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科技解决食物危机!
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发表时间 2019-02-01 15:03:22

  以往食物和科技可说是“风马牛不相及”,其实是息息相关,由食物本身、制造食物过程、处理食物废料、食物的用途等各方面,全球已有很多科学家密密做研究,其中不少研究成果已出现或即将出现在大家身边。刚在美国拉斯维加斯举行的2019年消费电子展(CES)上颁发的最高评奖(Best of the Best),由李嘉诚的维港基金有份投资的美国公司Impossible Foods研发的“植物汉堡2.0”获奖,别具意义的是,这同时是展览上首次展出的食品;在香港,植物汉堡已在100个地方有售,也有餐厅以此做餐单。
 
  生物科技注入食物已是大势所趋,记者早前去了农业大国之一的加拿大,走访了当地4个主要农业城市贵湖(Guelph)、温尼伯(Winniepeg)、沙斯加通(Saskatoon)和卡加利(Calgary),走访各地多间大学、研究中心和科研公司,发现在地球的另一端已开展了食的新一页。有公司养殖幼虫制成宠物食物,并准备研发加入人类的食物;有公司在10年前已研发将牛粪变成清水,甚至可以直接饮用;有科学家利用洗咖啡豆时脱落的咖啡皮,作为咖啡胶囊的材料;有大学则提取粟米中的物质,作为抗衰老的护肤品成分。
 
  来自世界各地的研究有不少,政府、大学和商界都出钱资助研究,但更重要的是,如何从实验室走出来,跳入商架给消费者接受,这是所有科研机构要面对的问题。
 
加拿大


农业产值:1,000亿加元(6,000亿港元)
占全国GDP比例:6.7%
产量最高农作物:小麦
全国饲养牛只:96万只
出口:
全球第5大农业出口国
全球最大野生蓝莓出产及出口国
全球燕麦和芥花籽油最大出口国
 
研食虫改造植物 从科技着手解决粮食问题
 

  根据联合国的推算,全球人口将持续增加,至2030年达82.7亿人,较2018年人口上升近一成,2050年更高达97亿人。听起来很遥远,但认真一想,今年是2019年,距离2030年只有11年,距离2050年也不过是31年后,即是我们的下一代,已要面对人口膨胀的世界。
 
要增粮先要减浪费
 
  人口增长带来的问题是什么?全球粮食需求定必随之增加,而全球农业正面对气候变化、环境污染、劳动力老化、提高产量等问题。加拿大作为全球第五大农产品出口国,其农业产值逾1,000亿加元(约6,000亿港元),与美国、中国相比并不算多,但其中亚麻籽、芥花籽、豆类和小麦为全球最大生产国兼出口国。加拿大多年来从科技着手,希望协助解决问题。
 
  距离多伦多一小时车程的University of Guelph(贵湖大学)以农业学科闻名,同时是加拿大农业科技研究的重地之一,大学旗下的Arrel Food Institute主力于研发,其主席Simon Somogyi相信人工智能、包装技术、区块链(Blockchain)都有助解决全球粮食危机,“在已发展国家有三分之一食物被浪费,从农场、加工、包装、零售各层面都有,减少浪费是一大任务,而不只是增加农产量就可以解决问题。”



贵湖大学Arrel Food Institute主席Simon Somogyi


  了解消费者都是方法之一,他举例学院有个研究,透过热能眼镜收集消费者把目光停留在不同产品和产品资料的时间,从而推算他们的喜好,以及关注产品的什么资料,例如是食品营养标签标示的脂肪比例等,协助科学家、农民和食品生产商研发相应的产品,但研究暂时只在校内测试,未正式在市场应用。



德国公司Bayers在加拿大设有芥花油研究中心,培育营养更丰富、更不易受虫害的芥花籽。


改造食物研发产品
 
  至于备受争议的基因改造食物(Genetically Modified Food),Simon不违言是未来解决食物问题的出路之一,但要改变消费者对“基因改造”的观点并不容易,但他未有说明学院有多少相关研究。他形容很多研究为生物工程,涵盖的范围非常阔,如大学内的贵湖食品创新中心(Guelph Food Innovation Centre),早年针对乳制品研究,近年涉及各式食品,中心经理Derek Vella带记者参观乳制品中心,展示正在测试的谷物奶,“中心的研发方向有很多,由产品口味、成分改造、延长在货架的时间等。”眼前的谷物奶有米、燕麦、大麦等成分,Derek说混合水份后,还要打散当中的淀粉,把油份和奶分离,然后因应口味加入糖份,他说中心也因应食品生产商的需要,为其生产研发成功的产品或协助他们设立生产线,他透露最近中心正研发牛油果油。从Guelph飞到内陆城市Winnipeg(温尼伯)的加拿大国际谷物研究所,走廊贴满来自世界各地粉面制造商到访的照片,“因为加拿大是全球最大的小麦出口国,很多国家的粉面商都是用我们的小麦,因此会找我们研发产品。”研究所行政总裁Joanne Buth说,研究所的35%资金来自政府,大部分收入来自公司,其中日本、美国、印尼、秘鲁、尼日利亚都是主要“客户”,而中国客户也逐步增加,“很多厂家没有地方和资源可不停做测试。”平日在超级市场细心留意的话,会发现有高筋面粉、低筋面粉,其实代表面粉中的蛋白质成分,对制造不同食品有不同效果,“盐的分量对面团的表现都有所不同。”



不少人对动物奶敏感,因此世界各地都有不同的植物奶研究,包括谷物制奶。


  研究所的研究员表示,由于产品来自世界各地,除了小麦制的面,面包蛋糕、豆类都是他们的研究范围,有时候甚至要用上超声波测试产品的结构,继而改良或研发新产品。另外,中国人常食的白面条、馒头,坊间不时传言是加入添加剂,令面条变白,但研究员表示,加拿大的一种小麦Western Red Winter,可产出更白、矿物质较低的面粉,适合制成亚洲面食。



中国人常吃的白色面条,不一定要用添加剂漂白,加拿大的一种小麦已能做出雪白的面条。


食虫会成大趋势?
 
  蛋白质是食物学界近年关注的另一题目,传统上,人类透过食肉类吸取蛋白质,但陆续有研究显示,人体从肉类吸取到的蛋白质有限,更重要是,以养殖蛋白质丰富的牛为例,其养殖对环境的污染可能更大,而且占地大,因此学术界不时提出,以昆虫代替肉类的可能性。或者有人以为是天方夜谭,有几多人敢于将外貌不讨好的昆虫放入口?但在加拿大的Calgary(卡加利),有公司已设立了养殖场,数百平方呎地方的每月产量高达300多吨,记者未有机会看到养殖场的真实面貌,Enterra Feed行政副主席Keith Driver只是带来一袋黑水虻幼虫,幸好没有叫现场记者试食,因为公司主要是与食品公司合作,在产品加入幼虫成分,而不是直接食用,他说现已与宠物食品厂合作中。
 
  “幼虫的成长周期很短,一般养10至18日已可以用,实际时间要因应产品所需的蛋白质、脂肪成分而定,同时,喂不同高蛋白质食物给幼虫,例如是薯仔、豆腐、西瓜等,对幼虫本身的营养成分都不同。”他补充,昆虫能代替肉类蛋白质外,同时可解决食物浪费,现时公司与一间薯片厂合作,供应薯仔皮、不及格的薯仔、炸过头的薯片等厨余,作为幼虫的饲料。
 
  现时公司在加拿大有两个养殖场,两个在美国,一个在德国,Keith预计今年在温哥华再开一间,主要研发供人类食的产品,例如是健身人士食的蛋白冲剂、能量棒等。同行的10多位外国记者事后不禁想,自己能否接受食虫,如果见不到一条条的虫,而是已经磨成粉,混入外观与一般食物无异的产品,又是不是可以接受?相信这也是很多消费者会想的问题。
 
农业展展示新科技 搞趣味比赛
 
  距离加拿大多伦多约一小时车程的Guelph(贵湖),是该国农业研发的重要城市,在每年的11月,当地都会举行为期10日的农业展,自1922年起至今已举办了96届。农业展有如嘉年华,农夫展示自己过去一年的成果,研究机构和大学在会场展示新的农业科技,也有不少城市人闻所未闻的有趣比赛,例如是最大的南瓜比赛、牛油雕刻比赛、最靓羊毛比赛等,一家大小去到会场,小朋友可近距离接触活生生的牛、羊、家禽等,大人可选购农产品及副制品如动物皮革、骑马的工具及衣饰,额外付款可观赏马术和牛仔表演。



会上展出一些制奶量特别多的纯种乳牛,每只价值逾百万加元。



在会上有各式各样的比赛,最靓的羊毛、最大的南瓜都可想象,但想不到连牛油雕刻都是比赛。


1小时牛屎变饮用水 研应对气候转变新科技


  由昆虫制成的食物,记者在旅程中未有机会试食,但在卡加利则试饮了由牛粪转化的饮用水。
  
1小时造水可循环用
 
  饲养牛只被视为最不环保的食物生产过程,牛只胃部的微生物分解食物时,会产生甲烷并排出体外,对环境造成污染,饲养羊只都有相同坏处,只是羊只体型较细,同时,处理粪便、禾杆草等肥料(Manure)需要额外的人力、成本。总部设在卡加利的Livestock Water Recycling成立了逾十年,但研究已在20年前开始,着力研究肥料再造技术,包括从中抽取水份,净化为清澈干净的饮用水,整个过程只需1小时。



将牛粪等肥料转为透彻的清水,只需要一小时,而且可直接饮用。


  “肥料中有75%是水份,17%是营养液,余下8%是干粒,大大减少了废物的体积。”公司创办人Ross Thurston表示,技术适用于所有畜牧业,从肥料中抽取铵(Ammonium)和钾(Potassium)并浓缩成的有机营养液,可以用在粟米田、大豆田等施肥,根据他们的研究,用过营养液的粟米田,每英亩的收成增加了3至5吨。由于原料是来自污物,Ross说从中抽取水份时,同时去除病菌、味道等,因此可直接饮用,而农场可用作清洗环境,并可循环再用。
  
  公司协助农场建立系统,费用介乎20万至50万美元(约156万至390万港元),视乎需要的规模,农场更可遥控系统,“人类粪便不太可行,因为当中只有50%是水份,而且人类本身吃很多牲畜,食物类型太多,过程比较复杂和不符合效益。”系统现时大多在美国的农场使用,但Ross的下一步计划是推广至国际市场,其中正与越南一个50万只牛的农场商讨合作,预计费用会略高,因为需要从加拿大将系统运到当地。


控制环境降气候影响


  全球对气候、环境的关注增多,而问题对望天打卦的农业更有直接影响,作为农业大国之一的加拿大,很多地区本来已要面对严寒天气,一年随时只有一半时间可耕种,因此在可控制的室内环境种植,近年在当地成为新趋势,甚至视之为提高稳定食物产量的“出路”。“根据联合国的数据,因极端天气带来的水灾、风灾正在增加,透过控制种植环境,很多种植、食物的问题可以解决。”自六十年代起经营室内种植室的Conviron总部位于温尼伯(Winnipeg),营运总裁John Proven表示,很多客户是政府及学术机构,当中包括香港科技大学、美国哈佛大学等,而室内种植场有助研究农作物生长、改良农作物品种、对抗外来的天气变化等。
 
  John带记者参观制作室内种植室的工场,一种看来似大冰箱,打开大门便是农作物,另一种种植室更大,研究员或农夫可直接走入去,检查植物的生长,所有室内种植室都有特定的光源、光照、温度、湿度等,如有需要会由Conviron设计,或客户自行安装,但如果用作研究,经常开门、关门,难免受外来的环境因素影响,因此每个种植室外有个控制屏幕,随时控制室内的情况。


鱼菜共生自成生态圈


  室内种植或水耕一直遭环保人士批评,使用大量能源之余,还涉及化学营养液等,于是又有人提出鱼菜共生的概念,香港早在5年前有人投资数百万元建立鱼菜共生温室,以鱼的粪便作为菜的养份,菜也可以净化水供养鱼用,形成一个生态圈,过程制造出来的废物因此较少,用水量也不多。



鱼菜共生的种植法虽然不是新鲜事,但至今仍未能广泛使用及被接受。


  鱼菜共生的种植方法在加拿大卡加利近年冒起,Deepwater Farms由几个年轻人成立,目的之一是增加本地生产的新鲜食材,毋须因天气而被迫吃外地的农作物。记者到访的是其中占地约1万平方呎的种植场,养了约1万条不同大小的鱼,为另一边的水耕菜提供养份,现时每小时可有约450公斤水耕菜,供应给本地餐厅,现场所见大都是沙律菜、香草等,但创办人之一Reid Henuset(下图)说,种植其他农作物如蕃茄的设置与现时大致一样,但要调校光、水和养份的量。



科技x农业感应器省检查时间


  与很多传统行业一样,农业也无可避免地进入数码新科技的世界,为提高产量也好,为农民监察农作物也好,记者在旅程中最常听到的其中一个字是“感应器”。在农场几个主要位置设置感应器,24小时全天候监察农场和农作物的状况,包括有没有坏死的农作物、有没有害虫入侵等,对于农夫而言,以往要亲身检查农作物的状态,所花的时间相差很远,因为有时候甚至到收割或病菌扩散才发现问题,但这只是很初阶的基本技术,不同公司推出各种技术,例如是无人机高空拍摄,结合卫星、热能等技术,农夫只需一机有手,在手机应用程序获得相关数据,已可掌握农田的状况,甚至可从天气、所有的除虫剂等预计农作物的收成期,及早准备。



在食物工程的研究过程,室内种植是重要一部分,可协助研究。



农夫想了解农田每个角落的状况,并不容易,用无人机配合其他科技便可帮到手。


  科技愈来愈先进,也愈来愈多,可以想象中小型农夫们也许要面对的选择困难。在加拿大内陆的城市沙斯卡通(Saskatoon)是该国的主要农业城市之一,其中在当地种植的亚麻籽占全球出口的22%,同时是全国牛肉产量的第二大城市。记者到访时正值当地举行农业研讨会,多间科技公司展示其新科技研发,问到举办活动的Farm.com负责人之一Steve,他主力向农夫推广新技术,虽然愈来愈多人接受并使用新科技,但他不违言,所有技术都要时间才能获得农夫接受,而且总有部分人是不愿意接受新事物,但最终农夫们会见到,哪些科技可以提高产量、减省成本,他们自然会去用。
  
植物废料再用 变车壳胶囊护肤品样样得
 
  “弃饮管呀,不该!”近月在香港宣传得最多的环保信息,一定是“走塑(弃用塑料)”,问题已存在多年,环保团体也呼吁多年,但当有大型连锁餐厅终于肯带头行动,其他品牌自会纷纷响应,去咖啡店自备杯可以便宜几元、快餐店不主动派胶饮管、瓶装水公司设塑胶回收中心等,无论如何对环境应该都是好事。不过,最多人的问题是,一人之力可否真是拯救地球?除了减少使用即弃塑胶之外,多用环保生物物料制成的产品,都是另一个可行的途径。在加拿大的旅程中,记者还到访了几间研发生物物料的机构和公司,以农业生产过程产生的农业废料,再制成有用而环保的新物料。
   
农业废物可作建筑物料
 
  用干草为车壳的车,听起来不太稳阵,在南部温尼伯的Composites Innovation Centre(CIC)专门研究复合物料,包括碳纤维、纤维玻璃、天然纤维等,机构属于非牟利,由政府、大学、企业如飞机制造厂波音等,派人组成董事局运作。中心副主席Mike Hudek向记者展示一部农夫车,表面看来没有很特别,只是新得闪亮,但走上前近看,从车身外壳看到一丝丝干草,“我们用的物料可以是农业废物,例如禾杆草,对农夫也有好处,因为他们不用自己处理废料,但这些物料对我们很有用。”



单是用干草制成硬身的车壳、做建筑物料并不可行,但加入其他原料成为复合物料,节省了不少金属或胶的用料。

 

  但他直言,以目前的技术制造眼前的农夫车,成本为现时两倍,因此未能推出市场,加上“还有一个原因,有一些物料要从其他省运来,运费也增加制造成本。”除了农夫车,植物纤维混合不同的树脂等其他物料,可以有很多用途,例如是汽车、电单车的马达箱、家俬等,甚至作建筑物料,兴建车房等简单建筑。



以复合物料制成车身,需顾及马达等零件带来的承重问题,也可能因此增加了制作成本。


咖啡豆皮制胶可完全分解
 
  使用咖啡胶囊愈见普遍,但每次在短短数十秒冲出来的咖啡,享受的同时也极速制造了一件垃圾,破坏力惊人,虽然部分咖啡商会回收胶囊,但生产咖啡胶囊的公司众多,而且用料不一,这种带来方便的产品难免造成大量垃圾。又如冻饮的胶饮管,在餐厅吃饭叫“不要饮管”,侍应亦可能习惯而忘记,对不少人而言,不用饮管饮冻饮或随身带备可重用饮管也不易,“加拿大每日有1,500支饮管被送到堆田区。”



咖啡糠本身是有机废物,制成咖啡胶囊或饮管之外,一般人也可用来施肥。


  与其等待全世界的人改变习惯,不如从源头做起,贵湖大学教授Amar K.Mohanty表示,咖啡豆表面有层很薄的外皮,在洗豆时会脱落,烘焙时也会产生咖啡渣,混合其他生物物料,可用作即弃饮管和咖啡胶囊中的胶圈物料,制造成本与传统胶一样,“胶圈有20%是咖啡豆的外皮,其余成分可以是任何农业废物制成的生物胶,因此不担心供应问题,也保持物料坚固。”研究计划正与加拿大品牌Club Coffee合作,对方提供咖啡渣,制成品以PurPod100的品牌发售,成为全球首个可完全分解的咖啡胶囊。



Amar K.Mohanty表示,食物生产过程制造生大量废物,部分可变成有用的环保物料。


  根据网页资料,去年全球销售了120亿个咖啡胶囊,Amar直言,新物料无助解决用完即弃的废物问题,但由于以前的咖啡胶囊中的塑胶成分太细,回收后也可能处理不到,回收公司最终送往堆田区,新物料用了一些农业废物,制成品相对容易分解,而且较轻,对环境已有很大帮助,“但饮管仍未找到合作伙伴,未真正在市场测试。”

 

市面上愈来愈多即弃咖啡胶囊,对环境造成压力。


粟米提取糖原 抗皱防衰老
 
  随年月增长,脸上长出一条又一条皱纹,一日比一日深,很多人不惜大花金钱,倾尽方法想填补空隙,结果,钱花完又再花,这正正反映护肤品市场之大。Mirexus原本是贵湖大学辖下一个研究部门,去年5月分拆成大学旗下的独立公司,研发由粟米提取植物糖原(Phytoglycogen),制成抗衰老的护肤品,大学会从收入中拆帐。
 
  提取过程所需的位置不大,以零下温度冷藏粟米后,放入大锅中以50多度煮成“粟米汤”,最后两次隔走当中的固体物质,杀菌后的白色晶体,就是植物糖原的原型。公司创办人兼主席Phil Whiting表示,品牌用的粟米来自安大略省的有机农场,提取出来的植物糖原已获证实不会刺激皮肤,也不会令皮肤敏感,更已获加拿大及欧盟证实可用为食物材料,而作为护肤品,已有第三方机构邀请120名不同年龄的女性做临床试验,证实可缩细皱纹范围75%,减少皱纹深度达20%。



记者们在制作植物糖原的工场,一踏入已闻到浓浓粟米味。



从粟米提取的植物糖原,已变成白色晶体,最后可变成抗皱纹护肤品。


  目前产品仍未在市场上应用,但去年成功进入护肤品牌L'Oréal举办的创新比赛最后阶段,有机会获品牌采用,Phil指出,公司不会自行生产护肤品,只会透过分销商出售产品给护肤品牌,现已有多间护肤品牌对产品有兴趣,他说售价要视乎植物糖原的用途,护肤产品大约每公斤700美元(约5,460港元),“最后护肤品的售价当然是品牌自己决定。”他又说,由2009年开始研究,已投资2,000万加元(约1.2亿港元)他预计今年开始才有盈余,至于何时可在市场见到产品,他说需时更久,“卖了给护肤品牌后,他们要进行自己的研究、测试,制成产品,还有最少两年的市场推广准备期,最快都要数年后才见到用了植物糖原的护肤品。”

  转载自《iMONEY智富杂志》。

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