Amerikaanse onderzoekers maken eiwitkoekjes van PET-plastic en maisafval

Een cola- of waterfles klinkt niet als ingrediënt voor een koekje. Toch is dat precies wat een onderzoeksteam van Southern Illinois University (SIU) Carbondale voor elkaar heeft gekregen. Met behulp van genetisch aangepaste gist zetten de wetenschappers PET-plastic en resten van maisplanten om in eetbare eiwitten, vetten en smaakstoffen. Het resultaat: een 3D-geprint koekje met de bijnaam µBites, dat mensen op aarde én in de ruimte moet kunnen voeden.

Van plastic fles tot bouwsteen voor eiwit

Het onderzoek is onderdeel van een door NASA geleid project dat voedsel moet ontwikkelen voor de krappe, grondstofarme omgeving van diepe ruimtemissies. PET, de meest gebruikte kunststof voor flessen, bestaat grotendeels uit koolstof — en koolstof is ook de basis van voedsel. In plaats van het plastic met chemische oplosmiddelen af te breken, kiezen de onderzoekers voor microben. Geologieprofessor Ken Anderson ontwikkelde daarvoor een speciaal proces genaamd oxidatieve hydrothermale ontleding: water en zuurstof breken bij hoge temperatuur en druk zowel PET als plantenresten zoals maisstengels en -bladeren af tot kleine bouwstenen. Die brokstukken zijn vervolgens voer voor gefermenteerde gistculturen, die er eiwitten, vetten en zuren van maken. Associate professor Lahiru Jayakody, die het onderzoek leidt, vergelijkt de aanpak met hoe gist al langer wordt ingezet om insuline te produceren: microben als kleine fabriekjes. De uiteindelijke voedingsmassa wordt aangevuld met vezels, zetmeel en zoetstof en met een 3D-printer tot koekjes gevormd. Veiligheidstests wijzen uit dat de µBites eetbaar zijn; smaaktests wachten nog op goedkeuring van een ethische commissie, maar proefpersonen omschrijven de geur alvast als aantrekkelijk.

Smaakmakers uit gist

Om van een noodrantsoen een aantrekkelijker product te maken, ontwikkelde promovenda Sandhya Jayasekara gistvarianten die ook smaak- en kleurstoffen produceren. Eén stam zet plantaardige biomassa om in vanilline, de stof achter vanillesmaak. Een andere stam verwerkt ethyleenglycol — een afbraakproduct van PET — tot bèta-caroteen, dat het lichaam omzet in vitamine A. Deze aanpak past in een bredere trend van precisiefermentatie, waarbij micro-organismen in een tank specifieke voedingsstoffen produceren in plaats van dat die uit dieren of gewassen worden gehaald. Jayakody wil uiteindelijk ook de toegevoegde vezels, zetmeel en zoetstof door microben laten maken, zodat het hele koekje uit gefermenteerde grondstoffen bestaat. Hij hoopt dat µBites over enkele jaren beschikbaar zijn, zowel voor gebruik op aarde — bijvoorbeeld op onderzeeërs — als voor toekomstige bases op de maan of Mars. Volgens hem past het onderzoek in een noodzakelijke zoektocht naar nieuwe eiwitbronnen: de wereldwijde vraag naar voedsel stijgt naar verwachting met 35 tot 56 procent tegen 2050, en zo'n 30 procent van de wereldbevolking loopt dan risico op honger. Microben, zegt Jayakody, kunnen daar een oplossing voor bieden.