研究人员利用工程酵母将塑料和农业废料转化为蛋白质与维生素，并3D打印成高蛋白饼干，未来可用于太空与灾区。
这种饼干利用废弃的植物材料和塑料制成
在日常生活中，塑料瓶和香甜的饼干看起来毫无关联，但科研人员正在打破这两者的界限。通过对酵母进行基因改造，研究团队开发出了一套全新的转化系统，能够将塑料和农业废料中的碳化合物，一步步转化为可食用的蛋白质、维生素和香精成分。这项技术不仅为处理难降解的塑料垃圾开辟了新路，还能在传统食物供应受限的地区提供宝贵的营养来源。从地球上的灾害救援现场，到深空探索任务，这项成果都展现出巨大的应用潜力。
塑料污染和粮食短缺是当前人类面临的两大难题。南伊利诺伊大学卡邦代尔分校的研究团队决定尝试用微生物来解决这一困境。这项研究最初源于美国国家航空航天局主导的一个太空饮食项目。在深空探索中，宇航员无法依靠来自地球的定期物资补给，必须在资源极其有限的环境中自行生产食物。研究人员意识到，塑料的化学本质是碳化合物，而食物的核心成分同样是碳，因此完全有可能将塑料废品转化成有价值的食品成分。
研究团队把目光投向了最常见的PET塑料，也就是平时用来制作饮料瓶的聚对苯二甲酸乙二醇酯。这种塑料富含碳元素，通过拆解与重组，可以将其分子转化为蛋白质等营养成分。
为了完成这一转变，研究人员借助了微生物的力量。正如人们利用工程微生物大规模合成胰岛素一样，研究团队对包括面包酵母在内的多种酵母菌株进行了基因改造，使其能够吸收塑料和农作物残渣分解后的有机分子，并将其转化为蛋白质、维生素和风味物质。
在喂给酵母之前，硬邦邦的塑料废料和秸秆必须先被拆解。地质学教授Ken Anderson开发出一种氧化水热溶解技术，在高温高压的环境下利用水和氧气，将顽固的废弃物分解为微生物可以吸收利用的小分子。
随后，改造后的酵母将这些小分子转变为蛋白质、油脂和有机酸。拿到这些营养成分后，研究人员将其与纤维、淀粉及甜味剂混合，通过3D打印机压制成名为µBites的高蛋白饼干。
目前数据显示这种饼干食用起来是安全的，研究人员正在等待正式批准开展味觉测试。在气味评估中，大多数受试者表示，如果在食物匮乏的极端情况下，他们非常愿意食用这种饼干。
为了让饼干更具吸引力，研究生Sandhya Jayasekara改造了更多酵母菌株。其中一种面包酵母能利用植物废料合成香草风味成分，另一种菌株则能利用PET塑料分解物生产胡萝卜素，进入人体后可转化为维生素A。
研究团队的目标是让微生物承担更多工作，未来甚至能直接合成淀粉、纤维和甜味剂。联合研究负责人Lahiru Jayakody表示，希望这种饼干能在未来几年内推向大众。除了在地球极端环境中使用外，这项技术对未来月球或火星基地同样具有重要价值。面对到2050年全球预计增加35%到56%的粮食需求以及30%人口面临的饥饿风险，这种变废为宝的创新方式，或许将成为破解全球粮食危机的重要钥匙。
原文：https://www.sciencedaily.com/releases/2026/09/260912220033.htm