1554
Пластикова пляшка навряд чи асоціюється з інгредієнтом для випічки, але команда Southern Illinois University Carbondale намагається перетворити саме її в джерело їжі. Дослідники запрограмували дріжджі так, щоб вони використовували молекули з розкладеного PET-пластику та сільськогосподарських відходів для виробництва білків, жирів, кислот, ароматичних речовин і попередників вітамінів. Отримані компоненти вже використали для 3D-друку прототипів білкового печива µBites.
Проєкт виник у межах NASA Deep Space Food Challenge. Для тривалих польотів на Місяць або Марс необхідні системи, які здатні максимально повторно використовувати матеріали й виробляти їжу при мінімальній кількості ресурсів.
Дослідники виходили з простої хімічної ідеї: і пластик, і їжа містять багато вуглецю. Проблема полягає в тому, щоб розібрати складні полімери на маленькі молекули, які можуть використовувати живі клітини.
Команда працює з PET — поліетилентерефталатом, з якого виготовляють багато пляшок для води та газованих напоїв. Разом із ним у процес можуть надходити стебла та листя кукурудзи й інша рослинна біомаса.
Спочатку матеріали проходять oxidative hydrothermal dissolution. Ця технологія використовує воду, кисень, високу температуру й тиск, щоб розбити стійку сировину на водорозчинні молекули, доступні для мікроорганізмів.
Після цього отриману суміш передають дріжджам. Дослідники використали кілька безпечних для харчових технологій штамів, серед них звичайні пекарські дріжджі Saccharomyces cerevisiae.
Мікроорганізми працюють як біологічні фабрики. Вони споживають вуглецеві сполуки й перетворюють їх на нову біомасу та харчові компоненти.
У новому етапі роботи S. cerevisiae модифікували так, щоб вони могли виробляти ванілін — головну молекулу ванільного аромату — з ферулової кислоти рослинного походження.
Інший вид дріжджів, Rhodosporidium toruloides, адаптували до використання етиленгліколю, який можна отримати з PET. У результаті клітини виробляли бета-каротин — пігмент і попередник вітаміну A.
Білкову дріжджову масу змішували з клітковиною, крохмалем і підсолоджувачем, після чого суміш пропускали через 3D-принтер і формували невеликі печива µBites.
Команда повідомляє, що лабораторні дані підтверджують безпечність продукту за досліджуваними параметрами. Проте для нового етапу смакових тестів дослідники ще очікують інституційного дозволу.
Важливо, що людина не їсть шматочки пластику. Полімер попередньо хімічно розкладається, а його вуглецеві компоненти стають сировиною для мікроорганізмів, які синтезують зовсім нові біологічні молекули.
Технологія поки далека від звичайної харчової фабрики. Їй потрібні подальші дослідження безпечності, масштабування процесу та регуляторне схвалення.
Розробники сподіваються, що в перспективі їстівні компоненти можна буде отримувати не лише для космічних місій, а й для підводних човнів, зон стихійних лих та інших місць, де звичайне постачання їжі обмежене.
