Забруднення пластиком є колосальною проблемою в усьому світі. За даними Програми ООН з навколишнього середовища, з початку 2000-х років люди створюють більше пластикових відходів, ніж будь-коли, і щорічно їх утворюється близько 400 мільйонів тонн. Значна частина цих відходів циркулює нашими водними шляхами та океанами, де існують сміттєві плями розміром з Техас.

Хоча очищення можливе, і ним займаються різні організації, воно не позбавлене проблем, як з точки зору масштабу, так і з точки зору можливості вторинного перероблення. Лише 9% пластикових відходів переробляється. Значною мірою це пов’язано з тим, наскільки трудомістким і дорогим є цей процес. Цінність пластику погіршується з кожним повторним використанням, а виготовлення нового пластику обходиться дешево.

Вчені працюють над біологічним розкладанням та переробленням пластику. В лабораторії біолога Стівена Техтманна в Мічиганському технічному університеті бактерії з витривалими «шлунками» розглядаються як мікробні морські свинки, які пережовують перероблений пластик, щоб отримати їстівний, багатий на білок побічний продукт. Ідея полягає в тому, що люди також можуть почати їсти пластик, повідомляє Vice.

Використання різних організмів для виконання брудної роботи з перероблення — не нова ідея. Вченим відомо, що борошняні черв’яки — личинки жука Хрущак борошняний (Tenebrio molitor) – можуть розкладати полістирол на органічну речовину зі швидкістю приблизно 34–39 мг на день.

Нещодавно дослідники з Іспанії виявили в слині воскових черв’яків фермент, здатний розкладати поліетилен (або ПЕ), на частку якого припадає до 30% пластику щоденного використання.

Оскільки в природі існує досить багато бактерій, таких як Alcanivorax borkumensis, які в минулому використовувалися для очищення нафтових розливів, Техтманну стало цікаво, чи можуть ці крихітні мікроорганізми звернути свої ненажерливі апетити на пластик. А якщо піти ще далі: чи зможуть вони перетворити пластик на їжу? У такому баченні майбутнього людина буде їсти не сам пластик, а клітини, що утворюються, коли бактерії живляться пластиком.

«Якщо розглянути це на молекулярному рівні, то компоненти бактерій дуже схожі на їжу, яку ми вже їмо, — сказав Техтманн. – У них багато білка, вони містять ліпіди, жири та вітаміни. Продукт, який ми виробляємо в кінці, дуже схожий на протеїновий порошок, який вже був перероблений. Те, що залишилося, — це мікробні клітини, але жодна з них не жива. Ви просто використовуєте їх для отримання білка та ліпідів, які вони забезпечують».

Офіційна назва проєкту – «Біологічне повторне використання пластику шляхом перетворення олефінів та ефірів на інженерні ізоляти та природні консорціуми», або «Біопротеїн» (BioPROTEIN). Це міждисциплінарна робота, яка частково фінансується DARPA та об’єднує біологів, інженерів і хіміків Мічиганського технологічного інституту для реалізації концепції, яка міцно увійшла у сферу наукової фантастики.

Пластик — здебільшого звичайний, такий як поліетилен, поліпропілен та поліетилентерефталат, який використовується у пляшках — піддається хімічній обробці протягом кількох годин у реакторі. Цей процес перетворює пластик на маслянистий осад, який дозволяє бактеріям метаболізувати матеріал швидше, за лічені дні, а не роки.

Ці більш перероблені шматки пластику потім згодовуються різноманітній спільноті бактерій, таких як Pseudomonas і Rhodococcus. Бактерії наїдаються, примножуючи свою чисельність і створюючи більше бактеріальних клітин, які на 55% складаються з білка. Після того, як весь пластиковий шлам спожито, бактерії відправляються на, так би мовити, мікробну «бійню».

«Жодна з цих бактерій не пов’язана з жодною з бактерій, які можуть спричинити захворювання людини. Процес, який ми розробляємо, вбиває всі бактерії перед тим, як використовувати їх в їжу», – сказав Техтманн, маючи на увазі термічну обробку, яка використовується для того, щоб зробити сире молоко безпечним для споживання людиною.

Зараз хімічна попередня обробка є енергомісткою, тому вчені шукають шляхи забезпечення достатньої кількості енергії — можливо, за допомогою сонячних панелей, прикріплених до бокових стінок універсального пристрою. Ще однією перешкодою є забезпечення безпечності продукту для споживання в їжу і демонстрація цього органам, що регулюють харчові продукти, над чим зараз працюють Техтманн і його команда.

Якщо все піде за планом, Техтманн і його колеги розглядають свою технологію перетворення пластикових відходів на білок як ще одне потенційне стійке джерело їжі. Хоча робота ще триває, команді вдалося створити невелику кількість цього протеїнового порошку, проте його ще ніхто не пробував на смак.