גומי
מקורות חלופיים לגומי טבעי

עץ הגומי Hevea brasiliensis הוא המקור לרוב תפוקת הגומי הטבעי בעולם. ישנה דרישה הולכת וגוברת למציאה של מקורות חלופיים לגומי טבעי מכמה סיבות עיקריות, כאשר הסיבה המובילה היא מחלת כימשון העלים הדרום-אמריקני (SALB – South American Leaf Blight). כימשון זה נגרם על ידי הפטריה Microcyclus ulei ממערכת האסקומיקוטה ופוגעת בעצי גומי שנכנסים לשלב הבגרות, 6–7 שנים לאחר הנביטה. הכימשון גורם נזק קשה לעלים, הגבעולים והפרות הצעירים ותוך פרק זמן קצר גורמת לתמותת העץ. כימשון העלים הדרום-אמריקני עדיין לא התפשט מחוץ לגבולות דרום ומרכז אמריקה, הודות לסגר ביולוגי מחמיר ביותר, אך עם הזמן גוברת הסכנה המצטברת להעברה של נבגים של הפטריה. מטעי הגומי במזרח אסיה פגיעים במיוחד למחלה משום שהגיוון התורשתי שלהם מצומצם מאוד. העברה של נבגי Microcyclus ulei למזרח אסיה עשויה להתרחש בכל נתיב מסחר שמקשר בין דרום אמריקה לבין מזרח אסיה, והיא עלולה לגרום לקריסה של כל תעשיית הגומי הטבעי בעולם.
סיבה נוספת לחיפוש אחר מקור חלופי לגומי טבעי היא שיעור האנשים האלרגיים לחלבונים בצמג שמקורו בעץ הגומי, אשר זינק בשנות ה-80 של המאה ה-20 בעקבות השימוש בכפפות לטקס בטיפולים רפואיים. האומדנים על שכיחות האלרגיה ללטקס בקרב אנשי צוות רפואי נעים בין 3.7%–8.0%. ללא טיפול מונע מתאים, כרבע עד מחצית מהילדים הסובלים ממומים במערכת המין ודרכי השתן או משדרה שסועה עלולים לפתח אלרגיה ללטקס בעקבות התערבות ניתוחית. כפפות ניתוח נטולות לטקס הפגינו ביצועים נחותים במבחני חדירות בהשוואה לכפפות לטקס, ולכן השימוש בהן עשוי להוות סיכון בטיחותי למטפלים ולמטופלים.
סיבה שלישית היא תנאי הגידול הייחודיים של עץ הגומי. עץ הגומי גדל רק באזורים טרופיים בעלי חורף חם וריבוי משקעים. על מנת לענות על דרישות השוק יש צורך להרחיב את תחומי הגידול, ולמצוא מינים שניתן לגדל גם באקלים קר יותר או לחלופין באזור עם מיעוט משקעים. בגלל עליית מחירי הנפט הגולמי הביקוש העולמי לביו-דיזל הולך וגובר, ומסיבה זו מטעי גומי בחלק נרחב מהאזורים במזרח אסיה נעקרים ומגדלים בהם כיום את דקל השמן עבור הפקה של ביו דיזל. בניגוד לדקל השמן, לא ניתן להיעזר במכונות עבור הפקת הגומי מעץ הגומי והעבודה מתבצעת באופן ידני בלבד, תהליך יקר משמעותית מאיסוף ממוכן. בנוסף לכך מחירי הנפט הגולמי העולים מייקרים את ייצור הגומי הסינתטי. חוסר הוודאות לגבי כמות הנפט שעוד ניתן להפיק מבארות ברחבי העולם תורמת גם היא למאמצים לחיפוש מקורות חלופיים לגומי טבעי.
הדרישות ממקור חלופי לגומי טבעי הן ייצור כמות גדולה של גומי בעל משקל מולקולרי גבוה, כמות גדולה של ביומסה וקצב גידול מהיר. מתוך כל מגוון המינים שידוע שמייצרים גומי רק שני צמחים נחקרו לעומק כמקור פוטנציאלי לגומי: השינן הרוסי ושיח הוּוַאיוּלִי. צמח הַוּוַאיוּלִי Parthenium argentatum or GUAYULE נהגה (why-YOU-lee) הוא שיח רב שנתי ממשפחת המורכבים הגדל באזורים צחיחים למחצה במקסיקו ובדרום ארצות הברית. מלבד עץ הגומי, שיח הַוּוַאיוּלִי הוא הצמח היחיד בו השתמשו בראשית המאה העשרים לייצור תעשייתי של גומי טבעי. הגומי המופק מהצמח הוא באיכות גבוהה המתבטאת במשקל מולקולרי גבוה, ובתכולת חלבונים אלרגניים נמוכה משמעותית זו של עץ הגומי. בזכות תכונות אלו גומי המופק מצמח הַוּוַאיוּלִי משמש לייצור של אמצעים היפואלרגניים לתעשיית הרפואה כגון כפפות גומי וצנתרים.
הפקת הגומי מצמח הַוּוַאיוּלִי מתבצעת באמצעות קציר של הצמח, ריסוק הענפים והעלים, מיצוי הצמג באמצעות כבישה והוספת ממיסים אורגניים. היתרונות הבולטים של צמח הַוּוַאיוּלִי על פני עץ הגומי כגידול תעשייתי הם יכולת הצמח לגדול באזורי אקלים יבשים (אם כי הצמח לא שורד טמפרטורות נמוכות בחורף), והאפשרות לקצור ולעבד את היבול במכונות. החיסרון העיקרי הוא העלות הגבוהה של המכשור והחומרים הכימיים הדרושים להפקת הגומי.
בשנות השלושים של המאה העשרים ממשלת ברית המועצות פיתחה תוכנית לייצור של גומי טבעי ממקור שאינו עץ הגומי – השינן הרוסי. השינן הרוסי Taraxacum koksaghyz הוא צמח ממשפחת המורכבים שגדל בקזחסטן ומכיל כמויות גבוהות של גומי במשקל מולקולרי גבוה המרוכז בשורש. יש לשינן הרוסי יתרון על פני עץ הגומי בכך שהוא צמח חד-שנתי בעל קצב גידול מהיר במיוחד וניתן לגדל אותו בתנאים דומים לאלו שבהם גדלים גידולים אחרים ממשפחת המורכבים כגון עולש וחסה. קצב הגידול המהיר מאפשר ברירה מהירה של זנים מניבים, וביצוע של מספר רב של הכלאות עם מינים אחרים של שינן כגון שינן רפואי ושינן עב שורש לקבלת כלאיים בעלי תכונות עדיפות.
בנוסף לכך מתבצע מחקר שמטרתו ליצור צמחי שינן מהונדסים גנטית המייצרים כמות גדולה יותר של גומי. חיסרון אפשרי של גומי המופק מהשינן הוא תכולת החלבון הגבוהה שלו העלולה לגרום לתגובה אלרגית קשה אף יותר מהתגובה שמחולל גומי מהעץ הוואה ברזילאית. מנגנון הפרשת הצמג בצמח השינן דומה לזה של עץ הגומי, ומתנהל בתוך תאים ייעודיים (תאי Laticifer). עם זאת לא ניתן להפיק את הצמג על ידי חריצה של קליפת הצמח משום שהגומי מתרכז בשורש. הפקת הצמג מתבצעת על ידי עקירה של כלל
היבול, ריסוק שורשי הצמח וכבישה להפקת הגומי. בדומה להפקת הגומי מצמח הַוּוַאיוּלִי, יש לשינן הרוסי יתרון בכך שניתן להשתמש במכונות בכל תהליך הפקת הגומי. החסרון המשותף לצמח השינן ולצמח הַוּוַאיוּלִי הוא העלות הגבוהה של תהליך הפקת הגומי הנובעת מהעיבוד הכימי הדרוש כדי להפיק את הגומי מהצמג לאחר הפקתו מהצמח.