塑料废料变3D打印饼干：NASA资助微生物升级回收，为深空任务打造高蛋白食物

你听说过用塑料废料3D打印的零件，也听说过3D打印的食物，但你听说过用塑料废料制成的3D打印食物吗？
在今天之前，我们也没听说过。

8月24日，在美国化学会2026年秋季芝加哥会议上，南伊利诺伊大学卡本代尔分校的研究人员展示了一个名为µBites的项目。
这个项目想用生物技术和3D打印，把塑料和农业废弃物变成可以吃的食物。
该团队在会议的「生物化学与化学生物学本科及研究生研究」研讨会上展示了这项工作。
项目部分由NASA的深空食物挑战赛资助。

这项挑战赛想找到创新的食物生产方法，让宇航员在长期任务中利用最少资源获得充足食物。
为什么需要这样做？
因为像火星往返这种长期任务，一去一回大概要三年，飞船里不可能塞满所有吃的。

副教授Lahiru Jayakody（拉希鲁·贾亚科迪）说，「我们一直在尝试开发塑料升级回收技术，以制造更有价值的产品。
我们想，为什么不专注于制造食物呢？因为塑料是碳，食物也是碳。」

PET就是聚对苯二甲酸乙二醇酯，是最常见的塑料类型之一，每天以水瓶和食品包装的形式产生大量废料。
这种塑料材料含有碳分子，研究人员认为这些碳分子可以被重新构建成可食用的蛋白质。
为了实现这个转变，团队找来了酵母等微生物。
按照SIU团队的说法，他们对包括面包酵母在内的多种酵母进行了编程。
这些酵母可以把塑料中的碳分子以及其他废料，比如农业废料，转化为蛋白质、脂肪、维生素和调味剂。

「微生物非常聪明。
所以，我们正在利用它们的特性来解决我们自己造成的问题。」Jayakody补充道。

用更专业一点的话说，研究人员使用了一种叫做氧化水热溶解的工艺，这个工艺本身由SIU地质学教授Ken Anderson（肯·安德森）开发。
它利用高温高压下的水和氧气，把PET废料和玉米秸秆、叶片等农业废弃物分解成更容易被酵母微生物消化的碎片。
这些碎片随后被喂给经过编程的酵母，酵母成功地把废料转化为不同的可食用成分。
这些成分再与纤维、淀粉和甜味剂混合，制成可3D打印的糊状物，装进3D食品打印机里。
机器一层一层地沉积混合物，做成小块的µBites饼干，再放到微波炉里加热，获得最终的形状和质地。
最终得到的可食用产品是一种高蛋白3D打印饼干，研究人员把它叫做「µBites」（微咬一口）。
这种饼干形状为希腊字母μ，并带有环形结构。

目前还没有人真的尝过这些饼干，团队正在等待「机构批准」，准备进行首次试吃。
据英国《卫报》报道，负责项目的Jayakody博士自己也没有尝过，因为他们正在等待人体测试的批准。
所以我们也没法告诉你味道怎么样。
不过从现有数据和气味测试来看，这些饼干看起来挺有前景。
在资源有限场景下愿意尝试的参与者中，该产品在香气方面获得了不错的评价。
有几个人说，如果资源有限，比如在深空任务中或食物匮乏的灾区，他们愿意食用这些饼干。

研究团队还想通过编程酵母制造各种食品添加剂，让µBites对普通消费者更有吸引力。
到目前为止，他们已经用面包酵母把植物生物质转化为香草调味剂。
他们还用另一种酵母把PET中的乙二醇转化为β-胡萝卜素，这是一种植物色素，人体可以把它转化为维生素A。
研究生Sandhy Jayasekara（桑迪·贾亚塞卡拉）说，「我们正在利用微生物将饼干开发成更具吸引力、更贴近消费者的产品。」

未来，团队相信他们甚至能利用微生物制造饼干中的添加成分，也就是淀粉、纤维和甜味剂。
Jayakody表示，他希望µBites能在几年内投入公众消费，既用于地球，也用于更极端的环境，如潜艇或月球和火星殖民地。

µBites项目解决了当前太空食品生产中的一个空白。
宇航员需要在没有补给的情况下获得可靠的食物来源，但目前的模式依赖补给任务和耐储存的预包装食品，这种模式在前往火星的多年任务或长期月球栖息地中将难以维持。
其策略是利用工程酵母，从当地废弃物（塑料和生物质）中自行生产食物，然后通过3D打印机将产物塑形。
除了太空，这项技术在地球上也有重要的应用前景，比如在潜艇、灾区或饥饿普遍存在的地区提供食物，同时也是应对塑料垃圾和粮食安全压力的更广泛解决方案。

在相关研究中，克莱姆森大学布伦纳研究组的研究人员在美国化学会会议上走了类似的路径。
他们对解脂耶氏酵母进行了基因工程改造，致力于从宇航员尿液中的尿素成分生产营养保健品和基于聚酯的3D打印线材。
在报告发表时，大规模提取这些分子仍然是一个挑战。
该研究与µBites工艺共享一个核心机制，通过工程酵母将废物流转化为长期任务中的可用产出。
不过其起始原料是尿液而非塑料和生物质，其主要目标产出是线材而非固体食物。

国防高级研究计划局通过其创新营养配方项目推进了相关方法。
该项目征集将ReSource项目产生的生物质转化为可食用的3D打印食品的方案，供与传统供应链隔绝的士兵和平民使用。
ReSource项目利用当地材料和废弃物生产商品。
这与µBites的核心目标一致，将原本无法利用的废弃物转化为可打印、可食用的材料，用于资源受限的环境。
不过其目标场景是前线或灾区，而非深空。
该项目未指定特定的转化机制，将其留给提案方自行决定。

Jayakody总结说，预计到2050年，全球粮食需求将增长35%至56%，未来约有30%的世界人口将面临饥饿风险。
Jayakody说，「我相信，解决这一问题的途径是利用微生物。」

无论你愿不愿意就着一杯茶吃掉这些3D打印饼干，这项NASA资助的工作都可能产生重大影响。