从塑料到餐盘：NASA资助的科学家用3D打印技术将废塑料变成饼干

2026-09-07 ·

从塑料废料到可食用饼干：µBites革命

如果刚扔进回收箱的塑料瓶能变成富含蛋白质的饼干，会怎样？这正是南伊利诺伊大学卡本代尔分校研究团队实现的壮举。他们创造的µBites（读作”微咬”），是一种用回收PET塑料和农业废料3D打印而成的饼干——这项技术可能彻底改变我们对食品生产和塑料污染的认知。

该项目于2026年8月24日在芝加哥举行的美国化学学会（ACS）秋季会议上发布，代表了合成生物学、CRISPR基因编辑和增材制造三大领域的惊人交汇。实验室测试表明该饼干可安全食用，团队希望在未来几年内推向公众。

µBites的科学原理始于一个32步工艺流程：通过加热、加压以及氧气和水的作用，将PET塑料（即汽水瓶所用材料）分解为基本分子成分。但真正的创新在于后续步骤。

研究生桑迪亚·贾亚塞卡拉利用CRISPR基因编辑技术，编程了多种酵母菌株，将分解塑料产生的碳-rich分子转化为可食用成分。经过改造的酵母现在能够生产：

研究团队将酵母衍生的生物质与纤维、淀粉和甜味剂混合，制成面团状物质，然后通过3D打印机挤出成型为饼干形状，最后用微波炉加热烘烤。第三方实验室检测确认，µBites饼干不含有毒化学物质、重金属、过敏原和食源性病原体。

“微生物非常聪明，”首席研究员拉hiru·贾科迪博士表示。”所以我们利用它们的特性来解决我们自己制造的问题。”

µBites项目起源于有史以来最宏大的食品科学竞赛之一。2021年，NASA和加拿大航天局联合发起”深空食物挑战赛”，寻找能在月球、火星及更远深空任务中为宇航员提供食物的创新方案。

南伊利诺伊大学团队从38支入选队伍中脱颖而出，获得25,000美元的第一阶段资助。他们的理念——利用工程微生物将废料转化为营养食品——因其双重潜力引起评委关注：既能在极端环境中解决食物短缺问题，又能同时应对塑料废物挑战。

自获得初始资助以来，该项目已获得更多资金支持，能力显著扩展。最初的µBites只能生产基本蛋白质饼干，而最新版本增加了香兰素和β-胡萝卜素的生产能力，使产品在吸引力和营养完整性方面实现了重大飞跃。

3D打印在µBites生产过程中扮演着关键角色。酵母衍生的生物质与传统食品原料混合后，形成粘稠的面团，传统食品加工设备无法处理。3D打印机通过精确挤出成型，完美解决了这一难题。

这一应用揭示了增材制造一个常被忽视的优势：能够加工传统机械无法处理的材料。正如3D打印通过金属和聚合物的复杂几何形状彻底改变了制造业一样，食品级3D打印为新型食物质地和成分开辟了全新可能——这些是传统模具或挤出机无法实现的。

食品3D打印领域正在稳步增长。Natural Machines、Procusini和Cocoa Press等公司已开发出用于巧克力、面食等食品的打印机。µBites项目将这项技术推向了全新领域——用传统上从未被视为可食用的材料来打印食物。

µBites研究的到来恰逢关键时刻。据联合国预测，到2050年全球粮食需求将增长35%至56%，目前约30%的世界人口面临饥饿风险。与此同时，塑料污染约占全球温室气体排放的3.4%，而实际被回收的塑料仅占很小比例。

µBites方法同时解决了这两个问题。通过将塑料废物转化为可食用蛋白质，该技术既减少了污染，又创造了新的食物来源。研究人员设想了多种应用场景：

团队已提交专利申请，正在等待剩余的监管批准以开展人体品尝测试。

虽然安全数据令人鼓舞，但µBites尚未向公众开放。团队仍需获得机构批准才能进行正式的品尝测试。一位研究人员坦言：”如果我在灾区没有其他东西可吃，我会吃它，但我不确定我会在货架上选它而不选奥利奥。”

研究团队还在努力利用工程微生物生产饼干的其余成分——淀粉、纤维和甜味剂。如果成功，这将使整个生产过程实现自给自足，形成一个完全由微生物驱动的食品生产系统，唯一的输入就是塑料废物、农业副产品和工程酵母培养物。

µBites项目展示了合成生物学和3D打印的融合如何创造出任何单一技术都无法实现的解决方案。随着3D打印继续从传统制造业扩展到食品、医疗等领域，像µBites这样的项目表明，这项技术最具变革性的应用可能正是那些我们尚未想象到的。

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