ابتكار يحوّل نفايات الطعام إلى مكملات غذائية صحية

كل يوم، يتم التخلص من كميات هائلة من الطعام، رغم أن الكثير منها يحتوي على مركبات مرتبطة بصحة الإنسان والتغذية.

تتراكم القشور واللب والبذور في المطابخ والمصانع الغذائية، حاملة مضادات أكسدة ومكونات مفيدة إلى القمامة.

مع استمرار زيادة نفايات الطعام عالميًا، يتزايد الضغط على الاستفادة الأفضل مما نملكه بالفعل بدلًا من إنتاج المزيد.

الآن، يدرس العلماء هذه المخلفات عن كثب، لمعرفة كيفية استرجاع المركبات القيمة بأمان وعلى نطاق واسع.

في جامعة أفَيون كوكاتيب، قام مهندسو الأغذية بقيادة د.أسليهان توجن بمراجعة تقنيات حديثة لاستخراج العناصر الغذائية من بقايا الطعام، بهدف تحويل النفايات إلى مكونات غذائية، ومكملات، وحتى مواد تعبئة وتغليف.
نُشرت الدراسة في Czech Journal of Food Science.

تزايد نفايات الطعام

نفايات الطعام ليست مشكلة صغيرة أو بعيدة، ومعظمها يحدث في المنزل، في 2022، أهدرت تجارة التجزئة، والخدمات الغذائية، والمنازل معًا حوالي 1.16 مليار طن من الطعام عالميًا.

المنازل وحدها أسهمت بحوالي 696 مليون طن، مما يوضح أن تغييرات بسيطة في التسوق والتخزين وتخطيط الوجبات يمكن أن تحدث فرقًا كبيرًا.

ومع ذلك، بمجرد تلف الطعام، يصبح إنقاذه مستحيلًا، مما يجعل الوقاية أولًا، ولكنه يبرز أيضًا الحاجة للتعامل بشكل أفضل مع النفايات التي لا يمكن تجنبها.

ترتبط الآن سياسات الحكومات بتقليل نفايات الطعام بأهداف المناخ والموارد، مما يزيد الضغط على الصناعة لإعادة التفكير في المخلفات.

تحدد أهداف التنمية المستدامة للأمم المتحدة الهدف 12.3، الذي يسعى إلى خفض نصف نفايات الطعام بحلول 2030، بما يشمل شراء أقل وهدر أقل، وكذلك استخدام المنتجات الثانوية غير القابلة للتجنب بشكل أفضل.

تصف العديد من الشركات هذا بالـ«إعادة التدوير المتقدم»، تحويل النفايات إلى منتجات ذات قيمة أعلى، لكن هذه الجهود تفشل إذا لم يُراعَ الجودة والتوقيت والاتساق.

العناصر الغذائية المحبوسة في المخلفات

 

تحتوي العديد من مخلفات النباتات على مركبات نشطة حيويًا، وهي جزيئات يمكن أن تؤثر في خلايا الجسم والميكروبات حتى بعد معالجة الطعام.

غالبًا ما تحبس الجدران الخلوية القوية هذه المركبات في الألياف، ما يجعل العصر البسيط أو الغسل يترك الكثير من إمكانياتها دون استخدام.
من أكثر المركبات دراسة هي المركبات الفينولية، وهي كيميائيات نباتية موجودة في القشور قد تساعد على إبطاء الضرر الناتج عن تفاعلات الأكسدة.

هذه المركبات حساسة، فالحرارة والضوء والتأخير الطويل يمكن أن يفسدها، مما يجعل التعامل السريع والرقيق ضروريًا بمجرد أن يصبح الطعام نفايات.

لتجاوز هذه الحواجز، يقوم المعالجون غالبًا بإعادة تشكيل المخلفات قبل الاستخراج، الطحن أو التجفيف أو فصل المواد يجعلها أكثر انتظامًا وأسهل للمعالجة، بعد ذلك، تهدف تقنيات حديثة إلى إطلاق المركبات دون تدميرها.

– الاستخراج بالموجات فوق الصوتية: تخلق الموجات الصوتية فقاعات صغيرة تمزق الأنسجة النباتية، مما يسمح للمركبات بالذوبان في السوائل.

– الاستخراج بالميكروويف: يستخدم التسخين الداخلي السريع لتفكيك الجدران الخلوية، مع تقليل استخدام المذيب ووقت المعالجة.

تحمي هذه الأساليب مضادات الأكسدة الحساسة، لكن ضبط الإعدادات بعناية ضروري لكل نوع من المخلفات المتنوعة وغير المتوقعة.

الميكروبات التي تحول المخلفات

تعتمد بعض طرق إعادة التدوير المتقدمة أقل على الآلات وأكثر على الميكروبات. عبر التخمير الميكروبي، تحول البكتيريا أو الفطريات السكريات والألياف إلى أحماض وغازات أو إنزيمات، غالبًا مع زيادة النشاط البيولوجي.

يستكشف الباحثون أيضًا دمج مستخلصات النباتات مع البروبيوتيك، الميكروبات الحية التي تدعم صحة الأمعاء، للمساعدة في استقرار بعض المركبات الفينولية وإطالة فترة فعاليتها.

نظرًا لاختلاف سلوك كل سلالة ميكروبية، يحتاج المنتجون لاختبارات واسعة قبل تأكيد تأثيرات موثوقة في الأطعمة أو المكملات.

تحويل نفايات الطعام إلى منتجات جديدة

 

بمجرد استرجاعها، يمكن للمضادات الأكسدة والمركبات الأخرى العودة إلى سلسلة التوريد بأشكال جديدة.

قالت توجن: «أثبتت العملية قدرتها على تطوير مكونات غذائية وظيفية، ومكملات غذائية صحية، وحلول تعبئة قابلة للتحلل البيولوجي».

في تجارب الخبز، زادت مستخلصات مضادات الأكسدة المسترجعة من فضلات البصل النشاط المضاد للأكسدة، مظهرة كيف يمكن للمخلفات تحسين الأطعمة اليومية.

قد تحل هذه المركبات محل بعض الإضافات الصناعية، رغم أن النكهة واللون والملمس لا تزال تحدد كمية الإضافة دون تغيير المنتج النهائي.

المخاطر المرتبطة بالمخلفات

نادرًا ما تصل نفايات الطعام نظيفة إلى المختبر، يبدأ الأمان بالفرز، وإزالة البلاستيك، وتخزين المواد بشكل صحيح قبل أي استخراج.

تساعد خطوات المعالجة المسبقة مثل الغسل والطحن أو التجفيف على تقليل التلوث وزيادة العائد.

تحتوي المخلفات المختلطة أيضًا على دهون وبروتينات يمكن أن تحبس الروائح وتفسد بسرعة أثناء النقل، بدون تحكم صارم، يمكن أن تلغي هذه العوامل فعالية أفضل طرق الاستخراج.

قالت توجن: «تجاوز مخاطر الأمان، وتحسين عمليات الاستخراج، وتنفيذ سياسات عالمية تدعم إعادة تدوير نفايات الطعام، كلها مفاتيح لجعل الحلول المستدامة أكثر فعالية وانتشارًا».

تجاوز المخلفات المثالية في المختبر

تركز الاختبارات المخبرية غالبًا على نوع واحد من القشور أو اللب، بالمقابل، يجب على المصانع التعامل مع مخلفات مختلطة وغير متوقعة.

استعرضت مراجعة عام 2025 107 دراسة، وركزت على 56 منها، مشيرة إلى أن الطرق التي تعمل جيدًا في المختبر قد تواجه صعوبة مع مخلفات متفاوتة يوميًا.

حتى التقنيات الخضراء الواعدة قد تتطلب تعديلات مستمرة في وقت المعالجة ودرجة الحرارة، ما يزيد من التحديات التقنية والتكلفة، نتيجة لذلك، تعتمد الشركات أكثر على تقييم دورة الحياة لوزن التأثيرات البيئية من البداية حتى النهاية.

تشير النتائج مجتمعة إلى أن تقليل نفايات الطعام يكون أكثر فعالية عندما يجمع بين الوقاية والاستخراج الذكي، والتخمير، وتصميم المنتجات بعناية.

سيعتمد التقدم طويل الأمد على جمع المخلفات باستمرار، ومعايير سلامة صارمة، ونماذج أعمال تشجع على تحويل البقايا إلى مكونات قيّمة بدلًا من التخلص منها.