V zimskem času je lahko sveže sadje drago, mehko sadje, kot so jagode, ki prihaja v ZDA iz Srednje in Južne Amerike, včasih pa tudi v njem. Toda kaj, če lahko sami gojite svoje sadje doma, tako da steče zdravje prednosti jagod, ki jih ni mogoče gojiti ali izven sezone, ne da bi morali jesti uvožene pridelke ali jemati dodatke?
To je vprašanje, zaradi katerega sta Lauri Reuter in njegovi sodelavci v državnem tehnološkem raziskovalnem centru VTT na Finskem vodila državno tehnološko raziskovalno središče, da so začeli delati na projektu, ki popolnoma na novo predstavi, kako mislimo, kako gojiti hrano. Njegova ekipa dela na tem, čemur pravijo "domači bioreaktor" - točilni napravi, ki teoretično lahko zapolni enak prostor v vašem življenju kot Nespresso stroj za kavo, vendar s svežimi jagodnimi celicami, vključno z nekaterimi iz rastlin to bi bilo nemogoče gojiti s tradicionalnimi sredstvi zaradi njihove prilagoditve življenju v sovražnih krajih, kot je Arktika.
Ideja se je začela, ko je Reuter začel delati v laboratoriju za VTT, ki goji rastlinske celične linije za industrijsko uporabo v stvareh, kot sta kozmetika in medicina. Jagodične celice vsebujejo kemične spojine, na katere se zanašajo izdelovalci losjona in zdravstveni delavci: finsko podjetje Lumene se zanaša na koristne lastnosti gojenih celic moke za nekatere svoje kožne izdelke, skupno zdravilo proti raku, paklitaksel, pa izvira iz celic Pacifični Tis. V tej aplikaciji celična kultura pomaga proizvesti dovolj jagodnih in listnih celic za oskrbo s trgom. Ko je izvedel, da njegovi sodelavci delajo na kulturah celičnih jagod, jagod in mošk, ga je vprašal, kako imajo okus. Navsezadnje so dejansko le plod rastline, ki se goji v celični kulturi in ne na trti ali grmu. Odziv njegovih kolegov? "Ne vemo. V laboratoriju ne bi smeli jesti ničesar, "pravi Reuter.
Njegovo vprašanje je sprožilo pogovor o tem, kako bi bilo gojiti rastlinske celične kulture, ki bi jih lahko jedli v obliki celične kulture - in ga na koncu privedel, da je okusil celice. Trenutno se rastlinske celice uporabljajo kot kemične "tovarne" za zdravila, kozmetiko in celo nekatere arome in barvila za hrano. Na primer, gojeni žafran je bil uporabljen tako za okus hrane kot barvo: krokus, ki proizvaja žafran, je mogoče nabirati le približno teden dni vsako leto, večinoma v Iranu, in ima majhen pridelek, zaradi česar je najdražja začimba na svetu, ker je mogoče gojiti žafran vse leto. Toda v teh aplikacijah se kemikalije črpajo iz rastlinskih celic. Reuterjeva pravi, da je ideja o njihovi uporabi kot že razpravljala v laboratorijih, "vendar je vedno obstajala domneva, da bo cena previsoka, saj smo predvidevali, da jih boste morali gojiti v bioreaktorjih v laboratoriju."
Reuterjeva ekipa je imela novo idejo: kaj, če bi rastlinske celice lahko gojili za prehrano redni ljudje, ki delajo zunaj laboratorija? Projekt so začeli z uporabo nekaterih vrst jagodnih celic iz laboratorija, vključno z arktičnimi jagodami, ki so doma na Finskem.
Celice borovnic na žlico. (Heiko Rischer) Navsezadnje rastlinske celice, kakršne najdete v jagodičjih, ki jih jeste, potrebujejo za rast relativno malo: samo minerali iz okolja, voda in sladkor, ki nadomestijo tisto, kar bi tradicionalna rastlina ustvarila s fotosintezo. Iz teh preprostih sestavin nastajajo množica koristnih mikrohranil, ki jih jemo lahko v okusni obliki: aromatične, svetlo obarvane rastlinske celice, ki imajo teksturo, podobno kot pire, in jih lahko dodajamo živilom, kot so jogurt ali smoothie. "Mi smo nekako spremenili način razmišljanja o naših celičnih kulturah. O njih smo razmišljali kot o celičnih tovarnah zdravil, "pravi Reuter. "Toda kar naenkrat smo jih začeli gledati kot živila."
Ekipa je naredila valove, ko je konec leta 2016 izdala prototip pod imenom CellPod. Njihova zasnova bioreaktorja doma je približno velikost namizne svetilke in lahko vsak teden proizvede približno dve skodelici celične kulture v samostojni plastični vrečki. Uporabniki vstavijo vrečko, v kateri je zaganjalnik celic, dodajo vodo in vklopijo bioreaktor. Vzdrževal bo kulturo v optimalnih pogojih za rast. Celice lahko dodate smoothijem, jih zmešate v jogurt ali jih jeste kot dodatke, pravi Reuter
Uporabnik domačemu bioreaktorju doda "kapsulo" rastlinske celice in vodo. (Niko Räty) Ko je končno poskusil s kulturo, ga je premalo: cele rastlinske celice imajo "zelo blag, nevtralen okus, " pravi. "Celice imajo takšno celulozno steno okrog sebe, zato so na nek način kapsule z dobrimi stvarmi tam."
Skupina je to težavo rešila tako, da je Reuter imenoval "celično marmelado" in dobesedno drobil celice, da se sprostijo njihove okusne notranjosti. V tem trenutku bioreaktor tega koraka ne naredi sam, toda Reuter pravi, da je dobil dobre povratne informacije s strani željnih članov javnosti, ki so se prijavili na preizkušanje okusa. Pravi, da se ljudem zdi bolj ugodno z idejo o rastlinski celični kulturi kot z idejo o gojenem mesu - navsezadnje je ideja gojenja rastlin doma poznana.
Jagoda "celična marmelada." (Center za tehnično raziskovanje VTT Finske) Ko se je za oblikovanje domačega bioreaktorja angažiral Niko Räty, nedavno maturant iz šole oblikovanja, je sprva mislil, da bo zasnoval majhen namizni vrt. Ko je enkrat dojel, kaj je projekt, je videl potrebo po zasnovi, ki bi bila videti znana in dostopna. Zunaj domačega piva in domačega vrenja - stvari, ki se opirajo na naravno fermentirajoče bakterije, ne pa na celice, ki se običajno gojijo v rastlini - so bioreaktorji večinoma našli v laboratorijih. Räty je risal na svojem ozadju v oblikovanju pohištva, da bi ustvaril majhen podstavek z zaobljenimi robovi, ki spominja na žarnico. Pravi, da je želel visokotehnološko napravo prilagoditi kuhinji, "da ne bi bilo tako strašljivo." Oblikoval jo je tudi z rastlinsko lučjo, da bi lastniki lahko gojili zelišča okoli nje.
"Resnično upam, da se bodo ljudje vrnili v središče pridelave hrane, " pravi Räty. Domači bioreaktor je zasnoval tako, da bi se ljudem počutil bolj povezanih s svojo hrano. Räty si ga zamisli v središču majhnega domačega vrta, ki bi mu omogočil ljudem enostaven dostop do proizvodov svežega izvora. Morda je to "Spotify of food food", kjer bi lahko prejeli različne rastlinske celice iz naročnine za gojenje različnih živil. Kot ustvarjalca je novost projekta navdušila njega, vendar je pomemben tudi njegov potencial za promocijo dobrih varstvenih praks.
Čeprav se lahko to vse sliši čudno, če bi kdo jedel sadje, pridelano na trti ali grmu, je iz drugega zornega kota le drugačna vrsta kmetijstva - in navsezadnje ljudje že tisočletja s skrbnim gojenjem in gojenjem rastlin povečujejo pridelek . Poleg neposrednih koristi zagotavljanja zunaj sezone hrane iz domačega rastlinskega celičnega kmetijstva bi nam lahko omogočili gojenje visoko hranljivih rastlin, ki jih trenutno ni mogoče gojiti za hrano.
Reuter pravi, da je širitev človeške prehrane bistven del ideje. Od skoraj 400.000 vrst rastlin, ki ne upoštevajo lišajev in alg, jih človek poje le okoli 3.000. Le nekaj teh sestavlja večino tega, kar se goji in uživa, znano kot "osnovni nasadi", podnebne spremembe pa ogrožajo njihovo zdravje. "Uporabljamo majhen del raznolikosti, ki bi jo lahko uporabili, " pravi. Majhna tehnologija bioreaktorjev bi to lahko spremenila tako, da bi ljudem omogočili rast rastlinskih celic iz prej težko ali nemogoče gojitvenih, vendar hranljivih rastlin. Rastline arktičnega jagodičja so na vrhu seznama VTT: Arktični rogljički, koščice kamnov in oblačičev so bile nekatere izmed prvih gojenih v bioreaktorju. Te rastline, ki so prilagojene za preživetje v sovražnih razmerah, vsebujejo visoko vsebnost hranil. Težko rastejo zunaj Arktike in jih ni mogoče gojiti, razen v določenih letnih časih. Veliko jagodičja je tudi zelo malo, kar otežuje obiranje.
Ekipa VTT trenutno preučuje, kako se kemijske lastnosti rastlinskih celičnih kultur primerjajo s tistimi "tradicionalnih" rastlin in jagodičja. "Gojene celice niso enake ustreznim rastlinam ali delom rastlin, iz katerih nastajajo, " pravi Reuter. "Dajo številne dragocene kompleksne biomolekule, ki jih izdelujejo same rastline, vendar večkrat v različnih sestavah."
Pripravljene celične kulture, ki so bile spremenjene v „celično marmelado“. Od leve proti desni: celice zelene jagode, celice škrlatne trave, celice arktične mešanice, tobačne celice, celice moke in celice rdeče jagode. (Center za tehnično raziskovanje VTT Finske) O bioreaktorju, inženirka Univerze za kopalnico Marianne Ellis, pravi: "To je zelo dobra ideja, kar zadeva velikost." Ellis, ki se ukvarja z zasnovo bioreaktorjev, meni, da je majhen obseg naprave ekipe VTT bolj dosegljiv od obsega, ki bi bila potrebna za industrijsko proizvodnjo. Vendar pa vidi tudi morebitne težave pri pomoči domačim uporabnikom bioreaktorjev pri ustvarjanju kultur, na primer ohranjanju sterilnosti v bioreaktorju in ohranjanju stroškov za oskrbo dovolj nizkih. "Za zdaj še nimamo ocene stroškov, " pravi Reuter. Skupina si prizadeva, da bi ena sama porcija celic stala približno toliko, kolikor je priloga navadnih jagodičja - ne glede na to, ali gre za nakup kapsule za domači stroj ali nakup že gojenih obrokov celic.
Ellis in Reuter vidita srednjo podlago: "mikro gojene" rastlinske celične kulture so na voljo pri lokalnem prodajalcu, ki naredi nekaj podobnega smoothijem. Končni format bioreaktorja bi ostal približno enak, samo povečan, pravi Reuter. To pomeni, da bi bili bioreaktorji po industrijskih standardih večji, vendar še vedno zelo majhni.
To je obetaven poskus v prihodnosti hrane. Ljudje so navdušeni, pravi Reuter, nad prehranskim potencialom prej nerazpoloženih jagod, pa tudi nad okusom. "Mislim, da bi moral biti namen tega, da ne bo imel okusa kot dejanskega [jagodičja], " pravi, "ampak da to preseže to."
VTT še vedno dela na projektu in upa, da bo našel kupca, ki ga bo prevzel v komercialni obseg. Vmes pa dosežejo dno razlike, ki so jo odkrili med gojenimi rastlinskimi celicami in tistimi, ki jih gojijo iz rastline: ko je Reuter končno okusil plodove svojega dela, je ugotovil, da pogosto ne okusijo kot rastlina, iz katere so bili gojeni. Na primer, marmelada iz jagodnih celic, narejena iz nediferenciranih rastlinskih celic, ne pa posebej iz jagodičjih celic, ima bolj podoben lingovini, pravi. Kultura arktične mešanice ima lesnat okus, nekatere druge kulture pa so nekoliko podobne zelju.
"Rastline ne zgolj razmnožujemo v bioreaktorju, ampak gojimo zelo drugačno vrsto jagodičja, " pravi Reuter.
