Пластиковая бутылка вряд ли ассоциируется с сырьём для еды, но американские исследователи разработали технологическую цепочку, которая делает именно это. Полиэтилентерефталат сначала химически разрушают до более простых соединений, затем ими кормят микроорганизмы, а полученную биомассу превращают в материал для пищевого 3D-принтера.

До тарелок людей технология пока не дошла. Первые образцы даже не прошли дегустацию: исследователи ждут разрешения на такой эксперимент.

Пластик никто не предлагает есть напрямую

Основным сырьём стал PET — полиэтилентерефталат.

Из него производят огромное количество бутылок, упаковки и синтетических материалов. Организм человека такой полимер переваривать не умеет, поэтому измельчить бутылку и добавить её в продукт, конечно, нельзя.

Процесс начинается с окислительного гидротермального растворения.

На пластик воздействуют водой, кислородом и высокой температурой. Длинные полимерные цепи распадаются на более простые углеродсодержащие соединения.

После этого сырьё становится пригодным уже не для человека, а для специально подобранных микроорганизмов.

Именно они выполняют следующий этап превращения.

Главную работу берут на себя дрожжи

Специально выведенные штаммы дрожжей способны использовать продукты переработки PET как источник углерода.

В процессе роста микроорганизмы создают собственную биомассу.

Она уже содержит компоненты, которые потенциально имеют пищевую ценность — прежде всего белки и жиры.

Смысл технологии заключается именно в промежуточном биологическом этапе. Человек получает не переработанный пластик как таковой, а биомассу микроорганизмов, выращенную на веществах, которые когда-то были частью пластиковой бутылки.

Похожий принцип используется во многих привычных пищевых производствах.

Дрожжи, бактерии и грибки давно применяются для получения хлеба, сыра, кисломолочных продуктов и различных ферментированных ингредиентов. Здесь необычен главным образом исходный источник углерода.

Из растительных отходов получают даже аромат

Исследователи используют не только пластик.

Другой штамм микроорганизмов способен перерабатывать сельскохозяйственные остатки, включая части растений, которые обычно не идут в пищу.

Из них можно получать ароматические соединения.

В эксперименте демонстрировалась возможность формирования вещества с ванильным ароматом.

Таким образом, будущая система потенциально может перерабатывать сразу несколько потоков отходов: пластик обеспечивает часть питательного сырья для микроорганизмов, а растительные остатки становятся источником дополнительных соединений.

Полученную массу затем смешивают с обычными пищевыми компонентами — например, клетчаткой, крахмалом и подсластителями.

Форму продукту придаёт 3D-принтер

После переработки получается не готовый кусок привычной еды, а пластичная питательная смесь.

Для придания ей формы учёные создали специализированный 3D-принтер.

Подобные установки выдавливают пищевую массу через сопло слой за слоем, примерно как обычный пластиковый 3D-принтер формирует деталь из расплавленного материала.

Так можно менять размер, форму и структуру конечного продукта без сложных производственных линий.

Первые экспериментальные изделия получили название μBites.

Однако внешний вид и теоретическая пищевая ценность ещё не означают, что продукт разрешён для употребления.

Учёные сами его пока не пробовали

Один из самых важных этапов только предстоит — проверка безопасности.

Исследователям необходимо убедиться, что после химической и биологической переработки в продукте не остаётся вредных примесей, побочных соединений или опасных микроорганизмов.

Только после этого можно переходить к полноценной дегустации и дальнейшим пищевым испытаниям.

Поэтому заявления о том, что людей уже можно «кормить пластиковыми бутылками», сильно опережают реальность.

Пока доказана технологическая возможность преобразовать содержащийся в пластике углерод в биомассу, пригодную для дальнейшего исследования в качестве пищевого сырья.

Идея появилась из задач для дальнего космоса

Проект развивался при финансировании программы, связанной с NASA и будущими продолжительными космическими миссиями.

В космосе проблема отходов особенно серьёзна.

Корабль не может постоянно выбрасывать мусор наружу и одновременно брать с собой бесконечные запасы еды. Чем дольше длится экспедиция, тем важнее становится замкнутый цикл использования ресурсов.

Если часть упаковки и органических отходов удастся возвращать в пищевую систему, масса стартового запаса может уменьшиться.

Для полёта к Марсу или длительной базы на другой планете это уже имеет практический смысл.

На Земле технология тоже может пригодиться

PET используется миллионами тонн, а значительная часть пластика по-прежнему не возвращается в полноценный производственный цикл.

Даже переработанный материал постепенно теряет качество и не может бесконечно становиться новой бутылкой.

Биологическая переработка потенциально предлагает другой путь: превратить углерод из отходов в продукт совершенно иного класса.

До промышленной установки пока далеко. Нужно подтвердить безопасность, экономику процесса и возможность масштабировать его без огромных затрат энергии.

Но сам эксперимент интересен сменой подхода.

Пластиковую бутылку здесь рассматривают уже не как мусор, который необходимо просто уничтожить, а как химическое сырьё. Если технология дойдёт до практики, её главной ценностью станет не экзотическая «еда из пластика», а возможность возвращать углерод из отходов обратно в полезный биологический цикл.