La plastica è probabilmente l’ultimo ingrediente che chiunque aggiungerebbe alla ricetta di un dolce. Eppure, una squadra di ricercatori della Southern Illinois University Carbondale ha deciso di andare oltre l’inimmaginabile riprogrammando geneticamente dei lieviti per trasformare plastica PET e scarti agricoli in proteine commestibili, vitamine e molecole aromatiche.

Presentata durante il congresso ACS Fall 2026 dell’American Chemical Society, che si è concluso il 27 agosto 2026 a Chicago, questa tecnologia si propone come una duplice soluzione a due delle emergenze ambientali più pressanti: l’inquinamento da plastica e la carenza di risorse alimentari in grado di sfamare l’intero pianeta. Il progetto, finanziato anche dalla NASA, l’Ente spaziale americano, nasce con l’obiettivo di sviluppare alimenti per ambienti a risorse limitate, come le missioni spaziali di lunga durata, ma con un potenziale enorme anche per la Terra.

Le reazioni chimiche

La logica alla base dell’intuizione guidata dal professor Lahiru Jayakody è semplice: sia le plastiche, sia le farine alimentari, sono costituite principalmente da atomi di carbonio. Detto in altri termini, i rifiuti sono una risorsa e la raccolta differenziata potrebbe rivelarsi una miniera d’oro se riusciamo a ricavare potenziali nutrienti ai quali attingere.

Per convertire il polietilene tereftalato (il materiale standard delle bottiglie di plastica) e i residui vegetali (ad esempio sfalci e residui delle coltivazioni di mais) in macronutrienti, il team utilizza una catena di processi biotecnologici:

  • Dissoluzione idrotermale ossidativa: un metodo sviluppato dal geologo Ken Anderson che impiega acqua e ossigeno ad altissime temperature e pressioni per scomporre i materiali complessi in frammenti assimilabili dai microrganismi.

  • Fermentazione con lieviti bio-ingegnerizzati; i frammenti scomposti vengono somministrati a ceppi modificati di lievito da panificazione. I microrganismi metabolizzano il carbonio convertendo, ad esempio, l’etilenglicole della plastica in beta-carotene (precursore della vitamina A) e la biomassa vegetale in aroma di vaniglia, oltre a produrre proteine, grassi e acidi essenziali.

  • Stampa 3D ed estrusione: la miscela proteica ottenuta dai lieviti viene integrata con fibre, amido e dolcificanti, per poi essere modellata da una stampante 3D sotto forma di biscotti ribattezzati microbites.

Dallo spazio agli scenari di crisi sulla Terra

I test preliminari indicano che i microbites sono del tutto sicuri per il consumo umano, anche se il team è attualmente in attesa delle autorizzazioni istituzionali per i test di degustazione ufficiali. Si cercano volontari per assaggiare i biscotti. I primi riscontri olfattivi sono estremamente positivi, affermano i ricercatori, e i partecipanti si sono detti pronti a consumarli in situazioni d’emergenza.

L’obiettivo a lungo termine è rendere l’intero prodotto di origine microbica, sintetizzando tramite bio-ingegneria anche gli amidi e i dolcificanti aggiunti. Entro pochi anni, i biscotti ricavati dalla raccolta differenziata dei rifiuti potrebbero trovare applicazione pratica non solo in colonie lunari, marziane o sottomarini, ma anche nelle aree colpite da disastri naturali o malnutrizione, offrendo una risposta sostenibile a una domanda alimentare globale prevista in crescita del 35–56% entro il 2050.

La dissoluzione idrotermale ossidativa (in inglese Oxidative Hydrothermal Dissolution, abbreviata in OHD) è un processo chimico-fisico brevettato. Sviluppata originariamente per la lavorazione del carbone e della biomassa vegetale, la tecnologia OHD si è rivelata estremamente efficace nel rompere le catene polimeriche dei materiali più resistenti, come la plastica PET. L’aspetto chiave della tecnica è l’utilizzo di solventi puliti e privi di sostanze tossiche. La capacità di trasformare un sottoprodotto della plastica come l’etilenglicole (EG) in composti complessi come proteine o beta-carotene si basa sul concetto di ingegneria metabolica e biologia sintetica.

infografica farine dai rifiuti

In natura, i lieviti comuni (come Saccharomyces cerevisiae) non sono in grado di cibarsi di etilenglicole, poiché manca loro il “macchinario” genetico per metabolizzare questo alcol a due atomi di carbonio. I ricercatori hanno superato questo limite riscrivendo la mappa metabolica dell’organismo.

1. Assimilazione dell’etilenglicole (La nuova via metabolica)

Per permettere al lievito di utilizzare l’etilenglicole come fonte di carbonio ed energia, i ricercatori introducono nel genoma del lievito geni estranei (provenienti da batteri o altri funghi capaci di degradare l’EG):

  • Ossidazione iniziale: specifici enzimi (come le alcol deidrogenasi e le aldeide deidrogenasi) convertono l’etilenglicole prima in glicolaldeide e poi in acido glicolico o glicolato.

  • Ingresso nel metabolismo centrale: Il glicolato viene ulteriormente trasformato in gliossilato o piruvato. Queste molecole sono precursori universali che il lievito riconosce ed entra direttamente nel ciclo di Krebs (o ciclo del glicosilato), la “centrale energetica” della cellula.


Una volta che il carbonio dell’etilenglicole entra nel ciclo cellulare primario, viene integrato nella produzione di energia (ATP) e nei mattoni molecolari fondamentali della cellula.

2. Conversione in proteine

Una volta assimilato il carbonio dall’etilenglicole:

  • Il lievito utilizza il carbonio ricavato dal ciclo di Krebs per sintetizzare amminoacidi essenziali e non essenziali.

  • I ribosomi della cellula assemblano questi amminoacidi per costruire le proteine strutturali ed enzimatiche del lievito stesso.

  • L’intera massa cellulare del lievito (ricca di proteine di alto valore biologico, simili a quelle delle proteine del siero del latte) diventa la base proteica per i biscotti microbites.


3. Biosintesi del Beta-Carotene (la via dei terpenoidi)

Il beta-carotene è un pigmento liposolubile (un carotenosteroide a 40 atomi di carbonio) che il lievito del pane da solo non produce in quantità rilevanti. Per fare in modo che il carbonio derivato dalla plastica si converta in vitamina A occorre attivare:

  1. La via del mevalonato (MVA): il carbonio proveniente dall’etilenglicole viene incanalato verso la via del mevalonato, una cascata enzimatica che la cellula usa normalmente per produrre steroli.

  2. La via del carotenoidi: i ricercatori integrano nel lievito geni eterologhi (spesso derivati da funghi come Xanthophyllomyces dendrorhous o batteri come Pantoea ananatis).

  3. Puntamento enzimatico:

    • L’Acetil-CoenzimaA (prodotto dall’assimilazione dell’EG) viene convertito in Farnesil Pirofosfato (FPP).

    • L’enzima CrtE unisce le molecole per formare Geranilgeranil Pirofosfato (GGPP).

    • L’enzima CrtB condensa il GGPP in Fitoene.

    • L’enzima CrtI e la desaturasi CrtY completano le reazioni trasformando il fitoene in beta-carotene.


Risultato finale

La cellula di lievito agisce come una fabbrica microscopica: ingloba le molecole derivate dalla scomposizione della plastica, le smonta nei loro costituenti elementari di carbonio e le riassembla attraverso vie metaboliche ingegnerizzate, accumulando proteine nel citoplasma e beta-carotene nelle sue membrane lipidiche.

Fonti bibliografica

  1. Jayakody L, Jayasekara S, Anderson K. Engineered yeasts help turn PET plastic and crop waste into protein-rich cookies. Presented at: ACS Fall 2026. Undergraduate and Graduate Research in Biochemistry and Chemical Biology Symposium; 2026 Aug 23-27; Chicago, IL. Washington (DC): American Chemical Society; 2026.