不小心吃下塑料 胃肠道会不会有事怎么办？
伊利诺伊州卡本代尔，南伊利诺伊大学的一间实验室里，培养箱发出低沉的嗡鸣。不锈钢发酵罐中，经过基因改造的酵母正在吞噬一种由废弃PET塑料瓶和玉米秸秆转化而来的富碳液体。数小时后，罐底沉淀出一层浓稠的乳白色物质——蛋白质。这批生物质随后被送入3D食品打印机，层层堆叠，烘焙成型，最终变成一块浅金黄色、带有香草气味的饼干。
这是南伊利诺伊大学卡本代尔分校应用微生物学副教授拉希鲁·贾亚科迪团队的最新研究成果。2026年8月24日，该团队在美国化学学会秋季会议上公布了这项名为“µBites”（微型点心）的项目进展。目前饼干尚未有人品尝，研究团队正在等待机构批准开展人体试吃实验。据公开信息，研究数据初步显示成品在安全性上符合预期，香气评估也获得了较高评分。
“塑料是碳，食物也是碳”
人类与塑料的关系正陷入一种尴尬的僵局。据行业监测数据，2025年全球塑料垃圾年产生总量突破4.8亿吨，而全球塑料垃圾回收率仅为14.7%，超过3.5亿吨塑料垃圾被填埋、焚烧或泄漏至环境。传统机械回收面对混合污染塑料时力不从心，化学回收的能耗与溶剂消耗又带来新的环境负担。
与此同时，蛋白质供给的压力持续累积。贾亚科迪引用数据指出，预计到2050年全球粮食需求将增加35%至56%，未来约30%的世界人口可能面临饥饿风险。他给出的解题思路近乎朴素：“塑料是碳，食物也是碳”。
研究团队的技术路线分为三步。首先，将废弃PET塑料与玉米秸秆混合，通过一种名为“氧化热液溶解”的专有工艺进行处理——利用高温高压下的水和氧气，将坚硬的聚合物分解为微生物可吸收的小分子。随后，这些富碳底物被注入生物反应器，经过基因改造的酵母菌株在其中生长繁殖，产出富含蛋白质的浓稠生物质。最后，研究人员向生物质中加入淀粉、纤维和甜味剂，通过3D打印逐层成型，微波加热后即得到成品饼干。
酵母的改造是核心技术环节。团队改造了一种酿酒酵母，使其能够利用阿魏酸生产香草醛，赋予饼干香草风味；另一种红冬孢酵母则被工程化改造，可以分解PET的另一种水解产物乙二醇，并将其转化为β-胡萝卜素，既提供维生素A，也让饼干获得浅金黄的色泽。
塑料生物回收的多条技术路线并存
将塑料转化为食品的构想，置于更广阔的塑料生物回收技术版图中观察，其定位会更为清晰。
目前，塑料生物解聚的主流路线以酶催化为核心。工程化改造的PET水解酶和角质酶在实验室条件下展现出较高的解聚效率，但反应温度通常在40至70摄氏度之间，酶的生产成本和热稳定性仍是产业化瓶颈。与之相比，贾亚科迪团队的氧化热液溶解工艺绕开了酶的使用，但代价是高温高压环节的能耗——据研究人员估算，水热阶段的高能量成本是当前该技术经济可行性的主要障碍之一。
另一条并行路线是微生物直接降解。澳大利亚研究理事会资助的一个项目正在研究蜡螟幼虫肠道中发现的微生物，试图从中挖掘能够降解聚乙烯的酶系统。欧洲TwInn4MicroUp联盟则聚焦于Yarrowia lipolytica等非常规酵母体系，将塑料预处理产物转化为脂质、生物表面活性剂和PHA等高附加值产品，部分路线已推进至生物反应器规模验证。
在塑料替代端，PHA材料的产业化进程提供了另一个参照。截至2025年底，全球PHA总产能约为4.52万吨，中国产能为1.48万吨。安琪酵母与微构工场合资建设的年产3万吨PHA项目一期1万吨产线已正式投产，生产成本较技术初期下降超过40%。贾亚科迪团队的路线与上述方向形成互补——不是替代塑料，也不是回收塑料，而是将塑料中的碳元素重新编入食物链。
从NASA挑战赛到地球粮仓
µBites项目的直接起点是美国国家航空航天局的“深空食品挑战赛”。这项与加拿大航天局联合举办的全球竞赛，旨在寻找能够在长期载人深空任务中，利用有限资源生产安全、营养且美味食物的创新方案。2025年夏季公布的获奖项目中，佛罗里达州Interstellar Lab公司的NuCLEUS系统获得75万美元大奖，科罗拉多州SATED团队和加州大学河滨分校Nolux团队各获25万美元二等奖。
µBites虽未进入获奖名单，但其技术路径的差异值得关注。Interstellar Lab的方案以微重力环境下的植物和蘑菇种植为核心，SATED聚焦于人工重力烹饪设备，Nolux则利用醋酸盐在暗室中培养植物和真菌食品。µBites的不同之处在于，它尝试将宇航员排出的塑料废弃物直接纳入食物生产循环，理论上可以大幅减少对地球补给的依赖。
贾亚科迪将这项技术的应用场景从深空延伸至地球：灾区救援、潜艇长期驻留、农业资源匮乏地区均可受益。但从实验室到餐桌，路径远比想象中漫长。研究团队估计，商业化窗口大约在20年之后，其间需要跨越成本降低、安全验证和转基因生物监管等多重关卡。
商业化道路上的三重考验
成本是第一个现实问题。据公开信息，当前µBites的生产成本约为每公斤60美元，远高于传统蛋白食品。降低成本的路径依赖于酵母转化效率的提升和生产规模的扩大，但水热预处理环节的能耗在规模放大后是否可控，仍需工程验证。
监管是第二道门槛。贾亚科迪的团队在等待的“机构批准”，触及的是合成生物学食品审批的深层挑战。在中国市场，遗传修饰微生物生产的产品目前实行“个案审批”制度，无论目标物质是否已列入正面清单，只要生产工艺涉及遗传修饰微生物技术，均需向监管部门申报并接受安全性评估，审批周期存在不确定性。美国市场的路径同样漫长，富祥股份的丝状真菌蛋白经历了从Self-GRAS认证到国家卫健委新食品原料审批的完整流程，方才获得两国市场准入。µBites涉及的是以塑料为原料、经基因工程酵母转化而成的食品，其安全评估的复杂程度将超出常规微生物蛋白产品。
消费者接受度是第三重考验。一项针对微生物蛋白食品的消费者调查显示，在资源受限的环境下，多数受试者表示愿意食用此类产品，但日常消费场景中的意愿显著降低。塑料与食品之间的心理关联，可能比技术本身更难消解。
贾亚科迪对此并不回避。他将酵母比作奶牛——牛吃草产奶，酵母吃塑料产蛋白，本质上都是碳元素的转化过程。“微生物能够进行惊人的化学和碳转化，”他在美国化学学会的新闻发布中表示，“我们每天都在利用它们生产药品和食品。我们的挑战是让微生物利用塑料衍生的化学物质”。
这个挑战的答案，可能在未来二十年中逐步浮现。届时，实验室培养箱里那块浅金色的饼干，或许才能真正被端上人类的餐桌。
本文由AI辅助生成
