از بطری پلاستیکی تا کلوچه؛ مخمرهای مهندسیشده زباله را به غذا تبدیل کردند
پژوهشگران با استفاده از مخمرهای مهندسیشده توانستهاند پلاستیک PET موجود در بطریها را به ترکیباتی تبدیل کنند که در ساخت یک کلوچه سهبعدی به کار رفتهاند. این فناوری که در چارچوب یک پروژه با حمایت ناسا توسعه یافته، فعلاً برای تولید غذای روزمره طراحی نشده و هدف اصلی آن تأمین مواد غذایی در محیطهای کممنبع مانند مأموریتهای طولانی فضایی، زیردریاییها و مناطق بحرانزده است.
به گزارش سیناپرس، شاید تصور کلوچهای که از بطری پلاستیکی درست شده باشد، عجیب به نظر برسد. اما پژوهشگران دانشگاه Southern Illinois (SIU) Carbondale موفق شدهاند با استفاده از میکروبها و مخمرهای مهندسیشده، پلیاتیلن ترفتالات (PET) را به یک خوراکی خوشطعم تبدیل کنند. این محصول که «µBites» نام دارد، میتواند در مناطق بحرانزده یا مأموریتهای فضایی که دسترسی به غذا محدود است، به کار رود. تیم تحقیقاتی نتایج خود را در نشست سالانه انجمن شیمی آمریکا ارائه کرده است.
هدف فعلاً تولید غذای روزمره نیست؛ پژوهشگران به کاربرد این فناوری در محیطهای کممنبع مثل مأموریتهای طولانی فضایی، زیردریاییها و مناطق بحرانزده فکر میکنند.
البته هزینۀ فعلی تولید بالاست و این فناوری هنوز در مرحلۀ آزمایشی قرار دارد؛ اما ایدۀ اصلی عجیب است: تبدیل زبالۀ پلاستیکی به بخشی از زنجیرۀ تولید غذا!
چگونه پلاستیک به خوراکی تبدیل میشود؟
«میکروبها بسیار باهوش هستند،» این را لاهیرو جایاکودی، بیوشیمیست SIU Carbondale، در بیانیهای گفته است. «ما از ویژگیهای آنها برای حل مشکلاتی که خودمان ایجاد کردهایم استفاده میکنیم.» او توضیح میدهد که «پلاستیک کربن است و غذا هم کربن است» و با شیمی مناسب میتوان این پیوند را تغییر داد. برای تولید µBites، ابتدا تیم PET را با زیستتودههایی مانند ساقه ذرت و برگها مخلوط کرد و با استفاده از آب داغ و فشار بالا و اکسیژن، این مخلوط را به قطعات کوچکی تجزیه کرد که میکروبها بتوانند از آن تغذیه کنند. سپس مخمرهایی را که بهطور ویژه برنامهریزی شده بودند، آزاد کردند تا ترکیبات پلاستیکی را به مولکولهای مورد نظر از جمله پروتئینها، ویتامینها و طعمدهندهها تبدیل کنند. در نهایت، فیبر، نشاسته و شیرینکننده به خمیر اضافه شد و با استفاده از چاپگر سهبعدی، شکل کلوچه به خود گرفت.
چالشهای قرن و رقابت فضایی
µBites در اصل بخشی از «چالش غذای فضایی عمیق» (Deep Space Food Challenge) بود که خود زیرمجموعه برنامه «چالشهای قرن» ناسا (NASA’s Centennial Challenges) به شمار میآید. این برنامه از عموم مردم میخواهد راهحلهای نوآورانهای برای مشکلات بزرگ پیش روی بشریت ارائه دهند. چالش غذای فضایی عمیق بهطور خاص از پژوهشگران خواسته بود تا روشهای جدیدی برای تولید غذا در محیطهای خشک و بیثمر ابداع کنند. µBites در این رقابت برنده نشد، اما تجربه آن به تیم انگیزه داد تا رویکرد کاملاً پایدار برای تولید کلوچه خود را دنبال کند. به گفته تیم، µBites از نظر ایمنی برای مصرف مشکلی ندارد، اما هنوز مجوز نهادی برای آزمایشهای چشایی دریافت نکرده است.
کاربردهای فراتر از بحران
پژوهشگران قصد ندارند µBites را فقط به شرایط بحرانی یا کمبود منابع محدود کنند. در نسخه جدید این کلوچه، تیم مخمرهایی ساخته است که میتوانند زیستتوده گیاهی را به طعم وانیل تبدیل کنند و مخمر دیگری که ترکیبات PET را به بتا-کاروتن، منبع غنی ویتامین A، تبدیل میکند. این یعنی µBites میتواند در آینده به یک میانوعده مغذی و خوشطعم برای همه تبدیل شود، نه فقط فضانوردان یا مردم مناطق محروم.
قیمت و پذیرش عمومی
البته راه درازی تا فروشگاههای محلی باقی است. جایاکودی به گاردین اعتراف کرده که متقاعد کردن مردم برای پذیرش غذای مشتق از پلاستیک کار آسانی نیست. علاوه بر این، هزینه تولید فعلی µBites حدود ۶۰ دلار به ازای هر ۲٫۲ پوند (حدود ۱ کیلوگرم) است که بسیار گرانتر از کلوچههای معمولی است. با این حال، تیم امیدوار است. جایاکودی میگوید: «تقاضای جهانی غذا تا سال ۲۰۵۰ بین ۳۵ تا ۵۶ درصد افزایش خواهد یافت و حدود ۳۰ درصد از جمعیت جهان در آینده در معرض خطر گرسنگی قرار خواهند داشت. به نظر من راه حل این مشکل استفاده از میکروبهاست.»
تحلیل و چشمانداز
این دستاورد یک نمونه بارز از همگرایی زیستفناوری و علم مواد است. اگرچه µBites هنوز در مراحل اولیه قرار دارد، اما نشان میدهد که میتوان از زبالههای پلاستیکی که امروز معضل محیط زیست هستند، به عنوان منبع غذایی آینده استفاده کرد. از نظر زیستمحیطی، این روش میتواند به کاهش آلودگی پلاستیک و تولید همزمان غذا کمک کند. با این حال، چالشهای اقتصادی و فرهنگی بزرگی پیش روست. قیمت بالا و نیاز به تغییر نگرش عمومی، موانع اصلی هستند. اما با توجه به روند افزایش جمعیت و بحرانهای اقلیمی، چنین فناوریهایی ممکن است روزی نه یک انتخاب، بلکه یک ضرورت شوند.
نکات کلیدی
- محققان دانشگاه SIU Carbondale با استفاده از میکروبها و مخمرهای مهندسیشده، PET (بطریهای پلاستیکی) را به کلوچهای خوراکی به نام µBites تبدیل کردند.
- این کلوچه حاوی پروتئین، ویتامین (از جمله بتا-کاروتن) و طعم وانیل است و با چاپگر سهبعدی شکل میگیرد.
- µBites ابتدا برای چالش غذای فضایی ناسا طراحی شد اما برنده نشد؛ با این حال تیم تحقیقاتی به توسعه آن ادامه میدهد.
- هزینه تولید فعلی حدود ۶۰ دلار به ازای هر کیلوگرم است و هنوز مجوز تست چشایی صادر نشده است.
- محققان معتقدند میکروبها میتوانند راه حل اصلی برای تأمین غذای آینده در برابر افزایش ۳۵-۵۶ درصدی تقاضا تا سال ۲۰۵۰ باشند.
در مجموع، µBites یک نوآوری جذاب است که مرزهای شیمی و زیستشناسی را جابجا میکند. اگرچه هنوز راه زیادی تا تجاریسازی باقی است، اما همین قدم اول نشان میدهد که زبالههای پلاستیکی میتوانند به چیزی خوشمزه و مفید تبدیل شوند. شاید روزی نه چندان دور، کلوچههای پلاستیکی بخشی از رژیم غذایی ما باشند.
