Hrana viitorului: biscuiţi comestibili din PET-uri reciclabile. Soluția neobișnuită la care lucrează cercetătorii cu sprijinul NASA

„Biscuiți din PET-uri” sună ca o idee desprinsă dintr-un film SF, dar cercetătorii au găsit o metodă prin care deșeurile de plastic pot fi transformate în ingrediente alimentare.

O echipă de cercetători pare pe cale să găsească o soluție pentru două dintre marile probleme cu care se confruntă omenirea: poluarea provocată de plastic și lipsa resurselor alimentare. Ideea lor este la fel de neobișnuită pe cât pare de simplă: să transforme PET-urile și deșeurile agricole în ingrediente care pot fi folosite pentru producerea hranei.

Cercetătorii de la Southern Illinois University Carbondale au modificat genetic mai multe tulpini de drojdie, inclusiv drojdie de panificație, pentru ca microorganismele să poată transforma molecule provenite din plastic în proteine, grăsimi, vitamine și compuși aromatici. Din aceste ingrediente au fost creați, cu ajutorul unei imprimante 3D, biscuiții numiți „µBites”.

Proiectul a fost dezvoltat, în parte, în cadrul programului NASA Deep Space Food Challenge, care urmărește găsirea unor metode prin care astronauții să își poată produce hrana în timpul misiunilor spațiale de lungă durată. Dacă aprovizionarea de pe Pământ devine dificilă sau imposibilă, orice resursă disponibilă la bord ar putea deveni importantă, astfel că sunt căutate soluţii în acest sens.

Cum ajunge un PET biscuţi comestibili

Cercetătorii au pornit de la PET, unul dintre cele mai folosite tipuri de plastic pentru recipientele de apă și băuturi răcoritoare. Materialul este bogat în carbon, iar carbonul se regăsește și în alimente, spun specialiştii. Provocarea este să transformi moleculele complexe din plastic în compuși pe care microorganismele îi pot utiliza.

„Încercam să dezvoltăm tehnologii pentru valorificarea plasticului, astfel încât să obținem produse cu o valoare mai mare. Ne-am gândit: de ce să nu ne concentrăm pe producerea hranei? Pentru că plasticul este carbon, iar hrana este carbon”, a declarat profesorul Lahiru Jayakody de la Southern Illinois University Carbondale, pentru sciencedaily.

În loc să se bazeze doar pe reacții chimice, echipa a apelat la microorganisme. Înainte de a ajunge la drojdie, însă, PET-urile, tulpinile și frunzele de porumb și alte resturi de biomasă trebuie descompuse.

Cercetătorii folosesc în acest scop o tehnică numită dizolvare hidrotermală oxidativă. Procesul combină apa și oxigenul la temperaturi și presiuni ridicate și descompune materialele rezistente în molecule mai simple, pe care microorganismele le pot folosi.

„Microorganismele sunt foarte ingenioase. Așa că folosim proprietățile lor pentru a rezolva problemele pe care tot noi le-am creat”, a explicat Lahiru Jayakody.

Ingredientul principal: drojdia modificată genetic

Abia după această etapă intră în scenă drojdia modificată genetic. Cercetătorii au „programat” mai multe tulpini de drojdie pentru a utiliza moleculele provenite din plastic și din resturile agricole și pentru a le transforma în substanțe folositoare.

În acest fel pot fi obținute proteine, grăsimi și acizi, dar și alte ingrediente care pot îmbunătăți produsul final. Cercetătorii au reușit, de exemplu, să creeze o tulpină de drojdie care produce aromă de vanilie din biomasă vegetală.

Foto: SIU Carbondale

O altă tulpină poate utiliza etilenglicolul rezultat din descompunerea PET-ului pentru a produce betacaroten, pe care organismul uman îl poate transforma ulterior în vitamina A.

„Folosim microorganismele pentru a transforma biscuitul într-un produs mai atractiv și mai ușor de acceptat de consumatori”, spune Sandhya Jayasekara, cercetătoare implicată în proiect.

Cum sunt făcuți biscuiții din PET-uri

Ingredientele obținute cu ajutorul microorganismelor nu ajung direct din PET în aluat. După procesarea deșeurilor și transformarea moleculelor de către drojdie, cercetătorii combină ingredientele rezultate cu fibre, amidon și un îndulcitor.

Amestecul este apoi introdus într-o imprimantă 3D, care îi dă forma unor biscuiți de mici dimensiuni, denumiți „µBites”(„microbites”).

Deocamdată, proiectul nu a ajuns la etapa degustării oficiale. Cercetătorii așteaptă aprobările necesare pentru a putea realiza testele de gust. Participanții au evaluat până acum biscuiții după miros, iar cei mai mulți au spus că ar fi dispuși să îi mănânce dacă s-ar afla într-o situație în care resursele de hrană ar fi limitate.

Datele disponibile indică, însă, faptul că biscuiții sunt siguri pentru consum, dar testele oficiale vor putea începe abia după obținerea aprobărilor instituționale.

Cercetările sunt finanţate de NASA

NASA a finanțat cercetarea tocmai pentru că o astfel de tehnologie ar putea fi utilă în locuri unde aprovizionarea cu alimente este complicată. O misiune spațială de lungă durată este unul dintre cele mai evidente exemple.

Dar cercetătorii nu se gândesc numai la spațiu. Tehnologia ar putea fi folosită și în submarine sau în zone afectate de dezastre naturale, unde transportul unor cantități mari de alimente poate fi dificil. Pe termen mai lung, ea ar putea deveni utilă inclusiv pentru viitoarele așezări umane de pe Lună sau Marte.

Miza este însă mai mare. Cercetătorii văd în această tehnologie o posibilă modalitate de a aborda simultan două probleme care devin tot mai greu de ignorat: cantitatea uriașă de deșeuri din plastic și presiunea tot mai mare asupra resurselor alimentare.

„Cererea globală de alimente este estimată să crească cu 35-56% până în 2050, iar aproximativ 30% din populația lumii va fi expusă riscului de foamete în viitor. Cred că modalitatea de a aborda această problemă este folosirea microorganismelor”, conchide cercetătorul.

Cercetarea a fost finanțată prin programul NASA Deep Space Food Challenge și printr-un grant CAREER acordat de National Science Foundation.