Пластиковые бутылки превратят в печенье: чем могут кормить будущих покорителей Марса

Из пластиковых отходов делают еду

Идея употреблять в пищу продукты, изготовленные из переработанного пластика, пока больше напоминает сюжет научной фантастики. Однако исследователи уже работают над технологией, которая в перспективе может помочь обеспечивать астронавтов питанием во время многолетних космических путешествий.

Проект финансируется НАСА и предполагает переработку пластика и сельскохозяйственных отходов в компоненты, пригодные для производства продуктов питания. В основе технологии лежат специально выведенные дрожжи. Они способны преобразовывать исходное сырье в съедобные белки, жиры и ароматические компоненты.

После обработки полученную массу направляют в 3D-принтер. С его помощью исследователи формируют продукт, внешне напоминающий дискообразное печенье.

«Моя лаборатория занимается разработкой технологий переработки пластика, — рассказывает доктор Лахиру Джаякоди, микробиолог из Университета Южного Иллинойса. — Мы подумали: а почему бы не заняться едой? Пластик — это углерод, и еда — это углерод».

Ученые пока не пробовали свое печенье

Несмотря на то, что экспериментальный продукт уже создан, его разработчики пока не смогли оценить вкус собственного изобретения. Команда еще не получила разрешение на проведение испытаний с участием людей. Поэтому дегустация печенья из переработанного пластика пока не проводилась.

В то же время исследователи утверждают, что продукт «получил высокие оценки за аромат».

«Мы ещё не ели его, потому что ждём разрешения на тестирование на людях», — сказал Джаякоди перед презентацией работы на заседании Американского химического общества в Чикаго.

Зачем астронавтам еда из отходов

Метод создавался в рамках программы НАСА Deep Space Food Challenge. Перед учеными была поставлена задача разработать новые пищевые технологии, способные решить проблему питания экипажей во время продолжительных космических миссий.

Особенно актуальным этот вопрос становится при планировании полетов на Марс. Доставка большого количества продовольствия увеличивает массу космического корабля, а возможности пополнить запасы во время такой экспедиции будут крайне ограничены.

Поэтому исследователи рассматривают возможность повторного использования имеющихся на борту ресурсов, включая отходы.

«Когда астронавт отправляется на Марс, он должен выжить в экстремальных условиях, — говорит Джаякоди. — Путь туда и обратно занимает три года. Нужно использовать все, что есть».

Как бутылка превращается в питательные вещества

Для экспериментов ученые выбрали один из наиболее распространенных видов пластика — полиэтилентерефталат, или ПЭТ. Именно из него, в частности, производят большое количество одноразовых бутылок для воды. На первом этапе ПЭТ подвергают обработке водой и кислородом при высокой температуре и давлении. В результате прочный пластиковый материал расщепляется на более мелкие молекулы, содержащие углерод.

После этого полученные соединения становятся своеобразной пищей для специально подготовленных дрожжей. Ученые генетически перепрограммировали микроорганизмы таким образом, чтобы они могли использовать полученные из пластика молекулы в качестве источника питания. Далее дрожжи перерабатывают углерод и создают новые биологические молекулы. Среди них — белки, жиры и другие питательные компоненты.

Их можно смешивать с крахмалом, получая основу для последующего изготовления продуктов питания.

Даже ваниль получают с помощью дрожжей

Исследователи работают не только над питательной ценностью будущей космической еды, но и над ее вкусом и ароматом. Для получения ванильного ароматизатора был задействован другой штамм дрожжей. В этом случае микроорганизмы перерабатывали уже не пластик, а растительную биомассу.

Таким образом, разные микроорганизмы могут выполнять отдельные задачи: одни превращают углерод из пластиковых отходов в питательные вещества, другие помогают создавать ароматические компоненты будущего продукта.

Килограмм печенья стоит 60 долларов

Пока технология остается достаточно дорогой. В настоящее время производство такого печенья обходится примерно в 60 долларов за килограмм. Однако исследователи рассчитывают, что со временем стоимость удастся уменьшить. Для этого планируется повысить эффективность используемых дрожжей и увеличить масштабы производства.

При переходе от лабораторных экспериментов к более крупным объемам себестоимость продукта, по ожиданиям разработчиков, должна снизиться.

Технология может пригодиться и на Земле

Созданная система рассматривается не только как способ обеспечить питанием участников будущих космических миссий. По мнению исследовательской команды, технология может оказаться полезной и в экстремальных условиях на Земле.

Например, подобное производство пищи теоретически можно использовать на подводных лодках или в районах, пострадавших от стихийных бедствий, где возникают сложности с регулярными поставками продуктов.

Еще одним возможным направлением является борьба с пластиковыми отходами. В таком случае технология одновременно позволит перерабатывать ненужный пластик и получать новое сырье для производства пищи.

К 2050 году спрос на еду может резко увеличиться

Исследователи рассматривают разработку и в контексте глобальной продовольственной безопасности. По приведенным ими оценкам, к 2050 году мировой спрос на продовольствие может увеличиться на 35–56%. При этом около 30% населения Земли в будущем может столкнуться с угрозой голода.

«Ожидается, что к 2050 году мировой спрос на продовольствие вырастет на 35-56 %, и около 30 % населения планеты в будущем столкнутся с угрозой голода, — говорит Джаякоди. — Я считаю, что решить эту проблему можно с помощью микробов».

При этом авторы разработки признают, что одного технологического решения будет недостаточно. Даже если безопасность и питательная ценность такой пищи будут подтверждены, остается психологический барьер.

Людям придется привыкнуть к самой мысли о том, что исходным сырьем для части компонентов их еды когда-то служил пластик.