A kép csak illusztráció (Forrás: Wikimedia)
Megennénk-e egy olyan kekszet, amelynek alapanyaga részben műanyaghulladékból származik? A Southern Illinois University Carbondale kutatói pontosan ilyen élelmiszert fejlesztettek: a µBites nevű falatokat különleges kémiai és biológiai eljárással, élelmiszeripari minőségű PET-műanyagból, mezőgazdasági hulladékból és módosított élesztőtörzsek segítségével állították elő, írja a science alert.
A technológiát elsősorban világűrbeli küldetésekhez, katasztrófa sújtotta térségekhez és más szélsőséges környezetekhez szánják.
Az emberek már jelenleg is jelentős mennyiségű műanyagot fogyasztanak el akaratukon kívül, mivel mikroszkopikus és nanoszkopikus részecskék kerülhetnek az élelmiszerekbe. Az amerikai kutatók azonban most azt vizsgálják, hogyan lehetne bizonyos műanyagokat ellenőrzött körülmények között szándékosan élelmiszer-alapanyaggá alakítani.
Az általuk kifejlesztett süteményeket µBites néven emlegetik. A görög µ jel a tudományos jelölésben a „mikro” előtagot jelenti, ezért a név kiejtése „microbites”, vagyis mikrofalatok.
A gondolat első hallásra még annál is kevésbé tűnhet étvágygerjesztőnek, mint a rovarok fogyasztása. A sütemények alapanyagai azonban hosszú feldolgozási folyamaton mennek keresztül, amelynek célja, hogy a végeredmény elméletileg biztonságos, tápláló és lehetőleg ízletes legyen. A kutatás a NASA Deep Space Food Challenge nevű programjának részeként indult, eredményeit pedig a csapat az Amerikai Kémiai Társaság egyik szimpóziumán mutatta be.
„A biológiailag lebomló, élelmiszeripari minőségű műanyag élelmiszerré alakítása megvalósítható” – mondta Lahiru Jayakody, a Southern Illinois University mikrobiológusa.
A kutató szerint a µBites egy beállítható, hordozható rendszer, amely egyetlen berendezésben egyesíti a feldolgozáshoz szükséges valamennyi összetevőt. A készüléket tengeralattjárókon vagy katasztrófavédelmi járművekben is használhatnák, hogy szükség esetén helyben állítsanak elő élelmiszert. Jayakody szerint az eljárás különösen alkalmas lehet arra, hogy szélsőséges környezetekben, például sivatagokban, az Északi-sarkon vagy az Antarktiszon keletkező széntartalmú hulladékból készítsenek élelmet. A távolabbi jövőben akár a Marson vagy a Hold felszínén is alkalmazhatnák.
Így válik a műanyagból süteménytészta
A műanyag rugalmassága és tartóssága miatt a modern világ egyik legelterjedtebb alapanyaga. Ezek az előnyök azonban a hulladékkezelés során hátránnyá válnak, mivel a műanyag nagyon lassan bomlik le. A legtöbb műanyag termék még akkor is hulladéklerakóba kerül, ha elméletileg újrahasznosítható lenne.
Az elmúlt évek kutatásai már több eredményt hoztak a műanyaghulladék hasznosítása terén. A kidobott termékekből nemcsak újabb műanyagokat, hanem különféle anyagokat, üzemanyagokat, sőt gyógyszereket is elő lehet állítani. A jövőben az élelmiszer is felkerülhet erre a listára.
A kidobott műanyag palack és az ehető keksz között azonban számos feldolgozási lépés található.
Az első az SIU kutatói által kifejlesztett oxidatív hidrotermális oldás. Ennek során oxigén, víz, rendkívül magas hőmérséklet és nagy nyomás segítségével a felhasznált anyagokat alapvető szénvegyületeikre bontják le. A csapat polietilén-tereftalátból, vagyis PET-műanyagból, valamint mezőgazdasági hulladékokból, például kukoricaszárból és levelekből készített folyékony alapanyagot. Ezt a folyadékot tenyésztett élesztővel dolgozzák fel. A mikroorganizmusok a kiinduló anyagot a kutatók által „tápláló élelmiszerpépként” jellemzett masszává alakítják át. Ez lényegében a süteménytészta alapja. A keletkező anyag technikailag már ehető lehet, íze és tápértéke azonban önmagában valószínűleg nem lenne sokkal jobb a kartonpapírénál.
A kutatók ezért különböző élesztőtörzseket módosítottak, hogy a rendelkezésre álló alapanyagokból fehérjéket, zsírokat, vitaminokat, illatanyagokat, színezékeket és ízesítőanyagokat állítsanak elő. Az egyik élesztőtörzset például úgy alakították át, hogy vanillin nevű szerves vegyületet termeljen. Ahogyan a neve is jelzi, ez az anyag vaníliaillatot és -ízt kölcsönözhet az ételnek. Egy másik törzs béta-karotint termel. Ez a pigment adja a sárgarépa narancssárga színét, az emberi szervezet pedig A-vitaminná alakítja.
Az elkészült összetevőket nyers tésztává keverik, majd egy 3D-s élelmiszernyomtatóba töltik. A gép rétegről rétegre, egységes formában nyomtatja ki a süteményt. Az utolsó lépésben mikrohullámú sütőben megsütik és megszilárdítják a kekszet, amely így elnyeri a megszokott süteményformát.
Ember még nem kóstolhatta meg a műanyagból készült kekszet
A legkézenfekvőbb kérdés az, hogy milyen íze van a µBites süteménynek. Erre azonban egyelőre még a kutatók sem tudnak biztos választ adni, mert a biztonsági vizsgálatok lezárásáig senki sem kóstolhatja meg. A vakon elvégzett érzékszervi tesztek alapján ugyanakkor a keksz illata kellemes, tapintása és állaga pedig ígéretesnek tűnik.
Jayakody szerint az egyetemi laboratóriumban és független, akkreditált külső laboratóriumokban is részletesen megvizsgálták a létrehozott élelmiszereket. A vizsgálatok célja annak ellenőrzése volt, hogy a µBites kekszek ne tartalmazzanak mérgező vegyi anyagokat, nehézfémeket, allergéneket vagy élelmiszerrel terjedő kórokozókat.
A kutatók jelenleg szimulált emésztési vizsgálatokat és további elemzéseket végeznek, hogy előkészítsék az embereken végzett teszteket. A kóstolási próbák előtt még számos feladatot kell elvégezni, így egyelőre nem várható, hogy távoli térségekben, katasztrófaövezetekben vagy az űrben rendszeresen ilyen falatokat fogyasszanak az emberek.
A rendszer jelenlegi formájában egy-két nap alatt hajtja végre az átalakítást, és a hulladékban található szén több mint 50 százalékából képes élelmiszer-alapanyagot előállítani. A kutatócsoport ezt az arányt tovább szeretné javítani. Jayakody szerint a következő fejlesztési szakaszokban a fel nem használt szenet ismét visszavezethetnék a rendszerbe, amivel közel 100 százalékos átalakítási hatékonyságot érhetnének el.
A berendezést a hulladékmentes működés elvének megfelelően tervezték, ugyanakkor a széntartalmú alapanyag hozzávetőleg 10 százaléka hulladékgázként távozhat, vagy átalakítatlanul maradhat a folyamat végén. Az eljárás jelenleg 33 különálló lépésből áll, a hozzá szükséges berendezéseket azonban zárt és hordozható rendszerben is el lehet helyezni. Ez lehetővé tenné a használatát olyan helyeken, ahol kevés hely és korlátozott mennyiségű erőforrás áll rendelkezésre. A kutatók szerint az egyik legnagyobb akadály annak megoldása, hogy a rendszer mikrogravitációs környezetben is megfelelően működjön. A technológiának azonban addig is számos földi felhasználási területe lehet.
Nemcsak sütemény, hanem tej- és húspótló is készülhet
A µBites fejlesztői elsőként azért készítettek kekszet, hogy bizonyítsák az eljárás működőképességét. Az így létrehozott fehérjéket, vitaminokat, aromákat és más összetevőket azonban további élelmiszerekben is fel lehetne használni.
„A sütemény csak a koncepció igazolására szolgált. Az élelmiszer-összetevőkből olyan termékek is készülhetnek, amelyekhez fehérjére, aromákra és vitaminokra van szükség, például tej- és húsalternatívák” – mondta Jayakody.
A kutatócsoport azt is vizsgálja, hogy a µBites technológiája alkalmazható-e állati takarmányok előállítására.
A tudósok hétfőn mutatták be eredményeiket az Amerikai Kémiai Társaság chicagói őszi találkozóján. A fejlesztésről a Trends in Biotechnology című szakmai folyóirat iparági összefoglalója is beszámolt.
Kapcsolódó anyagok:
Tudományos áttörés: egy étel probiotikuma megtisztíthatja a beleket a mikroműanyagoktól
A nyitókép csak illusztráció, forrás: By Rywlkr - Own work, CC BY-SA 4.0, wikimedia
