Die Schlüsselzutaten, die die Zukunft der Lebensmittel prägen Teil 2

Die Konvergenz revolutionärer Technologien – Chemikalien, Materialien, Biowissenschaften, Digitalisierung, Daten und Mobilität – hat Lebensmittelsysteme zu einer Brutstätte für Innovationen gemacht. Letzter Monat, Ich habe darüber gesprochen, wie Amerikas Geschichte und Wirtschaft eng mit Lebensmitteln verflochten sind, zusammen mit den Herausforderungen, denen sich die breitere Lebensmittelindustrie gegenübersieht, und neuen Marktchancen, die bestehen; In diesem Monat konzentriere ich mich auf Lösungen und darauf, wie Innovatoren revolutionäre Technologien nutzen.

Hightech auf dem Bauernhof: Wissenschaftlich und analytisch Durchbrüche ermöglichen es Forschern, mit unzähligen Genkombinationen und riesigen Datenmengen zu arbeiten, um neue Pflanzenmerkmale und landwirtschaftliche Praktiken aufzudecken. Die Biotechnologie schafft zum Beispiel Nutzpflanzen, die gegen Schädlinge und Krankheiten resistent sind; dürre-, hitze- und hochwassertolerant; und mit mehr Protein, essentiellen Aminosäuren und Vitaminen. Diese neuen Pflanzen könnten die Erträge steigern und die Landwirtschaft dort etablieren, wo wir dies derzeit nicht können. Nach der Analyse von Hunderten von Feldfrüchten und Millionen von Datenpunkten hat beispielsweise ein Konsortium aus Industrie und Universität Opti-Oat – den Quaker Oat Growth Guide – entwickelt, der es Erzeugern ermöglicht, ihre Haferkulturen anhand von Benchmarks zu bewerten und ihre Praktiken zu ändern, um Erträge und Effizienz zu verbessern.

„Die Herausforderung für die globale Landwirtschaft besteht darin, innovative Wege zu finden, um mit weniger mehr zu erreichen“, erklärte Dr. Jahmy Hindman, Chief Technology Officer von John Deere. „Das bedeutet, eine schnell wachsende Weltbevölkerung zu ernähren und gleichzeitig den Einsatz von Düngemitteln, Wasser, Saatgut und Chemikalien zu reduzieren, um für eine nachhaltigere Zukunft zu sorgen. Deere glaubt, dass die Antwort auf diese Herausforderung in der Anwendung modernster Technologien und zunehmend intelligenter Maschinen liegt, die eine stärker datengesteuerte Landwirtschaft schaffen und intelligentere Entscheidungen ermöglichen.“ Und tatsächlich skalieren solche Lösungen.

Sensoren auf Feldern, Drohnen-Scouts sowie Luft- und Satellitenbildgebung bieten landwirtschaftlichen Erzeugern neue Möglichkeiten zur Überwachung von Feldern und zur Analyse von Pflanzenwachstum und -gesundheit. Intelligente Geräte versorgen Pflanzen nur dann mit Wasser und Dünger, wenn und wo sie es brauchen, und schonen so beide Ressourcen. Künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen und Datenanalyse können Erträge vorhersagen, Einblicke in die Bodenbedingungen erhalten und planen, wann gepflanzt, geschnitten und geerntet werden soll. Das Internet der Dinge und die Blockchain beleuchten auch die Lieferkette vom Erzeuger bis zum Verbraucher und ermöglichen die Rückverfolgbarkeit, die dazu beiträgt, die Lebensmittelsicherheit und -herkunft zu gewährleisten, was umweltbewussten Verbrauchern versichert, dass ihre Lebensmittel nachhaltig produziert wurden.

Unterdessen ersetzen automatisierte landwirtschaftliche Fahrzeuge in einigen Regionen landwirtschaftliche Arbeitskräfte. Ein einzelner Bediener kann jetzt eine Flotte von autonomen Traktoren von Deere betreiben. Gemüse wird in Indoor-Farmen angebaut, die dank präziser Nährstoffformeln, einstellbarer Beleuchtung und Mikroklimas in der Größe von einem Versandcontainer bis zu einem riesigen Lagerhaus reichen. Diese Farmen haben den Wasserverbrauch um bis zu 95 % gesenkt, verwenden keine Pestizide und ernten häufiger; Einige Pflanzen erzielen in der vertikalen Indoor-Landwirtschaft das 10- bis 20-fache des Ertrags pro Hektar im Vergleich zu Freilandkulturen.

Neue Lebensmittel, neue Geschmacksrichtungen: Teams aus Wissenschaftlern und Ingenieuren aus verschiedenen Bereichen, darunter Physik, synthetische Biologie, Biochemie, Bioingenieurwesen, Lebensmittel- und Sensorwissenschaften, arbeiten zusammen, um neue Lebensmittel zu kreieren und neue Geschmacksrichtungen zu entwerfen. Sie untersuchen die vielen Dimensionen von Lebensmitteln, um das Esserlebnis zu optimieren. Geschmack, Textur, Kaubarkeit und Aroma sind für im Labor gezüchtetes und pflanzliches Fleisch unerlässlich, um das echte Fleisch nachzuahmen; Cremigkeit ist ein Muss für pflanzliche Milchprodukte wie Eiscreme.

„Die Wissenschaft hat die Fähigkeit, unsere Ernährung radikal zum Besseren zu verändern“, sagte Dr. Jonathan McIntyre, CEO von Motif FoodWorks. „Pflanzlich ist der Schlüssel zu dieser Gleichung. Doch pflanzliche Lebensmittel werden niemals nahrhafter oder nachhaltiger sein, es sei denn, die Menschen essen sie tatsächlich. Wir erweitern die Grenzen dessen, was bei pflanzlichen Lebensmitteln möglich ist, und liefern Innovationen, die den Menschen und dem Planeten zugute kommen.“

Vor diesem Hintergrund wertet künstliche Intelligenz riesige Datenmengen über Verbraucherpräferenzen und -geschmäcker aus, um in Zusammenarbeit mit Sensorikwissenschaften neue Geschmacksrichtungen zu entwickeln. Designer entwickeln neuartige Geschmacksrichtungen, die überraschende Speisenkombinationen kombinieren. Tatsächlich ist die Personalisierung von Lebensmitteln am Horizont, mit kundenspezifischen Lebensmittel- und Getränkeprodukten und Ernährungsplänen, die auf der DNA, dem Alter, dem Gesundheitszustand und den allgemeinen Vorlieben einer Person basieren.

Innovative und nachhaltige Verpackung: Innovatoren entwickeln alle möglichen neuen Lebensmittelverpackungen, wie kompostierbare Verpackungen aus Pilzen oder Seetang, pflanzbare Verpackungen mit Samen und sogar Papierflaschen oder selbstkühlende Dosen, die verflüssigtes CO freisetzen₂. Antimikrobielle Verpackungen verhindern das Wachstum schädlicher Mikroben, was Lebensmittel frischer hält, den Bedarf an Konservierungsmitteln reduziert und die Haltbarkeit verlängert. Intelligente Verpackungen können erkennen, wenn Lebensmittel nicht mehr sicher sind, während intelligente Pigmente ihre Farbe ändern, um die Frische anzuzeigen.

Angriff auf Lebensmittelverschwendung: Die richtige Aufbewahrung von Lebensmitteln kann den Verbrauchern dabei helfen, zu entscheiden, wann sie sie essen sollten, bevor sie verderben, sodass die Lebensmittel ihren guten Geschmack und Nährwert behalten. Einige Electrolux-Kühlschränke verfügen über eine intelligente Crisper-Technologie, die überschüssige Feuchtigkeit entfernt und trockene Luft fernhält. und ein Ethylenabsorber reduziert die von Obst und Gemüse abgegebenen Gase, die zum Verderben führen. Hazel Technologies hat eine Verpackungsfolie entwickelt, die antimikrobielle Dämpfe freisetzt, um das Wachstum von Schimmel auf Produkten zu verlangsamen, und einen Beutel mit Ethyleninhibitoren, der die Alterung und den Verfall von versandten und gelagerten Produkten verlangsamt. NewGem Foods entwickelte essbare Folien aus Püree von unverkäuflichem Obst und Gemüse, die als kohlenhydratarme Alternative zu Brot und Tortilla-Wraps dienen; Ein Film entspricht einer vollen Portion Obst oder Gemüse.

Nachhaltigkeit angehen: Essen auf den Tisch zu bringen, erfordert auch Wasser, Energie und Arbeit. Mit ihrer Größe und Reichweite sind große Unternehmen in der Lage, Ressourceneinsparungen und Nachhaltigkeit in ihrer gesamten Wertschöpfungskette und in der Lieferantenbasis voranzutreiben. Beispielsweise arbeitet PepsiCo daran, bis 100 2030 % der wichtigsten Zutaten, die es verwendet, nachhaltig zu beziehen; in Gebieten mit hohem Wasserrisiko die Wassernutzungseffizienz in seiner landwirtschaftlichen Lieferkette um 15 % zu verbessern und bis 2030 in Gebieten mit hohem Wasserrisiko eine positive Nettowasserbilanz zu erreichen, indem mehr Wasser nachgefüllt wird, als das Unternehmen verbraucht; bis 100 zu 2025 % recycelbare, kompostierbare oder biologisch abbaubare Produktverpackungen erreichen; und die absoluten Treibhausgasemissionen im direkten Betrieb bis 75 um 40 % und 2030 % in der gesamten Wertschöpfungskette zu reduzieren.

„Als ein Unternehmen, das in mehr als 200 Ländern und Territorien tätig ist und mehr als 25 Feldfrüchte verwendet, die auf über 7 Millionen Hektar in 60 verschiedenen Ländern bezogen werden, haben wir die Möglichkeit und die Verantwortung, unsere Größe und Größe zu nutzen, um zum Aufbau nachhaltigerer Lebensmittel beizutragen System“, sagte René Lammers, Executive Vice President und Chief Science Officer bei PepsiCo. „Wir streben danach, ein Ernährungssystem aufzubauen, das den Planeten schützt und sich positiv auf die Menschen und Gemeinschaften auswirkt, mit denen wir zusammenarbeiten und denen wir dienen.“

Wenn ich mir die Landschaft der Lebensmittelwissenschaft und -technologie ansehe, bin ich optimistisch, dass Innovatoren Lösungen in der gesamten Lebensmittelwertschöpfungskette entwickeln werden, die uns von der Tragödie der Lebensmittelknappheit und der Bedrohung des Planeten durch die Lebensmittelproduktion zu Nachhaltigkeit, Sicherheit und Fülle von Lebensmitteln führen können.