Il caffè del futuro non ha più bisogno dei chicchi

Con una crema fine, un goccio di latte o un caffè nero intenso, il caffè è molto amato. Come bene di lusso e carburante per la vita quotidiana, ogni svizzero ne beve in media più di 1.000 tazze all'anno. Solo in pochi paesi il consumo pro capite è più elevato, tra cui Germania e Norvegia.

Questo piacere sta diventando sempre più costoso, con il maltempo nelle regioni di coltivazione che fa salire il prezzo del caffè verde, che poi viene scaricato sui clienti. Alcuni soffrono anche di sensi di colpa: la coltivazione del caffè richiede spesso deforestazione, irrigazione e uso di pesticidi, e i contadini ricevono pochi guadagni. Anche il trasporto a lunga distanza danneggia il clima. Non si vedono miglioramenti, poiché la domanda globale di caffè è in aumento, soprattutto in Asia. Allo stesso tempo, vaste aree coltivate sono minacciate di scomparire a causa dei cambiamenti climatici, che possono essere compensati solo parzialmente da altre regioni.

Un'alternativa sostenibile potrebbe essere il caffè prodotto in un bioreattore. Insensibile ai capricci del clima, la materia prima matura in serbatoi di acciaio inossidabile, come avviene comunemente nella produzione della birra. Non è più necessario spedirla dall'altra parte del mondo; viene invece prodotta vicino ai clienti. Se verrà accettata da loro è un'altra questione. Tra le altre cose, sarà almeno simile al caffè naturale per gusto e prezzo.

Non è ancora successo, ma i ricercatori in laboratorio stanno lavorando per recuperare il ritardo il più rapidamente possibile. Uno di loro è Heiko Rischer del Centro di Ricerca Tecnica VTT della Finlandia. Lui e i suoi colleghi hanno descritto nel 2023 sul "Journal of Agricultural and Food Chemistry" le caratteristiche necessarie per il cosiddetto caffè a base cellulare. La bevanda deriva da cellule vegetali coltivate e lavorate.

"Per ottenere il tipico aroma del caffè, sono necessari determinati composti aromatici o i loro precursori, che poi si sviluppano ulteriormente, ad esempio attraverso la tostatura", spiega Rischer. Queste sostanze si formano nelle bacche di caffè, da cui tradizionalmente si ottengono i semi, o meglio i chicchi. Tuttavia, sono parzialmente presenti anche nelle cellule fogliari. Se si riescono a identificare cellule adatte, anche queste possono essere modificate per produrre le molecole desiderate, che poi conferiscono al caffè un aroma di nocciola o di cioccolato, un gusto amaro o acidulo.

È esattamente ciò che fanno gli esperti di VTT. Se il profilo chimico delle cellule è promettente, le isolano e le immergono in una soluzione nutritiva. Oltre all'acqua, questa soluzione contiene principalmente zucchero, come fonte di energia, oltre a sali e regolatori della crescita, prodotti naturalmente anche dalle piante. Questi assicurano che le cellule continuino a dividersi e moltiplicarsi.

Questo ha poco a che vedere con la crescita e lo sviluppo di una foresta pluviale sudamericana. Le cellule galleggiano in vasche di acciaio scuro, vengono riscaldate e agitate secondo un programma rigoroso e, una volta che si sono moltiplicate correttamente, vengono pompate nella vasca successiva più grande. Il personale indossa indumenti igienici per evitare qualsiasi contaminazione.

I biotecnologi possono influenzare quali ingredienti le cellule producono preferenzialmente per consentire il successivo consumo di caffè. Questo risultato è ottenuto in parte grazie ai regolatori di crescita, che controllano anche il metabolismo. Rischer e il suo team variano anche le condizioni ambientali nel serbatoio di acciaio, come temperatura e pH. Aggiungono anche sostanze che innescano meccanismi di difesa, simili a quelli che una pianta userebbe contro le infestazioni parassitarie. Gli esperti chiamano questo processo "elicitazione"; questo metodo può essere utilizzato, ad esempio, per aumentare il contenuto di caffeina.

Infine, la massa cellulare umida viene filtrata, essiccata e tostata. L'aroma in laboratorio ricorda quello del modello naturale. Il risultato è una polvere scura, simile al caffè macinato convenzionale. Seguono le analisi chimiche; la polvere viene preparata come di consueto e presentata a degustatori qualificati. Questi ultimi non conoscono l'origine del campione e ne valutano il sapore, l'amaro, il colore e l'aroma secondo criteri stabiliti.

Il colore è giusto e il sapore è almeno simile al caffè che si beve abitualmente, afferma Rischer. "Non è ancora un prodotto ottimizzato come quello che si trova al supermercato, ma piuttosto un punto di partenza per lo sviluppo di qualcosa". Alcuni parametri stanno andando nella giusta direzione, ma su altri c'è ancora molto da fare.

Chahan Yeretzian della ZHAW di Wädenswil giunge a conclusioni simili. Il chimico studia il caffè da decenni e, con il suo team, ha lavorato, tra le altre cose, su cacao e caffè ottenuti da colture cellulari per diverse startup. "Quello che produciamo in laboratorio è già vicino al caffè naturale in termini di gusto, ma non sono ancora completamente soddisfatto", afferma. Un po' troppo amaro, un po' troppo poco acido, troppa astringenza, che si traduce in una sensazione di sgradevolezza sulla lingua.

Lo scienziato ritiene che questo problema sia risolvibile, poiché il processo può essere ulteriormente migliorato. "E abbiamo scoperto che la tostatura ha un impatto significativo, più di quanto pensassimo in precedenza". Quindi ora si sta concentrando maggiormente sulla ricerca sulla tostatura. Oltre all'obiettivo di produrre i composti aromatici desiderati, si tratta anche di lavorare in modo efficiente dal punto di vista energetico, riducendo così i costi. "Un'opzione è quella di pressare la polvere in pellet simili a chicchi, in modo che i torrefattori commerciali possano lavorarla bene ed evitare di dover acquistare nuovi macchinari".

L'aspetto economico gioca un ruolo cruciale, afferma Yeretzian. "Il caffè prodotto con le cellule deve essere in grado di competere sul mercato di massa". Stima che tra quattro anni potrebbe essere offerto ai prezzi attuali. Prevede che i primi prodotti saranno sul mercato tra soli due anni.

Diverse aziende stanno lavorando a questo progetto, ma nessuna ha ancora ricevuto l'approvazione. Le autorità vogliono garantire che nuovi alimenti come il caffè a base cellulare non rappresentino un rischio per la salute e pertanto richiedono test approfonditi. Anche i test di degustazione in laboratorio richiedono l'approvazione. I costi per l'approvazione ammontano a milioni di dollari e rappresentano un ulteriore ostacolo per le startup.

Yeretzian ritiene che Food Brewer sia sicuramente il più avanzato in termini di gusto, prezzo e approvazione normativa del prodotto finale. La startup svizzera di Horgen ha già sviluppato un processo per il cacao in cui le cellule della fava di cacao vengono coltivate in bioreattori. Il risultato è una pasta marrone, che viene essiccata e ridotta in polvere per produrre cioccolato o crema spalmabile. Anche in questo caso, l'obiettivo è creare un prodotto di consumo sostenibile ed efficiente in termini di risorse.

Se i consumatori di caffè acquisterebbero prodotti provenienti da bioreattori è un'altra questione. Secondo i sondaggi, i giovani scandinavi esperti di tecnologia potrebbero benissimo immaginarlo, riferisce Rischer. Tuttavia, mancano studi rappresentativi. Il centro di ricerca finlandese vuole affrontare questo problema e produrre diversi prodotti biotecnologici a base cellulare per testarne l'accettazione. "Quante persone provano questi prodotti alimentari è una cosa", afferma Rischer. "Il fattore decisivo è quante ne sarebbero convinte e li riacquisterebbero."

L'argomento centrale delle aziende è la sostenibilità: il caffè a base cellulare dovrebbe proteggere le risorse naturali e il clima. Secondo Rischer, anche su questo aspetto mancano analisi. "Tuttavia, un modello dell'Università di Helsinki suggerisce che il bilancio energetico sia simile a quello delle colture di microalghe e quindi piuttosto favorevole". Il trasporto via nave, alimentato da combustibili fossili, e le emissioni derivanti dalla produzione di fertilizzanti in particolare rendono il caffè verde un peccatore climatico. Se i bioreattori sono alimentati da elettricità a basse emissioni _{di CO2} , il bilancio migliora rapidamente.

I critici avvertono che il caffè biotecnologico distruggerebbe i mezzi di sussistenza dei coltivatori di caffè. Rischer definisce l'argomentazione "ipocrita". "Molti rischiano già di perdere il loro sostentamento e non guadagnano quasi nulla, ma le vendite di prodotti del Commercio Equo e Solidale rimangono in gran parte basse – la gente ovviamente non se ne preoccupa". La pressione sta aumentando perché il cambiamento climatico sta rendendo la coltivazione difficile o impossibile in molte aree.

"Vedo il caffè a base di cellule principalmente nel mercato di massa, anche per compensare le perdite di raccolto", afferma Yeretzian, ricercatore della ZHAW. Nel segmento premium, il caffè tradizionale continuerà a essere richiesto. Inoltre, i succedanei simili al caffè a base di orzo, segale e altre piante esistono da oltre 100 anni. "Il mercato internazionale è in crescita, grazie anche a Cina e Russia", afferma il ricercatore. "Ci sarà abbastanza spazio per tutti i tipi di caffè".

Un articolo della « NZZ am Sonntag »