Το πλαστικό ίσως είναι το τελευταίο συστατικό που θα σκεφτόταν κανείς να προσθέσει σε μια συνταγή για μπισκότα. Όμως μια ομάδα ερευνητών θέλει να αλλάξει αυτή την αντίληψη. Έχουν δημιουργήσει ζύμες που μετατρέπουν πλαστικά και γεωργικά απόβλητα σε βρώσιμες πρωτεΐνες και μόρια αρωματικών ουσιών δημιουργώντας ένα σνακ κυριολεκτικά από σκουπίδια.
Η τεχνολογία αυτή δεν προσφέρει μόνο μια νέα μέθοδο ανακύκλωσης με προστιθέμενη αξία, αλλά θα μπορούσε επίσης να συμβάλει στη διατήρηση της ανθρώπινης ζωής σε περιοχές που έχουν πληγεί από καταστροφές ή ακόμη και σε αποστολές στο βαθύ Διάστημα με ανθρώπινο πλήρωμα.
Οι ερευνητές παρουσίασαν τα αποτελέσματά τους στο συνέδριο της Αμερικανικής Ένωσης Χημείας (ACS) που πραγματοποιείται αυτές τις μέρες στο Σικάγο. Καθώς ο κόσμος αντιμετωπίζει την αυξανόμενη ρύπανση από πλαστικά και τις ολοένα μεγαλύτερες ανησυχίες σχετικά με την επισιτιστική ασφάλεια οι επιστήμονες αναζητούν τρόπους να μετατρέψουν το ένα πρόβλημα σε μέσο επίλυσης του άλλου.
Έτσι μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο Southern Illinois (SIU) έθεσε μικροοργανισμούς σε δοκιμή με στόχο να μετατρέψει τα πλαστικά απόβλητα σε βρώσιμη τροφή για τον άνθρωπο. Η εργασία πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο ενός προγράμματος της NASA με στόχο τη δημιουργία τροφίμων για περιβάλλοντα περιορισμένων πόρων κατά την εξερεύνηση του βαθιού Διαστήματος.
«Προσπαθούσαμε να αναπτύξουμε τεχνολογίες για την ανακύκλωση των πλαστικών, ώστε να τα μετατρέπουμε σε προϊόντα μεγαλύτερης αξίας. Σκεφτήκαμε λοιπόν: γιατί να μην επικεντρωθούμε στην παραγωγή τροφής; Επειδή το πλαστικό αποτελείται από άνθρακα και η τροφή αποτελείται επίσης από άνθρακα» εξηγεί ο καθηγητής Λαχίρου Τζαγιακόντι.
Η μέθοδος
Μία από τις πιο διαδεδομένες μορφές πλαστικού είναι το τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (PET), ένα υλικό που χρησιμοποιείται συχνά για την κατασκευή μπουκαλιών αναψυκτικών και νερού. Το PET περιέχει μόρια πλούσια σε άνθρακα, τα οποία θα μπορούσαν να ανασυντεθούν σε κάτι όπως μια πρωτεΐνη. Και ενώ αυτή η διαδικασία θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί μέσω χημικών αντιδράσεων και διαλυτών σε ένα εργαστήριο, μια απλούστερη και πιο φιλική προς το περιβάλλον λύση είναι να ανατεθεί η δουλειά στους μικροοργανισμούς. «Οι μικροοργανισμοί είναι πολύ έξυπνοι. Έτσι, αξιοποιούμε τις ιδιότητές τους για να λύσουμε τα προβλήματα που δημιουργήσαμε εμείς» λέει ο Τζακαγιόντι.
Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν εδώ και πολύ καιρό μικροοργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των ζυμών, ως μικροσκοπικά «εργοστάσια» για την παραγωγή διαφόρων μορίων. Για παράδειγμα, η ινσουλίνη δεν εξάγεται πλέον από το πάγκρεας ζώων αφού σήμερα οι ζύμες μπορούν να προγραμματιστούν ώστε να την παράγουν. Με παρόμοιο τρόπο η ερευνητική ομάδα προγραμμάτισε διάφορα είδη ζύμης, μεταξύ των οποίων και τη μαγιά αρτοποιίας, ώστε να μετατρέπουν μόρια που βρίσκονται σε πλαστικά και γεωργικά απόβλητα σε πρωτεΐνες, βιταμίνες και αρωματικές ουσίες.
Οι ερευνητές πήραν πλαστικό PET, πεταμένα στελέχη και φύλλα καλαμποκιού καθώς και άλλες μορφές βιομάζας και τα υπέβαλαν σε μια ιδιόκτητη διαδικασία που ονομάζεται οξειδωτική υδροθερμική διάλυση. Η μέθοδος αυτή, που δημιουργήθηκε από τον καθηγητή Γεωλογίας του SIU Κεν Άντερσον χρησιμοποιεί νερό και οξυγόνο σε υψηλή θερμοκρασία και πίεση για να διασπάσει ανθεκτικά υλικά σε μικρότερα συστατικά, τα οποία μπορούν να αξιοποιήσουν οι μικροοργανισμοί.
Στη συνέχεια, αυτά τα συστατικά τροφοδοτούν τις προγραμματισμένες ζύμες, οι οποίες τα ανασυνθέτουν σε μια ποικιλία νέων συστατικών τροφίμων, όπως πρωτεΐνες, λιπαρά και οξέα. Τέλος οι ερευνητές προσθέτουν φυτικές ίνες, άμυλο και γλυκαντική ουσία στο μείγμα και το περνούν από έναν 3D εκτυπωτή δημιουργώντας μπισκότα πλούσια σε πρωτεΐνες, τα οποία ονόμασαν µBites (προφέρεται «microbites»).
Οι δοκιμές
Παρότι τα δεδομένα δείχνουν ότι τα µBites είναι ασφαλή για κατανάλωση η ομάδα αναμένει θεσμική έγκριση για να πραγματοποιήσει δοκιμές γεύσης. Προς το παρόν τα μπισκότα έχουν λάβει πολύ θετικές αξιολογήσεις όσον αφορά το άρωμά τους ενώ οι περισσότεροι συμμετέχοντες συμφώνησαν ότι θα ήταν πρόθυμοι να τα καταναλώσουν σε συνθήκες περιορισμένων πόρων.
Για να μετατρέψει τα µBites σε ένα προϊόν που οι καταναλωτές θα επέλεγαν ακόμη και σε λιγότερο ακραίες συνθήκες η Jayasekara δημιούργησε ζύμες που μπορούν να παράγουν περισσότερα πρόσθετα τροφίμων. Πλέον η μαγιά αρτοποιίας μπορεί να παράγει άρωμα βανίλιας από φυτική βιομάζα ενώ ένα διαφορετικό στέλεχος μπορεί να μετατρέπει την αιθυλενογλυκόλη από το PET σε β-καροτένιο, το οποίο ο οργανισμός μπορεί να μετατρέψει σε βιταμίνη Α.
«Χρησιμοποιούμε μικροοργανισμούς για να εξελίξουμε το μπισκότο σε ένα πιο ελκυστικό προϊόν, φιλικότερο προς τον καταναλωτή» λένε οι ερευνητές που θέλουν στη συνέχεια να παράγουν μέσω μικροοργανισμών τα βασικά συστατικά των µBites, συμπεριλαμβανομένου του πρόσθετου αμύλου, των φυτικών ινών και της γλυκαντικής ουσίας.
Ελπίζει επίσης ότι τα µBites θα είναι έτοιμα για κατανάλωση από το ευρύ κοινό μέσα στα επόμενα λίγα χρόνια και ότι θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο στη Γη όσο και σε πιο ακραία περιβάλλοντα, όπως υποβρύχια ή ακόμη και αποικίες στη Σελήνη ή στον Άρη.
«Η παγκόσμια ζήτηση για τρόφιμα αναμένεται να αυξηθεί κατά 35–56% έως το 2050, ενώ περίπου το 30% του παγκόσμιου πληθυσμού θα αντιμετωπίζει στο μέλλον κίνδυνο πείνας. Πιστεύω ότι ο τρόπος αντιμετώπισης αυτού του προβλήματος είναι η αξιοποίηση των μικροοργανισμών» καταλήγει ο Τζακαγιόντι.
