基因工程酵母将塑料垃圾转化为可用于太空任务的3D打印食品

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      2026年8月31日,南伊利诺伊大学卡本代尔分校(SIU Carbondale)的研究人员开发出一种利用基因改造酵母,将塑料和农业废料转化为可食用食品的方法,并把转化后的材料通过3D打印机挤出成富含蛋白质的饼干。研究经费来自NASA的"深空食品挑战"项目,成果在芝加哥举行的美国化学学会(ACS)2026年秋季会议"生物化学和化学生物学本科生和研究生研究"研讨会上展示。

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这个项目旨在解决长期太空任务中宇航员面临的一项特殊挑战:如何在没有补给的情况下获得可靠的食物来源。此外,它还指出了在地球上的潜在应用,例如在潜艇、灾区等环境中,或作为应对塑料垃圾和粮食安全压力的更广泛方案。

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从瓶装到小食
          工艺首先使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),这种塑料常用于水瓶和汽水瓶,以及玉米秸秆和树叶等农业废料。这些材料通过氧化水热溶解法分解,这项技术由南伊利诺伊大学卡本代尔分校地质学教授Ken Anderson开发,利用高温高压下的水和氧气,将废料分解成足够小的颗粒,以便微生物处理。Jayasekara说道:"我们当时正在尝试开发塑料升级回收技术,以生产更有价值的产品。我们想,为什么不专注于生产食品呢?因为塑料含有碳,食品也含有碳。"
        随后,团队对酵母进行基因改造,将这些碎片转化为蛋白质、脂肪、维生素和风味化合物。所得混合物与纤维、淀粉和甜味剂混合,通过3D打印机挤塑成型,制成形状带有希腊字母µ(Mu)的饼干,团队将它命名为µBites。研究人员还开发了可生产香草香精的酵母菌株,以及可利用PET中的乙二醇生产β-胡萝卜素(维生素A前体)的菌株,以改善饼干风味和营养。

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迈向完全微生物饼干
        µBites项目旨在解决长期太空任务中的食物供应问题:宇航员依赖补给和保质期食品,这种模式在前往火星的多年任务中难以持续。一次火星往返约需三年,宇航员必须充分利用一切可用资源。Jayakody说:“当一个宇航员前往火星,他必须在极端条件下生存。往返需要三年,你必须利用手上的一切资源。”团队认为,这项技术也可应用于潜艇、灾区、月球和火星殖民地等物资补给困难的封闭环境,同时有望应对全球粮食安全压力。据估计,到2050年全球粮食需求将增长35%至56%,约30%的世界人口面临饥饿风险。

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成本与现状
       目前µBites的生产成本约为每公斤60美元,团队认为通过提高酵母效率和扩大生产规模可降低成本。研究人员尚未进行人体口味测试,正在等待机构批准,但香气测试中获得较高评价,多数受试者表示在资源受限环境下愿意食用。该技术基于这样一个逻辑:塑料是碳,食物也是碳,微生物可以学会将一种碳源转化为另一种。在塑料污染与粮食危机日益加剧的今天,敢吃一口塑料瓶做的饼干,也许不再是一个猎奇的举动,而是一个关乎未来的选项。

    来源:南极熊


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