تخمير الخضروات كمصدر مهمل لغازات الاحتباس الحراري: من الآليات الميكروبية إلى آثارها على الميزانية العالمية

المخللات والارتباط بالمناخ

الخضروات المخمرة مثل المخللات والكمتشي هي أطعمة يومية توجد في مطابخ العالم. تكشف هذه الدراسة أن الجرار التي تفور بهدوء على طاولات المطبخ وفي المصانع تُصدر أيضًا غازات تُسخّن المناخ. من خلال دراسة سلوك الميكروبات أثناء تخمير الخضروات، يبيّن الباحثون أن هذه العملية المألوفة تشكل جزءًا صغيرًا لكن حقيقيًا من ميزان غازات الاحتباس الحراري العالمي.

لماذا تهم الخضروات المخمرة جودة الهواء

بدأ الفريق بالسؤال عما إذا كانت الخضروات المخللة الشائعة تُطلق غازات دفيئة أثناء التخمير. أعدوا جرارًا محكمة تحوي ملفوفًا صينيًا وخيارًا وفجلًا، ثم تتبعوا تراكم ثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروز في الغاز والسائل المحيط بالخضروات. في غضون خمسة أيام فقط، ارتفعت مستويات الغازات داخل الجرار إلى ما هو أعلى بكثير من قيم الهواء الطبيعي، مما يؤكد أن التخمير ليس مجرد عملية لإنتاج النكهة بل أيضًا لإنتاج الغازات. ظهر الميثان لفترة وجيزة وبكميات ضئيلة، مما يُشير إلى أن القلق المناخي الرئيسي يكمن في ثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروز.

مستويات الملح توجه نوع الغاز

نظرًا لأن الملح مركزي في صناعة المخللات، اختبر الباحثون كيف تغيّر مستويات الملح المختلفة إنتاج الغازات خلال 90 يومًا من تخمير الملفوف. أنتجت المحاليل قليلة ومتوسطة الملح كميات أكبر بكثير من أكسيد النيتروز، بينما أنتجت المحلول عالي الملح كمية أكبر بكثير من ثاني أكسيد الكربون. أظهرت قياسات مفصّلة للحموضة والمركبات النيتروجينية المذابة والكربون العضوي أن المحاليل الأقوى سحبت المزيد من السكريات ومركبات غنية بالكربون من الملفوف. هذا الوقود الإضافي، إلى جانب مجتمع ميكروبي متحمّل للملح، ساعد في دفع إطلاق كمية أكبر من ثاني أكسيد الكربون في الظروف المالحة.

الميكروبات تعمل داخل الجرة

لفهم من يُنتج أي غازات، قام العلماء بتسلسل الحمض النووي الميكروبي للمحلول المخلل. سيطرت الجرار قليلة الملح بكتيريا من مجموعة البروتيوباكتيريا، بما في ذلك Enterobacter وSerratia، المعروفة بتحويل النترات إلى أكسيد النيتروز في ظروف الأكسجين المنخفضة. عند الملح العالي، انخفضت هذه الميكروبات الحساسة للملح وتسلمت بكتيريا حمض اللاكتيك المحبة للملح مثل Pediococcus وLeuconostoc وLactobacillus السيطرة. أشارت التحليلات الحاسوبية لإمكاناتهم الجينية إلى أن مجتمعات الملح المنخفض فضلت مسارات تتسرب منها أكسيد النيتروز، بينما فضلت مجتمعات الملح العالي طرقًا تحول النترات إلى أمونيوم بدلاً من ذلك، ما يتجنب أكسيد النيتروز لكنه يظل يكسر الكربون ويطلق ثاني أكسيد الكربون.

من جرار المنازل إلى الأرقام العالمية

باستخدام معدلات انبعاث الغاز التي قاسوها، قدّر المؤلفون ما قد يعنيه ذلك بمقياس صناعة المخللات العالمية. بافتراض أن نحو عُشر محصول الخضروات العالمي يُخمر، حسبوا أن الخضروات المخللة قد تُطلق ما بين نحو ستة عشر ألفًا وما يقرب من سبعة وخمسين ألف طن من مكافئ ثاني أكسيد الكربون سنويًا. يأتي جزء من هذا من الغاز في الفراغ العلوي للجرار والخزانات، وجزء من الإطلاق اللاحق للغازات المذابة عندما تُصرف المحاليل المالحة وتتعرّض للهواء. على الرغم من أن هذا ضئيل مقارنةً بالانبعاثات من محطات الطاقة أو السيارات، إلا أنه يشير إلى مصدر مُهمل سابقًا وهو واسع الانتشار ويمكن إدارته تقنيًا.

ماذا يعني هذا للغذاء والمناخ

بعبارات بسيطة، تُظهر الدراسة أن صناعة المخللات تشبه تشغيل العديد من المفاعلات الحيوية الصغيرة التي تحول كربون الخضروات والنيتروجين المشتق من الأسمدة إلى غازات تُسخّن الكوكب. تميل الوصفات عالية الملح إلى استبدال أكسيد النيتروز بثاني أكسيد الكربون الأكثر وفرة، بينما تفعل الوصفات الأقل ملحًا العكس. يقترح العمل أن معالجي الأغذية والباحثين يمكنهم تصميم طرق تخمير تحافظ على النكهة والسلامة مع تقليل انبعاث الغازات، على سبيل المثال من خلال تعديل مستويات الملح أو خلطات الميكروبات أو طريقة التعامل مع المحلول. كما يذكرنا أن أثر المناخ للنظام الغذائي النباتي وهدر الطعام لا يقتصر على الحقول والنقل بل يشمل أيضًا ما يحدث داخل كل جرة تهمهمش بهدوء.

الاستشهاد: Huo, P., Zhang, X., Xu, C. et al. Vegetable fermentation as an overlooked source of greenhouse gases: from microbial mechanisms to global budget implications. npj Sci Food 10, 167 (2026). https://doi.org/10.1038/s41538-026-00825-4

الكلمات المفتاحية: تخمير الخضروات, المخللات, غازات الاحتباس الحراري, أكسيد النيتروز, ميكروبيولوجيا الغذاء