Zusammenfassung:
Angesichts der zunehmenden Plastikverschmutzung und potenzieller Herausforderungen bei der Lebensmittelsicherheit hat ein wissenschaftliches Forschungsteam der Southern Illinois University Carbondale ein bahnbrechendes Forschungsergebnis erzielt. Forscher nutzten gentechnisch veränderte Hefe, um weggeworfene Plastikflaschen und landwirtschaftliche Abfälle erfolgreich in essbare Rohstoffe umzuwandeln, die Nährstoffe wie Eiweiß, Fett und Vitamine enthalten, und verwendeten 3D-Drucktechnologie, um proteinreiche Kekse namens „µBites“ herzustellen.
Diese Innovation eröffnet nicht nur einen neuen Weg für die hochwertige Nutzung von Kunststoffabfällen, sondern bietet auch hochmoderne Lösungen für die zukünftige Erforschung des Weltraums und die Nahrungsmittelversorgung in ressourcenknappen Umgebungen.
Es muss klargestellt werden, dass diese Technologie Kunststoff nicht direkt in Lebensmittel einarbeitet oder zu Keksen verarbeitet, sondern vielmehr die Rekombination von Elementen durch biochemische Umwandlung erreicht. Polyethylenterephthalat (PET) als Hauptbestandteil von Plastikflaschen und anderen Verpackungen enthält selbst reichhaltige Kohlenstoffelemente. Das Forschungsteam nutzte zunächst die Technologie der „oxidativen hydrothermischen Auflösung“, um land- und forstwirtschaftliche Abfälle wie PET-Kunststoff und weggeworfenes Maisstroh in kleine Molekülverbindungen zu zerlegen, die von Mikroorganismen unter Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen genutzt werden können, und verfütterte diese Produkte dann an Mikroorganismen wie gentechnisch veränderte Saccharomyces cerevisiae.
Speziell modifizierte Hefe fungiert wie eine Miniaturfabrik zur Lebensmittelverarbeitung, die in der Lage ist, diese Kohlenstoffquellen aus Abfallstoffen zu absorbieren und sie in Nährstoffe wie Proteine, Fettsäuren und organische Säuren umzuwandeln. Darüber hinaus haben die Forscher Hefestämme mit spezifischen Funktionen weiterentwickelt, die es ihnen ermöglichen, aus Kunststoffen gewonnenes Ethylenglykol zur Synthese von Beta-Carotin zu verwenden (das im menschlichen Körper in Vitamin A umgewandelt werden kann) und sogar Pflanzenabfälle zur direkten Synthese natürlicher Vanillegeschmacksverbindungen zu verwenden, wodurch der Geschmack und der Nährwert des Endlebensmittels deutlich verbessert werden.
Nachdem das wissenschaftliche Forschungsteam die aus Hefe extrahierten Nährstoffe gewonnen hatte, vermischte es sie mit geeigneten Mengen an Ballaststoffen, Stärke und Süßungsmitteln und formte mithilfe der 3D-Drucktechnologie proteinreiche Kekse „µBites“. Daten zur Sicherheitsbewertung zeigen, dass die durch Biotransformation hergestellten Kekse die Sicherheitsstandards für den Verzehr erfüllen. Obwohl das Forschungsteam immer noch auf die Genehmigung der zuständigen Behörden für formelle Geschmackstests am Menschen wartet, waren die ersten Ergebnisse der Aromabewertung der Probanden recht positiv, wobei die überwiegende Mehrheit der Teilnehmer ihre Bereitschaft zum Ausdruck brachte, dieses neue Lebensmittel in ressourcenarmen oder extremen Umgebungen zu essen.
Diese Forschung erhielt auch finanzielle Unterstützung von der „Deep Space Food Challenge“ der National Aeronautics and Space Administration (NASA) und der National Science Foundation. Forscher sagten, dass dieses auf Mikroben basierende Lebensmittelumwandlungssystem nicht nur auf die Plastikverschmutzungskrise und den Notfallrettungsbedarf in Katastrophengebieten auf der Erde reagieren kann, sondern auch in geschlossenen Extremumgebungen wie U-Booten, polaren wissenschaftlichen Forschungsstationen und sogar zukünftigen Mond- und Marsbasen eingesetzt werden kann. Das Team plant, das Verfahren in den nächsten Jahren weiter zu verbessern, um es Mikroorganismen zu ermöglichen, grundlegendere Inhaltsstoffe wie Stärke und Ballaststoffe direkt zu synthetisieren und die Technologie so schnell wie möglich in den Massenkonsum und die praktische Anwendung zu bringen.
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