Actualmente, una de las mayores barreras que enfrentan los agricultores verticales es la enorme demanda de electricidad, a la que los requisitos de iluminación artificial son un factor importante que contribuye. Los innovadores están trabajando arduamente para resolver este problema y explorar posibles soluciones que implementen el conocimiento científico y técnico de una variedad de disciplinas.

La AVF habló con Lucas van der Zee, quien está trabajando en ‘Fruit of Knowledge’, un proyecto de investigación que sin duda amplía los límites de la ciencia agrícola de numerosas formas novedosas. Su tecnología tiene muchas de las mismas ventajas de la agricultura vertical, como la ausencia de pesticidas y la reducción de los requisitos de agua y nutrientes; pero, curiosamente, no requiere luz en ningún punto del proceso. “Extiende lo que crees que es posible, por lo que creemos que habrá muchos derivados interesantes”.

Evitando la fotosíntesis usando azúcar

En su investigación pionera en 1951, JP Nitsch cortó una flor de un tomate y la cultivó en un medio de azúcares y nutrientes hasta que surgió una fruta de tomate completamente desarrollada:

‘Fruit of Knowledge’ está trabajando en “tecnología de producción de alimentos radicalmente innovadora para producir solo los órganos cosechables en lugar de toda la planta”. Utiliza una fuente de carbohidratos / azúcar para alimentar la planta directamente en lugar de usar una fuente de luz, que normalmente impulsaría la fotosíntesis para producir los carbohidratos / azúcar necesarios para el crecimiento. Esto elimina por completo el requisito de fuente de luz del proceso.

“La idea es que en lugar de dejar que la luz produzca ese azúcar, podrías tener un sitio en algún lugar del mundo [con] buenas condiciones ambientales donde producir los azúcares […] Tienes que producir una fuente sostenible de azúcares y luego transportarlos a áreas donde la producción de frutas / plantas frescas es difícil “.

El azúcar utilizado es simplemente azúcar de mesa, específicamente sacarosa. Por lo tanto, el azúcar puede provenir de la remolacha azucarera o del azúcar de caña, pero Lucas sugiere que también podría ser “[…] una forma reciclada de azúcar [de] los desechos de alimentos que se hidrolizan para crear los azúcares”.

El proceso también implementará una nueva tecnología de vanguardia para inducir la floración “… instantáneamente en lugar de dejar crecer una planta entera” y sin modificación genética, lo que tiene claras ventajas con respecto a la aceptación del consumidor.

“Tenemos este proceso de diseño transdisciplinario, que básicamente implica [tener] conversaciones con gente de la industria y realmente queremos involucrar a la red AVF. Así que agricultores verticales, pero también personas de la industria del cultivo de tejidos, chefs / restaurantes y consumidores “.

El objetivo es definir claramente cuáles son los requisitos para un producto exitoso que utilice esta tecnología, con la intención de llegar a la comunidad agrícola vertical para obtener información durante el proceso de diseño:

“Realmente queremos saber cómo podría funcionar esta tecnología para los agricultores verticales […] y obtener información sobre eso”. La idea del proyecto de investigación Fruit of Knowledge echó raíces en la Universidad de Wageningen, donde Lucas inicialmente investigó la viabilidad de este nuevo tipo de agricultura de ‘frutas cultivadas en laboratorio’.

“Vi que todos los diferentes pasos del proceso se habían probado básicamente en la ciencia, pero nadie realmente ha reunido todo el proceso ni lo ha investigado. Todavía hay algunos cuellos de botella en términos de eficiencia del proceso, pero hay soluciones para esos […] queremos establecer un proyecto de investigación de 4 años para ver si podemos producir fruta sin una planta ”.

El proyecto es ahora un esfuerzo de colaboración entre el grupo de Horticultura y Fisiología del Producto (HPP) de la Universidad de Wageningen; el Laboratorio de Bioquímica de la Universidad de Wageningen; y la unidad de investigación de Plantas y Sistemas de Cultivo en Horticultura (PSH) del INRAE.

“La parte difícil de esto es, por un lado, que parte de la ciencia está en el nivel fundamental, especialmente induciendo [la floración]. Por otro lado, realmente se aplica. Por lo tanto, nuestro principal desafío en este momento es encontrar la fuente de financiación adecuada que se encuentre entre estos dos niveles: ambos aplicados, pero también ciencia más fundamental “.

Los cuatro pasos de la producción de frutas cultivadas en laboratorio

• Parte 1: Etapa de multiplicación
  En primer lugar, se requiere una fuente de células madre. Luego se multiplican. Para la fruta cultivada en laboratorio, las células madre provienen del meristemo en la punta del brote de la planta. “Esto es básicamente algo que tenemos que optimizar un poco y asegurarnos de que tengamos un buen sistema en funcionamiento porque, una vez que tenemos muchos meristemos, podemos hacer todos nuestros experimentos con eso”.
• Parte 2: “La gran pregunta fundamental: ¿cómo inducimos el florecimiento en esos meristemas?” “Hemos encontrado lo que realmente pensamos que es una tecnología revolucionaria al inducir esas flores sin hacer uso de la modificación genética”.
• Parte 3: Inducción de la producción de frutas. Una vez que una flor ha sido polinizada, se producen compuestos específicos en la planta que hacen que la fruta comience a crecer. En lugar de la polinización, es posible aplicar directamente estos compuestos e inducir el paso de la fruta. Esto ya se ha investigado bastante bien, por lo que no será el enfoque principal del proyecto.
• Parte 4: Cultivando la fruta. Esto implica proporcionar nutrientes y carbohidratos óptimos. Fruit of Knowledge también propone innovar biorreactores para el cultivo de la fruta. “Entonces, nuestras dos áreas principales de enfoque son la inducción de la flor con esta nueva tecnología y también el modelado y la experimentación con el crecimiento de la fruta”.

Ámbito futuro, comercialización y aplicaciones derivadas
Fruit of Knowledge tiene la intención de dedicar los dos primeros años de investigación a solucionar algunos problemas fundamentales. Después de cuatro años, quieren presentar tanto pruebas de concepto como algunos diseños conceptuales para mostrar cómo se podría implementar esta tecnología, trabajando con las partes interesadas para ver cómo se puede convertir en una realidad comercial. Esto también implicará optimizar algunos atributos de calidad, incluido el sabor, así como ampliar, trabajar en la eficiencia del sistema y comprender la aceptación del consumidor.

Por ahora, la investigación se está llevando a cabo utilizando tomates como fruta modelo, pero Lucas es positivo sobre la posibilidad de expandirse a otros productos en el futuro: “Espero que se necesite algo de traducción, pero muchos de los fundamentos serán lo mismo.”

Lucas también está entusiasmado con las posibles aplicaciones derivadas, incluida la “miríada” de excelentes aplicaciones que podrían derivarse de la capacidad de controlar la floración o inducir una floración rápida. “Tal vez desee tener más control sobre su oferta-demanda y floración, o tal vez desee florecer mucho antes o hacer una reproducción realmente rápida, ese tipo de cosas […] si tenemos este sistema de control de alta precisión para cultivar una fruta entonces hay muchas ideas que podemos obtener. Por ejemplo, las relaciones entre la afluencia de nutrientes y azúcares y la calidad final de la fruta ”.