一场技术革命正蓄势颠覆人类的饮食方式。图片来源：Kristen Meyer
作者 Annie Gasparro / Jesse Newman 
一款可以打印鸡块的机器，藻类制成的素虾，还有让水果保持新鲜的可食用涂层。
这些发明——以及更多类似的发明——正掀起有望重塑人类饮食方式的一场技术革命。
食品行业一直面临来自消费者和批评人士的压力，他们要求采用更健康的食材、让人们了解食材的来源以及善待动物。同时，人们也渐渐地意识到食品的生产环节可能对环境产生不利的影响。
而如今，大型食品公司和企业家们正利用机器人技术及数据科学的发展，来应对上述挑战——随着技术的进步，加上自然食材的种植难度下降，这一趋势有望延续。
同时，风险资本正争相涌入采用此类创新技术的企业，为这一趋势保驾护航。据数据供应商PitchBook Platform称，流入食品技术领域的风险投资规模有望创下十年以来的纪录高点。截至2018年9月中旬，创投基金在该行业的投资规模已经超过20亿美元，相比之下2016年和2017年的年度投资规模约为15亿美元。
投资者们不仅感叹，长期以来在技术进步领域处于掉队状态的食品行业终于开始“逆袭”。S2G Ventures公司首席投资官、董事总经理桑吉夫∙克里希南(Sanjeev Krishnan)称，食品和农业部门历来是美国数字化程度最低的部门之一。S2G Ventures是投资于食品和农业企业的一家创投公司。
“但是这种局面在逐月，甚至逐周发生变化，”他说。
接下来让我们看看可能对人类饮食及食品生产方式构成重大影响的部分突破性技术。
按需打印食品
一项新技术号称可通过使用一款3D打印机，让人们自主选择食材并按照自己的想法创造食物。
这款名为Foodini的机器换掉了普通的塑料油墨，通过和目前人们制作玩具或铅笔盒大体一样的流程创造食物。不少餐厅及面包房正使用这款机器制作精美的点心和装饰物，几年后家用版本也将上市。
3D打印的食品、可食用条形码及奶牛面部识别都在有望重塑食品行业的先进技术之列。图片来源：Kristen Meyer
Foodini打印机制造商自然机器公司(Natural Machines)的联合创始人利奈特∙库斯马(Lynette Kucsma)称，家用打印机有多重功能，其中一种是让家长可将碎鸡肉放进一个不锈钢食材容器中，并将面包屑放在另一个容器中。接下来家长们可以让孩子选择形状，如恐龙或者星星的形状，Foodini打印机会按相应的形状打印鸡块——并进行烹饪。自然机器公司还计划推出控制食品脂肪含量和卡路里的功能，输入目标数字，以便机器调整制成的鸡块或曲奇饼的大小。
Foodini打印机当前的商用版本价格为4,000美元，不过自然食品公司预计价格会慢慢降下来。
“人们想要知道食物里面究竟是什么（食材），并掌控自己的食物，”库斯马说，“而这种方法（3D打印）能让他们如愿。”
位于俄亥俄州哥伦布市的创业公司BeeHex发明了一款名为“3D厨师”(Chef 3D)的机器，可以根据你选择的设计款式打印出面皮、酱汁和芝士，制成披萨——然后可供直接放入烤箱烘烤。这款机器的发明最初是在美国国家航空航天局(NASA)的资助下完成的。
源自海藻的蛋白质 
美国新墨西哥州的沙漠地带坐落着一片蓝绿色的浅水池。这并非幻境：这是一个培育基地，专门培育富含蛋白质和Omega 3的植物——海藻。
这也是全球食品困境的一个潜在解决方案。据专家称，目前全世界用于养殖食用动物的土地越来越稀缺。海藻可以在咸水水域生长，由于沙漠地带日照充足且藻类生长无需淡水，即便身处沙漠，海藻亦可良好成长——而这意味着可对更多未被使用的土地进行有效的利用。
如今，海藻培育技术的进步令其成为新兴食品中的常用食材，可用于制作以藻类为主要原料的蛋白棒和素虾，此外还可以用作鱼类饲料及食用色素。
2016年米格尔·卡拉塔尤德(Miguel Calatayud)出任Iwi Life公司CEO时，该公司养殖的海藻还只用作燃料。后来公司开始制造Omega 3营养补充品，目前正研发海藻蛋白棒和奶昔，预计2019年可以开售。
如何借助其他食材冲淡鱼腥味，以及在各类海藻中发掘味道更温和的品种是一个难题。另一家名为Algama Foods的食品公司两年前下架了含有海藻成分的一款名为春浪(Springwave)的饮料产品，以改进其口感。目前公司正准备重新推出这一产品。
“成功的点在于人们并不知道蛋白质来自藻类，”卡拉塔尤德说。
在其他一些公司看来，海藻的味道并不是问题。几家公司，如食用油品牌Thrive、人造金枪鱼品牌Good Catch以及素虾制造商New Wave Foods等正将海藻的味道“发扬光大“。
可食用的条形码
每当出现食物致病的情况，杂货店和餐厅会迅速进行下架处理，监管部门也会立即查找问题食品的来源。但是锁定污染食品来源这样的工作通常让企业和政府官员们头痛不已。
目前，由于生产商、分销商、零售商和各餐厅面临食品下架造成的高昂成本，加上食源性疾病的预防监管措施日趋严苛，许多公司正想方设法提高食品供应链的可追溯性。
一项潜在解决方案是：可食用的条形码。可食用的条形码相当于一个基于DNA技术的“指纹”，可让人们在几分钟之内对食品追根溯源。
这项技术由美国政府支持的一个研究机构研发，最初用于模拟一场生化袭击，帮助政府官员追踪污染物通过整个纽约地铁系统的可能途径。
参与了该DNA技术授权的安东尼∙佐格法斯(Anthony Zografos)称，此后，2011年爆发了与哈密瓜相关的致死细菌李斯特菌污染事件，激发了在食品上使用条码的想法。目前，佐格法斯的公司SafeTraces正向农场主、包装商及食品加工商推销这一技术。
“到了我们这个年代，人们应该能够快速锁定（污染食品的）具体来源，” 佐格法斯说。
这种用于食品上的条码隐形、无味且可安全食用。条码通过将海草DNA片段组合，形成一个个独特的标识，可用于如一个苹果的单个食品，也适用于一整仓用于制作面粉的小麦。
以苹果为例，可将DNA混于加工时用在苹果表层的涂蜡中。然后，可使用一种专门设备识读苹果上的条码，揭示关于苹果来源的信息——从苹果由哪个农场种植到它具体是从哪排果树上摘下的。
当然，这一技术无法追踪已经完全下肚的食品，但它亦可用于管理风险。如果一位农民或一家食品加工商发现产品有问题，他们可以追溯到特定的批次，从而缩小产品召回的范围。
减少浪费，减少匮乏 
每年，农户、杂货商、餐厅和消费者们浪费的食物价值高达数十亿美元，大量耗费水和能源等宝贵资源，但另一方面全球还有数百万人食不果腹。目前，包括科技创业公司及沃尔玛等行业巨头在内的各类企业均致力于解决这一问题。
其中一款最新的“武器”便是葡萄酒压榨机底部的一层废弃物。
通过使用诸如葡萄皮等有机农业副产品，科技公司Apeel Sciences研发出了一种可用于水果表面的超薄可食涂层。这种涂层能延缓蒸发和氧化，从而降低水果腐烂的速度。
公司CEO兼创始人詹姆斯∙罗杰斯(James Rogers)称，这一技术能让农产品的保鲜时间延长至多两倍，能大大减少最终不得不丢弃的产品数量。
“这是可以减少食品腐烂的一桩好生意，”罗杰斯说。经过其公司处理的牛油果销往克罗格 (Kroger Co.)、好市多(Costco Wholesale Corp.)以及位于阿肯色州斯普林代尔市(Springdale)的零售连锁店Harps Food。
身为材料学科学家的罗杰斯称，Apeel公司创办的最初灵感来自于自己对如何防止钢铁生锈的早期研究。他表示，公司涂层技术的效果已经在20多种水果和蔬菜上得到了印证，包括草莓和青豆。
除了减少食品浪费之外，罗杰斯还称，公司附于每一个水果上的这种隐形、无味的“微型气候环境”还能让农民安心地等到农产品成熟之后再进行收割或采摘，而非提前进行。这样一来，农产品的口味和营养都能得到改善。
Apeel公司的下一步发展计划：为柑橘类水果和芦笋设计一款“皮肤”。该公司称，在所有农产品中，芦笋造成的碳排放量最大，因为其保鲜期相对较短，一般只通过空运方式运输。罗杰斯介绍，Apeel公司的涂层技术将延缓农产品腐化，使出口商得以选择通过海运运输芦笋，帮助生产商削减成本。
奶牛摄像头
面部识别技术正帮助农民们对农场的奶牛进行追踪——并帮助他们观察和了解奶牛的日常举动。
这是一款曾经在中国用于监控闯红灯者及验证登机乘客身份的软件。它还能通过面部及牛皮花纹识别对奶牛进行身份确认。借助这种技术，人们可以监控每头奶牛的进食和饮水量，并了解它们的一举一动。
例如，如果某头奶牛的进食和饮水量偏离正常水平，农场主的手机上会收到一条提示信息，建议他们提供更多的食物或对奶牛的健康状况进行评估。
“所有举动都简化为‘奶牛X采取了Y行动，持续时间Z秒’的形式，”总部位于都柏林的Cainthus公司联合创始人兼总裁大卫∙亨特(David Hunt)说。正是这家公司将面部识别技术引入了奶牛场。
农场主们已经收集了观察到的一些奶牛行为特征。例如，奶牛更喜欢聚集在一起饮水，并且一般在晚上吃光所有食物。此外，饲料车途经农场的路线可能可以决定农场内奶牛的进食量。
Cainthus公司的软件和分析技术可帮助农民调整喂食模式或关照生病的奶牛，从而有助于提高生产力和盈利能力。该公司称，其摄像头已在北美及欧洲其他地区安装，覆盖的奶牛数量达到1.4万头。
亨特表示，继不久前获农业巨头嘉吉公司(Cargill Inc.)投资之后，Cainthus公司最终计划推动其面部识别技术走出农场大门，用于在运输过程中及屠宰场的牛的追踪。
嘉吉公司董事总经理SriRaj Kantamneni称，该公司还计划将面部识别技术用在猪、家禽以及水产养殖上。
食品计算机
你是不是曾经认定，在美国绝对找不到一颗番茄吃起来能和意大利托斯卡纳区(Tuscany)番茄树上新鲜摘取的一样美味？
来自麻省理工学院媒体实验室(MIT Media Lab)开放农业项目(Open Agriculture)的卡莱布∙哈柏(Caleb Harper)称，他可以通过食品计算机在一个箱子里再造一个托斯卡纳。
背后的理念就是创建一个可控的环境——一般是在集装箱大小的空间内，使植物方方面面的需求得到控制和追踪。也就是说，人们可以通过电气仪表和设备对植物根部位置的温度，周围阳光，矿物消耗及其他因素进行监测与调整，并向植物注入其在自然环境下会接触到的物质，如昆虫释放的化学物质。
通过追踪所有上述因素并不断加以调整，研究者们可以找到理想的植物生长环境——同时能模拟不同的环境，观察植物对相应环境的反应。
哈柏正在榛果酱品牌能多益(Nutella)所有者费列罗集团(Ferrero SpA)的项目中使用这一数据，目的是依照生长室的气候环境寻找可以种植作物的新区域。他还使用计算机收集数据，了解哪种气候环境下可以生产出味道最好、营养最丰富的蔬果。
“这是关于应该在何地种植作物、为何在此地种植的一种全新思维方式，”他说。
能多益正试图寻找新的榛果种植区，因为目前其绝大多数榛果在土耳其种植。如果像2014年一样，天气状况导致作物欠收，榛果价格便会飙升。
正常情况下，公司会在土耳其以外的不同实地环境下进行试种，但那样做“成本高昂，耗时太长，”哈柏说。“我们可以模拟10种不同的实地环境，花费不到一半的时间找出最佳种植区域。”
未来，农民们将能够使用从测试中收集的数据，迅速判断他们的作物能否在特定环境下健康生长。
“通过对农作物加以设计，以最高效的方式丰富营养并优化口味，这是一项重要的能力”， 美国食品技术协会首席科技官玛丽亚∙维莉萨瑞尔(Maria Velissariou)如是说。
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