Ні, це не фантастика та не нейрослоп. А кейс із великої галузевої виставки у США. Як узагалі виник такий проєкт, кому і для чого він потрібний? Розповімо в нашій статті.
Що вигадали науковці
Пластикова пляшка, кукурудзяні стебла та дріжджі — не найочевидніший набір інгредієнтів для печива. Але саме з такого поєднання науковці зібрали прототип продукту, який має показати, як відходи можна перетворити на джерело харчових компонентів.
Проєкт виник із завдання, яке на перший погляд взагалі не пов’язане з перероблюванням пластику: як виготовляти їжу в умовах, де звичної сировини майже немає?
Команда з Університету Південного Іллінойсу в Карбондейлі розробила систему, в якій мікроорганізми перетворюють сполуки із пластикових та рослинних відходів на компоненти майбутнього харчового продукту.
В основі лежить PET — поліетилентерефталат, з якого роблять, наприклад, пляшки для води та напоїв. Але безпосередньо згодувати дріжджам шматок пластику неможливо. Спочатку його потрібно перетворити на простіші з’єднання. Для цього науковці використовують процес oxidative hydrothermal dissolution. Пластик та рослинну сировину обробляють водою, киснем, високою температурою та тиском. У результаті складні матеріали розпадаються більш дрібні молекули, які можуть використовувати мікроорганізми.
Далі починається власне біологічна частина процесу. Отримана сировина надходить до спеціально підібраних штамів дріжджів, які використовують вуглець і перетворюють його на потрібні біомолекули.
Навіщо знадобилося кілька видів дріжджів? Науковці використовують не один універсальний мікроорганізм, а консорціум з декількох видів дріжджів: Saccharomyces boulardii, S. cerevisiae та Rhodosporidium toruloides.
Причина проста: різні мікроорганізми вміють робити різні речі. Перший штам можна налаштувати на виробництво білкової біомаси, другий — створення певного харчового компонента, третій — на перероблення конкретної сполуки з відхідної сировини.
Такий підхід більше нагадує виробничу лінію, де кожен мікроорганізм виконує свою операцію, ніж спробу знайти одну «супердрожжеву» клітину, яка робить все одразу.
Що саме навчилися отримувати?
На цьому етапі історія стає цікавішою, ніж просто дріжджі їдять пластик.
Науковці вже навчили штам S. cerevisiae виробляти ванілін з ферулової кислоти, що одержується з рослинної біомаси. Тобто мікроорганізм перетворює сполуку з рослинних відходів на молекулу, що відповідає за ванільний аромат.
Інший штам — R. toruloides — після адаптації навчився ефективніше використовувати етиленгліколь, отриманий з PET, як джерело вуглецю і виробляти з нього β-каротин. Організм людини може перетворювати β-каротин на вітамін A.
Виходить досить незвичайний ланцюжок: пластикова пляшка може стати джерелом вуглецю для мікроорганізму, а той уже використовує цей вуглець для виробництва молекули, що стає компонентом харчового продукту.
Науковці об’єднали отриману дріжджову біомасу з виробленими мікроорганізмами інгредієнтами та створили прототип продукту µBites.
Це білкове печиво, сформоване за допомогою 3D-друку. В його основу входять компоненти, отримані з рослинної сировини та пластикових відходів, а мікроорганізми додатково виробляють речовини, які відповідають за смак, аромат та поживну цінність.
Поки що це саме прототип, а не новий продукт на полиці супермаркету.
Навіщо взагалі робити їжу із відходів?
Спочатку проєкт розвивався у рамках NASA Deep Space Food Challenge. Для космічних місій проблема їжі виглядає зовсім інакше, ніж на Землі.
Якщо людина перебуває далеко від Землі місяцями чи роками, неможливо постійно доставляти їй продукти. Тому інтерес представляють системи, які можуть максимально ефективно використовувати наявні ресурси та виробляти нові продукти з відходів.
У такому контексті пластикова упаковка та рослинні залишки перестають бути просто сміттям. Вони стають джерелом вуглецю, який можна переробити та знову включити у виробничий цикл.
Але цим застосування не обмежується.
Де це може застосовуватись і які продукти можна створювати
Найочевидніший сценарій — системи з обмеженим доступом до сировини. Це можуть бути тривалі космічні місії, підводні човни, віддалені території або надзвичайні ситуації, коли доставлення продуктів утруднена.
У таких умовах локальна біофабрика могла б отримувати сировину з доступних відходів та перетворювати її на харчові компоненти, а не просто утилізувати їх.
Причому потенційно йдеться не лише про білкове печиво. Вже зараз науковці працюють із виробництвом окремих компонентів: білкової біомаси, ваніліну та β-каротину.
Автори хочуть, щоб мікроорганізми в перспективі виробляли вже не лише добавки, а й основні компоненти µBites — крохмаль, клітковину та підсолоджувач. Тоді більшість продукту справді могла б вироблятися всередині однієї біологічної системи.
Це відкриває набагато цікавіший продуктовий сценарій. Можна уявити не одну конкретну «їжу з пластику», а локальні мікробні фабрики, які з доступної відхідної сировини виробляють білки, ароматизатори, вітаміни та інші інгредієнти, а потім збирають готові продукти.
Теоретично на такій платформі можна створювати протеїнові батончики, снеки, збагачені продукти або харчові добавки із заздалегідь заданим складом.
Але саме ці продукти поки що знаходяться в галузі майбутніх можливостей, а не результатах поточного експерименту.
Але чи можна це справді їсти?
Тут важливо не замінювати лабораторний прототип готовим харчовим продуктом.
За даними Американського хімічного товариства (American Chemical Society), науковці провели перевірки безпеки µBites і вважають прототип безпечним для вживання, проте повноцінні дегустаційні випробування поки що не проводилися: команда очікує на відповідний інституційний дозвіл. При цьому учасники попередньої оцінки позитивно сприймали аромат продукту і здебільшого були готові спробувати його в умовах обмежених ресурсів.
Тобто питання сьогодні вже не так у тому, чи можна технічно отримати харчову масу з відхідного вуглецю. Набагато складніше зробити продукт, який буде одночасно безпечним, смачним, поживним, дешевим та масштабованим.
Це все-таки про пластик чи про нову модель виробництва їжі?
Найефектніше формулювання звучить як «вчені зробили печиво із пластикової пляшки». Але науково цікавіша інша ідея: відходи можна розглядати як сировину для мікробних фабрик.
Сьогодні виробництво їжі переважно залежить від сільського господарства: рослини вирощують, тварин розводять, сировину переробляють, а потім доставляють готові інгредієнти туди, де вони потрібні.
Мікробна біотехнологія пропонує іншу модель. Якщо навчитися перетворювати різні види відхідного вуглецю на потрібні молекули, частину виробництва можна буде перенести з поля та ферми в контрольований біореактор.
І тоді одна й та сама технологічна платформа потенційно зможе працювати з різною сировиною та виробляти різні інгредієнти залежно від того, які мікроорганізми та метаболічні шляхи в неї закладені.
Важливо, що ця робота була представлена як проєкт на ACS Fall 2026 (великій міжнародній науковій конференції, організованій Американським хімічним товариством, American Chemical Society), а не як повноцінна клінічна чи харчова технологія, вже готова до масового застосування.
Поки що рано говорити про те, що пластикові пляшки дійсно скоро стануть новим джерелом харчових продуктів.
Але напрямок виглядає незвично саме тому, що поєднує відразу кілька завдань: перероблення відходів, синтетичну біологію, виробництво харчових інгредієнтів та створення продуктів за умов обмежених ресурсів.
Більше цікавого:
- Що якби їжа була квадратною? Як стартап SquarEat створив нову концепцію їжі
- Полунична революція Dyson: як влаштована найрозумніша теплиця Великобританії
- Аромамаркетинг: як запахи підвищують впізнаваність бренду
Джерело: TechnologyNetworks