Osadníci Marsu budou jíst sušenky z plastových lahví. Vědci přišli s převratnou recepturou
Foto: Pexels
5 min
Americký výzkumný tým vyvinul technologii, která dokáže z plastových lahví vyrobit proteinové sušenky. Metoda využívá geneticky upravené kvasinky a mohla by zachránit budoucí mise na Rudou planetu.
Reklama
Plastový odpad jako záchrana pro vesmírné mise
Když první lidé vstoupí na Mars, budou mít s sebou spoustu vědeckého vybavení. Každá lidská výprava ale potřebuje jídlo – a právě to na Rudé planetě chybí. Astronauti nemohou vzít veškeré zásoby s sebou, protože by to bylo příliš těžké. Musí si tedy vyrobit potravu sami, přímo na místě.
Jeden ze scénářů počítá s bioreaktory, zásobníky plastového odpadu a geneticky upravenými kvasinkami. Plastové láhve se rozloží na nejmenší molekuly, kterými se kvasinky nakrmí. Co následuje, může znít bizarně, ale jde o funkční systém výroby potravin, který vědci z univerzity v jižním Illinois už navrhli a otestovali.
Z PET lahví přímo do těsta
Mikrobiolog Lahiru Jayakody vysvětluje, že mnoho lidí nechápe, jak může být potrava vyrobená z plastu bezpečná. Přirovnává celý proces k pití kravského mléka: „Pití mléka neznamená, že konzumujete trávu, kterou kráva sežrala; tráva byla pouze surovinou pro tvorbu mléka,“ říká Jayakody. Stejně jako člověk nedokáže strávit trávu, ale přesto těží z biochemického procesu v těle krávy, ani plastové sloučeniny nezůstávají ve výsledné sušence.
Tým nejprve musel rozložit polyetylentereftalát, známý jako PET, který se běžně používá na výrobu láhví na vodu a dalších obalů. PET je ideálním zdrojem, protože neobsahuje toxické látky jako těžké kovy nebo PFAS – syntetické chemikálie, které se v těle hromadí. I když by bylo lákavé zpracovat jakýkoliv plastový odpad, náhodný sběr z skládky by nebyl bezpečný.
Plastový odpad se vystaví vodě a kyslíku v prostředí připomínajícím rozpálenou pec s teplotou kolem 250 až 280 stupňů Celsia. Tlak odpovídá podmínkám více než kilometr pod hladinou moře, tedy asi 140 barů. Tyto podmínky způsobí, že se PET rozpadne na organické sloučeniny bohaté na uhlík. Na rozdíl od jiných metod tento postup nevyžaduje drahé katalyzátory ani nebezpečná rozpouštědla a nevznikají žádné toxické vedlejší produkty.
Vědci pak přidali kvasinkové buňky a nakrmili je tekutou směsí z rozložených PET sloučenin a zemědělských zbytků, například kukuřičných stonků. Geneticky upravené kvasinky tuto uhlíkovou hostinu metabolizují a přebudují na jednodušší molekuly – lipidy (včetně tuků), kyseliny, bílkoviny a vitaminy.
Tiskárna vytvoří sušenku s řeckým symbolem
Výsledná hmota sama o sobě není příliš lákavá k jídlu. Výzkumníci proto do směsi přidali sladidlo, vlákninu a škrob. „Přidáváme potravinářská aditiva, jako je vanilin a beta-karoten, abychom sušence dodali barvu a udělali ji živější, co se týče textury, chuti a vzhledu“, vysvětluje Sandhya Jayasekara, doktorandka z týmu. Pomocí 3D tiskárny vytlačili těsto do kulaté sušenky s řeckým symbolem „µ".
Po prvních bezpečnostních testech vědci provedli senzorickou analýzu bez fyzické ochutnávky. V pachových testech získaly sušenky velmi vysoké hodnocení a většina účastníků uvedla, že by je v podmínkách s omezenými zdroji bez problémů snědla. Nyní tým žádá americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv o povolení k ochutnávce lidmi.
Pro vesmírné mise by kompaktní bioreaktor a 3D tiskárna mohly být umístěny na kosmické lodi. Podle Jayakodyho by dokázaly zajistit denní potřebu bílkovin pro tři astronauty. Výzkumníci nyní vylepšují svůj proces pro agenturu NASA v rámci soutěže Deep Space Food Challenge, která má připravit cestu k vyslání lidí na Měsíc do roku 2030 a následně na Mars.
Aktuální výrobní cena těchto sušenek je přibližně 60 dolarů za kilogram. Vědci však očekávají, že se zvýšením efektivity kvasinek a škálováním produkce tato cena v budoucnu výrazně klesne.
Plastový odpad jako zdroj jídla?
Jayakodyho tým je zatím jediný, kdo dokázal proměnit plastový odpad v jedlé látky. Jiní badatelé ale krmí plastem bakterie a vyrábějí cenné léčivé sloučeniny. Vědci z Edinburghské univerzity například použili geneticky upravenou bakterii E. coli k přeměně PET na L-DOPA – důležitý lék na Parkinsonovu chorobu.
Z hlediska ochrany životního prostředí ale sušenky, léky ani jiné výrobky z plastu výrazně nesníží 56 milionů tun PET odpadu, které ročně vyprodukujeme. Upozorňuje na to Jason Hallett, profesor udržitelných chemických technologií z Imperial College v Londýně. Bioreaktor by musel být neprakticky velký a genetické inženýrství mikroorganismů pro výrobu potravin je nákladné.
Aby se metoda stala skutečným řešením pro výživu velkých skupin lidí na Zemi v oblastech s nedostatkem potravin, musel by bioreaktor prokázat svou funkčnost při objemu 100 litrů. Později by jeho kapacita musela narůst na 1000 litrů. Místo výroby materiálu jen na pár sušenek by zvětšená verze mohla vyprodukovat přibližně 100 kilogramů nebo více na jeden cyklus reaktoru.
Hallett ale dodává, že zkoumání laboratorního pěstování potravin je skvělý nápad. Pokud budeme vyrábět více bílkovin v bioreaktorech, nebudeme muset věnovat tolik energie a půdy velkochovům zvířat. Jde také o potenciální etickou alternativu k chovu zvířat a o způsob, jak snížit emise oxidu uhličitého spojené s chovem dobytka.
