Inżynier MIT Caleb Harper wyjaśnia, dlaczego „bazylia cukrzycowa” jest przyszłością żywności

W swojej książce Tomatoland: Jak nowoczesne rolnictwo przemysłowe zniszczyło nasze najbardziej pociągające owoce, Barry Estabrook szczegółowo opisuje, dlaczego pomidory ze sklepów spożywczych są mniej pożywne i smaczne niż te uprawiane kilkadziesiąt lat temu. Rolnictwo przemysłowe uprawia obecnie rośliny w celu uzyskania plonów, rezygnując ze smaku i witamin na rzecz produktu łatwego w zbiorach i nadającego się do wysyłki. Dlatego prawdopodobnie chodzi o jabłka w lokalnym supermarkecie rok. Caleb Harper, główny naukowiec w MIT i dyrektor OpenAg Initiative, chce wykorzystać technologię do uprawy żywności, która będzie zdrowsza, smaczniejsza i bardziej zrównoważona.

„Uprawa w celu odżywiania i uprawy ze względu na smak to coś, czego tak naprawdę nie robi nikt” – powiedział Digital Trends podczas niedawnej konferencji ReThink Food w Napa w Kalifornii.

Ze względu na swoje doświadczenie w architekturze Harper może nie wydawać się najbardziej oczywistym wyborem do roli osoby wstrząsającej systemem żywnościowym. Zaczynając w 2014 roku od kilku kubków Dixie dla swoich roślin, próbował poznać podstawowe mechanizmy wpływające na ich lepszy wzrost. Cztery lata później Harper stworzył osobisty komputer żywnościowy, który pomaga kontrolować wszystkie aspekty klimatu w stopie sześciennej przestrzeni. Skrzynki są wyposażone w czujniki, kamery i płytki drukowane. Harper i jego koledzy-kujonowcy, jak ich nazywa, eksperymentują z różnymi sposobami uprawy bazylii lub główki sałaty, a następnie dzielą się wynikami. Wszystko jest open source.

„Roślinie nie zależy na dobrym smaku”

Na rynku dostępne są komercyjne inteligentne ogrody, np Kliknij i rozwijaj się albo GroBox. Jednakże urządzenia te są przeznaczone do uprawy niewielkiej ilości żywności praktycznie bez udziału właściciela. Producenci dobrali parametry uprawy truskawek czy bazylii. Wręcz przeciwnie, komputer osobisty jest przeznaczony do majsterkowania.

„Ponieważ ma 10 000 lat historii ewolucji, roślina nie dba o to, czy dobrze smakuje” – powiedział Harper. „Roślina nie dba o to, czy dostarcza pożywienia człowiekowi”.

Jednak rolnicy-nerdy mogą przeprowadzać eksperymenty, aby sprawdzić, czy w określonych zakresach temperatur jabłka są bardziej chrupiące lub na jakiej glebie brokuły są bardziej aromatyczne. Aby dotrzeć do najbardziej atrakcyjnego gustu, Harper wymyśla system ocen, taki jak Yelp lub Amazon. Być może pojawią się preferencje regionalne – niektóre obszary świata zdecydują się na bardziej cytrusową bazylię, a inne będą skłaniać się ku słodszej odmianie.

Firmy takie jak Ferrero i Target sponsorują badania Harpera. Dla Ferrero, twórcy Nutelli, stworzył komputer w kształcie drzewa. W kostce odtworzy 30 różnych klimatów, obserwując, jak drzewa rosną i wytwarzają najwyższej jakości orzechy laskowe, które są nie tylko smaczne, ale zużywają najmniejszą ilość wody, nawozów i pestycyd.

„Czy moglibyśmy spojrzeć na pas kukurydzy i powiedzieć, że zamiast całej kukurydzy, która może, ale nie musi być dobra do odżywiania i innych rzeczy, moglibyśmy zobaczyć ją jako 3000 indywidualnych mikroklimatów?” – powiedział Harper.

Obszar świata o odpowiednim klimacie może być miejscem, w którym nigdy wcześniej nie uprawiano orzechów laskowych – dodał. To pomysł, który nazywa poszukiwaniem klimatu. Zamiast starać się, aby groszek śnieżny rósł w klimacie kapusty, rolnicy wiedzieliby, które uprawy najlepiej poradzą sobie w ich lesie przy najmniejszych zasobach.

Marchewki amerykańskie vs. Kanadyjskie marchewki

W latach sześćdziesiątych XVIII wieku Carl Linneusz przyjął zupełnie odwrotne podejście i próbował to zrobić uprawiać herbatę w swojej rodzinnej Szwecji, aby kraj nie musiał już importować go z Chin. Słynny botanik nie przejmował się wyprzedzeniem rodzimych gatunków inwazyjnych, ale Harper jest tego świadomy.

„Dużo myślę o tym, czy gdybym miał coś zasadzić lub zachęcić do sadzenia czegoś, co zniszczyłoby ekosystem, na pewno nie chcielibyśmy tego zrobić” – powiedział. „Ale aby tego nie robić, musimy uzyskać znacznie więcej informacji o tym, jak się udać, gdzie uprawiać rośliny i dlaczego w ogóle to robimy”.

Kakao. Banany. Piwo. Co kilka miesięcy pojawiają się historie o innej uprawie, która ma kłopoty z powodu chorób, zmian klimatycznych lub obu tych czynników. Jednak rośliny są niezwykle odporne. Muszą być.

„Przychodzą do nich drapieżniki. Dopada ich zły klimat. Przychodzą do nich choroby i bakterie” – powiedział Harper. „Mają to wszystko – to szwajcarski scyzoryk przetrwania”.

Podczas gdy bakterie mogą łatwo rozwinąć oporność na leki jednocząsteczkowe, rośliny mają wiele linii obrony przed chorobami. Mając to na uwadze, Harper ma nadzieję uprawiać owoce i warzywa, które pomogą zwalczać choroby przewlekłe, zanim się pojawią.

„Dosłownie próbujemy stworzyć takie rzeczy, jak bazylia cukrzycowa, podstawna choroba serca lub bazylia zwyrodnieniowa choroba mózgu” – powiedział. Ale jak każdy, kto próbował dowiedzieć się, czy kawa jest dla ciebie dobra lub zła wie, to jest niesamowicie skomplikowane. Jakie białka sprawią, że jedna bazylia będzie lepsza w przypadku chorób serca lub cukrzycy? To jeden z powodów, dla których Harper współpracuje z Northeastern University Laboratorium Barabasi w projekcie Foodome. Jeśli myślisz, że to, co składa się na hot doga, jest jedną z największych tajemnic jedzenia, spójrz tylko na skład czosnku. Według USDA surowy czosnek składa się z dziesiątki związków chemicznych. Projekt Foodome szacuje tę liczbę na ponad 2000.

Brakujące aminokwasy i składniki odżywcze to coś, co Peter Ruppert, konsultant w Barabási Lab, nazywa ciemną materią odżywiania. Nie zostały one określone ilościowo, więc nie jest jasne, w jaki sposób organizm ludzki je metabolizuje i jaki wpływ mają na zdrowie. Laboratorium potrzebuje ogromnej bazy danych o żywności z podziałem na elementy. Ale nawet to nie jest proste.

„Istnieje ogromna różnica między marchewką kanadyjską a marchewką z Kalifornii i marchewką z Republiki Południowej Afryki, ponieważ w glebie znajdują się różne chemikalia i różne pestycydy” – powiedział Ruppert.

Ugotuj jedną kanadyjską marchewkę i upiecz drugą, a efekt będzie inny. Laboratorium złożyło wniosek o grant, aby uzyskać fundusze na podróż do 50 stanów i wykonanie spektrometrii mas na roślinie, na przykład czosnku lub bazylii, od lokalnych rolników w każdym z nich. Na razie badacze zbierają dane od instytucji takich jak Baza danych składu żywności Alberty, źródło 2078 związków czosnku.

Indywidualne pomidory

Drugim elementem jest literatura poświęcona eksploracji danych na temat wpływu związków chemicznych znajdujących się w tej żywności na zdrowie. Na przykład badanie przeprowadzone przez Instytut Francisa Cricka wykazało, że związek indolo-3-karbinol może chronią przed niektórymi rodzajami nowotworów. To związek występujący w brokułach, kapuście i jarmużu. Porównując dwa zbiory danych – dotyczące związków zawartych w żywności i tych, które mają właściwości zdrowotne – Laboratorium Barabási może zgadnąć, na jakich białkach zespół Harpera powinien się skupić w leczeniu cukrzycy bazylia.

Częścią wyzwania będzie ustalenie, w jaki sposób związek taki jak indolo-3-karbinol oddziałuje z innymi związkami i jak wpływają one na jego zdolność do kontrolowania stanu zapalnego. Jeśli to wszystko brzmi skomplikowanie, zastanów się, jak trudno jest nakłonić kogoś do trwałej zmiany diety. „Zamiast namawiać ludzi, aby odżywiali się zdrowiej, mogę stworzyć opcje, które smakują tak samo, dają takie same uczucia, a z drugiej strony mogą być lepsze dla zdrowia” – powiedział Ruppert.

Harper widzi przyszłość, w której w sklepach spożywczych dostępne będą zwykłe pomidory obok droższych, szczególnie bogatych w likopen, a jednocześnie smakujących tak, jakby były uprawiane w ogrodzie sąsiada. Ponieważ sekwencjonowanie DNA staje się tańsze, nie jest daleko od myślenia o dniu, w którym będzie to nie tylko bazylia cukrzycowa, ale bazylia cukrzycowa rodziny Smithów.

„W moim sklepie spożywczym nie będą dostępne wyłącznie warzywa dla mnie” – przyznaje Harper, „więc zamierzam uprawiać te kilka rzeczy. A tak przy okazji, przepisano mi pewne bakterie, które przedostaną się do organizmu, aby ten system skolonizował dla mnie bardzo wyjątkowy produkt”.

Wyślesz swój profil do lokalnej restauracji, a oni będą mogli zaprojektować dla Ciebie stek. „Zwłaszcza jeśli jest to stek wyhodowany w laboratorium” – powiedział Ruppert.

Dla tych z nas, którzy myślą, że likopen brzmi jak związek chemiczny chroniący przed wilkołakiem, bardziej przejrzysty system żywnościowy może być nieco onieśmielający. Wymagałoby to również głębokich zmian w rolnictwie, łańcuchu dostaw i opiece zdrowotnej. Pewnego dnia lekarze będą mogli przepisać określone bakterie lub proporcje związków chemicznych, ale w wielu kwestiach nadal będziemy musieli polegać na przemyśle spożywczym. To wymaga zaufania. „Nienawidzę mówić o Internecie jedzenia, bo na mojej scenie jest to zdecydowanie przesadzone” – powiedział Harper, ale widzi analogię w zdecentralizowanym, zdemokratyzowanym Internecie. Aby to osiągnąć, firmy spożywcze będą musiały przyjąć jego etos otwartego oprogramowania.

„Naprawdę mam nadzieję, że naszym głównym problemem będzie wymuszenie przejrzystości i wymuszenie zaufania” – powiedział.

Zalecenia redaktorów

• Najlepsze prezenty, gadżety i narzędzia technologiczne dla kuchennych maniaków
• Apple Music trafia do głośników i wyświetlaczy Asystenta Google
• Najlepszym sposobem na przeciwstawienie się dronom jest najwyraźniej rozbicie ich innymi dronami
• 4 małe urządzenia, które zmieniły sposób, w jaki gotujemy jedzenie (na lepsze)
• Znajdź idealny przepis na Walentynki w serwisie Food Network „Date Your Dessert”.