(左：烘焙後的咖啡細胞粉，右：新鮮咖啡癒傷組織。圖片版權：VTT)
北歐芬蘭不生長咖啡樹，但平均每人一年喝掉 12 公斤咖啡，是世界上最愛喝咖啡的國家。如今，他們打算在實驗室製造咖啡。這裡說的不是人工麝香貓咖啡，而是透過細胞農業 (cellular agriculture) 技術，用咖啡細胞沖煮咖啡。
細胞農業
「細胞農業 (cellular agriculture)」不需要飼養動物或栽種植物，而是透過在實驗室中培養動物細胞或植物細胞，來生產動物性或植物性農產品原料。例如用動物細胞製造的培養肉 (Memphis Meats)、用植物做成的植物肉 (Beyond meat) 與用酵母發酵的人工麝香貓咖啡 (Afineur)。
由傳統組織培養到現代化細胞培養
聽過「插柳成蔭」這句成語嗎？將截斷的蘿蔔、切塊的馬鈴薯、做菜切剩的蔥白種到土裡，過一陣子就能長出完整的蘿蔔、馬鈴薯與青蔥。許多植物都有這種能力。
這是因為植物受傷後，傷口處的細胞會轉化成一種擁有幹細胞功能的原始細胞團塊，稱為癒傷組織 (Callus)。然後癒傷組織細胞會生長、分化，形成新的植物組織或植物全株。
這種植物組織培養 (簡稱組培) 技術平台，過去多用於蘭花、鬱金香的繁殖(cloning)、瀕危品種復育、品種改良或跨國運輸，已經是很成熟的技術。
近年來有生技公司決定不將癒傷組織發育長成完整植物個體，而是把它打散成小團塊或單一細胞，只要添加水、氣體、糖、維生素、礦物質與少量的細胞激素，就能在生物反應器 (bioreactor) 或發酵槽中做懸浮式培養，快速生產大量植物細胞。
“這下連土地栽種步驟都不用了”
透過植物細胞培養 (Plant cell culture，PCC) 能快速生產植物性的食品、化妝品或藥品原料。成功案例包含人蔘幹細胞 (食品原料)、蘋果幹細胞 (化妝品原料)、紫杉醇 (抗癌藥) 與口服型新冠肺炎疫苗 (臨床三期)。
用咖啡細胞製造咖啡
芬蘭科技研究中心 (VTT Technical Research Centre) 幾年前就曾經利用 PCC 技術開發出三種漿果(雲莓 Rubus chamaemorus、石生懸鉤子 Rubus saxatilis 和越橘 Vaccinium vitisidaea)，發現它們在顏色、香氣、風味與鮮果差異不大，部分營養物質含量甚至高於新鮮水果。
而這次，它們把心思動到咖啡上！
(影片版權：VTT)
芬蘭 VTT 的科學家從咖啡葉誘導出咖啡癒傷組織，成功培養出大量新鮮咖啡細胞；將它們進行乾燥與烘焙後，獲得的「咖啡細胞粉」就可以被用來沖煮咖啡。
根據 VTT 的說法，「細胞咖啡」聞起來與喝起來都蠻像一般咖啡的。
對了！你有注意到他們是用咖啡的「癒傷組織細胞」而不是「種子細胞」生產咖啡嗎？(不懂差異？有機會我再解釋吧！)
對了！你有注意到他們是用咖啡的「癒傷組織細胞」而不是「種子細胞」生產咖啡嗎？
細胞咖啡還有許多關卡要克服
(2023.12.19 更新) 2021 年 VTT 發布新聞稿，但直到 2023 年實驗細節跟成果終於發表在科學期刊上，我們終於有機會了解更多細節。
根據論文敘述，經過烘焙的咖啡細胞，咖啡因很低，但苦味跟酸味強度跟一般咖啡相近。
目前細胞咖啡香氣種類非常單調。未烘焙的咖啡細胞沖煮後有蜂蜜味跟茶味，烘焙過的沖煮後則是有類似深焙咖啡的焦糖味、烘焙味與煙燻味。
不過分析未烘焙細胞的糖分與胺基酸含量後，研究人員認為仍足夠進行梅納反應，因此細胞咖啡應該還是有發展潛力的。
過去我曾為韓國的植物幹細胞生技公司工作。依我的微弱經驗來看，培養咖啡細胞並不難。
但或許可以改變細胞培養條件模擬高海拔山區的生長壓力 (日夜溫差、日照長短變化)，讓咖啡細胞內累積更多糖份、植化素等有機物質，就有機會在烘焙後獲得更多香氣。
但如何在咖啡細胞的培養系統中，模擬出水洗、日曬、蜜處理、厭氧處理...的風味變化，這我目前可毫無頭緒 。該嘗試把乳酸菌，酵母加進去發酵嗎？
全球氣候暖化，造成許多地方再也不適合種植阿拉比卡咖啡樹，甚至羅布斯塔也受到影響，嚴重危害到全球咖啡供應量。
(懸浮培養中的植物幹細胞。圖片版權：生科人梁智强)
但如何在咖啡細胞的培養系統中，模擬出水洗、日曬、蜜處理、厭氧處理...的風味變化，這我目前可毫無頭緒 。該嘗試把乳酸菌，酵母加進去發酵嗎？
感想
全球氣候暖化，造成許多地方再也不適合種植阿拉比卡咖啡樹，甚至羅布斯塔也受到影響，嚴重危害到全球咖啡供應量。
咖啡產業迫切需要新的咖啡品種或生產模式 (例如垂直農場、分子農場)。雖然「細胞咖啡」距離廣泛應用仍有很長一段路要走，但仍然具有非常大的應用潛力。
如果開發成功？以後想在沙漠中生產翡翠紅標藝伎咖啡，也不是不可能喔！
如果開發成功？以後想在沙漠中生產翡翠紅標藝伎咖啡，也不是不可能喔！
參考資料
- Coffee Consumption By Country 2021. By WORLD POPULATION REVIEW
- Cellular agriculture.By WIKIPEDIA
- Plant cells as food – A concept taking shape. Food Res Int. 2018 May;107:297-305
- Sustainable coffee grown in Finland – the land that drinks the most coffee per capita produces its first tasty cup with cellular agriculture, by VTT website
- J Agric Food Chem. 2023 Nov 29;71(47):18478-18488
