Nel pieno dell'inverno, la frutta fresca può essere costosa, con frutti di bosco come bacche che arrivano negli Stati Uniti dal Centro e dal Sud America, a volte vengono addirittura trasportati in aereo. Ma se potessi coltivare il tuo frutto proprio a casa, ottenere la salute benefici delle bacche impossibili da coltivare o dei favoriti fuori stagione senza dover mangiare prodotti importati costosi o assumere integratori?
Questa è la domanda che ha spinto Lauri Reuter e i suoi colleghi presso la società tecnologica statale VTT Technical Research Center della Finlandia a iniziare a lavorare su un progetto che reinventa totalmente il modo in cui pensiamo di coltivare il cibo. Il suo team sta lavorando su quello che chiamano un "bioreattore domestico": un apparecchio da banco che, in teoria, può riempire lo stesso spazio nella vita di una macchina Nespresso per il caffè, ma con cellule di bacche fresche, tra cui alcune di piante sarebbe impossibile coltivare usando mezzi tradizionali a causa dei loro adattamenti alla vita in luoghi ostili come l'Artico.
L'idea è nata quando Reuter ha iniziato a lavorare in un laboratorio VTT che coltiva linee cellulari vegetali per uso industriale in cose come la cosmetica e la medicina. Le cellule della bacca contengono composti chimici su cui fanno affidamento i produttori di lozioni e i professionisti della salute: la società finlandese Lumene fa affidamento sulle proprietà benefiche delle cellule coltivate di lampone per alcuni dei suoi prodotti per la pelle e un comune farmaco antitumorale, il paclitaxel, deriva dalle cellule Tasso del Pacifico. In questa applicazione, la coltura cellulare aiuta a produrre abbastanza cellule di bacche e foglie per rifornire il mercato. Quando ha scoperto che i suoi colleghi stavano lavorando su colture cellulari di mirtilli rossi, fragole e cloudberry, ha chiesto che sapore avevano. Dopotutto, sono effettivamente solo il frutto di una pianta, coltivata in una coltura cellulare piuttosto che sulla vite o sul cespuglio. La risposta dei suoi colleghi? “Non lo sappiamo. Non dovresti mangiare nulla in laboratorio ", afferma Reuter.
La sua domanda ha suscitato una conversazione su come sarebbe coltivare colture cellulari vegetali che potrebbero essere mangiate in forma di colture cellulari e alla fine lo ha portato ad assaggiare le cellule. Attualmente, le cellule vegetali vengono utilizzate come "fabbriche" chimiche per farmaci, cosmetici e persino alcuni aromi e coloranti alimentari. Ad esempio, lo zafferano coltivato è stato utilizzato sia per il sapore che per il colore degli alimenti: il croco che produce zafferano può essere raccolto solo per circa una settimana all'anno, principalmente in Iran, e ha una bassa resa, rendendolo la spezia più costosa del mondo, mentre lo zafferano coltivato può essere prodotto tutto l'anno. Ma in quelle applicazioni, i prodotti chimici vengono estratti dalle cellule vegetali. L'idea di usarli così com'è stata discussa in precedenza nei laboratori, dice Reuter, "ma c'era sempre questa ipotesi che il prezzo sarebbe troppo alto, perché abbiamo ipotizzato che dovresti farli crescere in bioreattori in laboratorio."
Il team di Reuter ha avuto una nuova idea: cosa succederebbe se le cellule vegetali potessero essere coltivate per il cibo da persone normali che lavorano fuori dal laboratorio? Hanno iniziato il progetto utilizzando alcune delle colture cellulari di bacche del laboratorio, tra cui le bacche artiche originarie della Finlandia.
Cellule di mirtillo rosso su un cucchiaio. (Heiko Rischer) Dopotutto, le cellule vegetali come quelle che trovi nelle bacche che mangi richiedono relativamente poco per crescere: solo minerali dall'ambiente, acqua e zucchero per sostituire ciò che una pianta tradizionale farebbe attraverso la fotosintesi. Ciò che producono da questi semplici ingredienti sono una miriade di micronutrienti benefici che possono essere consumati in una forma deliziosa: cellule vegetali saporite e dai colori vivaci che hanno una consistenza simile alla frutta passata e possono essere aggiunte ad alimenti come yogurt o frullati. "Abbiamo semplicemente cambiato il modo in cui abbiamo pensato alle nostre colture cellulari. Abbiamo pensato a loro come fabbriche di cellule per prodotti farmaceutici ", afferma Reuter. "Ma all'improvviso abbiamo iniziato a vederli come prodotti alimentari."
Il team ha fatto ondate quando ha rilasciato un prototipo alla fine del 2016 con il nome di CellPod. Il design del bioreattore di casa ha le dimensioni di una lampada da tavolo e può produrre circa due tazze di coltura cellulare ogni settimana, in un sacchetto di plastica autonomo. Gli utenti inseriscono il sacchetto, che contiene il dispositivo di avviamento delle celle, aggiungono acqua e accendono il bioreattore. Manterrà la cultura in condizioni ottimali per la crescita. Le cellule possono essere aggiunte ai frullati, mescolate allo yogurt o mangiate da sole come integratori, dice Reuter
L'utente aggiunge la "capsula" della cellula vegetale e l'acqua al bioreattore domestico. (Niko Räty) Quando finalmente è riuscito a provare la cultura, è stato deluso: le cellule vegetali intere hanno un "sapore molto delicato e neutro", dice. "Le cellule hanno questo tipo di parete di cellulosa attorno a loro, quindi sono, in un certo senso, capsule con le cose buone lì dentro."
Il team ha risolto questo problema realizzando ciò che Reuter chiama "inceppamento delle cellule", distruggendo letteralmente le cellule per liberare i loro gustosi interni. A questo punto, il bioreattore non fa questo passo da solo, ma Reuter dice che ha ottenuto un buon feedback da membri desiderosi del pubblico che si sono offerti volontari per essere tester del gusto. Dice che le persone sembrano più a proprio agio con l'idea della coltura cellulare vegetale che con l'idea della carne coltivata - dopotutto, l'idea di coltivare piante in casa è familiare.
"Marmellata di cellule" alla fragola. (VTT Centro di ricerca tecnica della Finlandia) Quando Niko Räty, un neolaureato della scuola di design, fu assunto per progettare il bioreattore di casa, inizialmente pensò che avrebbe progettato un piccolo giardino da tavolo. Una volta capito quale fosse il progetto, vide la necessità di un design che fosse familiare e accessibile. Al di fuori della birra prodotta in casa e della fermentazione domestica - cose che dipendono dai batteri a fermentazione naturale, piuttosto che dalle cellule che normalmente vengono coltivate in una pianta - i bioreattori sono stati trovati principalmente nei laboratori. Räty ha disegnato il suo background nel design di mobili per creare un piccolo baccello con bordi arrotondati che ricorda una lampada. Dice che voleva mettere il dispositivo high-tech in una cucina, "quindi non sarebbe così spaventoso". Lo ha anche progettato con una luce per piante, in modo che i proprietari potessero coltivare erbe attorno ad esso.
"Spero davvero che le persone tornino al centro della produzione alimentare", dice Räty. Ha progettato il bioreattore domestico per aiutare le persone a sentirsi più connesse con il loro cibo. Räty lo immagina al centro di un minuscolo giardino interno che darebbe le persone hanno facile accesso ai prodotti freschi. Potrebbe essere come uno "Spotify della produzione alimentare", in cui potresti ricevere diverse cellule vegetali da un abbonamento per far crescere una gamma di alimenti. Come creatore, la novità del progetto entusiasma lui, ma il suo potenziale per promuovere buone pratiche di conservazione è anche importante, dice.
Sebbene tutto ciò possa sembrare strano a qualcuno abituato a mangiare frutta coltivata su una vite o un cespuglio, da un'altra prospettiva è solo un diverso tipo di agricoltura - e dopo tutto, gli umani hanno aumentato la resa delle colture attraverso un'attenta coltivazione e coltivazione delle piante per migliaia di anni . E oltre ai suoi immediati benefici nel fornire alimenti fuori stagione dall'agricoltura locale, l'agricoltura delle cellule vegetali potrebbe permetterci di coltivare piante altamente nutrienti che attualmente sono impossibili da coltivare per il cibo.
Reuter afferma che espandere la dieta umana è una parte essenziale dell'idea. Delle quasi 400.000 specie di piante, trascurando il lichene e le alghe, gli esseri umani ne mangiano solo circa 3.000. Solo alcuni di questi costituiscono la maggior parte di ciò che è cresciuto e consumato, noto come "colture di base", e il cambiamento climatico minaccia la loro salute. "Stiamo usando una piccola parte della diversità che potremmo usare", dice. La tecnologia dei bioreattori su piccola scala potrebbe cambiare ciò consentendo alle persone di coltivare cellule vegetali da piante precedentemente difficili o impossibili da coltivare, ma nutrienti. Le piante di bacche artiche sono in cima alla lista di VTT: il rovo artico, il rovo di pietra e le cellule di lampone sono stati alcuni dei primi coltivati nel bioreattore. Queste piante, adattate per sopravvivere in condizioni ostili, contengono alti livelli di nutrienti. Sono difficili da coltivare al di fuori dell'Artico e impossibili da coltivare se non in determinate stagioni. Molte bacche sono anche molto piccole, il che complica la raccolta.
Il team di VTT sta attualmente studiando come le proprietà chimiche delle colture di cellule vegetali siano paragonabili a quelle di piante e bacche "tradizionali". "Le cellule in coltura non sono identiche alle corrispondenti piante o parti di piante da cui sono generate", afferma Reuter. "Producono molte delle preziose biomolecole complesse che le piante stesse producono, ma molte volte in diverse composizioni."
Colture cellulari pronte da provare che sono state trasformate in "inceppamenti cellulari". Da sinistra a destra: cellule di fragola verde, cellule di erba di scorbuto, cellule di rovo artico, cellule di tabacco, cellule di lampone e cellule di fragola rossa. (VTT Centro di ricerca tecnica della Finlandia) Del bioreattore, l'ingegnere dell'Università di Bath Marianne Ellis afferma: "È un'ottima idea, in termini di dimensioni." Ellis, che lavora sul design del bioreattore, pensa che la piccola scala del dispositivo del team VTT sia più realizzabile della scala che sarebbe richiesto per la produzione industriale. Ma vede anche potenziali difficoltà nell'aiutare gli utenti del bioreattore domestico a creare culture, come mantenere la sterilità nel bioreattore e mantenere i costi delle forniture abbastanza bassi. "Non abbiamo ancora una stima dei costi", afferma Reuter. Il team mira a far costare una singola porzione di cellule all'incirca la stessa quantità di una porzione di bacche convenzionali, indipendentemente dal fatto che quel costo sia l'acquisto di una capsula per una macchina domestica o l'acquisto di una porzione pre-coltivata delle cellule.
Ellis e Reuter vedono entrambi una via di mezzo: colture di cellule vegetali "microbirattate" disponibili presso un venditore locale che produce qualcosa come i frullati. Il formato finale del bioreattore rimarrebbe all'incirca lo stesso, appena ingrandito, dice Reuter. Ciò significa che i bioreattori sarebbero più grandi, ma comunque molto piccoli per gli standard industriali.
È un esperimento promettente nel futuro del cibo. Le persone sono entusiaste, afferma Reuter, del potenziale nutrizionale di bacche precedentemente non disponibili, ma anche del potenziale aromatico. "Quello che penso dovrebbe essere lo scopo non è quello di renderlo come l'attuale [bacca]", dice, "ma farlo andare oltre."
VTT sta ancora lavorando al progetto e spera di trovare un acquirente che lo porterà su scala commerciale. Nel frattempo, tuttavia, stanno arrivando al fondo di una differenza che hanno scoperto tra le cellule vegetali coltivate e quelle coltivate da una pianta: quando Reuter finalmente riuscì ad assaggiare i frutti del suo lavoro, scoprì che spesso non assaggiavano come la pianta da cui sono stati coltivati. Ad esempio, la marmellata di fragole, prodotta da cellule vegetali indifferenziate piuttosto che dalle cellule di bacche, ha un sapore più simile a un mirtillo rosso, dice. Una cultura di rovo artico ha un sapore legnoso e alcune altre culture hanno un sapore un po 'simile al cavolo.
"Non stiamo semplicemente riproducendo la pianta in un bioreattore, ma stiamo coltivando un tipo molto diverso di" bacca ", afferma Reuter.
