بروتين فطري

البروتين الفطري (حرفيًا "بروتين من الفطريات")، والمعروف أيضًا باسم البروتين القائم على الميسيليوم أو البروتين الفطري، هو شكل من أشكال البروتين أحادي الخلية المشتق من الفطريات للاستهلاك البشري. ^{[ 1 ]}

كان فطر الفيوزاريوم فينيناتوم أول فطر يُستخدم كغذاء قائم على البروتين الفطري، وقد أُطلق عام 1985 تحت العلامة التجارية كورن من قِبل شركة مارلو فودز. ينمو فطر الفيوزاريوم فينيناتوم على شكل خيوط (خلايا طويلة تشبه الخيوط) ويُحوّل النشا بكفاءة إلى مُكوّن غني بالبروتين، يُشبه اللحم في تركيبته الليفية. ^{[ 1 ]}

تم تطوير منتجات أخرى من البروتينات الفطرية منذ ذلك الحين. على سبيل المثال، تعمل شركة ميلو السويدية، إلى جانب شركة نابلاسول البلجيكية، وشركة إينوف الاسكتلندية، وشركة فوشاين بايو الصينية، على تطوير مكونات البروتينات الفطرية. تنتج شركة إينوف مكون البروتين الفطري أبوندا باستخدام طرق التخمير المغمور، بينما تستخدم شركة ميلو طريقة التخمير الجاف لإنتاج البروتينات الفطرية. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

يتم إنتاج البروتين الفطري في خزانات فولاذية، كما هو الحال في صناعة البيرة، وإن كان يُطلق عليها عادةً اسم المفاعل الحيوي . تُزرع الفطريات في ظروف هوائية ، حيث يُزودها النظام بالنيتروجين والكربون والفيتامينات والمعادن الأساسية. ويُسحب ثاني أكسيد الكربون من الخزان. في حالة فطر F. venenatum ، يُزود بالجلوكوز لتوفير الكربون والأمونيا لتوفير النيتروجين. كما أن عوامل أخرى مثل التحريك ودرجة الحموضة ودرجة الحرارة ضرورية للنمو الأمثل. ^{[ 1 ]}

عند الحصاد، يُغسل الفطر ويُعالج حرارياً لتقليل محتوى الحمض النووي الريبي (RNA) وفقاً للوائح السلامة قبل الخضوع لمزيد من خطوات المعالجة. ^{[ 1 ]} يمكن إضافة نكهات ومذاقات مختلفة إلى البروتين الفطري لإضفاء التنوع. ^{[ 4 ]}

تحدث طفرة قابلة للتكرار بعد 1000 إلى 1200 ساعة من زراعة فطر F. venenatum ، مما يُقلل بشكل كبير من طول الخيوط الفطرية في الكائن الحي، وهو ما يُعتبر غير مواتٍ للإنتاج. في الظروف الطبيعية، ستحل هذه السلالة الطافرة محل السلالة الأصلية بسرعة. إن استبدال الأمونيا بالنترات كمصدر للنيتروجين، أو إضافة البيبتون إلى مزارع الأمونيوم ، يمنع هذه السلالة الطافرة من التفوق على المنتج، ولكنه يسمح في الوقت نفسه بنموها. بدلاً من ذلك، يمكن تأخير ظهور الطفرة عن طريق ضغوط انتقائية مثل تركيزات المغذيات أو مستويات الرقم الهيدروجيني . ^{[ 5 ]}

بسبب بنية الميسيليوم الشبيهة بالجذور، يختلف قوام وقيمة بروتين الميسيليوم الغذائية اختلافًا كبيرًا عن النباتات، مما يتيح إمكانية ابتكار منتجات نباتية ونباتية صرفة ذات قوام ليفي مشابه للحوم. ونظرًا لغناه بالبروتين والألياف، وانخفاض نسبة الدهون والكوليسترول والصوديوم والسكر فيه، يتوافق تركيبه مع الإرشادات الغذائية الحالية. ^{[ 1 ] [ 6 ]} هذه الميزة الغذائية، كما ورد في برنامج الأمم المتحدة للبيئة (2023)، هي السبب وراء ارتباط استهلاك بروتين الميسيليوم بالعديد من الفوائد الصحية، مثل تحسين مستويات الكوليسترول والسكر في الدم . ^{[ 7 ]} لا تزال الآلية التي تربط محتوى الألياف بتأثير بروتين الميسيليوم على تنظيم مستوى السكر والأنسولين في الدم غير مفهومة تمامًا، وغالبًا ما تكون محل جدل بين أطباء الغدد الصماء، ولكن من المعروف أنها تقلل من معدل امتصاص الجلوكوز وإفراز الأنسولين ، مع خفض ذروة الأنسولين عن طريق الحد الأقصى لكمية الأنسولين التي يمكن أن يعالجها الجلوكوز. يُعتقد على نطاق واسع أن غالبية هذه الفائدة تعود إلى المحتوى العالي من البروتين، الذي يحفز هرمونات الشبع؛ والمحتوى العالي من الألياف الذي يجعل الناس يشعرون بالشبع لفترة أطول.

في عام ٢٠٠١، لخصت مقالة مراجعة نُشرت في مجلة تكنولوجيا الأغذية كيف قيّم فريق من الخبراء استدامة بروتين الفطريات (الذي تنتجه شركة مارلو للأغذية) للاستخدام الغذائي في الولايات المتحدة. ^{[ ٨ ]} خلال هذا التقييم، تم تقييم جودة البروتين باستخدام كلٍ من نظام تقييم الأحماض الأمينية المصحح لهضم البروتين الصادر عن إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (PDCAAS)، بالإضافة إلى دراسة أُجريت على متطوعين بشريين. أظهر التقييم أن بروتين الفطريات يتمتع بنمط ممتاز من الأحماض الأمينية ، وحصل على درجة PDCAAS بلغت ٠.٩١ بناءً على تقدير لهضم البروتين بنسبة ٧٨٪ ، وهي درجة مماثلة لدرجات لحم البقر وفول الصويا . علاوة على ذلك، خُلص إلى أن نمط الأحماض الدهنية أقرب إلى نمط الدهون النباتية منه إلى نمط الدهون الحيوانية ، إذ يحتوي على نسبة منخفضة من الدهون المشبعة ونسبة عالية من الدهون الأحادية وغير المشبعة . ^{[ ٩ ]}

كما ذُكر في هذه المراجعة، وفي مقالات أحدث، أن بروتين الفطريات لا يحتوي على حمض الفيتيك (المعروف أيضًا باسم الفيتات) أو يحتوي على مستويات منخفضة جدًا منه، وهو من مضادات التغذية المعروفة الموجودة في العديد من مصادر البروتين النباتية. وهذا يعني أنه على عكس معظم البقوليات، فإن تناول بروتين الفطريات لا يُعيق امتصاص العناصر النزرة والمعادن الأساسية مثل الحديد والزنك والكالسيوم والمنغنيز. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

وقد وُجد أيضاً أن البروتين الفطري الذي تنتجه فطريات F. venenatum قد يحتوي على ما يصل إلى 42% من البروتين، بينما قد يعمل بيتا جلوكان الفطري الموجود أيضاً كمادة حيوية ، محفزاً نمو البكتيريا المفيدة في الأمعاء الغليظة. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

قد يختلف قوام ومذاق البروتين الفطري نظرًا لاستخدام المنتجين سلالات فطرية مختلفة لإنتاج بروتينهم الفريد. على سبيل المثال، تنتج شركة Nature's Fynd ، التي تأسست في شيكاغو عام 2021، بروتينها Fy Protein™ من فطر Fusarium yellowstonensis (المعروف أيضًا باسم Fusarium strain flavolapis أو Fusarium oxysporum MK7 )، وهو فطر محب للظروف القاسية تم اكتشافه في منتزه يلوستون الوطني، بينما تنتج شركة Meati Inc. منذ عام 2022 منتجها MushroomRoot™ من فطر Neurospora crassa استنادًا إلى بحث حاصل على براءة اختراع من شركة Better Meat Co. ^{[ 2 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ].} كما يتأثر القوام والمذاق بتقنيات المعالجة اللاحقة، أي المعالجة التي تتم بعد حصاد الأحواض. فعلى سبيل المثال، وُصف البروتين الفطري الذي ينتجه فطر F. venenatum بأنه مادة صلبة صفراء باهتة ذات مذاق خفيف للفطر. ^{[ 16 ]}

على الرغم من أن البروتين الفطري يُعتبر جيلاً جديداً من البروتينات البديلة، إلا أن معظم الكائنات الدقيقة المستخدمة في إنتاجه تُستخدم منذ عقود، وبعضها منذ قرون، ولا تخضع للوائح الأغذية الجديدة في الاتحاد الأوروبي. ^{[ 22 ]} وقد صنّفت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية البروتين الفطري ضمن المواد المعترف بها عموماً بأنها آمنة (GRAS) منذ عام 2002. ^{[ 23 ]}

مع ذلك، وبالنظر إلى العالم أجمع، لم يُعترف بعد بالبروتين الفطري كمصدر بروتين كافٍ، على الرغم من فوائده ومزاياه الغذائية والمستدامة. نُشرت مقالة متاحة للجميع في أوائل عام 2022 حول موضوع غياب التوحيد العالمي في الإرشادات الغذائية القائمة على الغذاء. يشير كاتب المقالة، التي راجعتها شركة مارلو فودز، إلى أن الإرشادات العالمية للبروتين تميل إلى أن تكون ثنائية، وتركز حصريًا على مقارنة البروتينات الحيوانية والنباتية، مما يؤدي إلى إغفال البروتينات البديلة، مثل البروتينات الفطرية. ^{[ 6 ]} وبناءً على ذلك، يدعو الكاتب إلى إدراج البروتين الفطري في منشور EAT-Lancet 2.0 القادم، والمقرر صدوره في عام 2024، وفي الإرشادات الغذائية لدول الشمال. ^{[ 6 ] [ 24 ] [ 25 ]}

لا شك أن هذه المقالة ليست الدعوة الوحيدة للاعتراف ببروتين الفطريات. ففي عام 2022، اتحدت عدة شركات رائدة في مجال استدامة الغذاء لتشكيل رابطة تجارية جديدة: رابطة بروتين الفطريات (FPA). ومن أهداف هذه الرابطة توحيد الجهود للدفاع عن بروتين الفطريات في السياسات العامة. وتضم قائمة الأعضاء المؤسسين شركات سبق ذكرها، مثل Quorn وENOUGH و Mycorena وNAPLASOL و Nature's Fynd ، بالإضافة إلى شركات أخرى مثل The Better Meat Co. و Prime Roots . ^{[ 26 ]} وفي عام 2022، نشرت شركتا Mycorena وQuorn، العضوان في رابطة بروتين الفطريات، رسالة مفتوحة لحث لجنة التوصيات الغذائية لدول الشمال (NNR) على مراجعة اختيارها لمصادر البروتين الموصى بها، والاعتراف بالبروتينات المشتقة من الفطريات في الإرشادات الغذائية القائمة على الغذاء. ^{[ 27 ]} واستجابت لجنة التوصيات الغذائية لدول الشمال بإدراج الفطريات كمصدر للبروتين غير الحيواني في توصياتها الغذائية التي نُشرت في يونيو 2023. ^{[ 25 ]}

أفاد العديد من منتجي بروتين الفطريات بأن إنتاجه يُحدث أثراً بيئياً (يشمل استخدام الأراضي، واستهلاك المياه، والبصمة الكربونية) أقل بنسبة تزيد عن 90% من إنتاج لحم البقر. ^{[ 2 ] [ 28 ]} بالإضافة إلى ذلك، وجدت دراسة نُشرت في مجلة Nature عام 2022 أن استبدال 20% من نصيب الفرد من لحوم المجترات، مثل لحم البقر، ببروتين ميكروبي مُستخلص بالتخمير، مثل بروتين الفطريات، يُمكن أن يُقلل من إزالة الغابات العالمية وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة 50%، فضلاً عن خفض انبعاثات غاز الميثان. وتفترض هذه الأرقام قبول المستهلك. ^{[ 29 ]}

• جودة البروتين
• الفيوزاريوم

• ويبي إم جي (مارس 2002). "البروتين الفطري من فطر الفيوزاريوم فينيناتوم: منتج راسخ للاستهلاك البشري". علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والتكنولوجيا الحيوية . 58 (4): 421-427 . doi : 10.1007/s00253-002-0931- x . PMID 11954786. S2CID 206934191 .