资本实验室·今日创新观察
聚焦前沿科技创新与传统产业升级
李鑫
人类自诞生以来，就一直在解决两个根本性的问题：吃什么，怎么吃。
于是，从茹毛饮血，到刀耕火种，再到大规模种植与工厂化畜牧，我们的农业与食品体系已经发生了翻天覆地的变革。
但是，变革不会终止。随着人口的不断增长、环境的日益破坏，以及消费习惯的改变等诸多因素的共同作用，人类继续在反思：在未来，应该吃什么？应该怎么吃？
可以肯定的是：在未来，食品的生产与供应方式将与我们当前的认知截然不同。当各种新兴技术得以应用，我们将看到“后动物生物经济”的出现。
这也将是一个3D打印、机器人、人造肉、人工智能、区块链、垂直农场、个性化营养和细胞农业等技术大行其道的时代，甚至会对现行的传统农业和畜牧业产生消亡式的替代。不管怎样，未来的食品技术一定不会是现在的面貌。
1.3D打印将改变食物加工方式
随着3D打印技术的快速发展，食品3D打印成为一些初创公司和科研机构的研发方向。
尽管我们已经可以3D打印饼干、巧克力、披萨等食品，但3D打印食品还处于早期发展阶段，设备价格、打印原材料、打印速度、食品种类等因素都制约着3D打印食品技术的发展。
一旦3D打印技术得到完善，该技术将为食品在未来的形状、质地、成分以及最终的口味提供无限的可能性，我们也将可以根据自己的具体需求和口味定制菜肴。
荷兰研究机构TNO在过去几年内一直在研究3D打印食品和药物。TNO认为这项技术将受到食品生产商、零售商和消费者的欢迎。但这是否会与机器人厨师产生竞争，只能靠时间来证明了。
此外，3D打印将大大减少“传统”烹饪产生的时间和食材浪费，并可用于推广健康的高科技食品，并彻底重新定义我们如何制作“食谱”。
2.机器人厨师将改变现有的烹饪方式
机器人技术是另一项有望引发厨房革命的技术。
2015年，美国机器人公司Moley Robotics开发了世界上第一个机器人厨房和机器人厨师Moley，由两个可以自由移动的机械手臂组成。Moley可以模仿人类双手的动作，可抓住食材、调味品、灶具、餐具等物品，从而进行食材处理、烹饪、装盘等工序。
Moley公司的革命性机器人厨房不仅仅只是自动化烹饪，同时也是一个食谱图书馆，收集世界各地著名厨师的美食食谱，包括配料清单、流程说明、还包括厨师完整而准确的动作视频。Moley会完全按照这些大厨的烹饪流程来制作食物。
用户可以通过APP远程访问机器人厨房，并确定菜谱。用户到家后，即可享受美味的晚餐。
目前，该技术价格不菲，每个机器人厨房需要花费1.5万美元。从长远来看，随着机器人技术的发展，价格会大幅下降。
3.HPP技术可将食品保质期延长10倍
如何延长保质期而不影响食品的口味和质量是食品生产商关心的主要问题之一。
熏制、风干、腌制（盐、糖）、发酵等技术是我们自古以来延续至今还在使用的食物保存的方法。
19世纪后，化学和微生物技术的发展为食品储存提供了新的方法，并彻底改变了食品加工、包装和运输的方式。
超高压处理技术（High-Pressure Processing，HPP）是当前一种非常有潜力的冷灭菌技术，通过将密封包装的食品放入液体介质中，在高压环境（300-600MPa）中静置一段时间，达到杀菌的目的。
HPP技术的工作原理就是高压会使细菌蛋白质变性、凝固。在300-600 MPa的高压环境下，可以杀死果汁中几乎所有的细菌、霉菌和酵母菌。
由于不需要热处理、辐射和化学防腐剂，HPP技术的高压和低温环境能够保持食品原有的口感和营养特性，并在整个保质期内保持最初的新鲜度。
在不久的将来，HPP技术可以将食品的保质期延长10倍，这将极大地减少食品浪费。
4.自动化机械将替代成千上万的工人
随着自动化机械和人工智能技术引入食品生产领域，工厂对人类员工的需求已经越来越少了。
荷兰科技公司Aris专门从事农产品领域机器人和机器视觉系统的开发、生产、安装和服务。
Aris公司研发的AQS创新食品加工系统，利用机器视觉技术，可以高效且精准地对肉鸡（及其他动物）的形状、尺寸、颜色和其他特性进行分级和分类。AQS系统可在一小时内处理超过12,000只鸡，大大提高了食品加工效率。
AQS系统使用相机系统和软件来检测食品样品上的一系列变化，还会记录产品轮廓偏差，例如异常颜色、断裂的翅膀或缺少的部分等，甚至可以随着时间的推移，实现自我学习和进化。
Aris还设计了其他类似的系统，以极高的速度对兰花、盆栽植物和其他幼苗进行分级。
这些自动化设备由于具有更高的准确性，并且可以在不需要休息的情况下不知疲倦地工作，可以完全取代人类员工。
5.人造肉将替代传统畜牧业
目前，科技公司已经可以在实验室内培育肉类：通过从健康的牲畜身上提取干细胞，并在实验室内进行培育。
这种肉有多种名称，“人造肉”、“清洁肉”、“试管肉”等，而这种技术可以使肉类生产成为可持续工程的一种新形式。
人造肉可以大大降低大型畜牧业对环境的影响。据估算，如果该技术大规模普及，温室气体的排放，特别是甲烷，将会减少96%。
美国初创公司Just Meat是人造肉领域的代表之一。公司表示2018年，其人造肉产品将出现在美国和亚洲国家的各大餐厅，第一批人造肉产品包括鸡块、香肠和鹅肝。
与传统的畜牧业相比，目前人造肉的价格还很昂贵，生产450克牛肉，大约花费2400美元。随着技术的成熟和效率的提高，这些成本将会大幅下降。
6.昆虫蛋白将替代畜牧业的动物蛋白
在很多国家，昆虫是居民日常饮食中蛋白质的重要来源。昆虫含有约60％的蛋白质、丰富的维生素B12、比牛奶还多的钙，以及比菠菜更多的铁，可以为身体提供所有必需的氨基酸。
另外，与传统畜牧业相比，昆虫养殖需要的空间、水和排放的温室气体也更少。据测算，455升水只能产生6克牛肉，却能生产72克蟋蟀。
目前很多科技初创公司也将目光瞄准了昆虫蛋白。例如，成立于2014年的美国食品科技公司Exo，已经向市场推出了添加蟋蟀蛋白粉的蛋白质能量棒产品。
公司目前销售的蟋蟀蛋白棒有四种口味：可可味、花生酱果冻味、苹果肉桂味和蓝莓香草味。这种不含麸质的蛋白棒每条售价3美元。
未来，新兴的昆虫蛋白行业将吸引更多的农民、厨师和创业者，昆虫蛋白可能会像牛肉一样受到欢迎。
7.植物蛋白是蛋白质供应的未来
虽然猪、牛、羊、蛋和鱼等是很好的蛋白质来源，但是存在脂肪含量高、环境污染大等问题，而植物性蛋白质的影响则小得多。
但植物蛋白也有很多缺点，植物蛋白并不能提供人体需要的某些氨基酸，并且往往缺乏维生素B12。不过，这些都可以通过其它方式进行补充。
Impossible Foods、Beyond Meat等美国初创公司利用大豆、小麦、土豆等为原材料，并添加植物血红素等物质，按特定比例合成出人造肉，其视觉效果和口感与真正的肉类相差无几。
这些植物基人造肉公司也获得了风险资本的关注，比尔·盖茨、理查德·布兰森、李嘉诚、谷歌公司，以及嘉吉、泰森食品等食品巨头都对该领域进行了投资。
8.细胞牛奶与细胞农业
细胞农业是近年来兴起的一种新技术，是建立在细胞培养之上的农业生产手段，而不是像传统农场那样的大规模生产方式。
细胞农业产品在外观上与从动物收获的食物基本相同，但生产方式大不相同。
例如，美国初创科技公司Perfect Day就是利用细胞技术制造出由“细胞”生产的牛奶，且口味和真实牛奶相差无几。
基于基因技术，Perfect Day将特定的DNA基因片段植入酵母细胞，重组后的酵母细胞就可以产生牛奶中的相关蛋白质。
通过在大型发酵罐中营养液的培育，酵母细胞进行发酵并通过新陈代谢生成大量代谢产物——牛乳蛋白质等，进而通过技术手段将这些蛋白质分离出来，加入矿物质、水、植物脂肪等成分，最终形成“细胞牛奶”。
9.垂直农场的崛起
随着越来越多的人进入城市，土地将成为人类居住空间和农业生产的争夺焦点。垂直农场可能是大规模农业的未来。
垂直农场的概念并不新鲜，很久之前，就有人提出屋顶花园将会升级为农业的未来的观点。
在过去十多年里，全球已经建立起很多垂直农场。例如，韩国、日本、新加坡、美国都在旧工业建筑的基础上建立起垂直农场，日本已经拥有50多个大型垂直农场。
这些农场通常采用两种方法：水培法（植物在富含营养素的水中生长）或气雾栽培（利用喷雾装置将营养液雾化，喷射到植物祼露根部）。
相比传统农业，垂直农场占地将会最小化，可实现全年耕作，而且将淘汰各种农药或化学品。
10.区块链推动农业供应链变革
作为一个分布式的公共账本系统，区块链有可能使农业供应链中的每一笔交易都具有透明度、可追溯性、可验证性、并且无需第三方监督。
在过去，因为食品供应链问题导致的麻烦太多太多，例如去年美国爆发的沙门氏菌感染事件，政府经过几个月的调查，才最终确定污染源来自从墨西哥进口的木瓜。再如，2013年欧洲市场利用马肉充当牛肉的丑闻。
如果采用区块链系统记录和追踪整个食品供应链中的交易情况，上述问题就可以轻松解决。
区块链的可追溯性，可以在食品问题大规模爆发之前迅速解决，特别是对于主要污染源的排查,就像排查单一供应商一样简单。
据福布斯报道，使用区块链系统可以在2秒内追踪特定食品的准确农场供应商，而使用传统的方法通常需要6天才能完成。
目前沃尔玛、雀巢和联合利华等食品巨头已经与IBM合作将区块链应用于其食品供应链追踪和溯源。
11.基于基因研究的个性化营养
个性化营养是指根据个人基因构成，确定人体对不同食物产生的反应，来定制个性化饮食的概念。
这一概念并不新鲜，有些公司已经开始为用户提供个性化饮食服务。但对于普通大众来说，营养基因组学还处在起步阶段，大规模普及还是件很遥远的事情。
目前，例如英国基因检测公司DNAFit、加拿大生物科技公司Nutrigenomix和美国食品电商公司Habit等初创企业都在为用户提供基于个人DNA分析的定制化、个性化饮食服务。
研究人员一直在研究一些人的独特基因组成以及他们对某些食物异于他人的反应。例如，有些人比其他人能够更有效地吸收某些必需营养素。
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