Zespół kierowany przez mikrobiologa dr. Lahiru Jayakody'ego opracował system nazwany µBites, który wykorzystuje specjalnie zaprojektowane drożdże do przekształcania plastiku i innych odpadów w składniki żywności. Naukowcy zaprezentowali wyniki swoich prac podczas spotkania American Chemical Society w Chicago.
Od butelki PET do ciastka
Do produkcji µBites naukowcy wykorzystują przede wszystkim politereftalan etylenu (PET), czyli tworzywo powszechnie stosowane między innymi do produkcji jednorazowych butelek na wodę. Do procesu mogą jednak trafiać również odpady rolnicze, jak łodygi i liście kukurydzy.
Jak to działa? Plastik poddawany jest procesowi określanemu jako oksydacyjne rozpuszczanie hydrotermalne. Przy użyciu wody i tlenu, w warunkach wysokiej temperatury i ciśnienia, PET jest rozkładany na mniejsze cząsteczki bogate w węgiel.
Plastik zawiera węgiel i żywność również zawiera węgiel
Ciastko powstaje w drukarce 3D
Tak przygotowany materiał trafia następnie do hodowanych drożdży. Naukowcy zmodyfikowali różne ich szczepy tak, aby wykorzystywały związki pochodzące z odpadów do produkcji składników potrzebnych do przygotowania żywności. W ten sposób można uzyskać między innymi białka, tłuszcze, witaminy, aromaty, barwniki i substancje smakowe.
Jeden ze szczepów drożdży został zaprojektowany do produkcji waniliny, która nadaje żywności waniliowy aromat i smak. Inny wytwarza beta-karoten, czyli pigment odpowiadający za pomarańczową barwę marchwi, który organizm przekształca w witaminę A.
Uzyskane składniki są następnie mieszane ze skrobią i formowane w surowe ciasto, które trafia do drukarki żywności 3D - ta nakłada materiał warstwa po warstwie, nadając mu kształt ciastka. Na końcu produkt jest podgrzewany w kuchence mikrofalowej, dzięki czemu uzyskuje odpowiednią strukturę.
Smak to zagadka
Badacze przeprowadzili już analizy produktów wytworzonych w laboratorium oraz zlecili ich ocenę akredytowanym laboratoriom zewnętrznym. Według zespołu sprawdzano między innymi obecność toksycznych substancji chemicznych, metali ciężkich, alergenów i patogenów żywnościowych, a prowadzone są również symulowane badania procesu trawienia.
Oceny sensoryczne wskazują natomiast, że produkty mają przyjemną teksturę i wysoko oceniany aromat. Co jednak ciekawe, naukowcy nie mogą jeszcze powiedzieć, jak smakują wyprodukowane przez nich ciastka, bo zespół czeka na zgodę na rozpoczęcie testów z udziałem ludzi.
To jednak najmniej istotne, bo technologia powstała przede wszystkim z myślą o ekstremalnych warunkach, w których dostęp do nowych zasobów jest bardzo ograniczony, a nie smaku na miarę najlepszych cukierników.
Kiedy astronauta leci na Marsa, musi przetrwać w ekstremalnych warunkach. Podróż w obie strony trwa trzy lata. Trzeba wykorzystać wszystko, co się ma
Zobacz również:
Technologia nie tylko dla astronautów
System µBites może obecnie przekształcić ponad 50 proc. węgla zawartego w materiałach odpadowych w produkty żywnościowe. Cały proces trwa jeden-dwa dni i obejmuje obecnie 33 etapy. Naukowcy chcą teraz zwiększyć wydajność systemu, w przyszłości zamierzają ponownie wykorzystywać nieprzekształcony węgiel, dążąc do niemal całkowitego wykorzystania materiału.
I choć projekt powstał z myślą o podróżach kosmicznych, jego twórcy widzą dla niego również zastosowania na Ziemi. Przenośne i samowystarczalne urządzenia mogłyby potencjalnie produkować żywność w miejscach, gdzie dostęp do zasobów jest ograniczony. Zwłaszcza że system nie musi służyć wyłącznie do produkcji ciastek, µBites opracowano jako rozwiązanie pozwalające wytwarzać składniki, które można wykorzystać również w innych produktach, między innymi zamiennikach mleka i mięsa, a zespół bada także możliwość produkcji pasz.
