Στους νεκρούς του χειμώνα, τα φρέσκα φρούτα μπορεί να είναι ακριβά, με μαλακά φρούτα όπως μούρα που έρχονται στις Ηνωμένες Πολιτείες από την Κεντρική και Νότια Αμερική - μερικές φορές ακόμη και να πετάξουν μέσα. Αλλά τι εάν θα μπορούσατε να φτιάξετε το δικό σας φρούτο στο σπίτι, τα οφέλη από τα αδύνατα να καλλιεργηθούν τα μούρα ή τα αγαπημένα εκτός εποχής χωρίς να χρειάζεται να τρώτε εισαγόμενα προϊόντα ή να πάρετε συμπληρώματα;
Αυτό είναι το ερώτημα που οδήγησε τον Lauri Reuter και τους συναδέλφους του στο κρατικό τεχνικό γραφείο VTT Technical Research Centre της Φινλανδίας να αρχίσουν να εργάζονται σε ένα έργο που αναπαράγει απόλυτα τον τρόπο με τον οποίο σκεφτόμαστε την καλλιέργεια τροφίμων. Η ομάδα του εργάζεται πάνω σε αυτό που ονομάζουν "οικιακό βιοαντιδραστήρα" - μια συσκευή πάγκου που μπορεί, θεωρητικά, να γεμίσει τον ίδιο χώρο στη ζωή σας με τη μηχανή Nespresso για καφέ, αλλά με φρέσκα κύτταρα από μούρο, αυτό θα ήταν αδύνατο να καλλιεργηθεί με παραδοσιακά μέσα λόγω της προσαρμογής τους στη ζωή σε εχθρικές περιοχές όπως η Αρκτική.
Η ιδέα ξεκίνησε όταν ο Reuter άρχισε να εργάζεται σε ένα εργαστήριο VTT που καλλιεργεί φυτικές κυτταρικές σειρές για βιομηχανική χρήση σε πράγματα όπως καλλυντικά και ιατρική. Τα κύτταρα των μούρων περιέχουν χημικές ενώσεις που οι κατασκευαστές λοσιόν και επαγγελματίες υγείας στηρίζονται: η φινλανδική εταιρεία Lumene βασίζεται στις ευεργετικές ιδιότητες των καλλιεργημένων κυττάρων cloudberry για ορισμένα προϊόντα του δέρματος και ένα κοινό φάρμακο κατά του καρκίνου πακλιταξέλη προέρχεται από τα κύτταρα του Pacific Yew. Σε αυτή την εφαρμογή, η καλλιέργεια κυττάρων βοηθά στην παραγωγή αρκετών από τα κύτταρα των μούρων και των φύλλων για να προμηθεύσουν την αγορά. Όταν ανακάλυψε ότι οι συνάδελφοί του εργάζονταν σε κυτταροκαλλιέργειες φραουλών και κουλουριών, ρώτησε τι έτρωγαν. Μετά από όλα, είναι στην πραγματικότητα μόνο ο καρπός ενός φυτού, που καλλιεργείται σε μια κυτταρική κουλτούρα και όχι στο αμπέλι ή στον θάμνο. Η απάντηση των συναδέλφων του; "Δεν ξέρουμε. Δεν πρέπει να τρώτε τίποτα στο εργαστήριο ", λέει ο Reuter.
Η ερώτησή του πυροδότησε μια συζήτηση για το πώς θα ήταν να καλλιεργηθούν φυτικές κυτταρικές καλλιέργειες που θα μπορούσαν να καταναλωθούν σε μορφή κυτταροκαλλιέργειας - και τελικά τον οδήγησαν να δοκιμάσει τα κύτταρα. Επί του παρόντος, τα φυτικά κύτταρα χρησιμοποιούνται ως χημικά «εργοστάσια» για ναρκωτικά, καλλυντικά και ακόμη και κάποια γεύση και χρωματισμό των τροφίμων. Για παράδειγμα, ο καλλιεργημένος κρόκος έχει χρησιμοποιηθεί τόσο για τη γεύση όσο και για το χρώμα: ο κρόκος που παράγει κρόκο μπορεί να συγκομιστεί μόνο για μια εβδομάδα κάθε χρόνο, κυρίως στο Ιράν, και έχει χαμηλή απόδοση, καθιστώντας το το πιο ακριβό μπαχαρικό στον κόσμο, ενώ το καλλιεργούμενο σαφράν μπορεί να παραχθεί όλο το χρόνο. Αλλά σε αυτές τις εφαρμογές, οι χημικές ουσίες εξάγονται από τα φυτικά κύτταρα. Η ιδέα της χρησιμοποίησής τους όπως είχε συζητηθεί προηγουμένως στα εργαστήρια, λέει ο Reuter, "αλλά υπήρχε πάντα αυτή η υπόθεση ότι η τιμή θα ήταν υπερβολικά υψηλή, επειδή υποθέσαμε ότι θα πρέπει να τα αναπτύξετε σε βιοαντιδραστήρες στο εργαστήριο".
Η ομάδα του Reuter είχε μια νέα ιδέα: τι θα μπορούσε αν τα φυτικά κύτταρα θα μπορούσαν να καλλιεργηθούν για φαγητό από κανονικούς ανθρώπους που εργάζονταν έξω από το εργαστήριο; Ξεκίνησαν το έργο χρησιμοποιώντας μερικές από τις καλλιέργειες κυττάρων μούρων από το εργαστήριο, συμπεριλαμβανομένων των αρκτικών μούρων καταγωγής Φινλανδίας.
Κύτταρα Lingonberry σε κουτάλι. (Heiko Rischer) Μετά από όλα, τα φυτικά κύτταρα, όπως το είδος που βρίσκετε στα μούρα που τρώτε, απαιτούν σχετικά λίγη ανάπτυξη: μόνο ορυκτά από το περιβάλλον, νερό και ζάχαρη για να αντικαταστήσουν αυτό που θα έκανε ένα παραδοσιακό φυτό μέσω της φωτοσύνθεσης. Αυτό που παράγουν από αυτά τα απλά συστατικά είναι μια σειρά ωφέλιμων μικροθρεπτικών συστατικών που μπορούν να καταναλωθούν σε μια νόστιμη μορφή: γευστικά, έντονα χρωματιστά φυτικά κύτταρα που έχουν ένα είδος υφής όπως τα καθαρισμένα φρούτα και μπορούν να προστεθούν σε τρόφιμα όπως το γιαούρτι ή τα λιωμένα. "Εμείς απλά άλλαξα τον τρόπο που σκεφτήκαμε για τις κυτταρικές μας κουλτούρες. Είχαμε σκεφτεί γι 'αυτούς ως εργοστάσια κυττάρων για φαρμακευτικά προϊόντα ", λέει ο Reuter. "Αλλά ξαφνικά αρχίσαμε να τις βλέπουμε ως τρόφιμα".
Η ομάδα έκανε τα κύματα όταν κυκλοφόρησε ένα πρωτότυπο στα τέλη του 2016 με το όνομα CellPod. Ο σχεδιασμός βιοαντιδραστήρων στο σπίτι τους είναι περίπου το μέγεθος μιας επιτραπέζιας λάμπας και μπορεί να παράγει περίπου δύο κύπελλα κυτταροκαλλιέργειας κάθε εβδομάδα σε μια αυτοδύναμη πλαστική σακούλα. Οι χρήστες εισάγουν την τσάντα, η οποία περιέχει τον εκκινητή κελιών, προσθέτει νερό και ενεργοποιεί τον βιοαντιδραστήρα. Θα διατηρήσει την καλλιέργεια σε βέλτιστες συνθήκες ανάπτυξης. Τα κύτταρα μπορούν να προστεθούν σε ομοιώματα, να αναμιχθούν σε γιαούρτι ή να καταναλωθούν από μόνα τους ως συμπληρώματα, λέει ο Reuter
Ο χρήστης προσθέτει την κάψουλα των φυτικών κυττάρων και το νερό στον βιοαντιδραστήρα του σπιτιού. (Νίκο Ράτι) Όταν έφτασε τελικά να δοκιμάσει τον πολιτισμό, ήταν υποτιμημένος: ολόκληρα τα φυτικά κύτταρα έχουν μια "πολύ ήπια, ουδέτερη γεύση", λέει. "Τα κύτταρα έχουν αυτό το είδος τοιχώματος κυτταρίνης γύρω τους, έτσι είναι, κατά κάποιο τρόπο, κάψουλες με τα καλά πράγματα εκεί μέσα."
Η ομάδα έχει λύσει αυτό το πρόβλημα κάνοντας αυτό που ο Reuter καλεί "κυτταρική εμπλοκή", κυριολεκτικά συνθλίβοντας τα κύτταρα για να απελευθερώσουν τα νόστιμα εσωτερικά τους. Σε αυτό το σημείο, ο βιοαντιδραστήρας δεν κάνει αυτό το ίδιο το βήμα, αλλά ο Reuter λέει ότι έλαβε καλή ανατροφοδότηση από ανυπόμονα μέλη του κοινού που προσφέρθηκαν να γίνουν δοκιμαστές γεύσης. Λέει ότι οι άνθρωποι μοιάζουν πιο άνετοι με την ιδέα της καλλιέργειας των φυτικών κυττάρων παρά με την ιδέα του κουλουριασμένου κρέατος - τελικά, η ιδέα της καλλιέργειας φυτών στο σπίτι είναι γνωστή.
Φράουλα "μπλοκαρίσματος κυττάρων". (Κέντρο Τεχνικής Έρευνας VTT της Φινλανδίας) Όταν ο Niko Räty, ένας πρόσφατος πτυχιούχος της σχολής σχεδιασμού, προσλήφθηκε για να σχεδιάσει τον οικιακό βιοαντιδραστήρα, πίστευε αρχικά ότι θα σχεδίαζε έναν μικρό επιτραπέζιο κήπο. Μόλις είχε καταλάβει το έργο, είδε την ανάγκη για ένα σχέδιο που φαινόταν οικείο και προσβάσιμο. Εκτός από την ζύμωση που παράγεται στο σπίτι και την ζύμωση στο σπίτι - πράγματα που βασίζονται σε βακτήρια που ζυμώνουν φυσικά, αντί των κυττάρων που συνήθως αναπτύσσονται σε βιοαντιδραστήρες φυτών έχουν βρεθεί ως επί το πλείστον σε εργαστήρια. Ο Räty επέστησε στο υπόβαθρό του τη σχεδίαση επίπλων για να δημιουργήσει ένα μικρό πάτωμα με στρογγυλεμένες άκρες που μοιάζει με λάμπα. Λέει ότι ήθελε να κάνει την συσκευή υψηλής τεχνολογίας να χωρέσει σε μια κουζίνα, "έτσι δεν θα ήταν τόσο τρομακτική". Σχεδίασε επίσης με φυτικό φως έτσι ώστε οι ιδιοκτήτες να μπορούν να καλλιεργούν βότανα γύρω από αυτό.
"Ελπίζω πραγματικά ότι οι άνθρωποι θα επιστρέψουν στο κέντρο της παραγωγής τροφίμων", λέει ο Räty Σχεδιάζοντας το βιολογικό αντιδραστήρα του σπιτιού για να βοηθήσει τους ανθρώπους να αισθάνονται πιο συνδεδεμένοι με το φαγητό τους, ο Räty το βλέπει στο κέντρο ενός μικροσκοπικού κήπου που θα δώσει οι άνθρωποι θα έχουν εύκολη πρόσβαση σε προϊόντα φρέσκιας προέλευσης.Θα μπορεί να είναι σαν ένα "Spotify της παραγωγής τροφίμων", όπου θα μπορούσατε να λάβετε διαφορετικά φυτικά κύτταρα από μια συνδρομή για να μεγαλώσετε μια ποικιλία τροφίμων.Ως δημιουργός, η καινοτομία του έργου ενθουσιάζει αλλά το δυναμικό του για την προώθηση καλών πρακτικών διατήρησης είναι επίσης σημαντικό, λέει.
Παρόλο που όλα αυτά μπορεί να ακούγονται περίεργα σε κάποιον που τρώει φρούτα που καλλιεργούνται σε αμπέλι ή θάμνο, από άλλη άποψη είναι απλώς ένα διαφορετικό είδος γεωργίας - και τελικά, οι άνθρωποι αυξάνουν την απόδοση των καλλιεργειών μέσω προσεκτικής καλλιέργειας φυτών για χιλιάδες χρόνια . Και πέρα από τα άμεσα οφέλη της παροχής εκτός εποχής τρόφιμα από κοντά στο σπίτι, η φυτική κυτταρική γεωργία θα μπορούσε να μας επιτρέψει να καλλιεργούμε ιδιαίτερα θρεπτικά φυτά τα οποία είναι επί του παρόντος αδύνατο να καλλιεργηθούν για φαγητό.
Ο Reuter λέει ότι η επέκταση της ανθρώπινης διατροφής αποτελεί ουσιαστικό μέρος της ιδέας. Από τα σχεδόν 400.000 είδη φυτών, ανεξάρτητα από τους λειχήνες και τα φύκια, οι άνθρωποι τρώνε μόνο περίπου 3.000. Λίγα από αυτά αποτελούν τα περισσότερα από αυτά που καλλιεργούνται και καταναλώνονται, γνωστά ως "βασικές καλλιέργειες", και η αλλαγή του κλίματος απειλεί την υγεία τους. "Χρησιμοποιούμε ένα μικρό κλάσμα της διαφορετικότητας που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε", λέει. Η τεχνολογία βιοαντιδραστήρων μικρής κλίμακας θα μπορούσε να αλλάξει αυτό, επιτρέποντας στους ανθρώπους να αναπτύσσουν φυτικά κύτταρα από παλαιότερα δύσκολα ή αδύνατα προς καλλιέργεια αλλά θρεπτικά φυτά. Τα αρκτικότερα φυτά μούρων βρίσκονται στην κορυφή της λίστας του VTT: τα αρκτικό βαμβάκι, τα πέτρινα bramble και τα κύτταρα cloudberry ήταν μερικά από τα πρώτα που καλλιεργήθηκαν στον βιοαντιδραστήρα. Αυτά τα φυτά, τα οποία είναι προσαρμοσμένα να επιβιώνουν σε εχθρικές συνθήκες, περιέχουν υψηλά επίπεδα θρεπτικών ουσιών. Είναι δύσκολο να αναπτυχθούν εκτός της Αρκτικής και αδύνατο να καλλιεργηθούν εκτός από ορισμένες εποχές. Πολλά από τα μούρα είναι επίσης πολύ μικρά, γεγονός που περιπλέκει τη συγκομιδή.
Η ομάδα του VTT μελετά επί του παρόντος πώς οι χημικές ιδιότητες των φυτικών κυτταρικών καλλιεργειών συγκρίνονται με εκείνες των «παραδοσιακών» φυτών και των μούρων. "Τα καλλιεργημένα κύτταρα δεν είναι πανομοιότυπα με τα αντίστοιχα φυτά ή μέρη φυτών από τα οποία παράγονται", λέει ο Reuter. "Παράγουν πολλά από τα πολύτιμα σύνθετα βιομόρια που παράγουν τα ίδια τα φυτά, αλλά πολλές φορές σε διαφορετικές συνθέσεις".
Έτοιμες προς δοκιμή κυτταρικές καλλιέργειες που έχουν γίνει "μαρμελάδα κυττάρων". Από αριστερά προς τα δεξιά: πράσινα κύτταρα φράουλας, κύτταρα από γρασίδι-γρασίδι, αρκτικό κροταφοκύτταρα, κύτταρα καπνού, κύτταρα cloudberry και κύτταρα κόκκινου φράουλας. (Κέντρο Τεχνικής Έρευνας VTT της Φινλανδίας) Από τον βιοαντιδραστήρα, ο μηχανικός του Πανεπιστημίου Bath, Marianne Ellis, λέει: "Είναι μια πολύ καλή ιδέα από την άποψη του μεγέθους." Η Ellis, που εργάζεται στον σχεδιασμό του βιοαντιδραστήρα, πιστεύει ότι η μικρή κλίμακα της συσκευής της ομάδας VTT είναι πιο εφικτή από την κλίμακα θα απαιτηθεί για τη βιομηχανική παραγωγή. Ωστόσο, βλέπει επίσης πιθανές δυσκολίες με τη βοήθεια των χρηστών του βιολογικού παράγοντα στο σπίτι για τη δημιουργία πολιτισμών, όπως η διατήρηση της στειρότητας στον βιοαντιδραστήρα και η διατήρηση του κόστους των προμηθειών σε χαμηλά επίπεδα. "Δεν έχουμε ακόμα μια εκτίμηση κόστους", λέει ο Reuter. Η ομάδα σκοπεύει να κάνει μια μερίδα κυττάρων που κοστίζει περίπου το ίδιο ποσό με μια μερίδα συμβατικών μούρων - είτε αυτό το κόστος αγοράζει μια κάψουλα για μια οικιακή μηχανή είτε αγοράζει μια προ-καλλιεργημένη μερίδα των κυττάρων.
Ellis και Reuter και οι δύο βλέπουν ένα μεσαίο έδαφος: "microbrewed" καλλιέργειες φυτικών κυττάρων που διατίθενται σε έναν τοπικό πωλητή που κάνει κάτι σαν smoothies. Η τελική μορφή του βιοαντιδραστήρα θα παραμείνει περίπου η ίδια, απλώς κλιμακωθεί, λέει ο Reuter. Αυτό σημαίνει ότι οι βιοαντιδραστήρες θα είναι μεγαλύτεροι, αλλά εξακολουθούν να είναι πολύ μικροί από βιομηχανικά πρότυπα.
Είναι ένα πολλά υποσχόμενο πείραμα στο μέλλον της διατροφής. Οι άνθρωποι είναι ενθουσιασμένοι, λέει ο Reuter, σχετικά με τις διατροφικές δυνατότητες των προηγουμένως μη διαθέσιμων μούρων, αλλά και για το δυναμικό γεύσης. "Αυτό που νομίζω ότι θα πρέπει να είναι ο σκοπός δεν είναι να το κάνει να γευτεί όπως το πραγματικό [μούρο]", λέει, "αλλά να το κάνει πέρα από αυτό".
Η VTT εξακολουθεί να εργάζεται για το έργο και ελπίζει να βρει έναν αγοραστή που θα το πάρει σε εμπορική κλίμακα. Εν τω μεταξύ, όμως, φτάνουν στο κατώτατο σημείο μιας διαφοράς που ανακαλύπτουν μεταξύ καλλιεργούμενων φυτικών κυττάρων και εκείνων που καλλιεργούνται από ένα φυτό: όταν ο Reuter τελικά πήρε να δοκιμάσει τους καρπούς της εργασίας του, διαπίστωσε ότι συχνά δεν γεύριζαν όπως το φυτό από το οποίο καλλιεργούνται. Για παράδειγμα, η εμπλοκή των κυττάρων φράουλας, κατασκευασμένη από αδιαφοροποίητα φυτικά κύτταρα και όχι από τα κύτταρα των μούρων ειδικά, έχει γεύση περισσότερο σαν ένα λιοντάρι, λέει. Μια κουλτούρα της Αρκτικής bramble έχει μια ξυλώδη γεύση, και μερικοί άλλοι πολιτισμοί γεύση λίγο σαν λάχανο.
"Δεν απλά αναπαράγουμε το εργοστάσιο σε έναν βιοαντιδραστήρα, αλλά καλλιεργούμε ένα πολύ διαφορετικό είδος μούρων", λέει ο Reuter.
