塑造食品未来的关键成分第 2 部分

革命性技术——化学品、材料、生命科学、数字化、数据和移动性——的融合将食品系统变成了创新的温床。 上个月，我讨论了美国的历史和经济如何与食品紧密相连，以及更广泛的食品行业面临的挑战和存在的新市场机遇； 本月，我将重点关注解决方案以及创新者如何利用革命性技术。

农场的高科技： 科学和分析 突破使研究人员能够使用无数的基因组合和大量数据来发现新的作物性状和农业实践。 例如，生物技术正在创造抗病虫害的作物； 耐旱、耐高温、耐洪水； 并含有更多的蛋白质、必需氨基酸和维生素。 这些新作物可以提高产量，并在我们现在无法实现的地方建立农业。 例如，在分析了数百种作物和数百万个数据点之后，一个工业大学联盟开发了 Opti-Oat——桂格燕麦生长指南——它允许种植者根据基准评估他们的燕麦作物并修改他们的做法以提高产量和效率。

“全球农业面临的挑战是创新方法以少花钱多办事，”约翰迪尔首席技术官 Jahmy Hindman 博士解释道。 “这意味着养活快速增长的世界人口，同时减少化肥、水、种子和化学品等投入，以提供更可持续的未来。 迪尔认为，应对这一挑战的答案在于应用尖端技术和日益智能的机器，从而创造更多数据驱动的农业并实现更明智的决策。” 而且，确实，这样的解决方案正在扩展。

田间传感器、无人机侦察以及航空和卫星成像为农业生产者提供了监测田地和分析作物生长和健康状况的新方法。 智能设备仅在植物需要的时间和地点向植物输送水和肥料，从而节约了这两种资源。 人工智能、机器学习和数据分析可以预测产量，深入了解土壤状况，并计划何时种植、修剪和收获。 物联网和区块链也照亮了从农场到餐桌的供应链，实现了有助于确保食品安全和原产地的可追溯性，从而向具有生态意识的消费者保证他们的食品是可持续生产的。

与此同时，自动化农用车辆正在一些地区替代农业劳动力。 一个操作员现在可以运行 Deere 的自动拖拉机车队。 由于精确的营养配方、可调节的照明和小气候，蔬菜正在室内农场种植，大小从集装箱到大型仓库不等。 这些农场减少了高达 95% 的用水量，不使用杀虫剂，收获更频繁； 与露天作物相比，一些作物在垂直室内农业中每英亩的产量是露地作物的 10 到 20 倍。

新食品，新口味：物理学、合成生物学、生物化学、生物工程、食品和传感器科学等多个领域的科学家和工程师团队正在共同努力创造新食品和设计新口味。 他们正在研究食物的多个维度以优化饮食体验。 味道、质地、咀嚼性和香气对于实验室种植和植物性肉类模仿真实事物至关重要； 奶油味是冰淇淋等植物性乳制品的必需品。

“科学有能力从根本上改变我们的饮食方式，使其变得更好，”Motif FoodWorks 首席执行官乔纳森·麦金太尔博士说。 “以植物为基础是这个等式的关键。 然而，除非人们真正食用植物性食品，否则它们将永远不会更有营养或更可持续。 我们正在突破植物性食品的可能性，提供有益于人类和地球的创新。”

考虑到所有这些，人工智能正在评估有关消费者偏好和口味的大量数据，以与感官科学合作开发新口味。 设计师正在设计新颖的口味，结合令人惊讶的食物搭配。 事实上，食品的个性化即将到来，根据一个人的 DNA、年龄、健康状况和整体偏好定制食品和饮料产品和饮食计划。

创新和可持续的包装： 创新者正在创造各种新的食品包装，例如由蘑菇或海藻制成的可堆肥包装、包含种子的可种植包装，甚至是释放液化二氧化碳的纸瓶或自冷罐₂. 抗菌包装可防止有害微生物的生长，从而使食物保持新鲜，减少对防腐剂的需求并延长保质期。 智能包装可以检测食物何时不再可以安全食用，而智能颜料会改变颜色以指示新鲜度。

打击食物浪费： 妥善储存食物可以帮助消费者在变质之前确定何时食用，让食物保持其良好的味道和营养价值。 一些伊莱克斯冰箱具有智能保鲜技术，可以去除多余的水分并保持干燥的空气进入； 乙烯吸收剂可减少水果和蔬菜排放的导致变质的气体。 Hazel Technologies 开发了一种包装内衬，可释放抗菌蒸汽以减缓农产品上霉菌的生长，以及一种装有乙烯抑制剂的小袋，可减缓运输和储存农产品的老化和腐烂。 NewGem Foods 开发了由滞销水果和蔬菜泥制成的可食用薄膜，可作为面包和玉米饼卷的低碳水化合物替代品； 一部电影等于一整份水果或蔬菜。

应对可持续性： 将食物送到餐桌上还涉及水、能源和劳动力。 凭借其规模和影响力，大公司能够在其价值链和供应商基础上推动资源节约和可持续性发展。 例如，百事公司正在努力到 100 年以可持续方式采购其使用的 2030% 的关键成分； 在高水风险地区，到 15 年，在高水风险地区，将其农业供应链的用水效率提高 2030%，实现净水正向，补充的水量超过公司的用水量； 到 100 年实现 2025% 可回收、可堆肥或可生物降解的产品包装； 到 75 年，将其价值链中直接运营的绝对温室气体排放量减少 40% 和 2030%。

“作为一家在 200 多个国家和地区开展业务并使用来自 25 个不同国家的超过 7 万英亩土地的超过 60 种作物的公司，我们有机会也有责任利用我们的规模和规模来帮助建立更可持续的食品系统，”百事公司执行副总裁兼首席科学官 René Lammers 说。 “我们正在努力建立一个保护地球并积极影响与我们合作和服务的人和社区的食品系统。”

当我纵观食品科学和技术领域时，我很乐观地认为，创新者将开发出贯穿食品价值链的解决方案，将我们从粮食短缺和粮食生产对地球的威胁的悲剧中解脱出来，转向粮食的可持续性、安全性和丰富性。