Atualmente, uma das maiores barreiras que os agricultores verticais enfrentam é a enorme demanda por eletricidade, para a qual os requisitos de iluminação artificial são um importante fator contribuinte. Os inovadores estão trabalhando duro para resolver esse problema e explorar possíveis soluções que implementem o conhecimento científico e técnico de uma variedade de disciplinas.

O AVF conversou com Lucas van der Zee, que está trabalhando no 'Fruit of Knowledge', um projeto de pesquisa que com certeza irá expandir os limites da ciência agrícola de muitas maneiras novas. Sua tecnologia tem muitas das mesmas vantagens da agricultura vertical, como a ausência de pesticidas e redução da necessidade de água e nutrientes; mas, curiosamente, não requer luz em nenhum momento do processo. “Ele estende o que você acha que é possível, então achamos que haverá muitos derivados interessantes”.

Prevenindo a fotossíntese usando açúcar

Em sua pesquisa pioneira em 1951, JP Nitsch cortou uma flor de um tomate e a cultivou em um meio de açúcares e nutrientes até que um fruto de tomate totalmente desenvolvido emergisse:

'Fruit of Knowledge' está trabalhando em “tecnologia de produção de alimentos radicalmente inovadora para produzir apenas os órgãos colhidos em vez da planta inteira”. Ele usa uma fonte de carboidrato/açúcar para alimentar a planta diretamente, em vez de usar uma fonte de luz, que normalmente conduziria a fotossíntese para produzir o carboidrato/açúcar necessário para o crescimento. Isso remove completamente o requisito de fonte de luz do processo.

“A ideia é que, em vez de deixar a luz produzir esse açúcar, você poderia ter um local em algum lugar do mundo [com] boas condições ambientais onde produzir os açúcares [...] Você tem que produzir uma fonte sustentável de açúcares e depois transportá-los para áreas onde a produção de frutas/plantas frescas é difícil.”

O açúcar usado é simplesmente açúcar de mesa, especificamente sacarose. Portanto, o açúcar pode vir da beterraba ou da cana-de-açúcar, mas Lucas sugere que também pode ser "uma [...] forma reciclada de açúcar [de] resíduos alimentares que são hidrolisados ​​para criar açúcares".

O processo também implementará uma nova tecnologia de ponta para induzir o florescimento "... instantaneamente ao invés de crescer uma planta inteira" e sem modificação genética, o que tem claras vantagens no que diz respeito à aceitação do consumidor.

“Temos esse processo de design transdisciplinar, que envolve basicamente [ter] conversas com pessoas da indústria, e queremos muito envolver a rede AVF. Portanto, agricultores verticais, mas também pessoas da indústria de cultura de tecidos, chefs/restaurantes e consumidores.”

O objetivo é definir claramente quais são os requisitos para um produto de sucesso utilizando esta tecnologia, com a intenção de atingir a comunidade agrícola vertical para obter informações durante o processo de design:

“Realmente queremos saber como essa tecnologia pode funcionar para os agricultores verticais [...] e obter informações sobre isso.” A ideia do projeto de pesquisa Fruit of Knowledge criou raízes na Universidade de Wageningen, onde Lucas inicialmente investigou a viabilidade desse novo tipo de agricultura de 'frutas cultivadas em laboratório'.

“Eu vi que todas as diferentes etapas do processo foram basicamente testadas em ciências, mas ninguém realmente reuniu ou investigou todo o processo. Ainda existem alguns gargalos em termos de eficiência de processo, mas existem soluções para esses [...] queremos fazer um projeto de pesquisa de 4 anos para ver se podemos produzir frutos sem planta ”.

O projeto agora é um esforço colaborativo entre o grupo de Horticultura e Fisiologia de Produto (HPP) da Universidade de Wageningen; o Laboratório de Bioquímica da Universidade de Wageningen; e a Unidade de Pesquisa de Plantas e Sistemas de Cultivo em Horticultura (PSH) do INRAE.

“A parte difícil disso é, por um lado, que parte da ciência está no nível fundamental, especialmente induzindo [floração]. Por outro lado, realmente se aplica. Portanto, nosso principal desafio agora é encontrar a fonte de financiamento certa que caia entre esses dois níveis: ambos aplicados, mas também ciência mais fundamental."

As quatro etapas da produção de frutas cultivadas em laboratório

• Parte 1: estágio de multiplicação
  Primeiro, é necessária uma fonte de células-tronco. Então eles se multiplicam. Para frutas cultivadas em laboratório, as células-tronco vêm do meristema na ponta do broto da planta. “Isso é basicamente algo que temos que otimizar um pouco e garantir que tenhamos um bom sistema de trabalho, porque uma vez que temos muitos meristemas, podemos fazer todos os nossos experimentos com isso.”
• 2 Part: “A grande questão fundamental: como induzimos a floração nesses meristemas?” "Descobrimos o que realmente pensamos ser uma tecnologia revolucionária na indução dessas flores sem fazer uso de modificação genética".
• 3 Part: Indução da produção de frutas. Depois que uma flor é polinizada, compostos específicos são produzidos na planta que fazem com que o fruto comece a crescer. Ao invés da polinização, é possível aplicar diretamente esses compostos e induzir a passagem do fruto. Isso já foi pesquisado muito bem, então não será o foco principal do projeto.
• Parte 4: Cultivando a fruta. Isso envolve o fornecimento de carboidratos e nutrientes ideais. A Fruit of Knowledge também se propõe a inovar biorreatores para a fruticultura. "Portanto, nossas duas principais áreas de foco são a indução de flores com essa nova tecnologia e também a modelagem e experimentação com o crescimento de frutas."

Escopo futuro, comercialização e aplicações derivadas
A Fruit of Knowledge pretende dedicar os primeiros dois anos de investigação à resolução de alguns problemas fundamentais. Depois de quatro anos, eles querem apresentar provas de conceito e alguns designs de conceito para mostrar como essa tecnologia pode ser implementada, trabalhando com as partes interessadas para ver como pode ser transformada em uma realidade comercial. Isso também envolverá a otimização de alguns atributos de qualidade, incluindo sabor, bem como aumento de escala, trabalho na eficiência do sistema e compreensão da aceitação do consumidor.

Por enquanto, a pesquisa está sendo feita usando o tomate como fruta modelo, mas Lucas está otimista com a possibilidade de expandir para outros produtos no futuro: “Espero que precise de alguma tradução, mas muito do raciocínio será o mesmo . ”

Lucas também está entusiasmado com as aplicações potenciais de spin-off, incluindo a "miríade" de grandes aplicações que poderiam resultar da capacidade de controlar o florescimento ou induzir o florescimento rápido. “Talvez você queira ter mais controle sobre sua oferta-demanda e floração, ou talvez você queira florescer muito mais cedo ou fazer uma reprodução muito rápida, esse tipo de coisa [...] se tivermos esse sistema de controle de alta precisão para cultivar uma fruta, então há muitas ideias que podemos ter. Por exemplo, as relações entre o influxo de nutrientes e açúcares e a qualidade final da fruta ”.