مستحلب نباتي بديل للألبان والبيض في بعض الأطعمة

TT

مستحلب نباتي بديل للألبان والبيض في بعض الأطعمة

طور فريق من العلماء من جامعة «نانيانغ» التكنولوجية بسنغافورة، مستحلباً نباتياً ليس غنياً بالبروتينات ومضادات الأكسدة فحسب؛ لكنه يتمتع بالخصائص الضرورية ليكون بديلاً للبيض أو منتجات الألبان في المواد الغذائية الأساسية، مثل المايونيز، وتوابل السلطة، والكريمة المخفوقة. وتم الإعلان عن هذا المنتج في 22 ديسمبر (كانون الأول) الماضي. وتعتبر المستحلبات ضرورية لإنتاج الغذاء؛ لأنها تساعد على استقرار مزيج من سائلين لا يمتزجان بسهولة، مثل الزيت والماء. وعلى سبيل المثال، غالباً ما يُستخدم صفار البيض كعامل استحلاب في المايونيز، لضمان عدم فصل الزيت والماء الذي يحتوي عليه.
ويساعد المستحلب المصنوع في جامعة «نانيانغ» أيضاً في تقليل نفايات الطعام؛ حيث يتم تصنيعه عن طريق تخمير الحبوب المستهلكة، وهي منتج ثانوي لصناعة البيرة؛ حيث تشير التقديرات إلى أنه على مستوى العالم، يتم إلقاء حوالي 39 مليون طن من هذه الحبوب المستهلكة في مدافن النفايات سنوياً؛ حيث ستتحلل وتزيد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
ولإنتاج المستحلب، يتم تخمير الحبوب المستهلكة من مخلفات مصانع البيرة، قبل الخضوع لعمليات أخرى لاستخراج البروتينات، لإنتاج أطعمة مثل المايونيز. ومقارنة بتخزين المايونيز الذي يحتوي على العلامة التجارية، فإن المايونيز المنتج باستخدام المستحلب الجديد النباتي، يحتوي على مزيد من البروتين وكميات أعلى من بعض الأحماض الأمينية الأساسية.
وكانت محتويات الدهون والسعرات الحرارية متشابهة، مقارنة بالمايونيز الذي يحتوي على علامة تجارية نموذجية؛ لكن المايونيز المصنوع من المستحلب الجديد يحتوي على مزيد من العناصر الغذائية ومضادات الأكسدة. والمايونيز المحضر باستخدام المستحلب الجديد مذاقه أيضاً مطابق للمايونيز الذي يتم شراؤه من المتجر. وأظهر اختبار مختبري أجراه الباحثون أيضاً، أن المايونيز المصنوع من المستحلب الجديد، أظهر أيضاً نسيجاً أفضل وقابلية انتشار أفضل، مقارنة بنظيره الجاهز.
وفي الوقت الحالي، لا يتم استخدام الحبوب المستهلكة في مصانع البيرة على نطاق واسع في معالجة الأغذية، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى صعوبة استخراج البروتينات منها؛ حيث إن البروتينات «محاصرة» داخل هيكلها المعقد، والعمليات التجارية الحالية، مثل استخدام المواد الكيميائية أو ارتفاع درجة الحرارة لإطلاقها، تكون مكلفة ومعقدة.
ورغم وجود استخدامات أخرى للحبوب المستهلكة في مصانع البيرة، مثل علف الماشية والوقود الصلب، يركز المستحلب المصنوع من جامعة «نانيانغ» على جانبه الغذائي البشري، فضلاً عن استخدام الحلول الطبيعية لإضافة قيمة إليه.
واكتشف فريق الجامعة أن البديل الأرخص والأبسط لإطلاق إمكانات البروتين للحبوب المستهلكة، هو استخدام فطر «Rhizopus oligosporus»، الذي يمكن الحصول عليه بسهولة؛ حيث تخلط الحبوب مع الفطر، وعندما يتخمر الخليط يفرز الفطر الإنزيمات التي تكسر البنية الجزيئية المعقدة للحبوب المستهلكة، مما يجعلها طريقة بسيطة وفعالة، من حيث التكلفة لاستخراج البروتينات ومضادات الأكسدة الموجودة بداخلها.

ويقول ويليام تشين، مدير برنامج علوم وتكنولوجيا الأغذية بجامعة «نانيانغ»، في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للجامعة بالتزامن مع نشر الدراسة: «مستحلبنا هو بمثابة حل فعال، ليس فقط لتقليل النفايات، ولكن يحتمل أيضاً تحسين النظام الغذائي البشري، من خلال إدخال بروتين نباتي يمكن الوصول إليه على نطاق واسع».
ويضيف: «علاوة على ذلك، يتيح لنا مستحلبنا إعادة تدوير منتج محتمل للنفايات، فالفوائد البيئية لإعادة التدوير هائلة، بصرف النظر عن تقليل حجم المواد المهملة والنفايات التي يتم إرسالها إلى مكب النفايات كل عام».


مقالات ذات صلة

رئيس «أبل» للمطورين الشباب في المنطقة: احتضنوا العملية... وابحثوا عن المتعة في الرحلة

تكنولوجيا تيم كوك في صورة جماعية مع طالبات أكاديمية «أبل» في العاصمة السعودية الرياض (الشرق الأوسط)

رئيس «أبل» للمطورين الشباب في المنطقة: احتضنوا العملية... وابحثوا عن المتعة في الرحلة

نصح تيم كوك، الرئيس التنفيذي لشركة «أبل»، مطوري التطبيقات في المنطقة باحتضان العملية بدلاً من التركيز على النتائج.

مساعد الزياني (دبي)
تكنولوجيا خوارزمية «تيك توك» تُحدث ثورة في تجربة المستخدم مقدمة محتوى مخصصاً بدقة عالية بفضل الذكاء الاصطناعي (أ.ف.ب)

خوارزمية «تيك توك» سر نجاح التطبيق وتحدياته المستقبلية

بينما تواجه «تيك توك» (TikTok) معركة قانونية مع الحكومة الأميركية، يظل العنصر الأبرز الذي ساهم في نجاح التطبيق عالمياً هو خوارزميته العبقرية. هذه الخوارزمية…

عبد العزيز الرشيد (الرياض)
خاص تم تحسين هذه النماذج لمحاكاة سيناريوهات المناخ مثل توقع مسارات الأعاصير مما يسهم في تعزيز الاستعداد للكوارث (شاترستوك)

خاص «آي بي إم» و«ناسا» تسخّران نماذج الذكاء الاصطناعي لمواجهة التحديات المناخية

«الشرق الأوسط» تزور مختبرات أبحاث «IBM» في زيوريخ وتطلع على أحدث نماذج الذكاء الاصطناعي لفهم ديناميكيات المناخ والتنبؤ به.

نسيم رمضان (زيوريخ)
خاص يمثل تحول الترميز الطبي في السعودية خطوة حاسمة نحو تحسين كفاءة النظام الصحي ودقته (شاترستوك)

خاص ما دور «الترميز الطبي» في تحقيق «رؤية 2030» لنظام صحي مستدام؟

من معالجة اللغة الطبيعية إلى التطبيب عن بُعد، يشكل «الترميز الطبي» عامل تغيير مهماً نحو قطاع طبي متطور ومستدام في السعودية.

نسيم رمضان (لندن)
خاص من خلال الاستثمارات الاستراتيجية والشراكات وتطوير البنية التحتية ترسم السعودية مساراً نحو أن تصبح قائداً عالمياً في التكنولوجيا (شاترستوك)

خاص كيف يحقق «الاستقلال في الذكاء الاصطناعي» رؤية السعودية للمستقبل؟

يُعد «استقلال الذكاء الاصطناعي» ركيزة أساسية في استراتيجية المملكة مستفيدة من قوتها الاقتصادية والمبادرات المستقبلية لتوطين إنتاج رقائق الذكاء الاصطناعي.

نسيم رمضان (لندن)

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني
TT

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

صمم نظام ذكاء اصطناعي جديد توربين رياح لأول مرة في التاريخ، وفقاً لمطوره.

نظام ذكاء هندسي ثوري

وأعلنت شركة «EvoPhase» البريطانية أن الذكاء الاصطناعي الخاص بها تخلى عن جميع القواعد الراسخة في هندسة مثل هذه الأجهزة. وبناءً على اختباراتها، فإن اختراعها أكثر كفاءة بسبع مرات من التصميمات الحالية.

تتكون «شفرة برمنغهام» The Birmingham Blade -كما تسمي الشركة التوربين- من ست أذرع موازية للأرض متصلة بمحور عمودي مركزي. وتحتوي كل ذراع على شفرة رأسية، وسطح به موجتان تغيران زاوية هجومهما عبر ارتفاعها وطولها.

لعمل مع سرعات رياح منخفضة

يتم تحسين توربينات الرياح التقليدية لسرعات رياح تبلغ نحو 33 قدماً في الثانية. في المقابل، تم تصميم «الشفرة» لسرعات الرياح المتوسطة المنخفضة النموذجية للمناطق الحضرية مثل برمنغهام، والتي تبلغ نحو 12 قدماً في الثانية. هذا يزيد قليلاً عن ثمانية أميال (13كلم تقريباً) في الساعة.

وتم تحسين التصميم للعمل بين المباني الشاهقة التي تنتج أنماط اضطراب تؤثر على فاعلية تصميمات التوربينات الحضرية الأخرى. وإذا ثبت أن هذا صحيح، فقد يفتح التصميم الباب أمام إنتاج كهرباء غير محدود في المباني المكتبية والسكنية بتكلفة تكاد تكون معدومة.

يقول ليونارد نيكوسان، كبير مسؤولي التكنولوجيا في الشركة، في بيان صحافي: «كان استخدام الذكاء الاصطناعي ضرورياً للتحرر من التحيزات طويلة الأمد التي أثرت على تصميمات التوربينات خلال القرن الماضي. سمح لنا الذكاء الاصطناعي باستكشاف إمكانيات التصميم خارج نطاق التجارب البشرية التقليدية».

وفقاً لنيكوسان، تمكن المصممون من «توليد واختبار وتحسين أكثر من 2000 تصميم لتوربينات الرياح في غضون أسابيع قليلة، ما أدى إلى تسريع عملية التطوير لدينا بشكل كبير وتحقيق ما كان يستغرق سنوات وملايين الجنيهات من خلال الطرق التقليدية».

سحر «التصميم التطوري»

«التصميم التطوري الموجه بالذكاء الاصطناعي» هو منهجية تقوم على نفس فكرة الانتقاء الطبيعي. تبدأ العملية بتوليد آلاف المتغيرات التصميمية التي يتم تقييمها وفقاً لوظيفة «البقاء للأفضل»، والتي تحدد مدى نجاح كل متغير في تلبية أهداف المشروع. ويختار الذكاء الاصطناعي أفضل البدائل لاستخدامها أساساً لتكرارات جديدة، وإعادة الجمع بين الميزات وتنويعها لتطوير إصدارات محسنة.

تتكرر هذه الخطوات حتى يصل الذكاء الاصطناعي إلى حل يحقق تحسين جميع العلامات المهمة مثل الكفاءة الديناميكية الهوائية، والاستقرار الهيكلي، والوزن، أو الاكتناز.

تقول الشركة إن عمليتها تتجنب التحيزات البشرية الموجودة في الهندسة التقليدية. بطبيعتها، تكون الهندسة التقليدية محدودة بالأفكار والمعرفة السابقة.

من ناحية أخرى، يستكشف الذكاء الاصطناعي مجموعة واسعة من الاحتمالات دون القيود في العقل البشري. عندما تجمع بين جيل الذكاء الاصطناعي والتكرار التطوري، يمكن أن يؤدي هذا إلى نتائج مبتكرة تتحدى غالباً الفطرة السليمة ولكنها لا تزال تعمل.

إن نهج التصميم التطوري هذا ليس جديداً تماماً، إذ استخدمت صناعة الطيران والفضاء برامج بهذه القدرات لسنوات. ومثلاً استخدمت شركة «إيرباص»، بالتعاون مع شركة «أوتوديسك»، عملية مماثلة لتصميم حاجز مقصورة خفيف الوزن للغاية لطائراتها من طراز A320وظهرت النتيجة مستوحاة من هياكل العظام الطبيعية، ما أدى إلى انخفاض الوزن بنسبة 45 في المائة مقارنة بالهياكل المماثلة المصممة بالطرق التقليدية.

كما طبقت شركة «جنرال إلكتريك» الخوارزميات التطورية في إعادة تصميم حامل محرك نفاث جديد، مما أدى إلى انخفاض وزن القطعة بنسبة 80 في المائة. وتستخدم وكالة «ناسا» أيضاً هذه التقنية منذ سنوات، ففي عام 2006 استخدمت الوكالة خوارزمية تطورية لتصميم «هوائي متطور».

نجاح توربين «برمنغهام بليد»

لقد طبق فريق المصممين بقيادة الدكتور كيت ويندوز - يول من جامعة برمنغهام هذه العملية التطورية لحل مشكلة تكافح العديد من تصميمات التوربينات لمعالجتها: كيفية العمل بكفاءة في البيئات الحضرية، حيث تكون الرياح أبطأ وأكثر اضطراباً بسبب المباني.

ويقول نيكوسان: «كنا بحاجة إلى توربين يمكنه التقاط سرعات الرياح المنخفضة نسبياً في برمنغهام مع إدارة الاضطرابات الناجمة عن المباني المحيطة. وكان لا بد أن يكون التصميم أيضاً مضغوطاً وخفيف الوزن ليناسب التركيبات على الأسطح».

* مجلة «فاست كومباني» خدمات «تريبيون ميديا»