Om vinteren kan frisk frugt være dyr, med bløde frugter som bær, der kommer til USA fra Mellem- og Sydamerika - nogle gange endda fløjet ind. Men hvad nu hvis du kunne dyrke din egen frugt lige derhjemme og få sundheden fordele ved umulige at dyrke bær eller favoritter uden for sæsonen uden at skulle spise pricy importerede produkter eller tage kosttilskud?
Det er spørgsmålet, der fik Lauri Reuter og hans kolleger i det statslige teknologiselskab VTT Technical Research Center i Finland til at begynde at arbejde på et projekt, der fuldstændigt geninddrager, hvordan vi tænker på at dyrke mad. Hans team arbejder på det, de kalder en ”hjemmebioreaktor” - et bordplade, der i teorien kan fylde det samme rum i dit liv, som en Nespresso-maskine gør til kaffe, men med friske bærceller, inklusive nogle fra planter det ville være umuligt at dyrke ved hjælp af traditionelle midler på grund af deres tilpasning til livet på fjendtlige steder som Arktis.
Ideen kom i gang, da Reuter begyndte at arbejde i et VTT-laboratorium, der dyrker plantecellelinjer til industrielt brug i ting som kosmetik og medicin. Bærecellerne indeholder kemiske forbindelser, som lotionproducenter og sundhedspersonale stoler på: Det finske firma Lumene er afhængig af de fordelagtige egenskaber ved dyrkede cloudberryceller for nogle af dets hudprodukter, og et almindeligt kræftlægemiddel, paclitaxel, stammer fra cellerne Pacific Yew. I denne ansøgning hjælper cellekultur med at producere nok af bær- og bladceller til at forsyne markedet. Da han fandt ud af, at hans kolleger arbejdede på cellekulturer fra lingonberry, jordbær og cloudberry, spurgte han, hvordan de smagede. Når alt kommer til alt er de faktisk bare en frugt af en plante, der dyrkes i en cellekultur snarere end på vin eller busk. Hans kollegers svar? ”Vi ved det ikke. Du skal ikke spise noget i laboratoriet, ”siger Reuter.
Hans spørgsmål udløste en samtale om, hvordan det ville være at dyrke plantecellekulturer, der kunne spises i cellekulturform - og til sidst førte ham til at smage cellerne. I øjeblikket bruges planteceller som kemiske "fabrikker" til medicin, kosmetik og endda noget madlavning og farvelægning. For eksempel er kultureret safran blevet brugt til både madsmag og farve: den safranproducerende krokus kan kun høstes i cirka en uge hvert år, mest i Iran, og har lavt udbytte, hvilket gør det til det dyreste krydderi i verden, hvorimod dyrket safran kan produceres året rundt. Men i disse anvendelser ekstraheres kemikalierne fra plantecellerne. Ideen om at bruge dem som den var blevet drøftet før i laboratorier, siger Reuter, "men der var altid denne antagelse om, at prisen ville være for høj, fordi vi antog, at du skulle vokse dem i bioreaktorer i laboratoriet."
Reuters team havde en ny idé: hvad hvis planteceller kunne dyrkes til mad af almindelige mennesker, der arbejder uden for laboratoriet? De startede projektet ved hjælp af nogle af bærcellekulturer fra laboratoriet, herunder de arktiske bær, der er hjemmehørende i Finland.
Lingonberry celler på en ske. (Heiko Rischer) Når alt kommer til alt kræver planteceller som den slags, du finder i de bær, du spiser, relativt lidt for at vokse: bare mineraler fra miljøet, vand og sukker til at erstatte, hvad en traditionel plante ville gøre ved fotosyntesen. Hvad de producerer fra disse enkle ingredienser er en række gavnlige mikronæringsstoffer, der kan spises i en lækker form: smagfulde, farvestrålende planteceller, der har en tekstur, der ligner pureret frugt, og kan tilsættes fødevarer som yoghurt eller smoothies. ”Vi har lige ændret den måde, vi tænkte på vores cellekulturer på. Vi havde tænkt på dem som cellefabrikker til medicinalvarer, ”siger Reuter. ”Men pludselig begyndte vi at se dem som fødevarer.”
Holdet lavede bølger, da det frigav en prototype i slutningen af 2016 under navnet CellPod. Deres hjemme-bioreaktordesign er omtrent på størrelse med en bordlampe og kan producere cirka to kopper cellekultur hver uge i en selvstændig plastpose. Brugere indsætter posen, der indeholder cellestarteren, tilsætter vand og tænder for bioreaktoren. Det vil holde kulturen under optimale vækstbetingelser. Cellerne kan sættes til smoothies, blandes i yoghurt eller spises af sig selv som kosttilskud, siger Reuter
Brugeren tilføjer plantecelle "kapsel" og vand til hjemmebioreaktoren. (Niko Räty) Da han endelig fik prøvet kulturen, blev han undervisket: hele planteceller har en "meget mild, neutral smag, " siger han. "Celler har en sådan cellulosevæg omkring sig, så de er på en måde kapsler med de gode ting derinde."
Holdet har løst dette problem ved at gøre det, som Reuter kalder "cellestop", bogstaveligt talt at knuse cellerne ned for at frigive deres velsmagende inderside. På dette tidspunkt gør bioreaktoren ikke det skridt selv, men Reuter siger, at han har fået god feedback fra ivrige medlemmer af offentligheden, der meldte sig frivilligt til at være smagstestere. Han siger, at folk synes mere komfortable med tanken om plantecellekultur end med ideen om dyrket kød - trods alt er tanken om at dyrke planter derhjemme en velkendt.
Jordbær "cellestop." (Finlands tekniske forskningscenter VTT) Da Niko Räty, en nyuddannet fra designskole, blev ansat til at designe hjemmebioreaktoren, troede han oprindeligt, at han ville designe en lille haveplade. Når han først havde forstået, hvad projektet var, så han behovet for et design, der så kendt og tilgængeligt ud. Uden for hjemmebrygget øl og hjemmegæring - ting, der er afhængige af naturligt fermenterende bakterier, snarere end celler, der normalt dyrkes i en plante - er bioreaktorer for det meste fundet i laboratorier. Räty tegnet sin baggrund i møbeldesign for at skabe en lille bælg med afrundede kanter, der ligner en lampe. Han siger, at han ønskede at få den højteknologiske enhed til at passe ind i et køkken, "så det ikke ville være så skræmmende." Han designede det også med et plantelys, så ejere kunne dyrke urter omkring det.
”Jeg håber virkelig, at folk kommer tilbage til centrum for fødevareproduktion, ” siger Räty. Han designet hjemmebioreaktoren for at hjælpe folk med at føle sig mere forbundet med deres mad. Räty forestiller sig det i centrum af en lille have i hjemmet, der ville give folk let adgang til friske produkter fra kilden.Det kan være som et "Spotify for fødevareproduktion", hvor du kunne modtage forskellige planteceller fra et abonnement for at dyrke en række fødevarer. Som skabende glæder projektets nyhed sig ham, men dets potentiale for at fremme god bevaringspraksis er også vigtigt, siger han.
Selvom alt dette lyder mærkeligt for nogen, der plejede at spise frugter, der er dyrket på en vin eller busk, er det fra en anden vinkel bare en anden slags landbrug - og når alt kommer til alt har mennesker øget afgrøder ved omhyggelig planteavl og dyrkning i tusinder af år . Og ud over dets umiddelbare fordele ved at levere fødevarer uden for sæsonen fra tæt på hjemmet, kunne plantecellelandbrug give os mulighed for at dyrke meget næringsrige planter, som i øjeblikket er umulige at dyrke til mad.
Reuter siger, at udvidelse af den menneskelige diæt er en væsentlig del af ideen. Af de næsten 400.000 plantearter, der ser bort fra lav og alger, spiser mennesker kun omkring 3.000. Bare et par af disse udgør det meste af det, der dyrkes og spises, kendt som "hæfteafgrøder", og klimaændringer truer deres helbred. ”Vi bruger en lille brøkdel af den mangfoldighed, vi kunne bruge, ” siger han. Småskala bioreaktorteknologi kunne ændre det ved at give folk mulighed for at dyrke planteceller fra tidligere vanskelige eller umulige at dyrke, men næringsrige planter. Arktiske bærplanter er øverst på VTT's liste: Arktisk bramble, stenbramble og cloudberryceller var nogle af de første dyrkede i bioreaktoren. Disse planter, der er tilpasset til at overleve under fjendtlige forhold, indeholder høje niveauer af næringsstoffer. De er vanskelige at vokse uden for Arktis og umulige at dyrke undtagen i visse årstider. Mange af bærene er også meget små, hvilket komplicerer høsten.
Teamet hos VTT er i øjeblikket ved at undersøge, hvordan de kemiske egenskaber i plantecellekulturer sammenlignes med egenskaberne hos ”traditionelle” planter og bær. "De dyrkede celler er ikke identiske med de tilsvarende planter eller dele af planter, hvor de er frembragt fra, " siger Reuter. "De producerer mange af de værdifulde komplekse biomolekyler, som planterne selv fremstiller, men mange gange i forskellige sammensætninger."
Klar-til-forsøg cellekulturer, der er gjort til 'cellestop.' Fra venstre til højre: grønne jordbærceller, skørbuggræsceller, arktiske brambleceller, tobaksceller, skybærceller og røde jordbærceller. (Finlands tekniske forskningscenter VTT) Af bioreaktoren siger badeværelsesingeniør Marianne Ellis, ”Det er en meget god idé med hensyn til størrelsen.” Ellis, der arbejder med bioreaktordesign, synes den lille skala af VTT-teamets enhed er mere opnåelig end den skala, som ville være påkrævet til industriel produktion. Men hun ser også potentielle vanskeligheder med at hjælpe hjemmebioreaktorbrugere med at skabe kulturer, såsom at opretholde sterilitet i bioreaktoren og holde omkostningerne ved forsyningerne lave nok. ”Vi har virkelig ikke et omkostningsoverslag endnu, ” siger Reuter. Holdet sigter mod at få en enkelt portion celler til at koste omtrent det samme beløb som en portion traditionelle bær - uanset om det koster at købe en kapsel til en hjemmemaskine eller købe en forudvokset servering af cellerne.
Ellis og Reuter ser begge en mellemgrund: “mikrobryggede” plantecellekulturer fås hos en lokal sælger, der fremstiller noget som smoothies. Det endelige format af bioreaktoren vil forblive omtrent det samme, bare opskaleret, siger Reuter. Det betyder, at bioreaktorerne ville være større, men stadig meget små efter industrielle standarder.
Det er et lovende eksperiment i madens fremtid. Reuter siger, begejstret, om ernæringspotentialet i tidligere utilgængelige bær, men også om smagspotentialet. ”Det, jeg synes skulle være formålet, er ikke at få den til at smage som den faktiske [bær], ” siger han, ”men få det til at gå ud over det.”
VTT arbejder stadig på projektet og håber at finde en køber, der vil føre det til kommerciel skala. I mellemtiden kommer de imidlertid til bunden af en forskel, de opdagede mellem dyrkede planteceller og dem, der er dyrket fra en plante: Da Reuter omsider fik smagt på frugterne af sit arbejde, fandt han, at de ofte ikke smag som planten de blev dyrket fra. For eksempel smager jordbærcelle-syltetøj, der er fremstillet af udifferentierede planteceller snarere end bærcellerne specifikt, mere som et lingonberry, siger han. En kultur med arktisk bramble har en træagtig smag, og nogle andre kulturer smager lidt som kål.
”Vi gengiver ikke blot planten i en bioreaktor, men vi dyrker en meget anden slags 'bær, " siger Reuter.
