Печенье из пластиковых бутылок: генетически модифицированные дрожжи научились перерабатывать отходы в белковую пищу

Американские химики разработали новую технологию, способную превратить отходы из полиэтилентерефталата (ПЭТ) и стеблей кукурузы в питательное печенье с высоким содержанием белка. Стоимость производства такого продукта на текущем этапе эксперимента составляет около 60 долларов за килограмм. Результаты научной работы команда из Университета Южного Иллинойса в Карбондейле представила на конференции Американского химического общества ACS Fall 2026, которая проходила с 23 по 27 августа в чикагском выставочном центре McCormick Place на симпозиуме, посвященном исследовательским работам в области биохимии и химической биологии. Прототип продукта получил название µBites.

В основе технологии лежит базовый химический факт: и синтетический пластик, и традиционная пища состоят преимущественно из углерода. На первом этапе ученые тщательно измельчают бутылки из ПЭТ-пластика вместе с сельскохозяйственными остатками — сухими стеблями и листьями кукурузы. Эту смесь подвергают обработке методом окислительного гидротермального растворения. В реакторе под высоким давлением и при высокой температуре с участием воды и кислорода длинные прочные полимерные цепи распадаются на простые органические соединения, включая этиленгликоль и феруловую кислоту. Полученная жидкая масса служит питательной средой для микроорганизмов.

Специалисты модифицировали геном нескольких видов дрожжей, включая стандартные пекарские Saccharomyces cerevisiae и штамм Rhodosporidium toruloides. В природе микробы не способны усваивать токсичные продукты распада пластика. Биологи перенастроили их метаболизм таким образом, чтобы дрожжи поглощали полученные углеродные фрагменты и синтезировали из них аминокислоты, жиры, органические кислоты и витамины. В частности, один из модифицированных штаммов перерабатывает этиленгликоль в бета-каротин, служащий предшественником витамина А, а другой превращает феруловую кислоту из растительного сырья в ванилин, придающий смеси характерный аромат. Итоговую густую массу заправляют в пищевой 3D-принтер, который формирует небольшие печенья.

Проект развивался при финансовой поддержке НАСА в рамках конкурса Deep Space Food Challenge. Главная задача космического агентства заключается в поиске способов автономного обеспечения провизией экипажей, отправляющихся в длительные миссии. Трехлетний полет к Марсу и обратно исключает возможность регулярной доставки контейнеров с Земли, поэтому в замкнутой экосистеме корабля любой пластиковый мусор становится потенциальным сырьем. Метод вторичной переработки подходит также для автономного снабжения экипажей подводных лодок или гуманитарной помощи в зонах стихийных бедствий.

Лабораторные тесты на токсичность подтвердили полную безопасность полученной биомассы. Предварительные опросы показали, что добровольцы готовы употреблять продукт в условиях дефицита ресурсов, позитивно оценивая его ванильный запах. Сейчас авторы проекта ожидают официального разрешения этического комитета для проведения полноценных дегустаций. В дальнейшем исследователи планируют научить дрожжевые культуры синтезировать крахмал, клетчатку и подсластители, а также повысить скорость ферментации для снижения себестоимости.

Источник: phys.org