به نقل از «ایران اکونومیست»

کشاورزی بدون نیاز به نور خورشید ممکن شد

تاریخ انتشار: ۴ تیر ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۵۳۱۷۳۷۳

دانشمندان راهی برای دور زدن نیاز گیاهان به فتوسنتز زیستی و تولید غذا مستقل از نور خورشید با استفاده از فتوسنتز مصنوعی ایجاد کرده‌اند.

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از ساینس‌دیلی، در این فناوری از یک فرآیند الکتروکاتالیستی دو مرحله‌ای برای تبدیل دی اکسید کربن، الکتریسیته و آب به اَسِتات استفاده می‌شود.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

سپس ارگانیسم‌های تولید کننده غذا برای رشد در تاریکی می‌توانند اَسِتات به دست آمده را مصرف کنند. علاوه بر آن، این سیستم ترکیبی آلی- معدنی می‌تواند بازدهی نور خورشید را افزایش دهد که در برخی از غذاها تا ۱۸ برابر کارآمدتر خواهد بود.

میلیون‌ها سال است که فتوسنتز در گیاهان تکامل یافته تا آب، دی اکسید کربن و انرژی نور خورشید را به زیست‌توده گیاهی و غذاهایی که می‌خوریم تبدیل کند. با این حال، این فرآیند بسیار ناکارآمد است و تنها حدود یک درصد از انرژی موجود در نور خورشید به گیاهان می‌رسد. دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا ریورساید(UC Riverside) و دانشگاه دلاور(Delaware) راهی برای دور زدن نیاز به فتوسنتز زیستی و ایجاد غذا مستقل از نور خورشید با استفاده از فتوسنتز مصنوعی یافته‌اند.

در این مطالعه که در مجله‌ی Nature Food منتشر شده است، از یک فرآیند الکتروکاتالیستی دو مرحله‌ای برای تبدیل دی اکسید کربن، الکتریسیته و آب به اَسِتات، استفاده می‌شود. سپس ارگانیسم‌های تولید کننده غذا برای رشد در تاریکی، این ماده را مصرف می‌کنند.

رابرت جینکرسون(Robert Jinkerson)، از نویسندگان این مقاله و استادیار مهندسی شیمی و محیط زیست دانشگاه ریورساید، می‌گوید: ما با این رویکرد به دنبال شناسایی روش جدیدی برای تولید مواد غذایی بودیم که از محدودیت‌های معمول که در نتیجه‌ نیاز به فتوسنتز ایجاد می‌شود، عبور کند.

به منظور ادغام تمام اجزای سیستم با یکدیگر، خروجی الکترولیزگر(electrolyzer) برای حمایت از رشد ارگانیسم‌های تولید کننده غذا، بهینه‌سازی شد. الکترولیزگرها، دستگاه‌هایی هستند که از الکتریسیته برای تبدیل مواد خام مانند دی اکسید کربن به مولکول‌ها و محصولات مفید استفاده می‌کنند. در این فرآیند مقدار اَسِتات تولید شده افزایش یافت در حالی که میزان نمک مصرفی کاهش یافت و در نتیجه بالاترین سطح اَسِتات تولید شده در یک الکترولیزگر تا به امروز تولید شد.

آزمایش‌ها نشان داد که طیف وسیعی از ارگانیسم‌های تولیدکننده غذا از جمله جلبک‌های سبز، مخمرها و میسلیوم‌های قارچ را می‌توان در تاریکی، مستقیماً بر روی الکترولیزگر غنی از اَسِتات، رشد داد. تولید جلبک با این فناوری تقریباً چهار برابر کارآمدتر از تولید آن به صورت سنتی با فتوسنتز است. تولید مخمر با این روش نیز تقریباً ۱۸ برابر از نظر انرژی، کارایی بیشتری نسبت به روش‌های دیگر دارد.

الیزابت هان(Elizabeth Hann) از نویسندگان این مطالعه می‌گوید: ما توانستیم ارگانیسم‌های تولید کننده غذا را بدون فتوسنتز زیستی رشد دهیم. به طور معمول، این موجودات بر روی قندهای مشتق شده از گیاهان یا مواد اولیه حاصل از نفت که محصول فتوسنتز زیستی انجام شده در میلیون‌ها سال قبل هستند، کشت می‌شوند. این فناوری روش کارآمدتری برای تبدیل انرژی خورشیدی به غذا است.

پتانسیل استفاده از این فناوری برای کشت گیاهان زراعی نیز مورد بررسی قرار گرفت. لوبیا چشم بلبلی، گوجه فرنگی، تنباکو، برنج، کانولا و نخود سبز همگی قادر به استفاده از کربن اَسِتات و رشد در تاریکی بودند.

مارکوس هارلند داناوی(Marcus Harland-Dunaway) یکی از نویسندگان ارشد این مطالعه، می‌گوید: ما دریافتیم که طیف وسیعی از محصولات می‌توانند اَسِتاتی را که ما تهیه کرده‌ایم مصرف کنند.

با رهایی کشاورزی از وابستگی کامل به نور خورشید، فتوسنتز مصنوعی درب را به روی امکانات بی‌شماری برای کشت مواد غذایی تحت شرایط سخت‌تر باز می‌کند. اگر محصولات برای انسان و حیوانات در محیط‌هایی با منابع کمتر و کنترل‌شده رشد کنند، دیگر خشکسالی، سیل، و کاهش دسترسی به خاک، تهدیدی برای امنیت غذایی جهانی نخواهد بود. همچنین می‌توان محصولات کشاورزی را در شهرها و سایر مناطقی که در حال حاضر برای کشاورزی نامناسب هستند، کشت داد و حتی برای کاوشگران فضایی در آینده نیز غذا فراهم کرد.

این رویکرد به چالش غذایی فضای عمیق ناسا(NASA's Deep Space Food Challenge) نیز ارائه شد و از مرحله اول این چالش عبور کرد. چالش غذایی فضای عمیق فضایی یک مسابقه بین‌المللی است که در آن جوایزی به تیم‌های‌ برنده اهدا می‌شود. این تیم‌ها باید فناوری‌های غذایی جدید و متحول کننده‌ای ارائه کنند که در آن‌ها با حداقل مواد اولیه می‌توان غذایی سالم، مغذی و خوش‌خوراک برای ماموریت‌های فضایی طولانی مدت تهیه کرد.

 

منبع: خبرگزاری ایسنا برچسب ها: فتوسنتز ، نور خورشید ، ناسا ، مواد غذایی

منبع: ایران اکونومیست

کلیدواژه: فتوسنتز نور خورشید ناسا مواد غذایی دی اکسید کربن برای تبدیل نور خورشید ا س تات

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت iraneconomist.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایران اکونومیست» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۵۳۱۷۳۷۳ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

«نمک دریا» حاوی ناخالصی‌های فلزی و غیرفلزی است/ نمک‌های صنعتی و سنگ نمک فاقد ید هستند

رزیتا ضیائی، کارشناس تغذیه در گفت‌وگو با خبرنگار گروه سلامت خبرگزاری علم و فناوری آن؛ با اشاره به اینکه کمبود ید یکی از مشکلات اصلی سلامت در جهان است، اظهار کرد: کمبود ید و اختلالات ناشی از آن از سال‌ها پیش یکی از مشکلات تغذیه‌ای در ایران بوده است. 

وی افزود: براساس آمار موجود در سال 1368، حدود 20 میلیون نفر از مردم کشور ما در معرض کمبود ید قرار داشتند که با توجه به پیامدهای زیان‌بار بهداشتی، اقتصادی و اجتماعی آن، پیشگیری و کنترل اختلالات ناشی از کمبود ید در اولویت مداخلات نظام سلامت کشور قرار گرفت و به همین منظور «یددار کردن نمک های خوراکی» به عنوان راهکاری اصلی در نظر گرفته شد و کارخانجات تولید کننده نمک موظف به افزودن ید به نمک های خوراکی شدند که حاصل 25 سال تلاش و پیگیری وزارت بهداشت در این زمینه، کاهش شیوع گواتر از 68 درصد به 5.6 درصد بوده است.

ضیائی با بیان اینکه ید یک ماده مغذی ضروری است که باید از طریق مواد غذایی به بدن برسد، گفت: حیاتی ترین نقش ید در بدن، شرکت در ساختمان هورمون‌های تیروئیدی است. این هورمون‌ها در رشد و تکامل جسمی و عصبی، عملکرد طبیعی مغز و سیستم عصبی، حفظ دمای بدن، تولید انرژی و سوخت و ساز تاثیر دارند. 

این کارشناس تغذیه با بیان اینکه ید به طور طبیعی در آب و خاک وجود دارد و ید مورد نیاز بدن، عمدتا از سبزی ها و گیاهانی که روی خاک حاوی ید کاشته شده اند تأمین می شود، ادامه داد: اگر خاک منطقه‌ای مانند کشور ما دچار کمبود ید باشد، محصولات غذایی آن منطقه نیز از نظر این ماده مغذی فقیر خواهند بود و حتی مصرف مداوم آن‌ها نیز نمی‌تواند نیاز بدن به ید را برطرف کند. 

وی با بیان اینکه میزان ید مورد نیاز بدن بسیار کم است، افزود: بدن انسان روزانه 150 میکروگرم ید نیاز دارد که بهترین منابع غذایی ید، غذاهای دریایی، به ویژه آبزیان ساکن آب‌های شور هستند. البته به دلیل مصرف کم این غذاها در رژیم غذایی، ید مورد نیاز بدن تأمین نمی‌شود.

ضیائی افزود: کمبود ید، عوارضی مانند افزایش خطر سقط جنین در مادر باردار، اختلال رشد مغز جنین، ناشنوایی و اختلال در تکلم، تولد نوزاد مبتلا به عقب ماندگی شدید جسمی و مغزی، کم کاری تیروئید، گواتر و مهم‌تر از همه اختلال در قدرت یادگیری و افت تحصیلی، خستگی و کاهش کارایی را دارد.

وی در خصوص بهترین راه پیشگیری از کمبود ید گفت: افزودن ید به مواد غذایی همان فرآیندی است که از آن تحت عنوان «غنی سازی» نام برده می‌شود و مناسب‌ترین گزینه در میان مواد غذایی برای افزودن ید، نمک است، زیرا هم ارزان قیمت است و هم اینکه معمولا هر روز توسط تمام افراد جامعه مورد استفاده قرار می گیرد. بر این اساس، بهترین و ساده ترین راه برای پیشگیری از کمبود ید، استفاده از نمک‌های یددار تصفیه شده می باشد.

ضیائی گفت: نمک دریا دارای ناخالصی‌هایی است و به همین دلیل نباید آن را مصرف کرد. نمک چه به صورت استخراج از معادن سنگ نمک و چه استخراج از آب دریا و دریاچه ها حاوی ناخالصی های فراوان فلزی و غیر فلزی است. سولفات کلسیم یا گچ از جمله ناخالصی‌های غیر‌فلزی نمک دریا است که همرنگ نمک بوده و به راحتی قابل تشخیص نیست. 

وی افزود: ناخالصی های فلزی نمک ناچیز است اما عوارض نامطلوبی همچون سرطان و مسمومیت های کشنده و آسیب به کلیه و کبد دارد. همچنین نمک‌های تصفیه نشده اغلب حاوی فلزات سنگینی نظیر سرب، جیوه، کادمیوم و آرسنیک هستند و بر این اساس، ضرورت دارد این ناخالصی‌ها طی فرآیند «تصفیه» از نمک جدا شده تا نمک نهایی از لحاظ وجود ناخالصی به حد استاندارد و مطلوب برسد.

این کارشناس تغذیه تصریح کرد: نمک‌های صنعتی، صادراتی و سنگ نمک فاقد ید بوده و برای مصارف خوراکی و حتی خیساندن برنج توصیه نمی شوند. سنگ نمک علاوه بر اینکه فاقد ید است، به دلیل انواع ناخالصی‌ها و آلودگی‌ها نباید مورد مصرف خوراکی قرار گیرد و همه افراد خانواده، از کودک و بزرگسال، باید نمک تصفیه شده یددار مصرف کنند همچنین مصرف زیاد نمک یددار هم می‌تواند موجب اختلالات فراوانی از جمله افزایش فشار خون شود و به طور کلی، مقدار مصرف روزانه نمک باید کمتر از 5 گرم (حدودا به اندازه یک قاشق مرباخوری) باشد که این مقدار باید از تمام مواد غذایی روزانه تامین شود.  

ضیائی در خصوص افرادی که مبتلا به پرکاری تیروئید هستند، گفت: این افراد در استفاده از نمک‌های یددار تصفیه شده برای به حداقل رساندن میزان ید مصرفی، باید نمک را در ابتدای پخت به غذا اضافه کنند و به هنگام غذا خوردن از نمکدان استفاده نکنند، همچنین قرار دادن نمک در معرض هوای آزاد و نور خورشید سبب از بین رفتن ید آن می‌شود.

انتهای پیام/