Ключевые ингредиенты, формирующие будущее продуктов питания, часть 2

Конвергенция революционных технологий — химикатов, материалов, наук о жизни, цифровизации, данных и мобильности — превратила пищевые системы в очаг инноваций. В прошлом месяце, я обсудил, как история и экономика Америки тесно переплетаются с пищевыми продуктами, наряду с проблемами, стоящими перед более широкими пищевыми отраслями, и новыми существующими рыночными возможностями; в этом месяце я сосредоточусь на решениях и на том, как новаторы используют революционные технологии.

Высокие технологии на ферме: Научно-аналитический Прорывы позволяют исследователям работать с бесчисленными комбинациями генов и огромными объемами данных, чтобы открывать новые свойства сельскохозяйственных культур и методы ведения сельского хозяйства. Биотехнология, например, позволяет создавать культуры, устойчивые к вредителям и болезням; засухо-, жаро- и затопление; и с большим количеством белка, незаменимых аминокислот и витаминов. Эти новые культуры могли бы повысить урожайность и создать сельское хозяйство там, где мы не можем сейчас. Например, после анализа сотен культур и миллионов точек данных консорциум промышленности и университета разработал Opti-Oat — руководство по выращиванию овса Quaker, которое позволяет производителям сравнивать свои культуры овса с эталонными показателями и изменять свои методы для повышения урожайности и эффективности.

«Задача глобального сельского хозяйства состоит в том, чтобы найти инновационные способы делать больше с меньшими затратами, — пояснил главный технический директор John Deere д-р Джами Хиндман. «Это означает накормить быстрорастущее население мира при одновременном сокращении таких ресурсов, как удобрения, вода, семена и химикаты, чтобы обеспечить более устойчивое будущее. Deere считает, что ответ на этот вызов заключается в применении передовых технологий и все более интеллектуальных машин, которые создают более управляемое данными сельское хозяйство и позволяют принимать более разумные решения». И, действительно, такие решения масштабируются.

Сенсоры на полях, дроны-разведчики, а также аэрофотосъемка и спутниковая съемка дают сельскохозяйственным производителям новые способы наблюдения за полями и анализа роста и состояния урожая. Интеллектуальное оборудование доставляет растениям воду и удобрения только тогда и там, где они в них нуждаются, сохраняя оба ресурса. Искусственный интеллект, машинное обучение и аналитика данных могут прогнозировать урожайность, получать информацию о состоянии почвы и планировать, когда сажать, обрезать и собирать урожай. Интернет вещей и блокчейн также освещают цепочку поставок «от фермы до стола», обеспечивая прослеживаемость, которая помогает обеспечить безопасность пищевых продуктов и происхождение, что гарантирует экологически сознательным потребителям, что их продукты питания были произведены с соблюдением принципов устойчивого развития.

Между тем, в некоторых регионах автоматизированные сельскохозяйственные машины заменяют сельскохозяйственный труд. Теперь один оператор может управлять парком автономных тракторов Deere. Овощи выращивают на закрытых фермах размером от транспортного контейнера до огромного склада благодаря точным формулам питательных веществ, регулируемому освещению и микроклимату. Эти фермы сократили потребление воды на 95%, не используют пестициды и чаще собирают урожай; некоторые культуры получают в 10–20 раз больше урожая с акра при вертикальном выращивании в закрытом грунте по сравнению с посевами в открытом грунте.

Новые продукты, новые вкусы: группы ученых и инженеров в различных областях, включая физику, синтетическую биологию, биохимию, биоинженерию, пищевые и сенсорные науки, работают вместе над созданием новых продуктов питания и разработкой новых вкусов. Они изучают множество аспектов пищи, чтобы оптимизировать процесс приема пищи. Вкус, текстура, жевательность и аромат необходимы для того, чтобы выращенное в лаборатории и растительное мясо имитировало настоящее; кремообразность является обязательным условием для растительных молочных продуктов, таких как мороженое.

«Наука способна радикально изменить наше питание к лучшему», — сказал д-р Джонатан Макинтайр, генеральный директор Motif FoodWorks. «Растительная основа — ключ к этому уравнению. Тем не менее, растительная пища никогда не будет более питательной или устойчивой, если люди не будут ее есть. Мы раздвигаем границы возможного в продуктах растительного происхождения, предлагая инновации, которые принесут пользу людям и планете».

Имея все это в виду, искусственный интеллект оценивает огромные объемы данных о предпочтениях и вкусах потребителей, чтобы разрабатывать новые вкусы в сотрудничестве с сенсорными науками. Дизайнеры разрабатывают новые вкусы, которые сочетают в себе удивительные сочетания продуктов. На самом деле, персонализация еды не за горами, с индивидуальными продуктами питания и напитками и планами диеты, основанными на ДНК человека, возрасте, состоянии здоровья и общих предпочтениях.

Инновационная и экологичная упаковка: Новаторы создают все виды новой упаковки для пищевых продуктов, например, компостируемую упаковку из грибов или морских водорослей, упаковку для растений, содержащую семена, и даже бумажные бутылки или самоохлаждающиеся банки, выделяющие сжиженный CO.₂. Антимикробная упаковка предотвращает рост вредных микробов, что сохраняет продукты свежими, снижает потребность в консервантах и ​​продлевает срок годности. Умная упаковка может определить, когда продукты больше небезопасны для употребления, а интеллектуальные пигменты меняют цвет, указывая на свежесть.

Атака на пищевые отходы: Правильное хранение продуктов питания может помочь потребителям определить, когда их есть, прежде чем они испортятся, что позволит продуктам сохранить свой хороший вкус и пищевую ценность. В некоторых холодильниках Electrolux используется интеллектуальная технология более свежего воздуха, которая удаляет лишнюю влагу и предотвращает попадание сухого воздуха; а поглотитель этилена уменьшает выделение газа фруктами и овощами, вызывающего их порчу. Hazel Technologies разработала упаковочный вкладыш, который выделяет противомикробные пары для замедления роста плесени на продуктах, а также пакет-саше с ингибиторами этилена, который замедляет старение и разложение отправляемых и хранящихся продуктов. NewGem Foods разработала съедобные пленки, сделанные из пюре из непродаваемых фруктов и овощей, которые служат низкоуглеводной альтернативой хлебу и оберткам из лепешек; один фильм равен полной порции фруктов или овощей.

Обеспечение устойчивого развития: Доставка еды к столу также требует воды, энергии и труда. С их масштабом и охватом крупные компании могут обеспечить экономию ресурсов и устойчивость по всей цепочке создания стоимости и в базе поставщиков. Например, PepsiCo работает над тем, чтобы к 100 году обеспечить 2030 % основных ингредиентов, которые она использует; в зонах высокого риска воды повысить эффективность водопользования на 15% в своей цепочке поставок сельскохозяйственной продукции и стать положительной чистой водой, восполняя больше воды, чем компания использует, в зонах высокого риска воды к 2030 году; к 100 году добиться полной переработки, компостирования или биоразлагаемой упаковки продуктов; и сократить абсолютные выбросы парниковых газов при прямых операциях на 2025% и на 75% по всей цепочке создания стоимости к 40 году.

«Как компания, которая ведет бизнес в более чем 200 странах и территориях и использует более 25 культур, собранных на площади более 7 миллионов акров в 60 разных странах, у нас есть возможность и ответственность использовать наши размеры и масштабы, чтобы помочь создать более устойчивое производство продуктов питания. системы», — сказал Рене Ламмерс, исполнительный вице-президент и главный научный сотрудник PepsiCo. «Мы стремимся создать продовольственную систему, которая сохранит планету и положительно повлияет на людей и сообщества, с которыми мы работаем и обслуживаем».

Глядя на ландшафт пищевой науки и технологий, я с оптимизмом смотрю на то, что новаторы разработают решения по всей цепочке создания стоимости продуктов питания, которые помогут нам перейти от трагедии нехватки продовольствия и угрозы производства продуктов питания для планеты к устойчивости, безопасности и изобилию продуктов питания.