这项研究最初源于NASA一项旨在为深空探索中资源匮乏环境生产食物的项目，因为宇航员无法依赖地球的常规补给。副教授Lahiru Jayakody解释道：“我们一直在开发塑料升级回收技术，以制造更有价值的产品。我们想到，为什么不专注于制造食物呢？因为塑料是碳，食物也是碳。”

研究团队主要针对聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）塑料，这是一种广泛用于汽水瓶和水瓶等产品中的塑料。PET富含碳分子，理论上可以被分解并重建成有用的化合物，包括最终能转化为蛋白质的成分。虽然科学家可以通过化学反应和实验室溶剂进行部分转化，但SIU Carbondale团队选择利用微生物，因为它们能够自然地执行复杂的生化过程。Jayakody强调：“微生物非常聪明。因此，我们正在利用它们的特性来解决我们自己制造的问题。”

利用微生物制造有用物质已是成熟技术，例如基因工程酵母可用于生产胰岛素。Jayakody和研究生Sandhya Jayasekara将类似理念应用于废弃物转化。他们对包括面包酵母在内的多种酵母进行基因编程，使其能够利用塑料衍生物和农业废弃物中的分子，将其转化为蛋白质、维生素和调味化合物。

在酵母利用这些材料之前，废弃物必须被分解成更易于处理的小分子。研究人员采用了一种由SIU Carbondale地质学教授Ken Anderson开发的专有技术——氧化水热溶解（Oxidative Hydrothermal Dissolution）。该过程在高温高压下结合水和氧气，将PET塑料、废弃玉米秸秆和叶片等难降解材料分解成微生物可利用的化合物。随后，这些小分子被喂给工程酵母，微生物将其转化为新的食物成分，包括蛋白质、脂肪和酸。

一旦酵母衍生的成分生产出来，研究人员会将其与纤维、淀粉和甜味剂混合，然后通过3D打印机挤出，制成富含蛋白质的饼干，名为µBites（发音为“microbites”）。现有数据显示µBites是安全的，尽管正式的口味测试尚待机构批准。目前，参与者主要根据香气评估了饼干，大多数人表示在食物资源稀缺的情况下愿意食用µBites。研究人员也在努力使饼干对有其他食物选择的人更具吸引力。

Jayasekara进一步改造了酵母菌株，使其能够生产额外的食物成分。例如，面包酵母现在可以从植物生物质中产生香草味调味剂。另一种酵母菌株则能利用PET衍生的乙二醇生产β-胡萝卜素，人体可将其转化为维生素A。Jayasekara表示：“我们正在利用微生物将饼干开发成更具吸引力、更受消费者欢迎的产品。”

团队的最终目标是让微生物生产µBites所需的所有成分，包括目前仍需单独添加的淀粉、纤维和甜味剂。Jayakody希望这些饼干能在未来几年内供公众消费。除了地球上的日常使用，这项技术在运输或提供大量食物困难的环境中尤其有价值，例如潜艇、灾区，以及最终在月球或火星上的人类定居点。

研究人员还将这项技术视为应对全球粮食供应日益增长压力的一个可能方案。Jayakody总结道：“预计到2050年，全球粮食需求将增长35-56%，未来全球约30%的人口将面临饥饿风险。我相信，解决这个问题的方法就是利用微生物。”