Plastikmüll ist eines der größten Umweltprobleme unserer Zeit: Die beständigen Kunststoffe verschmutzen Ozeane, Flüsse und Böden selbst in entlegenen Gebieten und Mikroplastik kontaminiert Trinkwasser, Nahrung und selbst unseren Körper. Auf der Suche nach effizienteren Methoden für das Plastikrecycling, forschen Wissenschaftler weltweit an Technologien, die Kunststoffe effizient in Energieträger wie Wasserstoff, chemische Rohstoffe und andere nützliche Substanzen umwandeln können.
Man nehme: PET-Flaschen und Pflanzenreste
Eine ungewöhnliche Variante des Plastik-Recyclings hat nun ein Team um Lahiru Jayakody von der Southern Illinois University entwickelt: „Wir wollten neue Methoden für das Plastik-Upcycling entwickeln und dachten uns: Warum versuchen wir nicht, etwas Essbares daraus zu machen? Plastik besteht schließlich ebenso wie Nahrungsmittel aus Kohlenstoff“, erklärt Jayakody. Anstoß dafür gab die „Deep Space Food Challenge“ der NASA. Für diesen Wettbewerb sollten Forschende Nahrung für eine dreijährige Weltraummission von vier Astronauten entwickeln.
Das Team um Jayakody entschied sich, für dieses Projekt einen Rohstoff zu nutzen, der überall reichlich vorhanden ist: Polyethylenterephthalat (PET) - das Material, aus dem die meisten Plastikgetränkeflaschen bestehen. Im ersten Schritt ihres Upcycling-Verfahrens wird das PET zusammen mit Bioabfällen wie Maisstängeln, Maisblättern und anderen Pflanzenresten zerkleinert und anschließend unter Zugabe von Wasser, Sauerstoff und Hitze in seine Grundbausteine aufgelöst. Bei diesem oxidativen hydrothermalen Lösungsprozess entsteht unter anderem Ethylenglykol (C2H6O2), ein kurzkettiger zweiwertiger Alkohol.
Modifizierte Hefen erzeugen den Cookie-„Teig“
Dann folgt der zweite entscheidende Schritt: Jayakody und sein Team haben Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisiae) und eine weitere eng verwandte Hefeart gentechnisch so modifiziert, dass sie Ethylenglykol und weitere durch das Lösen erzeugte Kohlenwasserstoffe in essbare Proteine, Fette und Zucker umwandeln. Das Resultat ist eine Mischung aus Hefezellen und den von ihnen erzeugten Molekülen, die für uns essbar ist. Sie wird zu einer Paste konzentriert, durch Stärke und Ballaststoffe aus Pflanzenmaterial ergänzt und kann dann beispielsweise in beliebige Form gebracht und getrocknet werden – beispielsweise als Kekse.
In diesem Video erklären die Forschenden das Grundprinzip ihrer µBites. Inzwischen haben sie das Verfahren weiter verfeinert.
„Wir haben damit demonstriert, dass man so essbare Protein-Cookies erzeugen kann, die aus Plastikabfällen und Hefe-Biomasse entstehen“, erklären Jayakody und sein Team. Sie haben ihre Upcycling-Cookies μBites getaufte – Mikrohappen. Der Nährstoffgehalt der Kekse macht sie zu einem vollwertigen Nahrungsmittel, wie die Forschenden erklären. Theoretisch könnten sich Astronauten auf einer Langzeitmission davon ernähren, aber auch irdische Expeditionen in entlegene Gebiete könnten solche Cookies als Proviant nutzen. „µBites kann die Lebensmittelversorgung in extremen Umgebungen und ressourcenarmen Regionen sicherstellen“, erklärt Jayakody.
Geschmack durchaus passabel
Doch wie schmecken die „Plastik“-Cookies? Wie das Team erklärt, lässt sich die von den Hefen hergestellte Paste beliebig mit Zucker und Gewürzen verfeinern. In ersten Geschmackstests bewerteten Testpersonen Geschmack, Form und Konsistenz der µBites mit 6,5 von neun Punkten. „Unseres Wissens nach ist dies das erste essbare Cookie aus umgewandeltem Plastikmüll und Biomasse, das so hoch abschneidet“, sagt Jayakody.
Inzwischen haben die Forschenden den Prozess so erweitert, dass die Hefen Vanillearoma und Vitamin A direkt mitproduzieren. Dafür passten sie die Bäckerhefe so an, dass sie die in Pflanzenresten enthaltene Ferulasäure in Vanillin umwandelt. Eine weitere Hefeart, Rhodosporidium toruloides, wurde so modifiziert, dass sie aus dem Ethylenglykol Beta-Carotin herstellt, eine Vorstufe des Vitamins A. “Wir nutzen die Hefen, um das μBites-Cookie noch attraktiver und konsumentenfreundlicher zu machen“, sagt Jayakody.
Lösung für zwei Probleme auf einmal
Nach Ansicht der Forschenden eröffnet die Umwandlung von Plastikabfällen in essbare Lebensmittel eine Chance, gleich zwei Probleme auf einmal zu lösen: Die Plastikverschmutzung der Erde und die Nahrungsversorgung der Menschheit. „µBites ist eine transformative Technologie gegen Welthunger und Plastikverschmutzung“, sagt Jayakody. Diese und ähnliche auf mikrobiellen Prozessen beruhende Methoden könnten dazu beitragen, eine nachhaltige Welt für künftige Generationen zu schaffen.
Noch sind die Kekse aus Plastikabfällen nicht offiziell für den Verzehr zugelassen. Die Forschenden hoffen aber, dass sie ihre µBites in den nächsten Jahren so weit verfeinert haben, dass sie auf den Markt kommen können.
Quelle: Lahiru Jayakody (Southern Illinois University, Carbondale) et al., Fall meeting of the American Chemical Society (ACS Fall) 2026
