Пластиковая бутылка может закончить жизнь не на свалке и даже не на заводе по переработке, а в тарелке. Американские исследователи научили микроорганизмы превращать компоненты пластика в белки, витамины и ароматизаторы, из которых уже печатают экспериментальную еду.
Идея звучит почти как антиутопия: взять пластиковую бутылку, переработать её и получить продукт, который сможет съесть человек. Именно над такой технологией работает команда Университета Южного Иллинойса.
Исследователи используют один из самых распространённых видов пластика — полиэтилентерефталат, или PET. Из него делают бутылки для воды и газированных напитков. И это один из самых стойких пластиков.
Сам пластик, разумеется, никто есть не предлагает. Сначала его разрушают до гораздо более простых химических соединений, а затем работу продолжают специально модифицированные дрожжи.
Пластиком кормят дрожжи
Для первого этапа исследователи используют процесс, в котором отходы обрабатывают водой и кислородом при высокой температуре и давлении. Длинные и прочные молекулы PET распадаются на более простые вещества, которыми уже могут питаться микроорганизмы.
После этого получившуюся смесь отправляют в биореактор с несколькими штаммами дрожжей.
Для микробов содержащийся в пластике углерод становится сырьём. Поглощая его, они создают новую биомассу, богатую белком, а также производят жиры, органические кислоты и другие соединения.
Как объясняют исследователи в сообщении Американского химического общества, и пластик, и пища состоят из углеродсодержащих соединений. Поэтому углерод из пластиковых отходов можно использовать как сырьё для производства новых пищевых компонентов.
Причём учёные пошли дальше производства одного только белка. Они изменили отдельные штаммы дрожжей так, чтобы те создавали дополнительные пищевые вещества.
Один из них способен производить ванилин — молекулу, отвечающую за характерный аромат ванили. Другой перерабатывает этиленгликоль, полученный из PET, в бета-каротин — пигмент, который придаёт продукту цвет и служит источником витамина А.
Из отходов уже сделали печенье
Полученную из микроорганизмов массу исследователи смешивают с крахмалом, клетчаткой и подсластителем. Затем смесь загружают в пищевой 3D-принтер, который слой за слоем формирует небольшое печенье.
Продукт получил название µBites — «микробайты».
После печати его доводят до готовности в микроволновой печи. Внешне результат уже мало напоминает исходное сырьё: получается обычное на вид печенье с белком, ароматом ванили и питательными веществами.
По данным команды, проведённые анализы указывают на безопасность полученного продукта. Исследователи пока ожидают разрешения на полноценные дегустационные испытания на людях. Участники уже оценивали аромат µBites, и большинство заявило, что было бы готово съесть такое печенье в условиях ограниченных ресурсов.
В дальнейшем учёные хотят заставить микроорганизмы производить ещё больше компонентов самостоятельно — в том числе вещества, которые сейчас приходится добавлять в смесь отдельно.
Зачем вообще делать еду из пластика
Изначально проект развивался в рамках NASA Deep Space Food Challenge — программы по поиску способов кормить людей во время продолжительных космических миссий.
Для полёта на Марс или постоянной базы далеко от Земли каждый килограмм припасов становится проблемой. Одновременно экипаж неизбежно производит отходы. Поэтому система, способная превращать мусор обратно в полезное сырьё, может значительно сократить количество грузов, которые приходится везти с собой.
Но разработчики считают, что технология может пригодиться и на Земле. Например, в районах стихийных бедствий, удалённых поселениях и других местах, где сложно постоянно доставлять свежую пищу. Да и непереработанного пластика подобного типа на Земле скопилось изрядно.
Получается своеобразный замкнутый цикл: материал, который сегодня считается практически вечным мусором, сначала разбирают на простые молекулы, а затем микроорганизмы собирают из них совершенно новые вещества.
