إنتاج وتوصيف والخواص الوظيفية لمركز البروتين من بذور Momordica cochinchinensis

من نفايات المطبخ إلى غذاء المستقبل

مع تزايد أعداد الأشخاص الباحثين عن طرق صديقة للكوكب للحصول على البروتين دون الاعتماد على اللحوم ومنتجات الألبان، تعاد دراسة الأطعمة التي كانت تُعامل سابقًا كمهملات. تركز هذه الدراسة على بذور فاكهة الجاك، وهي فاكهة استوائية حمراء ذات أشواك شائعة في جنوب شرق آسيا. اللب الملون حول البذور مُقدَّر بالفعل لقيمته الغذائية، لكن البذور نفسها عادةً ما تُرمى في القمامة. هنا يوضح الباحثون كيف يمكن تحويل هذه البذور المهملة إلى مكوّن بروتيني مركز له خصائص تجعله جذابًا كبديل للحوم، ومشروبات صحية، وغيرها من الأطعمة الحديثة.

قيمة خفيّة داخل بذور الجاك

تعد بذور الجاك ناتجًا ثانويًا زراعيًا: بعد معالجة اللب الأحمر الزاهي تُلقى البذور عادةً بعيدًا. ومع ذلك أشارت أعمال سابقة إلى أن البذور غنية بالبروتين ومركبات حيوية فعالة، بما في ذلك بروتينات صغيرة قد تملك تأثيرات مضادة للأورام وحماية للأعصاب. ما لم يُستكشف سابقًا هو ما إذا كان يمكن استخلاص بروتين البذرة بكامله بكفاءة واستخدامه كمكوّن غذائي وظيفي، وليس فقط كمصدر لمركبات طبية معزولة. بدأ الفريق بتجفيف البذور بعناية، وإزالة جزء من الزيت، وطحنها، مؤكدين أن الدقيق الناتج احتوى على مستويات بروتين قابلة للمقارنة أو أعلى من العديد من مخلفات بذور الزيوت الشائعة مثل فول الصويا أو قشور دوار الشمس.

إيجاد نقطة الاستخلاص المثلى

لتحويل هذا الدقيق إلى مركز بروتين قابل للاستخدام، طور الباحثون عملية استخلاص مرحلية. علقوا دقيق البذور في الماء، وضبطوا الخلطة لظروف مختلفة، واستخدموا موجات صوتية عالية الطاقة — الموجات فوق الصوتية — لمساعدة سحب البروتينات من مادة البذرة. من خلال تغيير كمية الماء، وحموضة أو قلوية الوسط (pH)، وشدة الموجات فوق الصوتية، ووقت المعالجة بشكل ممنهج، حدّدوا التركيبة التي أعطت أعلى عائد بروتين مع أدنى تلف ممكن. كانت أفضل الظروف خليطًا نسبيًا مخففًا، ووسطًا قلويًا قويًا، وشدة فوق صوتية متوسطة، وحوالي عشرين دقيقة من المعالجة. بعد هذه الخطوة، عدّلوا قيمة الـ pH إلى نقطة حمضية خفيفة حيث تتكتل البروتينات طبيعيًا ويمكن فصلها وتجفيفها إلى مسحوق.

ما الذي يميّز هذا البروتين

كان مركز بروتين بذور الجاك الناتج أكثر من 81 بالمئة بروتين، قفزة كبيرة مقارنة بالدقيق الأصلي، وأقل بكثير في الدهون والنشا والسكريات. عندما فحص الفريق البروتين باستخدام تقنيات مختبرية تفصل الجزيئات حسب الحجم، وجدوا أنه يهيمن عليه وحدات بروتينية صغيرة نسبيًا. ارتبطت هذه البروتينات منخفضة الوزن في أبحاث سابقة بنشاطات مضادة للأكسدة وأنشطة مفيدة أخرى. أظهر التكوين من الأحماض الأمينية مزيجًا من وحدات بنائية أساسية وغير أساسية، بما في ذلك كميات كبيرة من حمض الغلوتاميك، وحمض الأسبارتيك، والأرجينين. كشفت اختبارات باستخدام تحليل جذور حرة قياسي أن المركز يمتلك قدرة مضادة للأكسدة قابلة للقياس تزداد مع الجرعة، مما يوحي بأنه قد يساعد في حماية الأطعمة — وربما الجسم — من بعض الأضرار التأكسدية.

كيف يتصرف البروتين داخل الطعام

بخلاف القيمة الغذائية، يهتم مصنّعو الأغذية بكيفية تصرّف البروتين عند الخلط أو التسخين أو الخفق أو الدمج مع الزيت والماء. أدّى بروتين بذور الجاك أداءً جيدًا في كثير من هذه الجوانب. انخفضت قابليته للذوبان في الماء بالقرب من منطقة «الحياد» الطبيعية له لكنه زادت بشدة في كل من الظروف الحمضية والقلوية، نمط شائع لدى العديد من البروتينات النباتية. احتفظ بالماء بفعالية، خاصة عند قيم pH الأعلى، وهو أمر مهم للقوام العصاري في اللحوم النباتية والمخبوزات. كانت قدرته على ربط الزيت أعلى من تلك في الدقيق الأصلي، بفضل مناطق طاردة للماء مكشوفة على سطح البروتين، مما يجعله مفيدًا في الأطعمة الدهنية مثل النقانق والم spreads والصلصات. شكّل البروتين أيضًا مستحلبات زيت في ماء مستقرة وأنتج رغوات تحسنت ثباتها في الظروف القلوية. ومن اللافت أنه قادر على تكوين جيلاتينية صلبة عند تركيزات منخفضة، مما يلمّح إلى استخدامات في منتجات تتطلب قوامًا مرنًا ومنظّمًا.

من ناتج محلي إلى مكوّن عالمي

تشير هذه النتائج مجتمعة إلى أن بذور الجاك — التي كانت تُعتبر نفايات — يمكن تحويلها إلى مكوّن بروتيني عالي النقاء بتوليفة مفيدة من الخصائص الغذائية والوظيفية. لا تعزز عملية الاستخلاص المحسنة بالموجات فوق الصوتية فقط كمية البروتين المسترد، بل يبدو أنها تحسّن أيضًا سلوكه في أنظمة الماء والزيت والرغوة التي تشكل أساس العديد من الأطعمة المألوفة. وبينما هناك حاجة لمزيد من العمل لتأكيد مدى هضم الجسم لهذا البروتين واستخدامه، وكيفية عمله في وصفات تجارية فعلية، تقدم الدراسة دليلًا واضحًا على المفهوم: يمكن لمنتج ثانوي استوائي مهمل أن يساعد في تلبية الطلب العالمي المتزايد على بروتين نباتي مستدام مع تقليل هدر الطعام.

الاستشهاد: Nguyen, A.V., Nguyen, K.K., Le, U.N.T. et al. Production, characterization, and functional properties of protein concentrate from Momordica cochinchinensis seeds. Sci Rep 16, 10598 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46377-1

الكلمات المفتاحية: بروتين نباتي, بذور الجاك (Gac), استخلاص بالموجات فوق الصوتية, تحويل نفايات الطعام إلى قيمة, مكونات غذائية وظيفية