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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)布了一項研究報告，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)》的報告進行了編譯。

科技重塑農(nóng)業(yè)傳統(tǒng)，設(shè)施農(nóng)業(yè)、有機食品、人造肉潛力大

農(nóng)業(yè)逐漸向城市和垂直方向發(fā)展

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)立的社會食品項目。    

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)在土地稀缺且價格昂貴的城市地區(qū)更能凸顯其價值。在這個系統(tǒng)中可以種植的經(jīng)濟作物種類正在增加；

與此同時，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，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——因為大約70%的垂直農(nóng)業(yè)會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：更少的食品運輸里程(新鮮農(nóng)產(chǎn)品運輸?shù)木嚯x)意味著城市人口會獲得更新鮮的食品，這鼓勵我們消費應(yīng)季食品，并減少有害包裝的過度使用。

科學(xué)家進軍肉制品研究

在未來10年，技術(shù)發(fā)展會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：實驗室里研發(fā)的肉類可以減少78-96%農(nóng)業(yè)造成的溫室氣體排放量，同時減少99%的土地使用。

實驗室培育的或者說“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“動物性”產(chǎn)品，同時避免對繁殖、飼養(yǎng)和屠宰大量動物的需要?？茖W(xué)家們從動物比如牛、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)家們在實驗室中復(fù)制蝦的干細(xì)胞，以制造可食用的組織?？茖W(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)想還沒有實現(xiàn)，好幾家公司都強調(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，價格也是當(dāng)下面臨的難題之一。在美國，牛肉末的價格約為每磅5美元，而實驗室培育的人造牛肉價格約為每磅100美元(而Beyond Burger的價格為每磅12美元)。

但隨著私人投資和需求的增加，這一差距無疑將會縮??；2017年3月，Memphis Meats公司告訴《華爾街日報》，他們已經(jīng)將一磅細(xì)胞培養(yǎng)雞肉的價格降到了9000美元/磅，僅僅一年之后，該公司的首席執(zhí)行官就宣布價格已經(jīng)降到了1000美元/磅以下(《華盛頓郵報》，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(Bell Food Group)就是一個例子。

有機農(nóng)產(chǎn)品成為主流

近年來，本地食品運動已成為世界各地出現(xiàn)的優(yōu)質(zhì)食品行業(yè)的一個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)市場本身就是一個獨立的運動，但有機食品被視為這一更廣泛趨勢的一部分。然而，有機農(nóng)業(yè)傾向于極化思維。一個陣營認(rèn)為，廣泛采用有機食品將使世界上一半的人挨餓，而另一個陣營則認(rèn)為有機食品對健康飲食至關(guān)重要。所以關(guān)鍵問題在于，有機農(nóng)產(chǎn)品是代表了一種必需品，還是僅僅是消費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，許多消費者對有機和生物產(chǎn)品的信任似乎正在增強。

高價值消費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，反對有機食品的一個主要理由是有機食品的產(chǎn)量較低。在有機部門的背景下，這個問題似乎不太相關(guān)，因為有機部門正越來越多地受益于與非有機農(nóng)民一樣的數(shù)字和精確技術(shù)。正如我們在之前提到的，另一個擔(dān)憂是，只選擇有機產(chǎn)品的消費者將錯過種子科學(xué)家新一代創(chuàng)新的許多好處。

微藻可以改變世界

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)，每年消費的海鮮中有50%來自人工養(yǎng)殖。并且預(yù)計水產(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)。

這個現(xiàn)狀促使研究人員試圖制造一種替代品，它會提供飼料魚中存在的營養(yǎng)成分，這在經(jīng)濟上是可行的，也不會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)，因為農(nóng)民會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，且不會增加過度捕撈和氣候變化對海洋生態(tài)系統(tǒng)的壓力。

天上無人機，地上機器人，智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)成型

在農(nóng)場里擁抱創(chuàng)新

我們似乎正處在一個重大變革的風(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，盡量減少對土壤的破壞，提高無人機技術(shù)在陸地和空中的使用，加強動植物遺傳、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會的重要性。2008年，農(nóng)業(yè)科技的投資總額估計為1億美元。畢馬威會計師事務(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。操作將遠程化，流程將自動化，風(fēng)險將由機器識別，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，除非我們找到一個讓農(nóng)民參與農(nóng)業(yè)科技的價值主張，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際解決方案是數(shù)字化滯后的另一個原因。此外，機器人機器的成本仍然高得讓人望而卻步，而像無人機和物聯(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。

地面機器人

拖拉機制導(dǎo)和自動駕駛技術(shù)已經(jīng)成熟，但是無人駕駛的自動拖拉機要想成為普遍使用的拖拉機還需要很長的時間。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。事實上，先進的視覺技術(shù)是源于機器學(xué)習(xí)(即深度學(xué)習(xí))。

在這里，機器學(xué)會區(qū)分作物和雜草，因為工具是沿著田地拉，使他們能夠采取特定地點的除草或噴灑行動。我們預(yù)計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已經(jīng)試運行，一些正在過渡到商業(yè)模式。不過，這項任務(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，而機器人手臂必須快速、廉價、輕柔地采摘水果。

新型的末端執(zhí)行器，包括那些“軟機器人”，可以被動地適應(yīng)水果的形狀，改進了由人工智能學(xué)習(xí)過程支持的抓取算法。低成本、高質(zhì)量的機械手臂正在并工作投入，更好的視覺系統(tǒng)都在幫助推動這項技術(shù)走向商業(yè)化。

在乳制品行業(yè)，全球已經(jīng)安裝了數(shù)千臺自動擠奶機。例如，荷蘭有3959個自動擠奶系統(tǒng)，總共有17667個擠奶裝置(Dairy Global, 2018)，這意味著大約22%的荷蘭農(nóng)民擁有機器人。隨著機器人能力的肯定，該行業(yè)將繼續(xù)擴張。

空中無人機

無人機現(xiàn)在在種植周期的每個階段都有使用。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)正逐漸成為無人機的主要潛在市場之一，因為該行業(yè)正逐漸擺脫近年來已商品化的消費機型。新成立的公司創(chuàng)造了無人機種植系統(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，在作物保護化學(xué)品的應(yīng)用中，無人機可以掃描地面潛在的問題(如害蟲、真菌爆發(fā)等)。并且，無人機的空中噴灑速度是傳統(tǒng)機械的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，時間序列動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。

大數(shù)據(jù)與互聯(lián)互通

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，這兩項技術(shù)將增強許多行業(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)備使得通過云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)收集大量數(shù)據(jù)進行分析成為可能。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?，可用于?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)開展了一個節(jié)水項目。在分析了數(shù)據(jù)后，該機構(gòu)提出了切實可行的建議，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)濟效益和社會潛力，農(nóng)村互聯(lián)互通日益增強。隨著農(nóng)業(yè)不僅進入代際傳承時期，而且數(shù)字增強型農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟和環(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。

衛(wèi)星系統(tǒng)

畢馬威會計師事務(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，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、水流計和生產(chǎn)報告等，可以通過算法進行集成和分析，從而提出具體的建議，不僅提高農(nóng)作物產(chǎn)量，而且盡可能保護環(huán)境。

將不同的技術(shù)集結(jié)起來會獲得最大好處。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，最小化對環(huán)境的負(fù)面影響。要想實現(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)建能夠增強用戶感知的算法。

節(jié)水技術(shù)至關(guān)重要

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和經(jīng)濟穩(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個國家已經(jīng)面臨嚴(yán)重的水資源短缺，預(yù)計到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。國際自然保護聯(lián)盟估計，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)星圖像中實現(xiàn)。衛(wèi)星可以收集有關(guān)土壤狀況的信息，無人機拍攝農(nóng)田圖像，人工智能將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成作物區(qū)域的熱點圖。

分布式賬本技術(shù)提供了進一步影響交易員和最終用戶行為的機會，通過以公開和透明的方式在用戶之間實現(xiàn)水分配的點對點交易。

基因工程蔬菜、植物漢堡、3D打印食品將成為餐桌主角

隨著世界人口規(guī)模和財富的增長以及城市化進程，食品行業(yè)將需要不斷地進行自我創(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尚和生活方式趨勢的現(xiàn)實影響。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》報道，一項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)可能會像轉(zhuǎn)基因生物一樣遭受同樣的命運。

當(dāng)時，關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物的新聞報道傾向于強調(diào)科學(xué)或經(jīng)濟方面，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，因為倡導(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)新者需要聚焦消費者的關(guān)注點，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，并即刻參與進來。

生物技術(shù)：基因編輯食品是下一個巨大的飛躍

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)和安全方面的一項重大進展。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)支出和時間減少到3-5年。

盡管如此，許多消費者，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桶里。正如show和Percy所指出的，如果沒有消費者接受程度上的提高（很可能通過改進教育方法和公眾參與來實現(xiàn)），CRISPR農(nóng)業(yè)應(yīng)用可能會面臨與傳統(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。

Percy（2017）指出，未來的生產(chǎn)者，為了種植和保護我們的食物，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)合實時診斷信息——這包括CRISPR技術(shù)。我們需要打破一個揮之不去的刻板印象，即科技是天然、豐富、營養(yǎng)和廉價食品的敵人。生物技術(shù)的倡導(dǎo)者認(rèn)為，消費者沒有意識到，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)展的兩個關(guān)鍵指標(biāo)。

植物蛋白正在擾動肉類市場

人們懷疑植物性肉類替代品能否提供真正的同類體驗，并讓許多消費者不敢大量轉(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，同時吸引食肉者在不影響口味的情況下消費一種環(huán)保產(chǎn)品。

今年，在納斯達克上市不到兩個月的時間里，以植物為基礎(chǔ)的獨角獸Beyond Meat股價飆升逾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%，達到21億美元?，F(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需求，并設(shè)定了一個與普通乳制品價格一致或更高的價格點。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)的分銷渠道進入大眾市場。Beyond和Impossible都已進軍香港和新加坡，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、美國幾個州和歐盟正在通過或希望通過一項立法，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，該公司生產(chǎn)的面粉和谷物濃縮物的需求將飆升。

3D打印食品呼之欲出

雖然下一代配料、機器人設(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)進入了實驗廚房。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行脫水，他們的打印機甚至可以在太空中制作披薩。

但3D食品打印的真正價值在于私人定制。隨著人們飲食限制的增加，食物個性化的趨勢已經(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。

個性化營養(yǎng)數(shù)字化

隨著消費者越來越復(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)建議正迅速從一個靜態(tài)的大眾市場演變?yōu)閷崟r的個性化解決方案。事實上，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)機會并取得快速增長。

根據(jù)CSIRO（2019）的研究，全球個性化醫(yī)療的價值預(yù)計將大幅膨脹：從2018年到2022年，健康和福利市場預(yù)計將同比增長5%。市場機會很大，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)的個性化營養(yǎng)，這類初創(chuàng)企業(yè)的前景源于先進的預(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)果和血壓等實時數(shù)據(jù)，提供每日的食物指南、每個食物組的排名以及個性化的食譜和菜單。

數(shù)字化創(chuàng)新推動供應(yīng)鏈更加高效，物聯(lián)網(wǎng)和新零售是主要力量

工作人員在倉庫盤點食品

大多數(shù)消費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)粉碎了消費者對它們的信心，并造成了大量的財政、政治和衛(wèi)生成本。世界衛(wèi)生組織估計，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)通過法律強制企業(yè)實施可追溯系統(tǒng)，以識別薄弱環(huán)節(jié)，并使危險產(chǎn)品能夠有效地從市場上撤出。但重建消費者信任需要時間，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。

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)險的能力。

不僅如此，它們還應(yīng)該幫助政府和其它組織實現(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)計全球供應(yīng)鏈，從今天的“隨取隨棄”經(jīng)濟向循環(huán)經(jīng)濟全面轉(zhuǎn)型。

全世界被浪費食物的預(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，永遠無法到達預(yù)期消費者手中。同樣，世界經(jīng)濟論壇預(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)（loT）對食品供應(yīng)鏈的三種影響方式

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、自動駕駛拖拉機和農(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。

智能恒溫器降低了運輸和配送過程中冷鏈發(fā)生故障的風(fēng)險，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)品時提醒他們。同時，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)用獨特的、可食用的、無味的DNA條形碼直接用于食品，將是一項創(chuàng)新的下一代分析技術(shù)。它可以使消費者在保護公司品牌、減少食品欺詐和降低召回成本的同時，對產(chǎn)品的原產(chǎn)地獲得充分的透明度。

區(qū)塊鏈將帶來食品革命

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、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，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)品上市時間（普通的保險產(chǎn)品往往需要長時間的數(shù)據(jù)搜集和風(fēng)險模型迭代）。

安全是食品行業(yè)的另一個主要問題，通過區(qū)塊鏈分類賬跟蹤產(chǎn)品的能力代表著另一個長期機遇。IBM的超級賬本項目，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。區(qū)塊鏈分類賬上交易的不可變性也為其在相關(guān)高價值行業(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者對食品真實性的信心。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?、土地所有?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，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)建投資信譽系統(tǒng)，為他們的農(nóng)業(yè)企業(yè)籌集資金。

生物塑料在對抗污染方面至關(guān)重要

隨著創(chuàng)造可持續(xù)環(huán)保產(chǎn)品的需求增加，消費品的包裝（和處理）方式也必須重新設(shè)計。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，這些塑料碎片會導(dǎo)致許多問題，誤食的魚類和海洋哺乳動物可能因此死亡；同時還會釋放有毒化合物。智能包裝還可以延長新鮮食品的貨架期，減少浪費。

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，例如成本這個很大的障礙。另一個是盡量減少生產(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)濟在食品這個主要行業(yè)中的發(fā)展。

重塑食品零售的數(shù)字渠道

近年來出現(xiàn)了全新的商業(yè)模式。它們表明，消費者，特別是年輕一代的消費者，更重視對產(chǎn)品和服務(wù)的即時訪問。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，未來的消費者將需要新鮮的農(nóng)產(chǎn)品，并希望此刻就能以他們消費的方式交付。

通過黃頁和電話，食品快遞行業(yè)已經(jīng)存在了幾十年。手機應(yīng)用程序的出現(xiàn)已經(jīng)把這個行業(yè)變成了一個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。消費者現(xiàn)在有了比以往任何時候都多的食物選擇，一切都在他們的指尖。

千禧一代和年輕消費者顯然在推動這一趨勢。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化程度提高的好處，通過外賣應(yīng)用點餐可能很快會比在家做飯更便宜，這可能會進一步加速該行業(yè)的增長。

從長遠來看，自主機器人和無人機等創(chuàng)新物流解決方案的出現(xiàn)，可能會進一步擴大該行業(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，由于數(shù)字服務(wù)的不斷消費化和更大的訂單規(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》，圖片來源于報告）

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