NASA-project maakt van PET-flessen en maisresten een eetbaar koekje

Een onderzoeksteam van Southern Illinois University (SIU) Carbondale heeft een methode ontwikkeld om afvalplastic en plantenresten te verwerken tot voedsel. Met geld van NASA's Deep Space Food Challenge bouwden de wetenschappers een proces waarbij gist afvalstoffen omzet in eetbare bouwstenen. Het eindresultaat is een eiwitrijk koekje dat de onderzoekers µBites noemen, kort voor 'microbites'. De resultaten werden deze week gepresenteerd op de najaarsbijeenkomst van de American Chemical Society in Chicago.

Van plastic fles tot grondstof voor gist

De basis van het proces is PET, de meest gebruikte kunststof voor frisdrank- en waterflessen. Onderzoekers combineerden PET met afgedankte maisstengels en -bladeren en behandelden dit mengsel met een techniek die oxidatieve hydrothermale ontleding heet. Daarbij breken water, zuurstof, hoge temperatuur en hoge druk het harde materiaal af tot kleinere fragmenten. Die fragmenten kunnen vervolgens dienen als voedsel voor micro-organismen. Geoloog Ken Anderson van SIU Carbondale ontwikkelde de techniek. Associate professor Lahiru Jayakody, die het project leidt, vergelijkt plastic en voedsel met elkaar: beide bestaan grotendeels uit koolstof, en dat maakt omzetting mogelijk.

Gist als levende fabriek

De fragmenten uit het afbraakproces worden gevoed aan genetisch aangepaste gistcellen, waaronder gewone bakkersgist. Die gist zet de bouwstenen om in eiwitten, vetten en zuren. Dit proces is een vorm van biomanufacturing, waarbij cellen fungeren als kleine productiefabrieken. Dezelfde aanpak wordt al gebruikt om insuline en, via precisiefermentatie, zuivel- en eiwitten zonder dieren te maken. Aan het gistmengsel worden vezels, zetmeel en zoetstof toegevoegd, waarna alles via een 3D-printer tot een koekje wordt geëxtrudeerd. Volgens Jayakody zijn microben 'heel slim' en gebruikt het team hun eigenschappen om problemen op te lossen die de mens zelf heeft veroorzaakt.

Smaak, vitamines en toekomstplannen

Onderzoek wijst uit dat de koekjes veilig zijn om te eten, al wacht het team nog op goedkeuring voor echte smaaktests. Bij geurtests gaven de meeste proefpersonen aan het koekje in noodsituaties te willen eten. Om het product aantrekkelijker te maken, ontwikkelde promovenda Sandhya Jayasekara gistvarianten die vanillesmaak produceren uit plantaardige biomassa en die ethyleenglycol uit PET omzetten in bèta-caroteen, een stof die het lichaam omzet in vitamine A. Het team wil uiteindelijk alle ingrediënten van µBites, inclusief zetmeel, vezels en zoetstof, met microben produceren. Jayakody verwacht dat de koekjes over enkele jaren beschikbaar kunnen zijn, met toepassingen die variëren van rampgebieden en onderzeeërs tot bases op de maan of Mars. De Verenigde Naties voorspellen dat de wereldwijde vraag naar voedsel tussen 2020 en 2050 met 35 tot 56 procent kan stijgen, terwijl ongeveer 30 procent van de wereldbevolking risico loopt op honger.