جامعة جنوب إلينوي الأمريكية تحصل على تمويل من ناسا لتحويل النفايات البلاستيكية إلى بسكويت مطبوع ثلاثي الأبعاد

أخبار ar.wedoany.com، طور فريق بحثي من جامعة جنوب إلينوي كاربونديل (Southern Illinois University, SIU Carbondale) الأمريكية، بدعم تمويلي من تحدي "ناسا للغذاء في الفضاء السحيق" (Deep Space Food Challenge)، تقنيةً لتحويل نفايات البلاستيك من نوع PET إلى بسكويت صالح للأكل عبر المعالجة الميكروبية والطباعة ثلاثية الأبعاد، وأطلق على هذا المنتج عالي البروتين اسم "µBite" (لقمة ميكروية).

لم تعد مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد والأغذية المطبوعة ثلاثية الأبعاد أمرًا جديدًا، لكن تحويل النفايات البلاستيكية مباشرة إلى مواد غذائية قابلة للطباعة لم يكن شائعًا من قبل. ينطلق فريق SIU في بحثه من حقيقة أن البلاستيك والغذاء كلاهما يحتوي على الكربون. وقال الدكتور لاهيرو جاياكودي (Lahiru Jayakody)، الأستاذ المشارك في الجامعة وأحد المشاركين في المشروع، إن الفريق يسعى إلى تطوير تقنية إعادة تدوير تصاعدية للبلاستيك لتصنيع منتجات ذات قيمة أعلى، فخطرت لهم فكرة إعادة بناء جزيئات الكربون في البلاستيك إلى بروتينات صالحة للأكل.

يُستخدم البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) على نطاق واسع في صناعة قوارير المياه وعبوات الأغذية، ويُعد مصدرًا شائعًا للنفايات البلاستيكية. قام الباحثون ببرمجة عدة أنواع من الخميرة، بما في ذلك خميرة الخباز، لتحويل جزيئات الكربون الموجودة في البلاستيك وكذلك النفايات الزراعية إلى بروتينات وفيتامينات وحتى منكهات. وأشار جاياكودي إلى أن خصائص الكائنات الحية الدقيقة يمكن استغلالها لحل المشكلات التي تسببها البشر أنفسهم.

على صعيد التقنية، يعتمد الفريق على طريقة الأكسدة الحرارية المائية (oxidative hydrothermal dissolution) التي طورها البروفيسور كين أندرسون (Ken Anderson) أستاذ الجيولوجيا في الجامعة، والتي تستخدم الماء والأكسجين تحت درجات حرارة وضغوط عالية لتفكيك نفايات PET وقش الذرة إلى أجزاء يسهل على الخميرة هضمها. تُغذى هذه الأجزاء لاحقًا إلى الخميرة المبرمجة، فتتحول بنجاح إلى مكونات غذائية مختلفة، تُمزج بعد ذلك مع الألياف والنشا والمحليات لتكوين عجينة قابلة للطباعة ثلاثية الأبعاد.

لم يخضع البسكويت المطبوع ثلاثي الأبعاد عالي البروتين الناتج بعد للتذوق الفعلي. وينتظر الفريق موافقة الجهات المختصة لإجراء أول اختبار تذوق. ووفقًا للبيانات الحالية ونتائج اختبارات الرائحة، يُعتبر هذا البسكويت واعدًا، وقد أعرب عدة أشخاص عن استعدادهم لتناوله في ظروف الموارد المحدودة، مثل المهام الفضائية العميقة أو مناطق الكوارث التي تعاني من نقص الغذاء.

يحاول الفريق أيضًا برمجة الخميرة لإنتاج المزيد من المضافات الغذائية لتعزيز جاذبية المنتج. حاليًا، نجحت خميرة الخباز في تحويل الكتلة الحيوية النباتية إلى منكه الفانيليا، بينما حوّلت خميرة أخرى الإيثيلين جلايكول الموجود في PET إلى بيتا كاروتين — وهو صباغ نباتي يمكن لجسم الإنسان تحويله إلى فيتامين أ. وقالت الطالبة الدراسات العليا ساندي جاياسيكارا (Sandhy Jayasekara) إن الفريق يستخدم الكائنات الحية الدقيقة لتطوير بسكويت أكثر قبولًا لدى المستهلكين، وقد يتمكن مستقبلًا من تصنيع مكونات النشا والألياف والمحليات في البسكويت مباشرة باستخدام الميكروبات.

يرى الفريق البحثي أن هذه التقنية يمكن أن توفر مصدرًا غذائيًا في الأماكن التي تفتقر إلى الموارد الطبيعية، مثل القمر أو المريخ، كما يمكن استخدامها في تجهيز وجبات أطقم الغواصات أو في المناطق التي تعاني من انتشار الجوع. واستشهد جاياكودي ببيانات توقعات تشير إلى أن الطلب العالمي على الغذاء سيرتفع بنسبة تتراوح بين 35% و56% بحلول عام 2050، وأن نحو 30% من سكان العالم سيواجهون خطر الجوع، وقد تكون الكائنات الحية الدقيقة أحد السبل لمعالجة هذه المشكلة.