MIT-ingenieur Caleb Harper legt uit waarom “Diabetes Basilicum” de toekomst van voedsel is

In zijn boek Tomatoland: hoe de moderne industriële landbouw ons meest verleidelijke fruit vernietigdeBarry Estabrook legt uit hoe tomaten uit de supermarkt zowel minder voedzaam als lekker zijn dan de tomaten die tientallen jaren geleden werden geteeld. De industriële landbouw verbouwt nu gewassen voor opbrengst, waarbij smaak en vitamines worden opgeofferd voor een gemakkelijk te oogsten, verzendbaar product. Daarom zijn er waarschijnlijk appels bij je plaatselijke supermarkt verkrijgbaar een jaar oud. Caleb Harper, hoofdonderzoeker bij MIT en directeur van het OpenAg Initiative, wil technologie gebruiken om voedsel te verbouwen dat gezonder, lekkerder en duurzamer is.

“Kweken voor voeding en kweken voor smaak, dat is niet echt iets dat iemand doet”, vertelde hij Digital Trends op de recente ReThink Food-conferentie in Napa, Californië.

Met zijn achtergrond in de architectuur lijkt Harper misschien niet de meest voor de hand liggende keuze voor de rol van shaker-upper van het voedselsysteem. Beginnend in 2014 met een paar Dixie-bekers voor zijn planten, probeerde hij de basismechanismen te leren waardoor ze beter groeien. Vier jaar later heeft Harper de Personal Food Computer gemaakt om alle aspecten van het klimaat in een kubieke meter ruimte te helpen beheersen. De dozen zijn uitgerust met sensoren, camera's en printplaten. Harper en zijn collega-nerdboeren, zoals hij ze noemt, experimenteren met verschillende manieren om basilicum of een krop sla te kweken en delen vervolgens de resultaten. Alles is opensource.

“Het maakt de plant niet uit of hij lekker smaakt”

Er zijn commerciële slimme tuinen op de markt, zoals de Klik en groei of de GroBox. Deze apparaten zijn echter bedoeld om een ​​kleine hoeveelheid voedsel te verbouwen, vrijwel zonder inbreng van de eigenaar. De fabrikanten hebben de parameters voor de teelt van aardbeien of basilicum ingevoerd. De Personal Food Computer daarentegen is bedoeld om aan te sleutelen.

“Omdat de plant een evolutionaire geschiedenis van 10.000 jaar heeft, maakt het de plant niet uit of hij lekker smaakt”, zegt Harper. “Het maakt de plant niet uit of hij een mens voeding geeft.”

Nerd-boeren kunnen echter experimenten uitvoeren om te zien of een bepaald temperatuurbereik leidt tot knapperigere appels of welke bodems smaakvollere broccoli bevorderen. Om tot de aantrekkelijkste smaak te komen, bedenkt Harper een beoordelingssysteem, zoals Yelp of Amazon. Misschien zullen er regionale voorkeuren ontstaan, waarbij bepaalde delen van de wereld kiezen voor een meer citrusachtige basilicum en andere voor een zoetere variant.

Bedrijven als Ferrero en Target sponsoren het onderzoek van Harper. Voor Ferrero, maker van Nutella, maakte hij een boomcomputer. In de kubus zal hij 30 verschillende klimaten nabootsen, waarbij hij ziet hoe de bomen groeien en de hazelnoten van de hoogste kwaliteit die niet alleen lekker zijn, maar ook de minste hoeveelheid water, kunstmest en mest gebruiken bestrijdingsmiddel.

“Kunnen we naar de maïsgordel kijken en zeggen: in plaats van alle maïs, die wel of niet goed is voor de voeding en voor andere dingen, zouden we het kunnen zien als 3.000 individuele microklimaten?” zei Harper.

Het deel van de wereld met een bijpassend klimaat zou een plek kunnen zijn waar nog nooit hazelnootbomen zijn geteeld, zei hij. Het is een idee dat hij klimaatprospectie noemt. In plaats van te proberen peultjes te laten gedijen in een koolklimaat, zouden boeren weten welke gewassen het het beste zouden doen in hun bosgebied met de minste hoeveelheid hulpbronnen.

Amerikaanse wortelen vs. Canadese wortelen

In de jaren zestig van de achttiende eeuw koos Carl Linnaeus voor precies de tegenovergestelde aanpak, in een poging dat te doen kweekt theeplanten in zijn geboorteland Zweden, zodat het land het niet langer uit China hoeft te importeren. De beroemde botanicus maakte zich geen zorgen over het feit dat invasieve soorten de inheemse soorten zouden inhalen, maar Harper is zich daar wel van bewust.

"Ik denk er veel over na als ik iets zou planten of de aanplant zou aanmoedigen van iets dat een ecosysteem vernietigde, we willen dat zeker niet doen", zei hij. "Maar om dat niet te doen, moeten we zoveel meer informatie krijgen over hoe we het moeten doen, waar we dingen kunnen laten groeien en waarom we het daar überhaupt doen."

Cacao. Bananen. Bier. Elke paar maanden zijn er verhalen over een ander gewas dat in de problemen zit, als gevolg van ziekte, klimaatverandering of beide. Toch zijn planten ongelooflijk veerkrachtig. Ze moeten zijn.

“Roofdieren komen naar hen toe. Er komt een slecht klimaat op hen af. Ziekten en bacteriën komen naar hen toe”, zei Harper. ‘Ze hebben dit allemaal – het is een Zwitsers zakmes om te overleven.’

Terwijl bacteriën gemakkelijk resistentie kunnen ontwikkelen tegen geneesmiddelen die uit één molecuul bestaan, beschikken planten over meerdere verdedigingslinies tegen ziekten. Met dat in gedachten hoopt Harper groenten en fruit te verbouwen die chronische aandoeningen helpen bestrijden voordat ze beginnen.

“We proberen letterlijk dingen te creëren zoals diabetes-basilicum of basale hart- en vaatziekten of basilicum voor degeneratieve hersenziekten,” zei hij. Maar zoals iedereen die heeft geprobeerd erachter te komen of koffie is goed of slecht voor je Weet dat dit ongelooflijk ingewikkeld is. Welke eiwitten zouden één basilicum beter maken voor hartziekten of diabetes? Het is een van de redenen waarom Harper samenwerkt met Northeastern University Barabási Lab over het Foodome-project. Als je denkt dat de samenstelling van een hotdog een van de grootste mysteries van voedsel is, kijk dan eens naar de samenstelling van knoflook. Volgens de USDA bestaat rauwe knoflook uit tientallen chemische verbindingen. Het Foodome-project schat dat aantal op ruim 2.000.

Die ontbrekende aminozuren en voedingsstoffen zijn wat Peter Ruppert, een consultant bij het Barabási Lab, de donkere materie van voeding noemt. Ze zijn niet gekwantificeerd, dus het is onduidelijk hoe het menselijk lichaam ze metaboliseert en welke effecten ze hebben op de gezondheid. Wat het laboratorium nodig heeft is een gigantische database met voedsel, opgesplitst in de elementen. Maar zelfs dat is niet eenvoudig.

“Er is een enorm verschil tussen de Canadese wortel en een wortel in Californië en een wortel in Zuid-Afrika, omdat er verschillende chemicaliën in de bodem zitten en verschillende pesticiden,” zei Ruppert.

Kook een Canadese wortel en bak een andere, en die worden anders. Het laboratorium vroeg een subsidie ​​aan om financiering te krijgen om naar de vijftig staten te reizen en massaspectrometrie uit te voeren op een plant, misschien knoflook of basilicum, van lokale boeren in elke staat. Voorlopig verzamelen onderzoekers gegevens van instellingen zoals de Database voor voedselsamenstelling in Alberta, de bron voor de 2.078 verbindingen van knoflook.

Geïndividualiseerde tomaten

Het andere stuk is dataminingliteratuur over de gezondheidseffecten van chemische verbindingen die in deze voedingsmiddelen voorkomen. Uit een onderzoek van het Francis Crick Institute bleek bijvoorbeeld dat de verbinding indool-3-carbinol dat wel kan beschermen tegen bepaalde soorten kanker. Dat is een stof die voorkomt in broccoli, kool en boerenkool. Door de twee datasets – de verbindingen in voedsel en de verbindingen die gezondheidsvoordelen hebben – met elkaar te vergelijken Barabási Lab kan een goede inschatting maken van de eiwitten waarop het team van Harper zich moet concentreren vanwege zijn diabetes basilicum.

Een deel van de uitdaging zal zijn om uit te zoeken hoe zoiets als indool-3-carbinol interageert met andere verbindingen en hoe deze het vermogen ervan beïnvloeden om ontstekingen onder controle te houden. Als het allemaal ingewikkeld klinkt, bedenk dan eens hoe moeilijk het is om iemand zijn eetpatroon definitief te laten veranderen. “In plaats van mensen alleen maar aan te sporen gezonder te eten, kan ik opties creëren die hetzelfde smaken, hetzelfde gevoel geven en aan de andere kant beter kunnen zijn voor je gezondheid”, aldus Ruppert.

Harper ziet een toekomst voor zich waarin supermarkten gewone tomaten op voorraad hebben, naast duurdere tomaten die specifiek veel lycopeen bevatten en ook smaken alsof ze in de tuin van je buren zijn gekweekt. Nu DNA-sequencing goedkoper wordt, is het geen grote stap meer om na te denken over de dag waarop het niet alleen om diabetesbasilicum gaat, maar om de diabetesbasilicum van de familie Smith.

‘Mijn supermarkt gaat niet alleen groenten voor mij in voorraad hebben,’ geeft Harper toe, ‘en dus ga ik deze paar dingen verbouwen. En trouwens, ik krijg bepaalde bacteriën voorgeschreven die in het systeem terechtkomen om dat systeem een ​​heel speciaal product voor mezelf te laten koloniseren.”

Je stuurt je profiel naar het plaatselijke restaurant en zij kunnen een steak voor je ontwerpen. ‘Vooral als het een in het laboratorium gekweekte biefstuk is,’ zei Ruppert.

Voor degenen onder ons die denken dat lycopeen klinkt als een chemische verbinding die beschermt tegen weerwolfisme, kan een transparanter voedselsysteem een ​​beetje intimiderend zijn. Het zou ook diepgaande veranderingen vereisen in de landbouw, de toeleveringsketen en de gezondheidszorg. Artsen kunnen op een dag misschien specifieke bacteriën of hoeveelheden chemische verbindingen voorschrijven, maar we zullen in veel opzichten nog steeds afhankelijk zijn van de voedingsindustrie. Dat vergt vertrouwen. “Ik zeg niet graag het internet van voedsel, omdat het in mijn scene veel overbelicht wordt”, zegt Harper, maar hij ziet een parallel in een gedecentraliseerd, gedemocratiseerd internet. Om dat te bereiken zullen voedselbedrijven zijn open source-ethos moeten omarmen.

“Ik hoop echt dat we transparantie afdwingen en dat vertrouwen ons belangrijkste probleem wordt”, zei hij.

Aanbevelingen van de redactie

• De beste cadeaus, gadgets en technische hulpmiddelen voor keukennerds
• Apple Music vindt zijn weg naar Google Assistant-luidsprekers en -schermen
• De beste manier om drones tegen te gaan is blijkbaar door ze met andere drones te vernietigen
• 4 kleine apparaten die de manier waarop we voedsel koken hebben veranderd (ten goede)
• Vind het perfecte Valentijnsdagrecept met Date Your Dessert van Food Network