Университет Южного Иллинойса получил финансирование NASA на 3D-печать печенья из пластиковых отходов

Репортаж от Wedoany，Исследовательская группа Университета Южного Иллинойса в Карбондейле (Southern Illinois University, SIU Carbondale) при финансовой поддержке NASA в рамках конкурса «Deep Space Food Challenge» разработала технологию преобразования PET-пластиковых отходов с помощью микроорганизмов в съедобное печенье, напечатанное на 3D-принтере, и назвала этот высокобелковый продукт «µBite» («микроукус»).

3D-печатные материалы и 3D-печатная еда уже не новинка, но прямое превращение пластиковых отходов в пригодное для печати пищевое сырьё ранее встречалось редко. Отправная точка исследования команды SIU — тот факт, что и пластик, и пища содержат углерод. Участник проекта, доцент университета Лахуру Джаякоди (Lahiru Jayakody), отметил, что команда пытается разработать технологию апсайклинга пластика для создания более ценных продуктов, и поэтому решила перестроить углеродные молекулы из пластика в съедобные белки.

PET (полиэтилентерефталат) широко используется в бутылках для воды и упаковке пищевых продуктов и является распространённым источником пластиковых отходов. Исследователи запрограммировали различные виды дрожжей, включая пекарские, на преобразование углеродных молекул из пластика, а также сельскохозяйственных отходов, в белки, витамины и даже ароматизаторы. Джаякоди отметил, что свойства микроорганизмов можно использовать для решения проблем, созданных самим человечеством.

В технологическом процессе команда применила метод окислительного гидротермального растворения (oxidative hydrothermal dissolution), разработанный профессором геологии университета Кеном Андерсоном (Ken Anderson). С помощью воды и кислорода при высокой температуре и давлении PET-отходы и кукурузная солома разлагаются на фрагменты, которые дрожжам легче усваивать. Эти фрагменты затем скармливаются запрограммированным дрожжам, успешно превращаясь в различные съедобные компоненты, которые смешиваются с волокнами, крахмалом и подсластителями для получения пасты, пригодной для 3D-печати.

Полученное высокобелковое 3D-печатное печенье ещё не прошло дегустацию. Команда ожидает одобрения учреждения для проведения первого теста на вкус. Согласно имеющимся данным и результатам проверки запаха, это печенье считается перспективным, и несколько человек уже выразили готовность употреблять его в условиях ограниченных ресурсов, например, в дальних космических миссиях или в зонах бедствия с нехваткой продовольствия.

Команда также пытается запрограммировать дрожжи на создание большего количества пищевых добавок для повышения привлекательности продукта. В настоящее время пекарские дрожжи преобразуют растительную биомассу в ванильный ароматизатор, а другие дрожжи превращают этиленгликоль из PET в бета-каротин — растительный пигмент, который организм человека может преобразовывать в витамин A. Аспирант Сандхи Джаясекара (Sandhy Jayasekara) отметил, что команда использует микроорганизмы для разработки печенья как продукта, более привлекательного для потребителей, и в будущем, возможно, даже сможет производить крахмал, волокна и подсластители в составе печенья напрямую с помощью микроорганизмов.

Исследовательская группа считает, что эта технология может обеспечить источник пищи в местах с дефицитом природных ресурсов, например, на Луне или Марсе, а также использоваться для питания экипажей подводных лодок или в регионах с широко распространённым голодом. Джаякоди, ссылаясь на прогнозные данные, отметил, что к 2050 году мировой спрос на продовольствие вырастет на 35–56%, около 30% населения планеты столкнётся с риском голода, и микроорганизмы могут стать одним из путей решения этой проблемы.