
中國飲料檸檬史:十年沉浮,酸倒一地,成就一片!
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文|35斗(ID:vcearth),編譯|李薇羽、羅建軍
瑞士銀行首席投資辦公室(UBS Chief Investment Office,簡稱UBS)今年七月發(fā)布了一項(xiàng)研究報(bào)告,系統(tǒng)剖析了當(dāng)下農(nóng)業(yè)及食品行業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)趨勢,35斗對這份名為《食物革命:糧食的未來和我們面臨的挑戰(zhàn)》的報(bào)告進(jìn)行了編譯。
城市農(nóng)業(yè)和垂直農(nóng)業(yè)屬于創(chuàng)新的解決方案,并開始在世界范圍內(nèi)獲得吸引力。它們可以以商業(yè)生產(chǎn)的形式出現(xiàn)在辦公室或超市頂部的天空農(nóng)場、公共分配區(qū)(比如由于空間不足而位于草坪邊緣)、公園和花園的可食用邊界、建筑物上的生活墻,以及為支持弱勢社區(qū)而設(shè)立的社會(huì)食品項(xiàng)目。
這些技術(shù)的核心是利用照明系統(tǒng)的創(chuàng)新,使植物能夠快速生長,并提高營養(yǎng)特性。垂直農(nóng)業(yè)在土地稀缺且價(jià)格昂貴的城市地區(qū)更能凸顯其價(jià)值。在這個(gè)系統(tǒng)中可以種植的經(jīng)濟(jì)作物種類正在增加;
與此同時(shí),設(shè)施開發(fā)的相關(guān)成本正在下降——這使得它們在世界各地的許多城市變得越來越普遍。例如,2018年6月,Crop One控股公司與阿聯(lián)酋航空餐飲公司合作,創(chuàng)建了世界上最大的垂直農(nóng)場(13萬平方英尺),該農(nóng)場將于2019年底在迪拜開業(yè)。
總的來說,這一技術(shù)發(fā)展是為了減少資源浪費(fèi),與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比,它帶來了巨大的環(huán)境效益,具體包括:
與傳統(tǒng)的田間種植相比,減少了95% - 99%的用水量,沒有農(nóng)業(yè)徑流(據(jù)了解,廢水是可飲用的);
所需種植面積大大減少(農(nóng)場垂直堆放在工業(yè)建筑內(nèi));
零殺蟲劑、除草劑或殺菌劑(沒有土壤的封閉環(huán)境) 的使用,更少使用化肥(植物使用的劑量是很小的,沒有過量或浪費(fèi)肥料)。
反對垂直農(nóng)業(yè)的人經(jīng)常提到能源使用,特別是碳足跡——因?yàn)榇蠹s70%的垂直農(nóng)業(yè)會(huì)伴隨著大量電源的使用。但在我們看來,LED技術(shù)在持續(xù)進(jìn)步,所以有望在未來幾年繼續(xù)降低成本。
此外,這些成本必須與人們盡可能“本地化”飲食的好處一起考慮:更少的食品運(yùn)輸里程(新鮮農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)木嚯x)意味著城市人口會(huì)獲得更新鮮的食品,這鼓勵(lì)我們消費(fèi)應(yīng)季食品,并減少有害包裝的過度使用。
在未來10年,技術(shù)發(fā)展會(huì)允許我們制造出替代肉類、魚類、蛋類和乳制品的食品,它們具有更低的碳足跡,而且不需要屠宰動(dòng)物,因而成為一種可行的商業(yè)選擇。例如,《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》(2011)雜志上的一篇文章表示:實(shí)驗(yàn)室里研發(fā)的肉類可以減少78-96%農(nóng)業(yè)造成的溫室氣體排放量,同時(shí)減少99%的土地使用。
實(shí)驗(yàn)室培育的或者說“培養(yǎng)”肉類,可以成為真正的肉類和植物性產(chǎn)品之間的橋梁。位于荷蘭的Mosa Meat公司利用細(xì)胞自我繁殖技術(shù)生產(chǎn)出一種“動(dòng)物性”產(chǎn)品,同時(shí)避免對繁殖、飼養(yǎng)和屠宰大量動(dòng)物的需要。科學(xué)家們從動(dòng)物比如牛、豬、雞和海洋生物等身上然后把它們放在生長介質(zhì)中的生物反應(yīng)器中,產(chǎn)生“培養(yǎng)肉”。
雖然目前的科學(xué)技術(shù)還不能使人造肉達(dá)到“上等牛排”的口感,但漢堡、雞塊和肉丸等加工肉類廣受好評,有望在五年內(nèi)在超市上架銷售。其他公司如Singapore’s Shiok Meats正專注于生產(chǎn)以細(xì)胞為基礎(chǔ)培養(yǎng)的海鮮,科學(xué)家們在實(shí)驗(yàn)室中復(fù)制蝦的干細(xì)胞,以制造可食用的組織。科學(xué)家最終的目標(biāo)是培養(yǎng)這些細(xì)胞直到它們長出大片的肌肉組織,只是這一設(shè)想還沒有實(shí)現(xiàn),好幾家公司都強(qiáng)調(diào)了復(fù)制真正肉類的質(zhì)地和形狀所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)。
此外,價(jià)格也是當(dāng)下面臨的難題之一。在美國,牛肉末的價(jià)格約為每磅5美元,而實(shí)驗(yàn)室培育的人造牛肉價(jià)格約為每磅100美元(而Beyond Burger的價(jià)格為每磅12美元)。
但隨著私人投資和需求的增加,這一差距無疑將會(huì)縮小;2017年3月,Memphis Meats公司告訴《華爾街日報(bào)》,他們已經(jīng)將一磅細(xì)胞培養(yǎng)雞肉的價(jià)格降到了9000美元/磅,僅僅一年之后,該公司的首席執(zhí)行官就宣布價(jià)格已經(jīng)降到了1000美元/磅以下(《華盛頓郵報(bào)》,2019年)。
關(guān)于這些“新型肉類”的另一場斗爭,旨在防止企業(yè)將“肉類”一詞用于傳統(tǒng)飼養(yǎng)肉類以外的任何東西。這場斗爭已經(jīng)轉(zhuǎn)向政治層面,一些司法管轄區(qū)已經(jīng)提出或通過了相關(guān)立法。不過,肉類行業(yè)的大公司本身也在大力投資于肉類創(chuàng)新,將其作為外包研發(fā)的一種形式;瑞士肉類加工巨頭貝爾食品集團(tuán)(Bell Food Group)就是一個(gè)例子。
近年來,本地食品運(yùn)動(dòng)已成為世界各地出現(xiàn)的優(yōu)質(zhì)食品行業(yè)的一個(gè)引人注目的組成部分。它產(chǎn)生于對種植自己食物的人的誠信進(jìn)行評估的愿望,并將這一過程視為確保更健康、更安全、更環(huán)保的可持續(xù)食物不可或缺的一部分。
在城市地區(qū)興起小農(nóng)市場本身就是一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng),但有機(jī)食品被視為這一更廣泛趨勢的一部分。然而,有機(jī)農(nóng)業(yè)傾向于極化思維。一個(gè)陣營認(rèn)為,廣泛采用有機(jī)食品將使世界上一半的人挨餓,而另一個(gè)陣營則認(rèn)為有機(jī)食品對健康飲食至關(guān)重要。所以關(guān)鍵問題在于,有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品是代表了一種必需品,還是僅僅是消費(fèi)者的一種可取的選擇。
隨著我們對滲透在日常生活中的毒素和致癌物了解加深,許多消費(fèi)者對有機(jī)和生物產(chǎn)品的信任似乎正在增強(qiáng)。
高價(jià)值消費(fèi)者對食品安全和營養(yǎng)質(zhì)量的擔(dān)憂,以及對產(chǎn)品品牌和營銷方式創(chuàng)新的擔(dān)憂,正在降低這些產(chǎn)品的需求彈性。
另外,反對有機(jī)食品的一個(gè)主要理由是有機(jī)食品的產(chǎn)量較低。在有機(jī)部門的背景下,這個(gè)問題似乎不太相關(guān),因?yàn)橛袡C(jī)部門正越來越多地受益于與非有機(jī)農(nóng)民一樣的數(shù)字和精確技術(shù)。正如我們在之前提到的,另一個(gè)擔(dān)憂是,只選擇有機(jī)產(chǎn)品的消費(fèi)者將錯(cuò)過種子科學(xué)家新一代創(chuàng)新的許多好處。
微藻是一類在陸地、海洋分布廣泛,營養(yǎng)豐富、光合利用度高的自養(yǎng)植物,細(xì)胞代謝產(chǎn)生的多糖、蛋白質(zhì)、色素等,使其在食品、醫(yī)藥、基因工程、液體燃料等領(lǐng)域具有很好的開發(fā)前景。
藻類個(gè)體大小懸殊,其中,只有在顯微鏡下才能分辨其形態(tài)的微小藻類類群被人們稱為微藻(microalgae),故此微藻不是一個(gè)分類學(xué)上的名稱。
根據(jù)世界糧農(nóng)組織(2016)的數(shù)據(jù),每年消費(fèi)的海鮮中有50%來自人工養(yǎng)殖。并且預(yù)計(jì)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)將持續(xù)繁榮——到2026年產(chǎn)量或?qū)⒃鲩L34%。在各方因素的影響下,飼料供應(yīng)業(yè)便產(chǎn)生了巨大的壓力(飼料供應(yīng)主要由飼料魚、大豆和其他谷物構(gòu)成)。每年從野外捕撈的2000萬噸飼料中,約90%被磨成粉或油,用于養(yǎng)殖供人們食用的魚類(Tim Cashion, Frédéric Le Manach, Dirk Zeller, Daniel Pauly, 2017)。
這個(gè)現(xiàn)狀促使研究人員試圖制造一種替代品,它會(huì)提供飼料魚中存在的營養(yǎng)成分,這在經(jīng)濟(jì)上是可行的,也不會(huì)耗盡人類直接依賴的糧食等資源。藻類可能是這種一種可行的脂肪酸替代來源。工業(yè)研究表明,藻類的生長速度比陸生植物快10倍,而生產(chǎn)等量生物量所需的土地少于十分之一。
只是要想取代每年2200萬噸的野生水產(chǎn)養(yǎng)殖魚類,就需要大量生產(chǎn)微藻。生產(chǎn)成本也應(yīng)下調(diào),因?yàn)檗r(nóng)民會(huì)選擇充足和更便宜的糧食。根據(jù)Leslie Nemo在《科學(xué)美國人》(science American, 2019)上發(fā)表的一篇文章,提高產(chǎn)量的其他內(nèi)在障礙是確定脂肪酸(如omega-3)的正確比例,以及模擬魚油中發(fā)現(xiàn)的自然平衡。
研究人員必須找到完美的藻類或酵母菌菌株,并喂給它們合適的發(fā)酵劑,這樣相關(guān)微生物就能按比例生產(chǎn)出所有東西,或者它們必須結(jié)合各種來源的脂肪酸,這些要求都使得協(xié)調(diào)生產(chǎn)更加困難。此外,替代飼料精煉廠再生產(chǎn)過程中的溫室氣體排放量也是個(gè)問題。
我們認(rèn)為,克服這些障礙對于滿足人類的需要將是至關(guān)重要的,且不會(huì)增加過度捕撈和氣候變化對海洋生態(tài)系統(tǒng)的壓力。
我們似乎正處在一個(gè)重大變革的風(fēng)口上,不僅是在生產(chǎn)力方面,而且在如何、在何處、何時(shí)種植糧食等基本問題上都面臨著挑戰(zhàn)。初創(chuàng)企業(yè)各大公司擁有一系列技術(shù)創(chuàng)新,通過將數(shù)字解決方案集成到農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中,提高了營養(yǎng)物質(zhì)和其他投入的精確應(yīng)用度,即 “農(nóng)業(yè)4.0”。
這樣做的同時(shí),盡量減少對土壤的破壞,提高無人機(jī)技術(shù)在陸地和空中的使用,加強(qiáng)動(dòng)植物遺傳、營養(yǎng)和健康,以提高生產(chǎn)力。
過去十年對這些技術(shù)投資的增加最能說明這種機(jī)會(huì)的重要性。2008年,農(nóng)業(yè)科技的投資總額估計(jì)為1億美元。畢馬威會(huì)計(jì)師事務(wù)所(KPMG, 2019)的數(shù)據(jù)顯示,到2018年,這一數(shù)字升至42億美元。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)已經(jīng)在幫助農(nóng)民和食品生產(chǎn)商找到用更少的錢實(shí)現(xiàn)更大增長的創(chuàng)新方式。
隨著城市化降低了農(nóng)村勞動(dòng)力,新技術(shù)將對減輕剩余農(nóng)民的工作量至關(guān)重要。操作將遠(yuǎn)程化,流程將自動(dòng)化,風(fēng)險(xiǎn)將由機(jī)器識別,問題將通過向中央指揮中心鍵入命令來解決。在未來,農(nóng)民的技能將越來越多地是技術(shù)和生物能力的結(jié)合,而不是純粹的農(nóng)業(yè)知識。
好消息是農(nóng)民們已經(jīng)習(xí)慣了技術(shù)。然而,阿德里安·珀西(2018)認(rèn)為,脫節(jié)的現(xiàn)象仍然存在。他認(rèn)為,除非我們找到一個(gè)讓農(nóng)民參與農(nóng)業(yè)科技的價(jià)值主張,否則他們(理所當(dāng)然地)仍將對新產(chǎn)品持懷疑態(tài)度。科技的責(zé)任在于證明數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步不僅僅是環(huán)保的小把戲。人們需要使用更少的人力生產(chǎn)更多、更高質(zhì)量的食品。將這些產(chǎn)品推向市場的企業(yè)家需要積極地從他們想要幫助的用戶那里收集反饋。
連通性差和缺乏綜合的實(shí)際解決方案是數(shù)字化滯后的另一個(gè)原因。此外,機(jī)器人機(jī)器的成本仍然高得讓人望而卻步,而像無人機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域這樣的尖端解決方案成本高昂,而且學(xué)習(xí)難度大。
盡管農(nóng)業(yè)科技還未盡善盡美,但是情況在不停地變化,我們將在下文中繼續(xù)討論。
拖拉機(jī)制導(dǎo)和自動(dòng)駕駛技術(shù)已經(jīng)成熟,但是無人駕駛的自動(dòng)拖拉機(jī)要想成為普遍使用的拖拉機(jī)還需要很長的時(shí)間。監(jiān)管、高傳感器成本和信任缺乏才是主要限制因素,而不是技術(shù)本身。
然而,智能工具的崛起正在加快步伐。事實(shí)上,先進(jìn)的視覺技術(shù)是源于機(jī)器學(xué)習(xí)(即深度學(xué)習(xí))。
在這里,機(jī)器學(xué)會(huì)區(qū)分作物和雜草,因?yàn)楣ぞ呤茄刂锏乩顾麄兡軌虿扇√囟ǖ攸c(diǎn)的除草或噴灑行動(dòng)。我們預(yù)計(jì)這種工具將越來越普遍。現(xiàn)在他們還處于嬰兒期,軟件還在開發(fā)中。博世(Bosch)與拜耳(Bayer)聯(lián)合開發(fā)智能噴霧器的合資企業(yè)正接近大規(guī)模商業(yè)化。
在廣域農(nóng)業(yè)之外,農(nóng)業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用受到了限制;尤其在園藝領(lǐng)域,智能技術(shù)在很大程度上僅限于灌溉。但一些新鮮草莓收割機(jī)已經(jīng)試運(yùn)行,一些正在過渡到商業(yè)模式。不過,這項(xiàng)任務(wù)在技術(shù)上仍然具有挑戰(zhàn)性:視覺系統(tǒng)需要探測復(fù)雜樹冠內(nèi)的水果,而機(jī)器人手臂必須快速、廉價(jià)、輕柔地采摘水果。
新型的末端執(zhí)行器,包括那些“軟機(jī)器人”,可以被動(dòng)地適應(yīng)水果的形狀,改進(jìn)了由人工智能學(xué)習(xí)過程支持的抓取算法。低成本、高質(zhì)量的機(jī)械手臂正在并工作投入,更好的視覺系統(tǒng)都在幫助推動(dòng)這項(xiàng)技術(shù)走向商業(yè)化。
在乳制品行業(yè),全球已經(jīng)安裝了數(shù)千臺自動(dòng)擠奶機(jī)。例如,荷蘭有3959個(gè)自動(dòng)擠奶系統(tǒng),總共有17667個(gè)擠奶裝置(Dairy Global, 2018),這意味著大約22%的荷蘭農(nóng)民擁有機(jī)器人。隨著機(jī)器人能力的肯定,該行業(yè)將繼續(xù)擴(kuò)張。
無人機(jī)現(xiàn)在在種植周期的每個(gè)階段都有使用。他們制作精確的三維地圖用于早期土壤分析,幫助規(guī)劃種子種植,并收集數(shù)據(jù)來幫助管理灌溉和氮水平。
農(nóng)業(yè)正逐漸成為無人機(jī)的主要潛在市場之一,因?yàn)樵撔袠I(yè)正逐漸擺脫近年來已商品化的消費(fèi)機(jī)型。新成立的公司創(chuàng)造了無人機(jī)種植系統(tǒng),降低了總體種植成本。這些系統(tǒng)將帶種子和營養(yǎng)物質(zhì)的豆莢射入土壤,提供作物生長所需的一切。此外,在作物保護(hù)化學(xué)品的應(yīng)用中,無人機(jī)可以掃描地面潛在的問題(如害蟲、真菌爆發(fā)等)。并且,無人機(jī)的空中噴灑速度是傳統(tǒng)機(jī)械的5倍。
農(nóng)作物監(jiān)測低效是提高產(chǎn)量的巨大障礙。使用無人機(jī),時(shí)間序列動(dòng)畫可以顯示作物的生長情況,如果顯示生產(chǎn)效率低下,人們便可以更改種植管理方式。通過使用可見光和近紅外光掃描作物,無人機(jī)攜帶的設(shè)備可以幫助跟蹤植物的變化,分析它們的健康狀況,并提醒農(nóng)民注意疾病。
在我們的長期投資主題“能使用的技術(shù)”中,我們將云技術(shù)和大數(shù)據(jù)確定為五大使能用技術(shù)中的兩項(xiàng),這兩項(xiàng)技術(shù)將增強(qiáng)許多行業(yè)的技術(shù)顛覆能力,甚至可能取代現(xiàn)有的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。
在我們看來,云技術(shù)的興起是一種民主化。它使較小的企業(yè)能夠使用大企業(yè)級別的應(yīng)用程序,而大數(shù)據(jù)可以幫助從過于復(fù)雜而無法用傳統(tǒng)方法和工具操作的大型未開發(fā)數(shù)據(jù)池中提取重要的價(jià)值。
在食品生產(chǎn)中,物聯(lián)網(wǎng)和傳感器等聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使得通過云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)收集大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析成為可能。其結(jié)果是對農(nóng)業(yè)因素的深入了解,如濕度、當(dāng)?shù)亟涤曷屎蜏囟茸兓捎糜趦?yōu)化許多過程。
例如,在南美洲,糧農(nóng)組織利用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、云存儲和大數(shù)據(jù)技術(shù)開展了一個(gè)節(jié)水項(xiàng)目。在分析了數(shù)據(jù)后,該機(jī)構(gòu)提出了切實(shí)可行的建議,幫助農(nóng)民做出更好的決定。同樣,嘉吉(Cargill)也入股了愛爾蘭初創(chuàng)企業(yè)Cainthus。Cainthus利用面部識別軟件識別奶牛個(gè)體,并跟蹤牛群的健康狀況,旨在提高奶牛養(yǎng)殖場的生產(chǎn)率。
物聯(lián)網(wǎng)一直受到接入不足的限制,尤其是在農(nóng)村地區(qū)。許多國家在邊遠(yuǎn)地區(qū)的通信網(wǎng)絡(luò)投資,以及5G技術(shù)和其他低功率網(wǎng)絡(luò)解決方案的轉(zhuǎn)型潛力,正使該部門的數(shù)字化對許多偏遠(yuǎn)農(nóng)村生產(chǎn)者更具可行性。隨著人們認(rèn)識到高速寬帶的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)潛力,農(nóng)村互聯(lián)互通日益增強(qiáng)。隨著農(nóng)業(yè)不僅進(jìn)入代際傳承時(shí)期,而且數(shù)字增強(qiáng)型農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益變得更加明顯,對變革的阻力正在下降。隨著需求的增長,解決方案的短缺逐漸減少。
畢馬威會(huì)計(jì)師事務(wù)所(KPMG, 2019)稱,隨著成本下降和定期從小型、成本相對較低的軌道衛(wèi)星系統(tǒng)收集大面積陸地圖像的能力增強(qiáng),利用衛(wèi)星的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)變得越來越可操作。該技術(shù)利用生物算法和其他工具對這些圖像進(jìn)行分析,以觀察、測量、理解和響應(yīng)作物田間和田間的變化。
世界經(jīng)濟(jì)論壇表示,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用正在迅速增長。通過使某種投入(如水、肥料或其他農(nóng)業(yè)化學(xué)制品)能夠精確、定量地應(yīng)用于某塊土地,農(nóng)民可以既降低成本又提高產(chǎn)量。不同來源的數(shù)據(jù),如高分辨率衛(wèi)星圖像、氣象記錄、土壤養(yǎng)分傳感器、水流計(jì)和生產(chǎn)報(bào)告等,可以通過算法進(jìn)行集成和分析,從而提出具體的建議,不僅提高農(nóng)作物產(chǎn)量,而且盡可能保護(hù)環(huán)境。
將不同的技術(shù)集結(jié)起來會(huì)獲得最大好處。當(dāng)大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和衛(wèi)星與傳感器一起工作,應(yīng)用于生產(chǎn)系統(tǒng)——無論是田園、園藝還是任何其他形式的生物生產(chǎn)——在最大化土地生產(chǎn)潛力的同時(shí),最小化對環(huán)境的負(fù)面影響。要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),需要招募有技能的人才,梳理數(shù)據(jù),得出能夠改善結(jié)果的見解,并構(gòu)建能夠增強(qiáng)用戶感知的算法。
根據(jù)聯(lián)合國的數(shù)據(jù),23億人無法獲得足夠的衛(wèi)生設(shè)施。超過6.5億人無法獲得安全飲用水。全球的糧食生產(chǎn)系統(tǒng)占據(jù)著全球最大的用水系統(tǒng),它消耗了地球上70%的淡水。
水資源短缺不僅影響社會(huì)和經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定,而且破壞自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。聯(lián)合國的研究表明,43個(gè)國家已經(jīng)面臨嚴(yán)重的水資源短缺,預(yù)計(jì)到2030年,全球一半人口可能生活在水資源高度緊張的地區(qū)。
城市化會(huì)帶來工業(yè)化的提升和水資源消耗量的提升,這將對農(nóng)業(yè)、淡水和沿海水產(chǎn)養(yǎng)殖資源造成更大的壓力。國際自然保護(hù)聯(lián)盟估計(jì),到2050年,對水、能源和食物的需求將分別增長55%、80%和60%。因此,人們越來越關(guān)注食品工業(yè)用水的方式及其留下的生產(chǎn)足跡。設(shè)計(jì)系統(tǒng)、部署數(shù)字和分析技術(shù),使生產(chǎn)者了解其水資源的可用性并精確地利用這些技術(shù)是至關(guān)重要的。
第四次工業(yè)革命的能力可以在減少水密集型工業(yè)的需求方面發(fā)揮重要作用。例如,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,微軟(Microsoft)等公司正在展示精準(zhǔn)灌溉技術(shù)如何能夠利用智能傳感器在作物田和衛(wèi)星圖像中實(shí)現(xiàn)。衛(wèi)星可以收集有關(guān)土壤狀況的信息,無人機(jī)拍攝農(nóng)田圖像,人工智能將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成作物區(qū)域的熱點(diǎn)圖。
分布式賬本技術(shù)提供了進(jìn)一步影響交易員和最終用戶行為的機(jī)會(huì),通過以公開和透明的方式在用戶之間實(shí)現(xiàn)水分配的點(diǎn)對點(diǎn)交易。
隨著世界人口規(guī)模和財(cái)富的增長以及城市化進(jìn)程,食品行業(yè)將需要不斷地進(jìn)行自我創(chuàng)新。它必須處理氣候變化、自然資源限制、日益增長的健康問題以及最新的時(shí)尚和生活方式趨勢的現(xiàn)實(shí)影響。我們現(xiàn)在吃的東西和吃的方式與上一代人不同,而10年后又將出現(xiàn)新的變化。技術(shù)創(chuàng)新塑造了從配料、口味到功能的新的食品需求。
今天的食品生產(chǎn)商和加工商將需要幫助他們保持相關(guān)性的策略。雖然下面的技術(shù)和討論在本質(zhì)上是普遍的,但在我們看來,這些都是我們在未來十年如何吃和吃什么的前沿領(lǐng)域的主要內(nèi)容。
然而,需要注意的是,這種轉(zhuǎn)變并非總是理所當(dāng)然的。據(jù)《福布斯》報(bào)道,一項(xiàng)新的研究向那些想要出售人造肉的公司提出了警告。如果生產(chǎn)商和支持者不能改變公眾的看法,這種新型蛋白質(zhì)可能會(huì)像轉(zhuǎn)基因生物一樣遭受同樣的命運(yùn)。
當(dāng)時(shí),關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物的新聞報(bào)道傾向于強(qiáng)調(diào)科學(xué)或經(jīng)濟(jì)方面,而不是其他方面,比如對農(nóng)民的產(chǎn)量效益、減少殺蟲劑的使用,或者新近的,omega-3脂肪酸的好處得到了增強(qiáng)等。與植物育種家一樣,植物性和新型食品的生產(chǎn)商也將面臨質(zhì)疑,因?yàn)槌珜?dǎo)將人造蛋白質(zhì)產(chǎn)品定性為非自然、人工或合成的呼聲越來越高。
最近的全球調(diào)查告訴我們,盡管大多數(shù)消費(fèi)者支持有助于對抗全球饑餓的創(chuàng)新,但他們也擔(dān)心,今天的科學(xué)可能正在傷害人類和地球。創(chuàng)新者需要聚焦消費(fèi)者的關(guān)注點(diǎn),并對他們的需求做出反應(yīng)。這并不意味著我們要禁止他們的想法,而是要提高對話的質(zhì)量,并即刻參與進(jìn)來。
生物技術(shù),包括轉(zhuǎn)基因生物(GMOs)利用和CRISPR基因編輯,是食品生產(chǎn)和安全方面的一項(xiàng)重大進(jìn)展。特別是CRISPR技術(shù),可以在養(yǎng)活當(dāng)前和不斷增長的世界人口方面大有助益。
我們已經(jīng)在努力養(yǎng)活目前的70億人口,而氣候變化在未來幾十年只會(huì)帶來新的挑戰(zhàn)。最終,我們需要提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力,同時(shí)防止生物多樣性的喪失。因此,科學(xué)將被要求幫助克服障礙,滿足全球糧食需求。
CRISPR工程作物將具有對干旱、害蟲和疾病的內(nèi)生抗性,這意味著更少的化學(xué)干預(yù),形成更好的環(huán)境影響。此外,設(shè)計(jì)的產(chǎn)品可以有更大的功能效益,如較高的維生素和礦物質(zhì)含量,這將有利于人類健康。
研發(fā)成本也應(yīng)下降。荷蘭合作銀行(Rabobank,2019)的數(shù)據(jù)顯示,每個(gè)新品種的平均總成本約為1.36億美元,根據(jù)育種方法的不同,可能需要8到10年的時(shí)間來開發(fā)。然而,使用新的標(biāo)記輔助育種技術(shù),如CRISPR,可以將研發(fā)支出和時(shí)間減少到3-5年。
盡管如此,許多消費(fèi)者,尤其是在歐盟,對之前源自生物技術(shù)的農(nóng)業(yè)應(yīng)用反應(yīng)消極(show et al,2017),即把轉(zhuǎn)基因生物和基因編輯放在同一個(gè)桶里。正如show和Percy所指出的,如果沒有消費(fèi)者接受程度上的提高(很可能通過改進(jìn)教育方法和公眾參與來實(shí)現(xiàn)),CRISPR農(nóng)業(yè)應(yīng)用可能會(huì)面臨與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)基因作物相同的法規(guī)和挑戰(zhàn),阻礙CRISPR對可持續(xù)農(nóng)業(yè)的貢獻(xiàn)。
Percy(2017)指出,未來的生產(chǎn)者,為了種植和保護(hù)我們的食物,將需要這些新的和多樣化的集成技術(shù),與自然環(huán)境協(xié)同工作,并結(jié)合實(shí)時(shí)診斷信息——這包括CRISPR技術(shù)。我們需要打破一個(gè)揮之不去的刻板印象,即科技是天然、豐富、營養(yǎng)和廉價(jià)食品的敵人。生物技術(shù)的倡導(dǎo)者認(rèn)為,消費(fèi)者沒有意識到,轉(zhuǎn)基因作物在生產(chǎn)力和生物多樣性方面的表現(xiàn)超過非轉(zhuǎn)基因作物已有20多年,而生物多樣性是可持續(xù)發(fā)展的兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。
人們懷疑植物性肉類替代品能否提供真正的同類體驗(yàn),并讓許多消費(fèi)者不敢大量轉(zhuǎn)向這些產(chǎn)品。盡管如此,它們的受歡迎程度正在上升。這些產(chǎn)品面臨的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)是復(fù)制肉類的脂肪平衡,盡管新的替代蛋白質(zhì)在味道上比它們的前輩有了巨大的改善,而且正在形成。
產(chǎn)品感知將是替代蛋白質(zhì)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。以植物為基礎(chǔ)的漢堡最近已經(jīng)成為許多國家后院燒烤的固定食物。初創(chuàng)企業(yè)和成熟的肉類加工企業(yè)正在生產(chǎn)這種產(chǎn)品,目標(biāo)客戶包括素食者和純素食者,他們增加了素食者和純素食者的選擇,同時(shí)吸引食肉者在不影響口味的情況下消費(fèi)一種環(huán)保產(chǎn)品。
今年,在納斯達(dá)克上市不到兩個(gè)月的時(shí)間里,以植物為基礎(chǔ)的獨(dú)角獸Beyond Meat股價(jià)飆升逾5倍。這家總部位于加州的初創(chuàng)公司是第二波食品生產(chǎn)商之一,它們正在開發(fā)創(chuàng)新工藝,只使用植物成分,更緊密地復(fù)制真正的肉類結(jié)構(gòu)和味道。
這條從默默無聞到成為主流的10年之路,在一定程度上可以追溯到乳制品行業(yè)。在那里,以大豆、杏仁和椰子為原料的牛奶和真正的牛奶一起占據(jù)著一席之地。英敏特(Mintel)的數(shù)據(jù)顯示,在截至2017年的5年里,“相同貨架策略”幫助美國非乳制品市場增長了60%,達(dá)到21億美元。現(xiàn)在,它從傳統(tǒng)乳制品生產(chǎn)商那里獲得了12.6%的市場份額。
Beyond Meat也采用了同樣的策略。該公司要求將漢堡和香腸的替代品放在超市的肉類食品過道里,而不是把它們放在專門的素食貨架或冷凍室里。Impossible Foods是另一家以植物為基礎(chǔ)的肉類生產(chǎn)商,多年來一直致力于自然復(fù)制漢堡肉餅的味道、質(zhì)地和外觀。
同樣,替代乳制品市場也在快速增長,部分原因在于人們熟悉的營銷手段——健康、人性化和可持續(xù)性。另一個(gè)策略是通過高端合作伙伴推出產(chǎn)品。瑞典燕麥牛奶制造商“歐特利”(Oatly)將其在美國的產(chǎn)能限制轉(zhuǎn)化為實(shí)力,將早期分銷渠道引向紐約的高端濃縮咖啡吧。稀缺特質(zhì)和咖啡師光環(huán)效應(yīng)幫助建立了被壓抑的消費(fèi)需求,并設(shè)定了一個(gè)與普通乳制品價(jià)格一致或更高的價(jià)格點(diǎn)。另一家名為Perfect Day的公司正在應(yīng)用基因測序和3D打印技術(shù)來生產(chǎn)沒有奶牛的牛奶。
這種策略在Impossible Foods達(dá)成的早期分銷協(xié)議中得到了呼應(yīng)。它的漢堡由發(fā)酵酵母菌制成,呈血紅色,首次在紐約的高檔餐廳限量推出。
據(jù)該公司稱,自那以來,它已在美國擴(kuò)張至5000多家門店,其中包括通過快餐巨頭漢堡王(Burger King)在全國范圍內(nèi)的分銷渠道進(jìn)入大眾市場。Beyond和Impossible都已進(jìn)軍香港和新加坡,在引領(lǐng)潮流的亞洲世界城市開發(fā)高端餐廳。但兩家公司在最近一輪融資中都將產(chǎn)能限制列為關(guān)鍵支出領(lǐng)域。
毫無意外,植物性產(chǎn)品面臨著來自肉類和乳制品行業(yè)的阻力和監(jiān)管游說。加拿大、美國幾個(gè)州和歐盟正在通過或希望通過一項(xiàng)立法,阻止這些替代品被稱為“漢堡包”或“碎牛肉”。然而,農(nóng)業(yè)部門的其他成員更支持植物性蛋白質(zhì)。例如,全球最大的脈沖配料(豌豆、鷹嘴豆、綠豆、扁豆等)生產(chǎn)商加拿大AGT食品與配料公司(AGT Food and materials)預(yù)計(jì),該公司生產(chǎn)的面粉和谷物濃縮物的需求將飆升。
雖然下一代配料、機(jī)器人設(shè)備、新穎的烹飪方法和其他技術(shù)有望重塑我們的烹飪風(fēng)格,但3D食品打印已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)驗(yàn)廚房。從美國國家航空航天局(nasa)剝離出來的BeeHex公司的3D打印機(jī)可以為游樂園、體育賽事場館、大型餐廳甚至政府/軍方食堂打印披薩。通過將披薩原料制成粉末并進(jìn)行脫水,他們的打印機(jī)甚至可以在太空中制作披薩。
但3D食品打印的真正價(jià)值在于私人定制。隨著人們飲食限制的增加,食物個(gè)性化的趨勢已經(jīng)得到了關(guān)注。3D食品家庭打印將使人們能夠?qū)λ麄兯x擇的食物和其中包含的成分施加更多的控制,但挑戰(zhàn)在于創(chuàng)造出嘗起來、感覺起來和看起來都契合消費(fèi)者期望的食物。
結(jié)果已經(jīng)越來越好了,在未來的應(yīng)用中,3D打印機(jī)甚至可以根據(jù)你的營養(yǎng)需求或偏好,支持基于新穎食物和配料的特殊飲食—從貧血者飲食到素食主義再到無谷蛋白飲食。
隨著消費(fèi)者越來越復(fù)雜地意識到飲食如何影響他們的健康,他們將尋求滿足他們的需求和生活方式的產(chǎn)品和服務(wù)。營養(yǎng)建議正迅速從一個(gè)靜態(tài)的大眾市場演變?yōu)閷?shí)時(shí)的個(gè)性化解決方案。事實(shí)上,隨著飲食越來越成為預(yù)防和管理慢性病的目標(biāo),藥物和營養(yǎng)之間的界限正在變得模糊。研究將腸道健康和微生物群與整體健康聯(lián)系起來,并將其轉(zhuǎn)化為商業(yè)機(jī)會(huì)并取得快速增長。
根據(jù)CSIRO(2019)的研究,全球個(gè)性化醫(yī)療的價(jià)值預(yù)計(jì)將大幅膨脹:從2018年到2022年,健康和福利市場預(yù)計(jì)將同比增長5%。市場機(jī)會(huì)很大,而且已經(jīng)有大公司聯(lián)合起來,即雀巢和三星正在合作開發(fā)一個(gè)數(shù)字健康平臺。畢馬威等公司認(rèn)為,這些合作關(guān)系正在增加,尤其是與亞馬遜、阿里巴巴和京東等主要互聯(lián)網(wǎng)平臺的合作。
營養(yǎng)科技公司Habit與Amazon Fresh、Fitbit合作,提供基于數(shù)據(jù)的個(gè)性化營養(yǎng),這類初創(chuàng)企業(yè)的前景源于先進(jìn)的預(yù)測分析、負(fù)擔(dān)得起的診斷工具,以及可穿戴技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的快速更新。它利用血液檢測結(jié)果和血壓等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),提供每日的食物指南、每個(gè)食物組的排名以及個(gè)性化的食譜和菜單。
工作人員在倉庫盤點(diǎn)食品
大多數(shù)消費(fèi)者并不知道他們吃的食物是如何送到餐桌上的。許多涉及供應(yīng)鏈內(nèi)食品污染的丑聞和事件已經(jīng)粉碎了消費(fèi)者對它們的信心,并造成了大量的財(cái)政、政治和衛(wèi)生成本。世界衛(wèi)生組織估計(jì),每年近十分之一的人因食用受污染的食品而患病。
許多國家的政府已經(jīng)通過法律強(qiáng)制企業(yè)實(shí)施可追溯系統(tǒng),以識別薄弱環(huán)節(jié),并使危險(xiǎn)產(chǎn)品能夠有效地從市場上撤出。但重建消費(fèi)者信任需要時(shí)間,而氣候變化加大了挑戰(zhàn)。更溫暖、更潮濕的環(huán)境加速了真菌的生長和傳播。這對糧食系統(tǒng)構(gòu)成了生存威脅。蘋果和咖啡豆等容易攜帶真菌霉菌產(chǎn)生的霉菌毒素的食物尤其危險(xiǎn)。
因此,追溯系統(tǒng)的穩(wěn)固性和可靠性在很大程度上取決于識別和認(rèn)證技術(shù)的準(zhǔn)確性和效率。它們使顧客在購買時(shí)能夠考慮到產(chǎn)品質(zhì)量以及安全性和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。開發(fā)產(chǎn)品標(biāo)識和本地化技術(shù)促進(jìn)了追溯系統(tǒng)的發(fā)展。像分布式賬本技術(shù)(區(qū)塊鏈)和物聯(lián)網(wǎng)這樣的創(chuàng)新,應(yīng)該通過增加數(shù)據(jù)量和可用性,提高企業(yè)追蹤食品、打擊欺詐和降低健康風(fēng)險(xiǎn)的能力。
不僅如此,它們還應(yīng)該幫助政府和其它組織實(shí)現(xiàn)無貧困、零饑餓、更高水平健康和福祉的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。像發(fā)展可持續(xù)城市和改善地下水這樣的愿景,需要重新設(shè)計(jì)全球供應(yīng)鏈,從今天的“隨取隨棄”經(jīng)濟(jì)向循環(huán)經(jīng)濟(jì)全面轉(zhuǎn)型。
全世界被浪費(fèi)食物的預(yù)估數(shù)量是眾所周知:大約三分之一的產(chǎn)品在供應(yīng)鏈中由于變質(zhì)而被丟棄,永遠(yuǎn)無法到達(dá)預(yù)期消費(fèi)者手中。同樣,世界經(jīng)濟(jì)論壇預(yù)測,如果我們繼續(xù)以目前的速度生產(chǎn)塑料(并未能妥善處理塑料),到本世紀(jì)中葉,海洋中人工合成塑料的數(shù)量將超過海洋中的魚類數(shù)量。
物聯(lián)網(wǎng)正在改變世界對食物的看法。除了作為數(shù)據(jù)處理和以生產(chǎn)商為基礎(chǔ)的硬件(如無人機(jī)、自動(dòng)駕駛拖拉機(jī)和農(nóng)作物監(jiān)測器)之間的接口,它還通過下游創(chuàng)新做出了同樣的貢獻(xiàn)。
智能恒溫器降低了運(yùn)輸和配送過程中冷鏈發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn),用于倉庫管理和智能家電的庫存?zhèn)鞲衅鲙缀蹩梢愿櫛O(jiān)控環(huán)境中的每一種食品。帶有這些傳感器的智能電器將使家庭能夠有效地運(yùn)行,并使家庭成員保持充足的能量供應(yīng)。智能家用電器甚至?xí)谟脩艏抑邪l(fā)現(xiàn)受污染的產(chǎn)品時(shí)提醒他們。同時(shí),它們生成的數(shù)據(jù)還可以用來更好地預(yù)測顧客或預(yù)訂者,因此零售商和制造商可以預(yù)測消費(fèi)者在雜貨店或網(wǎng)上的需求。
生物標(biāo)簽
DNA條形碼就是一個(gè)很好的例子。雖然有許多不同的物理技術(shù)來“連接”產(chǎn)品,包括條形碼、二維碼和NFC標(biāo)簽,但DNA技術(shù)可以從DNA鏈編碼和解碼數(shù)字信息。創(chuàng)建和應(yīng)用獨(dú)特的、可食用的、無味的DNA條形碼直接用于食品,將是一項(xiàng)創(chuàng)新的下一代分析技術(shù)。它可以使消費(fèi)者在保護(hù)公司品牌、減少食品欺詐和降低召回成本的同時(shí),對產(chǎn)品的原產(chǎn)地獲得充分的透明度。
在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,區(qū)塊鏈可以通過智能契約等應(yīng)用,幫助解決保險(xiǎn)、可跟蹤性和支付等領(lǐng)域效率低下的問題。建立在區(qū)塊鏈基礎(chǔ)上的農(nóng)業(yè)保險(xiǎn),結(jié)合關(guān)鍵天氣事件和與智能合同相關(guān)的賠付,可以非常有效且顯著縮短產(chǎn)品上市時(shí)間(普通的保險(xiǎn)產(chǎn)品往往需要長時(shí)間的數(shù)據(jù)搜集和風(fēng)險(xiǎn)模型迭代)。
安全是食品行業(yè)的另一個(gè)主要問題,通過區(qū)塊鏈分類賬跟蹤產(chǎn)品的能力代表著另一個(gè)長期機(jī)遇。IBM的超級賬本項(xiàng)目,能夠跟蹤中國的豬肉和其他農(nóng)產(chǎn)品,并且已經(jīng)取得了成功試點(diǎn)。區(qū)塊鏈分類賬上交易的不可變性也為其在相關(guān)高價(jià)值行業(yè)的應(yīng)用打開了大門,比如葡萄酒貿(mào)易,以及與農(nóng)業(yè)相關(guān)的土地注冊。
阿里巴巴和京東這兩大商業(yè)巨頭,證明了區(qū)塊鏈支持的供應(yīng)鏈可追溯性可以提高消費(fèi)者對食品真實(shí)性的信心。總部位于北京的京東開始追蹤從內(nèi)蒙古科爾沁公司到北京、上海和廣州客戶的牛肉。
世界各地的小農(nóng)面臨著傳統(tǒng)金融的缺口,因此難以獲得資金。缺乏適當(dāng)?shù)男庞糜涗洝⑼恋厮袡?quán)文件不足以及其它問題阻礙了他們獲得銀行貸款。因此,在需求十分緊急時(shí),他們常常被迫以高得多的利率從放貸人那里借錢。精通技術(shù)的農(nóng)業(yè)企業(yè)家現(xiàn)在可以使用區(qū)塊鏈創(chuàng)建投資信譽(yù)系統(tǒng),為他們的農(nóng)業(yè)企業(yè)籌集資金。
隨著創(chuàng)造可持續(xù)環(huán)保產(chǎn)品的需求增加,消費(fèi)品的包裝(和處理)方式也必須重新設(shè)計(jì)。生物可降解塑料可以降低垃圾填埋場的垃圾量,減少溫室氣體排放,并減少海洋中的塑料碎片,這些塑料碎片會(huì)導(dǎo)致許多問題,誤食的魚類和海洋哺乳動(dòng)物可能因此死亡;同時(shí)還會(huì)釋放有毒化合物。智能包裝還可以延長新鮮食品的貨架期,減少浪費(fèi)。
最近,科學(xué)家在用(纖維素或木質(zhì)素植物中的干物質(zhì))生產(chǎn)塑料方面取得了突破,這是一項(xiàng)很有前途的創(chuàng)新。這些材料可以來自非食用植物,例如生長在不適合種植食用作物的邊緣土地上的巨樹,或者來自沒有其它功能的廢木材和農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品。以藻類和蘑菇為基礎(chǔ)的替代品也受到了宜家等公司的歡迎。
與所有的新技術(shù)一樣,在這種新型塑料商業(yè)化之前,必須克服許多問題,例如成本這個(gè)很大的障礙。另一個(gè)是盡量減少生產(chǎn)木質(zhì)素所需的土地和水(即使木質(zhì)素來自廢物,也需要水將其轉(zhuǎn)化為塑料)。解決這些問題需要采取一系列措施,從監(jiān)管到社會(huì)自愿改變使用和處置塑料的方式等。而生產(chǎn)可生物降解塑料的新方法提供了一個(gè)完美的例子,它說明了更環(huán)保的溶劑和更有效的生物催化劑如何有助于循環(huán)經(jīng)濟(jì)在食品這個(gè)主要行業(yè)中的發(fā)展。
近年來出現(xiàn)了全新的商業(yè)模式。它們表明,消費(fèi)者,特別是年輕一代的消費(fèi)者,更重視對產(chǎn)品和服務(wù)的即時(shí)訪問。這種隨需應(yīng)變的原則將繼續(xù)極大地重塑食品零售行業(yè)。一次購買一周的食品雜貨已經(jīng)成為過去,未來的消費(fèi)者將需要新鮮的農(nóng)產(chǎn)品,并希望此刻就能以他們消費(fèi)的方式交付。
通過黃頁和電話,食品快遞行業(yè)已經(jīng)存在了幾十年。手機(jī)應(yīng)用程序的出現(xiàn)已經(jīng)把這個(gè)行業(yè)變成了一個(gè)很大程度上的在線市場。由于Uber和Grab等叫車平臺的成功,以及物流平臺的出現(xiàn),在線送餐改變了人們吃東西的方式。消費(fèi)者現(xiàn)在有了比以往任何時(shí)候都多的食物選擇,一切都在他們的指尖。
千禧一代和年輕消費(fèi)者顯然在推動(dòng)這一趨勢。他們每周在網(wǎng)上訂購的食物是40歲以上人的兩到四倍。單身家庭的轉(zhuǎn)變也助長了這一趨勢,中國有近8000萬單身家庭,在那里,食物配送已成潮流。考慮到集中廚房和自動(dòng)化程度提高的好處,通過外賣應(yīng)用點(diǎn)餐可能很快會(huì)比在家做飯更便宜,這可能會(huì)進(jìn)一步加速該行業(yè)的增長。
從長遠(yuǎn)來看,自主機(jī)器人和無人機(jī)等創(chuàng)新物流解決方案的出現(xiàn),可能會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大該行業(yè)最后一公里的覆蓋范圍。無論是在收入還是資金方面,在線食品配送都是當(dāng)今食品創(chuàng)新主題中最大的一部分。我們預(yù)計(jì),由于數(shù)字服務(wù)的不斷消費(fèi)化和更大的訂單規(guī)模,這一細(xì)分市場將繼續(xù)增長。(注:原標(biāo)題:《The food revolution——The future of food and the challenges we face》,圖片來源于報(bào)告)
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