De belangrijkste ingrediënten die de toekomst van voedsel vormgeven, deel 2

De convergentie van revolutionaire technologieën - chemicaliën, materialen, biowetenschappen, digitalisering, data en mobiliteit - heeft voedselsystemen veranderd in een broeinest van innovatie. Vorige maand, besprak ik hoe de geschiedenis en economie van Amerika nauw verweven zijn met voedsel, samen met de uitdagingen waarmee de bredere voedselindustrieën worden geconfronteerd en nieuwe marktkansen die er zijn; deze maand richt ik me op oplossingen en hoe innovators revolutionaire technologieën gebruiken.

Hightech op de boerderij: Wetenschappelijk en analytisch doorbraken stellen onderzoekers in staat om met talloze gencombinaties en enorme hoeveelheden gegevens te werken om nieuwe gewaskenmerken en landbouwpraktijken te ontdekken. Biotechnologie creëert bijvoorbeeld gewassen die resistent zijn tegen plagen en ziekten; droogte-, hitte- en overstromingstolerantie; en met meer eiwitten, essentiële aminozuren en vitamines. Deze nieuwe gewassen kunnen de opbrengst verhogen en landbouw vestigen waar we dat nu niet kunnen. Bijvoorbeeld, na analyse van honderden gewassen en miljoenen datapunten, ontwikkelde een industrie-universitair consortium Opti-Oat - de Quaker Oat Growth Guide - waarmee telers hun havergewassen kunnen beoordelen aan de hand van benchmarks en hun praktijken kunnen aanpassen om de opbrengst en efficiëntie te verbeteren.

"De uitdaging voor de wereldwijde landbouw is het innoveren van manieren om meer te doen met minder", legt John Deere's Chief Technology Officer Dr. Jahmy Hindman uit. “Dat betekent het voeden van een snelgroeiende wereldbevolking en tegelijkertijd het verminderen van inputs zoals kunstmest, water, zaad en chemicaliën om te zorgen voor een duurzamere toekomst. Deere gelooft dat het antwoord op deze uitdaging ligt in de toepassing van geavanceerde technologieën en steeds intelligentere machines, die een meer gegevensgestuurde landbouw creëren en slimmere besluitvorming mogelijk maken.” En inderdaad, dergelijke oplossingen zijn schaalbaar.

Sensoren in velden, drone-verkenners en lucht- en satellietbeelden geven landbouwproducenten nieuwe manieren om velden te monitoren en de groei en gezondheid van gewassen te analyseren. Slimme apparatuur levert water en mest aan planten alleen wanneer en waar ze het nodig hebben, waarbij beide hulpbronnen worden gespaard. Kunstmatige intelligentie, machine learning en data-analyse kunnen opbrengsten voorspellen, inzicht krijgen in de bodemgesteldheid en plannen wanneer geplant, gesnoeid en geoogst moet worden. Het internet der dingen en blockchain verlichten ook de toeleveringsketen van boer tot bord, waardoor de traceerbaarheid mogelijk wordt die helpt bij het waarborgen van voedselveiligheid en -oorsprong, waardoor milieubewuste consumenten ervan verzekerd zijn dat hun voedsel duurzaam is geproduceerd.

Ondertussen vervangen geautomatiseerde landbouwvoertuigen in sommige regio's de landbouwarbeid. Eén enkele bestuurder kan nu een vloot autonome tractoren van Deere besturen. Groenten worden gekweekt in binnenboerderijen, variërend in grootte van een zeecontainer tot een enorm magazijn, dankzij nauwkeurige voedingsformules, instelbare verlichting en microklimaten. Deze boerderijen hebben het waterverbruik tot 95% verminderd, gebruiken geen pesticiden en oogsten vaker; sommige gewassen halen 10 tot 20 keer de opbrengst per hectare in verticale binnenlandbouw in vergelijking met vollegrondsgewassen.

Nieuw voedsel, nieuwe smaken: Teams van wetenschappers en ingenieurs op verschillende gebieden, waaronder natuurkunde, synthetische biologie, biochemie, bio-engineering, voedsel- en sensorwetenschappen, werken samen om nieuwe voedingsmiddelen te creëren en nieuwe smaken te ontwerpen. Ze bestuderen de vele dimensies van voeding om de eetervaring te optimaliseren. Smaak, textuur, kauwbaarheid en aroma zijn essentieel voor in het laboratorium gekweekt en plantaardig vlees om het echte werk na te bootsen; romigheid is een must voor plantaardige zuivelproducten zoals ijs.

"De wetenschap heeft het vermogen om onze manier van eten radicaal te veranderen", zegt dr. Jonathan McIntyre, CEO van Motif FoodWorks. “Plantaardig is de sleutel tot deze vergelijking. Toch zal plantaardig voedsel nooit voedzamer of duurzamer zijn tenzij mensen het daadwerkelijk eten. We verleggen de grenzen van wat mogelijk is in plantaardig voedsel en leveren innovaties die de mens en de planeet ten goede komen.”

Met dit alles in gedachten, beoordeelt kunstmatige intelligentie enorme hoeveelheden gegevens over consumentenvoorkeuren en smaken om nieuwe smaken te ontwikkelen in samenwerking met sensorische wetenschappen. Ontwerpers bedenken nieuwe smaken die verrassende voedselcombinaties combineren. In feite is de personalisatie van voedsel aan de horizon, met aangepaste voedsel- en drankproducten en dieetplannen op basis van iemands DNA, leeftijd, gezondheidstoestand en algemene voorkeuren.

Innovatieve en duurzame verpakkingen: Innovators creëren allerlei nieuwe voedselverpakkingen, zoals composteerbare verpakkingen gemaakt van paddenstoelen of zeewier, plantbare verpakkingen die zaden bevatten en zelfs papieren flessen of zelfkoelende blikjes die vloeibaar gemaakt CO vrijgeven₂. Antimicrobiële verpakkingen voorkomen de groei van schadelijke microben, waardoor voedsel verser blijft, de behoefte aan conserveermiddelen wordt verminderd en de houdbaarheid wordt verlengd. Slimme verpakkingen kunnen detecteren wanneer voedsel niet langer veilig is om te eten, terwijl intelligente pigmenten van kleur veranderen om de versheid aan te geven.

Voedselverspilling aanpakken: Door voedsel op de juiste manier te bewaren, kunnen consumenten bepalen wanneer ze het moeten eten voordat het bederft, waardoor voedsel zijn goede smaak en voedingswaarde behoudt. Sommige Electrolux-koelkasten hebben slimme crisper-technologie die overtollig vocht verwijdert en droge lucht buiten houdt; en een ethyleenabsorbeerder vermindert het gas dat door groenten en fruit wordt uitgestoten en dat bederf veroorzaakt. Hazel Technologies ontwikkelde een verpakkingsvoering die antimicrobiële damp afgeeft om de groei van schimmel op producten te vertragen, en een sachet met ethyleenremmers die veroudering en bederf vertragen voor verzonden en opgeslagen producten. NewGem Foods ontwikkelde eetbare films gemaakt van puree van onverkoopbare groenten en fruit, die dienen als koolhydraatarme alternatieven voor brood en tortillawraps; één film staat gelijk aan een volledige portie fruit of groenten.

Duurzaamheid aanpakken: Eten op tafel krijgen brengt ook water, energie en arbeid met zich mee. Met hun schaal en bereik zijn grote bedrijven gepositioneerd om besparingen op hulpbronnen en duurzaamheid in hun waardeketen en in het leveranciersbestand te stimuleren. PepsiCo werkt er bijvoorbeeld aan om tegen 100 2030% van de belangrijkste ingrediënten die het gebruikt duurzaam in te kopen; in gebieden met een hoog waterrisico, de efficiëntie van het watergebruik in de landbouwtoeleveringsketen met 15% verbeteren en netto waterpositief worden, door meer water aan te vullen dan het bedrijf gebruikt, in gebieden met een hoog waterrisico tegen 2030; tegen 100 2025% recyclebare, composteerbare of biologisch afbreekbare productverpakkingen bereiken; en de absolute uitstoot van broeikasgassen in directe operaties met 75% en 40% in de hele waardeketen tegen 2030 te verminderen.

“Als bedrijf dat zaken doet in meer dan 200 landen en gebieden en meer dan 25 gewassen gebruikt die afkomstig zijn van meer dan 7 miljoen hectare in 60 verschillende landen, hebben we de kans en de verantwoordelijkheid om onze omvang en schaal te gebruiken om een ​​duurzamer voedsel op te bouwen. systeem”, zegt René Lammers, Executive Vice President en Chief Science Officer bij PepsiCo. "We streven ernaar een voedselsysteem op te bouwen dat de planeet beschermt en een positieve invloed heeft op de mensen en gemeenschappen waarmee we werken en die we dienen."

Als ik het landschap van voedselwetenschap en -technologie bekijk, ben ik optimistisch dat innovators oplossingen zullen ontwikkelen in de voedselwaardeketen die ons van de tragedie van voedselschaarste en de bedreiging van de voedselproductie voor de planeet naar voedselduurzaamheid, veiligheid en overvloed kunnen brengen.