راه ترقی - ایسنا / پلاستیکهای دورریختنی و بقایای کشاورزی معمولاً بهعنوان زباله شناخته میشوند، اما فناوریهای زیستی تازه میکوشند با کمک موجودات ریزی نظیر مخمرها، این مواد را به ترکیبات قابل استفاده در تولید غذا تبدیل کنند.
آلودگی پلاستیکی یکی از مشکلات مهم جهان امروز است. بطریهای نوشیدنی، بستهبندیها و بسیاری از کالاهای مصرفی پس از استفاده دور ریخته میشوند و ممکن است مدتهای طولانی در محیط باقی بمانند. در میان انواع پلاستیک، مادهای به نام پلیاتیلن ترفتالات یا «PET» کاربرد فراوانی دارد و اغلب در ساخت بطریهای آب و نوشابه به کار میرود. این ماده سرشار از کربن است؛ همان عنصری که در ساختار بسیاری از مواد غذایی نیز وجود دارد. بنابراین، پژوهشگران به این فکر افتادهاند که آیا میتوان کربن موجود در پلاستیک را با روشی کنترلشده به مواد مفیدتر تبدیل کرد یا نه.
از سوی دیگر، نگرانی درباره امنیت غذایی در حال افزایش است. با رشد جمعیت، تقاضای جهانی برای غذا تا سال ۲۰۵۰ میتواند بین ۳۵ تا ۵۶ درصد افزایش یابد و بخش قابل توجهی از مردم جهان در معرض گرسنگی قرار گیرند. تأمین غذا در موقعیتهایی مانند مناطق آسیبدیده از بلایای طبیعی، محیطهای محدود زیر دریایی یا سفرهای فضایی دوردست نیز دشوارتر است؛ زیرا دسترسی به زمین کشاورزی، آب، مواد اولیه و زنجیره حملونقل ممکن است محدود باشد. از این رو، یافتن راههایی برای تولید مواد خوراکی از منابع موجود و پسماندها اهمیت زیادی دارد.
در همین زمینه، محققان دانشگاه جنوب ایلینوی در کربوندیل آمریکا، پژوهشی را برای تبدیل پلاستیک و پسماندهای کشاورزی به مواد خوراکی انجام دادهاند. این کار در چارچوب پروژهای با هدایت ناسا انجام شده است که هدف آن طراحی روشهایی برای تولید غذا در محیطهای کممنبع، بهویژه در مأموریتهای اعماق فضا، بوده است.
پژوهشگران ابتدا پلاستیک PET، ساقه و برگ دورریختهشده گیاه ذرت و دیگر مواد زیستی را وارد فرایندی کردند که «حلسازی گرمابی اکسایشی» نام دارد. در این روش، آب و اکسیژن در دما و فشار بالا به کار میروند تا مواد مقاوم به قطعات کوچکتر و قابل استفاده برای میکروبها تبدیل شوند. سپس این قطعات به مخمرهای برنامهریزیشده داده شد. مخمرها موجودات ریز و تکسلولی هستند که در نانپزی نیز کاربرد دارند و میتوان آنها را برای ساخت مواد مشخصی آموزش یا برنامهریزی زیستی کرد. این مخمرها قطعات حاصل را به پروتئین، چربی و اسیدهای گوناگون تبدیل کردند. در پایان، پژوهشگران فیبر، نشاسته و شیرینکننده به مخلوط افزودند و آن را با چاپگر سهبعدی به شکل کوکیهای پرپروتئین درآوردند که «میکروبایت» نام گرفتهاند.
بر پایه دادههای ارائهشده، این کوکیها برای خوردن ایمن ارزیابی شدهاند. با این حال، گروه پژوهشی هنوز منتظر تأیید رسمی نهاد مربوطه برای انجام آزمون چشایی با افراد است. ارزیابیهای اولیه نشان داده است که رایحه این کوکیها امتیاز بالایی دریافت کرده و بیشتر شرکتکنندگان گفتهاند در وضعیتهای کممنبع، حاضر به مصرف چنین محصولی خواهند بود. این نکته نشان میدهد که پذیرش یک غذای نوآورانه، افزون بر ارزش غذایی و ایمنی، به بو، مزه و حس خوشایند آن برای مصرفکننده نیز وابسته است.
پژوهشگران برای جذابتر شدن محصول، کار روی مواد طعمدهنده و مغذی را نیز ادامه دادهاند. مجریان این تحقیق مخمرهایی طراحی کردهاند که میتوانند از مواد گیاهی، طعمدهنده وانیل تولید کنند. همچنین، یک نوع دیگر از مخمرها میتواند مادهای به نام اتیلن گلیکول را که از پلاستیک PET به دست میآید، به بتاکاروتن تبدیل کند. بتاکاروتن مادهای است که بدن انسان میتواند آن را به ویتامین A تبدیل کند؛ ویتامینی که برای بینایی و کارکرد طبیعی بدن اهمیت دارد.
اهمیت این پژوهش فقط به ساخت یک کوکی محدود نمیشود. این کار نمونهای از «بازیافت ارزشافزا» است؛ یعنی تبدیل پسماند به محصولی با ارزش بیشتر، نه صرفاً از بین بردن یا دفن کردن آن. استفاده از مخمرها میتواند بخشی از فشار ناشی از پسماندهای پلاستیکی را کاهش دهد و همزمان راهی تازه برای تولید ترکیبات غذایی فراهم کند. پژوهشگران یادآوری میکنند که میکروبها تواناییهای طبیعی گوناگونی دارند و میتوان از این تواناییها برای حل مشکلاتی استفاده کرد که انسانها در محیطزیست ایجاد کردهاند.
گام بعدی این گروه، تولید بخش بزرگتری از مواد اصلی میکروبایتها با کمک مخمرهاست؛ از جمله نشاسته، فیبر و شیرینکنندهای که در محصول نهایی افزوده میشوند. به گفته آنها، این محصولات ممکن است طی چند سال آینده برای مصرف عمومی آماده شوند و علاوه بر زمین، در فضاهای محدود و دشوار مانند زیردریاییها، پایگاههای ماه یا سکونتگاههای احتمالی در مریخ نیز کاربرد داشته باشند.
این نتایج علمی، در نشست سال ۲۰۲۶ انجمن شیمی آمریکا، یا ACS، ارائه شدهاند؛ انجمن شیمی آمریکا یک نهاد علمی حرفهای است که نشستها و فعالیتهای علمی در حوزه شیمی برگزار میکند.