US-Universität Southern Illinois erhält NASA-Förderung für 3D-Druck von Keksen aus Plastikmüll
de.wedoany.com-Bericht: Ein Forschungsteam der Southern Illinois University Carbondale (SIU Carbondale) in den USA hat mit Förderung der NASA im Rahmen der „Deep Space Food Challenge“ ein Verfahren entwickelt, bei dem PET-Kunststoffabfälle durch mikrobielle Umwandlung zu essbaren Keksen im 3D-Druck verarbeitet werden. Das proteinreiche Produkt wurde „µBite“ (Mikro-Biss) genannt.
3D-Druck-Filamente und 3D-gedruckte Lebensmittel sind nichts Neues, doch Plastikmüll direkt in druckbare Lebensmittelrohstoffe zu verwandeln, war bislang selten. Der Ansatz des SIU-Teams beruht auf der Überlegung, dass sowohl Kunststoffe als auch Lebensmittel Kohlenstoff enthalten. Der Projektbeteiligte und außerordentliche Professor der Universität, Lahiru Jayakody, erklärte, das Team versuche, Technologien zum Kunststoff-Upcycling zu entwickeln, um Produkte mit höherem Wert herzustellen – so kam die Idee auf, die Kohlenstoffmoleküle im Kunststoff zu essbaren Proteinen umzubauen.
PET (Polyethylenterephthalat) wird in großem Umfang für Wasserflaschen und Lebensmittelverpackungen verwendet und ist eine häufige Quelle von Plastikmüll. Die Forscher programmierten verschiedene Hefestämme, darunter auch Bäckerhefe, so, dass sie Kohlenstoffmoleküle aus Kunststoff sowie landwirtschaftliche Abfälle in Proteine, Vitamine und sogar Aromastoffe umwandeln. Jayakody sagte, die Eigenschaften von Mikroorganismen könnten genutzt werden, um von Menschen selbst verursachte Probleme zu lösen.
Verfahrenstechnisch setzt das Team auf die vom Geologieprofessor der Universität, Ken Anderson, entwickelte oxidative hydrothermale Auflösung, bei der Wasser und Sauerstoff unter hoher Temperatur und hohem Druck PET-Abfälle und Maisstroh in Fragmente zerlegen, die von Hefe leichter verdaut werden können. Diese Fragmente werden anschließend an die programmierte Hefe verfüttert und erfolgreich in verschiedene essbare Bestandteile umgewandelt, die dann mit Ballaststoffen, Stärke und Süßungsmitteln zu einer 3D-druckbaren Paste vermischt werden.
Der letztendlich entstandene proteinreiche 3D-gedruckte Keks wurde noch nicht tatsächlich verkostet. Das Team wartet auf die Genehmigung der Institution für den ersten Geschmackstest. Basierend auf den vorhandenen Daten und Geruchstestergebnissen gilt der Keks als vielversprechend; mehrere Personen haben bereits ihre Bereitschaft geäußert, ihn unter ressourcenbeschränkten Bedingungen zu essen, etwa bei Tiefraummissionen oder in Katastrophengebieten mit Nahrungsmittelknappheit.
Das Team versucht außerdem, durch programmierte Hefe weitere Lebensmittelzusatzstoffe herzustellen, um die Attraktivität des Produkts zu steigern. Derzeit hat Bäckerhefe pflanzliche Biomasse in Vanillearoma umgewandelt, während eine andere Hefe Ethylenglykol aus PET in Beta-Carotin umwandelt – ein pflanzlicher Farbstoff, den der menschliche Körper in Vitamin A umwandeln kann. Die Doktorandin Sandhy Jayasekara erklärte, das Team nutze Mikroorganismen, um den Keks zu einem bei Verbrauchern beliebteren Produkt zu entwickeln; in Zukunft könnten sogar die Stärke-, Ballaststoff- und Süßungsmittelbestandteile im Keks direkt von Mikroorganismen hergestellt werden.
Das Forschungsteam ist der Ansicht, dass diese Technologie in Gebieten mit knappen natürlichen Ressourcen eine Nahrungsquelle bieten könnte, etwa auf dem Mond oder dem Mars, aber auch für die Verpflegung von U-Boot-Besatzungen oder in Regionen mit weit verbreitetem Hunger. Jayakody verwies auf Prognosedaten, wonach die weltweite Nahrungsmittelnachfrage bis 2050 um 35 bis 56 Prozent steigen wird und rund 30 Prozent der Weltbevölkerung von Hunger bedroht sein könnten – Mikroorganismen könnten ein Weg sein, dieses Problem zu lösen.
