Plastikowe butelki i odpady rolnicze mogą w przyszłości stać się surowcem do produkcji żywności. Naukowcy z USA opracowali metodę, w której zmodyfikowane drożdże przekształcają związki pochodzące z plastiku PET i biomasy roślinnej w składniki odżywcze oraz substancje odpowiadające za smak i aromat. Z uzyskanych w ten sposób produktów powstały wydrukowane w 3D ciasteczka.

Produkcja jedzenia w kosmosie i na Ziemi

Technologia została opracowana w ramach programu NASA Deep Space Food Challenge przez zespół ze Southern Illinois University i zaprezentowana podczas spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego. Jej celem jest stworzenie sposobu produkcji żywności w warunkach, w których dostęp do świeżych surowców jest ograniczony – np. w kosmosie. Autorzy projektu wskazują jednak, że rozwiązanie mogłoby znaleźć zastosowanie również na Ziemi – jednocześnie ograniczając ilość odpadów i dostarczając składników wykorzystywanych do produkcji żywności.

Jednym z materiałów wykorzystanych przez badaczy był politereftalan etylenu, czyli PET, powszechnie stosowany m.in. do produkcji butelek na wodę i napoje. Materiał ten zawiera związki bogate w węgiel, który może zostać wykorzystany przez mikroorganizmy jako surowiec do do syntezy innych związków.

Prąd z oleju po frytkach i nawozy z odpadów hodowli owadów. Nowe badania z Wrocławia

Żywność z plastiku i odpadów

Oprócz PET naukowcy wykorzystali również odrzucone łodygi i liście kukurydzy oraz inną biomasę roślinną. Odpady poddawano najpierw procesowi zwanemu utleniającym rozpuszczaniem hydrotermalnym. Wykorzystuje on wodę i tlen pod wysoką temperaturą i ciśnieniem, aby rozłożyć twarde materiały na mniejsze fragmenty, które mogą zostać wykorzystane przez mikroorganizmy. Kolejnym etapem było wykorzystanie odpowiednio zaprogramowanych drożdży. Mikroorganizmy otrzymywały powstałe w ten sposób związki i przekształcały je w nowe składniki, w tym białka, tłuszcze i kwasy.

Autorzy projektu tłumaczą, że zarówno plastik, jak i żywność zawierają węgiel. Zamiast więc traktować plastik wyłącznie jako odpad, naukowcy chcieli wykorzystać zawarty w nim węgiel do produkcji bardziej wartościowych produktów.

Ciasteczka wydrukowane w 3D

W projekcie wykorzystano kilka szczepów drożdży, w tym Saccharomyces cerevisiae, czyli drożdże piekarskie. Mikroorganizmy zostały odpowiednio zmodyfikowane, aby mogły wytwarzać konkretne składniki przydatne przy produkcji żywności, m.in. waniliny – związku odpowiadającego za smak i aromat wanilii. Drożdże wykorzystują w tym celu kwas ferulowy pochodzący z biomasy odpadowej. W ten sposób badacze próbują nie tylko uzyskać podstawową masę bogatą w białko, ale również poprawić smak, zapach i wygląd powstającej żywności.

Produkty wytworzone przez drożdże zostały następnie połączone z białkiem drożdżowym oraz dodatkowymi składnikami. Powstałą mieszaninę naukowcy wykorzystali do stworzenia ciasteczek za pomocą drukarki 3D. Badacze nazwali uzyskane ciastka µBites i podkreślają, że są bezpieczne do spożycia, jednak na tym etapie nie przeprowadzono jeszcze testów smaku z udziałem ludzi, zespół oczekuje na odpowiednią zgodę, a technologia nadal znajduje się na wczesnym etapie. Dotychczas uczestnicy oceniali przede wszystkim aromat ciasteczek, a większość deklarowała, że byłaby skłonna je zjeść w sytuacji ograniczonego dostępu do żywności.

Kryzys plastiku na świecie

Takie rozwiązania są szczególnie istotne w obliczu skali obecnego kryzysu odpadowego. Według analiz OECD globalnie recyklingowi poddawanych jest zaledwie 9% wszystkich odpadów plastikowych. Około połowa trafia na kontrolowane składowiska, 19% jest spalanych, a kolejne 22% wydostaje się z systemów gospodarowania odpadami i trafia bezpośrednio do środowiska.

Problem może się jeszcze pogłębiać – scenariusze OECD przewidują, że bez wprowadzenia skutecznych globalnych ograniczeń wykorzystanie tworzyw sztucznych i ilość powstających odpadów mogą niemal potroić się do 2060 roku, przekraczając miliard ton rocznie. W tym samym czasie masa plastiku zgromadzonego w oceanach może wzrosnąć do 145 mln ton. 

W związku z tym, a także biorąc pod uwagę rosnące zapotrzebowanie na żywność awaryjną, naukowcy poszukują technologii, która podejmie się rozwiązania obu tych problemów. 

Zobacz też: System kaucyjny: 3,2 mld zwróconych opakowań. Kolejki i awarie utrudniają ich oddawanie

Źródła: Eurek Alert, OECD

Fot: Canva

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.