В основе разработки лежит идея использовать углерод, содержащийся в отходах, для производства пищевых веществ. Исходным материалом стал полиэтилентерефталат (ПЭТ) — распространенный пластик, из которого делают бутылки для воды и газированных напитков. Исследователи также использовали стебли и листья кукурузы и другую растительную биомассу. Сначала отходы подвергали окислительному гидротермальному растворению: при высокой температуре и давлении вода и кислород расщепляют твердые материалы на более простые соединения, которые могут переваривать микроорганизмы.
Затем в дело вступили дрожжи. С помощью технологии CRISPR исследователи запрограммировали несколько их штаммов, в том числе обычные пекарские дрожжи, так, чтобы они перерабатывали полученные соединения и производили нужные пищевые компоненты. В зависимости от штамма микроорганизмы синтезировали белки, жиры и органические кислоты, а также дополнительные вещества, например, ароматизаторы и предшественники витаминов.
Дрожжи стали своего рода микробными фабриками, которые позволяют получать полезные вещества из отходов.
Полученную смесь дополнили клетчаткой, крахмалом и подсластителем и пропустили через 3D-принтер. В результате были изготовлены небольшие белковые печенья µBites. Название читается как «микробайты» и обыгрывает английское bites — «кусочки» или «перекусы». При этом ученые работают над тем, чтобы в будущем и дополнительные ингредиенты для печенья тоже производились с помощью микроорганизмов из исходных отходов.
Предварительные испытания показывают, что µBites безопасны для употребления. Печенье также получило высокие оценки за аромат, и большинство участников эксперимента заявили, что были бы готовы есть его в условиях ограниченных ресурсов.
Полноценного исследования о влиянии употребления µBites на здоровье пока не проводились, поскольку команда ожидает необходимого одобрения.
Ученые намерены сделать печенье более вкусным и питательным. Один из созданных штаммов пекарских дрожжей способен производить ванильный ароматизатор из растительной биомассы. Другой перерабатывает этиленгликоль, один из компонентов ПЭТ, в бета-каротин, который организм может использовать для получения витамина А. Таким образом, ученые хотят получать из отходов не только базовую пищу, но и вещества, которые улучшают ее вкус и питательную ценность. Правда, пока производство такого печенья остаётся дорогим — $60 за килограмм. Эксперты сомневаются, что технология может стать решением проблемы пластиковых отходов в промышленных масштабах.
Тем не менее, исследователи рассчитывают сделать технологию пригодной для использования в местах, где доставка продовольствия затруднена или невозможна. Среди потенциальных сценариев — последствия стихийных бедствий, подводные лодки и космические миссии, включая будущие базы на Луне и Марсе. Проект выполняется в рамках исследований NASA, посвященных производству пищи в условиях ограниченных ресурсов.
