Аннотация:
Столкнувшись с растущим загрязнением пластиком и потенциальными проблемами безопасности пищевых продуктов, научно-исследовательская группа из Университета Южного Иллинойса в Карбондейле добилась революционного результата исследования. Исследователи использовали генно-инженерные дрожжи для успешного преобразования выброшенных пластиковых бутылок и сельскохозяйственных отходов в съедобное сырье, содержащее такие питательные вещества, как белки, жиры и витамины, а также использовали технологию 3D-печати для создания печенья с высоким содержанием белка под названием «µBites».
Эта инновация не только открывает новый путь для дорогостоящей утилизации пластиковых отходов, но и предоставляет передовые решения для будущих исследований дальнего космоса и снабжения продовольствием в условиях ограниченных ресурсов.
Следует уточнить, что эта технология не включает пластик напрямую в пищу и не перерабатывает его в печенье, а скорее обеспечивает рекомбинацию элементов посредством биохимической трансформации. Полиэтилентерефталат (ПЭТ), являющийся основным компонентом пластиковых бутылок и другой упаковки, сам по себе содержит богатые углеродные элементы. Исследовательская группа сначала использовала технологию «окислительного гидротермального растворения» для разложения отходов сельского хозяйства и лесного хозяйства, таких как ПЭТ-пластик и выброшенная кукурузная солома, на низкомолекулярные соединения, которые могут быть использованы микроорганизмами в условиях высокой температуры и высокого давления, а затем скормила эти продукты микроорганизмам, таким как генно-инженерные Saccharomyces cerevisiae.
Специально модифицированные дрожжи действуют как миниатюрная фабрика по переработке пищевых продуктов, способная поглощать эти источники углерода из отходов и повторно синтезировать их в питательные вещества, такие как белки, жирные кислоты и органические кислоты. Кроме того, исследователи разработали штаммы дрожжей со специфическими функциями, что позволяет им использовать этиленгликоль, полученный из пластика, для синтеза бета-каротина (который может превращаться в витамин А в организме человека) и даже использовать растительные отходы для непосредственного синтеза натуральных ароматических соединений ванили, тем самым значительно улучшая вкус и пищевую ценность конечной пищи.
После получения питательных веществ, извлеченных из дрожжей, научно-исследовательская группа смешала их с соответствующим количеством пищевых волокон, крахмала и подсластителей и использовала технологию 3D-печати для формирования высокобелкового печенья «µBites». Данные оценки безопасности показывают, что печенье, изготовленное методом биотрансформации, соответствует нормам безопасности для потребления. Хотя исследовательская группа все еще ожидает одобрения соответствующих агентств на официальное тестирование вкуса на людях, ранние результаты оценки аромата для испытуемых были весьма положительными: подавляющее большинство участников выразили готовность есть эту новую еду в бедных ресурсами или экстремальных условиях.
Это исследование также получило финансовую поддержку от программы Deep Space Food Challenge Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) и Национального научного фонда. Исследователи заявили, что эта система переработки пищевых продуктов на основе микробов может не только реагировать на кризис пластикового загрязнения и потребности в экстренных спасательных операциях в зонах стихийных бедствий на Земле, но также может быть развернута в закрытых экстремальных средах, таких как подводные лодки, полярные научные исследовательские станции и даже будущие базы на Луне и Марсе. Команда планирует продолжать совершенствовать процесс в ближайшие несколько лет, позволяя микроорганизмам напрямую синтезировать больше основных ингредиентов, таких как крахмал и клетчатка, и продвигать технологию, чтобы она как можно скорее вышла на стадию массового потребления и практического применения.
Комментарии