تَشهد صناعة الأغذية تحوّلًا كبيرًا مع ابتعادها عن مصادر البروتين الحيوانية التقليدية. هذا التحوّل مدفوع على نحوٍ كبير بالمخاوف البيئية، خاصةً انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، والاستخدام المكثف للأراضي المرتبط بإنتاج البروتين الحيواني (1). استجابة لذلك، يركز الباحثون كثيرًا على مصادر البروتين البديلة لتطوير أغذية قائمة على الهلام تكون مستدامة وكافية من الناحية الغذائية (2).

مصادر البروتين البديلة:

1. البروتينات النباتية: تبرز البقوليات والمكسرات والفواكه بوصفها مصادرَ واعدةً للبروتينات النباتية لتكوين الهلام. هذه البدائل لا توفر فوائد بيئية محتملة فحسب، بل توفر أيضًا الخصائص الهيكلية اللازمة لمختلف المنتجات الغذائية. على سبيل المثال، أظهرت البروتينات المستخرجة من فول الصويا والبازلاء قدرتها على تكوين هلام بقوام مرغوب، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات في بدائل منتجات الألبان وبدائل اللحوم (3).
2. البروتينات المشتقة من الأعشاب البحرية والطحالب: تُشكّل موردًا غير مستغل في مجال هلام البروتين. توفر هذه المصادر البحرية خصائص تهلُّم فريدة، مثل القدرة العالية على الاحتفاظ بالماء والثبات الحراري، مما قد يزيد على نحوٍ كبير تنوعَ تطبيقات هلام البروتين في صناعة الأغذية. كذلك فإنّ  دمج هذه البروتينات في الأغذية القائمة على الهلام قد يُعزّز قيمتها الغذائية، مما يسهم في تطوير الأغذية الوظيفية (4).

تقنيات الاستخراج:

تُعدّ الطرائق الفعالة والاقتصادية لاستخراج البروتينات من المصادر البديلة أمرًا حاسمًا للجدوى التجارية لهلام البروتين. الابتكارات في تكنولوجيا الاستخراج، مثل الاستخراج بمساعدة الإنزيمات، والاستخراج بمساعدة الموجات فوق الصوتية، تجعل من الممكن إنتاج هلام بروتين عالي الجودة من المصادر النباتية والبحرية . تساعد هذه الطرق على الحفاظ على الخصائص الوظيفية للبروتينات، مما يضمن قدرتها على تكوين هلام مستقر (5).
وجدت دراسة أن التقدّم الأخير في فهم تركيبات وتقنيات معالجة هلاميات المستحلبات النباتية قد أتاح مرونة أكبر في تصميمها، مما يتيح محاكاة أفضل للأطعمة الحيوانية التقليدية. ورغم استمرار بعض التحديات، خلص الباحثون إلى أن تطبيق هذه الهلاميات في صناعة الأغذية يبدو واعدًا، ممّا يوفر رؤىً قيّمة للباحثين والمهنيين في هذا المجال (6).

 في دراسة أُجريت على منتجات البروتين النباتي، او مايسمى "اللحوم النباتية"، إذ تكتسب شعبية متزايدة بوصفِها بديلًا للبروتينات الحيوانية. فقد قاموا بمراجعة الوضع الحالي للبحث والنمو الصناعي لمنتجات البروتين النباتي، بما في ذلك اللحوم والبيض ومنتجات الألبان والأطعمة المستحلبة النباتية. كذلك فقد سلّطوا الضوء على تقنيات المعالجة الشائعة ومبادئها، والاستراتيجيات الناشئة في هذا المجال. وأشار الباحثون إلى التحديات القائمة مثل ضعف الخصائص الوظيفية، وعدم كفاية القوام، وانخفاض الكتلة الحيوية للبروتين، ووجود مسبّبات الحساسية، والنكهات غير المرغوب فيها. ومع ذلك، أكدوا على الفوائد الغذائية والصحية لمنتجات البروتين النباتي، وأشاروا إلى الجهود البحثية الجارية لاستكشاف مصادر جديدة للبروتين النباتي وتحسين خصائصه من خلال التدخلات العلمية والتكنولوجية الحديثة (7). 

تأثير طرائق المعالجة:

بينت دراسة أنّ طرائق استخراج ومعالجة البروتينات لها تأثير كبير على خصائص تهلُّمها. فقد أظهرت الأبحاث أن تقنيات مثل المعالجة الحرارية والضغط العالي والتعديلات الإنزيمية تغير من تكوين البروتين، مما يؤثر في تشكيل الهلام. ولوحظ أنّ إضافة مواد أخرى كالنشاء والألياف يمكن أن تعدل خصائص الهلام، إمّا بتعزيز شبكته أو بالتدخل في التفاعلات بين البروتينات. وخلُصت الدراسة إلى أنّ فهم هذه التأثيرات يمكن أن يساعد على تحسين تصميم وإنتاج الأغذية القائمة على البروتينات النباتية (8).

يحمل تطوير هلام البروتين البديل وعودًا بإنشاء منتجات غذائية أكثرَ استدامة وتنوعًا. مع تقدُّم البحث في هذا المجال، من المرجح أن تظهر أغذية مبتكرة قائمة على الهلام تعتمد اعتمادًا قليلًا على البروتينات الحيوانية التقليدية، وتقدم قوامًا مرغوبًا.

المصادر:

1- Poore J, Nemecek T. Reducing Food’s Environmental Impacts through Producers and Consumers. Science [Internet]. 2018 Jun 1;360(6392):987–92. [cited 2024 August] Available from: هنا

2- Yiu CCY, Liang SW, Mukhtar K, Kim W, Wang Y, Selomulya C. Food Emulsion Gels from Plant-Based Ingredients: Formulation, Processing, and Potential Applications. Gels [Internet]. 2023 May 1;9(5):366. Available from:هنا

‌3- Tan M, Nawaz MA, Buckow R. Functional and food application of plant proteins – a review. Food Reviews International. 2021 Aug 19;1–29. هنا

4‌- Ghosh S, Sarkar T, Pati S, Kari ZA, Edinur HA, Chakraborty R. Novel Bioactive Compounds From Marine Sources as a Tool for Functional Food Development. Frontiers in Marine Science. 2022 Feb 10;9.هنا

5- Chemat F, Rombaut N, Sicaire AG, Meullemiestre A, Fabiano-Tixier AS, Abert-Vian M. Ultrasound assisted extraction of food and natural products. Mechanisms, techniques, combinations, protocols and applications. A review. Ultrasonics Sonochemistry. 2017 Jan;34:540–60.هنا

6‌- Yiu CCY, Liang SW, Mukhtar K, Kim W, Wang Y, Selomulya C. Food Emulsion Gels from Plant-Based Ingredients: Formulation, Processing, and Potential Applications. Gels [Internet]. 2023 May 1;9(5):366. Available from: هنا

‌7- Xiao X, Zou PR, Hu F, Zhu W, Wei ZJ. Updates on Plant-Based Protein Products as an Alternative to Animal Protein: Technology, Properties, and Their Health Benefits. Molecules [Internet]. 2023 Jan 1;28(10):4016. Available from: هنا

‌8- Zhou J, Wang M, Carrillo C, Zhu Z, Brncic M, Berrada H, et al. Impact of Pressurized Liquid Extraction and pH on Protein Yield, Changes in Molecular Size Distribution and Antioxidant Compounds Recovery from Spirulina. Foods. 2021 Sep 12;10(9):2153. هنا