور سنتی 160000 پرتقال برای تولید تنها یک لیتر از مولکول والنسن طعم دهنده پرتقال مورد نیاز است. با استفاده از بیوتکنولوژی و استفاده از باکتری‌ها یا مخمرهای مهندسی شده می‌توان این مولکول‌ها را تقریبا در تمام طعم‌ها در حجم قابل قبول در خمره‌های صنعتی تولید کرد.

شرکت ” Evolva ” در سوئیس شیرین کننده‌های طبیعی با طعم پرتقال، وانیل و گریپ فروت را تولید می‌کند. شرکت‌های دیگری که در این حوزه فعالیت می‌کنند شرکت آلمانی ” Phytowelt ” و شرکت هلندی ” Isobionics ” هستند .

6-آفت کش‌های زیستی(Biopesticides)

آفت کش‌هایی که در حال حاظر برای نابودی پاتوژن‌ها و آفت‌های گیاهی استفاده می‌شود برای طبیعت مضر بوده و محیط زیست را آلوده میکند و همچنین برای انسان نیز مضر است. بیوتکنولوژی می‌تواند جایگزین‌های سازگاری را با محیط زیست ارائه دهد که بر مکانیسم‌های طبیعی برای مبارزه با عوامل بیماری زا متکی هستند.

در بلژیک شرکت ” Biotalys ” از پروتئین‌هایی که از آنتی‌بادی لاما الهام گرفته‌اند استفاده می‌کند تا پاتوژن‌های خاصی را بدون آسیب رساندن به گونه‌های دیگر مهندسی کند. از دیگر شرکت‌های فعال در این حوزه شرکت فرانسوی ” Amoeba ” و شرکت سوئیسی ” Agrosustain ” است.

7-لباس و صنعت مد(Clothing)

کاربرد بیوتکولوژی در حفظ محیط زیست در دنیای مد و صنعت پوشاک که یکی دیگر از صنایع تولید کننده آلاینده است، ورود کرده است. بیوتکنولوژی در تلاش است تا آلاینده‌های نساجی قابل بازیافت و زیست تخریب پذیر بشوند  و اثرات زیست محیطی آن‌ها متوقف بشود.

فناوری‌هایی در حال پیشرفت هستند که به ما اجازه می‌دهند با استفاده از میکروارگانیسم‌ها پوشاک تولید کنیم.

شرکت آلمانی ” AMSilk ” از تخمیر باکتریایی برای تولید الیاف ابریشم عنکبوت استفاده می‌کند. این شرکت در حال همکاری با آدیداس است که یک کفش زیست تخریب‌پذیر تولید کند و ضایعاتی برای محیط زیست به جا نمی‌گذارد.

همچنین استارتاپ آلمانی ” Algalife ” از جلبک‌ها برای تولید الیاف نساجی استفاده می‌کند که فقط نیاز به نور خورشید و آب دارند.

همچنین شرکت‌هایی مانند ” Pili ” در فرانسه و ” Colorifix “در بریتانیا نیز به دنبال استفاده از میکروب‌ها برای تولید رنگ‌های نساجی پایدار هستند که می‌تواند جایگزین مواد شیمیایی مورد استفاده امروزی شود.

در پایان، این ها نمونه‌های محدودی از کاربرد زیست فناوری در حفاظت از محیط زیست بودند. بیوتکنولوژی در تلاش است تا با گذشت زمان در زمینه‌های بیشتری که بروی محیط زیست اثر گذارند نفوذ کند و آسیب‌های زیست محیطی را به حداقل برساند.

نویسنده و ویراستار :  زهرا جهان‌بخش

تهیه شده در اکادمی بیوتکنولوژی ایران

منبع