تولید شیرینی با پلاستیک؛ ایده‌ای تازه برای حل معضل گرسنگی و آلودگی محیط زیست

زباله‌های پلاستیکی از یک سو به معضلی جدی برای محیط‌زیست تبدیل شده‌اند و از سوی دیگر، جهان با نیاز روزافزون به منابع غذایی روبه‌رو است. حالا گروهی از پژوهشگران در پروژه‌ای با حمایت ناسا روشی آزمایشی ارائه کرده‌اند که با کمک مخمرهای مهندسی‌شده، بخشی از پلاستیک و ضایعات کشاورزی را به ترکیبات خوراکی مانند پروتئین، چربی و پیش‌ساز ویتامین A تبدیل می‌کند. نتیجه‌ی اولیه، خوراکی کوچکی شبیه نوعی شیرینی است که البته هنوز مجوز مصرف انسانی نگرفته است.

شیرینی سرشار از پروتئین که از ضایعات پلاستیکی و کشاورزی ساخته شده است، شاید بتواند هم‌زمان به حل دو مشکل جدی آینده کمک کند: انباشت زباله‌های پلاستیکی و افزایش تقاضا برای غذا.

به‌گزارش نیواطلس، گروهی از پژوهشگران در پروژه‌ای با حمایت ناسا، نتایج کار خود را در نشست پاییزی انجمن شیمی آمریکا ارائه کرده‌اند. هدف آن‌ها استفاده از میکروب‌ها برای تبدیل مواد دورریختنی به ترکیباتی است که بتوان از آن‌ها غذای قابل‌مصرف تولید کرد.

لاهیر جایا‌کودی، میکروبیولوژیست کاربردی دانشگاه ایلینوی جنوبی در کربوندیل آمریکا، می‌گوید تقاضای جهانی برای غذا تا سال ۲۰۵۰ ممکن است بین ۳۵ تا ۵۶ درصد افزایش پیدا کند و بخش قابل‌توجهی از جمعیت جهان در معرض گرسنگی قرار گیرد. به اعتقاد او، میکروب‌ها می‌توانند بخشی از راه‌حل باشند.

جایاکودی و همکارانش چند گونه‌ی مخمر را به‌صورت ژنتیکی تغییر دادند تا بتوانند مخلوطی از پلاستیک تجزیه‌شده‌ی پلی‌اتیلن ترفتالات (PET)، ساقه‌های دورریخته‌شده‌ی ذرت و دیگر مواد آلی را به ترکیباتی تبدیل کنند که نه‌فقط برای انسان هضم‌شدنی باشند، بلکه بتوان طعم قابل‌قبولی نیز به آن‌ها داد.

برای نمونه، پژوهشگران گونه‌ای از مخمر ساکارومایسس سرویزیه (Saccharomyces cerevisiae) را تغییر دادند تا از اسید فرولیک، وانیلین تولید کند؛ ماده‌ای که عامل اصلی عطر و طعم وانیل است. گونه‌ی دیگری از مخمر به نام رودوسپوریدیوم تورولوئیدس (Rhodosporidium toruloides) نیز مهندسی شد تا از اتیلن گلیکول به‌عنوان منبع کربن استفاده کند و بتاکاروتن بسازد؛ ماده‌ای که بدن می‌تواند آن را به ویتامین A تبدیل کند.

پژوهشگران ابتدا مواد زاید را به شکلی تبدیل کردند که میکروب‌ها بتوانند آن‌ها را راحت‌تر مصرف کنند. حاصل کار مخلوطی شامل پروتئین و چربی بود که می‌شد آن را به ماده‌ای خوراکی تبدیل کرد. سپس به این مخلوط مقداری نشاسته، فیبر و شیرین‌کننده اضافه شد و محصول نهایی به شکل خوراکی کوچکی درآمد.

برای ظاهر جذاب‌تر، پژوهشگران حتی مخلوط را با چاپگر سه‌بعدی به شکل نماد یونانی «µ» درآوردند. این محصول «µBites» یا «میکروبایت» نامیده شده است. البته، اعضای گروه پژوهشی هنوز اجازه ندارند محصول تولیدشده را خودشان بخورند و باید برای دریافت مجوز مصرف آن منتظر بمانند.

پژوهشگران می‌گویند استفاده از پلاستیک به‌عنوان ماده‌ی اولیه لزوماً به این معنا نیست که محصول نهایی حاوی همان پلیمرهای غیرخوراکی است. در این فرایند، مواد ابتدا شکسته و سپس به کمک میکروب‌ها به ترکیبات دیگری تبدیل می‌شوند.

جایاکودی می‌گوید هدف اولیه‌ی گروه، توسعه‌ی فناوری‌هایی برای «بازیافت ارتقایافته» پلاستیک و تبدیل آن به محصولات ارزشمندتر بود. او توضیح می‌دهد: «با خودمان فکر کردیم چرا روی تولید غذا تمرکز نکنیم؟ چون پلاستیک کربن دارد و غذا هم از کربن تشکیل شده است.»

البته ایده‌ی استفاده از میکروب‌ها برای تبدیل کربن موجود در زباله‌ها به محصولات مفید تازه نیست. پژوهشگران سال‌هاست از فرایندهای زیستی برای تبدیل ضایعات پلاستیکی و کشاورزی به موادی مانند سوخت یا مصالح ساختمانی استفاده می‌کنند. بااین‌حال، تبدیل این ایده به روشی عملی برای تولید غذا هنوز با موانع مهمی روبه‌رو است.

پرسش دیگری هم وجود دارد: آیا مردم اصلاً حاضر خواهند بود غذایی را بخورند که ماده‌ی اولیه‌ی آن زباله‌های پلاستیکی بوده است؟

با وجود این ابهام‌ها، داشتن مجموعه‌ای از میکروب‌های مهندسی‌شده که بتوانند انواع مواد دورریختنی را به محصولات مفید تبدیل کنند، می‌تواند برای ناسا ارزشمند باشد؛ به‌خصوص در مأموریت‌هایی که منابع محدود هستند و بازیافت مواد اهمیت زیادی دارد. در چنین شرایطی، تبدیل سریع و کم‌هزینه‌ی کربن موجود در زباله‌ها به غذا می‌تواند کاربرد مهمی پیدا کند.

پژوهش در نشست پاییزی انجمن شیمی آمریکا ارائه شده است.