人類未來，吃什么？

人類未來，吃什么？


作者：范銘望


在我們身處的時(shí)代，“吃”這件小事，逐漸變得復(fù)雜起來。


微觀上，疫情居家的時(shí)間里，我們增加了親手燒菜的頻率，逐漸減少高糖高油高鹽，越來越多地意識到健康飲食的重要性，注重從吃飽到吃好再到吃得健康；宏觀上，2022年夏天，全球多地遭遇極端天氣，罕見的高溫讓人開始擔(dān)心糧食減產(chǎn)問題。


當(dāng)越來越多的人對一日三餐提出新的需求，我們意識到，食品飲料行業(yè)也許將要迎來新的變革，我們回溯了世界的食品飲料行業(yè)歷史，發(fā)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新才是食品行業(yè)發(fā)展的原動(dòng)力。


制冷技術(shù)和密封罐裝技術(shù)極大程度延長了食品的儲存和運(yùn)輸周期，減弱了易損食品的季節(jié)性價(jià)格波動(dòng)，催生了美國第一批全國性的食品品牌；借助利樂無菌包裝、UHT滅菌工藝等技術(shù)，人們能夠獲得更安全保鮮的牛奶制品，從吃得豐富轉(zhuǎn)向吃得營養(yǎng)。


近幾年中國食品飲料行業(yè)公司的發(fā)展，也同樣指向技術(shù)創(chuàng)新。精品咖啡品牌三頓半，帶火了凍干技術(shù)；飲料品牌元?dú)馍謩t推動(dòng)了業(yè)內(nèi)對代糖的研究和運(yùn)用；預(yù)制菜品牌信良記采用了液氮速凍工藝，實(shí)現(xiàn)了原汁原味的冰凍封存。


與此同時(shí)，在食品飲料行業(yè)的中上游，從種業(yè)、養(yǎng)殖到原材料、制造和包裝，也出現(xiàn)了不同程度的進(jìn)化，多學(xué)科交叉融合的趨勢正在加強(qiáng)，這些趨勢都在推動(dòng)食品飲料研發(fā)領(lǐng)域的創(chuàng)新加速。


我們曾在《峰瑞報(bào)告25：從中國膳食結(jié)構(gòu)，看食品投資》聚焦膳食結(jié)構(gòu)這個(gè)話題，追溯美國膳食結(jié)構(gòu)的變遷，觀察中國當(dāng)下的飲食結(jié)構(gòu)。今天這篇文章，在關(guān)注歷史的同時(shí)，更聚焦未來食品這個(gè)長期命題，著重分析幾個(gè)核心問題：


中國食品行業(yè)未來將要去向何處？


在食品領(lǐng)域，合成生物學(xué)、食品組學(xué)、食品感知學(xué)等交叉學(xué)科有哪些新應(yīng)用？


食品行業(yè)需要應(yīng)對哪些全球性的挑戰(zhàn)？


技術(shù)創(chuàng)新背后，又有哪些創(chuàng)業(yè)和投資機(jī)會？


一、歷史上食品行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新


想要把握食品飲料行業(yè)未來的發(fā)展方向，首先需要回答一個(gè)問題——什么是食品行業(yè)新品類誕生的源動(dòng)力？答案可能是全新的消費(fèi)人群，又或是多元化的消費(fèi)需求。但當(dāng)我們追溯食品飲料行業(yè)的發(fā)展歷史，答案躍然紙上——技術(shù)創(chuàng)新。


接下來，我們將通過行業(yè)發(fā)展歷史的梳理和典型案例分析，解讀技術(shù)創(chuàng)新如何推動(dòng)新品類的出現(xiàn)，繼而帶動(dòng)新品牌的誕生。


縱觀食品飲料行業(yè)的歷史，早期對行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的技術(shù)是“制冷”。早在19世紀(jì)后期（1870~1890年），冰箱被正式發(fā)明之前，美國人已經(jīng)開始將冰塊裝在盒子中為車廂降溫，由此產(chǎn)生了最初的“冷藏”效果。


不要小看這個(gè)方法，這極大程度延長了食品的儲存和運(yùn)輸周期，減弱了易損食品的季節(jié)性價(jià)格波動(dòng)，豐富了美國消費(fèi)者餐桌上的食品選擇?！睹绹鲩L的起落》一書對這項(xiàng)技術(shù)評價(jià)頗高，認(rèn)為在19世紀(jì)90年代，人體營養(yǎng)的改善有一半功勞來自“制冷”。


幾乎在同一時(shí)期，美國出現(xiàn)了另一項(xiàng)跨時(shí)代的技術(shù)——密封罐裝技術(shù)。


美國歷史上曾爆發(fā)過西部淘金潮，當(dāng)時(shí)有一支以喬治·當(dāng)納為隊(duì)長的隊(duì)伍，于1846年遭遇雪災(zāi)被困，為了生存，成員不惜殘食同類，這就是當(dāng)時(shí)震驚世界的“當(dāng)納聚會”。企業(yè)家蓋爾·博登痛心于“當(dāng)納聚會”的慘劇，立志要發(fā)明一種可以壓縮食品體積、延長存儲周期的技術(shù)。


因此他在前人的技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)明了煉乳（罐裝濃縮牛奶），并在1856年申請專利。隨著美國內(nèi)戰(zhàn)的爆發(fā)，罐裝食品迎來了廣闊的增量市場，到1900年，美國罐裝食品消費(fèi)量已經(jīng)達(dá)到驚人的每人每年33罐。


得益于制冷和密封罐裝技術(shù)的共同發(fā)展，美國歷史上首次實(shí)現(xiàn)了按批次生產(chǎn)的食品在全國范圍內(nèi)的銷售。在1860年~1900年間，美國第一批全國性的品牌應(yīng)運(yùn)而生，其中就誕生了后來享譽(yù)世界的通用磨坊和桂格燕麥。


1900年前后，另一項(xiàng)食品技術(shù)的誕生悄然改變了世界。當(dāng)時(shí)，受污染的牛奶源使美國新生兒死亡率高至20%左右，安全、健康的奶源成為美國消費(fèi)者最迫切的消費(fèi)訴求之一。1907年，第一份巴氏消毒的牛奶被引進(jìn)匹茲堡。經(jīng)此方法處理后，牛奶保質(zhì)期在4度左右的環(huán)境下可延長至7~10天。也是在這一年，檢測和監(jiān)管牛奶質(zhì)量的政府標(biāo)準(zhǔn)出臺，此后，牛奶類飲品都要經(jīng)過巴氏消毒才能進(jìn)入市場。


巴氏殺菌法誕生后，雀巢公司于1905年收購挪威公司英瑞，并將后者的“噴霧干燥工藝專利”收入囊中，首次實(shí)現(xiàn)了脫脂奶粉的商業(yè)化生產(chǎn)，以“雀巢奶粉”為代表的脫脂奶粉品類正式登上商業(yè)舞臺。


1929年開始至1950年前后，世界經(jīng)濟(jì)進(jìn)入衰退期，在此期間，“大蕭條”、第二次世界大戰(zhàn)導(dǎo)致了長期的大規(guī)模失業(yè)現(xiàn)象，同時(shí)也催生了消費(fèi)者對廉價(jià)速食食品的需求。著名的快餐品牌肯德基和麥當(dāng)勞，正是誕生于這一歷史時(shí)期。


1950年之后的20年，是美國經(jīng)濟(jì)高速騰飛的20年，中產(chǎn)階級消費(fèi)者大量出現(xiàn)。在此階段內(nèi)，食品行業(yè)誕生了許多代表性技術(shù)，例如利樂無菌包裝、UHT滅菌工藝等。同時(shí)，自動(dòng)化產(chǎn)線和冰柜的普及，使速凍品和常溫奶等新品類快速崛起。同一時(shí)期，可口可樂和百事可樂通過全球化發(fā)展與多品類業(yè)務(wù)的推廣，收獲了品牌聲量與利潤的高速增長。


1970年~2000年，美國人民在享用幾十年速食食品之后，弊病開始顯現(xiàn)。1970年前后，占總?cè)丝诩s1/3的成年人和1/5的兒童出現(xiàn)超重問題，消費(fèi)者開始從“吃得便捷”轉(zhuǎn)向“吃得健康”。


同期，美國食品與藥品監(jiān)督管理局（FDA) 推出《食品營養(yǎng)標(biāo)簽法》，進(jìn)一步推動(dòng)食品健康化發(fā)展。這個(gè)時(shí)期食品行業(yè)的代表技術(shù)包括低熱量的食品添加劑、食物保鮮存儲技術(shù)等。


反觀同時(shí)期的中國市場，從1978年進(jìn)入改革開放時(shí)期，伊利和蒙牛為代表的地方乳企率先抓住了機(jī)會，在1997年前后引入利樂包裝生產(chǎn)線。很快，伊利和蒙牛將盒裝牛奶銷往全國各地，由地方性企業(yè)崛起成為中國乳業(yè)巨頭。


時(shí)間來到千禧年，2000年之后，美國進(jìn)入了歷史上最長的量化寬松周期，食品企業(yè)紛紛加大研發(fā)投入，有機(jī)、自然、功能性食品不斷發(fā)展壯大，催生了健康酸奶Chobani，強(qiáng)化功能性飲料Monster，以及細(xì)胞肉Upsides Foods等品牌。


同期的中國企業(yè)則選擇將技術(shù)運(yùn)用到全新的品類。比如將巴氏殺菌運(yùn)用于酸奶品類，由此創(chuàng)新定義了常溫酸奶這一品類，誕生出了安慕希和莫斯利安等國民品牌。再比如周黑鴨將應(yīng)用在美國速食沙拉品類的氣調(diào)保鮮技術(shù)（MAP，Modified Atmosphere Packaging）運(yùn)用在鹵味品類，推出了鎖鮮裝食品而迎來又一增長曲線。


通過對中美食品行業(yè)的發(fā)展盤點(diǎn)，我們可以看出，食品科技的創(chuàng)新往往都是先從儲存保鮮開始，再不斷向成分營養(yǎng)發(fā)展，而新的品類和大的品牌都依托于特定的歷史背景，背靠特定的技術(shù)創(chuàng)新，迎接特定的時(shí)代挑戰(zhàn)。在歷史長河中最后能留下的食品品牌，無一不是抓住了時(shí)代的機(jī)遇，通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新來迭代產(chǎn)品，最終承接住了時(shí)代的挑戰(zhàn)，留在了消費(fèi)者的心中。


二、未來食品將會面對哪些時(shí)代挑戰(zhàn)？


立足于今天來看，未來食品行業(yè)的發(fā)展還需要應(yīng)對三大挑戰(zhàn)。不過在挑戰(zhàn)中，同樣存在很多潛在市場機(jī)會。


最大的挑戰(zhàn)來自人口數(shù)量和結(jié)構(gòu)變化帶來的壓力。


“2022年，前所未有的饑餓危機(jī)正在全世界蔓延?！边@是2022年4月，聯(lián)合國糧食計(jì)劃署對全球發(fā)出的忠告。氣候沖擊、俄烏沖突、新冠疫情以及糧食和燃料成本的不斷攀升，產(chǎn)生了一系列的連鎖反應(yīng)，可能導(dǎo)致81個(gè)國家中至少4700萬人瀕臨饑荒。


據(jù)聯(lián)合國人口基金會統(tǒng)計(jì)，2100年世界人口預(yù)測將突破100億人，食物需求將進(jìn)一步增長。食物消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化也呈現(xiàn)“班尼特法則”，即隨著收入增加，人們對米面等淀粉類主食消費(fèi)逐步減少，取而代之的是水果、蔬菜和肉類。根據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織預(yù)測報(bào)告，到2050年，全球?qū)κ卟说男枨箢A(yù)計(jì)將增加60%~100%，對肉類產(chǎn)品的需求將增加70%。


在2022年中國宏觀經(jīng)濟(jì)熱點(diǎn)問題研討會上，有專家曾經(jīng)分享過與中國糧食安全有關(guān)的系列數(shù)據(jù)：中國糧食需求峰值預(yù)計(jì)在2025~2030年到來，或?qū)⑦_(dá)到9.2億~9.4億。2019年，我國水稻、小麥和玉米三大谷物的自給率高達(dá)98%以上。但中國的糧食單產(chǎn)增長率正在降低，逐步逼近理論極限。


同時(shí)油、奶、肉等消費(fèi)量持續(xù)增長，進(jìn)口食品的占比快速升高，食物的自給率從2000年的94%下降到2020年的66%。如果中國想要兼顧糧食供給和消費(fèi)升級，預(yù)計(jì)耕地面積將達(dá)到42到43億畝?？紤]到現(xiàn)在中國耕地在2019年底只有19.18億畝，在不考慮技術(shù)進(jìn)步的情況下，食物自給率將進(jìn)一步下降到59%。


人口結(jié)構(gòu)的變化帶來的挑戰(zhàn)也是十分嚴(yán)峻的。2022年，國家衛(wèi)健委老齡司司長王海東指出，據(jù)測算，預(yù)計(jì)2035年左右，60歲及以上老年人口將突破4億，在總?cè)丝谥械恼急葘⒊^30%，中國將進(jìn)入重度老齡化階段。


實(shí)際上，全球的老齡化現(xiàn)象都在深化，根據(jù)聯(lián)合國發(fā)布的《世界人口展望：2019年修訂版》，預(yù)計(jì)到2050年，全世界每6人中，就有1人年齡在65歲（16%）以上，而這一數(shù)字在2019年為11人（9%）。老齡化加速的社會，將衍生出龐大的老年人食品市場。


這里可以借鑒日本的經(jīng)驗(yàn)，2012年日本老年醫(yī)學(xué)中心老年人健康促進(jìn)項(xiàng)目的結(jié)論顯示，日本65歲或以上的居家養(yǎng)老老人中，超過70%的人可被歸為“營養(yǎng)不良”或“有營養(yǎng)不良的風(fēng)險(xiǎn)”。導(dǎo)致這一結(jié)果的重要原因是老人普遍存在的咀嚼吞咽問題，30%的老人存在不同程度的咀嚼問題，50%以上的老人存在吞咽問題。


這份調(diào)查問卷，極大程度上促進(jìn)了日本護(hù)理食品行業(yè)的發(fā)展，根據(jù)央視財(cái)經(jīng)《環(huán)球財(cái)經(jīng)連線》的數(shù)據(jù)，日本護(hù)理食品市場的市值目前已經(jīng)超過1600億。


中國老齡人口的食品市場，未來也可能出現(xiàn)類似的增長。


其次，未來食品行業(yè)還需應(yīng)對環(huán)境和氣候變化的挑戰(zhàn)。


2022年夏天，全球多國遭遇極端的高溫天氣。劉元法、陳堅(jiān)撰寫的《未來食品科學(xué)與技術(shù)》曾提到，根據(jù)預(yù)測，全球氣候變暖，如果延續(xù)至2030年，世界糧食減產(chǎn)5%，到2050年將進(jìn)一步減產(chǎn)至10%，可能會導(dǎo)致1億~4億人面臨饑餓風(fēng)險(xiǎn)。


中國是以密集型農(nóng)業(yè)為主的耕作方式，這種耕種方式帶來了大規(guī)模的土壤流失。根據(jù)中國水利部發(fā)布的數(shù)據(jù)，2019年，我國水土流失面積271萬平方公里，占中國大陸國土面積的28.34%。水土流失將會加劇糧食減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。


此外，我們也需要警惕過量化肥造成的水源和土壤污染。中國工程院院士、北京林業(yè)大學(xué)教授林偉倫曾在2017年接受《經(jīng)濟(jì)日報(bào)》采訪時(shí)提到：中國國糧食產(chǎn)量占世界的16%，化肥用量占31%，每公頃用量是世界平均用量的4倍，過量的化肥很快被水沖到地下，影響土壤的營養(yǎng)平衡。


而我國每年180萬噸的農(nóng)藥用量，有效利用率不足30%，多種農(nóng)藥造成了土壤污染，甚至使病蟲害的免疫能力增強(qiáng)。為解決這一問題，2015年農(nóng)業(yè)部發(fā)布《到2020年化肥使用量零增長行動(dòng)方案》和《到2020年農(nóng)藥使用量零增長行動(dòng)方案》政策。農(nóng)藥化肥向綠色、可持續(xù)的方向發(fā)展是必然趨勢。


另一個(gè)未來食品行業(yè)需要應(yīng)對的挑戰(zhàn)，是如何使得人們的膳食結(jié)構(gòu)從不合理轉(zhuǎn)向健康。


隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，中國城市和農(nóng)村居民的膳食結(jié)構(gòu)都得到了極大改善，城鄉(xiāng)居民膳食動(dòng)物性蛋白的比例差距進(jìn)一步縮小。雖然大家越吃越好，但距離國際公認(rèn)的健康膳食結(jié)構(gòu)還存有差距。


比如和發(fā)達(dá)國家（如日本和韓國）相比，目前中國居民的蛋白消費(fèi)仍以植物蛋白和豬肉蛋白為主，在水產(chǎn)蛋白、奶類蛋白和其他動(dòng)物類蛋白上，還有比較大提升的空間。


再比如，曾在《柳葉刀》期刊發(fā)布的全球疾病負(fù)擔(dān)研究顯示，不合理的膳食是中國人生病和死亡的主要因素之一。中國人的鈉攝入過多，與此同時(shí)，全谷物、水果、蔬菜等的攝入量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)最佳標(biāo)準(zhǔn)。要讓中國居民的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)更加科學(xué)，從源頭控制慢病的發(fā)生率，以醫(yī)學(xué)營養(yǎng)食品為代表的功能性食品賽道存在巨大潛力。


三、食品行業(yè)技術(shù)升級路線：向中上游、多學(xué)科發(fā)展


過去十年間，中國食品飲料行業(yè)的創(chuàng)新主要集中于下游的流通環(huán)節(jié)，主要有兩個(gè)原因：第一是得益于倉儲物流體系的快速發(fā)展，使得中國陸運(yùn)效率及綜合成本把控做到世界第一，由此中國發(fā)展出了獨(dú)具特色的生鮮電商行業(yè)。第二是互聯(lián)網(wǎng)電商平臺的發(fā)展，使得原先以線下渠道為主的食品飲料行業(yè)，迎來了線上化的機(jī)會。


但隨著下游（比如倉儲物流、線上運(yùn)營）競爭趨向白熱化，未來食品飲料行業(yè)技術(shù)演進(jìn)的方向，大概率會逐步向中上游的環(huán)節(jié)發(fā)展。


在上游的技術(shù)迭代方向包括種業(yè)升級和養(yǎng)殖升級。


種子被稱為“農(nóng)業(yè)里的芯片”，目前中國需要降低對國外種子的依賴度。根據(jù)《農(nóng)民日報(bào)》發(fā)布的數(shù)據(jù)：“2021年，中國農(nóng)作物種業(yè)進(jìn)口大于出口。進(jìn)口6.8億美元，多為園藝作物種子；出口3.3億美元，水稻種子占據(jù)優(yōu)勢。中國部分蔬菜品種，如胡蘿卜、菠菜、洋蔥、高端品種番茄以及甜菜和黑麥草等種子的進(jìn)口依賴度超90％ ?！?br>

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，我們看好利用計(jì)算及基因編輯工具提升育種效率，投資了專注AI育種的星羅基因。人們可以通過基因測序，利用AI來預(yù)測不同序列所對應(yīng)的表型，例如某粒種子是否能長成高產(chǎn)蛋白，或者有抗逆性的作物。我們可以用計(jì)算進(jìn)行預(yù)測，同時(shí)用基因編輯，借助預(yù)測結(jié)果，來改變這顆種子。


除此之外，峰瑞資本也同時(shí)看好數(shù)字農(nóng)業(yè)方向，通過農(nóng)業(yè)遙感、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)等各種數(shù)字化的手段來賦能農(nóng)業(yè)，幫助提升生產(chǎn)效率。


在養(yǎng)殖升級方面，我們在調(diào)研功能性乳制品時(shí)發(fā)現(xiàn)，中國在奶牛品種（尤其良種）的供給上被高度“卡脖子”，80%以上的良種都依賴國外進(jìn)口。如果中國能夠在奶牛品種的育種上實(shí)現(xiàn)突破，一定可以在長期固化的乳品行業(yè)掀起新的格局。


食品行業(yè)除了向中上游縱向切入，也需要注重橫向的融合拓展。我們發(fā)現(xiàn)，食品領(lǐng)域?qū)W科交叉融合的趨勢在不斷增強(qiáng)，這里重點(diǎn)介紹以下三個(gè)學(xué)科：


1. 合成生物學(xué)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用


現(xiàn)階段專注于合成生物學(xué)的企業(yè)，更多是手拿“錘子”去找盡可能多的“釘子”，我們認(rèn)為，其中一枚好的“釘子”就是母乳低聚糖（Human milk oligosaccharides，HMOs）。


直到今天大家還在提倡母乳喂養(yǎng)，就是因?yàn)槟溉橹写嬖讵?dú)有的營養(yǎng)成分人乳低聚糖， 在促進(jìn)人體早期腸道健康菌群的形成及免疫力維持和大腦發(fā)育方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。


母乳低聚糖主要有5 種單體，包含D-葡萄糖、D-半乳糖、N-乙酰氨基葡萄糖、L-巖藻糖和唾液酸。


在母乳低聚糖的制備上，通過酶催化法和發(fā)酵法互為補(bǔ)充，科學(xué)家已成功實(shí)現(xiàn)了唾液酸乳糖生物合成的產(chǎn)業(yè)化，而母乳低聚糖譜系中最為常見的巖藻糖基乳糖也在產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程中。如果母乳低聚糖能夠被大規(guī)模成熟制備，奶粉的營養(yǎng)價(jià)值將進(jìn)一步無限接近母乳，這將在很大程度上減輕廣大媽媽的哺乳負(fù)擔(dān)。


另一個(gè)值得關(guān)注的功能性食品原料是阿洛酮糖。為什么說阿洛酮糖可能是下一個(gè)最具大規(guī)模應(yīng)用價(jià)值的代糖？因?yàn)槟壳笆袌錾系拇嵌加胁煌潭鹊腷ug：比如以安賽蜜、三氯蔗糖、阿斯巴甜為首的高倍人工合成甜味劑，產(chǎn)量高、成本低，但是口感跟蔗糖相去甚遠(yuǎn)且有安全性隱患；甜菊糖苷、索馬甜、羅漢果甜苷等天然代糖，由于提取困難，成本居高不下；糖醇類家族木糖醇、麥芽糖醇、赤蘚糖醇等雖然熱量較低，但容易與人體腸道菌體發(fā)生發(fā)酵反應(yīng)產(chǎn)生腹瀉，糖醇類代糖本身獨(dú)特的清涼口感也使其應(yīng)用場景進(jìn)一步受限。


到底有沒有一種幾乎沒有bug的代糖呢？阿洛酮糖似乎給出了答案。阿洛酮糖作為自然界本身存在的一種稀少單糖，是果糖的差向異構(gòu)體，這意味著它在理化性質(zhì)和口感上都跟蔗糖非常接近，但是它的甜度只有蔗糖的70%，熱量則只有蔗糖的1/10，而且還可以產(chǎn)生美拉德反應(yīng)，這意味著它是主要代糖中，為數(shù)不多可以用在烘焙場景中的糖。


在安全性和健康特性方面，阿洛酮糖不會引起腹瀉、可以抑制淀粉和二糖在胃腸道中的代謝，因此有助于降低患2型糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)，研究表明阿洛酮糖還可以通過釋放 GLP-1（胰高血糖素樣肽-1）增強(qiáng)飽腹感，并且能夠與葡萄糖和果糖在細(xì)胞膜表面的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白上發(fā)生競爭，從而降低小腸對葡萄糖、果糖等糖類的吸收速率，最終減少人體內(nèi)脂肪的積累。


在代糖賽道上，阿洛酮糖是一個(gè)值得關(guān)注的新的里程碑。具有如此突出健康特性的阿洛酮糖之所以到目前還沒有被大規(guī)模使用，是因?yàn)楹荛L一段時(shí)間內(nèi)它的制備都需要用化學(xué)法，成本昂貴。


直到日本香川大學(xué)教授提出，可以用差向異構(gòu)酶的方式實(shí)現(xiàn)果糖和阿洛酮糖的轉(zhuǎn)化，極大降低了制備的成本。目前國內(nèi)代糖的頭部企業(yè)，保齡寶和百龍創(chuàng)園都提早布局這一領(lǐng)域，保齡寶正在募資建設(shè)年產(chǎn)3萬噸阿洛酮糖（干基）的項(xiàng)目，百龍創(chuàng)園正在建設(shè)年產(chǎn)5000噸阿洛酮糖的項(xiàng)目。


當(dāng)然提到合成生物學(xué)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用就不得不提另一個(gè)新品類——細(xì)胞培養(yǎng)肉。人們之所以對細(xì)胞培養(yǎng)肉寄予厚望，正是由于細(xì)胞培養(yǎng)肉的生產(chǎn)效率非常高。一頭牛從出生到屠宰的平均周期是46個(gè)月，一只雞的周期大概是30~60天。但如果用細(xì)胞培養(yǎng)肉，取0.15千克的活牛組織，在兩周的時(shí)間內(nèi)就能得到2000公斤牛肉。


細(xì)胞培養(yǎng)肉的概念最早于1931由英國前首相丘吉爾提出，但研究進(jìn)展非常緩慢，直到2013年，荷蘭的生物學(xué)家Mark Post制備出了第一塊完整的人造肉，之后Post教授成立Mosa Meat公司，推動(dòng)了細(xì)胞培養(yǎng)肉的商業(yè)化。


細(xì)胞培養(yǎng)肉行業(yè)總體還處于發(fā)展的早期階段，無論是獲取培養(yǎng)高效增殖分化的干細(xì)胞使其接近“海夫利克極限”（細(xì)胞所能分裂的次數(shù)極限），還是尋找更安全便宜的培養(yǎng)體系，以及如何設(shè)計(jì)和優(yōu)化大規(guī)模的細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器，仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。


2. 食品組學(xué)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用


食品組學(xué)是以明確食品組成成分與人體之間的密切聯(lián)系而產(chǎn)生的新的研究科學(xué)。近年來，食品組學(xué)依托高靈敏、高通量、全覆蓋的研究方法和先進(jìn)儀器，取得了越來越多的突破。


食品組學(xué)中，最常用的四個(gè)工具是基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)，分別有各自的應(yīng)用領(lǐng)域，目前最受市場關(guān)注的是益生菌和益生元的開發(fā)，就是利用上述工具設(shè)計(jì)改進(jìn)發(fā)酵乳制品的風(fēng)味和營養(yǎng)性。


隨著食品組學(xué)的發(fā)展，相信未來總有一天我們能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)個(gè)體的遺傳背景，消費(fèi)習(xí)慣和健康情況，制定真正個(gè)性化的食品解決方案。未來的功能化食品，也會向著更平衡、更精確、更科學(xué)、更多元的方向發(fā)展。


3. 食品感知學(xué)在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用


所謂食品感知學(xué)，就是研究人如何感知食品。這個(gè)過程乍一聽貌似很簡單，但其實(shí)至少包含了三個(gè)環(huán)節(jié)的觸發(fā)過程。


當(dāng)我們拿到一個(gè)食品時(shí)，第一步先調(diào)動(dòng)身體的眼口鼻手開始工作，收集食品的各項(xiàng)觸信息，對食品形成初步預(yù)判；第二步是將這個(gè)預(yù)判送到中樞感知區(qū)再加工，對預(yù)判進(jìn)行確認(rèn)或否定；最后這些信息全部傳輸?shù)角榫w區(qū)域，最終形成我們對這個(gè)食物的總體印象。


由此可知，食品感知學(xué)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜交叉的學(xué)科，目前在消費(fèi)領(lǐng)域的應(yīng)用主要在氣味和口感兩個(gè)層面。


人類對氣味的研究，就像人類對氣味的語言描述一樣貧瘠。直到今天，主要的鑒定方法還是氣象色譜-質(zhì)譜-嗅探儀聯(lián)用法。其中代表性的研究當(dāng)屬風(fēng)味化學(xué)領(lǐng)軍者Dunkel教授，他測出227種不同類別食物飲料所對應(yīng)的關(guān)鍵氣味化合物的數(shù)量在3~36種。


在他的實(shí)驗(yàn)中，酒這一品類里氣味化合物豐富程度最低的是啤酒，只有18種，而最高的法國白蘭地竟然有36種。Dunkel教授的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造性地量化和比較了常規(guī)食物中的氣味豐富程度，為今天研究食物的香氣提供了有價(jià)值的參考。


但這個(gè)方法也有其瑕疵，實(shí)驗(yàn)過程更多的是單一氣味的簡單疊加，新的風(fēng)味感官科學(xué)家們又在聯(lián)用法基礎(chǔ)上提出了風(fēng)味感知組學(xué)這個(gè)方法。使用這個(gè)方法，他們已成功破譯了日本“龜甲萬”醬油中的關(guān)鍵香氣化合物。


隨著氣味研究工具和方法的不斷拓展，未來人類或許可以破譯“氣味”的秘密，定制基于特定需求的氣味產(chǎn)品。


除了氣味上的創(chuàng)新，食物的口感創(chuàng)新，在消費(fèi)領(lǐng)域的應(yīng)用也很多元。


前文提到，老年人普遍存在不同程度的咀嚼問題和吞咽問題。國際吞咽障礙飲食標(biāo)準(zhǔn)化委員會（International Dysphagia Diet Standardisation Committee） 于2016 年訂立、2017 年出版了一套適用于吞咽障礙患者的飲食框架。


它把食品和飲料分成了八個(gè)等級，有助于老年人根據(jù)自己的需求和特性，找到專屬于自己不同吞咽障礙程度下的適用食品。今天，類似的應(yīng)用出現(xiàn)在日本介護(hù)食品的分類標(biāo)識和宣稱中，幫助更多的老年人及其親屬挑選更適用于老年人個(gè)體情況的易食食品。


基于口感創(chuàng)新，目前還出現(xiàn)了一個(gè)新的減糖策略。


研究人員設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)，購買了高糖和低糖兩種不同的巧克力，并通過3D打印的方式，將這些巧克力分層成六種不同的組合，以產(chǎn)生不同類型的糖濃度，隨后讓72名選手對不同組合進(jìn)行感官評估。


從結(jié)果來看，糖濃度在高-低-高和低-高-高的組合，品嘗起來和完全高糖組得到了非常接近的甜度評分，盡管前者的總體糖含量低了近20%。


這是因?yàn)椋?D打印的分層巧克力在頂部和底部都有高糖層，與完全高糖組的剖面最相似，可以模擬口感輪廓的結(jié)構(gòu)，使其在口腔中的甜味刺激接近全糖結(jié)構(gòu)。通過這一研究，未來可以利用3D打印技術(shù)來生成不同的食物層數(shù)量、濃度梯度和分層順序，以實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者感知不到的降糖目標(biāo)。


四、未來食品新展望：推動(dòng)中國成為全球食品科技的創(chuàng)新中心


我們相信，未來食品行業(yè)會圍繞著食品的交叉學(xué)科，最終形成包含細(xì)胞工廠、智能制造和精準(zhǔn)營養(yǎng)在內(nèi)的多種業(yè)態(tài)，由此還將衍生出一系列新的技術(shù)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用，比如3D打印、數(shù)字孿生、工業(yè)機(jī)器人及微生物技術(shù)等。


為了應(yīng)對時(shí)代賦予的全新挑戰(zhàn)，理想的未來食品企業(yè)畫像可能是這樣的：即在研發(fā)端，能積累交叉領(lǐng)域的自研能力，契合新需求帶來的增量市場；在生產(chǎn)端，能通過運(yùn)用新科技，挖掘規(guī)?；a(chǎn)的潛能和成本優(yōu)勢；在銷售端，能夠具備講述中國食品創(chuàng)新故事的品牌能力。


科技部在“面向2035愿景規(guī)劃”中對中國食品科技的發(fā)展提出了明確愿景——中國要成為全球食品科技的創(chuàng)新中心。








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