Forscher der Southern Illinois University Carbondale arbeiten an einem Lebensmittel, dessen Ausgangsmaterial ungewöhnlicher kaum sein könnte: PET-Flaschen und landwirtschaftliche Reststoffe. Speziell programmierte Hefen verwandeln die Abfälle in Proteine, Fette und weitere Bestandteile. Daraus entstehen sogenannte µBites – proteinreiche Kekse, die künftig unter anderem in extremen Versorgungssituationen eingesetzt werden könnten.

Hefe als kleine Lebensmittelfabrik

Ausgangspunkt der Forschung war die Frage, wie sich Kunststoffabfälle höherwertig verwerten lassen. Das Team um Lahiru Jayakody setzte dabei auf Mikroorganismen.

PET, wie es etwa für Getränke- und Wasserflaschen verwendet wird, enthält große Mengen Kohlenstoff. Damit dieser für Hefen nutzbar wird, werden Kunststoff, Maisstängel, Blätter und weitere Biomasse zunächst mit Wasser und Sauerstoff unter hohem Druck und hoher Temperatur aufgeschlossen.

Anschließend kommen gentechnisch angepasste Hefestämme zum Einsatz, darunter auch Backhefe. Sie verarbeiten die entstandenen Moleküle zu neuen Inhaltsstoffen wie Proteinen und Fetten.

Der Keks kommt aus dem 3D-Drucker

Die von den Mikroorganismen erzeugte Masse wird mit Ballaststoffen, Stärke und Süßungsmitteln ergänzt. Danach lässt sie sich extrudieren und beispielsweise mit einem 3D-Drucker zu Keksen formen.

Die Forschenden nennen das Produkt µBites, ausgesprochen „Microbites“. Nach Angaben des Teams sprechen die bisherigen Analysen dafür, dass das Produkt für den Verzehr geeignet ist. Eine institutionelle Genehmigung für umfassende Geschmackstests stand zum Zeitpunkt der Präsentation jedoch noch aus.

Parallel arbeitet das Team am Aroma und am Nährwert. Eine Backhefe kann beispielsweise aus pflanzlicher Biomasse Vanillearoma erzeugen. Ein anderer Hefestamm wandelt Ethylenglykol aus PET in Beta-Carotin um, das der menschliche Körper zu Vitamin A weiterverarbeiten kann.

Von der NASA-Idee zum Lebensmittel

Entstanden ist die Forschung im Umfeld der NASA Deep Space Food Challenge. Gesucht wurden neue Möglichkeiten, Menschen bei langen Weltraummissionen mit Lebensmitteln zu versorgen.

Die Technologie könnte jedoch auch auf der Erde interessant werden. Die Forscher nennen etwa U-Boote, Katastrophengebiete oder andere Orte, an denen Lebensmittel nur schwer verfügbar sind.

Langfristig sollen möglichst viele Bestandteile der µBites direkt durch Mikroorganismen produziert werden. Lahiru Jayakody sieht darin einen möglichen Ansatz, sowohl Kunststoffabfälle als auch die weltweit steigende Nachfrage nach Lebensmitteln zu adressieren.

Bis ein Keks aus einer ehemaligen PET-Flasche tatsächlich im Lebensmittelhandel landet, dürfte allerdings noch einiges an Entwicklungs- und Zulassungsarbeit notwendig sein. Gerade für die Backbranche ist das Projekt dennoch bemerkenswert: Hefe übernimmt hier nicht mehr nur die klassische Aufgabe der Teiglockerung, sondern wird zur biologischen Produktionsplattform für Proteine, Vitamine und Aromen.