陳建院士：独創的なイノベーションを強化し、将来の食品をより安全で、より栄養価が高く、より美味しく、より持続可能なものにする

編集者注：習近平総書記は「科学の普及は革新的な発展を達成するための重要な基礎作業である」と指摘した。科学技術の高度な自立を実現するために、中国科学技術協会科学普及部と光明オンラインは共同で「学者によるハイエンド科学普及」コラムを立ち上げ、各分野の学者を招いて我が国の現在の科学技術上のホットな問題に権威ある回答をもらい、より多くの科学技術者が科学研究と科学普及能力を向上させるよう導き、全人民の科学リテラシーの向上を促進し、科学技術強国の建設に科学普及に貢献しています。 #1000万のIPが科学技術を生み出す

未来の食とは、将来の生産方法やライフスタイルの変化を反映した、伝統的な食と現代的な食の発展です。その主な任務は、食糧の供給と品質、食品の安全性と栄養、食習慣、精神的な楽しみなどの問題を解決することです。科学的発展の観点から見ると、合成生物学、モノのインターネット、人工知能、付加製造、ナノテクノロジーなどの技術を基盤として、将来の食品はより安全で、より栄養価が高く、より美味しく、より持続可能なものになるでしょう。食糧の将来について議論する前に、食糧が直面している世界的な状況と課題を理解する必要があります。

一つは人口増加と食糧供給の矛盾です。国連の報告によると、2050年までに世界の人口は約94億人に達し、食料の総需要は50％増加し、そのうちタンパク質の需要は30％から50％増加すると予想されています。つまり、食糧供給能力を高めるには、新たな食糧資源を見つける必要があるということです。

2つ目は、食糧生産と環境変化の関係です。農作物の生産は多くの資源を消費するだけでなく、温室効果ガスも排出します。農作物の生産は世界の温室効果ガス排出量の25%を占め、世界のエネルギー供給の3分の1を消費していると推定されています。さらに、異常気象の頻発により、食糧安全保障の問題もますます深刻化しています。

3つ目は、食品廃棄物と地政学の影響です。毎年、世界中で13億トンの食料が廃棄または失われており、これは生産される食料の3分の1に相当します。同時に、地政学的紛争も世界の食糧貿易と供給の安全保障に影響を及ぼすでしょう。

これらの課題に基づいて、未来の食糧に関する研究目標は非常に明確になりました。第一に、食糧の供給と品質の問題を解決することです。第二に、食品の安全性と栄養を確保すること。 3つ目は、食習慣を改善し、精神的な喜びを高めることです。

未来の食糧の研究目標を達成するためには、一連の最先端技術を支えとして頼る必要があります。これらの技術には、主に合成生物学、人工知能、インテリジェント製造などが含まれます。

その中でも、合成生物学は、特定の目標を達成するために工学概念を通じて微生物を変換、設計、再編成する、新たな学際的な分野です。私の研究では、合成生物学の技術を使用して、食品バイオ製造用の産業用細菌の繁殖プロセスを最適化しています。フルチェーンの革新的研究を通じて、効率的な育種と最適化技術のボトルネックを突破し、独立した知的財産権を持つ一連の優れた菌株を獲得しました。これらの菌株は食品の品質と収穫量の向上に重要な役割を果たします。

将来的には食品業界における人工知能の応用も非常に広範囲にわたります。人工知能技術を使用してパラメータを予測し、食品加工プロセスをシミュレートして最適化することで、生産効率と製品品質を向上させることができます。同時に、ビッグデータ分析を通じて、さまざまな消費者の健康ニーズを満たすパーソナライズされた栄養計画の策定を導くこともできます。

インテリジェント製造は、食品産業の高品質な発展を促進するための重要な原動力です。主に食品生産の高効率、低炭素、高品質を目指し、食品産業ロボット、インテリジェント製造・加工システム、スマート産業キッチンの開発を通じて、柔軟な加工、デジタル統合、インテリジェント制御などの目標を達成します。私たちのチームは、将来の食品生産におけるインテリジェント製造技術の応用の可能性を積極的に模索しています。たとえば、スマートロボットやセンサーなどの技術を使用して、食品生産の自動化とインテリジェントな監視を実現し、生産効率と製品品質を向上させます。

そのため、未来の食品の研究内容は非常に豊富になり、主に資源採掘、食品認識、スマート監視、インテリジェント製造、精神栄養などが含まれます。

資源採掘においては、新たな食糧資源を採掘することで食糧供給構造を最適化し、供給効率を向上させます。例えば、微生物発酵技術を利用して、さまざまな機能性食品原料を生産することができます。また、従来の家畜や家禽のタンパク質資源に代わる新しい植物性タンパク質や昆虫性タンパク質を開発することもできます。食品センシング技術は、より良い生活を創造するための重要な手段です。主に、食品の風味の特定、制御、最適化を通じて、おいしさと健康の相反する要素を打破する方法に焦点を当てています。私の研究では、感覚経路と風味の創造に関する研究を通じて、食品の美味しさと健康価値を向上させることに取り組んでいます。たとえば、人工知能技術を使用して食品の風味を正確に予測および調整し、さまざまな消費者の個別のニーズを満たすことができます。食品の味や栄養価を高めるための新しい食品添加物を開発することもできます。

スマートな監視は、食品安全の予防と管理を完全に実現するための基本的な保証です。主にモノのインターネット、ビッグデータ、人工知能などの技術を活用し、食品の安全性のリアルタイム監視と正確なトレーサビリティを実施します。スマートな監視を通じて、さまざまな新しいビジネス形態や新しい食品資源がも​​たらす安全上の課題に効果的に対応し、人々の身体的健康と生命の安全を確保することができます。例えば、センサーやカメラなどの技術的手段を使用して、食品の生産、加工、流通の全プロセスを監視し、潜在的な安全上の危険を迅速に特定して対処することができます。

インテリジェント製造は、食品産業の高品質な発展を推進する重要な原動力です。将来の食糧生産において、ますます重要な役割を果たすことになります。インテリジェント製造技術を通じて、高効率、低炭素、高品質の食品生産を実現し、業界全体の競争力を高めることができます。たとえば、インテリジェントロボットや自動化生産ラインなどの技術を活用して、生産効率や製品品質を向上させることができます。また、ビッグデータ分析を通じて生産プロセスを最適化し、エネルギー消費と排出量を削減し、グリーン生産目標を達成することもできます。

物質的なレベルでの栄養ニーズに加えて、精神的な栄養も将来の食品研究の重要な方向性の 1 つです。主に、人々の感情、ストレス、その他の心理状態を調整し、人々の生活の質と幸福を向上させるために、食べ物をどのように利用するかに焦点を当てています。例えば、機能性食品成分を使用することで、人々の睡眠の質を改善し、不安を軽減することができます。また、さまざまな人々の健康ニーズを満たす特定の機能を備えた健康食品を開発することもできます。

「食品大観」は、食品技術と産業の今後の質の高い発展の方向性を明らかにしました。食品科学技術の今後の革新と発展が直面する新たな課題と新たな需要に直面して、我々は基礎研究を強化し、独創的な革新を強調し、我が国の食品の継続的な革新と持続可能な発展を促進し、国際競争力を高め、独立した知的財産権を持つハイテク食品技術を形成し、世界の食品産業の発展をリードし、世界の食品科学技術分野における我が国の参加と発言力を高めなければなりません。

（筆者：陳建、中国工程院院士、中国穀物油脂協会主任専門家、江南大学未来食品科学センター教授、記者宋亜娟がまとめた）