塑料污染与粮食安全,这两个看似独立的问题,被一块饼干联系在了一起。南伊利诺伊大学卡本代尔分校的研究团队从塑料垃圾中提取碳源,借助微生物转化,做出了富含蛋白质的饼干“μBites”。

这项研究的起点,是美国国家航空航天局的“深空食品挑战赛”。研究参与者拉希尔·贾亚科迪副教授解释,团队原本在开发塑料增值再利用技术,后来想到:塑料是碳,食品也是碳,为什么不试试食品开发。

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从塑料瓶到可食用原料

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日常生活中常见的塑料瓶材料是PET,也就是聚对苯二甲酸乙二醇酯。PET分子中含有大量可以重新组合成蛋白质等物质的碳。传统做法依赖化学反应或溶剂,但研究团队选择了更简单、更环保的路径:交给微生物处理。

地质学教授肯·安德森设计了一种名为“氧化水热溶解”的工艺,在高温高压下用水和氧气把难降解物质分解成微生物可以利用的碎片。贾亚科迪副教授和研究生桑迪亚·贾亚塞卡拉随后把这些碎片喂给包括基因改造面包酵母在内的多种酵母,成功将其重新构成为蛋白质等食品原料。

最后,团队在酵母重组的混合物中加入膳食纤维、淀粉和甜味剂,用3D打印机塑形,得到了“μBites”。

安全数据已具备,味觉测试仍在等批准

目前的数据显示,“μBites”可以安全食用。不过味觉测试还处于审批阶段。气味测试已经获得较高评价,大多数参与者表示,在资源受限的环境下愿意吃这种饼干。

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贾亚塞卡拉希望把“μBites”变成消费者在并不紧迫的情况下也愿意选择的产品。为此,团队正在开发能生成更多食品添加物的酵母。目前已经实现从植物生物质中生成生物香料,还能把PET中的乙二醇转化为可在体内变成维生素A的β-胡萝卜素。

目标是所有主原料都由微生物生产

研究团队的下一步,是让淀粉、膳食纤维、甜味剂等所有主原料都通过微生物生产。贾亚科迪副教授给出了一组判断:到2050年,全球粮食需求预计增长35%至56%,未来全球约30%的人口可能面临饥饿风险。他认为,应对这一问题的方法在于微生物的利用。

这项研究成果在美国化学会2026年秋季大会上发表。