Dieser Keks begann sein Leben als Plastikflasche
Spezialisierte Mikroben wandeln ungenießbares Material in proteinreiche Snacks um
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Plastik ist vielleicht die letzte Zutat, die man jemals in ein Keksrezept geben würde. Doch ein Forscherteam will das ändern. Sie haben Hefen so programmiert, dass sie Plastik und landwirtschaftliche Abfälle in essbare Proteine und Aromamoleküle umwandeln – und so aus Müll eine Leckerei schaffen. Die Technologie bietet nicht nur eine neue Upcycling-Methode, sondern könnte auch das Überleben in Katastrophengebieten oder sogar bei Weltraummissionen mit Menschen an Bord sichern.
Dieser Keks wird aus pflanzlichen Abfallstoffen und Kunststoff hergestellt und könnte Menschen überall versorgen – von U-Booten bis hin zu Raumschiffen.
SIU Carbondale Communications
Die Forscher werden ihre Ergebnisse auf der Herbsttagung der American Chemical Society (ACS) im Rahmen des Symposiums „Undergraduate and Graduate Research in Biochemistry and Chemical Biology“ im McCormick Place vorstellen. Die ACS-Herbsttagung 2026 findet vom 23. bis 27. August statt.
Während die Welt mit zunehmender Plastikverschmutzung und wachsenden Sorgen um die Ernährungssicherheit zu kämpfen hat, suchen Forscher nach Wegen, ein Problem in ein Mittel zur Lösung des anderen zu verwandeln. Daher hat ein Team der Southern Illinois University (SIU) Carbondale Mikroben getestet, um Plastikmüll in für Menschen essbare Nahrung umzuwandeln. Die Arbeit wurde im Rahmen eines von der NASA geleiteten Projekts durchgeführt, dessen Ziel es ist, Nahrungsmittel für die ressourcenbeschränkte Umgebung der Weltraumforschung zu entwickeln.
„Wir haben versucht, Technologien für das Upcycling von Kunststoff zu entwickeln, um wertvollere Produkte herzustellen. Wir dachten uns: Warum konzentrieren wir uns nicht auf die Herstellung von Lebensmitteln? Denn Kunststoff besteht aus Kohlenstoff und Lebensmittel bestehen aus Kohlenstoff“, erklärt Associate Professor Lahiru Jayakody.
Eine der gängigsten Kunststoffarten ist Polyethylenterephthalat (PET), ein Material, das häufig zur Herstellung von Getränke- und Wasserflaschen verwendet wird. PET enthält Moleküle mit viel Kohlenstoff, die zu etwas wie einem Protein umgebaut werden könnten. Und während dieser Umbau mithilfe chemischer Reaktionen und Lösungsmittel im Labor erfolgen könnte, besteht eine einfachere und umweltfreundlichere Lösung darin, diese Arbeit an Mikroben auszulagern. Jayakody fügt hinzu: „Mikroben sind sehr clever. Deshalb nutzen wir ihre Eigenschaften, um die Probleme zu lösen, die wir selbst geschaffen haben.“
Wissenschaftler nutzen Mikroorganismen, darunter Hefen, schon seit Langem als Miniaturfabriken zur Herstellung einer Vielzahl von Molekülen. So wird Insulin beispielsweise nicht mehr aus tierischen Bauchspeicheldrüsen gewonnen – stattdessen lässt sich Hefe so programmieren, dass sie es herstellt. In ähnlicher Weise programmierten Jayakody und die Doktorandin Sandhya Jayasekara verschiedene Hefen, darunter Backhefe, so, dass sie Moleküle aus Kunststoff- und landwirtschaftlichen Abfällen in Proteine, Vitamine und Aromastoffe umwandeln.
Die Forscher nahmen PET-Kunststoff, weggeworfene Maisstängel und -blätter sowie andere Biomasse und unterzogen diese einem eigens entwickelten Verfahren namens „oxidative hydrothermale Auflösung“. Diese von Ken Anderson, Professor für Geologie an der SIU Carbondale, entwickelte Methode nutzt Wasser und Sauerstoff bei hoher Temperatur und hohem Druck, um zähes Material in für Mikroorganismen verwertbare Teile aufzuspalten. Anschließend werden diese Teile den programmierten Hefen zugeführt, die sie in eine Vielzahl neuer Lebensmittelzutaten umwandeln, darunter Proteine, Fette und Säuren. Schließlich fügen die Forscher der Mischung Ballaststoffe, Stärke und Süßungsmittel hinzu und extrudieren sie dann durch einen 3D-Drucker, wodurch proteinreiche Kekse entstehen, die als „µBites“ (ausgesprochen „Microbites“) bezeichnet werden.
Obwohl die Daten zeigen, dass µBites unbedenklich verzehrt werden können, wartet das Team noch auf die behördliche Genehmigung zur Durchführung von Geschmackstests. Bislang haben die Kekse in puncto Aroma gute Bewertungen erhalten, wobei die meisten Teilnehmer angaben, dass sie bereit wären, die Kekse in Situationen mit begrenzten Ressourcen zu essen.
Um µBites zu einem Produkt zu machen, für das sich Verbraucher auch unter weniger dringlichen Umständen entscheiden würden, entwickelte Jayasekara Hefen, die weitere Lebensmittelzusatzstoffe produzieren können. So kann Bäckerhefe nun Vanillearoma aus pflanzlicher Biomasse produzieren, während ein anderer Stamm, „ “, Ethylenglykol aus PET in Beta-Carotin umwandeln kann, das der Körper in Vitamin A umwandeln kann. „Wir nutzen Mikroben, um den Keks zu einem attraktiveren, verbraucherfreundlicheren Produkt weiterzuentwickeln“, sagt Jayasekara.
In Zukunft hoffen Jayakody und sein Team, die Hauptzutaten der µBites mithilfe von Mikroben herstellen zu können, darunter auch die zugesetzte Stärke, Ballaststoffe und Süßungsmittel. Er hofft außerdem, dass die µBites in wenigen Jahren für den öffentlichen Verzehr bereit sein werden und sowohl auf der Erde als auch in extremeren Umgebungen, wie U-Booten oder sogar Kolonien auf dem Mond oder dem Mars, eingesetzt werden können. „Die weltweite Nachfrage nach Lebensmitteln wird bis zum Jahr 2050 voraussichtlich um 35–56 % steigen, und etwa 30 % der Weltbevölkerung werden in Zukunft von Hunger bedroht sein. Der Weg, dies anzugehen, liegt meiner Meinung nach im Einsatz von Mikroben“, schließt er.
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