الطهو بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد

لطالما استُخدمت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في مجالي التصنيع والطب، إلا أن شركات الأغذية تستخدم هذه التكنولوجيا لخدمة الممارسات المستدامة والتغذية المخصصة.

وفقًا للأمم المتحدة، يساهم قطاع الصناعات الغذائية بحوالي ثلث انبعاثات الغازات الدفيئة على مستوى العالم، فيما يستهلك القطاع الزراعي نصف كتلة الأرض الصالحة للعيش في العالم ويستخدم أكثر من 70% من المياه العذبة، وفقًا لموقع “أوْر وورلد إن داتا

ومع ذلك، يستخدم الطعام المصنوع بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد مصادر غذائية أكثر استدامة مثل الطحالب والحشراتوالمواد النباتية، والتي يمكن أيضًا أن تزيد نسبة البروتين في نظام غذائي نباتي مع المحافظة على الشكل الشهي لتلك الوجبة. إضافة لذلك، يمكن أن تعني طباعة ما نخطط لتناوله بالضبط، كميات أقل من النفايات ومواد التغليف واحتياجات النقل.

تبدأ العملية بالتصميم الإلكتروني للطعام الذي تشتهيه، حيث يقوم جهاز متخصص في تقنية الطباعة بتسخين المحتويات ليجعلها قابلة للتشكيل، ليحصل على المنتج النهائي على هيئة طبقات، كما لو كان الكيس المخروطي الذي يُستخدم في تزيين الكعك بالكريمة، وتُعتبر هذه أكثر الطرق شيوعًا وتُسمّى نمذجة الترسيب المنصهر، حيث تبرد كل طبقة عندما تلمس السطح البارد في الأسفل وتتحول إلى الحالة الصلبة قبل أن تُضاف الطبقة التي تليها، ثم يصبح الطعام جاهزًا للتقديم.

يمكن صنع الطعام بعناصر غذائية وسعرات حرارية معينة عن طريق تخصيصه، كما يمكن تصميمه بحيث يبدو شهيًا، وعندما يتم طباعته حسب الطلب، لن تكون هناك حاجة لإضافة المواد الكيماوية لإطالة مدة صلاحيته.


“يمكن أن تشمل الخيارات الأخرى استخدام مخلفات الطعام كطبقة سفلية ثلاثية الأبعاد يمكن من خلالها زراعة فطر المشروم أو الفطريات الأخرى الصالحة للأكل”

بريان كوك لي، باحث في علوم الأغذية


وتشمل المكونات عادة العناصر الغذائية مثل الدهون أو الكربوهيدرات أو البروتينات، والتي تأتي على هيئة مواد غذائية مهروسة أو عجائن، كما يبدو أن الإمكانيات التي يوفرها حبر الطعام الصالح للأكل لا حصر لها، فهي تتنوع لتشمل العملية المعقدة لصنع الشوكولاتة والمعكرونة واللحوم النباتية أيضًا.

ولكن، هناك حاجة للقيام بالمزيد من البحوث.

“قد يكون استخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لمخلفات الطعام في عملية إنتاج أطعمة جديدة أمرًا صعبًا، حيث يجب معالجة المكونات بحيث تصبح آمنة من التلوث الحيوي الدقيق، كما يتوجب المحافظة على طعم وملمس متميزين عند تحويلها إلى أطعمة جديدة، ” كما قال بريان كوك لي، الباحث في علوم الأغذية ومؤلف كتاب “150 سؤال وجواب في علوم الأغذية.”

وأضاف في حديثه مع مجلة جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا: “يمكن أن تشمل استخدامات هذه التقنية تحويل مخلفات الطعام إلى مساحيق مجففة وتحويلها إلى أحبار صالحة للأكل قابلة للاستخدام في تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، كما يمكن أن تشمل الخيارات الأخرى استخدام مخلفات الطعام كطبقة سفلية ثلاثية الأبعاد يمكن من خلالها زراعة فطر المشروم أو الفطريات الأخرى الصالحة للأكل”.

وتقدر شركة “ألّايد ماركِت ريسيرتش” أن يتجاوز سوق المواد الغذائية المصنوعة باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، 15 مليار دولار أمريكي عالميًا بحلول عام 2031، مرتفعًا بذلك من 226.2 مليون دولارٍ أمريكي في عام 2021.

إقرأ المزيد حول هذا الموضوع: من المختبرات إلى الموائد.. صناعة اللحوم تأخذ حصتها من العلوم

شبابٌ دائم

تحقق صناعة التجميل مليارات الدولارات سنويًا من سكان العالم الساعين لإبطاء الشيخوخة أو عكسها أو إيقافها تمامًا. وتقول دراسة جديدة أن يمكن أن نتمتع بشباب دائم من خلال تغيير دمائنا.

اختبر الباحثون في معهد باك للبحوث المعنيّة بالشيخوخة في كاليفورنيا التبادل العلاجي للبلازما، وهو إجراء طبي يزيل البلازما القديمة من الدم ويستبدلها بمزيج نظيف، كنوعٍ من التنظيف الموسمي.

تضمّن الاختبار تجربة سريرية مع 44 فردًا سليمًا تزيد أعمارهم عن 50 عامًا أُجرِيت عليهم عملية تجديد البلازما أو حصلوا على علاجٍ زائف. كما حُقِن بعض المشاركين بالغلوبولين المناعي من خلال الوريد، والذي يُعتبر وفقًا لعيادة كليفلاند، علاجًا يستخدم الأجسام المضادة المتبرَّع بها وتدعم الجهاز المناعي.

وقد قلّ العمر البيولوجي للمشاركين الذين خضعوا لعمليات تبادل البلازما كل أسبوعين بالإضافة إلى حقن الغلوبولين المناعي من خلال الوريد، بمعدل 2.6 سنة، وفي حين لا يشير هذا إلى أنّهم قد باتوا أصغر بـ 2.6 سنة مما تشير إليه شهادة ميلادهم، إلّا أنّه يشير إلى عمر خلاياهم والسلوك الحقيقي لأجسادهم. حيث حدّدت ذلك الأدوات التي تنظر إلى أنماط الحمض النووي والجزيئات المرتبطة بالشيخوخة.

لوحظت أيضًا تحسيناتٌ في جهاز المناعة تمثّلت في التهابٍ وتآكلٍ وتلفٍ أقل، وخلايا “تي” أكثر شبابًا.

كانت الدراسة قصيرة وموجزة، لكنها استعرضت لمحة عن مستقبل قد نجد فيه علاجات متخصصة تقدّم نتائج حقيقية لمكافحة الشيخوخة.

إقرأ المزيد حول هذا الموضوع: سر الشيخوخة يَكمُن في الأمعاء

علاجٌ لمرض هنتنغتون

يُعتبر كلٌّ من مرض هنتنغتون وفريدريخ أتاكسيا مرضين يصيبان الجهاز العصبي والدماغ ويسهمان مع مرور الوقت في تلفهما. وينتج هذان المرضان بسبب تكرار أجزاء من الحمض النووي الخاص بك لنفسها مرارًا وتكرارًا، بصورةٍ تشبه إلى حد ما قرصًا موسيقيًا عالقًا يستمر في التكرار وتزداد المشكلة سوءًا مع مرور الوقت.

اكتشف العلماء اليوم طريقة لترتيب تلك الأجزاء المتكررة باستخدام أداة جديدة لتعديل الجينات تُسمّى أداة التعديل القاعدي، والتي تعيد كتابة الحروف بشكل فردي، واحدًا تلو الآخر، في الحمض النووي دون الحاجة إلى قطع سلسلة الحمض النووي بأكملها.

وقد استخدم العلماء نوعان من أدوات التعديل القاعدي، وهما السيتوزين والأدينين.

اختبر الباحثون الأدوات على الفئران وعلى خلايا المرضى الذين يعانون من هنتنغتون أو ترنح فريدريخ، ووجدوا إن أقسام الحمض النووي المتكررة أصبحت أكثر استقرارًا، بعد تغيير بضعة أحرفٍ فقط داخلها، الخطوة التي منعت النمو وحدوث المزيد من الضرر.

وظل دماغ الفئران، أكثر استقرارًا، كما تباطأت الأعراض المتفاقمة.

ويفتح البحث الذي يُعتبر في مراحله المبكّرة، آفاقًا أمام العلاجات المحتملة التي لا تخفي الأعراض فقط، وإنّما يمكن أن تعالج المرض أيضًا.

نُشر المقال في المجلة العلمية “نيتشر جِنتِكس“.

إقرأ المزيد حول هذا الموضوع: ملاحظة العلامات المبكّرة للزهايمر

أكثروا من زراعة الأشجار

أظهرت دراسة جديدة في كوستا ريكا أن زيادة عدد الأشجار يعزز كوكبنا ويسهم في حماية صحتنا.

تعاون باحثون من ستانفورد وبرينستون، في الريف الأخضر جنوبَ كوستا ريكا، لدراسة دور الأشجار في التأثير على البعوض، ووجدوا أن المناطق الصغيرة التي تتراوح مساحتها بين 90 و250 مترًا وتحتوي على أشجار، كان لها أثرٌ فعّال.

تحتوي بعض الأماكن ذات الغطاء النباتي الكبير على كمية أكبر من البعوض، وهو أمرٌ جيّدٌ للنظام البيئي، حيث كان عدد البعوض الضار أقل، خاصة بعوضة الحمى الصفراء المسببة لأمراض عديدة منها حمى الضنك والشيكونغونيا.

تفضّل، هذه الحشرات التي تنشر الأمراض، وجودها في الأماكن العمرانية أو المزدحمة بالسكان.

يشير البحث إلى احتمال أن تُسهم زراعة الأشجار وحمايتها في مكافحة انتشار الأمراض التي ينقلها البعوض، بصورةٍ طبيعية، ما يعني أن دور الحفاظ على الغابات لا يقتصر على إنقاذ الغابات المطيرة فحسب، وإنّما قد يسهم في إنقاذنا أيضًا.

نُشرت النتائج في المجلة العلمية “لاندسكيب إيكولوجي“، المعنيّة بعلم البيئة الطبيعية.

إقرأ المزيد حول هذا الموضوع: الأخضر مُجدّدًا

البروتينات تكشف عن أسرار كيميائية جديدة

تُعدّ البروتينات واحدة من أكثر الجزيئات التي دُرست ومن بين أكثرها تعقيدًا في علم الأحياء، حيث تقوم بدور النحل في الخلية وتلعب دورًا أساسيًّا في معظم الأنظمة الحيوية فهي مسؤولة عن معظم الوظائف الخلوية. لذلك، ظنّ العلماء أنهم يمتلكون فهمًا جيّدًا للروابط التي تربط البروتينات، لكن يبدو أن فهمهم لم يكن شاملًا.

كشفت دراسة جديدة نُشرت في المجلة العلمية “كوميونيكيشنز كيميستري” عن أربعة أنواع جديدة من الروابط الكيميائية في البروتينات، وتتضمن هذه الروابط النيتروجين والأكسجين والكبريت على وجه التحديد، وتُسمى روابط “إن أو إس”.

اكتُشِفت هذه الروابط من خلال إعادة تحليل البيانات التي استُكشفت بالفعل من 86000 بنية بروتينية والبحث عن أنماط باستخدام أداة ذكاء اصطناعي تسمى “سِمبلِفايد بوند فايندر”.

وقد سلّط البحث الضوء على 69 رابطة “إن أو إس”، لم يتم ملاحظتها من قبل، بما فيها بعض الروابط التي تتضمن الحمضين الأمينيين الجلايسين والأرجينين.

يمكن أن تقوم هذه الروابط بأدوارٍ مهمة في طريقة استجابة البروتينات للتغيرات في الجسم مثل الإجهاد التأكسدي أو سبب تصرفها بطرق معينة لم تكن مفهومة من قبل.

يمكن أن يساعد هذا الاكتشاف الأخير في تصميم أدوية جديدة أو بروتينات متخصّصة، وقد تسهم معرفة هذه الأنواع الجديدة من الروابط في بناء جزيئات أفضل وأكثر فعالية.

أحيانًا، قد يبدأ التطلّع إلى المستقبل بنظرة إلى الماضي.

إقرأ المزيد حول هذا الموضوع: قصة لقاح الحمض النووي الريبوزي المرسال