A medida que la población mundial sigue creciendo, también lo hace la demanda de alimentos, con estimaciones de un aumento de hasta alrededor del 50 por ciento entre 2010 y 2050, según un estudio de Nature de 2021. No solo enfrentamos la amenaza del hambre global, sino que la contaminación plástica también está empeorando cada vez más en todo el mundo.
Un equipo de Carbondale de la Universidad del Sur de Illinois (SIU) ha encontrado una manera que podría abordar dos problemas a la vez. Los investigadores desarrollaron una tecnología que utiliza levaduras reprogramadas para convertir compuestos plásticos y desechos agrícolas en proteínas, vitaminas y saborizantes, todo ello empaquetado en una galleta comestible. El método, presentado en la reunión anual de la Sociedad Química Estadounidense (ACS), podría ayudar a producir sustento en zonas de desastre o en misiones humanas al espacio profundo.
“Los microbios son muy inteligentes. Por lo tanto, utilizamos sus características para resolver los problemas que creamos”, dijo en un comunicado Lahiru Jayakody, miembro del equipo de investigación y profesor de la SIU.
El poder de los microbios
Dos problemas aparentemente no relacionados pueden en realidad ser la solución del otro. Uno es la creciente carga de la contaminación plástica y el otro es la cuestión de la creciente inseguridad alimentaria mundial. Como parte del Deep Space Food Challenge de la NASA, un equipo de microbiólogos y expertos en fermentación de SIU querían saber si los microbios podrían programarse para transformar los desechos plásticos en compuestos comestibles para los humanos.
Galleta elaborada con residuos de materiales vegetales y plástico.
(Crédito de la imagen: SIU Carbondale Communications)
“Estábamos tratando de desarrollar tecnologías de reciclaje de plástico para fabricar productos más valiosos. Pensamos: ¿por qué no centrarnos en producir alimentos? Porque el plástico es carbono y los alimentos son carbono”, explicó Jayakody.
Los investigadores describen cómo una de las formas más comunes de plástico, el tereftalato de polietileno (PET), contiene mucho carbono, que también forma la columna vertebral de las proteínas, uno de los macronutrientes más importantes para la nutrición humana.
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La levadura digiere plástico y biomateriales en ingredientes comestibles
Una forma de transformar el carbono derivado del plástico en algo parecido a una proteína implicaría reacciones y disolventes químicos complejos en un laboratorio, pero el equipo de investigación apuntaba a una estrategia más ecológica que involucrara microbios.
Al igual que otros procesos biotecnológicos, como la producción a gran escala de insulina utilizando levaduras, que dejó obsoleta la extracción previamente establecida del páncreas animal, los científicos programaron una variedad de levaduras. Esto incluía levadura de panadería, para convertir las moléculas de plástico no sólo en proteínas sino también en vitaminas y saborizantes.
Utilizando un proceso interno de disolución hidrotermal oxidativa, un proceso que, según SIU, descompone compuestos orgánicos sólidos en fragmentos más pequeños, transformaron una mezcla de PET, tallos y hojas de maíz y otros biomateriales en trozos del tamaño de un microbio.
A continuación, la levadura programada metaboliza estos trozos más pequeños en ingredientes alimentarios que, combinados con fibra, almidón y edulcorantes, dan forma a galletas ricas en proteínas que el equipo denominó “μBites” (pronunciado “microbites”).
Hacer una galleta ecológica amigable para el consumidor
Análisis adicionales confirmaron la seguridad de µBites para el consumo, pero la aprobación institucional aún está pendiente antes de las pruebas de sabor oficiales. Mientras tanto, la mayoría de los participantes involucrados en el proceso de elaboración de galletas elogiaron el olor de las galletas y expresaron su interés en comerlas cuando se encontraran en una situación desesperada.
La forma en que se perciben las cookies fue realmente importante para el equipo de investigación. La levadura de panadería programada, por ejemplo, puede crear sabor a vainilla a partir de biomasa vegetal, y otras cepas pueden producir betacaroteno, el precursor de la vitamina A, a partir de compuestos de PET.
“Estamos utilizando microbios para convertir la galleta en un producto más atractivo y fácil de usar para el consumidor”, añadió Jayasekara.
Los próximos pasos son optimizar la tecnología para que los ingredientes producidos por microbios sean el componente principal de la galleta µBite. Utilizada como respaldo en ambientes extremos en la Tierra o durante la exploración humana del espacio profundo, el equipo espera que su galleta diseñada esté lista para producción en los próximos años.
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