Изменения климата представляют серьезную угрозу для одного из самых любимых напитков в мире – кофе. Поэтому ученые пытаются найти способы сохранить жизнеспособность кофейных деревьев и обеспечить средства к существованию для тех фермеров, которые выращивают эту ценную культуру в беднейших регионах.
"Математик – это машина, перерабатывающая кофе в теоремы" – шутка, которую приписывают венгерскому математику Полу Эрдешу. Однако это меткое выражение подчеркивает, что для многих ученых кофе – не просто вкусовое удовольствие, но и жизненно необходимый стимулятор, пишет журнал Nature.
Именно поэтому будущее кофе вызывает беспокойство у исследователей. В мире ежегодно потребляется около десяти миллионов тонн кофейных зерен, которые в основном приходятся на два сорта: робусту и арабику. Робуста нуждается в обильном количестве воды и чувствительна к засухе, а арабика – еще более нежная. Растение может погибнуть, даже если температура поднимется всего на несколько градусов.
Чтобы смягчить возможные последствия потепления климата, исследователи действуют по нескольким направлениям: они пытаются сделать основные виды кофе более устойчивыми к климатическим изменениям, проводят эксперименты с дикорастущими родственными видами, а также изучают, как с помощью помола и заваривания получать больше вкуса и активных веществ из того же объема кофейных зерен.
Поиск устойчивости в генном фонде
В повышении устойчивости арабики центральное место занимает сохранение генетического разнообразия вида. Для этого правительство Эфиопии создало заповедные зоны, где сохраняется естественный генофонд арабики. Кроме того, в Аддис-Абебе и Джимме в живых коллекциях выращивается более 12 000 растений арабики. Это собрания живых растений, созданные для исследовательских и селекционных работ, в которых можно искать свойства, способные помочь в выведении сортов, лучше переносящих жару и засуху.
Именно это разнообразие правительство Эфиопии считает важной отправной точкой для селекции и генетической модификации сортов. По словам ученых, лучшую приспособляемость арабики обеспечивает ее уникальный генетический материал: клетки арабики содержат четыре полных набора хромосом, в то время как у многих других видов рода Coffea их два. Эта особенность обусловлена происхождением арабики, так как она сформировалась менее 50 000 лет назад в результате естественного скрещивания двух других видов кофе.
По оценкам ученых, это дает основания для сдержанного оптимизма – генетический материал вида может предоставить им достаточно пространства для маневра, чтобы вывести сорта, которые будут лучше переносить жару и засуху.
Поиски новых видов на смену арабике
Однако одного лишь повышения климатической стойкости арабики может оказаться недостаточно. По мере повышения температуры ее выращивание приходится переносить в более высокие и прохладные районы, но мелким фермерам сложно перемещать плантации на новое место. Поэтому ученых интересуют и другие виды кофе, которые лучше переносят меняющиеся условия. Известно, что таких видов насчитывается 134.
Ученый из Королевского ботанического сада Кью в Лондоне Аарон Дэвис, который вместе с коллегами описал около трети всех известных сейчас видов кофе, видит истории успеха в кофейной индустрии зачастую именно в смене выращиваемого вида. В более влажных местах это может означать переход от арабики к робусте, а в других регионах, например, выращивание C. liberica, которая лучше арабики переносит более высокую температуру и не требует так много воды.
Внедрение новых видов до сих пор сдерживалось осторожностью кофейной индустрии. Существуют опасения, что из дикорастущих растений не удастся вывести достаточно урожайные сорта или что их вкус не будет соответствовать ожиданиям потребителей. Например, у вида C. racemosa выделяется сильный шоколадный оттенок, но в напитке также чувствуются мускусные, грибные и травяные ноты. По словам Дэвиса, такой вкус может действовать на людей как Мармайт – популярная в Великобритании соленая паста на основе дрожжей: одни ее обожают, а другие ненавидят.
Впрочем, вкус не всех альтернативных видов кофе настолько непривычен. По словам Дэвиса, зачастую даже профессиональные дегустаторы не способны отличить арабику от C. excelsa или либекса – гибрида C. liberica и C. excelsa. Это дает ученым надежду, что более климатоустойчивые виды могут подойти и потребителям, привыкшим к арабике.
Одним из потенциальных кандидатов является также C. stenophylla, которая была впервые описана в XVIII веке в Западной Африке шведским ботаником, а затем в значительной степени забыта наукой. Этот вид кофе растет в экстремальных условиях, но, по словам Дэвиса, на вкус тем не менее напоминает руандийскую арабику. Задача теперь заключается в том, чтобы вывести из C. stenophylla высокоурожайные сорта, которые к тому же были бы просты в выращивании для фермеров. В то же время ученые ищут способы, как повысить ценность уже имеющегося урожая.
Второе направление исследований касается переработки и приготовления кофе. Специалист по материаловедению из Орегонского университета Кристофер Хэндон изучает, как помол и заваривание влияют на то, какое количество веществ переходит из зерен в напиток. Хэндон и его коллеги обнаружили, что при помоле зерен, охлажденных до температуры ниже нуля градусов, образуются более мелкие частицы, но это не обязательно означает лучший вкус. Мелкие частицы под воздействием электростатических сил склонны слипаться в комки, из-за чего уменьшается площадь их контакта с водой.
Образование комков можно снизить, скорректировав технику помола, например, увлажняя зерна. Удивительно, но в эспрессо может перейти больше желаемых веществ и в том случае, если смолоть зерна более крупно и приготовить кофе при более низком давлении, чем обычно.
По словам Хэндона, химия важна и при изучении альтернативных кофейных растений. Она помогает понять, какие соединения содержат разные виды и как приготовить из них напиток с желаемыми вкусовыми свойствами. Для этого ученые разрабатывают методы, с помощью которых можно было бы определять химический состав кофе. Задача сложная, так как обычная чашка кофе может содержать более 2000 органических соединений.
По этой причине дать научную оценку вкусу кофе тоже непросто: если определение химического состава само по себе является большим вызовом, то еще труднее связать измеряемые показатели с тем, как человек воспринимает вкус кофе.
Таким образом, будущее кофе затрагивает одновременно сельское хозяйство, генетику, химию и вкусовые предпочтения потребителей. Но для ученых на кону стоит нечто большее, чем просто одна сельскохозяйственная культура: исторически именно кофе обострял мысль, поддерживал долгие дискуссии и давал толчок многим открытиям.
Rus.err.ee
