Zamisel, da bi lahko odpadna plastika nekoč pomagala nahraniti astronavte na poti proti Marsu, zveni skoraj neverjetno. Toda znanstveniki v ZDA razvijajo prav takšen sistem – le da plastenke seveda ne meljejo v testo. S pomočjo kemičnega postopka in posebej prilagojenih kvasovk ogljik iz PET-plastike in rastlinskih odpadkov pretvarjajo v nove prehranske sestavine, iz katerih so izdelali tudi majhne 3D-natisnjene piškote.

Razvoj novih prehranskih sestavin za prihodnje misije na Mars. (foto: Dnevne Novice / AI ilustracija)

Plastenke ne bodo končale neposredno na krožniku

Ko slišimo, da bi odpadna plastika nekoč lahko postala surovina za proizvodnjo prehranskih sestavin, se zamisel zdi precej nenavadna. Toda med uporabljeno plastenko in končnim piškotom je cela vrsta kemičnih in bioloških postopkov.

Raziskovalci z univerze Southern Illinois University Carbondale uporabljajo PET oziroma polietilen tereftalat, plastiko, iz katere so izdelane številne plastenke za vodo in druge pijače. Kot je 24. avgusta objavilo American Chemical Society (ACS), ekipa poleg PET uporablja tudi rastlinske ostanke, med njimi koruzna stebla in liste.

Najprej jih obdelajo s postopkom oksidativnega hidrotermalnega raztapljanja. Ime je zapleteno, osnovna ideja pa nekoliko preprostejša: s pomočjo vode, kisika, visoke temperature in tlaka materiale razgradijo na manjše molekule, bogate z ogljikom.

Nato glavno vlogo prevzamejo mikroorganizmi.

Glavno delo opravijo kvasovke

Razgrajena plastika sama po sebi še ni hrana. Raziskovalci uporabijo posebej prilagojene kvasovke, ki lahko nastale molekule uporabijo kot surovino in jih pretvorijo v nove biološke snovi.

Med njimi so beljakovine, maščobe in druge sestavine, ki jih je mogoče uporabiti pri pripravi hrane. Ekipa je preizkušala različne vrste kvasovk, med njimi tudi dobro znani pekovski kvas.

Raziskovalci so šli še dlje. Pekovski kvas so prilagodili tako, da lahko iz rastlinske biomase proizvaja vanilin, spojino, povezano z značilnim okusom in aromo vanilje. Druga vrsta kvasovk pa lahko etilen glikol, ki nastane pri razgradnji PET, uporabi za proizvodnjo betakarotena, ki ga človeško telo lahko pretvori v vitamin A.

Končni piškot torej ni plastika v užitni preobleki. Odpadni material je eden od začetnih virov ogljika, ki gre skozi kemično in mikrobno pretvorbo, preden iz njega nastanejo nove prehranske sestavine.

Iz laboratorija pridejo majhni piškoti µBites

Ko mikroorganizmi opravijo svoj del, raziskovalci nastalo mešanico dopolnijo z vlakninami, škrobom in sladilom. Nato jo s 3D-tiskalnikom oblikujejo v majhne beljakovinsko bogate piškote, ki so jih poimenovali µBites oziroma »microbites«.

Vodja projekta Lahiru Jayakody je idejo opisal precej preprosto. Njegova raziskovalna skupina se je že ukvarjala s pretvarjanjem plastike v uporabnejše proizvode, nato pa se je pojavilo vprašanje, ali bi bilo mogoče iz istega vira ogljika ustvariti tudi sestavine za hrano.

Rezultati so dovolj obetavni, da jih raziskovalci predstavljajo na srečanju ACS Fall 2026 v Chicagu. Toda na Zemlji imamo za proizvodnjo hrane neprimerno preprostejše poti, zato se samo po sebi postavlja vprašanje, zakaj bi sploh potrebovali tako zapleten sistem.

Odgovor je milijone kilometrov stran.

Na poti proti Marsu šteje skoraj vsak kilogram

Dolgotrajna odprava proti Marsu je z vidika hrane povsem drugačen problem od nekajmesečnega bivanja v bližini Zemlje. Posadka ne more računati na običajno dobavno verigo, količina tovora je omejena, z odpadki pa je treba ravnati precej bolj premišljeno kot doma.

Prav zato je projekt povezan z razvojem novih prehranskih sistemov za globoko vesolje. NASA pri programu Deep Space Food Challenge: Mars to Table išče rešitve, s katerimi bi prihodnje posadke na Luni in Marsu lahko dobile varno in hranljivo hrano ob čim učinkovitejši uporabi omejenih virov.

Raziskavo µBites sta podprla NASA Deep Space Food Challenge in program CAREER ameriške National Science Foundation. Če bo človek nekoč več let preživel daleč od Zemlje, bo moral čim več stvari uporabiti ponovno. Nekaj, kar bi doma brez posebnega razmišljanja končalo med odpadki, bi lahko v vesolju postalo dragocena surovina.

Kako zahtevno je že današnje delo zunaj Zemlje, je pokazal tudi nedavni vesoljski sprehod Sophie Adenot, ki je ponudil precej bolj neposreden pogled na zahtevnost dela astronavtov zunaj Mednarodne vesoljske postaje.

Piškoti so narejeni, vendar jih ljudje še niso poskusili

Raziskovalci so µBites že izdelali, vendar jih ljudje za zdaj še niso smeli poskusiti. Ekipa čaka na institucionalno dovoljenje za testiranje okusa na ljudeh.

Doslej so sodelujoči ocenjevali predvsem njihov vonj, odzivi pa so bili spodbudni. Večina je izrazila tudi pripravljenost, da bi takšno hrano zaužila v razmerah, kjer bi bile običajne zaloge omejene.

Tehnično izdelati prehranske sestavine je namreč eno, prepričati človeka, da jih bo z veseljem pojedel, pa nekaj povsem drugega. Pri hrani so poleg varnosti in hranilne vrednosti pomembni tudi okus, vonj, videz in tekstura.

Tudi The Guardian, ki je o projektu poročal ob predstavitvi rezultatov, navaja, da raziskovalci delajo na izboljšanju okusa, barve in hranilne sestave izdelka.

Vesoljski piškot za zdaj ni poceni

Tehnologija ima še eno zelo zemeljsko težavo – ceno. Po trenutno objavljenih ocenah kilogram takšnih piškotov stane približno 60 ameriških dolarjev.

To je precej več od cene običajne hrane, vendar raziskovalci računajo, da bi lahko učinkovitejši mikroorganizmi in proizvodnja v večjem obsegu stroške občutno zmanjšali. Trenutno morajo nastali mešanici posebej dodajati tudi škrob, vlaknine in sladila, v prihodnosti pa želijo mikroorganizme prilagoditi tako, da bi proizvajali še te sestavine.

Sistem bi s tem postal bolj samozadosten. Na Zemlji je to zanimiva tehnološka prednost, na večletni odpravi daleč od doma pa bi lahko pomenilo precej več.

Tehnologija ni zanimiva samo za vesolje

Mars je najbolj privlačen del zgodbe, vendar raziskovalci svojega sistema ne vidijo samo kot prihodnje astronavtske kuhinje. Podoben način pretvarjanja odpadkov v uporabne prehranske sestavine bi lahko nekoč prišel prav v podmornicah, na območjih naravnih nesreč ali drugod, kjer so dobavne poti prekinjene in je treba z omejenimi zalogami zdržati čim dlje.

Pred morebitno širšo uporabo bo treba odgovoriti še na številna vprašanja – od varnosti in učinkovitosti do cene ter predvsem tega, ali bodo ljudje takšno hrano sploh želeli jesti. Današnji µBites so zato predvsem dokaz, kako daleč je mogoče potisniti idejo ponovne uporabe surovin.

Do dneva, ko bo astronavt na poti proti Marsu odprl zavojček takšnih piškotov, je še daleč. Toda raziskava razkriva precej resnejši problem prihodnjih vesoljskih odprav: daleč od Zemlje odpadek morda ne bo več nekaj, česar se želimo znebiti, ampak surovina, ki jo bomo potrebovali.

Plastenka seveda ne bo šla naravnost na krožnik. Če pa bo mogoče njen ogljik varno vrniti v prehranski krog, bi lahko nekaj, kar danes konča med odpadki, nekoč pomagalo nahraniti posadko milijone kilometrov od doma.