Naukowcy z zespołu z Southern Illinois University Carbondale opracowali nowatorską metodę, która pozwala przekształcać odpady z plastikowych butelek oraz resztki roślinne w pełnowartościową żywność.
Wykorzystując specjalnie zmodyfikowane drożdże, badacze wyprodukowali składniki bogate w białko, tłuszcze oraz witaminy, z których następnie przygotowano wysokobiałkowe ciastka uformowane za pomocą drukarki 3D. Przełomowa technologia, zaprezentowana podczas konferencji American Chemical Society Fall 2026 w Chicago, ma znaleźć zastosowanie w warunkach drastycznie ograniczonego dostępu do surowców: od długotrwałych misji kosmicznych NASA po rejonu dotknięte katastrofami naturalnymi na Ziemi.
Od plastikowej butelki do wartościowego białka
Sercem nowej metody jest proces biotransformacji polimerów. Zespół badawczy pod kierunkiem dr. Lahiru Jayakody’ego skupił się na przetwarzaniu politereftalanu etylenu (PET), czyli tworzywa powszechnie stosowanego do produkcji jednorazowych butelek na napoje. Proces nie polega jednak na bezpośrednim dodawaniu mikroplastiku do jedzenia. W pierwszej fazie eksperymentu plastik PET oraz odpady roślinne – takie jak łodygi i liście kukurydzy – poddawano działaniu tlenu, wody, wysokiego ciśnienia oraz wysokiej temperatury. Związki te uległy rozkładowi do prostszych substancji chemicznych.
Dopiero w kolejnym etapie do akcji wkroczyły mikroorganizmy. Odpowiednio zmodyfikowane drożdże pozyskiwały węgiel zawarty w powstałych związkach jako źródło do swojego wzrostu. W rezultacie mikroorganizmy zaczęły wytwarzać węgiel, białka, tłuszcze oraz kwasy niezbędne do budowy wartościowych produktów spożywczych. Jak wyjaśnia dr Lahiru Jayakody, pomysł wziął się z faktu, że zarówno plastik, jak i żywność zawierają węgiel, co stwarza przestrzeń do przetwarzania odpadów w produkty o znacznie wyższej wartości.
Druk 3D i ciastka microbites
Aby przekształcić odzyskaną masę biologiczną w gotowy produkt spożywczy, amerykańscy inżynierowie dodali do niej błonnik, skrobię oraz substancję słodzącą. Następnie mieszankę wprowadzono do drukarki 3D, która uformowała wysokobiałkowe przekąski nazwane microbites.
Na tym prace nad recepturą się nie skończyły. W dalszych etapach badań naukowcom udało się zmodyfikować procesy metaboliczne mikroorganizmów tak, aby same produkowały substancje poprawiające walory smakowe, zapachowe oraz odżywcze. Zmodyfikowane gatunki drożdży piekarskich Saccharomyces cerevisiae wytwarzały między innymi wanilinę, natomiast drożdże Rhodosporidium toruloides produkowały beta-karoten, będący prekursorem witaminy A.
Bezpieczeństwo, testy zapachu i perspektywy rozwoju
Z dotychczasowych analiz przeprowadzonych przez autorów projektu wynika, że ciastka microbites są bezpieczne dla zdrowia. Zespół z Southern Illinois University Carbondale czeka obecnie na formalne zgody na przeprowadzenie oficjalnych testów smakowych. Zorganizowano już jednak ocenę zapachu wyprodukowanych przekąsek: większość uczestników badania zadeklarowała, że na podstawie samego zapachu byłaby skłonna zjeść przygotowane ciastka.
Projekt zrealizowano w ramach inicjatywy NASA Deep Space Food Challenge, której celem jest wypracowanie samowystarczalnych systemów produkcji żywności dla astronautów biorących udział w misjach na Księżyc czy Marsa. Technologia ma jednak ogromny potencjał komercyjny i społeczny na Ziemi. Badacze planują kontynuować prace, by w przyszłości mikroorganizmy mogły samodzielnie syntetyzować także pozostałe składniki: skrobię, błonnik i substancje słodzące, bez konieczności dodawania ich z zewnątrz.
Źródło: Nauka w Polsce
Czytaj także:
