MIT-ingenjören Caleb Harper förklarar varför "diabetesbasilika" är matens framtid

I hans bok Tomatoland: Hur det moderna industriella jordbruket förstörde vår mest lockande frukt, Barry Estabrook beskriver hur livsmedelsbutikstomater är både mindre näringsrika och läckra än de som odlades för decennier sedan. Industriellt jordbruk odlar nu grödor för avkastning, och offrar smak och vitaminer för en lättskördad, fraktbar produkt. Det är därför äpplen på din lokala stormarknad förmodligen handlar om ett år gammal. Caleb Harper, en ledande forskare vid MIT och chef för OpenAg Initiative, vill använda teknik för att odla mat som är hälsosammare, godare och mer hållbar.

"Att växa för näring och växa för smak, det är egentligen inget någon gör," sa han till Digital Trends vid den nyligen genomförda ReThink Food-konferensen i Napa, Kalifornien.

Med sin bakgrund inom arkitektur verkar Harper kanske inte vara det mest självklara valet för rollen som matsystemshaker-upper. Från och med 2014 med ett par Dixie-koppar till sina växter, försökte han lära sig den grundläggande mekaniken i vad som får dem att växa bättre. Fyra år senare har Harper skapat Personal Food Computer för att hjälpa till att kontrollera alla aspekter av klimatet på en kubikfot utrymme. Lådorna är utrustade med sensorer, kameror och kretskort. Harper och hans andra nördbönder, som han kallar dem, experimenterar med olika sätt att odla basilika eller ett salladshuvud och delar sedan med sig av resultaten. Allt är öppen källkod.

"Växten bryr sig inte om att smaka gott"

Det finns kommersiella smarta trädgårdar på marknaden, såsom Klicka och växa eller den GroBox. Men dessa enheter är avsedda att odla en liten mängd mat med praktiskt taget ingen input från ägaren. Tillverkarna har ställt in parametrarna för att odla jordgubbar eller basilika. Den personliga matdatorn är tvärtom menad att mixtra med.

"Eftersom den har 10 000 år av evolutionär historia, bryr sig växten inte om den smakar gott," sa Harper. "Växten bryr sig inte om den ger näring till en människa."

Nördbönder kan dock köra experiment för att se om ett visst temperaturintervall leder till krispigare äpplen eller vilka jordar som främjar mer smakrik broccoli. För att få till den mest tilltalande smaken föreställer Harper sig ett betygssystem, som Yelp eller Amazon. Kanske kommer regionala preferenser att dyka upp, med vissa delar av världen som väljer en mer citrusaktig basilika och andra dras till en sötare variant.

Företag som Ferrero och Target sponsrar Harpers forskning. För Ferrero, tillverkare av Nutella, skapade han en träddator. I kuben kommer han att återskapa 30 olika klimat och se hur träden växer och producerar hasselnötter av högsta kvalitet som inte bara är läckra utan använder minsta möjliga mängd vatten, gödning och pesticid.

"Kan vi titta på majsbältet och säga att i stället för all majs, som kanske är bra för näring och för andra saker, kan vi se det som 3 000 individuella mikroklimat?" sa Harper.

Området i världen med ett matchande klimat kan vara en plats som aldrig har odlat hasselnötsträd tidigare, sa han. Det är en idé som han kallar klimatprospektering. Istället för att försöka få snöärter att trivas i ett kålklimat skulle bönderna veta vilka grödor som skulle klara sig bäst i skogen med minsta möjliga resurser.

amerikanska morötter vs. Kanadensiska morötter

På 1760-talet tog Carl Linnaeus det raka motsatta tillvägagångssättet och försökte göra det odla teplantor i sitt hemland Sverige, så att landet inte skulle behöva importera det från Kina längre. Den berömda botanikern var inte oroad över att invasiva arter skulle ta om inhemska arter, men det är något Harper är medveten om.

"Jag tänker mycket på om jag skulle plantera något eller uppmuntra plantering av något som förstörde ett ekosystem, vi vill verkligen inte göra det," sa han. "Men för att inte göra det måste vi få så mycket mer information om hur vi ska gå och var vi ska odla saker och varför vi gör det där i första hand."

Kakao. Bananer. Öl. Med några månaders mellanrum kommer det berättelser om en annan gröda i problem, antingen från sjukdomar, klimatförändringar eller båda. Ändå är växter otroligt motståndskraftiga. De måste vara.

"Rovdjur kommer till dem. Dåligt klimat kommer till dem. Sjukdomar och bakterier kommer till dem, säger Harper. "De har alla dessa - det är en schweizisk armékniv för överlevnad."

Medan bakterier lätt kan utveckla resistens mot enmolekylära läkemedel, har växter flera försvarslinjer mot sjukdomar. Med det i åtanke hoppas Harper att odla frukt och grönsaker som hjälper till att bekämpa kroniska tillstånd innan de börjar.

"Vi försöker bokstavligen skapa saker som diabetes basilika eller hjärtsjukdom basal eller degenerativ hjärnsjukdom basilika," sa han. Men som alla som har försökt ta reda på om kaffe är bra eller dåligt för dig vet, det här är otroligt komplicerat. Vilka proteiner skulle göra en basilika bättre för hjärtsjukdomar eller diabetes? Det är en anledning till att Harper arbetar med Northeastern University Barabási Lab på Foodome-projektet. Om du tror att det som utgör en korv är ett av matens största mysterier, ta bara en titt på sammansättningen av vitlök. Enligt USDA består rå vitlök av dussintals kemiska föreningar. Foodome-projektet sätter den siffran på över 2 000.

De som saknar aminosyror och näringsämnen är vad Peter Ruppert, en konsult vid Barabási Lab, kallar kostens mörka materia. De har inte kvantifierats, så det är oklart hur människokroppen metaboliserar dem och vilka effekter de har på hälsan. Vad labbet behöver är en gigantisk databas med mat, uppdelad i elementen. Men inte ens det är okomplicerat.

"Det är en enorm skillnad mellan den kanadensiska moroten och en morot i Kalifornien och en morot i Sydafrika, eftersom det finns olika kemikalier i jorden, olika bekämpningsmedel," sa Ruppert.

Koka en kanadensisk morot och baka en annan, och de blir annorlunda. Laboratoriet ansökte om bidrag för att få finansiering för att resa till de 50 staterna och utföra masspektrometri på en växt, kanske vitlök eller basilika, från lokala bönder i var och en. För nu samlar forskare in data från institutioner som t.ex Alberta Food Composition Database, källan till vitlökens 2 078 föreningar.

Individuella tomater

Den andra biten är datautvinningslitteratur kring hälsoeffekterna av kemiska föreningar som finns i dessa livsmedel. En studie från Francis Crick Institute fann till exempel att föreningen indol-3-karbinol kan skydda mot vissa typer av cancer. Det är en förening som finns i broccoli, kål och grönkål. Genom att korsrefera de två datamängderna – föreningarna i livsmedel och de som har hälsofördelar – Barabási Lab kan göra en välgrundad gissning om vilka proteiner Harpers team bör fokusera på för sin diabetes basilika.

En del av utmaningen kommer att vara att ta reda på hur något som indol-3-karbinol interagerar med andra föreningar och hur de påverkar dess förmåga att kontrollera inflammation. Om det hela låter komplicerat, tänk på hur svårt det är att få någon att permanent ändra sin kost. "Istället för att bara pressa människor att äta hälsosammare kan jag skapa alternativ som smakar likadant, ger dig samma känsla och å andra sidan kan vara bättre för din hälsa," sa Ruppert.

Harper föreställer sig en framtid där livsmedelsbutiker har vanliga tomater bredvid dyrare som är specifikt höga i lykopen som också smakar som om de odlats i din grannes trädgård. Eftersom DNA-sekvensering blir billigare är det inte ett långt steg att tänka på den dag då det inte bara är diabetesbasilika utan familjen Smiths diabetesbasilika.

"Min livsmedelsbutik kommer inte att ha grönsaker bara för mig", medger Harper, "och så jag kommer att odla dessa få saker. Och förresten, jag kommer att ordineras vissa bakterier som går in i systemet för att få det systemet att kolonisera en mycket speciell produkt för mig själv."

Du skickar din profil till den lokala restaurangen och de kommer att kunna designa en biff åt dig. "Särskilt om det är en labbodlad biff," sa Ruppert.

För de av oss som tycker lykopen låter som en kemisk förening som skyddar mot varulvism, kan ett mer transparent matsystem vara lite skrämmande. Det skulle också kräva djupgående förändringar inom jordbruket, leveranskedjan och hälso- och sjukvården. Läkare kan en dag ordinera specifika bakterier eller proportioner av kemiska föreningar, men vi kommer fortfarande att behöva förlita oss på livsmedelsindustrin på många sätt. Det kräver tillit. "Jag hatar att säga Internet av mat, för det är väldigt överspelat i min scen," sa Harper, men han ser en parallell i ett decentraliserat, demokratiserat Internet. För att nå dit måste livsmedelsföretagen omfamna hans öppen källkod.

"Jag hoppas verkligen att vi tvingar fram öppenhet och att vi tvingar fram förtroende som vår huvudfråga", sa han.

Redaktörens rekommendationer

• Bästa presenter, prylar och tekniska verktyg för köksnördar
• Apple Music hittar till Google Assistant-högtalare och skärmar
• Det bästa sättet att motverka drönare är tydligen att krossa dem med andra drönare
• 4 små apparater som har förändrat sättet vi lagar mat (till det bättre)
• Hitta det perfekta receptet för alla hjärtans dag med Food Networks Date Your Dessert