Naukowcy wyprodukowali wysokobiałkowe ciastka z plastikowych butelek i odpadów roślinnych

Pełny tekst

Plastikowa butelka po wodzie i resztki roślin uprawnych zwykle kończą jako kłopotliwy odpad. Zespół z Southern Illinois University Carbondale proponuje inny scenariusz: z PET oraz biomasy roślinnej, takiej jak łodygi i liście kukurydzy, można uzyskać pełnowartościowe składniki żywności . Badacze wydrukowali z nich w 3D wysokobiałkowe ciastka nazwane µBites.

Od odpadu do składnika żywności

PET (politereftalan etylenu) to popularne tworzywo z butelek na napoje , bogate w węgiel. – A przecież na związkach węgla opiera się większość tego, co jemy – zauważa dr Lahiru Jayakody, szef zespołu badawczego. Badacze nie „nakarmili” jednak drożdży kawałkami plastiku. Najpierw przygotowali materiał wyjściowy, rozbijając wyjątkowo odporne molekuły tworzywa sztucznego na mniejsze fragmenty przydatne dla mikroorganizmów.

Służy do tego proces o nazwie hydrotermalny rozkład utleniający (oxidative hydrothermal dissolution). W praktyce jest to działanie wody i tlenu w wysokiej temperaturze i pod ciśnieniem. Pozwala to rozłożyć PET oraz biomasę roślinną na cząsteczki, które mogą zostać wykorzystane w metabolizmie drobnoustrojów. Dopiero wtedy do pracy wchodzą modyfikowane drożdże — wśród nich zarówno popularne drożdże piekarnicze, jak i szczepy uznawane za bezpieczne do spożycia: Saccharomyces boulardii , Saccharomyces cerevisiae oraz Rhodosporidium toruloides .

Drożdże działają jak mikrofabryki: przetwarzają dostarczone związki na składniki żywności, m.in. białka, tłuszcze i kwasy . To podejście łączy dwa globalne wyzwania — narastające zanieczyszczenie plastikiem i pytanie o to, skąd brać żywność w warunkach, w których dostawy są ograniczone albo niestabilne.

Ciastko z plastiku czeka na testy

Gdy mikroorganizmy wykonają swoją pracę, powstaje mieszanina, którą naukowcy dodatkowo uzupełniają o błonnik, skrobię i substancję słodzącą. Następnie masa trafia do drukarki 3D , która formuje z niej małe, wysokobiałkowe ciastka. Sam wydruk jest tu czymś więcej niż efektownym dodatkiem: pozwala precyzyjnie nadawać kształt i ustalać porcję , co w przy ograniczonych zasobach może mieć kluczowe znaczenie.

Dotychczasowe dane wskazują, że produkt ten nadaje się do spożycia przez ludzi. Trwają jednak przygotowania do testów smakowych – badacze czekają na formalną zgodę, która umożliwi ich przeprowadzenie. Na razie ciasteczka zbierają wysokie oceny za aromat , a uczestnicy testów deklarowali, że byliby gotowi jeść je w sytuacjach, w których dostęp do jedzenia jest ograniczony.

Zespół badawczy pracuje obecnie nad drożdżami produkującymi dodatki poprawiające profil sensoryczny i odżywczy ciastek. Jeden z kierunków to wytwarzanie waniliny — związku odpowiadającego za waniliowy aromat — z kwasu ferulowego pochodzącego z biomasy roślinnej. Drugi to produkcja beta-karotenu (prekursora witaminy A ) z glikolu etylenowego, który może pochodzić z PET. Karoten może nadawać ciastkom przyjemną dla oka pomarańczową barwę.

Żywność w sytuacjach ekstremalnych

Projekt ma związek z sytuacjami, w których dostęp do żywności jest bardzo utrudniony. Jest częścią inicjatywy NASA dotyczącej produkcji żywności podczas długich misji kosmicznych (NASA Deep Space Food Challenge). W takich realiach liczy się możliwość zamykania obiegu: wykorzystania tego, co na miejscu jest odpadem, jako surowca. Potencjalne zastosowania, o których mówi zespół, wykraczają daleko poza laboratorium. Syntetyczną żywność można wykorzystać na obszarach katastrof i okrętach podwodnych , a w dłuższej perspektywie także w bazach załogowych na Księżycu czy Marsie .

Badacze sygnalizują też kolejny krok: w przyszłości chcą, by mikroorganizmy wytwarzały nie tylko główne składniki ciastek, lecz także dodatki takie jak skrobia, błonnik i substancja słodząca. Jeśli ten plan się powiedzie, idea „pożywienia z odpadów” może stać się jednym z bardziej intrygujących elementów gospodarki o obiegu zamkniętym — takiej, w której odzyskujemy wszystko, co się da.

Źródło: ACS Fall 2026

Chcesz znaleźć więcej inspirujących podróży, fascynujących odkryć i opowieści ze świata nauki? Skorzystaj ze specjalnej oferty prenumeraty magazynów National Geographic Polska i National Geographic Traveler .