بروتينات اللبن من المختبر.. ثورة جديدة قد تغير مفهوم صناعة الألبان

إعداد: أ.د.هالة عبدالمنعم عبدالرحمن

أستاذ بقسم بحوث تكنولوجيا تصنيع الألبان بمعهد بحوث تكنولوجيا الأغذية – مركز البحوث الزراعية

هل يمكن أن نحصل على بروتينات اللبن دون الحاجة إلى الأبقار؟ يبدو السؤال غريبًا، لكنه أصبح واقعًا علميًا بفضل تقنية التخمير الدقيق (Precision Fermentation)، التي تمثل أحد الاتجاهات الحديثة التي قد تعيد تشكيل مستقبل صناعة الألبان.

تعتمد التقنية على استخدام كائنات دقيقة مثل الخمائر أو الفطريات، وتزويدها بالمعلومات الوراثية اللازمة لإنتاج بروتينات معينة موجودة طبيعيًا في اللبن، مثل الكازين وبروتينات مصل اللبن. وبعد عملية التخمير، يتم فصل البروتين وتنقيته ليُستخدم في تصنيع الأغذية.

لماذا تُعد هذه التكنولوجيا مهمة؟

تتيح هذه التقنية إمكانية إنتاج بروتينات ذات خصائص وظيفية محددة، يمكن استخدامها في تصنيع منتجات تشبه بعض منتجات الألبان التقليدية، مثل الجبن والزبادي والمشروبات الغنية بالبروتين. كما تفتح المجال أمام تطوير منتجات جديدة بتركيبات وخصائص يمكن التحكم فيها بصورة أكبر.

ومن أهم المجالات الواعدة إنتاج الكازين؛ نظرًا لدوره الأساسي في تكوين بنية الجبن، وهو ما قد يساعد مستقبلًا في تطوير منتجات جديدة دون الاعتماد الكامل على اللبن التقليدي مصدرًا للبروتين.

هل ستنتهي صناعة الألبان التقليدية؟

لا يعني ظهور هذه التكنولوجيا اختفاء اللبن أو تربية الأبقار، وإنما يضيف مسارًا جديدًا لإنتاج بعض مكونات الألبان. وقد نشهد مستقبلًا تعايشًا بين المنتجات التقليدية ومنتجات تعتمد على بروتينات منتجة بالتخمير الدقيق، وربما منتجات تجمع بين الاثنين.

التحديات أمام بروتينات اللبن المنتجة بالتخمير الدقيق

رغم الإمكانات الواعدة لهذه التكنولوجيا، فإن انتقالها من المختبر إلى الإنتاج الواسع يواجه عدة تحديات، أهمها:

• ارتفاع تكلفة الإنتاج والتوسع من التجارب المعملية إلى المصانع التجارية.
• كفاءة التخمير والتنقية، والحصول على بروتين عالي النقاء وبخصائص مماثلة للبروتين الطبيعي.
• تحقيق الخصائص التكنولوجية والحسية المطلوبة، خاصة في منتجات مثل الجبن والزبادي.
• السلامة الغذائية والتقييم التنظيمي وإثبات سلامة المنتجات قبل طرحها في الأسواق.
• تقبل المستهلك للمنتجات المنتجة باستخدام التكنولوجيا الحيوية، خاصة مع اختلاف مفهومها عن الألبان التقليدية.
• الاستدامة واستهلاك الطاقة؛ إذ يجب تقييم الأثر البيئي للعملية كاملة، وليس مرحلة التخمير فقط.
• الحساسية الغذائية؛ فإنتاج بروتينات مشابهة لبروتينات اللبن يعني أن بعض المنتجات قد تظل غير مناسبة للأشخاص الذين لديهم حساسية تجاه بروتينات الحليب.

كيف يمكن التغلب على تلك التحديات؟

يتطلب نجاح بروتينات اللبن المنتجة بالتخمير الدقيق تكامل التكنولوجيا الحيوية مع علوم وتكنولوجيا الأغذية، وذلك من خلال:

• خفض تكاليف الإنتاج عبر تحسين سلالات الكائنات الدقيقة ورفع كفاءة عمليات التخمير والتنقية.
• التوسع الصناعي التدريجي والانتقال من التجارب المعملية إلى خطوط إنتاج تجريبية ثم تجارية.
• تحسين خصائص البروتين باستخدام تقنيات المعالجة الحديثة للوصول إلى قوام وطعم وأداء وظيفي قريب من البروتينات التقليدية.
• تطبيق اختبارات دقيقة للسلامة والجودة، ووضع أطر تنظيمية واضحة قبل طرح المنتجات في الأسواق.
• زيادة ثقة المستهلك من خلال الشفافية في تعريف المنتج ومصدر البروتين وطريقة إنتاجه.
• تقييم الاستدامة علميًا باستخدام دراسات دورة الحياة لتحديد استهلاك الطاقة والمياه والانبعاثات وتحسينها.
• تطوير منتجات مناسبة لفئات مختلفة من المستهلكين، مع توضيح مسببات الحساسية ومتطلبات وضع البيانات على العبوة.

وبذلك يمكن تحويل التخمير الدقيق من تقنية واعدة في المختبر إلى تطبيق صناعي آمن وفعال، يدعم ابتكار جيل جديد من منتجات الألبان.

المستقبل

تمثل بروتينات اللبن المنتجة بالتخمير الدقيق اتجاهًا جديدًا في علوم الأغذية، وقد تفتح الباب أمام جيل جديد من منتجات الألبان يجمع بين التكنولوجيا الحيوية وتكنولوجيا الأغذية.

فمستقبل الألبان قد لا يعتمد على مصدر واحد للبروتين، بل على مزيج من الإنتاج التقليدي والتكنولوجيا الحيوية والابتكار الغذائي.

الخلاصة

تمثل بروتينات اللبن المنتجة بالتخمير الدقيق اتجاهًا واعدًا قد يغير مستقبل صناعة الألبان، من خلال إنتاج الكازين وبروتينات مصل اللبن باستخدام الكائنات الدقيقة بدلًا من الاعتماد على اللبن مصدرًا وحيدًا لها. ورغم تحديات التكلفة والتوسع الصناعي والسلامة وقبول المستهلك، فإن التطور في التكنولوجيا الحيوية وتكنولوجيا الأغذية قد يسهم في تجاوز هذه العقبات.

وقد يكون المستقبل أمام صناعة الألبان قائمًا على التكامل بين الإنتاج التقليدي والتكنولوجيا الحيوية، بما يفتح المجال أمام منتجات مبتكرة وآمنة، مع الحفاظ على الجودة والقيمة الغذائية والاستدامة.

المراجع العلمية:

1. Broad, G. M., Thomas, O. Z., Dillard, C., Bowman, D., & Le Roy, B. (2022). Framing the futures of animal-free dairy: Using focus groups to explore early-adopter perceptions of the precision fermentation process. Frontiers in Nutrition, 9, 997632. https://doi.org/10.3389/fnut.2022.997632
2. El-Aidie, S. A. M., & Khalifa, G. S. A. (2024). Innovative applications of whey protein for sustainable dairy industry: Environmental and technological perspectives—A comprehensive review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 23(2), e13319. https://doi.org/10.1111/1541-4337.13319
3. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). (2025). Precision fermentation – With a focus on food safety. Rome: FAO.
4. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). (2026). Regulatory frameworks for cell-based food and precision fermentation-derived products: An overview of legal issues and solutions. FAO Legal Paper No. 114. https://doi.org/10.4060/cd8165en
5. Jin, Y. S., et al. (2024). Precision fermentation for improving the quality, flavor, safety, and sustainability of foods. Current Opinion in Biotechnology, 85, 103084. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2024.103084
6. Liu, Y., Keefer, H. M., Watson, M., Best, A. R., & Drake, M. A. (2026). Clean label, complete, and sustainable: What do consumers know about protein products? Journal of Dairy Science, 109(2), 1143–1159. https://doi.org/10.3168/jds.2025-27311
7. Nielsen, M. B., Meyer, A. S., & Arnau, J. (2024). The next food revolution is here: Recombinant microbial production of milk and egg proteins by precision fermentation. Annual Review of Food Science and Technology, 15, 173–187. https://doi.org/10.1146/annurev-food-072023-034256
8. Precision fermentation for food proteins: Ingredient innovations, bioprocess considerations, and outlook—A mini-review. (2024). Current Opinion in Food Science, 58, 101194. https://doi.org/10.1016/j.cofs.2024.101194
9. Precision-fermented milk proteins as a model for industrial food biotechnology. (2026). Trends in Biotechnology.
10. Animal-free caseins by precision fermentation: Technical challenges and perspectives. (2026). Trends in Food Science & Technology