Wat komt is beter dan gesneden brood

2 juni 2022 – Volkoren tonijn die als lunch wordt gegeten, is technisch geweldig.

Een eeuw geleden konden maar weinigen raden hoe gemakkelijk het zou zijn. Gesneden brood kwam pas in 1928 op de markt. Ingeblikte tonijn was pas in de jaren dertig populair. En de mayonaise die de broodjes verbindt, zou tot omstreeks 1922 huisgemaakt kunnen zijn. De geschiedenis van voedsel is net zo nauw verbonden met technologie als de toekomst van voedsel.

“Voedselinnovatie omvatte historisch gezien technologische innovatie”, zegt Dr. Todd Mockler, hoofdonderzoeker bij het Donald Dunn Force Plant Science Center in St. Louis. “Al 10.000 jaar is het deze voortdurende opmars van technologie, en technologie wordt beter, efficiënter en effectiever.”

De particuliere sector lijkt het met hem eens te zijn. De investeringen in de levensmiddelentechnologiesector explodeerden vorig jaar, met investeerders die in 2021 een recordbedrag van $ 12,8 miljard investeerden. Dit is het dubbele van 2020.

Kunstmatige intelligentie voor het hele voedselsysteem

Enkele van de meest opwindende ontwikkelingen zijn het gebruik van kunstmatige intelligentie (AI). Bij kunstmatige intelligentie analyseren computers gegevens om menselijke vaardigheden op het gebied van probleemoplossing en besluitvorming na te bootsen. AI voert complexe taken honderden en zelfs duizenden keren sneller uit dan het menselijk brein. In de voedingswereld gebruiken onderzoekers het al op verschillende manieren. In de toekomst heeft het de potentie om bijna elk onderdeel van het voedselsysteem te transformeren. Onderzoekers experimenteren momenteel bijvoorbeeld als volgt met AI:

• Gebruik sensoren, robots en andere innovaties om een ​​volledig autonome en milieuvriendelijke boerderij te runnen
• Zie wanneer landbouwproducten de maximale oogst en verwerking bereiken en de minste hoeveelheid afval hebben
• Simuleer voedselverwerkingsactiviteiten om mogelijke voedselveiligheidsproblemen te identificeren
• Voedingsgegevens uit onderzoeken bewerken en analyseren, informatie ordenen en gebruiken om te voorspellen hoe het eten van bepaalde voedingsmiddelen uw gezondheid zal beïnvloeden.

Mockler is lid van het Crop Genetics and Genomics-team van AI Farms (Artificial Intelligence for Future Agricultural Resilience, Management, and Sustainability) aan de Universiteit van Illinois, met als doel de ontwikkeling van autonome boerderijen.

“Dit omvat zaken als computervisie. Gebruik een camera met hoge resolutie die is bevestigd aan een drone, tractor of robot om de gewassen in het veld in beeld te brengen”, zegt hij. Ingenieurs ontwikkelen nieuwe AI-benaderingen om informatie te verzamelen uit afbeeldingen die door camera’s zijn verzameld en manieren te vinden om ernaar te handelen.

“En het is niet alleen op planten gebaseerde wetenschap. Een kwart van de projecten is gericht op vee, met behulp van varkens-AI en cameragebaseerde beeldvorming om het gedrag van dieren te volgen. Kan weten of een varken ziek of ongelukkig is.”

Gebruik genetica om steeds voedzamer voedsel te verbouwen

Door de bevolkingsgroei denken experts dat de wereld in 2050 bijna 60% meer voedsel nodig heeft dan we nu produceren. Klimaatverandering beïnvloedt ons vermogen om aan de vraag te voldoen. Een opwarming van 1 graad Celsius zal de voedselproductie van gewassen met 5% verminderen. Terwijl landen discussiëren over manieren om stijgende temperaturen te voorkomen, kijken wetenschappers naar genetica om mogelijke verliezen te compenseren en voedsel voedzamer te maken.

Denk aan een proces dat bekend staat als CRISPR-genediting als een knip-en-plakoptie voor planten-DNA. Wetenschappers kunnen genen wegknippen die leiden tot ongewenste eigenschappen of dubbele heilzame genen. Je kunt bijvoorbeeld het eiwitgehalte van sojabonen verhogen, de opbrengst per tomatenplant verhogen of maïs telen met minder water. In tegenstelling tot genetisch gemodificeerde organismen, vermengt CRISPR geen genetisch materiaal van andere planten. Net zoals veredelaars al eeuwen doen, past het alleen maar aan wat al bestaat. Groot verschil: deze veranderingen treden op in een of twee generaties planten, maar paring op oudere scholen kan jaren duren.

Innovatieve kweekmethoden zoals CRISPR zijn slechts één manier waarop ons groeiende begrip van hoe genen werken, ons in de toekomst kan helpen voeden.

“Genomica, voorspellende snelle veredeling, genoombewerking, we gebruiken allemaal om te innoveren”, zegt Mockler. “Innovatie gaat niet alleen over het verbeteren van de zaden die aan producenten worden verkocht, maar ook over het verbeteren van het eindproduct, of het nu gaat om het volledige voedsel dat consumenten eten, of ingrediënten zoals soja-eiwitisolaten. Het houdt niet op. Het strekt zich uit tot het product.”

Benson Hill, een landbouwtechnologiebedrijf dat hij mede heeft opgericht, heeft een verscheidenheid aan sojabonen ontwikkeld die niet alleen rijk zijn aan eiwitten, maar ook minder natuurlijke hulpbronnen gebruiken om voedsel op basis van soja te produceren.

Ook kan genetisch materiaal worden toegevoegd om het gewas zijn klimaatbestendige eigenschappen te geven. Wereldwijd bevatten ongeveer 1.750 genenbanken monsters van ongeveer 7,5 miljoen genetisch materiaal van zaden, zaailingen en andere vormen van planten. Ze hebben tot doel gedomesticeerde gewassen te behouden, evenals wilde variëteiten die mogelijk moeilijkere kenmerken hebben.

“We hebben een enorme database met potentieel bruikbare genetische diversiteit die kan worden gebruikt om de weerbaarheid van gewassen tegen klimaatverandering te vergroten, en wetenschappers over de hele wereld hebben deze genen gevonden. Er is een nieuwe methode die we gebruiken om erachter te komen welke genen coderen voor de meest bruikbare eigenschappen, “zegt Dr. Pamela Ronald, een op planten gericht laboratorium aan de Universiteit van Californië, Davis. ..

Sommige wetenschappers kijken naar manieren om gewassen die niet meer de voorkeur hebben, opnieuw te introduceren, bijvoorbeeld omdat ze te moeilijk te oogsten zijn. Als het gen dat het probleem veroorzaakt kan worden geïdentificeerd en bewerkt, of als een ander gen kan worden geïntroduceerd, hebben die gewassen het potentieel om op grote schaal te overleven. “Over vijftig jaar zie je planten die je tegenwoordig nog nooit in de schappen van supermarkten hebt gezien”, zegt Ronald.

Een collega werkt bijvoorbeeld aan Tomatillo’s wilde verwant, de gene-editing physalis. Het is moeilijk om in grote aantallen te groeien vanwege de ongelijke verspreiding van struiken. “Hij probeert genoombewerking te gebruiken om de bifurcatiestructuur te veranderen om het oogsten te vergemakkelijken”, zegt Ronald.

Het veranderen van de genetische samenstelling van voedsel is niet zonder controverse. Hier in de Verenigde Staten pleit het Non-GMO Project voor de etikettering van genetisch gemodificeerd voedsel. Tientallen landen over de hele wereld hebben GGO’s volledig verboden. Een nieuwe techniek, genbewerking, valt in het grijze gebied omdat het sleutelt aan bestaande genen in planten in plaats van genetisch materiaal van verschillende planten te mengen.

“Verzet tegen het COVID-vaccin benadrukt de gevaren voor de menselijke gezondheid van valse en desinformatie”, zegt Ronald. “In de plantenbiologie weten we al 35 jaar dat het gebruik van biotechnologie zeer nuttig kan zijn bij het promoten van duurzame landbouw, en het is minder gevaarlijk dan traditionele benaderingen, maar het trekt die informatie. Het was echt moeilijk. Er zijn veel complottheorieën en mensen zijn echt bang.”

Nieuwe soorten voedsel creëren

Experts denken aan novel food, een eetbaar product dat voorheen letterlijk niet bestond, als een andere manier om de wereld van de toekomst te voeden. Onderzoekers en bedrijven zijn op zoek naar nieuwe technologieën en oude beschavingen om gezondere en duurzamere producten te maken.

•• Synthetische biologie Het lijkt misschien een futuristisch woord, maar als je Impossible Burger al eens hebt gebruikt, heb je het al geprobeerd. Deze laboratoriumproducten zijn ontworpen om dezelfde smaak en textuur te leveren als traditionele neven en nichten, maar met een gezonder voedingsprofiel of een duurzamere voetafdruk. Incredo Sugar begint bijvoorbeeld met echt suikerriet, maar is ontworpen om de smaakpapillen efficiënt te bereiken, waardoor de benodigde hoeveelheid wordt gehalveerd. Aleph Farms verwijdert vervolgens de cellen van de koe en kweekt ze in het laboratorium totdat ze uiteindelijk steaks worden. (Lees meer over alternatieve eiwitten.)

•• Innovatief gebruik Bestaande voedingsmiddelen die over het hoofd worden gezien, komen vaak uit een duurzaamheidsstandpunt. Dat kan betekenen dat je microalgen zoals spirulina gebruikt in plantaardige hamburgers, of insecten als eiwitbron in PowerBar. Verschillende onderzoeksfaciliteiten (en met een Michelin-ster bekroonde Spaanse chef-koks) zijn op zoek naar manieren om zeegras, een kleine korrel die zich aan zeewier hecht, duurzaam te oogsten en te gebruiken. Tot nu toe hebben alleen de inheemse bevolking van Mexico, Seri, het voor voedsel gebruikt.
•• 3D geprint voedsel Op een dag kan het iets zijn dat je thuis kunt maken. Onderzoekers hebben de potentie om voedselverspilling (een Nederlands bedrijf, Upprinting Foods doet dit al commercieel) te hergebruiken, op maat gemaakte voedingsmiddelen voor specifieke voedingsbehoeften of voedselallergenen.We zijn ons bewust van de mogelijkheid om dit te vermijden.

De uitdaging van al deze innovaties is natuurlijk om ervoor te zorgen dat ze geen nieuwe problemen veroorzaken voor de menselijke gezondheid of het milieu. Nog niet zo lang geleden werden veel van de praktijken die ons naar de voorgrond van klimaatrampen leidden, als revolutionair verwelkomd.

Pakketwijzigingen

Wat zijn de voordelen van voedzaam, duurzaam voedsel dat bederft voordat het het bereikt? Technisch gezien zullen de ontwikkelingen op het gebied van verpakkingen niet veranderen wat we de komende decennia eten, maar ze kunnen een aanzienlijke impact hebben op zowel duurzaamheid als voedselveiligheid.
•• Intelligent pakket Gebruik sensoren om u te laten weten dat voedsel niet langer veilig is en indicatoren om u te laten weten. Het verlengt de houdbaarheid en helpt voedselverspilling tegen te gaan. (Je hoeft niet langer heerlijk eten weg te gooien alleen omdat de houdbaarheidsdatum is verstreken.) Het kan je ook beschermen tegen voedselvergiftiging. Zo zou Mimica Touch binnenkort kunnen worden toegepast in de verpakking van vers voedsel in het Verenigd Koninkrijk. Als je de temperatuur meet en het eten wordt te warm, dan gaat het etiket uitpuilen. Veeg met uw vinger om te zien wanneer u een melkpak moet weggooien. Zolang het glad is, zijn jij en je ochtendgraan oké om te gaan. Andere intelligente verpakkingsbenaderingen maken gebruik van gasindicatoren, vochtigheidssensoren en biosensoren.
•• Actief pakketAan de andere kant interageert het met voedsel om het langer vers te houden en de groei van potentieel zieke bacteriën te voorkomen. Dit kan gebeuren door antibacteriële stoffen, vochtregelaars, ethyleenabsorberende middelen of andere systemen te gebruiken om de toestand in de verpakking te beheersen. Een versie hiervan vind je al in de supermarkt – bedenk hoe lang je het gesneden slapakket in de koelkast kunt bewaren in vergelijking met de ongerepte krop. Deze verpakkingen zijn gevuld met een mengsel van gassen die de groei van micro-organismen belemmeren. Toekomstige mogelijkheden zijn onder meer een eetbare film gemaakt van antibacteriële essentiële oliën, een broodzak die ethanol afgeeft om schimmels en bacteriën te bestrijden, en een elektronische chipbasis die AI kan gebruiken om waarschuwingen te sturen wanneer kip naar buiten gaat. slechte.
•• Biologisch afbreekbare of eetbare verpakking Het is bedoeld om de hoeveelheid voedselgerelateerd niet-composteerbaar afval dat we produceren te verminderen. Dit omvat de meeste pakketten die u in supermarkten vindt, van plastic zakken tot blikjes tot glazen flessen. Velen van hen zullen uiteindelijk worden gestort. Hier in de Verenigde Staten schat de EPA dat 28,1% van al het vaste afval afkomstig is van verpakkingen. In de nabije toekomst, in plaats van een lege zak weg te gooien van de chips die bij het broodje tonijn waren, zou je het kunnen eten of het in meststof voor toekomstig voedsel kunnen veranderen.

Toekomstblik

Het klinkt allemaal spannend, maar het omzetten van deze ideeën in echte producten gaat misschien niet van een leien dakje.

“We moeten het niet als vanzelfsprekend beschouwen. We kunnen profiteren van investeringen van iedereen, inclusief durfkapitalisten en overheidsinstanties, om uitdagingen zoals gezonder voedsel en klimaatverandering aan te pakken. We moeten investeren in voedseltechnologieën en innovaties die de negatieve invloed op de voedselproductie”, zegt Mockler. “Zie hoe wat er in Oekraïne gebeurt de voedselvoorziening beïnvloedt. We kunnen deze dingen niet voorspellen, maar we zullen de uitdagingen aangaan door robuustere voedselproductietechnologie te gebruiken. Ik ben er klaar voor.”

Leave a Comment

Your email address will not be published.