食品製造業界における7つのエキサイティングな技術革新

米国の食品製造業界の概要

食糧は人間の最も基本的な必要性です。しかし、高級レストランで食べるおしゃれな料理の起源、フードトラックでつかむスパイシーな食事、または実際に家で準備する控えめな軽食の起源について疑問に思ったことはありますか？食品は、サプライチェーンの各段階に関与するさまざまなエンティティとともに、農場から分岐点までの遠回りの経路に沿って移動します。

したがって、食料生産は最も重要な人間の活動の1つであり、原材料を食用の最終製品に変換するプロセスが含まれます。増え続ける人口のニーズを満たすためのこのプロセスの複雑さは、食品生産に関する業界全体を生み出しました。

2020年には、米国のGDPの5％に相当する1.055兆ドルが、農業、食品、および関連企業からのものでした。このうち、1347億ドル、またはGDPの0.6％が農業部門だけで貢献されました。連合国の活動により、GDPにより多くの価値が加えられました。2020年の農業および食品産業は1970万人を雇用しました。これは、アメリカの総雇用の10.3％に相当します。食料は、2020年に米国の世帯が住宅と輸送に次いで3番目に高い支出を集めました。

食品製造と食品加工は、食品の一次生産に関連しており、原材料が中間消費または最終消費の製品に変わる重要な段階です。米国農務省（USDA）の経済調査サービスが提供したデータによると、2019年に米国の食品および飲料製造部門で170万人が雇用されました。これは、米国の非農業雇用の約1％に相当します。食品製造労働者の最大数は、家禽および食肉工場の一部でした。ベーカリーや飲料ユニットもかなりの数を採用しました。

米国の食品加工部門には20,000を超える企業が含まれており、合計で7500億ドルの収益を生み出しています。これは、合計で約2兆ドルに達する加工食品の世界的な売り上げを背景に見ることができます。米国は世界の加工食品売上高の 37.5% を占めています。

フードサービス部門は、2019年まで食品小売業よりも大きかった。その年、外食産業および食品小売部門によって供給される製品の価値は約1.89兆ドルでした。フードサービス施設はこのうちの1兆6000億ドルを寄付しました。しかし、外食産業は、Covidのパンデミックを受けて、2020年に最悪の損失を被りました。翌年、業界はCOVID以前のレベルを上回りました。2021年には、約2.12兆ドル相当の食料が食品小売および外食産業によって供給され、後者のシェアは1.17兆ドルでした。

今日、食品製造業界は技術を進歩させ、効率の多様性を高めています。この分野の技術革新には、ロボット、代替タンパク質、レストランのデジタル化、栄養補助食品、3Dフードプリンティングなどの使用が含まれています。それらのいくつかを詳しく考えてみましょう。

ロボティクス：食品技術革新第1号。

食料生産の効率、規模、一貫性を高めるために、ロボットを食品バリューチェーン全体に組み込むことができます。彼らはレストランが労働力不足の重大な問題に取り組むのを助けます。ホスピタリティロボットは、ゲストの快適性と安全性を高めるために、レストランやホテルの食品会社によって提供されています。日常的な仕事を処理するロボットは、顧客への対応など、より重要なタスクに従業員を解放することができます。

キッチンでロボット工学を使用している食品ブランドの例としては、カジュアルなダイニングチェーンのバッファロー・ワイルド・ウィングスやファスト・カジュアル・チェーンの「ハラル・ガイズ」があります。レストランビジネスオンラインの報道によると、バッファローワイルドウィングで手羽先を調理するためにロボットの「シェフ」が雇われている間、ハラールガイはボトリスタのDrinkBotを使用してプレミアムブレンドドリンクを混合することを計画しています。

自律的に食事を提供するロボットであるServiは、ロボット工学による高度なレストラン管理のもう1つの例です。米国に本拠を置くベア・ロボティクスが製造したServiは、ウェイターが皿を運ぶのを助けます。設置面積が小さいため、混雑した狭いスペースを移動できます。センサーとカメラが装備されており、障害物に遭遇すると停止して方向を変えることができます。

一方、ROBOEATZのARK 03ロボットは、食品の準備、食品の冷温保管、清掃、消毒などのタスクを実行します。また、消耗品を注文することもできます。ドローンは、手作業による配送に代わる費用対効果の高い代替手段であることが証明されています。

変化は地上だけでなく空中でも明らかです。ドローンはその一例です。これらの遠隔制御装置は環境に優しく、より速く、非接触で安全な方法で食品を届けることができます。ドローンの配送は、配送業者を完全に雇用する必要性をすぐに解消する可能性があります。

さらに、倉庫内の食品ハンドリングロボットとドローンは、迅速かつ経済的な食品のタグ付けと監視を保証します。ロボットのおかげで食品の品質管理が厳しくなり、業務が迅速化されるため、食品事業は収益を大幅に増やすことができます。

3Dフードプリンティング：フードテックイノベーション No.2

3Dフードプリンティングは、幅広いアディティブマニュファクチャリングプロセスを使用して食品を製作することです。食品グレードの注射器に含まれる「印刷」材料は、ノズルから層ごとに放出され、食品を構築します。食品を「印刷」する最も一般的な方法は、材料の押し出しです。しかし、企業はバイオプリンティングとは別に、食品のインクジェットとレーザーの「印刷」をますます採用しています。

3Dフードプリンティングでは、基本的に粘性のある物質が完成品に蓄積されます。押出成形ベースの「食品印刷」で頻繁に使用される材料は、シリンジまたはプリントヘッドから押し出すことができるように柔らかくなければならないが、形状を保持するのに十分な高粘度を備えている必要があります。たんぱく質や砂糖などの粉末成分は、粘度を向上させるために使用されることがあります。例えば、「印刷」できるペーストを作るために、小麦粉を水に加えることができる。

一般的に、「食品印刷」に最適な材料には、ゼリー、ピューレ、チーズ、フロスティング、マッシュポテトが含まれます。食品を「印刷」するためのプラットフォームは、通常、コンピューター制御の押出ヘッドを備えた3軸ステージです。この押出ヘッドは、加圧空気を使用して「印刷」材料を絞り出します。押出ヘッドがステージに沿って移動すると、目的の食品が「印刷」されます。

ホットメルト押出成形では、食品が融点をわずかに超えて加熱されます。押し出し後、溶融材料は急速に硬化します。一方、選択的レーザー焼結の場合、粉末状の食品材料は、レーザーを熱源として使用して、層ごとに接着されます。バインダージェットプロセスでは、熱の代わりに液体バインダーを使用して食品材料を接着します。インクジェット印刷は別の「食品印刷」方法ですが、主に装飾や表面充填に使用されます。それは、ケーキ、クッキー、キャンディーなどの食品の表面に食用のインクを落とすことを含みます。

3Dプリントされた食品の例は、ドイツの老人ホームが、噛んだり飲み込んだりするのが困難な高齢の患者に提供する「スムースフード」です。米国では、NASAは3Dプリントされたピザを使用して宇宙飛行士においしい食事のオプションを提供することを検討しています。材料は、本物の肉の風味、食感、香りを再現することを目的としています。このような肉は、環境に優しく、虐待のないものになります。

透明性と食品安全：食品技術革新第3号

食品の安全性は今日の顧客にとって重要な考慮事項であり、購入する食品の品質が完全に安全であることを保証することを重要視しています。スマートなラベル付けとスタンドアロンの食品等級付け装置は、これを保証するのに役立ちます。

ブロックチェーン技術の開発により、食品ブランドはモノのインターネット（IoT）を介してエンドツーエンドのトレーサビリティと食品モニタリングをリアルタイムで提供することができます。透明性と食品の安全性は、スケーラブルで手頃な価格の監視ツールによって保証されます。これにより、消費者と食品生産者の間の信頼が強化され、ブランドの信頼性が高まり、売上の改善につながります。

外食産業における食品の安全性の維持を支援する技術ソリューションは、Zip HACCPです。このアプリは、企業がハザード分析重要管理ポイント（HACCP）の基準に従っていることを確認することにより、食品安全コンプライアンスを自動化し、レストランの食品品質管理を保証します。Zip Temperatureは、食品事業者が機器の温度を正確に監視できるようにすることで、食品安全法の遵守を保証するもう1つの製品です。どちらのソリューションも、フードサービス業界向けのアプリストアであるHubworksで入手できます。

もう1つの食品安全ソフトウェアソリューションはTallyです。カナダの会社ThisFish Inc. によって開発されたタリーは、シーフードのトレーサビリティのビジネスを行っています。同社はバーコードプリンター、電子スケール、スキャナーを使用して、食品製造現場のリアルタイムデータをデジタル化し、コンプライアンス書類や漁獲証明書もアップロードしています。

ソフトウェアに加えて、食品生産に使用される他の保護手段があります。最新の排水システムは、食品加工ユニット全体の衛生と安全性を向上させます。たとえば、スロットドレンは、水が立ったり停滞したりすることがなく、バクテリアの増殖を防ぐことができるように、事前に傾斜した格子のない設計になっています。スロットドレンは、従来のトレンチ排水システムよりも改善されています。

代替タンパク質-フードテックイノベーション No.4

食品技術における最も顕著な傾向の1つは、主に消費者と環境衛生への懸念のおかげで、従来のタンパク質源からの移行です。代替タンパク質の主な供給源は、培養肉、植物ベースの食品、実験室で栽培された食品、マイコタンパク質、さらには食用昆虫です。

家畜由来のタンパク質とは異なり、代替のタンパク質源は栄養素が豊富であるだけでなく、資源への依存度も低くなります。代替タンパク質源は最小限のモニタリングしか必要としないため、コストも削減されます。

3Dプリンティング、分子生物学、発酵の発展により、タンパク質が豊富な食品を製造する従来の方法に代わる実行可能な代替品が利用可能です。これらは、食肉の工業生産による環境への悪影響を軽減し、食品業界を悩ませている関連する道徳的ジレンマに対処します。

そのような動物を含まない食品の例は、オランダの会社The Protein Breweryによって製造された、実験室で栽培されたフェルモテインです。フェルモテインを生産するために、非アレルギー性の植物や真菌は繊維とアミノ酸で醸造されます。この代替タンパク質には10％の脂肪が含まれており、水分に結合する性質があり、肉と同様の味を与えます。

代替タンパク質は藻類からも製造できます。ゴールデンクロレラ藻類は、スイスの会社Alverによって発酵され、ビーガンプロテインパウダーが作成されます。藻類タンパク質は味が中性であるため、どのレシピにも合います。藻類タンパク質は、従来のタンパク質、特に動物ベースのタンパク質よりも二酸化炭素の排出量が少なく、必要な水の量が少なくて済みます。

マレーシアの会社Entoは、コオロギから昆虫ベースのタンパク質代替品を生産しています。規制された環境でこれらの昆虫を飼育し、栄養豊富な食物を作ります。この代替タンパク質は、必要な9つのアミノ酸をすべて含み、牛肉よりも1グラムあたりのタンパク質量を多く生成します。Entoのクリケット農業方法は、従来の家畜養殖よりも食料、水、土地の使用量が少なく、温室効果ガスの排出量を削減します。その結果、製造コストも削減できます。

電子商取引-食品技術革新第5号

食品・飲料業界は、かなり前からeコマースに焦点を当ててきました。パンデミックは、食品サプライチェーンのさらなる改善を促しました。デジタルプラットフォームは、食品メーカーがオンライン注文を受け取り、オンデマンドでオンライン配送を提供し、直接消費者（D2C）流通システムを介して顧客とつながるために使用されます。

パンデミック後のもう1つの重要な進展は、ゴーストキッチンまたはクラウドキッチンの台頭です。これらの施設はデジタル空間でのみ機能し、食事施設を提供していません。そのため、ゴーストキッチンには店先、ダイニングルーム、または家の前のスタッフがいません。彼らは彼ら自身のウェブサイトと第三者の食品アグリゲーターからの注文を受け入れます。

D2Cマーケティングに加えて、企業は顧客満足度と収益を高めるためにオムニチャネル配信に集中しています。オムニチャネル配信とは、顧客が便利だと思うチャネルで製品を提供するプロセスを指します。選択したプラットフォームで注文が行われた後、製品をお届けするための手配が行われます。食品メーカーは、eコマースの助けを借りて、より効果的に顧客に連絡し、安定した供給の流れを保証することができます。

オムニチャネル体験の例として、レストランのテーブルに配置されたQRコードによる注文と支払いがあります。電子商取引は、スマートポイントオブセール（POS）システムの助けを借りて行うこともできます。プラムPOSはそのようなシステムの1つです。オンライン注文を受け付け、配達を促し、非接触型決済を可能にします。PlumハンドヘルドおよびPlum Tablet POSは、テーブルサイドでの注文受付と非接触型決済を可能にします。にぎやかなレストランでは、プラムの自動注文キオスクで常連客が自分で食べ物を注文できます。Plum POSはHubworksプラットフォームで利用できます。

米国に本拠を置くOrderscapeは、POSデバイスなど、企業がすでに所有しているレストラン設備と簡単に統合できるオンライン注文ソリューションを提供しています。同社は、GoogleアシスタントとAmazon Alexaと連携するレストラン向けの音声ボットを作成し、音声ベースの食品の注文を可能にします。

ファイナル・ワード

食品業界は、現代の技術のおかげで、近年、抜本的な変革を遂げました。テクノロジーは、食品の賞味期限と安全性を高め、手頃な価格と信頼できる品質を確保する上で重要な役割を果たします。さらに、テクノロジーを巧みに活用することで、ビジネスの競争力が強化されました。組織は市場の動向に迅速に対応できるようになりました。自動化によって品質管理が向上しても、新しい品目をすぐにテストして導入することができます。製品の売上もリアルタイムで監視できます。

さらに、食品の安全性を向上させるための技術が採用されています。たとえば、いくつかの食肉加工業者は、無線周波数識別（RFID）タグを使用して、製品の完全な原産地、流通、および加工経路を記録しています。そして、野菜や果物の微生物を駆除するために低線量放射線を使用している会社があります。

テクノロジーは、農場から食卓に食料を届けるプロセスにますます本質的になりつつあります。食品サプライチェーンには、それによって改善できない部分はありません。テクノロジーのおかげで、増加する世界人口のための食糧生産をより効率的にすることができます。