دانشمندان زباله‌های پلاستیکی را به کوکی خوراکی تبدیل کردند

پژوهشگران دانشگاه ایلینوی جنوبی در کاربوندیل روشی برای تبدیل زباله‌های پلاستیکی و ضایعات کشاورزی به مواد غذایی توسعه داده‌اند.

به گزارش سرویس علمی تک‌ناک، آنها با استفاده از مخمرهای مهندسی‌شده، پلاستیک را به پروتئین، چربی، اسید و مواد طعم‌دهنده تبدیل می‌کنند و سپس از این ترکیبات برای چاپ سه‌بعدی کوکی‌های خوراکی استفاده می‌کنند.

این پژوهش می‌تواند راهی تازه برای استفاده از زباله‌های پلاستیکی و تولید غذا ارائه دهد. پژوهشگران این پروژه را با حمایت مالی برنامه «چالش غذای اعماق فضا» ناسا انجام داده‌اند و یکی از کاربردهای احتمالی این فناوری را تأمین غذای فضانوردان در مأموریت‌های طولانی فضایی می‌دانند.

تبدیل پلاستیک PET به مواد خوراکی

پژوهشگران برای تولید این مواد غذایی از مخمرهایی استفاده کردند که با فناوری ویرایش ژن CRISPR تغییر یافته‌اند. این مخمرها می‌توانند پلی‌اتیلن ترفتالات یا PET را مصرف کنند. PET نوعی پلاستیک پرکاربرد و سرشار از کربن است که در محصولاتی مانند بطری‌های یک‌بارمصرف آب، بسته‌بندی مواد غذایی و پوشاک کاربرد دارد.

البته مخمرها نمی‌توانند قطعات پلاستیکی را به صورت مستقیم مصرف کنند. پژوهشگران ابتدا PET را با فرایندی موسوم به «انحلال هیدروترمال اکسایشی» به اجزای کوچک‌تر تبدیل می‌کنند. در این روش فقط از گرما، آب و اکسیژن استفاده می‌شود. اجزای حاصل از این فرایند برای مخمرها قابل مصرف هستند.

مخمرها پس از مصرف مواد حاصل از تجزیه پلاستیک، آنها را به مخلوطی از پروتئین‌ها، چربی‌ها و اسیدها تبدیل می‌کنند. سپس پژوهشگران فیبر، نشاسته و شیرین‌کننده را به این ترکیب اضافه می‌کنند تا ماده‌ای مناسب‌تر برای مصرف غذایی به دست آید.

این فناوری فقط به زباله‌های پلاستیکی محدود نیست. مخمرها می‌توانند برخی ضایعات کشاورزی مانند ساقه‌های دورریخته‌شده گیاهان را نیز پردازش کنند. یکی از سویه‌های مخمر در آزمایش پژوهشگران توانست زیست‌توده گیاهی را به مواد طعم‌دهنده با طعم وانیل تبدیل کند.

پژوهشگران مخلوط نهایی را وارد چاپگر سه‌بعدی کردند و کوکی‌هایی به شکل حرف یونانی «µ» ساختند. آنها این محصولات را «µBites» یا «میکروبایت» نامیده‌اند. اعضای تیم هنوز منتظر دریافت مجوز دانشگاه برای چشیدن این کوکی‌ها هستند.

لاهیرو جایا‌کودی، میکروبیولوژیست دانشگاه ایلینوی جنوبی و سرپرست پژوهش بیان کرد که محصول تولیدشده، رایحه‌ای مطبوع و جذاب دارد. او گفت: «هنوز آن را نچشیده‌ایم، اما قطعا بوی خوبی دارد، درست مانند یک کوکی واقعی است.» پژوهشگران انتظار دارند محصول نهایی علاوه بر ایمن بودن، طعم مطلوبی نیز داشته باشد.

بیشتر بخوانید: این آشپزخانه رباتیک هر ساعت ۱۲۰ وعده غذایی آماده می‌کند + ویدیو

هزینه بالا مانع مهم تجاری‌سازی

پژوهشگران امیدوار هستند این فناوری در آینده به مقابله با دو چالش جهانی کمک کند. تبدیل بخشی از زباله‌های پلاستیکی به مواد خوراکی می‌تواند حجم پسماندهای پلاستیکی را کاهش دهد و در عین حال، منبع تازه‌ای برای تولید مواد غذایی ایجاد کند.

با وجود این، هزینه بالای فرایند در شرایط فعلی مانعی جدی محسوب می‌شود. تولید یک کیلوگرم کوکی با این روش حدود ۶۰ دلار هزینه دارد. برخی کارشناسان نیز درباره امکان استفاده گسترده از این فناوری برای مقابله با بحران زباله‌های پلاستیکی تردید دارند.

جیسون هالت از امپریال کالج لندن به حجم بسیار بالای پسماندهای پلاستیکی جهان اشاره کرده است. او گفت: «ما سالانه ۴۰۰ میلیون تن زباله پلاستیکی تولید می‌کنیم. قرار نیست همه آن را به کوکی تبدیل کنید.» هالت معتقد است این فناوری در مقیاس تجاری نمی‌تواند راه‌حل بحران جهانی زباله‌های پلاستیکی باشد.

کاربرد احتمالی زباله‌های پلاستیکی در زمین و فضا

ناسا این فناوری را در قالب «چالش غذای اعماق فضا» تأمین مالی کرده است. این برنامه دانشمندان را به توسعه فناوری‌های جدید برای تأمین غذای فضانوردان در سفرهای طولانی تشویق می‌کند.

تولید این کوکی‌ها در شرایط فعلی برای هر کیلوگرم حدود ۶۰ دلار هزینه دارد. پژوهشگران انتظار دارند افزایش بازده مخمرها و گسترش مقیاس تولید، هزینه نهایی را در آینده کاهش دهد.

این فناوری تنها برای مأموریت‌های فضایی طراحی نشده است. پژوهشگران معتقد هستند چنین روشی می‌تواند در محیط‌های دشوار زمینی نیز کاربرد داشته باشد. زیردریایی‌ها و مناطق آسیب‌دیده از بلایای طبیعی از جمله گزینه‌های مطرح‌شده هستند.

این روش در مقیاس گسترده‌تر می‌تواند هم‌زمان به کاهش پسماندهای پلاستیکی و افزایش تولید مواد غذایی کمک کند. جایاکودی عنوان کرد که انتظار می‌رود تقاضای جهانی غذا تا سال ۲۰۵۰ بین ۳۵ تا ۵۶ درصد افزایش پیدا کند. او همچنین به احتمال قرار گرفتن حدود ۳۰ درصد جمعیت جهان در معرض خطر گرسنگی اشاره کرده است.

جایاکودی استفاده از میکروب‌ها را یکی از راه‌های مقابله با این چالش می‌داند. با وجود این‌، پژوهشگران پذیرفته‌اند که مانع دیگری نیز پیش روی این فناوری قرار دارد. مردم برای پذیرش گسترده چنین محصولاتی باید ابتدا با ایده مصرف مواد غذایی تولیدشده از پلاستیک کنار بیایند.

پژوهشگران این دستاورد را در نشست انجمن شیمی آمریکا در شیکاگو ارائه می‌کنند. با وجود هزینه بالا و تردید درباره کاربرد گسترده آن روی زمین، این فناوری نشان می‌دهد مهندسی زیستی می‌تواند مواد غیرمتعارفی مانند ضایعات پلاستیکی را به منابع بالقوه برای تولید غذا تبدیل کند.

بیشتر بخوانید: موفقیت واکسن mRNA سرطان مدرنا و مرک در آزمایش مرحله سوم