Von Plastik zu Lebensmitteln: das NASA-Projekt, das 3D-Proteinbiscuits aus Abfällen druckt
Un gruppo di ricercatori della Southern Illinois University Carbondale ha sviluppato μBites, un biscotto proteico stampato in 3D ottenuto trasformando rifiuti plastici e agricoli in ingredienti alimentari. Il progetto, finanziato con 25.000 dollari dalla NASA Deep Space Food Challenge, punta a creare sistemi alimentari autonomi per le missioni spaziali di lunga durata.
I risultati sono stati presentati il 24 agosto 2026 all’ACS Fall 2026 dell’American Chemical Society. Il progetto ha ricevuto anche il supporto del programma CAREER della National Science Foundation.
- Lieviti programmati convertono PET e biomasse agricole in ingredienti alimentari
- La tecnologia di dissoluzione idrotermale ossidativa scompone le catene molecolari
- Il biscotto μBites viene formato mediante stampa 3D
- Applicazione prevista per missioni spaziali e ambienti isolati
Dal PET alle molecole assimilabili
Il processo non inserisce plastica direttamente nel cibo, ma scompone le catene molecolari in composti organici utilizzabili dai microrganismi.
La materia prima è il polietilene tereftalato (PET), il polimero delle bottiglie di acqua e bevande. Le lunghe catene molecolari del PET vengono scomposte in molecole più piccole contenenti carbonio, assimilabili dai lieviti.
Il processo abbina il PET a residui vegetali come steli e foglie di mais. Plastica e materiale vegetale vengono macinati, uniformati e trasformati in un liquido ricco di molecole organiche.
La dissoluzione idrotermale ossidativa
Ken Anderson, professore di geologia e direttore dell’Advanced Energy Research Center, ha sviluppato la tecnologia proprietaria che rende possibile il processo.
La fase iniziale utilizza la dissoluzione idrotermale ossidativa. Acqua, ossigeno, temperatura e pressione rompono le strutture resistenti della plastica e della biomassa, ottenendo composti solubili.
Questo passaggio è cruciale: evita che i lieviti debbano attaccare direttamente i frammenti di PET, operazione troppo lenta e inefficiente per applicazioni pratiche.
Il processo di conversione
- Vorbereitung: PET e biomasse agricole vengono macinati e uniformati.
- Auflösung: Trattamento idrotermale ossidativo scompone le strutture molecolari.
- Fermentazione: Lieviti programmati convertono i composti in ingredienti alimentari.
- 3D-Druck: Gli ingredienti vengono formati nel prodotto finale μBites.
Lieviti programmati per ingredienti specifici
I microrganismi modificati rappresentano il cuore biologico del sistema, convertendo i composti derivati dai rifiuti in proteine e aromi.
Il progetto impiega lieviti programmati per trasformare i composti ricavati dai rifiuti in ingredienti destinati alla produzione alimentare. Lahiru Jayakody guida lo sviluppo di questi microrganismi modificati.
Sandhya Jayasekara, ricercatrice del team, ha sviluppato un lievito specifico per la produzione di vanillina, dimostrando la possibilità di ottenere anche componenti aromatiche.
Il progetto non risulta collegato a produttori di stampanti 3D o aziende alimentari. I soggetti coinvolti sono esclusivamente enti di ricerca e agenzie governative: Southern Illinois University Carbondale, NASA, National Science Foundation e American Chemical Society.
Applicazioni per lo spazio profondo
Il contesto spaziale richiede sistemi alimentari completamente autonomi, capaci di rigenerare risorse senza rifornimenti esterni.
Il finanziamento NASA Deep Space Food Challenge indica l’obiettivo primario: missioni spaziali di lunga durata dove il rifornimento di alimenti è impossibile. Il sistema potrebbe trasformare i rifiuti dell’equipaggio in nuove risorse alimentari.
Le applicazioni terrestri includono ambienti isolati o situazioni di emergenza dove la logistica alimentare è complessa. La stampa 3D permette di personalizzare forma, texture e composizione nutrizionale del prodotto finale.
Il progetto μBites dimostra come la manifattura additiva possa integrarsi con biotecnologie avanzate per creare sistemi produttivi circolari. La combinazione di dissoluzione chimica, fermentazione microbica e stampa 3D rappresenta un approccio multidisciplinare alla sostenibilità alimentare.
articolo scritto con l'ausilio di sistemi di intelligenza artificiale
Fragen & Antworten
Was ist das von der NASA finanzierte Projekt μBites?
μBites ist ein Projekt der Southern Illinois University Carbondale, das 3D-gedruckte Proteinkekse herstellt, indem es Kunststoff- und Agrarabfälle umwandelt. Finanziert durch die NASA Deep Space Food Challenge, zielt es darauf ab, autonome Ernährungssysteme für langfristige Weltraummissionen zu gewährleisten.
Wie wird der Kunststoff im Produktionsprozess behandelt?
PET-Kunststoff wird nicht direkt in Lebensmittel eingebracht, sondern einer oxidativen hydrothermalen Auflösung unterzogen, um die Molekülketten aufzubrechen. Dieser Prozess wandelt das Polymer in lösliche organische Verbindungen um, die von Mikroorganismen aufgenommen werden können.
Welche Rolle spielen programmierte Hefen im μBites-System?
Programmierte Hefen wandeln organische Verbindungen aus Kunststoff und landwirtschaftlicher Biomasse in spezifische Lebensmittelzutaten wie Proteine um. Sie bilden das biologische Herz des Systems und ermöglichen die Umwandlung von Abfällen in Nahrung.
Welche Rohstoffe werden zur Herstellung der Weltraumkekse verwendet?
Die Rohstoffe sind Polyethylenterephthalat (PET) aus Flaschen sowie pflanzliche Rückstände wie Maisstängel und -blätter. Diese Materialien werden gemahlen und gemeinsam behandelt, um eine flüssige Mischung reich an organischen Molekülen zu erhalten.
Wie erfolgt die endgültige Formgebung des Lebensmittels?
Nach der Fermentation, die nährstoffreiche Zutaten erzeugt, wird die Mischung mittels 3D-Druck zum fertigen Keks namens μBites geformt. Diese Technologie ermöglicht eine präzise Anpassung der Lebensmittel an die Anforderungen von Missionen.
