Durchbruch
Forscher machen essbare Kekse aus alten Plastikflaschen
Was nach purer Science-Fiction klingt, könnte in Zukunft ein wichtiger Schritt im Kampf gegen die weltweite Plastikflut und den drohenden globalen Hunger sein. Hinter dem revolutionären Projekt stehen Wissenschafter der renommierten Southern Illinois University (SIU). Das Team um den leitenden Forscher Lahiru Jayakody hat ein Verfahren entwickelt, das normales Polyethylenterephthalat – besser bekannt als PET – durch den gezielten Einsatz von Kleinstlebewesen in hochwertige Nahrung umwandelt. In Zeiten, in denen Mikroplastik in der Nahrungskette ein riesiges Problem darstellt, gehen diese Forscher den umgekehrten Weg und machen Plastik gezielt zu Essen.
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Genialer Upcycling-Prozess mit programmierter Hefe
Das Prinzip hinter der bahnbrechenden Entdeckung basiert auf einer einfachen, chemischen Wahrheit. Plastik besteht zu einem großen Teil aus Kohlenstoff – genau wie unsere alltäglichen Nahrungsmittel. Warum also nicht den im Kunststoff gebundenen Kohlenstoff nutzen, um nahrhafte Lebensmittel herzustellen?
- "Wir haben Techniken für Plastik-Upcycling entwickelt, um wertvollere Produkte daraus zu machen. Daher haben wir uns gedacht: Warum nicht auch Nahrung? Denn Plastik ist Kohlenstoff und Kohlenstoff ist Essen", erklärt Forscher Lahiru Jayakody im offiziellen Statement der American Chemical Society (ACS).
- Um diesen Prozess so umweltfreundlich und einfach wie möglich zu gestalten, greift das Team auf modifizierte Mikroben zurück.
- "Mikroben sind sehr clever. Deswegen nutzen wir ihre Eigenschaften, um die Probleme zu lösen, die wir geschaffen haben", so der Wissenschafter weiter.
Für die Herstellung der neuartigen Kekse nutzten die Forscher gewöhnliche Hefearten – darunter auch klassische Backhefe –, deren DNA im Labor so optimiert wurde, dass sie Plastikbestandteile verarbeiten kann. Als Rohstoffe dienten in den Experimenten alte PET-Trinkflaschen, die zusammen mit landwirtschaftlichen Abfällen wie Maisstängeln und Maisblättern verarbeitet wurden.
Der Weg von der Flasche zum proteinreichen Keks
Damit die fleißigen Hefe-Kulturen das Plastik überhaupt "fressen" können, muss der Kunststoff im Labor vorbehandelt werden. Unter extrem hohem Druck und bei sehr hohen Temperaturen wird das PET mithilfe von Wasser und Sauerstoff in seine chemischen Grundbestandteile zerlegt. Dabei entsteht unter anderem Ethylenglykol, ein Stoff, den die genetisch veränderten Mikroben mühelos verstoffwechseln können.
Die Hefe wandelt diese chemischen Bestandteile durch ihren natürlichen Stoffwechsel in Proteine, wertvolle Fette und wichtige Säuren um. Diesen gewonnenen Nährstoffen fügen die Forscher anschließend Ballaststoffe, Stärke und Süßungsmittel hinzu. Der so entstandene, nahrhafte Teig wird danach in einem speziellen 3D-Drucker zu kleinen, mundgerechten Keksen geformt – den sogenannten "µBites" (Micro-Bites).
Einsatz im Weltall, in U-Booten und bei Katastrophen
Die US-Forscher betonen nachdrücklich, dass die gedruckten Kekse für den Menschen vollkommen sicher zu essen sind. Das Projekt hat seine Wurzeln in der berühmten "Deep Space Food Challenge" der US-Weltraumbehörde NASA, die nach innovativen Wegen sucht, um Astronautinnen und Astronauten im Weltall nahrhaft zu versorgen. Obwohl die Kekse die Challenge am Ende nicht gewannen, konnte sich das Team in der ersten Phase einen wichtigen Zuschuss von 25.000 US-Dollar sichern.
Neben dem Einsatz im Weltraum, etwa auf dem Mars oder auf Raumstationen, sieht Jayakody auch großes Potenzial für extreme Bedingungen auf der Erde. Die Kekse könnten als Notfallnahrung in U-Booten oder in schwer zugänglichen Katastrophengebieten eingesetzt werden. Aktuell liegt der Herstellungspreis noch bei rund 60 US-Dollar pro Kilogramm, doch durch effizientere Hefekulturen soll dieser Preis in Zukunft drastisch sinken, um die Kekse auch im regulären Handel als nachhaltigen Snack anzubieten.