Печенье из пластика: инновационный прорыв в создании пищи будущего

Американские ученые совершили революционный шаг в сфере продовольственной безопасности, разработав технологию, которая позволяет превращать определенные виды пластика и органические отходы в съедобные ингредиенты. Первым испытанным продуктом стало печенье под названием «Микробайтс». Хотя потребители еще не имели возможности его попробовать, разработка проходит строгие проверки безопасности.

Этот амбициозный проект стартовал в рамках конкурса NASA Deep Space Food Challenge, целью которого является поиск инновационных решений для производства пищи в экстремальных условиях, в частности, во время длительных космических миссий. Идея заключается в создании самодостаточных систем, способных генерировать питательные вещества из доступных ресурсов, минимизируя зависимость от внешних поставок.

От пластиковой бутылки до питательной массы: детали трансформации

Процесс превращения использованной пластиковой бутылки в готовое печенье состоит из нескольких ключевых этапов. Ученые сосредоточились на пластике PET (полиэтилентерефталат), который широко используется для производства напитков, а также на сельскохозяйственных остатках, таких как стебли и листья кукурузы.

Первым шагом является обработка сырья с помощью уникального метода окислительного гидротермального растворения, разработанного в университете. Этот процесс, который происходит при высоких температурах и давлении с использованием воды и кислорода, эффективно расщепляет материалы до их базовых углеродных компонентов, образуя жидкую питательную смесь.

Далее эта смесь подается специально выведенным штаммам дрожжей. Эти микроорганизмы играют решающую роль, превращая углеродную основу в так называемую питательную пищевую массу, которая становится фундаментом для будущего продукта.

Однако сама по себе эта масса вряд ли была бы привлекательной для потребления. Поэтому исследователи применили генетическую модификацию различных штаммов дрожжей. Это позволило им производить отдельные пищевые компоненты, такие как белки, жиры, витамины, ароматизаторы, красители и вкусовые вещества. Например, один штам производит ванилин, который придает продукту характерный ванильный аромат и вкус. Другой штам отвечает за синтез бета-каротина – пигмента, который придает моркови оранжевый цвет и является предшественником витамина А в организме человека.

После получения всех необходимых ингредиентов их смешивают в тесто, которое затем загружается в пищевой 3D-принтер. Принтер слой за слоем формирует продукт, придавая ему желаемую форму. Завершающим этапом является термическая обработка, которая происходит в микроволновой печи.

Безопасность превыше всего: путь к пищевому одобрению

Микробиолог Южно-Иллинойсского университета Лахиру Джакади подтверждает, что превращение биораслагаемого пластика в пищу является технически осуществимым. Он подчеркивает, что система «Микробайтс» является адаптивным и портативным устройством, которое объединяет все необходимые компоненты. Это открывает возможности для ее использования на подводных лодках или в транспорте для ликвидации последствий стихийных бедствий, обеспечивая производство пищи на месте по мере необходимости.

В настоящее время человеческие дегустации еще не проводились. Команда исследователей сосредоточена на завершении всех необходимых исследований безопасности. Предварительные слепые сенсорные тесты уже показали, что продукт имеет приятный запах и текстуру.

Лабораторные исследования созданных пищевых продуктов также были проверены независимыми аккредитованными лабораториями. «Мы комплексно проанализировали пищевые продукты, созданные в нашей лаборатории, а также в сторонних аккредитованных лабораториях, чтобы убедиться, что печенье „Микробайтс“ не содержит токсичных химических веществ, тяжелых металлов, аллергенов и пищевых патогенов», – отмечает Джакади.

В настоящее время исследователи активно проводят моделирование процесса пищеварения и другие анализы, которые являются обязательными для подготовки испытаний с участием людей.

Пища из отходов: потенциал для космоса и кризисных ситуаций

В текущей версии процесс производства занимает от одного до двух дней. За это время технология способна превратить в пищевые продукты более 50% углерода, содержащегося в исходных отходах. В будущем исследователи планируют повторно использовать углерод, который не удалось преобразовать во время первого цикла, с целью достижения почти 100-процентной переработки.

«Система разработана в соответствии с концепцией нулевых отходов. Однако примерно 10% углеродного материала может выделяться в виде отработанного газа или оставаться непереработанным в процессе», – объясняет Джакади.

В настоящее время технология включает 33 этапа, но все оборудование может быть размещено в компактной автономной системе. Это делает ее потенциально пригодной для использования в условиях пустынь, Арктики, Антарктики, зон стихийных бедствий, на подводных лодках и даже во время будущих космических миссий.

Печенье «Микробайтс» рассматривается учеными лишь как доказательство концепции, подтверждающее работоспособность технологии. Полученные ингредиенты имеют огромный потенциал для производства растительных альтернатив молоку и мясу, а также кормов для животных. Эта разработка открывает новые горизонты для обеспечения продовольственной безопасности в условиях ограниченных ресурсов и экстремальных вызовов.