Ученые превратили пластик в печенье: как отходы становятся едой

Печенье из пластиковых отходов звучит скорее как сюжет фантастического фильма, чем как новый кулинарный эксперимент. Однако ученые Университета Южного Иллинойса действительно разработали технологию, позволяющую превратить содержащие углерод отходы в ингредиенты для производства еды. Экспериментальное печенье получило название µBites, а сама технология первоначально создавалась в рамках программы разработки продуктов питания для длительных космических миссий.

Сразу есть важное уточнение: исследователи не измельчают пластиковую бутылку и не добавляют получившуюся крошку в тесто. Между исходным пластиком и печеньем находится сложная цепочка химических и биологических процессов. В результате сырьем для еды становятся вещества, которые микроорганизмы получают после переработки содержащегося в отходах углерода.

Для экспериментов ученые использовали полиэтилентерефталат, более известный как ПЭТ, из которого делают множество бутылок и упаковок. Вместе с ним перерабатывались сельскохозяйственные отходы, включая стебли и листья кукурузы. Сырье подвергали воздействию воды и кислорода при высокой температуре и давлении. Этот процесс позволяет разрушать исходный материал и получать жидкую смесь более простых углеродсодержащих соединений.

Дальше начинается самая необычная часть технологии. Полученное сырье используют для выращивания специально подобранных дрожжей. Микроорганизмы перерабатывают доступные соединения и создают биомассу, из которой можно получить пищевые компоненты. Фактически пластик здесь выступает не готовым ингредиентом печенья, а одним из источников углерода для микробиологического производства.

Обычной дрожжевой массы для привлекательной еды оказалось недостаточно. Исследователи работают с различными штаммами дрожжей, способными производить белки, жиры, витамины, пигменты, ароматические и вкусовые соединения. Такой подход позволяет буквально собирать будущий продукт из ингредиентов, полученных при помощи микроорганизмов.

Например, один из штаммов способен производить ванилин — соединение, отвечающее за характерный аромат ванили. Другой используется для получения бета-каротина — природного пигмента, благодаря которому морковь имеет оранжевый цвет. Организм человека способен превращать бета-каротин в витамин А.

Полученные ингредиенты смешивают в массу, напоминающую сырое тесто. Затем вместо привычной скалки и формочек в дело вступает пищевой 3D-принтер. Он выдавливает смесь слой за слоем, формируя одинаковые заготовки. После этого печенье нагревают в микроволновой печи, чтобы оно затвердело и приобрело более привычную текстуру.

Возникает очевидный вопрос: вкусно ли печенье из переработанного пластика? Ответа пока нет, поскольку исследователи еще не разрешили людям его пробовать. Перед дегустациями продукт должен пройти дополнительные проверки безопасности. Пока специалисты оценивали запах и физические свойства образцов без непосредственного употребления.

По данным разработчиков, лабораторные исследования уже включали поиск потенциально опасных химических веществ, тяжелых металлов, аллергенов и пищевых патогенов. Кроме того, ученые моделируют процесс пищеварения и готовятся к дальнейшим испытаниям. Поэтому говорить о появлении подобного печенья в супермаркетах пока рано.

Главная цель проекта в любом случае находится далеко от обычной домашней кухни. Технология рассчитана на ситуации, где продукты трудно производить или регулярно доставлять. Это могут быть космические миссии, подводные лодки, полярные станции, пустынные районы и зоны стихийных бедствий. В таких условиях возможность одновременно перерабатывать отходы и получать пищевые ингредиенты становится особенно привлекательной.

Современная экспериментальная система способна за один-два дня превратить в пищевую продукцию более половины содержащегося в перерабатываемых отходах углерода. Разработчики рассчитывают повторно направлять оставшийся углерод в производственный цикл и в перспективе приблизиться к практически полной переработке сырья.

Пока технология остается достаточно сложной: весь процесс насчитывает около 33 этапов. Однако оборудование проектируют как автономную и относительно компактную систему. Это важно для космических кораблей и удаленных баз, где каждый килограмм запасов и каждый кубический метр пространства имеют значение.

Печенье было выбрано прежде всего как удобный экспериментальный продукт. Те же компоненты потенциально можно использовать совершенно иначе. Из белков, жиров, витаминов и ароматических веществ ученые рассматривают возможность создавать растительные заменители молока и мяса, другие продукты питания и даже корма для животных.

Для привычной кулинарии эта технология интересна не столько перспективой появления «пластикового печенья», сколько совершенно новым пониманием пищевого сырья. Сегодня мука начинается с зерна, сахар — с свеклы или тростника, а растительный белок — с гороха или сои. В будущем часть ингредиентов может производиться микроорганизмами из веществ, которые сейчас считаются отходами.

Но до такой кухни еще далеко. Необходимо подтвердить безопасность продукта для человека, изучить его усвояемость, пищевую ценность и возможные долгосрочные последствия употребления. Не менее важен вкус: даже идеально безопасное и питательное печенье вряд ли станет едой, если его никто не захочет съесть.

Пока µBites остается экспериментом на границе химии, микробиологии и кулинарии. Но сама идея выглядит примечательно: вместо доставки огромного количества готовой еды в труднодоступное место можно попытаться создать небольшую пищевую фабрику, способную перерабатывать доступные углеродсодержащие отходы. Возможно, кухня будущего будет отличаться от современной не новыми рецептами, а совершенно неожиданным происхождением привычных ингредиентов.