التطور الثوريّ في تحضير الإسترات لمستقبل أكثر استدامة

تخيل عالماً بلا إسترات، سيكون عالماً ينقصه كثيرٌ من الرائحة والنكهة!

يُعرَّف الإستر Ester بأنه مادةٌ كيميائية تتكون من تفاعل حمض مع كحول مع إزالةٍ لجزيء الماء (3-1)، ونجد الإستر في حياتنا اليومية في روائح عديدة، مثل رائحة الصابون المعطر بالرمان أو البرتقال، أو رائحة الدراق الفاخرة في منظف السجاد، أو ربما رائحة عطرك المفضل التي تشبه رائحة التفاح.

وعندما نتذوق النكهات المختلفة، مثل نكهة العلكة بطعم الأناناس التي تحتوي على إيثيل بوتانوات، أو نكهة العنب التي تأتي من إيثيل هيبتانوات، إننا نشعر بوجود الإسترات دون أن ندرك ذلك، إذ أن هذه الروائح والنكهات تُشكِل جزءاً مهماً من حياتنا اليومية، حتى لو لم ندرك أنها إسترات (1).

إنّ الإسترات تحتلُ مكانةً بارزة بين المضافات الغذائية، وتُستخدم في مجموعةٍ واسعة من التطبيقات الصناعية ومستحضرات التجميل والعطور والمستحضرات الصيدلانية، وكذلك في إضافات وقود الديزل الحيوي ومواد التشحيم، وفي مجالات أخرى.

وعلى سبيل المثال، تُستخدم إسترات السكر على شكل مستحلبات أو عوامل رغوة أو حتى عوامل طلاء (4).

فهناك طرقٌ عديدة لتصنيع الإسترات، بما في ذلك عمليات الأسترة بين الأحماض والكحولات، وكذلك من خلال تفاعلات الأسترة المتبادلة، أو التحلل الكحوليّ، أو تفاعلات التحلل الحمضي، وعلى الرغم من أن الطرق الكلاسيكية قد دُرست على نطاق واسع؛ فإن المحفزات المستخدمة قد حُسنت وطُورّت مع مرور الوقت لتسهيل الإجراءات على نحو أكثر كفاءةً وإنتاجية وصديق للبيئة، لكنَّ هذه العمليات التقليدية تستهلك كميات كبيرة من الطاقة وغالباً ما تُنتج منتجات جانبية ضارة ولها تأثير بيئي كبير، لذلك حُسنت المحفزات المستخدمة وطُورّت بمرور الوقت لتسهيل الإجراءات وجعلها أكثرَ كفاءة وإنتاجية وصديقة للبيئة.

وللتغلب على هذه المشكلات، فقد اقتُرِح استخدام التحفيز الحيوي الأنزيمي enzymatic biocatalysis بوصفه تقدماً ثورياً في الصناعة التكنولوجية الحيوية،  فإن هذه الطريقة تُظهِرُ إمكانيةً كبيرة كبديل مستدام للطرق التقليدية في مجموعة واسعة من المنتجات اليومية.

في حين تعتمد هذه الطريقة على استخدام الإنزيمات بدلاً من المحفزات الكيميائية التقليدية لزيادة معدلات التفاعل، وتمتلك هذه الإنزيمات خصائص عديدة جعلتها محط اهتمام كبير،  فهي تُعدُّ من أكثر المحفزات فعالية في الطبيعة وتعمل تحت ظروف لطيفة للغاية، بما في ذلك ضغط ودرجة حرارة منخفضان، لذلك تُصنف العمليات الصناعية التحفيزية الحيوية لتخليق الإسترات تحت فئة "الكيمياء الخضراء"، وذلك لتتوافق مع بعض "مبادئها الـ12" (4).

 وقد رأينا أن الإسترات تمنحُ حياتنا اليومية جمالاً ونكهةً لا تضاهى، مثل رائحة الزهور الفاخرة ونكهات الفواكه اللذيذة، فجميعها بفضل وجود الإسترات.

ومع التطورات في تكنولوجيا تخليقها، نحظى الآن بفوائد أكثر فعالية وصديقة للبيئة.

لنستمتع بتجاربنا اليومية بوعي أكبر لهذه الجوانب الكيميائية الرائعة التي تحيط بنا في كل مكان!

المصادر: