塑造食品未來的關鍵成分第 2 部分

革命性技術——化學品、材料、生命科學、數字化、數據和移動性——的融合將食品系統變成了創新的溫床。 上個月，我討論了美國的歷史和經濟如何與食品緊密相連，以及更廣泛的食品行業面臨的挑戰和存在的新市場機遇； 本月，我將重點關註解決方案以及創新者如何利用革命性技術。

農場的高科技： 科學和分析 突破使研究人員能夠使用無數的基因組合和大量數據來發現新的作物性狀和農業實踐。 例如，生物技術正在創造抗病蟲害的作物； 耐旱、耐高溫、耐洪水； 並含有更多的蛋白質、必需氨基酸和維生素。 這些新作物可以提高產量，並在我們現在無法實現的地方建立農業。 例如，在分析了數百種作物和數百萬個數據點之後，一個工業大學聯盟開發了 Opti-Oat——桂格燕麥生長指南——它允許種植者根據基準評估他們的燕麥作物並修改他們的做法以提高產量和效率。

“全球農業面臨的挑戰是創新方法以少花錢多辦事，”約翰迪爾首席技術官 Jahmy Hindman 博士解釋道。 “這意味著養活快速增長的世界人口，同時減少化肥、水、種子和化學品等投入，以提供更可持續的未來。 迪爾認為，應對這一挑戰的答案在於應用尖端技術和日益智能的機器，從而創造更多數據驅動的農業並實現更明智的決策。” 而且，確實，這樣的解決方案正在擴展。

田間傳感器、無人機偵察以及航空和衛星成像為農業生產者提供了監測田地和分析作物生長和健康狀況的新方法。 智能設備僅在植物需要的時間和地點向植物輸送水和肥料，從而節約了這兩種資源。 人工智能、機器學習和數據分析可以預測產量，深入了解土壤狀況，併計劃何時種植、修剪和收穫。 物聯網和區塊鏈也照亮了從農場到餐桌的供應鏈，實現了有助於確保食品安全和原產地的可追溯性，從而向具有生態意識的消費者保證他們的食品是可持續生產的。

與此同時，自動化農用車輛正在一些地區替代農業勞動力。 一個操作員現在可以運行 Deere 的自動拖拉機車隊。 由於精確的營養配方、可調節的照明和小氣候，蔬菜正在室內農場種植，大小從集裝箱到大型倉庫不等。 這些農場減少了高達 95% 的用水量，不使用殺蟲劑，收穫更頻繁； 與露天作物相比，一些作物在垂直室內農業中每英畝的產量是露地作物的 10 到 20 倍。

新食品，新口味：物理學、合成生物學、生物化學、生物工程、食品和傳感器科學等多個領域的科學家和工程師團隊正在共同努力創造新食品和設計新口味。 他們正在研究食物的多個維度以優化飲食體驗。 味道、質地、咀嚼性和香氣對於實驗室種植和植物性肉類模仿真實事物至關重要； 奶油味是冰淇淋等植物性乳製品的必需品。

“科學有能力從根本上改變我們的飲食方式，使其變得更好，”Motif FoodWorks 首席執行官喬納森·麥金太爾博士說。 “以植物為基礎是這個等式的關鍵。 然而，除非人們真正食用植物性食品，否則它們將永遠不會更有營養或更可持續。 我們正在突破植物性食品的可能性，提供有益於人類和地球的創新。”

考慮到所有這些，人工智能正在評估有關消費者偏好和口味的大量數據，以與感官科學合作開發新口味。 設計師正在設計新穎的口味，結合令人驚訝的食物搭配。 事實上，食品的個性化即將到來，根據一個人的 DNA、年齡、健康狀況和整體偏好定制食品和飲料產品和飲食計劃。

創新和可持續的包裝： 創新者正在創造各種新的食品包裝，例如由蘑菇或海藻製成的可堆肥包裝、包含種子的可種植包裝，甚至是釋放液化二氧化碳的紙瓶或自冷罐₂. 抗菌包裝可防止有害微生物的生長，從而使食物保持新鮮，減少對防腐劑的需求並延長保質期。 智能包裝可以檢測食物何時不再可以安全食用，而智能顏料會改變顏色以指示新鮮度。

打擊食物浪費： 妥善儲存食物可以幫助消費者在變質之前確定何時食用，讓食物保持其良好的味道和營養價值。 一些伊萊克斯冰箱具有智能保鮮技術，可以去除多餘的水分並保持乾燥的空氣進入； 乙烯吸收劑可減少水果和蔬菜排放的導致變質的氣體。 Hazel Technologies 開發了一種包裝內襯，可釋放抗菌蒸汽以減緩農產品上黴菌的生長，以及一種裝有乙烯抑製劑的小袋，可減緩運輸和儲存農產品的老化和腐爛。 NewGem Foods 開發了由滯銷水果和蔬菜泥製成的可食用薄膜，可作為麵包和玉米餅卷的低碳水化合物替代品； 一部電影等於一整份水果或蔬菜。

應對可持續性： 將食物送到餐桌上還涉及水、能源和勞動力。 憑藉其規模和影響力，大公司能夠在其價值鍊和供應商基礎上推動資源節約和可持續性發展。 例如，百事公司正在努力到 100 年以可持續方式採購其使用的 2030% 的關鍵成分； 在高水風險地區，到 15 年，在高水風險地區，將其農業供應鏈的用水效率提高 2030%，實現淨水正向，補充的水量超過公司的用水量； 到 100 年實現 2025% 可回收、可堆肥或可生物降解的產品包裝； 到 75 年，將其價值鏈中直接運營的絕對溫室氣體排放量減少 40% 和 2030%。

“作為一家在 200 多個國家和地區開展業務並使用來自 25 個不同國家的超過 7 萬英畝土地的超過 60 種作物的公司，我們有機會也有責任利用我們的規模和規模來幫助建立更可持續的食品系統，”百事公司執行副總裁兼首席科學官 René Lammers 說。 “我們正在努力建立一個保護地球並積極影響與我們合作和服務的人和社區的食品系統。”

當我縱觀食品科學和技術領域時，我很樂觀地認為，創新者將開發出貫穿食品價值鏈的解決方案，將我們從糧食短缺和糧食生產對地球的威脅的悲劇中解脫出來，轉向糧食的可持續性、安全性和豐富性。