Talvisel ajal võivad värsked puuviljad olla kallid. Kesk- ja Lõuna-Ameerikast saabuvad Ameerika Ühendriikidesse näiteks marjad puuviljad, näiteks marjad, mõnikord isegi lennatakse sisse. Kuid mis juhtuks, kui saaksite kodus ise oma puuvilju kasvatada Kasu on võimatult viljeldavatest marjadest või hooajavälistest lemmikutest, ilma et peaksite sööma hinnalisi imporditud tooteid või võtma toidulisandeid?
See on küsimus, mis ajendas Lauri Reuterit ja tema kolleege Soome riigiettevõttes VTT Tehniliste Uuringute Keskuses töötama projekti kallal, mis kujutas täielikult ette, kuidas meie mõtleme toidu kasvatamisele. Tema meeskond töötab selle nimel, mida nad nimetavad “kodubioreaktoriks” - töölauale mõeldud seade, mis võib teoreetiliselt täita sama palju ruumi teie elus, kui Nespresso masin kohvi jaoks teeb, kuid värskete marjarakkudega, sealhulgas taimedega seda oleks traditsiooniliste vahenditega võimatu viljeleda nende kohanemise tõttu vaenulikes kohtades nagu Arktika.
Idee sai alguse siis, kui Reuter asus tööle VTT laborisse, kus kasvatati taimeraku liine tööstuslikuks kasutamiseks, näiteks kosmeetika ja meditsiin. Marjarakud sisaldavad keemilisi ühendeid, millele ihupiimatootjad ja tervishoiutöötajad tuginevad: Soome ettevõte Lumene tugineb mõnede nahatoodete kultiveeritud mustikarakkude kasulikele omadustele ning selle rakkudest saadakse tavaline vähiravim - paklitakseel. Vaikse ookeani jugapuu. Selles rakenduses aitab rakukultuur toota turule piisavalt marja- ja leherakke. Kui ta sai teada, et tema kolleegid tegelevad pohli, maasika ja mustika rakukultuuridega, küsis ta, mis neile maitseb. Lõppude lõpuks on nad tegelikult lihtsalt taime viljad, mida kasvatatakse rakukultuuris, mitte viinapuul või põõsal. Tema kolleegide vastus? “Me ei tea. Te ei peaks laboris midagi sööma, ”räägib Reuter.
Tema küsimus käivitas vestluse teemal, kuidas oleks kasvatada rakukultuure, mida saaks süüa rakukultuuri vormis - ja viis ta lõpuks rakke maitsma. Praegu kasutatakse taimerakke ravimite, kosmeetikatoodete ning isegi mõne toidu maitsestamise ja värvaine keemiliseks “vabrikuks”. Näiteks on kultiveeritud safranit kasutatud nii toidu maitsenüansi kui ka värvuse jaoks: safranit tootvat krookust saab koristada igal aastal vaid umbes nädala jooksul, enamasti Iraanis, ja selle saagikus on madal, muutes selle kõige kallimaks vürtsiks maailmas, kultiveeritud safranit saab toota aastaringselt. Kuid nendes rakendustes ekstraheeritakse kemikaalid taimerakkudest. Reuter ütles, et ideed kasutada neid sellisena, nagu nad on, on laborites juba varem arutatud. "Kuid alati oli see eeldus, et hind on liiga kõrge, kuna eeldasime, et peate neid laboris kasvatatavates bioreaktorites kasvatama."
Reuteri meeskonnal oli uus idee: mis siis, kui väljaspool laborit töötavad tavalised inimesed saaksid taimerakke toiduks kasvatada? Nad alustasid projekti, kasutades mõnda labori marjakultuuride kultuuri, sealhulgas Soomest pärit Arktika marju.
Pohlarakud lusikal. (Heiko Rischer) Lõppude lõpuks vajavad taimsed rakud, nagu seda on teie söödud marjadest, suhteliselt vähe kasvamist: lihtsalt keskkonnast pärinevad mineraalid, vesi ja suhkur, mis asendaks seda, mida traditsiooniline taim fotosünteesi teel valmistaks. Nendest lihtsatest koostisosadest toodetud tooted on hulgaliselt kasulikke mikrotoitaineid, mida saab süüa maitsval kujul: maitsvad, erksavärvilised taimerakud, mille tekstuur sarnaneb püreede puuviljadega ja mida saab lisada toitudele nagu jogurt või smuutid. „Me just muutisime oma rakukultuuride mõtlemist. Me olime mõelnud neile kui ravimite rakutehastele, ”räägib Reuter. "Kuid äkki hakkasime neid toiduna käsitlema."
Meeskond tegi laineid, kui ta 2016. aasta lõpus välja laskis prototüübi CellPod nime all. Nende kodus kasutatava bioreaktori kujundus on umbes laualambi suurune ja sellest saab iga nädal iseseisvas kilekotis toota umbes kaks tassi rakukultuuri. Kasutajad sisestavad raku starteri sisaldava koti, lisavad vett ja lülitavad sisse bioreaktori. See hoiab kultuuri optimaalsetes kasvutingimustes. Rakke saab lisada smuutidesse, segada jogurtisse või ise toidulisanditena süüa, vahendab Reuter
Kasutaja lisab kodusele bioreaktorile taimeraku "kapsli" ja vee. (Niko Räty) Kui ta lõpuks sai seda kultuuri proovida, oli ta varjatud: tervetel taimerakkudel on "väga mahe, neutraalne maitse", ütleb ta. "Rakkudel on selline tselluloosisein ümber, seega on need teatud mõttes kapslid, milles on head kraami."
Meeskond on selle probleemi lahendanud, tehes seda, mida Reuter nimetab "raku moosiks", purustades need sõna otseses mõttes lahtrid, et vabastada nende maitsvad siseküljed. Praegu ei tee bioreaktor seda sammu ise, kuid Reuter ütleb, et on saanud hea tagasiside innukalt elanikkonnalt, kes on vabatahtlikult olnud maitsetestijad. Ta ütleb, et inimestele tundub taimerakkude kultuuri mõte paremini kui kultiveeritud liha idee - on ju taimede kodus kasvatamise idee tuttav.
Maasika "raku moos". (VTT Soome Teadusuuringute Keskus) Kui hiljuti disainikooli lõpetanud Niko Räty palgati koduse bioreaktori kujundamiseks, arvas ta esialgu, et kavandab väikese lauataime. Pärast projekti mõistmist nägi ta vajadust kujunduse järele, mis näeks välja tuttav ja juurdepääsetav. Väljaspool kodus pruulitud õlut ja kodus kääritamist - asju, mis sõltuvad looduslikult kääritavatest bakteritest, mitte aga rakkudest, mida tavaliselt taimes kasvatatakse - on bioreaktorid enamasti leitud laborites. Räty joonistas oma mööblikujunduse taustale, et luua ümarate servadega väike kaar, mis meenutaks lampi. Ta ütleb, et tahtis kõrgtehnoloogilise seadme kööki sobitada, “nii et see poleks nii hirmutav.” Ta kujundas selle ka taimevalgusega, et omanikud saaksid selle ümber ürte kasvatada.
"Ma tõesti loodan, et inimesed jõuavad tagasi toidutootmise keskmesse, " ütleb Räty. Ta kavandas kodu bioreaktori, et aidata inimestel end toiduga rohkem seostada. Räty näeb selle ette pisikese koduaia keskuses, mis annaks inimestel on lihtne juurdepääs värskele päritolust saadavale tootele. See võib olla nagu “Spotify of food production”, kus saate tellida tellimusest erinevaid taimerakke, et kasvatada mitmesuguseid toite. Loojana erutab projekti uudsus Tema sõnul on oluline ka selle heade looduskaitsetavade edendamise potentsiaal, väidab ta.
Ehkki see võib tunduda kummaline, kui keegi on harjunud sööma viinapuul või põõsal kasvatatud puuvilju, on see teise nurga alt hoopis teistsugune põllumajandus - ja lõppude lõpuks on inimesed tuhandete aastate jooksul hoolika sordiaretuse ja -kultuuriga saagikust suurendanud. . Lisaks koduhooajast väljaspool asuvate hooajaväliste toitude pakkumise otsesele eelisele võimaldaks taimerakkude põllumajandus meil kasvatada ka väga toitainerikkaid taimi, mida on praegu võimatu toiduks kasvatada.
Reuter ütleb, et inimese toitumise laiendamine on idee oluline osa. Ligi 400 000 taimeliigist söövad samblikke ja vetikaid arvestamata vaid 3000 inimest. Vaid mõned neist moodustavad suurema osa kasvatatavast ja tarbitavast, mida nimetatakse „põhikultuurideks”, ja kliimamuutused ohustavad nende tervist. "Me kasutame väikest murdosa mitmekesisusest, mida me võiksime kasutada, " ütleb ta. Väikesemahuline bioreaktoritehnoloogia võib seda muuta, võimaldades inimestel kasvatada taimerakke varem raskesti või võimatult kultiveeritavatest, kuid toiteväärtuslikest taimedest. Arktilised marjataimed on VTT edetabelis tipus: arktilised pihlaka-, kivi- ja rabamurakud olid ühed esimestest, mida bioreaktoris kasvatati. Need taimed, mis on kohanenud ellujäämiseks vaenulikes tingimustes, sisaldavad palju toitaineid. Neid on väljaspool Arktikat raske kasvatada ja võimatu kasvatada, välja arvatud teatud aastaaegadel. Paljud marjad on ka väga väikesed, mis raskendab koristamist.
VTT meeskond uurib praegu, kuidas taimede rakukultuuride keemilisi omadusi võrrelda “traditsiooniliste” taimede ja marjade omadustega. "Kultiveeritud rakud pole identsed vastavate taimede või taimeosadega, kust need on toodetud, " ütleb Reuter. "Nad toodavad küll paljusid väärtuslikest keerukatest biomolekulidest, mida taimed ise valmistavad, kuid mitu korda erinevates kompositsioonides."
Proovimiseks valmis rakukultuurid, mis on muudetud raku moosiks. Vasakult paremale: rohelise maasika rakud, kõrreliste rohu rakud, arktilised rabamurakud, tubakarakud, mustikarakud ja punase maasika rakud. (VTT Soome Teadusuuringute Keskus) Bioreaktorist ütleb Bathi Ülikooli insener Marianne Ellis: “See on suuruse mõttes väga hea idee.” Bioreaktori kujundamisega tegelev Ellis leiab, et VTT meeskonna seadme väike mõõt on paremini saavutatav kui see, mis oleks vaja tööstuslikuks tootmiseks. Kuid ta näeb ka potentsiaalseid raskusi kodu bioreaktori kasutajate abistamisel kultuuride loomisel, näiteks bioreaktori steriilsuse säilitamine ja tarnekulude piisavalt madalad hoidmine. “Meil pole tegelikult veel kuluhinnanguid, ” ütleb Reuter. Meeskonna eesmärk on teha üks rakuannus maksma umbes sama palju kui tavaliste marjade serveerimine - olgu see kodumasina jaoks kapsli ostmine või rakkude eelkasvatatud portsjoni ostmine.
Ellis ja Reuter näevad mõlemad keskteed: kohaliku müüja käest saadavad „mikrokirjutatud” taimerakkude kultuurid, mis teevad midagi smuutide sarnast. Bioreaktori lõplik formaat jääks umbes samaks, lihtsalt suureneks, ütles Reuter. See tähendab, et bioreaktorid oleksid suuremad, kuid tööstusstandardite järgi siiski väga väikesed.
See on paljulubav eksperiment toidu tulevikus. Inimesed on Reuteri sõnul vaimustuses varem kättesaamatute marjade toitepotentsiaalist, aga ka maitsepotentsiaalist. "Minu arvates peaks selle eesmärk olema mitte see, et see maitseks nagu tegelik mari, " ütleb ta, "kuid pange see sellest kaugemale."
VTT töötab endiselt projekti kallal ja loodab leida ostja, kes viiks selle ärilises mahus. Vahepeal jõuavad nad põhjani erinevuseni, mille nad avastasid kasvatatud taimerakkude ja taimest kasvatatud rakkude vahel: kui Reuter lõpuks oma sünnituse vilju maitsta sai, leidis ta, et need ei maitsenud sageli nagu taim, millest neid kasvatati. Näiteks maitseb maasikarakkude moos, mis on valmistatud pigem diferentseerimata taimerakkudest kui konkreetselt marjarakkudest, rohkem pohlamoos, väidab ta. Arktika rabamiskultuur on puitunud maitsega ja mõned muud kultuurid maitsevad natuke nagu kapsad.
"Me ei reprodutseeri taime lihtsalt bioreaktoris, vaid kasvatame hoopis teistsugust marja, " ütles Reuter.
