تتسارع وتيرة تصنيع جزيء "حمض الكوجيك" الحيوي، مما يمهد الطريق لفتح قطاع جديد للمواد الكيميائية الخضراء.

انطلاقاً من أهداف خفض الانبعاثات الكربونية المزدوجة وموجة التصنيع الأخضر، ينتقل جزيء حيوي يُدعى "حمض الكوجيك" بسرعة من المختبر إلى طليعة الصناعة، ليصبح محوراً جديداً للاستراتيجيات في قطاعات الكيماويات والأدوية والمواد الجديدة. ويشير خبراء الصناعة إلى أن مساراته الحيوية الفعالة وإمكانات تطبيقاته الواسعة في المراحل اللاحقة تدل على أن عملية استبدال البتروكيماويات التقليدية بالتكرير الحيوي قد دخلت مرحلة أكثر تطوراً من الابتكار الجزيئي.

من المختبر إلى المصنع: تقنية التحفيز الحيوي تتيح التحويل الفعال

حمض الكوجيك، المعروف كيميائياً باسم "5-هيدروكسي-2-(هيدروكسي ميثيل)-4H-بيران-4-ون"، هو حمض عضوي قصير السلسلة يحتوي على مجموعات وظيفية متعددة. غالباً ما تكون طرق تصنيعه الكيميائية التقليدية معقدة وغير فعالة. في السنوات الأخيرة، تم تحقيق إنجازات في مسارات التخليق الأخضر باستخدامالسكريات المتجددة (مثل الجلوكوز أو المالتوز) كمواد أولية، من خلال التخمر الميكروبي أو التحفيز الإنزيمي.

صرح رئيس قسم البحث والتطوير في إحدى الشركات المحلية الرائدة في مجال التكنولوجيا الحيوية: "لقد نجحنا في تطوير سلالات مُهندسة فعالة وأنظمة تحفيز إنزيمية قادرة على تحويل مواد أولية مثل الجلوكوز إلى حمض الكوجيك بانتقائية وإنتاجية عاليتين. بالمقارنة مع الطرق البتروكيميائية،"تتم عملية التخليق الحيوي في ظل ظروف معتدلة، وتنتج عددًا أقل من المنتجات الثانوية، ولها بصمة كربونية أقل بكثير.يتم الحصول على المواد الخام من الكتلة الحيوية المتجددة مثل الذرة أو قصب السكر، بما يتماشى مع متطلبات الاستدامة الأساسية.

حالياً، قامت العديد من الشركات المحلية بإنشاء أو تخطط لإنشاء مرافق تجريبية وصناعية تتراوح طاقتها الإنتاجية من مئات إلى آلاف الأطنان، بهدف توفير إمدادات مستقرة من المواد الخام لتطوير السوق في المراحل اللاحقة.

تظهر إمكانات التطبيق في قطاعات متعددة، والمنتجات ذات القيمة المضافة العالية هي التوجه الأساسي

يحتوي جزيء حمض الكوجيك على مجموعات الهيدروكسيل والكربونيل، مما يجعله متعدد الاستخدامات كيميائياً ومثالياً.مادة كيميائية أساسية حيوية. يتم تحقيق قيمتها الصناعية بالكامل من خلال المشتقات اللاحقة:

1. المستحضرات الصيدلانية والتجميلية:يُعرف حمض الكوجيك ومشتقاته على نطاق واسع بـخصائص تفتيح البشرة ومضادات الأكسدةمما يجعلها مكونات أساسية في مستحضرات التجميل لعلاج فرط التصبغ. كما أنها تُستخدم كمادة أولية لتصنيع بعض الأدوية، وكمادة حافظة بفضل خصائصها المضادة للميكروبات.

2. مواد جديدة:يمكن استخدام حمض الكوجيك في تصنيعالبوليمرات الحيوية، وعوامل التخليب الوظيفية، والراتنجات المتخصصةقد توفر البوليمرات المشتقة منه توافقًا حيويًا جيدًا وتجد تطبيقات في المواد الطبية الحيوية أو المنتجات الصديقة للبيئة.

3. صناعات الأغذية والأعلاف:باعتباره مركباً طبيعياً، يمكن لحمض الكوجيك أن يعمل كـمادة حافظة، أو مضاد للأكسدة، أو محسن للنكهةفي الغذاء. وفي علف الحيوانات، قد يحسن التوافر البيولوجي لبعض العناصر المعدنية.

تتعايش التحديات والفرص، والتعاون في سلسلة الصناعة هو المفتاح.

على الرغم من الآفاق المشرقة، تواجه صناعة حمض الكوجيك تحديات.لا تزال تكاليف الإنتاج تفتقر إلى القدرة التنافسية المطلقة مقارنة بنظيراتها البتروكيماوية الناضجة، وتتطلب أسواق التطبيقات النهائية وقتاً للتطوير والتحقق، كما أن معايير الموافقة التنظيمية للمنتجات ذات الصلة تحتاج إلى وضع عاجل.

ويشير الخبراء إلى أن تطوير هذه الصناعة يجب أن يتجاوز مجرد "تصنيع الجزيء" إلى"تحديد قيمتها".هذا يتطلبالابتكار التعاوني عبر سلسلة "الإنتاج - الأوساط الأكاديمية - البحث - التطبيق" بأكملها"أكد أحد محللي الصناعة. "في المنبع، نحتاج إلى التحرير الجيني لتعزيز أداء السلالة؛ وفي منتصف الطريق، يجب علينا تحسين عمليات التخمير والفصل لتقليل التكاليف؛ وفي المراحل النهائية، يعد التعاون العميق مع شركات الأدوية والمواد أمرًا ضروريًا للمشاركة في تطوير المنتجات النهائية وتعزيز وضع المعايير.

التوقعات: إمكانية أن تصبح محرك نمو جديد للتصنيع الحيوي

مع التطورات المستمرة في علم الأحياء التركيبي والكيمياء الخضراء، تواجه المواد الكيميائية الدقيقة الحيوية، مثل حمض الكوجيك، فرصة تاريخية. ولا يقتصر تطويرها على كونها "مكملاً أخضر" للصناعة الكيميائية التقليدية، بل تحمل في طياتها إمكانية إنشاء أنظمة منتجات وتطبيقات جديدة كلياً.

من المتوقع أن يتحول حمض الكوجيك، في ظل الدعم المزدوج من السياسات وقوى السوق، من "جزيء نجمي" إلى...السلسلة الصناعية الخضراء ربط الزراعة والصناعة والأسواق الاستهلاكية النهائية في المستقبل القريب، وضخ حيوية جديدة في التنمية الاقتصادية والاجتماعية عالية الجودة.