Akademiemitglied Chen Jian: Stärkung origineller Innovationen, um zukünftige Lebensmittel sicherer, nahrhafter, schmackhafter und nachhaltiger zu machen

Anmerkung des Herausgebers: Generalsekretär Xi Jinping wies darauf hin, dass „die Popularisierung der Wissenschaft eine wichtige Grundarbeit für die Erzielung innovativer Entwicklung ist.“ Um ein hohes Maß an wissenschaftlicher und technologischer Eigenständigkeit zu erreichen, haben die Abteilung für Wissenschaftspopularisierung der Chinesischen Gesellschaft für Wissenschaft und Technologie und Guangming Online gemeinsam die Kolumne „Popularisierung der Wissenschaft durch Akademiker auf höchstem Niveau“ ins Leben gerufen. Darin werden Akademiker aus verschiedenen Bereichen eingeladen, kompetente Antworten auf aktuelle, brennende Fragen in Wissenschaft und Technologie meines Landes zu geben. Dies soll dazu dienen, mehr Wissenschaftler und Techniker bei der Verbesserung ihrer wissenschaftlichen Forschung und ihrer Fähigkeiten im Bereich der Populärwissenschaft anzuleiten, die Verbesserung der wissenschaftlichen Bildung der gesamten Bevölkerung zu fördern und mithilfe der Populärwissenschaft zum Aufbau eines starken Landes in Wissenschaft und Technologie beizutragen. #10 Millionen IP schafft Wissenschaft und Technologie

Unter „Future Food“ versteht man die Weiterentwicklung traditioneller und moderner Lebensmittel, die die Veränderungen zukünftiger Produktionsmethoden und Lebensstile widerspiegeln. Seine Hauptaufgabe besteht darin, Probleme wie Nahrungsmittelversorgung und -qualität, Lebensmittelsicherheit und Ernährung, Essgewohnheiten und spirituellen Genuss zu lösen. Aus der Perspektive der wissenschaftlichen Entwicklung werden die Lebensmittel der Zukunft auf der Grundlage der synthetischen Biologie, des Internets der Dinge, der künstlichen Intelligenz, der additiven Fertigung, der Nanotechnologie und anderer Technologien sicherer, nahrhafter, schmackhafter und nachhaltiger sein. Bevor wir über die Zukunft der Lebensmittel diskutieren, müssen wir den globalen Kontext und die damit verbundenen Herausforderungen verstehen.

Einer davon ist der Widerspruch zwischen Bevölkerungswachstum und Nahrungsmittelversorgung. Einem Bericht der Vereinten Nationen zufolge wird die Weltbevölkerung bis 2050 etwa 9,4 Milliarden Menschen erreichen und der Gesamtbedarf an Nahrungsmitteln um 50 % steigen, wobei der Bedarf an Proteinen um 30 bis 50 % steigen wird. Dies bedeutet, dass wir neue Nahrungsmittelressourcen finden müssen, um unsere Nahrungsmittelversorgungskapazität zu erhöhen.

Der zweite ist der Zusammenhang zwischen Nahrungsmittelproduktion und Umweltveränderungen. Die Produktion pflanzlicher Lebensmittel verbraucht nicht nur viele Ressourcen, sondern stößt auch Treibhausgase aus. Schätzungen zufolge ist die Produktion von landwirtschaftlichen Lebensmitteln für 25 % der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich und verbraucht ein Drittel der weltweiten Energieversorgung. Darüber hinaus führt das häufige Auftreten extremer Wetterereignisse auch zu zunehmend ernsteren Problemen hinsichtlich der Ernährungssicherheit.

Der dritte Faktor sind die Auswirkungen von Lebensmittelverschwendung und Geopolitik. Jedes Jahr werden weltweit 1,3 Milliarden Tonnen Lebensmittel verschwendet oder gehen verloren. Das entspricht einem Drittel der produzierten Lebensmittel. Gleichzeitig werden geopolitische Konflikte auch den globalen Nahrungsmittelhandel und die Versorgungssicherheit beeinträchtigen.

Ausgehend von diesen Herausforderungen sind die Forschungsziele für die Lebensmittel der Zukunft sehr klar geworden: Erstens, die Probleme der Lebensmittelversorgung und -qualität zu lösen; zweitens, um die Lebensmittelsicherheit und Ernährung zu gewährleisten; drittens, um die Essgewohnheiten zu verbessern und den spirituellen Genuss zu steigern.

Um die Forschungsziele für die Lebensmittel der Zukunft zu erreichen, müssen wir auf die Unterstützung einer Reihe von Spitzentechnologien zurückgreifen. Zu diesen Technologien zählen hauptsächlich synthetische Biologie, künstliche Intelligenz, intelligente Fertigung usw.

Unter ihnen ist die synthetische Biologie ein aufstrebendes interdisziplinäres Fachgebiet, das Mikroorganismen durch technische Konzepte transformiert, gestaltet und neu organisiert, um bestimmte Ziele zu erreichen. In meiner Forschung verwenden wir Techniken der synthetischen Biologie, um den Züchtungsprozess industrieller Bakterien für die biologische Lebensmittelherstellung zu optimieren. Durch innovative Forschung in der gesamten Kette haben wir den Engpass effizienter Züchtungs- und Optimierungstechnologie durchbrochen und eine Reihe hervorragender Sorten mit unabhängigen Rechten am geistigen Eigentum erhalten. Diese Stämme spielen eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Lebensmittelqualität und des Ertrags.

Auch die Anwendung künstlicher Intelligenz in der Lebensmittelindustrie ist in Zukunft sehr umfangreich. Mithilfe künstlicher Intelligenz können wir Parameter vorhersagen und den Lebensmittelverarbeitungsprozess simulieren und optimieren, um die Produktionseffizienz und Produktqualität zu verbessern. Gleichzeitig können wir durch Big-Data-Analysen auch die Ausarbeitung personalisierter Ernährungspläne unterstützen, um den Gesundheitsbedürfnissen verschiedener Verbraucher gerecht zu werden.

Intelligente Fertigung ist der Schlüsselmotor für die Förderung einer qualitativ hochwertigen Entwicklung der Lebensmittelindustrie. Es zielt vor allem auf eine hocheffiziente, kohlenstoffarme und qualitativ hochwertige Lebensmittelproduktion ab und erreicht Ziele wie flexible Verarbeitung, digitale Integration und intelligente Steuerung durch die Entwicklung von Robotern für die Lebensmittelindustrie, intelligenten Fertigungs- und Verarbeitungssystemen und intelligenten Großküchen. Unser Team erforscht aktiv die Anwendungsmöglichkeiten intelligenter Fertigungstechnologie in der zukünftigen Lebensmittelproduktion. Beispielsweise nutzen wir Technologien wie intelligente Roboter und Sensoren, um eine Automatisierung und intelligente Überwachung der Lebensmittelproduktion zu erreichen und so die Produktionseffizienz und Produktqualität zu verbessern.

Daher wird der Forschungsinhalt im Bereich der Lebensmittel der Zukunft sehr umfangreich sein und vor allem Ressourcenabbau, Lebensmittelwahrnehmung, intelligente Überwachung, intelligente Herstellung und spirituelle Ernährung umfassen.

Im Bereich Ressourcenabbau optimieren wir die Lebensmittelversorgungsstruktur und verbessern die Versorgungseffizienz durch den Abbau neuer Lebensmittelressourcen. Beispielsweise können wir mithilfe der mikrobiellen Fermentationstechnologie verschiedene funktionelle Lebensmittelzutaten herstellen. Wir können auch neue Pflanzenproteine ​​und Insektenproteine ​​entwickeln, um herkömmliche Proteinquellen aus der Vieh- und Geflügelzucht zu ersetzen. Die Lebensmittelsensortechnologie ist ein wichtiger Wegbereiter für ein besseres Leben. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Frage, wie sich der Gegensatz zwischen Genuss und Gesundheit durch die Identifizierung, Kontrolle und Optimierung von Lebensmittelaromen auflösen lässt. In meiner Forschung widmen wir uns der Verbesserung des Geschmacks und des Gesundheitswerts von Lebensmitteln durch die Erforschung sensorischer Bahnen und der Geschmacksbildung. Beispielsweise können wir mithilfe künstlicher Intelligenz den Geschmack von Lebensmitteln genau vorhersagen und regulieren, um den individuellen Bedürfnissen verschiedener Verbraucher gerecht zu werden. Wir können auch neue Lebensmittelzusatzstoffe entwickeln, um den Geschmack und den Nährwert von Lebensmitteln zu verbessern.

Eine intelligente Überwachung ist die grundlegende Garantie für die vollständige Umsetzung einer proaktiven Prävention und Kontrolle der Lebensmittelsicherheit. Dabei kommen vor allem Technologien wie das Internet der Dinge, Big Data und künstliche Intelligenz zum Einsatz, um eine Echtzeitüberwachung und präzise Rückverfolgbarkeit der Lebensmittelsicherheit zu gewährleisten. Durch intelligente Überwachung können wir wirksam auf die Sicherheitsherausforderungen reagieren, die verschiedene neue Geschäftsformen und neue Nahrungsmittelressourcen mit sich bringen, um die körperliche Gesundheit und Lebenssicherheit der Menschen zu gewährleisten. So können wir beispielsweise mit technischen Mitteln wie Sensoren und Kameras den gesamten Prozess der Lebensmittelproduktion, -verarbeitung und -verteilung überwachen und potenzielle Sicherheitsrisiken frühzeitig erkennen und beheben.

Intelligente Fertigung ist ein wichtiger Motor für die qualitativ hochwertige Entwicklung der Lebensmittelindustrie. Es spielt in der zukünftigen Nahrungsmittelproduktion eine immer wichtigere Rolle. Durch intelligente Fertigungstechnologie können wir eine hocheffiziente, kohlenstoffarme und qualitativ hochwertige Lebensmittelproduktion erreichen und die allgemeine Wettbewerbsfähigkeit der Branche steigern. Beispielsweise können wir Technologien wie intelligente Roboter und automatisierte Produktionslinien nutzen, um die Produktionseffizienz und Produktqualität zu verbessern. Darüber hinaus können wir Produktionsprozesse durch Big-Data-Analysen optimieren, um Energieverbrauch und Emissionen zu senken und Ziele einer umweltfreundlichen Produktion zu erreichen.

Neben den Ernährungsbedürfnissen auf materieller Ebene ist auch die spirituelle Ernährung eine der wichtigen Richtungen der zukünftigen Lebensmittelforschung. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Frage, wie man mithilfe von Lebensmitteln die Emotionen, den Stress und andere psychische Zustände von Menschen regulieren und so ihre Lebensqualität und ihr Glück verbessern kann. Beispielsweise können wir einige funktionelle Lebensmittelzutaten verwenden, um die Schlafqualität der Menschen zu verbessern und Ängste zu lindern; Wir können auch Gesundheitsnahrungsmittel mit spezifischen Funktionen entwickeln, um den Gesundheitsbedürfnissen verschiedener Personengruppen gerecht zu werden.

Der „Big Food View“ hat die Richtung für die zukünftige qualitativ hochwertige Entwicklung der Lebensmitteltechnologie und -industrie klar vorgegeben. Angesichts der neuen Herausforderungen und Anforderungen an die künftige Innovation und Entwicklung der Lebensmittelwissenschaft und -technologie müssen wir die Grundlagenforschung stärken, originelle Innovationen hervorheben, die kontinuierliche Innovation und nachhaltige Entwicklung der Lebensmittel unseres Landes fördern, die internationale Wettbewerbsfähigkeit steigern, hochtechnologische Lebensmitteltechnologien mit unabhängigen Rechten am geistigen Eigentum entwickeln, die Entwicklung der weltweiten Lebensmittelindustrie anführen und die Beteiligung und Stimme unseres Landes im Bereich der weltweiten Lebensmittelwissenschaft und -technologie stärken.

(Autor: Chen Jian, Mitglied der Chinesischen Akademie für Ingenieurwissenschaften, Chefexperte der Chinesischen Getreide- und Ölvereinigung und Professor des Future Food Science Center der Jiangnan-Universität; zusammengestellt von Reporter Song Yajuan)