在生活基本要素“衣食住”中，“食”可以說是人類賴以生存的最重要因素。如果沒有食物，人類甚至無法維持生命，無法活動(dòng)。
與此同時(shí)，對(duì)于人類而言食物的意義不止于生存所需的食糧。食物能為生活添姿增彩，是富裕的象征之一、保持健康的良藥、素食主義者們的價(jià)值觀體現(xiàn)，也是塑造宗教及文化的重要因素（圖1）。食物對(duì)于人類而言如此重要，而近年來卻面臨著各種問題，包括發(fā)展中國(guó)家的糧食危機(jī)、食品浪費(fèi)、食品安全和食品生產(chǎn)勞動(dòng)力不足等。
圖1 多樣的食物形態(tài)和食物相關(guān)社會(huì)問題
鑒于上述這些食物相關(guān)的現(xiàn)狀，人們正在積極開展各項(xiàng)活動(dòng)，通過充分利用最xin科技，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)更加充足且可持續(xù)發(fā)展的食物生產(chǎn)、供應(yīng)和消費(fèi)。在此，我們將向您介紹一種追求全新食物形態(tài)的的技術(shù)開發(fā)運(yùn)動(dòng)，即“食品科技”。
科技進(jìn)步加速了食品生產(chǎn)的工業(yè)化
食品科技（Foodtech）是一個(gè)將Food（食品）和Technology（科技）組合后形成的新詞。提到食品相關(guān)產(chǎn)業(yè)，相信很多人都會(huì)聯(lián)想到農(nóng)業(yè)、食品加工業(yè)和飲食店等。迄今為止，這些產(chǎn)業(yè)往往被認(rèn)為與最xin科技遙不可及。但是今天，這些產(chǎn)業(yè)已發(fā)展成為ICT、機(jī)器人、生物等科技能夠得以充分應(yīng)用的理想領(lǐng)域。不僅如此，越來越多的企業(yè)正通過積極引進(jìn)這些技術(shù)，努力挑戰(zhàn)解決提高食品生產(chǎn)效率、實(shí)現(xiàn)功能性食品的創(chuàng)造、流通和消費(fèi)的合理化、滿足消費(fèi)者多樣化的需求、解決勞動(dòng)力不足等各類問題。
目前，食品科技備受關(guān)注的主要原因之一在于，隨著科技的進(jìn)步，食材及食品開始逐步被視為基于科學(xué)技術(shù)的工業(yè)制品（圖2）。食品產(chǎn)業(yè)所涉及的食品大多為生物。毋庸置疑，這些生物存在個(gè)體差異，隨著時(shí)間的流逝，其狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化。因此，與電子設(shè)備及汽車等這類能進(jìn)行規(guī)格化并以穩(wěn)定的質(zhì)量實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品不同，食品無法實(shí)現(xiàn)精que開發(fā)與生產(chǎn)管理，因此作為制造業(yè)操作處理比較困難。比如，即使是抓取并排列大小不一的軟草莓這項(xiàng)工作，人類可以輕松完成，但是過去的機(jī)器人卻辦不到。
圖2 食品科技備受關(guān)注的技術(shù)和市場(chǎng)層面的主要原因
由于各類相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，食品的工業(yè)化以全新的方式得以迅速發(fā)展，其中包括通過諸如人工智能（AI）等技術(shù)從多樣的個(gè)體群中抽取有意義趨勢(shì)的信息處理技術(shù)、IoT等能夠關(guān)注每一個(gè)體的區(qū)別并進(jìn)行把握和分析的技術(shù)，以及能夠管理和控制動(dòng)植物性質(zhì)的生物技術(shù)等。
此外，食品科技備受關(guān)注的原因還在于，食品相關(guān)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模非常巨大，并還在不斷增長(zhǎng)，這一點(diǎn)也不容忽視。根據(jù)農(nóng)林水產(chǎn)政策研究所的預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，2030年的世界飲食市場(chǎng)規(guī)模將從2015年的890萬億日元增至1360萬億日元，增幅達(dá)到1.5倍。其應(yīng)用市場(chǎng)巨大，并有望實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的增長(zhǎng)。為了開發(fā)技術(shù)以解決內(nèi)部存在的課題、創(chuàng)造出新的價(jià)值等，仍然存在進(jìn)行巨額投資的機(jī)會(huì)。為了能將食品科技發(fā)展成為成長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)，部分國(guó)家已制定了全國(guó)范圍的相關(guān)支援方針。而在日本，ZF于2020年啟動(dòng)了“食品科技協(xié)議會(huì)”，希望通過產(chǎn)學(xué)官合作，推動(dòng)食品科技的發(fā)展，從而促進(jìn)課題解決及相關(guān)措施的制定。
通過食品技術(shù)，消除糧食危機(jī)及食品浪費(fèi)
我們希望解決哪些食品相關(guān)的社會(huì)課題，創(chuàng)造什么價(jià)值，為此需要應(yīng)用哪些技術(shù)？我們將整理并為您介紹兩個(gè)具有代表性領(lǐng)域的措施。
首先是糧食危機(jī)對(duì)策。根據(jù)預(yù)測(cè)，2050年的世界總?cè)丝趯⒈痊F(xiàn)在增加約3成。毋庸置疑，糧食需求也將隨之增長(zhǎng)。此外，由于全球變暖導(dǎo)致的氣候變化，以前適合種植的地方也將無法收割農(nóng)作物，這一點(diǎn)也同樣令人堪憂。SDGs中的第二個(gè)目標(biāo)，便是“零饑餓”。
為了解決這些問題，各類相關(guān)技術(shù)不斷推陳出新，其中包括通過生物技術(shù)培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞片進(jìn)行層積，或用3D打印機(jī)成型制作技術(shù)進(jìn)行培養(yǎng)肉的開發(fā)，以及即使在惡劣的條件下也能生長(zhǎng)并實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的農(nóng)作物品種開發(fā)等。此外，面向新農(nóng)業(yè)及漁業(yè)的技術(shù)也已投入實(shí)際應(yīng)用，例如通過人工技術(shù)實(shí)現(xiàn)生長(zhǎng)環(huán)境完善的植物工廠和陸地漁業(yè)等。作為這些技術(shù)的延伸，不僅可以提高收割量，還能激發(fā)動(dòng)植物基因中所隱藏的潛力，幫助制造出富含有效促進(jìn)人類健康成分的食品。
其次是消除食品浪費(fèi)問題。根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)到消費(fèi)的整個(gè)食品供應(yīng)鏈中，約有3分之1的食品以各種理由被丟棄，其總量每年高達(dá)13億噸。而在日本，因?qū)κ称焚|(zhì)量特別嚴(yán)格，長(zhǎng)期以來存在一種叫作“3分之1規(guī)則”商業(yè)慣例，其結(jié)果是助長(zhǎng)了食品的浪費(fèi)。根據(jù)這個(gè)規(guī)則，將從生產(chǎn)日期到最jia品嘗期的期間分為3等分，確定交貨期限和銷售期限，如超過期限則將產(chǎn)品做廢棄處理。目前，日本ZF正在積極Zhi力于相關(guān)規(guī)定的修改，以期糾正這種商業(yè)慣例。SDGs中也設(shè)定了相應(yīng)目標(biāo)，即到2030年為止在零售和消費(fèi)水平方面將人均食品廢棄量減半，并減少收割后損失等生產(chǎn)和供應(yīng)鏈方面的食品損失。
解決食品浪費(fèi)的關(guān)鍵技術(shù)在于利用RFID標(biāo)簽及IoT等實(shí)現(xiàn)食品鏈管理的高度化。通過這一技術(shù)可明確把握每件食品的流通記錄，方便采取更加靈活的措施，比如當(dāng)生鮮食品臨近最Jia品嘗期時(shí)則可將其轉(zhuǎn)用為加工食品的原料。如能將此類方法付諸于實(shí)踐，便能夠?qū)崿F(xiàn)可追溯性管理，從而防止產(chǎn)地造jia、跟蹤異物混入、檢查是否含有添加劑及過敏源、提供清zhen服務(wù)等，從而確保食品安全。
為了有效實(shí)踐食品鏈管理，需要開展跨越國(guó)家、行業(yè)以及企業(yè)框架的信息共享。目前，日本也在積極構(gòu)建能夠滿足此類要求的信息基礎(chǔ)。農(nóng)林水產(chǎn)省首先構(gòu)建了名為“農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)協(xié)作平臺(tái)（WAGRI）”的信息平臺(tái)，以有效且高效地進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息的匯總，即以食品鏈上游的智能化為起點(diǎn)，通過連接信息基礎(chǔ)，對(duì)中游的加工和流通信息及下游的銷售和消費(fèi)信息進(jìn)行匯聚和共享，從而提高食品鏈管理的效率，形成一個(gè)“智能食品鏈”信息系統(tǒng)（圖3）。通過這種方式，將能夠根據(jù)消費(fèi)者的行動(dòng)方式制定生產(chǎn)和作業(yè)計(jì)劃，并根據(jù)生產(chǎn)信息、訂購(gòu)和庫(kù)存信息選擇理想的收購(gòu)和發(fā)送路線等，從而實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)的最jia的食品鏈管理。
圖3 日本ZF構(gòu)想的智能食品鏈系統(tǒng) 來源：農(nóng)林水產(chǎn)省
除了這里介紹的2個(gè)領(lǐng)域之外，還采取了食品科技相關(guān)的各種措施，比如應(yīng)用化學(xué)知識(shí)在分子水平上控制食物的風(fēng)味和口感的技術(shù)、通過重現(xiàn)觸覺等人類5種感官實(shí)現(xiàn)食品生產(chǎn)加工自動(dòng)化的技術(shù)等。今后，ICT等尖duan技術(shù)有望在食品科技范疇所包含的各個(gè)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)充分利用。
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