Izraelský Brevel pouští světlo do bioreaktorů. S firmou Coffeesai zkouší pěstovat kávové buňky ve velkém

Představte si ocelový tank, ve kterém místo piva zrají kávové buňky. Princip buněčného zemědělství u rostlin (takzvaná rostlinná buněčná kultura) spočívá v tom, že vědci odeberou vzorek buněk z listu nebo zrna kávovníku a umístí ho do tekutého živného média. V kontrolovaném prostředí bioreaktoru se buňky množí a vytvářejí biomasu, kterou lze následně sušit a pražit. Odpadá nutnost pěstovat celý strom, čekat několik let na první úrodu a spotřebovávat hektolitry vody.

Tento proces má ale jeden technologický háček. Tradiční průmyslové fermentory jsou temné uzavřené nádoby. Rostliny se ovšem během milionů let evoluce naučily využívat světlo nejen k fotosyntéze, ale také jako signál pro tvorbu takzvaných sekundárních metabolitů. Právě tyto látky - různé fenoly, antioxidanty a aromatické sloučeniny - dávají kávě její specifickou chuť a vůni. V naprosté tmě buňky sice rostou, ale výsledný profil často zaostává za očekáváním.

Tento problém se nyní snaží vyřešit izraelská biotechnologická společnost Brevel ve spolupráci se startupem Coffeesai. Brevel vyvinul technologii takzvané osvětlené fermentace, která kombinuje klasickou kultivaci v uzavřeném systému s přesně řízeným přísunem světla přímo uvnitř komerčních nádrží.

Klimatická hrozba pro arabiku

Důvod, proč se firmy snaží přesunout pěstování kávy do laboratoří, souvisí s probíhajícími změnami klimatu. Kávovník arabský (Coffea arabica), který tvoří většinu světové produkce prémiové kávy, je extrémně citlivý na výkyvy teplot a srážek. Odhady naznačují, že do roku 2050 by se plocha půdy vhodné pro pěstování kávy mohla zmenšit až o polovinu. K tomu se přidávají rostoucí problémy s kávovou rzí a dalšími chorobami, které decimují plantáže ve Střední a Jižní Americe.

Hledání alternativ proto nabralo v posledních letech na obrátkách. Zatímco některé firmy zkoušejí vyrábět náhražky kávy z upcyklovaných surovin, jako jsou pecky z datlí nebo cizrna, buněčná káva představuje snahu zachovat biologickou podstatu plodiny bez nutnosti tradičního zemědělství. Průkopníkem v této oblasti byl finský výzkumný institut VTT, který první várku buněčné kávy upražil a ochutnal již v roce 2021.

Světlo jako spouštěč chuti

Historicky se fermentace využívala především k výrobě alkoholu nebo konzervaci potravin pomocí kvasinek a bakterií. Moderní precizní fermentace a buněčné zemědělství však tento prastarý proces posouvají na novou úroveň. Místo zpracování hotových surovin se bioreaktory stávají samotným místem vzniku primární suroviny.

Spolupráce firem Brevel a Coffeesai se nyní zaměřuje na to, jak dostat technologii z laboratorních zkumavek do průmyslového měřítka. Brevel disponuje výrobním zařízením s fermentory o objemu 50, 500 a 5000 litrů. Během úvodních testů se ukázalo, že manipulace se specifickým světelným profilem dokáže modulovat expresi žádoucích sloučenin v kávové biomase.

Výkonný ředitel a spoluzakladatel společnosti Brevel Yonatan Golan k projektu uvádí, že platforma dokáže udržet vysokou hustotu buněk a jejich nepřetržitý růst díky pokročilému polokontinuálnímu procesu kultivace. Ami Herman, ředitel společnosti Coffeesai, doplňuje, že počáteční výsledky ukazují potenciál světelné technologie ovlivnit senzorický profil výsledného produktu.

Obchodní model společnosti Brevel je rozdělen do tří fází. Začíná vývojem a ověřením konceptu, pokračuje pilotní produkcí ve vlastních zařízeních certifikovaných pro potravinářskou výrobu a končí plným komerčním provozem, ať už přímo v zařízeních Brevelu, nebo prostřednictvím společných podniků.

Izraelský ekosystém v pozadí

Rozvoj této technologie podpořil Izraelský inovační úřad (Israel Innovation Authority) grantem ve výši jednoho milionu dolarů. Tato finanční injekce je určena specificky na rozšíření platformy osvětlené fermentace pro společnosti zabývající se rostlinnými buněčnými kulturami.

Izrael dlouhodobě funguje jako globální centrum pro foodtech a alternativní proteiny. Tamní vláda masivně investuje do výzkumu kultivovaného masa a precizní fermentace, částečně z důvodu zajištění vlastní potravinové bezpečnosti v geopoliticky složitém regionu s omezenými zemědělskými zdroji.

Kromě kávy se technologie osvětlené fermentace testuje i na dalších plodinách. Brevel již navázal partnerství s americkou společností Ayana Bio a také s nejmenovaným startupem zaměřeným na buněčnou kultivaci kakaa. Právě kakao čelí velmi podobným strukturálním a klimatickým problémům jako káva, včetně masivního odlesňování a zranitelnosti dodavatelských řetězců. Přesun části produkce těchto kritických surovin do kontrolovaných bioreaktorů tak představuje jeden z možných směrů, kterým se potravinářský průmysl může v nadcházejících dekádách vydat.

Věděli jste?

• První šálek kávy vypěstované z buněčných kultur připravili vědci z finského institutu VTT na podzim roku 2021. Podle tehdejších vyjádření připomínala chuťově spíše světle praženou kávu s ovocnými tóny.
• Sekundární metabolity, které dodávají rostlinám chuť a aroma, často fungují jako obranný mechanismus. Rostlina je produkuje v reakci na stresové faktory, jako je UV záření, sucho nebo útoky škůdců.
• Kávovník arabský je geneticky velmi málo rozmanitý. Většina světové produkce pochází z několika málo původních rostlin převezených z Etiopie a Jemenu, což druh činí mimořádně náchylným k plošným epidemiím chorob.