Ruuan
vallan­kumous

Esa Lilja HS, teksti

Sami Kero HS, kuvat ja videot

Kello laboratorion seinällä näyttää vähän vaille yhdeksää aamulla, kun tutkija Elviira Kärkkäinen kävelee bioreaktorin eteen ja sammuttaa sen.

Sitten hän tarttuu valkoiseen muoviastiaan, kyykistyy reaktorin viereen ja kiertää sen pohjassa olevan hanan auki. Putkesta alkaa valua tummankeltaista paksuhkoa lientä, joka hitaasti täyttää Kärkkäisen pitelemän astian.

Keltainen liemi tuoksuu hieman pistävältä ja näyttää vähän kasvissosekeitolta. Mutta se ei ole kasvissosekeittoa – vaan maailman ruuantuotannon mahdollinen tulevaisuus.

Keltainen liemi on kananmunan valkuaista, ovalbumiinia. Se on yksi maailman elintarviketeollisuuden halutuimmista ja käytetyimmistä raaka-aineista. Mutta tämä ovalbumiini on ainutlaatuista koko maailmassa: sen valmistamiseen ei ole tarvittu lainkaan eläviä kanoja. Se on tehty alusta loppuun tutkimuslaitos VTT:n laboratoriossa Otaniemessä.

Tutkijat haluavat selvittää, voisiko bioreaktorissa kasvanut keltainen liemi antaa vastauksia maailman ruuantuotannon polttaviin kysymyksiin: Mitä me tulevaisuudessa syömme? Mistä ruokaa saadaan, ja riittääkö sitä kaikille?

Ja ennen kaikkea: voisiko ruuantuotannon uusilla keksinnöillä estää maapallon ja sen ekosysteemien vääjäämättömän tuhoutumisen?

Ne ovat ihmiskunnan kohtalonkysymyksiä, joten keltaisen keitoksen onnistuminen koskettaa meitä jokaista.

Kun parikymmentä litraa keltaista lientä on laskettu purkkeihin, reaktori on tyhjä. Kärkkäinen ja laborantti Sirpa Holm työntävät neljätoista valkoista muoviastiaa kärryllä pieneen sivuhuoneeseen, jossa valkuaista aletaan tutkia tarkemmin.

Ulkoapäin VTT:n laboratorio on pitkä punatiilinen rakennus, yksi monista Otaniemen suurella kampusalueella. Sisältä se näyttää kemiantehtaalta: käytävät ja pöydät ovat täynnä tankkeja, pulloja, sihiseviä suuttimia sekä tutkijoita, jotka tulevat ja menevät valkoisissa työtakeissaan ja suojalaseissaan.

Hallin varsinainen sydän ovat bioreaktorit. Niitä on useita eri kokoisia, pienestä kymmenen litran teräslieriöstä aina yli tuhannen litran kokoiseen tankkiin.

Viime vuosina monet maailman suurimmista ruoka-alan uutisista ovat tulleet juuri tämänkaltaisista laboratorioista ja niiden bioreaktoreista.

Elokuussa 2013 Lontoossa syötiin maailman ensimmäinen keinolihasta tehty hampurilaispihvi. Se oli valmistettu hollantilaisessa laboratoriossa, ja sen hinta oli yli 200 000 euroa. Pihvi syötiin maailmanlaajuisen mediahumun saattelemana.

Kesällä 2017 Suomessa uutisoitiin, että ”tutkijat tekivät proteiinia ilmasta”. Asialla olivat VTT:n työntekijät yhteistyössä Lappeenrannan yliopiston kanssa.

Tämän vuoden joulukuussa Singapore hyväksyi ensimmäisenä maailman maana myyntiin keinolihasta tehdyt kananugetit. Niissä ei siis ole kyse lihan kasvispohjaisista korvikkeista, vaan oikeasta lihasta – joka on kasvatettu laboratoriossa lähestulkoon ilman tuotantoeläintä.

Lokakuussa uutisiin pääsi tämä laboratorio. VTT:n kananmunanvalkuainen sai eurooppalaisen innovaatiopalkinnon.

Uutisten taustalla on visio täysin uudenlaisesta ruuantuotannon tavasta: solumaataloudesta. Alan startup-yhtiöt ovat viime vuosina keränneet maailmalla satoja miljoonia dollareita sijoittajien rahaa.

Tutkimus tuntuu juuri nyt ottavan askeleita, jotka saattavat tehdä tieteiskirjallisuudelta kuulostavasta ruuantuotannosta totta. Jotkut tutkijat ovat sitä mieltä, että nurkan takana häämöttää vallankumous, joka on yhtä suuri kuin maatalouden keksiminen 10 000 vuotta sitten.

Nyt Elviira Kärkkäinen ja Sirpa Holm ovat työntäneet parikymmentä litraa keltaista lientä pieneen sivuhuoneeseen, jossa odottaa isoa pesukonetta muistuttava sentrifugi, linko.

Linkoamalla keltaisesta liuoksesta erotellaan tuoksua aiheuttanut home eli mikrobi ja varsinainen sato: uudella tavalla tuotettu kananmunan proteiini.

Mikrobit ja proteiinit ovat solumaatalouden ja ruokavallankumouksen avainpelureita. Ja ne voivat olla lautasillamme pian.

Ihminen on valloittanut maapallon, kurkottanut avaruuteen ja selvittänyt elämän salaisuuden, mutta suurista saavutuksistamme huolimatta historiamme tärkeimmät murrokset voidaan yhä määritellä sen mukaan, mitä olemme kulloinkin syöneet: ensin olimme metsästäjä-keräilijöitä, sen jälkeen maanviljelijöitä. Maanviljely on kenties merkittävin keksintömme. Se on mullistanut elämäntapamme ja kulttuuriimme perustavanlaatuisesti.

Teollistumisen myötä maatalous otti vielä ratkaisevan lisäaskeleen: se muuttui fossiilisten polttoaineiden, keinolannoitteiden ja torjunta-aineiden kiihdyttämäksi tehomaataloudeksi.

Aluksi tehomaatalous palveli meitä hyvin. Monissa köyhissä maissa, kuten Suomessa, ainainen nälkä ja puute vaihtuivat 1900-luvun puolivälin jälkeen loputtoman tuntuiseksi yltäkylläisyydeksi.

Mutta nyt olemme ajamassa vatsat täynnä päin seinää.

Luonto ei enää pitkään kestä rasitusta, jonka maailman ruuantuotanto sille aiheuttaa. Eivätkä nykyiset menetelmät tuota riittävää määrää ravintoa.

Ruuantuotannon aiheuttamia ympäristötuhoja voi esitellä lukuina, jotka ovat musertavia, vaikka mukaan valitsisi vain joitakin merkittävimpiä ongelmia.

Puolet koko maapallon hedelmällisestä alasta on lyhyessä ajassa vallattu maatalouden käyttöön. Runsaassa 80 vuodessa, vain yhden ihmiselämän aikana, koskemattoman luonnon määrä maapallolla on kutistunut 66 prosentista 35 prosenttiin.

1900-luvun loppuun mennessä ihminen oli hävittänyt 90 prosenttia valtamerien isoista kaloista.

Maailmassa elää kymmeniä miljardeja tuotantoeläimiä, joita teurastamme ravinnoksemme. Niiden ruokkiminen kuluttaa valtavat määrät luonnonvaroja.

Joka vuosi maailmassa kaadetaan yli 15 miljardia puuta, ja hakkuiden pääsyy on karjankasvatus. Pelkästään Brasiliassa karjan laidunmaata on 170 miljoonaa hehtaaria, mikä vastaa noin viisinkertaisesti Suomen pinta-alaa. Toiseksi suurin syy metsien tuhoamiselle on soijanviljely, ja soijaa tarvitaan eläinten rehuksi. Merkittävä osa metsien hakkuista tehdään maailman arvokkaimmissa ekosysteemeissä, sademetsissä. Niistä on tuhottu jo puolet.

Ja lista jatkuu.

Yksipuolisten viljelymenetelmien takia hedelmällinen ruokamulta on loppumassa arviolta kuudenkymmenen vuoden kuluttua. Maaperä ja vesistöt rehevöityvät, kun lannoitteita käytetään liikaa.

Ihmisen nopea puuttuminen maapallon ekosysteemeihin on kiihdyttänyt eliölajien kuudetta sukupuuttoaaltoa, jonka seuraukset voivat olla täysin arvaamattomia.

Lisäksi maatalous tuottaa arviolta viidenneksen maailman kasvihuonekaasupäästöistä. Se on enemmän kuin liikenne.

Tuntuu kuin olisimme sytyttäneet planeettamme tuleen ja katselisimme nyt liekkejä grillipihvi suussa, sytytysnestettä yhä lisäillen.

Vai olisiko toivoa vielä?

Ruuantuotannossa uudet ratkaisut siintävät jo näköpiirissä, ainakin niiden hentoiset idut.

Samassa osoitteessa VTT:n tutkimuslaboratorion kanssa sijaitsee neuvotteluhuone, jonka seinälle tekniikan tohtori Emilia Nordlund virittää videotykin kuvan.

Hän klikkaa tietokoneeltaan esiin kalvosarjan, jossa monimutkaiselta vaikuttava prosessi, kananmunanvalkuaisen valmistus bioreaktorissa, on saatu näyttämään yksinkertaiselta.

Joitakin vuosia sitten VTT:llä tehtiin uudenlainen aluevaltaus. Silloin perustettiin ryhmä, jonka tehtävä oli kehittää uudenlaisia ruuantuotannon teknologioita. Nyt tämä biotekninen ruuantuotanto on nostettu yhdeksi VTT:n viidestä kärkihankkeesta, jotka on nimetty eksponentiaalisen kasvun ja toivon teknologioiksi.

Uudenlaisen ruuantuotannon ohella neljä muuta hanketta ovat kvanttiteknologia, minikokoiset ydinreaktorit, muovin kemiallinen kierrätys ja materiaalien uudenlainen käyttö.

Ne ovat kaikki aloja, jotka voivat antaa vastauksia ihmiskunnan suuriin ongelmiin ja saada aikaan systeemisiä murroksia, siis jonkinlaisia uudenlaisia aikakausia.

Nordlund on ollut rakentamassa ruokatutkijoiden ryhmää. Siellä ajatellaan, että ruuantuotanto on nyt suuren murroksen kynnyksellä.

Kun tutkijat alkoivat miettiä mahdollisia laboratoriossa tuotettavia proteiininlähteitä, kokeilun kohteeksi valikoitui pian kananmuna.

Kananmunahan on ihmeellinen paketti: ravinteikas, maukas, proteiini- ja vitamiinipitoinen, helposti kuljetettava, hyvin säilyvä, monikäyttöinen, terveellinen ja hauskan näköinen.

Kananmunanvalkuaisessa olevaa ovalbumiini-proteiinia tarvitaan hyvin monenlaisessa teollisessa ruuantuotannossa: eineksissä, pullissa, kakuissa, kastikkeissa, laatikoissa, majoneeseissa ja leivityksissä. Ovalbumiini vaahtoutuu ja geeliytyy, eli sillä on oivalliset tekniset ominaisuudet.

Munia käytetäänkin maailmassa valtavat määrät, ja niiden tuotanto kasvaa jatkuvasti. Jokainen suomalainen kuluttaa vuodessa noin 200 kananmunaa. Suomen neljä miljoonaa kanaa munivat tänä vuonna 77 miljoonaa kiloa munia – ja maailmassa munia on arvioitu tuotettavan vuodessa jopa yli biljoona kappaletta.

Mitä tapahtuisi, jos osan tästä määrästä voisi tuottaa ilman kanoja? Kuinka paljon vähemmän rehua, vettä, energiaa, tuotantoeläimiä ja maaperää se tarkoittaisi?

”Tarkoitus ei ole korvata aamiaismunia, joita paistamme keittiössä. Vaan osa siitä valkuaismassasta, jota teollisuus käyttää”, Nordlund sanoo.

Arviolta kolmannes kaikista kananmunista käytetään juuri elintarviketeollisuudessa.

Kun VTT:n tutkijat olivat kokeilleet ovalbumiinin valmistamista laboratoriossa noin vuoden päivät, he arvelivat onnistuneensa. Valkuaista tutkittiin ja vispailtiin minikokoisella vispilällä, ja se vaahtoutui ja käyttäytyi aivan kuin oikea kananmuna.

Oli siis tehty munaa ilman kanaa. Miten se on mahdollista?

Teknologia on yhdistelmä uusinta geeni- ja bioteknologiaa ja kaikkein vanhinta ihmisen hallitsemaa ruuanvalmistustekniikkaa: fermentointia eli käyttämistä.

Nordlund yksinkertaistaa. Otetaan geenikirjastosta kanan perimän geeni, jonka tehtävä on tuottaa kananmunaan tiettyä valkuaista, ovalbumiinia. Tämä geeni yhdistetään mikrobiin, joka osaa tuottaa munanvalkuaista bioreaktorissa. Yhdistämisessä käytetään geenisaksia, jotka vastikään voittivat Nobel-palkinnon.

”Niin yksinkertaista se on. Jos tämä nyt yksinkertaista voi olla.”

Bioreaktorissa mikrobi käyttää ravinnokseen sokeria ja tuottaa sen voimalla munanvalkuaista.

Samalla periaatteessa tehdään olutta. Silloin hiiva syö kattilassa mallassokeria ja tuottaa alkoholia.

Elokuussa 1942 toinen maailmansota otti ratkaisevan käänteen Tyynellämerellä. Yhdysvaltojen merijalkaväki nousi maihin Salomonsaarilla ja aloitti hitaan ja verisen sodan japanilaisia vastaan.

Pian amerikkalaiset huomasivat, että heidän kimpussaan kihisi toinenkin vihollinen: lahottajasieni, joka kalvoi puuvillaiset sotilaspuvut ja telttakankaat täyteen reikiä. Sieni tuntui toimivan erittäin tehokkaasti.

Sodan päätyttyä tiedemiehet alkoivat tutkia sientä. He halusivat selvittää, olisiko sieni käyttökelpoinen teollisuuden palveluksessa. Sieni sai nimenkin: Trichoderma reesei. Trichoderma on sukunimi, ja toinen nimi tuli tutkija Elwyn T. Reeseltä.

Laboratoriossa sieneltä riisuttiin sen haitalliset ominaisuudet, mutta voima säilytettiin. Tunnettu käyttökohdekin löytyi pian. Kun kivipestyt farkut tulivat muotiin 1970- ja 1980-luvulla, niiden kangas saatiin kuluneen ja haluttavan näköiseksi juuri tämän sienen avulla.

Ja nyt sieni jyllää Otaniemen hallissa, VTT:n bioreaktorissa.

”Sitä on muokattu niin, että se ei enää tuota telttaa hajottavaa entsyymiä vaan hyvin tehokkaasti kananmunan proteiinia. On mikrobin luontainen ominaisuus, että se tuottaa jonkinlaista komponenttia”, Nordlund sanoo.

Ja tässä tapauksessa komponentti on siis munanvalkuainen.

2000-luvun alussa ihminen oppi sekvenssoimaan eli lukemaan kanan genomin, linnun koko perimän. Ja nyt tutkijat osaavat yhdistää nämä kaksi keksintöä: proteiinia tuottavan geenin sekä telttaa hajottaneen mikrobin. Yhdessä ne voivat palvella ruuantuotantoa.

Nordlundin kalvoihin on listattu solumaatalouden etuja. Ruuantuotanto pääsisi irti eläinten ja viljelysmaan liikakäytöstä. Maanviljelyssä tarvittaisiin vähemmän vettä. Bioreaktorissa tuotettu kananmuna ei myöskään tarvitse antibiootteja eikä lannoitteita.

”Ajatus ei ole korvata kaikkea kasvin- ja ruuantuotantoa. Monien viljelyskasvien viljely on edelleen järkevää. Mutta tällä teknologialla olisi mahdollista vapauttaa viljelysmaata muuhun käyttöön.”

Maitoproteiinin ja lihan tuotantoa bioreaktoreissa on jo tutkittu. Myös kahvin, kaakaon ja avokadon kasvattaminen voisi olla mahdollista, niitä ei nyt pystytä tuottamaan maailmassa kestävästi.

Eräs suomalaisillekin kuluttajille tuttu elintarvike valmistetaan bioreaktorissa jo nyt: kauppojen pakastealtaissa myytävän quorn-proteiinin valmistus alkoi Britanniassa 1980-luvulla.

Heinäkuussa 2017 tutkimuskeskus VTT julkaisi tiedotteen, jossa kerrottiin iso uutinen: suomalaistutkijat olivat onnistuneet valmistamaan proteiinia, jonka raaka-aineina oli käytetty vain ilmaa ja sähköä.

Vuosien mittaan ihmeellisestä keksinnöstä ovat raportoineet BBC ja CNN, talouslehti Forbes ja monet muut maailman merkittävät uutisvälineet.

Kolmessa ja puolessa vuodessa on tapahtunut paljon muutakin. Tutkijat ja tekniikan tohtorit Pasi Vainikka ja Juha-Pekka Pitkänen ovat irtautuneet VTT:ltä, perustaneet startup-yhtiön, keränneet yli kaksikymmentä miljoonaa euroa sijoitusrahaa, palkanneet töihin kourallisen ihmisiä, pokanneet arvostetun tanskalaisen designpalkinnon ja rakentaneet oman tuotantolaitoksen tähän vaatimattomaan espoolaiseen teollisuushalliin.

Pieni halli on täynnä bioreaktoreita, tankkeja ja kuivauslaitteita, joita valkotakkiset työntekijät käyttävät.

Biotekniikan tohtori Pitkänen esittelee paikkoja. Hän on Solar Foodsin teknologiajohtaja, joka keksi muuttaa ilman ruuaksi. Toimitusjohtaja Vainikka puolestaan on yhtiön visionääri ja dynamo. Tutkijataustainen kaksikko tutustui toisiinsa uusiutuvien energiaratkaisujen parissa.

Solar Foodsin keksintö on perusperiaatteeltaan samanlainen kuin Otaniemen kananmunaprojekti: bioreaktorissa kasvatetaan mikrobia, josta saadaan proteiinia.

Erojakin on. Toisin kuin kananmunanvalkuaista, Solar Foodsin tuotetta ei ole geenimuunneltu. Ja kun kananmunaesimerkissä mikrobi tuottaa syötävän proteiinin itsensä ulkopuolelle, Solar Foodsin tapauksessa lautaselle ja suuhun päätyy itse mikrobi.

Ja näin se käy.

Laboratoriopäällikkö ja yhtiön kolmas perustajajäsen Sami Holmström ottaa käteensä pitkän valkoisen tikun ja poimii lasimaljan pinnalta tikun kärkeen pienen pisaran harmaata massaa. Se on mikrobipesäke, joka siirretään kasvamaan lasipulloon.

Kasvettuaan pari viikkoa pullossa mikrobi kaadetaan bioreaktoriin, jossa sitä hyysätään ja lellitään. Happitaso, ravinteiden määrä, lämpötila ja pH-arvo säädetään sellaisiksi, että mikrobilla olisi kissanpäivät ja se kasvaisi optimaalisesti.

Pitkäsen mukaan mikrobi on tarkka siitäkin, että sillä on seuranaan muita mikrobeja juuri oikea määrä.

”Jos ei ole sisaruksia, ei ole bileitä.”

Kun mikrobi on kasvanut riittävästi, se puhdistetaan ja kuivataan. Lopulta jäljellä on jauhemaista proteiinia, jolle on yhdessä mainostoimiston kanssa keksitty nimikin: soleiini.

Pitkäsen mukaan heidän prosessistaan erityisen tekee se, että siinä ei tarvita mitään maatalousperäistä. Pääraaka-aineet ovat uusiutuvasta sähköstä tehty vety ja ilmasta otettu hiilidioksidi. Niiden lisäksi tarvitaan ammoniakkia typen lähteeksi, sekä mineraaleja: rautaa, kalsiumia, kaliumia, natriumia, fosforia ja rikkiä.

Puolessa vuodessa tehdas on ehtinyt tuottaa soleiinia noin 30 kiloa, suurin piirtein 300 grammaa päivässä.

Käytännössä koko määrä tarvitaan tutkimustarkoituksiin. Yhtiön tavoitteena on saada uuden elintarvikkeen myyntilupa parin vuoden kuluessa.

Luvan saanti ei ole yksinkertainen asia.

Hallin päässä on pieni toimisto, jossa neuvottelunurkkauksen pöydälle on katettu kahvit sekä pieniä ruoka-annoksia. Näitä vain harva on päässyt toistaiseksi maistamaan: pasteijoita sekä pieniä makeita suupaloja, joiden valmistamiseen on käytetty soleiinia.

Maistetaan siis. Maku tuntuu ehkä hieman porkkanamaiselta. Mitään vahvaa omaa makua soleiinilla ei ole, vaan se katoaa muiden leivonta-aineiden sekaan.

Neutraalius on Pitkäsen mielestä hyvä ominaisuus. Kun maku ei ole luotaantyöntävä, se tarkoittaa, että tuote on monikäyttöinen. Solar Foodsilla suunnitellaan, että alkuvaiheessa soleiinia voisi käyttää esimerkiksi kasvisruuissa proteiinin lähteenä. Joskus myöhemmin se voisi sitten olla oma tuotteensa, jota saisi kaupan hyllyltä.

Yksi tärkeimmistä mukaan lähteneistä sijoittajista on ruokayhtiö Fazer.

Ensimmäisen kerran tämän minitehtaan tuotantolinjalta syntynyttä proteiinia maistettiin huhtikuussa 2019. Maistaja oli Pitkänen itse. Maku toi hänen mieleensä maissinaksun, suuntäytteen, jollaisia tavataan syöttää vauvoille.

Kollega Sami Holmström paistoi ensimmäisestä soleiinierästä lettuja, ja sen jälkeen on testattu monenlaista. Makeaa ja suolaista, paistettuna ja leivonnassa, ruuissa ja juomissa. Yhtiöllä on jo töissä oma asiantuntija, joka vastaa kokeiluista.

Pitkäsen mukaan soleiinin ravintokoostumus vaikuttaa hyvältä: siinä on B-vitamiineja, hivenaineita, hyvä aminohappokoostumus, rasvaa kuutisen prosenttia, proteiinia noin 65 prosenttia.

Pitkänen kaataa soleiinia pienestä muovipurnukasta lautaselle. Se on kauniinkeltaista hienokiteistä jauhetta. Suunnilleen tuplaespresson kokoisessa muovirasiassa on jo miljardeja soluja. Keltainen väri tulee karotenoideista, A-vitamiinin esiasteesta.

Tätä mikrobia ei löydetty Samoansaarilta, vaan eteläsuomalaiselta rannalta.

Pari kesää sitten Juha-Pekka Pitkänen ja Sami Holmström etsivät sopivaa mikrobia, jota he voisivat käyttää uudessa koelaitoksessa. He ajelivat ympäri Suomea, pysähtyivät noin viidessäkymmenessä paikassa ”Hangosta Kilpisjärvelle” ja ottivat maasta näytteitä. Erityisesti heitä kiinnostivat rannikkoseudut, joilla oli historian saatossa tapahtunut mätänemistä.

Viisi mikrobia valittiin jatkoon. Niille asetettiin tiukat vaatimukset: nopea kasvu, tehokas energiankäyttö, korkea proteiinipitoisuus ja hyvä maku.

Ja ennen kaikkea turvallisuus.

”Pitää olla myrkytön. Ei saa käydä kemiallista sotaa muiden mikrobien kanssa.”

Voittaja oli pian selvillä. Pitkänen kutsuu sitä paukkukaasubakteeriksi. Se on niin sanottu vetyä hapettava bakteeri, hydrogen oxidizing-bacteria, joka luonnossa reagoi vedyn, hapen ja hiilidioksidin kanssa. Pitkänen ei kerro mikrobin tarkkaa löytöpaikkaa, mutta se sijaitsee Etelä-Suomessa, rannikolla.

Solar Foodsin kaltaisen solumaatalouden perusperiaatetta mietittiin jo 1960-luvun avaruushuumassa. Amerikkalaiset ja neuvostoliittolaiset tiedemiehet tekivät tutkimuksia, joiden mukaan vedyllä kasvatettua mikrobia voisi käyttää elintarvikkeena. Testejä ei kuitenkaan viety loppuun asti.

Nyt teknologia on kehittyneempää, ja maailman ruuantarve ja ympäristön ylikuorma siinä pisteessä, että soleiinin kaltainen tuote voisi kannattaa.

Vastaavia tuotantomenetelmiä käytetään jo nyt, ja niiden mittakaava on teollinen. Penicillium-homeella tuotetaan penisilliiniä ja muita antibiootteja. Rihmasienihomeet tuottavat pesuaineiden lisäaineita, jotka poistavat nukkaa ja rasvatahroja vaatteista. On teollisuusentsyymejä, maitohappobakteereita ja hiivoja.

Mutta soleiini on ihmisen ruokaa. Ja päästäkseen myyntiin EU:n alueella kaikkien uusien elintarvikkeiden on läpäistävä tarkat vaatimukset, jotka määritellään EU:n uuselintarvikelaissa. Sitä polkua Solar Foods nyt seuraa. Kustannukset ovat noin miljoonan euron luokkaa.

Selvitettävää riittää: mikrobin koko perimä, amino- ja rasvahappojen koostumus, tuhkapitoisuus.

”Kaikki, mitä elintarvikepussin kyljessä lukee, pitää tietää.”

Lista jatkuu. Miten soleiini toimii nisäkässolujen kanssa? Mitä tapahtuu, jos soleiinijauhe on pari vuotta hyllyllä?

Pitkäsen mukaan toistaiseksi kaikki tulokset ovat olleet hyviä.

”Mutta on vanha prosessitekniikan vitsi, että vaikka rakennat olosuhteet ja alustan jetsulleen, solut tekevät sitten, mitä ne haluavat.”

Pitkänen vertaa heidän mikrobiaan hiivoihin, joita ihminen on käyttänyt leivonnassa. Ne ovat jo muokkautuneet käyttötarkoitukseensa tuhansien vuosien saatossa, mutta Solar Foodsin mikrobi on vasta nostettu maasta. Siksi selvitettävää riittää.

Startup-firmat ovat tunnettuja hypetyksestään, mutta Pitkäsen äänessä on myös tutkijan realismia.

”Luonto on ihmeellinen. Kaikki ihmisen tekemät prosessit kalpenevat yksinkertaisenkin bakteerin rinnalla. Sillä on tuhansia tapoja reagoida olosuhteiden muuttumiseen. Mikrobia ohjaa elämän jatkuminen, sitä ei ole ohjelmoitu lisääntymään bioreaktorissa. Ei tutkija voi ikinä sanoa, ettei jotain uusia temppuja voisi tulla eteen. Siksi meillä on matkaa.”

Ja siksi on Euroopan elintarviketurvallisuusviraston tehtävä päättää, voiko soleiinin vapauttaa kansan syötäväksi.

Solar Foods tietenkin uskoo, että lupa tulee. Seuraavaksi tähtäimessä on sata kertaa nykyistä suurempi demonstraatiolaitos. Se on välivaiheen tehdas, jolle on jo tonttikin katsottuna. Sellainen voi maksaa parikymmentä miljoonaa.

Teollinen tuotantovaihe on sitten jo 10 000 kertaa nykyistä suurempi, ja sellaisen rakentaminen maksaisi ehkä sata miljoonaa euroa.

Isompia tehtaita tarvitaan, jotta soleiinia pystyttäisiin tuottamaan halvemmalla.

Pitkäsen lautaselle kaatama jauhe maksaa arviolta kymppitonnin per kilo. Mikäli se halutaan kuluttajan lautaselle, hinnan on oltava esimerkiksi neljä euroa kilolta.

Kun uudet teknologiat muuttavat maailmaa, ne voivat tehdä sen silmänräpäyksessä.

Muinaisesta Egyptistä löydetty Ebersin papyrus on vanhimpia säilyneitä lääketieteellisiä kirjoituksia. Se on peräisin noin vuodelta 1550 ennen ajanlaskumme alkua, ja se sisältää varhaisimman säilyneen kuvauksen diabeteksesta.

Diabetes on ihmiselle ikiaikainen vaiva, mutta sen hoito oli pitkään hankalaa. Vielä 1970-luvun lopulla potilaiden tarvitsema insuliini piti eristää sikojen ja nautojen haimoista. Prosessi oli työläs. Kiloon insuliinia tarvittiin tuhansia kiloja pakastettuja teuraseläimiä ja niiden haimoja.

1980-luvun alussa insuliinintuotanto koki nopean vallankumouksen. Silloin pienen amerikkalaisen Genentech-yhtiön tutkijat keksivät, että oli mahdollista yhdistää insuliinin tuotannossa tarvittava ihmisgeeni mikrobiin, joka voisi tuottaa insuliinia synteettisesti.

Geenitekniikalla tehty insuliini tuli myyntiin vuonna 1983, ja muutamassa vuodessa se mullisti insuliinin tuotannon koko maailmassa. Nykyään miltei kaikki insuliini valmistetaan mikrobien avulla.

Pääomasijoittaja Lauri Reuter sanoo, että ruuantuotanto on nyt samanlaisen mullistuksen edessä.

”Tänä päivänä tuntuisi hullulta, että joku piikittäisi possun haimasta eristettyä insuliinia itseensä.”

Reuter on biotekniikan tohtori ja entinen tutkija, joka puhuu sujuvasti biologian, talouden ja startup-maailman kieliä. Hän on myös hyvä tarinankertoja, joka selittää hankalatkin luonnontieteellistekniset prosessit kuin humanisti: niin, että kuulija ymmärtää.

Reuter kertoo toisen arkisen esimerkin. Juuston valmistamisessa tarvitaan maidon saostamiseksi niin sanottua juustonjuoksutinta, kymosiinia. Aikaisemmin juustonjuoksutinta valmistettiin vasikan vatsoista, mutta nykyään sekin tehdään mikrobien avulla.

Ihminen on käyttänyt solumaatalouden teknologiaa vuosikymmenet, valmistanut lääkkeitä, lisäaineita ja apuproteiineja.

”Ja nyt ollaan mutkassa, jossa alkaa olla kannattavaa tehdä ne ravintoproteiinitkin mikrobien eikä eläinten avulla. Ihan siitä syystä, että se on halvempaa. Ja yleensä asiat tapahtuvat sitten, kun hinta on kohdallaan.”

Viime keväänä Reuter harppasi itse tutkijasta sijoittajaksi. Hän on nyt pääomasijoitusyhtiö Nordic Foodtechin osakas ja sijoitusjohtaja, joka työkseen tutkii ja rahoittaa lupaavia pohjoismaisia ruoka-alan innovaatioita. Suomessa, Tanskassa ja Ruotsissa on monia lupaavia kohteita.

Kun työpaikkansa neuvotteluhuoneessa istuvaa Reuteria haastattelee pari tuntia, alkaa tuntua siltä kuin solumaatalous olisi täällä jo. Myös hän vertaa solumaatalouden tuomaa murrosta siihen, kun ihminen 10 000 vuotta sitten vaihtoi jousen kuokkaan ja alkoi viljellä maata.

”Silloin domestikoitiin kasvit ja eläimet. Nyt domestikoidaan mikrobimaailma.”

Domestikointi tarkoittaa kesyttämistä ja jalostamista, jota ihminen on tehnyt kasveille ja eläimille tuhansia vuosia: päättänyt, mitkä saavat elää, mitkä kuolla ja mitkä risteytetään.

Mikrobien kanssa se ei ole ollut mahdollista.

”Mikrobeissa on se ongelma, että ne ovat pirun pieniä, määritelmän mukaisesti mikroskooppisen kokoisia. Työkalut ovat kehittyneet vasta viime vuosina.”

Mikrobeilla tarkoitetaan sekalaista joukkoa bakteereja, sieniä, alkueliöitä, leviä, viruksia sekä arkeoneja eli arkkieliöitä. Niillä on tärkeä tehtävä. Ne kierrättävät ravinteita, tuottavat energiaa, pilkkovat jätteitä ja pitävät yllä terveyttä.

Ja nyt siis pystymme hallitsemaan niidenkin toimintaa.

Solumaatalouden nousu ei selity yhdellä ihmekeksinnöllä. On monta eri teknologiaa, jotka ovat nyt suotuisassa vaiheessa. Reuter luettelee: geenitekniikka, biotekniikka, automaatio- ja prosessitekniikka, mikrobien viljely, laskentakyky, mallinnus.

Prosessi, joka ennen saattoi viedä laboratoriossa tunteja tai päiviä, saattaa nyt hoitua yhdessä hujauksessa. Ja kun geenitekniikan operaatiot saattoivat vielä vuosituhannen alussa maksaa miljoonia, nyt jonkin tietyn geenin käyttäminen on sama kuin ”kopipeistaisi kirjasta tietyn lauseen”.

Reuter kuvailee VTT:n kananmunanvalkuaisen valmistamista näin: ”Mikrobi on kuin rakennusmies, joka tekee, mitä käsketään. Ja proteiini, se kanalta otettu geeni, on kuin rakennusohje, jossa kerrotaan, miten ovalbumiinia valmistetaan.”

Ihminen haluaa mielellään syödä luonnollista ja puhdasta ruokaa. Tuttua ja turvallista. Mutta puhtaus ja luonnollisuus tarkoittavat eri ihmisille eri asioita, emmekä nykyäänkään tiedä, mitä suuhumme laitamme.

Luonnollisuuden määritelmäkin on aina muuttunut.

Reuter kertoo vertauksen: Ajattele, että tehtäväsi olisi matkustaa aikakoneella 15 000 vuotta taaksepäin ja selittää silloin eläneelle metsästäjä-keräilijälle, mitä on maatalous. Esivanhempasi ei olisi ikinä kuullutkaan viljelystä.

”Se ei olisi koskaan nähnyt porkkanaa, vehnää, maissia tai kaalia, jotka ovat ihmisen jalostamia. Sitten veisit sen kasvihuoneeseen, jossa kaikki on keinotekoista: valo, kastelu, lannoitteet. Metsästäjä-keräilijän vinkkelistä kaikki olisi uutta, mutta meille täysin luontevaa.”

Nykyihmiselle laboratoriossa tehty ruoka voi tuntua aluksi oudolta. Keinoproteiini kuulostaa keinotekoiselta.

”Sanoilla, joita uusista tuotteista käytetään, on väliä”, Reuter sanoo.

Ne vaikuttavat siihen, mitä kuluttajat solumaataloudesta ajattelevat.

Uusiksi voivat mennä monenlaiset vakiintuneet säännöt. Juutalaiset uskonoppineet ovat jo miettineet, olisiko solumaatalouden tuottama juustohampurilainen kosher. Tai miten vegaanius tulevaisuudessa määritellään?

Yhdysvalloissa on jo myyty kuluttajille jäätelöä, joka on valmistettu maidosta, jonka tuottamiseen ei ole tarvittu lehmää.

Lauri Reuter ei epäröi maalata suuria kuvia. Hän nousee ylös ja piirtää fläppitaululle kuvan: lehmäkin on eräänlainen bioreaktori. Sen ruuansulatusjärjestelmässä mikrobit muuttavat nurmea ensin energiaksi ja sitten maitoproteiineiksi.

Saman pystyy tekemään myös ilman lehmää. Millainen olisi maailma ilman nykyisen kokoista maitokarjaa jo vuonna 2035? Tai ilman teollisen mittakaavan lihantuotantoa vuonna 2050?

”Aikataulu on epävarma, mutta suunta selvä”, Reuter sanoo.

”Ajattele, että voisimme syödä samoja juustoja, lihoja ja ruokia niin, ettei se merkitsisikään ilmastonmuutoksen uhkaa ja biodiversiteettikatoa. Saisimme kaiken sen nautinnon, mitä ruuasta saadaan, ilman että tuotantoon tarvitsisi välttämättä käyttää eläimiä.”

Geenitekniikalla pystytään jo tuottamaan kasvispihviinkin kypsennetyn lihan maku. Se onnistuu lisäämällä kasvispihviin rautamolekyyli, joka kypsyessään reagoi ja tuottaa pihviin ihmisen kaipaaman kypsän lihan aromin.

Reuter vertaa taas: Ajattele, että eteesi tuodaan kaksi hampurilaisannosta. Ensimmäisen hampurilaisen pihvi on tehty lihasta. Toinen pihvi on valmistettu kasviksista, ja siinä on hyödynnetty uudenlaista teknologiaa. Ne maistuvat täysin samalta. Jos kokemus on ruokailijalle identtinen, hän tekee ratkaisunsa tuotantotavan perusteella.

”Yksi vaihtoehto on tappaa iso selkärankainen nisäkäs, joka kykenee empatiaan ja sosiaalisiin suhteisiin. Toinen vaihtoehto on käyttää teknologiaa, jossa hyödynnetään mikrobeja ja muutetaan geenejä. Kun maku on sama, aika moni on valmis sanomaan ’ei’ eläimen käytölle ja ’kyllä’ geenitekniikan käytölle.”

Eri puolilla maailmaa tutkitaan, miten bioreaktoreissa voisi valmistaa vaikkapa turkista. Myös sisäelimet ovat mahdollisia. San Franciscossa toimiva yritys on jo tehnyt solumaatalouden keinoin hanhenmaksaa.

Solumaataloudesta puhutaan teknologiana, joka voisi vapauttaa ihmisen Maan pinnalta ja mahdollistaa avaruusmatkailun. Seuraaville planeetoille emme ota mukaamme nautoja vaan mikrobeja.

Mutta visioiden tiellä on yhä esteitäkin.

Helsingin yliopiston kestävien ruokajärjestelmien apulaisprofessori Hanna Tuomisto vastaa puhelimeen kesken kansainvälisen etäkonferenssin. Sen aiheena on keinoliha – tai viljelty liha – kuten Tuomisto kutsuu bioreaktorissa kasvatettua lihaa.

Tuomisto on Oxfodin yliopistosta väitellyt biologian tohtori ja koko maailmassa ensimmäisiä tutkijoita, jotka ovat selvittäneet viljellyn lihan ympäristövaikutuksia: kasvihuonekaasupäästöjä, energiankäyttöä, maankäyttöä ja vedenkäyttöä.

Perinteisen lihan ympäristövaikutukset ovat tunnetusti suuret, ja päästöjensä lisäksi liha synnyttää runsaasti taloudellisia, ravitsemuksellisia ja kulttuurillisia intohimoja.

Tuomiston ensimmäistä keinolihaa käsittelevää tutkimusartikkelia ei ollut vielä edes julkaistu, kun hän jo antoi haastatteluita viestimille, kuten amerikkalaiselle uutistoimistojätille AP:lle. Vuosi oli 2010.

Varhaisen artikkelin tulokset olivat keinolihan kannalta liian hyvät, Tuomisto sanoo nyt. Koska aihe oli täysin uusi, tutkimuksessa käytettiin optimistista, jopa futuristista mallia.

Kymmenessä vuodessa keinolihan valmistusta tutkivia yrityksiä on syntynyt jatkuvasti lisää, ja monet niistä siteeraavat hanakasti Tuomiston varhaista tutkimusta. Osa käyttää tutkimusta tietoisesti väärin.

”Se tutkimus ei mitenkään päde kaikkeen viljeltyyn lihaan. Kaikilla on erilainen kasvatusprosessi, erilaiset reaktorit, energianlähteet, solut ja ravinneaineet.”

Kun laboratoriolihan ympäristöhaittoja on tutkittu lisää, ne ovat paljastuneet suuremmiksi. Etenkin energiankäyttö saattaa olla jopa suurempaa kuin naudanlihalla.

Jos solumaatalouden ympäristövaikutuksista voi sanoa jonkin yleispätevän asian, se on tässä: ilman riittävän edullista, uusiutuvaa ja vähäpäästöistä energiaa solumaatalous ei ole kannattavaa. Bioreaktorit voivat olla melkoisia energiasyöppöjä.

Mutta jos uusiutuvaa energiaa on saatavilla riittävästi, tilanne on toinen. Tuomiston tutkimusryhmässä on tehty elinkaariarvioita Solar Foodsin soleiini-proteiinille. Tulokset ovat mairittelevia.

Kun kilo naudanlihaproteiinia tuottaa 45 kilon hiilidioksidipäästöt, soleeinista hiilipäästöjä kertyy vain neljäsataa grammaa.

Maa-alaa naudanlihaproteiini tarvitsee 165 neliömetriä yhtä kiloa kohden. Soleiinille riittää noin kaksi neliömetriä.

Vedenkulutuksessa ero on kymmeniä tuhansia litroja soleiinin hyväksi.

”Tämänkaltaiset tuotteet voisivat vaikuttaa ympäristön tilaan nopeastikin, jos ne saavat myyntiluvan ja ihmiset haluavat niitä kuluttaa.”

Viljellyn lihan tie on vaikeampi. Haasteena on kehittää toimivaa ja hinnaltaan riittävän edullista ravinneliuosta viljellyn lihan tuotantoon. Keinoliha tarvitsee kasvaakseen seerumia, jota eristetään syntymättömien vasikoiden verestä. Sen korvaaminen on toistaiseksi ollut vaikeaa.

Tuomisto uskoo, että viljellyn lihan edulliseen ja laajamittaiseen tuotantoon on vielä pitkä matka.

Suomalaisen elintarvikealan suuria keksintöjä ovat AIV-rehu, Xylitol-Jenkki ja Benecol-margariini.

Listan jatkoksi voisi lisätä pekilosienen. Se on suomalainen innovaatio, jota on jo käytetty ruuantuotannossa.

Metsäteollisuus oli sotien jälkeisinä vuosikymmeninä pahamaineinen ympäristön pilaaja. Sulfiittisellun keitossa vesistöihin päätyi suuret määrät rehevöittävää jätettä.

1960-luvulla ongelmaa alettiin ratkoa. Satojen mikrobien joukosta tutkijat valitsivat käyttöönsä Paecilomyces variotii -sienen. Se oli turvallinen, nopea kasvamaan ja ravintoarvoiltaan hyvä. Nimi suomennettiin napakaksi: pekilosieni.

Mäntän ja Jämsänkosken sellutehtaiden yhteyteen rakennettiin 1970- ja 1980-luvulla bioreaktorit, joihin rehevöitymistä aiheuttanut biojäte pumpattiin. Sitten jätteen kimppuun päästettiin pekilosieni. Sieni söi jätteen ja muutti sen proteiiniksi, joka myytiin sikojen ja kanojen rehuksi.

Päästöt puhdistuivat 80 prosenttia.

Prosessi oli uraauurtava koko maailmassa, mutta 1990-luvulla pekilon taru loppui nopeasti. Sulfiittijätettä ei enää syntynyt uusissa tehtaissa, ja pekilosieni päätyi syväjäädytettynä VTT:n mikrobikantakokoelmaan Otaniemeen.

Ja nyt pekilo on herätetty henkiin.

EniferBio-yhtiön toimitusjohtaja Simo Ellilä vastaa puhelimeen Espoosta. Rekka on juuri tuomassa tavaraa firman pihaan. Startup-yhtiön tilat ovat rakentumassa.

Ellilä kuuli pekilosienestä sattumalta muutama vuosi sitten. Hän oli työskennellyt pitkään ulkomailla, viimeksi Brasiliassa sokeriruokoteollisuuden parissa.

Ellilä tiesi, että maailman bioteollisuudesta löytyisi nykyäänkin erilaisia sivuvirtoja, vähän kuin sulfiittisellu aikanaan. Niitä ja pekilosientä yhdistämällä voisi yhä saada aikaan järkevän bisneksen.

Yhdessä kollegansa Heikki Keskitalon kanssa he alkoivat tutkia asiaa. Erityisen kiinnostavalta vaikutti kalanrehu. Kalanviljely on nopeasti kasvava ala, ja sillä on huutava pula kestävästi tuotetusta proteiinista. Yli puolet kalanrehusta on jalostettu soijasta.

”Ja kaikki suuret kalanrehun valmistajat etsivät nyt soijalle vaihtoehtoja. Amazonin metsäpalot aiheuttavat sen, että halutaan kestävämpää, EU:n sisällä tuotettua proteiinia”, Ellilä sanoo.

Pekilolla on hyvät lähtökohdat. Sitä on syötetty tuotantoeläimille vuosikymmenet turvallisesti. 1970-luvun lopulla Ruotsissa tehtiin koe, jossa sitä syötettiin myös lohille, jotka ovat ruuastaan nirsoja.

”Tiedetään, että kala syö sitä, ja se kasvaa normaalisti.”

Nyt edessä on paljon lisää kokeita. Tarkoitus on tuottaa ensimmäiset sadat kilot ja tonnit pekiloproteiinia lähivuosina. Apuna on häärinyt joitakin eläkkeelle ehtineitä pekiloprosessin kehittäjiä.

Ellilän mukaan yksi pekilolaitos, pinta-alaltaan noin 900 neliömetrin tehdas, voisi tuottaa yhtä paljon proteiinia kuin viisikymmentä neliökilometriä soijapeltoa.

900 neliömetriä on vain 0,0009 neliökilometriä.

”Sen verran sademetsää säästyy.”

Joulukuussa 1931 konservatiivipoliitikko Winston Churchill kirjoitti brittiläiseen The Strand Magazine -lehteen esseen, joka käsitteli ihmiskunnan tulevaisuutta 50 vuoden kuluttua.

Churchill ennusti, että ihminen vapautuisi ”absurdista tarpeesta” kasvattaa kokonaisia kanoja. Hän ennusti, että tulevaisuudessa koivet ja rintapalat kasvatettaisiin erillisellä alustalla, ilman eläintä.

Churchill oli hieman etukenossa. Keinolihasta valmistetut kananugetit tulivat myyntiin vasta viime joulukuussa.

Solumaatalouden ympärillä käy kuhina. Teknologia-alan suuret nimet Bill Gates ja Googlen perustaja Sergei Brin ovat investoineet alan yrityksiin. Uusia tuotteita, kuten kalaa, nahkaa, rasvoja ja lemmikkien ruokaa tutkitaan ympäri maailmaa.

Yksi suurimmista kysymyksistä on, mitä ruuantuotannon muuttuminen tarkoittaisi maailman miljoonille maatiloille.

Niko Räty tekee Helsingin yliopistoon väitöskirjaa, jossa hän tutkii kuluttajien ja viljelijöiden asenteita solumaataloutta kohtaan. Räty on haastatellut työhönsä viljelijöitä. Osa on ollut huolissaan, osa kiinnostuneita uusista mahdollisuuksista.

Uudet viljelymuodot eivät välttämättä sulje toisiaan pois, vaan solumaataloudesta voi tulla yksi ruuantuotantotapa muiden rinnalle. Tulevaisuuden maatilahan voisi tuottaa vaikkapa solumaatalouden tarvitsemia eläinten kantasoluja.

”Eräs haastateltava sanoi, että hän on jo nyt nähnyt maatalouden muuttuvan valtavan paljon. Ei hän 1970-luvulla olisi uskonut, millainen on nykypäivän navetta, jossa robotti hoitaa kaiken.”

Esa Lilja, teksti

Sami Kero, kuvat ja videot

Päivi Niemi ja Tuija Pallaste, tuottaminen ja tekstin editointi

Jukka Himanen, grafiikat

Ea Vasko, kuvatuottaminen

Juho Salminen, verkkotuottaminen

JULKAISTU 3.1.2021 © Helsingin Sanomat