Печиво з пластику: інноваційний прорив у створенні їжі майбутнього
Американські науковці здійснили революційний крок у сфері продовольчої безпеки, розробивши технологію, що дозволяє перетворювати певні види пластику та органічні відходи на їстівні інгредієнти. Першим випробуваним продуктом стало печиво під назвою «Мікробайтс». Хоча споживачі ще не мали нагоди його скуштувати, розробка проходить суворі перевірки безпеки.
Цей амбітний проєкт стартував у рамках конкурсу NASA Deep Space Food Challenge, метою якого є пошук інноваційних рішень для виробництва їжі в екстремальних умовах, зокрема, під час тривалих космічних місій. Ідея полягає у створенні самодостатніх систем, здатних генерувати поживні речовини з доступних ресурсів, мінімізуючи залежність від зовнішніх поставок.
Від пластикової пляшки до поживної маси: деталі трансформації
Процес перетворення використаної пластикової пляшки на готове печиво складається з кількох ключових етапів. Вчені зосередилися на пластику PET (поліетилентерефталат), який широко використовується для виробництва напоїв, а також на сільськогосподарських залишках, таких як стебла та листя кукурудзи.
Першим кроком є обробка сировини за допомогою унікального методу окиснювального гідротермального розчинення, розробленого в університеті. Цей процес, що відбувається за високих температур і тиску з використанням води та кисню, ефективно розщеплює матеріали до їх базових вуглецевих компонентів, утворюючи рідку поживну суміш.
Далі ця суміш подається спеціально вирощеним штамам дріжджів. Ці мікроорганізми відіграють вирішальну роль, перетворюючи вуглецеву основу на так звану поживну харчову масу, яка стає фундаментом для майбутнього продукту.
Однак, сама по собі ця маса навряд чи була б привабливою для споживання. Тому дослідники застосували генетичну модифікацію різних штамів дріжджів. Це дозволило їм виробляти окремі харчові компоненти, такі як білки, жири, вітаміни, ароматизатори, барвники та смакові речовини. Наприклад, один штам продукує ванілін, що надає продукту характерний ванільний аромат і смак. Інший штам відповідає за синтез бета-каротину – пігменту, який надає моркві помаранчевого кольору та є попередником вітаміну А в організмі людини.
Після отримання всіх необхідних інгредієнтів, їх змішують у тісто, яке потім завантажують у харчовий 3D-принтер. Принтер шар за шаром формує продукт, надаючи йому бажаної форми. Завершальним етапом є термічна обробка, яка відбувається у мікрохвильовій печі.
Безпека понад усе: шлях до харчового схвалення
Мікробіолог Південного Іллінойського університету Лахіру Джаякоді підтверджує, що перетворення біорозкладного пластику на їжу є технічно здійсненним. Він підкреслює, що система «Мікробайтс» є адаптивним та портативним пристроєм, що об’єднує всі необхідні компоненти. Це відкриває можливості для її використання на підводних човнах або в транспорті для ліквідації наслідків стихійних лих, забезпечуючи виробництво їжі на місці за потреби.
Наразі людські дегустації ще не проводилися. Команда дослідників зосереджена на завершенні всіх необхідних досліджень безпеки. Попередні сліпі сенсорні тести вже показали, що продукт має приємний запах і текстуру.
Лабораторні дослідження створених харчових продуктів були також перевірені незалежними акредитованими лабораторіями. «Ми комплексно проаналізували харчові продукти, створені в нашій лабораторії, а також у сторонніх акредитованих лабораторіях, щоб переконатися, що печиво „Мікробайтс“ не містить токсичних хімічних речовин, важких металів, алергенів і харчових патогенів», – зазначає Джаякоді.
Наразі дослідники активно проводять моделювання процесу травлення та інші аналізи, що є обов’язковими для підготовки випробувань за участю людей.
Їжа з відходів: потенціал для космосу та кризових ситуацій
У поточній версії процес виробництва займає від одного до двох днів. За цей час технологія здатна перетворити на харчові продукти понад 50% вуглецю, що міститься у вихідних відходах. У майбутньому дослідники планують повторно використовувати вуглець, який не вдалося перетворити під час першого циклу, з метою досягнення майже 100-відсоткової переробки.
«Система розроблена відповідно до концепції нульових відходів. Однак приблизно 10% вуглецевого матеріалу може виділятися у вигляді відпрацьованого газу або залишатися неперетвореним упродовж процесу», – пояснює Джаякоді.
Наразі технологія включає 33 етапи, але все обладнання може бути розміщене в компактній автономній системі. Це робить її потенційно придатною для використання в умовах пустель, Арктики, Антарктики, зон стихійних лих, на підводних човнах і навіть під час майбутніх космічних місій.
Печиво «Мікробайтс» розглядається вченими лише як доказ концепції, що підтверджує працездатність технології. Отримані інгредієнти мають величезний потенціал для виробництва рослинних альтернатив молоку та м’ясу, а також кормів для тварин. Ця розробка відкриває нові горизонти для забезпечення продовольчої безпеки в умовах обмежених ресурсів та екстремальних викликів.
