从农田到餐桌,盘点食品行业最值得关注的创新技术应用及商业化落地
FDL数食主张 2023-12-06 1640
从农田到餐桌,技术如何重塑食品未来新版图?

来源:FDL数食主张 (ID:foodatalink);作者:Little Zhong

消费升级下,消费者对食品饮料的选择不再局限于满足单纯的基本需求,随之而来的是对于营养健康、方便快捷、绿色环保、社交价值等需求的不断增长。

科学技术是第一生产力,从农田到餐桌,技术创新为食品饮料行业发展提供了更高效、高质、可持续的生产工具,也提升了食品的品质与安全保障。

尤其近些年,食品与生物科技、互联网、AI人工智能等前沿行业的跨界交叉互融让我们看到更多的可能性,重塑了产品从构思到消费整个生命周期的核心竞争力,使得其更好地满足消费者不断迭代的需求。

在快速变化的时代,越来越多的食品企业和品牌意识到技术创新的重要性,纷至踏入科技革新的洪流。 根据贝哲斯咨询数据显示,2021年全球食品科技市场规模达到16055.0亿元(人民币),预计到2027年全球食品科技市场规模将达到22230.0亿元,年复合增长率预估为5.57%。

将食品产业链纵向整合,不难发现,从农业耕种的上游,到加工研发的中游,再到消费落地的下游,技术渗透当中的应用场景不仅多样多变且可塑性极高。基于此,FDL数食主张梳理了国内外食品饮料行业突破性创新技术应用及商业化落地,探索新的产品创新之道。

01 上游:技术重塑未来农业

在人类社会漫长的历程中,位于供应链前端的农业始终发挥着至关重要的作用。其不仅是食物的主要来源,还决定了我们的生活方式、社会结构,甚至对于生态平衡和环境保护起着关键作用。

但一直以来,延续8000年的传统农业存在很多不足,面临着土地资源有限、气候变化、生产率低下、生态污染现象严重等多重压力。这也意味着,随着人口迅速增长和资源不断消耗,未来食物需求和生产将有下行的风险。

为最大限度地减少包括水土、人力、成本等资源的使用,实现整体消费环境下更健康、更安全的长久发展,食品企业通过结合如精准农业、垂直农业、再生农业、基因编辑技术、AI人工智能等先进技术,积极地推动传统农业转向智慧型的现代化建设,满足消费者更新鲜、更美味、更营养、更健康、更环保的多元化需求。

图源:freepik

在消费端,根据Innova市场洞察调研显示,消费者购买新农业技术产品的前三原因分别为:更自然/有机、对地球更好、降低健康风险。同时,有69%的全球消费者表示,他们更喜欢产品包装上提及耕作方法或是食物产地的优势。

随着公众对改善食物生产质量和可持续性的创新农业技术的兴趣日益浓厚,根据Market Research Engine数据显示,2022年全球食品与农业技术及其相关产品的市场规模约为6222亿美元,未来5年将保持8.42%的年均增速,至2027年将达8600亿美元。

  • 精准农业提升生产效率

精准农业是源自美国的一种新型农业,又叫做精确农业、精细农作,是以信息技术为支撑,根据空间变异,定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作与管理的系统。

实施精准农业不但能帮助平衡地力、提升产量和生产力,还能实现高效利用各类农业资源和改善环境等目标,进而实现可持续发展。

全球生态系统技术服务公司Esri开发了精准农业参与系统,通过使用ArcGIS收集、维护、分析和共享农业数据,制定出更好的季节性决策。通过创建集成重要变量的地图和仪表盘,例如土壤、灌溉、产量、生产成本、利润和合规性数据,并将地图、影像、外业数据收集和实时传感器源添加到交互式应用程序中,通过使用现代架构和SaaS/DaaS/IaaS 基础架构在本地和/或云中进行部署,进一步提高效率、盈利能力和可持续性。

在协调详细和复杂的农场管理计划时,使用该系统的地图和空间数据分析来可视化、理解、计划和采取行动,可以有效优化工作流并降低风险,同时改进再生实践并确保社会公平。

图源:Esri

  • 垂直农业减少资源浪费

垂直农业是一种在垂直空间内种植作物的生产方式。它通常采用多层垂直的种植系统,包括LED灯光、自动化控制系统、气候控制和水循环系统等先进技术,以提供优质的生长环境,促进植物的生长和发育。其还与城市里的日常生活息息相关,可为未来都市食物供应和耕地资源拓展提供新的解决方案。

由中国农业科学院都市农业研究所自主研发的国内首座自主研发的无人化垂直植物工厂,这是一座建在城市里的20层高的菜地,其中的作物生长发育不受气候和地域影响,在环境可控条件下能够快速实现35天就收获一茬生菜。除了生菜以外,其他的叶类菜、果菜、食用菌都可以在垂直植物工厂里规模化生产。

图源:川观视频

该模式顺利解决了世界性的植物工厂光效低、能耗高的难题,年产量可稳定地达到50吨以上,相当于60亩大田的产量,这种模式的生产采用垂直种植,可以充分立体地利用光能,有效地利用空间,减少土地占用,极大提升了土地利用效率。

图源:川观视频

02 中游:技术赋能产品研发

食品中游端主要涉及产品的生产,主要是指以农、林、牧、渔业产品为原料进行的加工活动,涉及粮食、蔬菜、肉制品、乳制品、调味品、酒精饮料、休闲零食等品类的初加工和深加工。

近几年,随着消费需求不断迭代升级,新消费群体不断壮大,健康化、多元化、个性化体验的消费需求正在不断涌现。也因此,过去产品加工只靠用某一个标配的原料或高油高盐高热量的产品已不能满足当下消费者的需求,越来越多同质化的产品让消费者变得麻木。

在竞争激烈的市场中,如何满足消费者对新鲜事物的追求,平衡健康和纵享体验的消费需求呢?为破解困局,以科技为核心的生产工具开始在食品行业崭露头角,真正实现产品研发和优化升级创新。

  • 食品原料优化升级

KeHe2023年趋势显示,受健康和环保意识的推动,越来越多的消费者倾向于灵活的饮食,有意识地增加食物的种类、减少糖分的摄入、增加植物基成分、低度或无酒精的食品饮料,并考虑低碳水化合物的新选择。

为满足消费者上述需求,全球针对食品的研发也迈向更深层次,尤其是研发端涉及的成分升级。

替代蛋白:

作为解决环境资源问题,维持人类与自然平衡的最优解,替代蛋白成为当前一种全新的蛋白质供给方式,重塑着全球现有的蛋白质供给系统,也是近年来食品研发的垂直领域尤为火热的赛道之一。

动物产品中的许多功能特性来自蛋白质的结构,因此,要想提出具有相同行为的植物产品,目前唯一的办法是借助人工智能加深了解蛋白质的三维结构,了解在蛋白质随着不同过程变性的过程中,结构如何随时间而变化,从而更好地构想植物基食品开发配方。

致力于寻找动物蛋白的最佳植物性替代品的智利食品科技公司NotCo,通过其已获专利的人工智能平台Giuseppe,为肉类和乳制品替代品的配方带来了新的高度。其原理是通过爬取大量植物原料数据,从分子水平上分析各种蛋白质结构,为每一种匹配出来的植物基配方打分并进一步提出优化建议。

图源:NotCo

致力于牛肉细胞肉食品研发的细胞培养肉公司极麋生物,今年8月份,其通过自研AI系统JEVOS体系研发出了鹿茸干细胞的细胞系,其传代次数已经超过50代,并在24小时内即可倍增,成分主要取用的鹿茸干细胞正是来自3岁壮年纯正梅花鹿的首次二杠茸尖角。这是目前公开的全球首个鹿茸干细胞系,极麋生物将成为全球首家能实现量产鹿茸干细胞的细胞培养肉公司。

据悉,极麋在2023年1月完成了JEVOS的搭建,它是由AI驱动、可以实现高通量、自动化的细胞培养体系进化平台。实验的迭代与设计由人工经验变为数据AI驱动,将实验通量从几十次/天提升至百万次/天,从而将细胞和培养基的优化速度提升百倍以上。

图源:极麋生物,研究人员正使用JEVOS系统进行实验设计

天然食品添加剂:

社交媒体时代下,越来越多的人加入“成分党”的阵营。特别是消费者对人工添加剂“不够健康”的认知愈发深刻,从而陆续新生的需求凝聚成的强大驱动力以及科技的力量。主打天然、清洁、健康属性的产品正不断渗透到食品饮料中,多维度地满足消费者的健康需求,并在味觉、视觉等感官上改善消费者情绪、增加消费者体验。

专注于利用基因技术推动食品和农业领域发展的科技公司Elo Life Systems,通过数据分析、生物分子农业和植物遗传学,推出一种能够大规模生产的天然存在于植物中但难以提取或生产足够数量的天然甜味剂,该甜味剂主要利用罗汉果遗传信息进行生物工程改造的植物中开发而成。据称,与市场上的其他甜味剂相比,该产品更实惠和环保,并且能够以更高的数量稳定供应,计划于 2025 年进入市场。

图源:Elo Life Systems

  • 味觉、嗅觉数字化

伴随现代科学技术的日益精进以及大众对自身营养和健康需求的重视程度逐渐加深,没有人会比自己更了解想要什么,需要什么。甚至于,一个人在不同年龄段所需要的营养或者喜好的口味也会有千变万化。

定制化产品除了能更好地考虑个人的健康需求外,还可以顾及个人倾向的口味、文化偏好或者作息及饮食习惯,能够更理想地融入一个人的生活方式中。

一家专注于“将香气和味觉数字化”研发的创业公司Aromyx ,该公司的主要产品是名为 EssenceChip 的传感器,这是一种能够将人类嗅觉和味觉感官以数字读数输出的生物芯片。

区别于传统的化学传感器,EssenceChip 最大的特点是可以捕捉所谓的生化信号,比如一杯咖啡、一种香水或一瓶红酒经由人类感官在人脑中的生化信号。除此之外,Aromyx 还开发了一套软件产品,主要用于嗅觉和味觉感官数据的搜集、分析和在线存储、调用。

可以使用 EssenceChip 传感器“录制”数字化的香气和味觉信息,并且自己进行编辑、处理和存档,之后可以上传到 Aromyx 的云平台,使用软件套装做进一步的分析处理,并对自己的产品做气味的定制化处理。

图源:Aromyx 

  • 新型制造技术

随着社会的不断发展,传统的食品加工技术已逐渐不能满足消费者的需求,尤其在食品行业对于平衡成本、加工和口味的要求愈发复杂的环境下,人们开始期待创新的加工技术为食品行业带来更多的惊喜和可能。

技术的创新发展为食品生产带来了新的机会,有助于提升产品结构特性,创造出更优质、营养、健康、环保的产品。

MOODLES魔斗仕是一家食品科技公司,公司融合了3D打印、现代营养学和分子料理等多个学科的创新,为消费者提供精准营养的食物,围绕低碳饮食方向开发了面条、意面、饭团、包子、米线等一系列创新产品,主要以高蛋白、富营养为特色,其中裸面系列的产品以虾肉和鸡肉为主要成分,碳水降低了传统面食的70%以上,在还原传统主食产品外形、口感同时大幅升级产品食材体系。 

图源:MOODLES魔斗仕

另外一家科技创新公司Smart Cups则结合了3D打印技术+聚合微胶囊技术,推出了世界上首款“印刷饮料”,该产品包含饮料胶囊成分和智能杯。其中,Smart Cups智能杯由100%可生物降解材料PLA制成,其原理是专利的微胶囊技术将多种成分,如维生素、咖啡因、甜味剂等成分或风味相结合成胶囊,再通过3D打印技术将微胶囊放置于杯子底部,消费者只需加水就能将杯子底部的粉末溶解,成一款零糖零卡且风味十足的饮料,满足对便利性和便携性的需求。

图源:Smart Cups

03 下游:技术提升消费体验

新冠疫情对于人们日常生活的影响是相对短暂的,但一些消费行为与消费习惯的转变仍在延续。在消费端,传统以产品售卖为主和偏线下的模式无法满足消费者日益增长的个性化购物体验,边吃边享受的愉悦体验感变得比以往更加重要。

与此同时,随着气候问题及食品危机日益严峻,人们开始将对自身健康的关注拓展到全生态,探寻如何构筑人与地球之间的动态平衡,越来越多人希望能将可持续更多地应用到日常生活的点滴中。

在市场端,美国餐饮业协会调研报告数据显示,由于劳动⼒、⻝品和能源等成本不断上涨,50%的餐厅预计2023年的收⼊将落后于2022年。不仅如此,此次调研数据也表明,由于上述因素,83%的餐饮品牌可能在未来⼀年提⾼菜单价格。

⽽利好的⼀⾯是,技术为这些挑战提供了多种解决⽅案,比如应用于食品质量和安全控制、供应商和零售商之间的数据共享(寻找消费痛点)、供应链和配送系统优化、解决食物浪费等。

  • 餐饮业质量控制和标准化生产

对于食品来说,质量安全永远是第一位的,虽然现在的消费者都开始追求极致性价比和新鲜好玩的产品,但并不意味着大家降低了对消费品质的要求。尤其对快餐行业而言,最为重要的是在作业过程中尽可能降低污染风险,食品安全保障成为一家快餐厅的竞争力关键。

为了实现食品质量控制和标准化生产,越来越多的快餐连锁店正在通过先进的人工智能技术减少食品准备和服务所需的工人数量,同时实现自动化烹饪、从制定外卖策略到菜肴分析、监督供应链等等,保证送到消费者餐桌上的产品更快、更卫生,也更好吃。

Miso Robotics是一家定位为以智能化手段改造餐饮业的美国科技初创公司,其研发了一系列人工智能驱动的机器人厨房助手,该系统除了硬件机器人,还包括SaaS软件、AI算法,以及云计算平台(与AWS有合作)。

其中,一款SaaS型软件CookRight可以提高厨房操作的精确性、精细化,这是世界上第一个由AI驱动的烹饪系统,能够自动识别、跟踪食材,具有可扩展的烹饪功能,客户可通过订阅模式获得。

CookRight除了作为Flippy机器人的控制系统,还可以作为一套“监视系统”,收集机器人在操作中的各种数据,为餐厅提供全作业流程中最新的、更精确的数据,数据流被传输到AWS的云端上进行分析后生成看板,帮助餐厅把精细化管理应用到每个环节。

图源:Miso Robotics

  • 解决食物浪费的数字化管理

根据联合国粮食及农业组织 (FAO) 估计,全球每年生产出来的粮食大约有1/3在运输或储存过程中被损毁或浪费掉,造成约1.66万亿美元的经济损失。

在零售业,在零售业,果蔬、乳制品、肉类因为保质期较短,在储存和运输过程中就极易出现浪费,目前已成为食品行业面临的一个主要挑战。而其产品包装塑料制品也为环境带来严重危害。

为解决这一问题,以色列科技公司Wasteless发明了一种AI动态定价技术,这一技术主要根据食品的货架期、库存和消费者购买频次等维度,对商品进行灵活的定价。商品越临近保质期,降价幅度就越大,以鼓励消费者购买。

对于消费者而言,该技术能帮助其以更合理的价格购买商品,节省开支。而对于零售商而言,Wasteless的动态定价技术有助于优化折扣策略,帮助减少库存压力和食品浪费,据称,使用其技术的超市已减少了30%的食物浪费,以及50%的折扣成本。

图源:Wasteless

在食品产业的创新浪潮中,不断涌现的新技术如同波澜壮阔的浪花,引人瞩目。其中,不乏一些技术创新型企业已长成了庞然大物,成为推动食品产业创新极为重要的一股力量。同时,有越来越多的“新势力”正在以百米冲刺的速度向前飞奔,为食品饮料行业注入更多新活力,并拉开新一轮产品创新周期。

无论是数字化农业种养、升级再造食品,或是基于智能化的生产、管理、输送系统……“硬科技”在食品饮料上的应用已是大势所趋。

但技术创新并不止步于研发,更要贴近日常生活习惯,才能进一步走向商业化。如何回归本质、创造价值、践行可持续的商业化?

一方面,企业需要深入了解技术创新能力和发展趋势,根据企业自身的业务特点,具体落地一些企业内的大模型应用,并不断深化;另一方面,提升企业组织和员工的技术应用能力也是企业转型要关注的重点。

资料来源:

1、2024 年值得关注的 41 个食品和饮料创新案例 - gourmetpro.co)

2、2023年食品技术趋势:科技是“狠活”,AI分析、个性化营养、超级作物…-FBIF食品饮料创新

3、食品AI大时代,是否近在眼前?-FDL数食主张 

4、新的天然甜味剂:利用罗汉果遗传信息改造的植物中来,或于2025 年面市-酷食社

5、Miso Robotics: “黑暗料理”机器人打造无人厨房-科技前哨

6、将味觉和嗅觉“数字化”,听起来简单,应用场景复杂的很-虎嗅

7、极麋生物成功研发全球首个鹿茸干细胞系,开创年轻养生新品类-极麋生物

8、把饮料直接打印在杯子里,这家公司的杯子有多“聪明”?-FoodTalks

9、「MOODLES魔斗仕」完成Pre A+轮融资,主打高蛋白3D打印面条-MOODLES魔斗仕

10、2022年度食品技术盘点:5大领域15大突破,技术如何重构未来食品新世界?-Foodaily每日食品

11、潮评丨20层高“菜大楼”建在城市里,传统农业正经历大变局-潮新闻客户端

12、7大消费趋势、20个关键词展望2023食品饮料行业新机遇-FDL数食主张

13、15大潜力赛道,4大新消费趋势,抢占2024年食品饮料创新的N种机遇-FDL数食主张

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