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用植物细胞培养咖啡,天然咖啡会被替代吗?| 科学焦点

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撰文|Gianluca Riccio

编译|冷一夏

图源|VTT, Statista

你正在喝咖啡吗?

根据Statista数据统计公司2021年2月的报告《全球咖啡市场-统计数据和事实》(Coffee market worldwide - statistics & facts):2018~2019年度,全球一共生产了1.7亿袋咖啡,每袋重60千克。也就是说,这一年度全球共生产了1020万吨咖啡。

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图源:Statista

种植咖啡,需要广阔的土地面积和适宜的气候温度。但随着咖啡的需求量的不断增长,这两项条件一定程度上制约了咖啡的产量。此外,为了满足全球增长的咖啡需求、提高咖啡产量,就需要扩大种植咖啡的面积,这又会进一步造成生态破坏,比如砍伐热带雨林等关键地区的树木等。所以,传统农业种植咖啡的可持续性受到了挑战,科学家迫切想要找到生产咖啡的替代方式。

01

第一杯“细胞”咖啡

芬兰科研机构VTT运用植物细胞,成功在实验室培育出咖啡。整个研发过程由植物生物技术、化学和食品科学等多领域的科学家合作完成。

要培育出“细胞”咖啡,首先要在实验室中获取植物细胞的细胞系(原代细胞培养物经首次传代成功后繁殖的细胞群体),然后将细胞系放进营养丰富的生物反应器中培育。培育得到的物质会经过晾干、烘焙、发酵,最终形成咖啡。

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芬兰VTT实验室内,研究人员用植物细胞培育出的咖啡

在对培育的咖啡进行生物量分析后,研究团队终于品尝到了第一杯“细胞”咖啡。VTT研究团队的负责人海科·里舍尔(Heiko Rischer)说:“在实验室喝到第一杯“细胞”咖啡时,我们团队都很激动。”

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芬兰VTT科研机构的研究人员Elvira Kàrkkàinen

这次用植物细胞培育的是什么品种的咖啡,好喝吗?里舍尔回答说,他们使用的是小果咖啡(Coffea arabica)叶的细胞,培育的就是大家最熟知的阿拉比卡咖啡。阿拉比卡咖啡原产于东非,是一种传统的阿拉伯咖啡品种。里舍尔说,无论是在香气上,还是在口味上,“细胞”咖啡与农业种植的咖啡都很相似,就是阿拉比卡咖啡应有的味道。

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用小果咖啡叶培育阿拉比卡咖啡

除了咖啡,VTT“细胞”咖啡研究团队还在实验室中生产各种动植物产品。里舍尔说:“细胞咖啡这个项目,是我们全力发展用生物技术生产农业种植日用品的一部分。所以,我们还尝试用许多不同的细菌、植物细胞培育各种各样的产品。”

02

细胞培育,可持续生产

到目前为止,VTT生产的“细胞”咖啡还只是一种实验性饮品。里舍尔说:“我预估,要通过监管审批程序,大概还需要四年。我们可以利用这四年提高生产效率,用特定技术优化植物细胞的生长过程。实验室培育咖啡已经成为现实,接下来就是产品配方、下游加工、监管审批和市场启动了。”

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干燥的“细胞”咖啡培育物

细胞培育技术的兴起,标志着地球生态和全球饮食消费市场迈入拐点。不仅是咖啡,科学家还能在实验室中用动物细胞培育出人造牛肉、猪肉、鸡肉、鱼肉等。一家西班牙新创科技公司Novameat还发明了3D肉类打印机,打印的“墨水”由植物蛋白、水、植物脂肪、纤维、天然香料以及可食用色素组成。

这些研究都将逐步改变世界的饮食的生产和消费。越来越多的公司在重新考虑食品原料的生产。美国科尔尼管理咨询公司的报告指出,到2040年,全球35%的动物肉将被人造肉替代。所以,为地球环境和人类健康生产出更可持续的食品,将成为引领市场的新趋势。

【《科学焦点》杂志(wx:kexuejiaodian)是英国Science Focus杂志的版权合作方,专注报道即将改变人类社会的重要研究、先进技术和创新产品】

参考信息

https://en.futuroprossimo.it/2021/09/finlandia-prime-tazze-di-caffe-cellulare-coltivato-in-laboratorio/

https://www.vttresearch.com/en

https://www.statista.com/topics/5945/coffee-market-worldwide/

https://www.vttresearch.com/en/news-and-ideas/sustainable-coffee-grown-finland-land-drinks-most-coffee-capita-produces-its-first

https://www.republicworld.com/lifestyle/food/first-ever-lab-grown-coffee-produced-by-scientists-in-finland-tastes-ordinary.html