MIT-ingeniør Caleb Harper forklarer hvorfor "diabetesbasilikum" er fremtiden for mat

I boken hans Tomatoland: Hvordan moderne industrielt landbruk ødela vår mest forlokkende frukt, Barry Estabrook beskriver hvordan tomater fra dagligvarebutikker både er mindre næringsrike og deilige enn de som ble dyrket for flere tiår siden. Industriell landbruk dyrker nå avlinger for å gi avkastning, og ofrer smak og vitaminer for et lett å høste, fraktbart produkt. Det er derfor epler på ditt lokale supermarked sannsynligvis handler om et år gammel. Caleb Harper, en hovedforsker ved MIT og direktør for OpenAg Initiative, ønsker å bruke teknologi for å dyrke mat som er sunnere, smakfullere og mer bærekraftig.

"Å vokse for ernæring og vokse for smak, det er egentlig ikke noe noen gjør," sa han til Digital Trends på den nylige ReThink Food-konferansen i Napa, California.

Med sin bakgrunn innen arkitektur virker Harper kanskje ikke som det mest åpenbare valget for rollen som matsystemshaker-upper. Fra og med 2014 med et par Dixie-kopper til plantene sine, prøvde han å lære den grunnleggende mekanikken for hva som får dem til å vokse bedre. Fire år senere har Harper laget Personal Food Computer for å hjelpe med å kontrollere alle aspekter av klimaet på en kubikkfots plass. Boksene er utstyrt med sensorer, kameraer og kretskort. Harper og hans andre nerdebønder, som han kaller dem, eksperimenterer med forskjellige måter å dyrke basilikum eller et salathode og deler deretter resultatene. Alt er åpen kildekode.

"Anlegget bryr seg ikke om det smaker godt"

Det er kommersielle smarte hager på markedet, som f.eks Klikk og vokse eller GroBox. Imidlertid er disse enhetene ment å dyrke en liten mengde mat med praktisk talt ingen innspill fra eieren. Produsentene har slått inn parametrene for dyrking av jordbær eller basilikum. Den personlige matdatamaskinen er tvert imot ment å tukle med.

"Fordi den har 10 000 år med evolusjonær historie, bryr planten seg ikke om den smaker godt," sa Harper. "Planten bryr seg ikke om den gir næring til et menneske."

Nerdbønder kan imidlertid utføre eksperimenter for å se om et bestemt temperaturområde fører til sprøere epler eller hvilken jord som fremmer mer smakfull brokkoli. For å få den mest tiltalende smaken, forestiller Harper seg et rangeringssystem, som Yelp eller Amazon. Kanskje regionale preferanser vil dukke opp, med visse områder av verden som velger en mer sitrusaktig basilikum og andre som trekker til en søtere variant.

Selskaper som Ferrero og Target sponser Harpers forskning. For Ferrero, produsent av Nutella, laget han en tredatamaskin. I kuben vil han gjenskape 30 forskjellige klimaer, se hvordan trærne vokser og produserer hasselnøtter av høyeste kvalitet som ikke bare er velsmakende, men som bruker minst mulig vann, gjødsel og plantevernmiddel.

"Kan vi se på maisbeltet og si at i stedet for all mais, som kanskje er bra for ernæring og andre ting, kan vi se det som 3000 individuelle mikroklimaer?" sa Harper.

Området i verden med et matchende klima kan være et sted som aldri før har dyrket hasselnøtttrær, sa han. Det er en idé han kaller klimaprospektering. I stedet for å prøve å få snøerter til å trives i et kålklima, ville bøndene vite hvilke avlinger som ville klare seg best i skogen med minst mulig ressurser.

amerikanske gulrøtter vs. kanadiske gulrøtter

På 1760-tallet tok Carl Linnaeus den stikk motsatte tilnærmingen, og prøvde å dyrke teplanter i hjemlandet Sverige, slik at landet ikke trenger å importere det fra Kina lenger. Den berømte botanikeren var ikke bekymret for at invasive arter skulle overta innfødte, men det er noe Harper er klar over.

"Jeg tenker mye på at hvis jeg skulle plante noe eller oppmuntre til planting av noe som ødela et økosystem, vil vi absolutt ikke gjøre det," sa han. "Men for å ikke gjøre det må vi få så mye mer informasjon om hvordan vi skal gå og hvor vi kan dyrke ting og hvorfor vi gjør det der i utgangspunktet."

Kakao. Bananer. Øl. Hvert par måneder er det historier om en annen avling i trøbbel, enten fra sykdom, klimaendringer eller begge deler. Likevel er planter utrolig spenstige. Det må de være.

«Rovdyr kommer til dem. Dårlig klima kommer til dem. Sykdommer og bakterier kommer til dem," sa Harper. "De har alle disse - det er en sveitsisk hærkniv for å overleve."

Mens bakterier lett kan utvikle resistens mot enkeltmolekylære legemidler, har planter flere forsvarslinjer mot sykdom. Med det i tankene håper Harper å dyrke frukt og grønnsaker som vil bidra til å bekjempe kroniske lidelser før de starter.

"Vi prøver bokstavelig talt å lage ting som diabetes basilikum eller hjertesykdom basilikum eller degenerativ hjernesykdom basilikum," sa han. Men som alle som har prøvd å finne ut om kaffe er bra eller dårlig for deg vet, dette er utrolig komplisert. Hvilke proteiner vil gjøre en basilikum bedre for hjertesykdom eller diabetes? Det er en grunn til at Harper jobber med Northeastern University Barabási Lab på Foodome-prosjektet. Hvis du tror at det som utgjør en pølse er et av matens største mysterier, er det bare å ta en titt på sammensetningen av hvitløk. Ifølge USDA består rå hvitløk av dusinvis av kjemiske forbindelser. Foodome-prosjektet anslår at tallet er over 2000.

De som mangler aminosyrer og næringsstoffer er det Peter Ruppert, en konsulent ved Barabási Lab, kaller ernæringens mørke materie. De har ikke blitt kvantifisert, så det er uklart hvordan menneskekroppen metaboliserer dem og hvilke effekter de har på helsen. Det laboratoriet trenger er en gigantisk database med mat, brutt ned til elementene. Men selv det er ikke enkelt.

"Det er en enorm forskjell mellom den kanadiske gulroten og en gulrot i California og en gulrot i Sør-Afrika, fordi det er forskjellige kjemikalier i jorda, forskjellige plantevernmidler," sa Ruppert.

Kok en kanadisk gulrot og bak en annen, og de ender opp annerledes. Laboratoriet søkte om tilskudd for å få midler til å reise til de 50 statene og utføre massespektrometri på en plante, kanskje hvitløk eller basilikum, fra lokale bønder i hver av dem. Foreløpig samler forskere data fra institusjoner som f.eks Alberta Food Composition Database, kilden til hvitløkens 2078 forbindelser.

Individuelle tomater

Den andre delen er litteratur om datautvinning rundt helseeffektene av kjemiske forbindelser som finnes i disse matvarene. En studie fra Francis Crick Institute fant for eksempel at forbindelsen indol-3-karbinol kan beskytte mot visse typer kreft. Det er en forbindelse som finnes i brokkoli, kål og grønnkål. Ved å kryssreferanser de to datasettene - forbindelsene i mat og de som har helsemessige fordeler - Barabási Lab kan komme med en utdannet gjetning om hvilke proteiner Harpers team bør fokusere på for sin diabetes basilikum.

En del av utfordringen vil være å finne ut hvordan noe som indol-3-karbinol interagerer med andre forbindelser og hvordan de påvirker dets evne til å kontrollere betennelse. Hvis det hele høres komplisert ut, tenk på hvor vanskelig det er å få noen til å endre kostholdet permanent. "I stedet for å bare presse folk til å spise sunnere, kan jeg lage alternativer som smaker det samme, gir deg den samme følelsen, og på den annen side kan være bedre for helsen din," sa Ruppert.

Harper ser for seg en fremtid der dagligvarebutikker lager vanlige tomater ved siden av dyrere som er spesifikt høy i lykopen som også smaker som om de ble dyrket i naboens hage. Ettersom DNA-sekvensering blir rimeligere, er det ikke et langt sprang å tenke på dagen da det ikke bare er diabetesbasilikum, men Smith-familiens diabetesbasilikum.

"Matbutikken min kommer ikke til å ha grønnsaker bare for meg," innrømmer Harper, "og så jeg kommer til å dyrke disse få tingene. Og forresten, jeg kommer til å bli foreskrevet visse bakterier som går inn i systemet for å få det systemet til å kolonisere et veldig spesielt produkt for meg selv."

Du sender profilen din til den lokale restauranten, og de vil kunne designe en biff for deg. "Spesielt hvis det er en laboratoriedyrket biff," sa Ruppert.

For de av oss som synes lykopen høres ut som en kjemisk forbindelse som beskytter mot varulv, kan et mer gjennomsiktig matsystem være litt skremmende. Det ville også kreve dyptgripende endringer i landbruket, forsyningskjeden og helsevesenet. Leger kan en dag foreskrive spesifikke bakterier eller proporsjoner av kjemiske forbindelser, men vi må fortsatt stole på matindustrien på mange måter. Det krever tillit. "Jeg hater å si Internett av mat, fordi det er mye overspilt i scenen min," sa Harper, men han ser en parallell i et desentralisert, demokratisert Internett. For å komme dit, må matvareselskaper omfavne hans åpen kildekode-etos.

"Jeg håper virkelig at vi fremtvinger åpenhet og at vi tvinger tillit som vårt hovedproblem," sa han.

Redaktørenes anbefalinger

• Beste gaver, dingser og tekniske verktøy for kjøkkennerder
• Apple Music finner veien til Google Assistant-høyttalere og -skjermer
• Den beste måten å motvirke droner på er tilsynelatende å knuse dem med andre droner
• 4 små apparater som har endret måten vi lager mat på (til det bedre)
• Finn den perfekte Valentinsdag-oppskriften med Food Networks Date Your Dessert