Cientistas apoiados pela NASA transformam resíduos plásticos em biscoitos comestíveis

Cientistas estão modificando geneticamente leveduras para transformar resíduos plásticos em biscoitos ricos em proteínas que um dia poderão alimentar pessoas na Terra, na Lua ou em Marte.

Por American Chemical Society com informações de Science Daily.

Garrafas de plástico e biscoitos podem parecer não ter nada em comum, mas pesquisadores estão encontrando uma maneira de conectar os dois. Por meio da engenharia genética de leveduras, cientistas desenvolveram um sistema capaz de transformar compostos de plástico e resíduos agrícolas em proteínas comestíveis, vitaminas, aromatizantes e outros ingredientes alimentares.

Essa abordagem pode oferecer uma nova maneira de reutilizar resíduos difíceis de processar, além de ajudar na produção de alimentos em locais onde os recursos convencionais são limitados. As aplicações potenciais variam de zonas de desastre na Terra a missões tripuladas no espaço profundo.

Os pesquisadores apresentaram seus resultados na reunião de outono da Sociedade Americana de Química (ACS, na sigla em inglês), durante o simpósio “Pesquisa de Graduação e Pós-Graduação em Bioquímica e Biologia Química”, no McCormick Place.

“Os micróbios são muito inteligentes. Por isso, estamos usando suas características para resolver os problemas que criamos.” — Lahiru Jayakody

Transformando resíduos plásticos em alimentos.

A poluição plástica e a insegurança alimentar são dois grandes desafios globais, e pesquisadores da Southern Illinois University (SIU) Carbondale estão explorando se um problema poderia ajudar a resolver o outro. O objetivo deles é usar microrganismos para converter materiais residuais em alimentos que as pessoas possam consumir com segurança.

A pesquisa surgiu de um projeto liderado pela NASA, focado na produção de alimentos em condições de recursos limitados na exploração do espaço profundo, onde os astronautas não podem depender de remessas regulares da Terra.

“Estávamos tentando desenvolver tecnologias para a reciclagem de plástico a fim de produzir produtos de maior valor agregado. Pensamos: por que não focar na produção de alimentos? Afinal, plástico é carbono e comida também é carbono”, explica o Professor Associado Lahiru Jayakody.

Um dos principais alvos é o tereftalato de polietileno (PET), um plástico amplamente utilizado em produtos como garrafas de refrigerante e água. O PET contém moléculas ricas em carbono que podem ser quebradas e reconstruídas em compostos úteis, incluindo componentes que podem se transformar em proteínas.

Os cientistas poderiam realizar algumas dessas transformações usando reações químicas e solventes de laboratório. A equipe da SIU Carbondale, por sua vez, recorreu aos micróbios, que podem realizar processos bioquímicos complexos naturalmente.

Jayakody acrescenta: “Os micróbios são muito inteligentes. Portanto, estamos usando suas características para resolver os problemas que criamos.”

Engenharia de leveduras como minúsculas fábricas de alimentos

A utilização de microrganismos para a produção de substâncias úteis já está bem estabelecida. O fermento, por exemplo, pode ser geneticamente programado para produzir moléculas valiosas. A insulina, que antes era obtida do pâncreas de animais, agora pode ser produzida utilizando microrganismos geneticamente modificados.

Jayakody e a estudante de pós-graduação Sandhya Jayasekara aplicaram uma ideia semelhante ao lixo. Eles programaram vários tipos de levedura, incluindo levedura de padeiro, para pegar moléculas derivadas de plástico e restos agrícolas e convertê-las em proteínas, vitaminas e compostos aromatizantes.

Antes que o fermento possa utilizar esses materiais, no entanto, os resíduos precisam ser quebrados em pedaços menores e mais fáceis de manusear.

Os pesquisadores processam plástico PET, talos e folhas de milho descartados e outras biomassas usando uma técnica patenteada conhecida como dissolução hidrotérmica oxidativa. Desenvolvido pelo professor de Geologia da SIU Carbondale, Ken Anderson, o processo combina água e oxigênio sob alta temperatura e pressão para decompor materiais resistentes em compostos que os micróbios podem acessar.

Essas moléculas menores são então fornecidas à levedura geneticamente modificada. Os microrganismos as transformam em novos componentes alimentares, incluindo proteínas, gorduras e ácidos.

De materiais descartados a biscoitos impressos em 3D

Após a produção dos ingredientes derivados do fermento, os pesquisadores os combinam com fibras, amido e adoçante. A mistura é então impressa em uma impressora 3D para criar biscoitos ricos em proteínas chamados µBites (pronuncia-se “microbites”).

Os dados disponíveis indicam que os µBites são seguros para consumo, embora os pesquisadores ainda aguardem a aprovação institucional antes de realizar testes formais de degustação.

Por enquanto, os participantes avaliaram os biscoitos com base no aroma. A maioria disse que estaria disposta a comer µBites em situações de escassez de alimentos.

Os pesquisadores também estão trabalhando para tornar os biscoitos mais atraentes para pessoas que têm outras opções alimentares.

Jayasekara desenvolveu linhagens de levedura capazes de produzir ingredientes alimentares adicionais. A levedura de padeiro agora pode gerar aroma de baunilha a partir de biomassa vegetal. Outra linhagem de levedura pode usar etilenoglicol derivado de PET para produzir betacaroteno, que o corpo humano pode converter em vitamina A.

“Estamos usando micróbios para desenvolver o biscoito e torná-lo um produto mais atraente e fácil de usar para o consumidor”, diz Jayasekara.

Aproveitando ao máximo os benefícios dos micróbios

A equipe pretende, em última análise, que os micróbios produzam ainda mais ingredientes necessários para os µBites. Isso inclui o amido, a fibra e o adoçante que atualmente precisam ser adicionados separadamente.

Jayakody espera que os biscoitos estejam prontos para consumo público nos próximos anos. Além do uso cotidiano na Terra, a tecnologia pode ser especialmente valiosa em ambientes onde transportar ou entregar grandes quantidades de alimentos é difícil.

Os possíveis cenários incluem submarinos, áreas afetadas por desastres e, eventualmente, assentamentos humanos na Lua ou em Marte.

Os pesquisadores também veem a tecnologia como uma possível resposta à crescente pressão sobre o abastecimento global de alimentos.

“A demanda global por alimentos deverá aumentar entre 35% e 56% até 2050, e cerca de 30% da população mundial estará em risco de passar fome no futuro. Acredito que a solução para esse problema seja o uso de microrganismos”, conclui ele.

A pesquisa foi financiada pelo programa Deep Space Food Challenge da NASA e por uma bolsa do programa CAREER (Faculty Early Career Development Program) da Fundação Nacional de Ciência (NSF).

Fonte da história:
Materiais fornecidos pela American Chemical Society. Observação: o conteúdo pode ser editado em termos de estilo e extensão.

Multimídia relacionada :

• Você comeria este biscoito? [Vídeo]

---

---