这些公司正在让微生物吃塑料 再做成食物给人吃(图)
新闻来源: 环球科学 于2024-11-08 13:24:43 提示:新闻观点不代表本网立场 分享
图片来源:Pixabay
把食物链最底层换成塑料或者厨余垃圾。
撰文 | 王昱审校 | clefable
塑料是人类最重要的发明之一,它耐用、多功能、还很便宜。不过今天,塑料却成了自然环境的主要污染源之一——它有点太耐用了。就算塑料被打碎,它的化学成分仍能保持稳定——甚至会反过来产生微塑料污染。
作为一种人为污染,微塑料已经无处不在。不论是大洋海底,还是珠峰顶端,甚至是人类的大脑和男性的睾丸,都有微塑料的踪迹。但是,不论是借助自然环境还是工业手段,安全环保低成本地回收和降解塑料,都不是什么简单的事情。寻找低成本的塑料降解方案,成为了环保的重要议题之一。
吃下吃塑料的细菌
美国国防部高级研究计划局(DARPA)曾发布过一项项目征集令。他们的目标是,找到一种塑料处理设备,这种设备能将废弃塑料转换成弹药、润滑油——甚至是食品和水。反正塑料也是有机物,由碳氢氧组成,糖类、脂肪也都是由碳氢氧组成,为什么不试试转化过来呢?他们的要求是,这种设备必须是一体化的,并且足够小,功率足够低,能安装在汽车上,尽最大可能降低后勤压力。
DARPA项目示意图。图片来源:DARPA
美国密歇根理工大学(Michigan Technological University)的微生物学家斯蒂芬·特克曼(Stephen Techtmann)所在的团队接下了这项挑战。他表示:“这在理论上确实行得通,但一开始时,这给人的感觉更像是科幻小说,而不是什么能实现的东西。”
许多年来,科学家也确实一直在实验各种能吃塑料的细菌。比如2001年,就有日本科学家在垃圾填埋场中发现了能以塑料为食的细菌。不过,把这些细菌转化成一个切实可用的分解塑料的产品,甚至将塑料转化成人能吃的食物,并不是一项简单的事情。特克曼补充道:“实际上,我们的目标不是把塑料做成食物给人吃,而是希望那些以塑料为食的细菌,本身可以被人类食用。”
该研究团队最终做出了符合要求的机器。在这个塑料分解机中,塑料首先会被粉碎成小片,然后被丢到氨水里。一些塑料,比如一次性水瓶常用的PET塑料,会在这个过程中被分解。另一些无法分解的塑料,比如军用食品包装中常用的聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP),会被送到另一个高温无氧反应器中,被转化成燃料和润滑油。研究团队中的化学工程师戴维·尚纳德(David Shonnard)负责后面一部分,他已经成立了一家公司,打算把这项技术商业化。
PET在氨水中分解后,会形成复杂的产物,但整体上比较类似植物的分解产物,所以堆肥中的细菌分解这些产物的效果非常好(研究团队没有透露是哪种、或哪几种细菌),这些原本以植物残骸为食的细菌,可以从塑料分解物中汲取能量。当这些微生物吃下塑料后,它们会被烘干成粉末状,富含脂肪、碳水和蛋白质,整体闻起来有点像酵母。
不过对于大部分人类来说,直接吃微生物粉末还是过于有挑战性了。目前只有少量微生物被认为能安全食用,包括一些乳酸菌、芽孢杆菌和酵母菌,不过它们没一个能降解塑料。为了确定这种从堆肥中找到的微生物究竟能不能吃,研究团队做了一些初步的毒理学筛选,他们将这些微生物粉末中的成分和已知毒素进行比较,发现这玩意儿似乎没毒。
研究团队还做了一些动物实验。比如把上述微生物粉末喂给蛔虫,目前尚未发现不良影响。加拿大西安大略大学的的电气工程师约书亚·皮尔斯(Joshua Pearce)说:“我们非常确定里面没有任何有害物质。”未来,研究团队还会研究大鼠长期食用这种微生物的反应,如果大鼠表现良好,他们下一步将会把这些数据提交给美国食品和药品管理局(FDA)审查。
特克曼表示:“就算这种吃塑料的微生物被证明可以安全使用,大众依然可能对它持负面态度。”不过,他们也从来没期望把这些东西送到每个人的餐桌上,这种用塑料生产食物的机器,主要使用场景应该是偏远的军事基地,或者是救灾期间——总之,就是在极限情况下的应急。“如果有口吃就能让我多活一两天,我想我也不会嫌它恶心了。”特克曼补充道。
除了美国密歇根理工大学的团队,世界上还有几家公司同样在制作可食用微生物,比如芬兰的一家公司Solar Foods,正在尝试用自然界中的细菌,生产一种芥末棕色的粉末食品——大部分都是蛋白质。他们已经建立了一座蛋白质工厂,相当于用水、电力和空气中的二氧化碳,生产可以食用的蛋白质——如果他们的最终产品,是从细菌中提取的蛋白质,而不是细菌粉末本身,听起来似乎令人安心得多。目前,该公司的产品已经在新加坡获批,他们已经向欧盟、英国和美国提出了申请,期望在今年年底进入美国市场。
品质饮食
不过,在如何吃得好这方面,已经有人走到了更前面。美国加利福尼亚大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的博士后尤·希尔-迈尼(Vayu Hill-Maini)是从厨师转行的化学家,他和多位米其林餐厅的厨师合作,用真菌制作食物。他们用谷物和豆类来培养这种真菌——不过这些谷物和豆类多是厨余垃圾,比如制作燕麦奶剩余的残渣。希尔-迈尼说:“在美国,大约三分之一的食物都被浪费了,不仅仅是厨房里随手丢掉的厨余垃圾,甚至在大规模工业生产中也是这样。”
印尼传统主食oncom。图片来源:wikipedia
印尼传统主食oncom给了希尔-迈尼一些灵感。Oncom是一种用豆渣、木薯渣等制成的食物,这些食物残渣中包含大量果胶、纤维素等多糖,它们来自植物的细胞壁,难以消化。不过,脉孢菌(Neurospora)似乎能将这些厨余垃圾转化成易消化、富含蛋白质且美味的食物——食物也包括脉孢菌自己。
希尔-迈尼用在自家餐厅中安装了一个培养箱,试图在餐厅中培养这种真菌主食。他还研究了脉孢菌转化食物残渣的生物化学过程,并将结论发表在了《自然·微生物学》(Nature Microbiology)上。
希尔-迈尼是从厨师转行过来的,他们的研究团队中有多家米其林餐厅厨师,追求比应急食品要高不少,他们认为食物的美味程度是相当重要的。他表示,这种食物的味道不像蓝纹奶酪那样浓烈,而是更柔和、带有新鲜的泥土味道。稻壳、苹果渣、豆渣生长出来的真菌,都有各自的风味,他们甚至在自家米其林餐厅里添加了一道包含脉孢菌的甜点。
毕竟灵感来源于印尼传统主食,已经经过了数亿人的长期验证,这种食物看起来要比吃塑料的细菌更能令人接受。
参考链接:
https://www.theatlantic.com/science/archive/2024/08/transform-plastic-waste-into-food/679600/?utm_source=feed
https://www.eurekalert.org/news-releases/1055753
https://www.nature.com/articles/s41564-024-01799-3
https://www.darpa.mil/news-events/2019-08-07a
https://www.theguardian.com/environment/2023/sep/28/plastic-eating-bacteria-enzyme-recycling-waste
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