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未来食品到底离我们有多远?——专访中国工程院院士单杨

2024-07-22   新华社   阅读量:882

    2030年的一天,你忽然饿了,人工智能助手根据你的偏好、营养需求和日程安排为你提供一些建议供你选择。8分钟后,一架无人机送来两大包食材,食材中有一种蔬菜你没见过,扫描了由区块链技术支持的食物溯源程序后,发现这种新型南瓜是从你家附近的垂直农场生产的。你把这些食材放进3D食物打印机中,静静等待着餐饮机器人模拟五星级餐厅烹饪技术帮你完成此次菜肴的制作。事实上,这些食材可能来自于细胞合成培养和无土栽培,吃掉它们,不会对环境造成不良影响,没有动物受伤,不会造成浪费,还十分符合你的营养需求。

    奇点大学创始人彼得·戴曼迪斯的未来学著作《未来呼啸而来》中描述了这样的一幅场景,如今,幻想正在一步步地照进现实。随着全球人口的增长和日益严峻的环境危机,人类开始思考新的获取食物的方式,未来食品概念应运而生。

    未来食品到底是什么?人类为何需要未来食品?我们离未来食品还有多远?就未来食品相关话题,以及食物营养、农产品深加工储运等问题,瞭望智库与中国工程院院士、食品工程专家单杨展开了一场深入的对话。

    文 | 里雨曦 杨丹清(实习生)

    本文为瞭望智库原创文章,如需转载请在文前注明来源瞭望智库(zhczyj)及作者信息,否则将严格追究法律责任。

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未来呼啸而来

    2019年,美国人造肉公司Beyond Meat上市,挂牌首日股价暴涨163%,其背后有一位大名鼎鼎的投资人——比尔·盖茨。Beyond Meat的横空出世让世界的目光开始关注一种全新的食品行业:植物肉。

    未来食品概念爆火。科幻电影中的情节逐渐成真,未来正在呼啸而来。

    未来食品是以“未来”的视角,聚焦食物的新型加工技术,以现代科学改变我们的饮食方式,包括食品的质构、风味、消化、营养功能、肠道微生物与健康、个性化营养、食品生物技术和食品纳米技术等。

    单杨表示,实际上未来食品概念的提出,并不是出现一个全新的食品品类,而是食品生产方式的重大变革。以往人类获取食物需要通过品种选育、土地耕种或草场放牧或水面养殖,肥料或饲料和农(兽)药,产地加工储运等环节。而未来食品转变了这种生产模式,将食物的生产转移到工厂,不再完全依靠自然资源,通过科技手段完成食物生产。

单杨院士(中)指导实验。受访者供图

    实际上人们恐怕很难想到,有一天,我们吃的蔬菜和水果并不来自于土地,吃的肉制品并不来自活体动物,甚至可能根本不是“肉”。然而,现实情况是,未来食品概念的提出就是为了解决人类在将来所要面临的食物资源危机。

    “为了用有限的资源、更高效的食物,摆脱对于环境、土壤、各种农业投入品的依赖。”单杨解释,未来食品概念的提出是为了应对全球的人口增长和气候变化、粮食安全危机、能源资源短缺、生态环境污染等一系列重大挑战。与此同时,未来食品关注人类营养个性化健康诉求,对人类健康寿命的延长有重要作用。

    联合国预计,到了2050年,世界人口将达到90亿人,这就意味着我们的粮食产量要大幅度增加,才能养活这么多的人口。然而,环境危机不断严重,人类不得不作出回应,在有限的碳排放增长空间中,如何生产更多的食物,这应该成为全人类所关注的话题。

    单杨说:“当前的农业生产使用大量的农(兽)药、化肥,耕地超负荷使用给环境带来了不小的压力,也一定程度上造成了食品安全问题。未来食品不仅能够解决种植、养殖端的肥、药施用问题,同时更是一种人体友好的产业模式,保证食物安全,更能为人体营养所需定制个性化食品原材料。”

    应该说,在未来食品概念背景下,农产品可以实现工厂化生产,不再严重依赖水、土壤、农业投入品等有限的自然资源,从而实现对人类稳定的供应,解决的不仅仅是环境问题,还可以延长人类寿命。

    “未来食品就是农业、食品领域的新质生产力。”单杨认为,未来食品是实现技术的革命性突破,摆脱传统生产模式和生产力发展路径,具有高科技、高效能、高质量特征,符合新发展理念的先进生产力质态。

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离“未来”还有二十年

    原本科幻电影中才能出现的场景,正在一步步成为人类的日常生活,这让我们不得不相信,有一天我们吃的肉真的就来自于人工合成,未来食品离我们如此之近。

    2013年8月5日,在英国首都伦敦,荷兰马斯特里赫特大学教授马克·波斯特展示用他培育出的“试管牛肉”制成的“试管牛肉汉堡”。新华社发

    “当然了,我们有些技术还停留在实验室阶段,预测经过二三十年的时间,未来食品就会真正接近老百姓,它会是平价的、安全的、品质有保证的。”单杨对于未来食品的发展前景充满信心,而他也认为目前还不是未来食品时代到来的时间点。

    如单杨所讲,未来食品有两大问题尚未解决。一是价格昂贵,植物肉的价格普遍高于动物肉,一些无土栽培的农产品价格也远高于普通种植农产品。另一方面,未来食品属于系统性工程,在技术层面上不仅需要多学科交叉,更需要建立系统的研发生产体系。

    前几年爆火的植物肉概念如今也偃旗息鼓。Beyond Meat2023年全年净收入3.434亿美元,同比下降18%,毛利润亏损8270万美元。随着植物肉等产业遇冷,未来食品概念也受到颇多质疑,未来食品是否真的能成为现实,是否只是概念炒作?

    “这些问题只能由技术来解决。”单杨表示,未来食品是农业、食品行业重要的发展趋势,实现让梦想照进现实,需要寻找到一条重要的路径,即以科学技术为主要驱动力,为消费者提供安全、高品质、营养、平价的食品产品。如果不能解决这些问题,未来发展也难以预测。

    从实践看,未来食品价格的下降完全可能实现。2013年时,第一个人造肉汉堡的成本高达33万美元。到了2018年,美国孟菲斯肉制品公司(Memphis Meats)使这一价格下降到了每磅2400美元,同期阿尔弗农场(Aleph Farms)的人造牛排价格则降低到了每磅50美元左右。当前,技术正以指数型速度增长,近几年一款植物肉汉堡已经可以将售价控制在5美元左右,即使在我国,人造产品也已经悄然端上了人们的餐桌。

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中国有机会弯道超车吗?

    未来食品领域充满了巨大的机遇,?涵盖了从技术创新、?产业升级到市场需求等多个方面。??技术创新是未来食品领域发展的核心驱动力,随着合成生物学、?人工智能等技术的进步,?未来食品的生产和消费模式将发生深刻变化。

    单杨表示,合成生物学通过工程化的理念对生物体进行有目标的设计、?改造或重新合成,?为食品产业提供新原料和新生产方法,?满足多样化、?个性化、?高端化的需求。

    那么在这一新领域,我国是否有弯道超车的机遇呢?

    单杨告诉瞭望智库,未来食品概念是欧美发达国家率先提出,他们最先做出研究,尤其是在生物合成技术等领域,引领全世界科技的发展。目前,未来食品各领域,欧美国家为第一梯队,我们国家仍然处在跟跑和学习阶段。

    “欧美国家经过多年的发展,建立了自己的大数据库,我们就缺乏这样的数据库,一些基础性的工作还不扎实、不牢靠。”单杨表示,我国重视发展新质生产力,生物合成技术备受重视,但也是我们需要奋起直追的领域。和生物合成技术发达的国家相比,我国在底盘技术上还有短板,这也是当前我们被卡脖子的地方,但新技术的飞速发展,对我们来说也是机遇。

    单杨同时也指出,目前比较大的难点在于科研中的多学科交叉。当前的科研需要更多跨学科合作,生物技术、农业技术、食品技术、人工智能等深度融合,但是我国在这些方面缺乏相关的人才,也缺少联合机制。

    单杨认为我国在未来食品领域可能有三方面的机遇:第一,新食品原料与功能食品原料创新;第二,解决食品安全与营养问题,比如有些新型甜味剂、风味剂、抗氧化剂、防腐剂,可以不依赖化学合成,通过生物合成生产绿色安全食品配料;第三,解决食物供给和质量问题,如替代蛋白,当前我国在蛋白质供应方面还有缺口,酪蛋白和乳清蛋白大量进口,通过细胞培养肉、微生物蛋白、微藻蛋白等合成,可以有效改变这样的局面。

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当下:做好食品营养健康转化和农产品加工储运

    着眼当下,面对中国消费市场的巨大变革,单杨认为食品营养化、个性化、功能化发展势在必行。

    “不同年龄段、不同地区的人,营养需求都不尽相同,个性化精准营养可以起到延长寿命、提高国人体质的作用。”单杨表示,国民健康在经济社会发展中居于优先地位,食品营养与健康产业对实施健康中国战略具有重大作用。

    随着经济快速发展、居民生活水平不断提高,我国食品消费结构正由生存型消费转向健康型、享受型消费,消费者对食品的要求不再局限于“吃饱吃好”,而是希望食品营养价值丰富,具有健康作用。为更好地满足人民日益增长的美好生活需要,我国食品工业加快构建营养与健康发展新格局,通过科技创新提升产品健康价值,越来越多具有健康作用的食品不断涌现。

    因此,单杨建议,进一步挖掘食用农产品的营养健康功效,提升消费者认识水平,推动研究成果产业化应用。产业界应强化科研投入,不断夯实功能配料或成分健康作为科学证据,并积极协同科技界形成科学共识,强化消费者教育,让消费者理解原料或成分功能与产品功能的区别,推动原料或成分功能研究成果产业化。

    与此同时,单杨提到了加快发展农产品加工储运的重要性。农产品加工储运是农产品产后减损、错开销售季节、产业增效和农民增收的关键环节。

    中国农科院发布的《2023年中国食物与营养发展报告》显示,包括粮食、蔬菜、水果、肉蛋禽类等在内的食物,2022年损耗浪费总量达4.6亿吨,造成的经济损失1.88万亿元,相当于农业总产值的22.3%。

    单杨表示,农产品的加工储运不仅可以一定程度上减少农作物产后浪费的问题,通过产地保鲜、干燥等技术延长农产品贮存期,精深加工还可以延长农产品的产业链条,增加农产品的附加值,避免了同质化竞争。

单杨
中国工程院院士
食品工程专家