文：Eva Fan
來源：Foodaily每日食品（ID：foodaily）
封面圖：fortifygen
表面香脆，內(nèi)里綿軟，熱騰騰的現(xiàn)炸薯條永遠讓人垂涎。但包裝薯條再優(yōu)，終究無法“完美復刻”快餐店里的現(xiàn)制薯條。很多人會將兩者的本質(zhì)區(qū)別歸咎于“新鮮度”，實際上“新鮮出爐”的薯條并非如大眾所想那般極致新鮮。為了壓縮成本、節(jié)省時間和提高運轉(zhuǎn)效率，以冷凍薯條為代表的半成品通常成餐飲商家的不二之選。
視時效為核心的冷鏈運輸。圖片來源：PISPL‘s
為保持半成品食材的新鮮度，昂貴的溫控冷鏈一直是餐飲類食企賴以生存的核心，但冷鏈運輸在運營成本、流程把控以及可持續(xù)層面上日益受到的挑戰(zhàn)，讓長期受冷鏈掣肘的從業(yè)者對技術變革有了更迫切的需求。
在美國紐約有一家初創(chuàng)公司，打破常規(guī)的冷凍保藏思路，采用超臨界CO2技術創(chuàng)造出無需冷凍的薯條，減少對冷藏設施的依賴，提高了供應鏈的長期可持續(xù)性。目前該公司已獲得過千萬美元融資。
用新技術創(chuàng)造“常溫保鮮”新概念，這家初創(chuàng)公司為何單單瞄準了薯條？聽上去很高大上的“超臨界流體”，能夠為食品工業(yè)帶來怎樣的變革？幾十年來依靠冷鏈維系餐飲半成品保鮮的局面，會被超臨界技術掀翻嗎？
01
兩個小子的科技夢想，
從改造炸薯條開始
Farther Farms聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術官Vipul Saran，在一個普通的印度農(nóng)業(yè)家庭中長大。農(nóng)產(chǎn)品供應鏈面臨的冷鏈環(huán)境成本與有時超過產(chǎn)品本身價值的貨幣成本，Saran都看在眼里。“在印度，冷鏈運輸需花費大概3,000美元，普通常溫運輸則僅為 90 美元。”
在康奈爾大學攻讀食品科學專業(yè)研究生時，對冷鏈弊端深有體會的Vipul Saran開始探索解決路徑——冷鏈外的另一種選擇。如何能運用創(chuàng)新的食品加工技術，使人們能夠從這些對保鮮要求較高的易腐食品中創(chuàng)造出附加值，從而盡可能避免對冷藏或冷凍的需求？
圖片來源：Cornell University
作為常青藤院校中唯一開設食品專業(yè)的高校，康奈爾大學在食品學科上的綜合實力強勁，專業(yè)排名常年穩(wěn)居全球前三。在校內(nèi)頂尖學術資源的加持下， Saran在研究各種生鮮保藏法時偶然發(fā)現(xiàn)了超臨界流體在食品保存上的應用可能性。在農(nóng)業(yè)與生命科學學院食品科學系教授 Syed Rizvi的指導幫助下，Saran團隊成功開發(fā)出超臨界CO2相關的食品保藏技術并申請了專利。
技術突破只是第一步，距離真正的商業(yè)化應用仍任重道遠。Saran在康奈爾大學尋找不同領域的同學幫助他實現(xiàn)這個極具商業(yè)潛力的想法，其中便包括Annunziata——Farther Farms聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官。Annunziata就讀于康奈爾大學MBA，他與Saran在一次創(chuàng)業(yè)課程中相識。二人發(fā)現(xiàn)，將彼此的商業(yè)金融背景與食品科學的研究經(jīng)驗相結合，將有可能創(chuàng)立一家可持續(xù)且高效的公司。兩人一拍即合，最終決定將美國人食用頻率最高的“炸薯條”設定為超臨界CO2技術的首個試驗場。
圖片來源：Facebook
自1940年首次發(fā)明冷凍薯條以來，冷凍保藏便一直主導著炸薯條的產(chǎn)品供應鏈。通過避開冷藏，全球第一個無需冷凍的商用薯條被兩人視為其創(chuàng)新商業(yè)計劃的首發(fā)子彈，目標是在缺乏制冷的地區(qū)用創(chuàng)新技術開辟嶄新的市場，同時降低成本和碳排放。
同年，他們正式啟動創(chuàng)業(yè)項目——創(chuàng)辦了旨在開發(fā)下一代可持續(xù)食品加工技術的Farther Farms，同時注冊了康奈爾大學的學生創(chuàng)業(yè)加速器eLab。創(chuàng)辦伊始，F(xiàn)arther Farms即與康奈爾大學技術許可中心CTL保持密切合作并獲得超臨界技術的正式授權。2018 年，F(xiàn)arther Farms加入了Rev: Ithaca Startup Works（一家位于紐約伊薩卡的商業(yè)加速器），并得到康奈爾大學、伊薩卡學院和湯普金斯科特蘭社區(qū)學院的大力支持。
Annunziata和Saran在創(chuàng)業(yè)加速器eLab作項目演示。圖片來源：Cornell University
坐擁名校內(nèi)外優(yōu)質(zhì)創(chuàng)業(yè)資源，F(xiàn)arther Farms不負重望，交出了亮眼的融資成績單。2017年秋，公司剛成立不久便完成紐約風險開發(fā)機構Launch New York 2.5萬美元的種子輪融資。次年，Annunziata 和 Saran 獲得美國國家科學基金會首階段研究資助225,000美元，并在紐約羅徹斯特建造了一個試點生產(chǎn)工廠。Saran 表示：“這筆投資將使我們能夠在2017年秋季種子融資輪成功的基礎上繼續(xù)發(fā)展，加快研發(fā)步伐。”
隨著業(yè)務持續(xù)擴大，F(xiàn)arther Farms在今年成功籌集到 1200 萬美元，由大型馬鈴薯產(chǎn)品分銷商Endico Potatoes 等戰(zhàn)略投資者領投，其中包括冷凍炸薯條制造商 Lamb Weston 前總裁Richard Porter。
2021年6月，F(xiàn)arther Farms官宣：擁有25年食品研發(fā)經(jīng)驗的GhislaineJoly 將被任命為公司產(chǎn)品研發(fā)和創(chuàng)新副總裁。Joly曾任Lamb Weston Holdings首席科學家， Conagra Brands產(chǎn)品開發(fā)總監(jiān)和 National Starch and Chemical項目負責人。Joly的加入，無疑是公司發(fā)展史上的里程碑事件，用首席執(zhí)行官 Annunziata的話說，“她將成為公司未來創(chuàng)新引擎的核心人物”。
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最近，F(xiàn)artherFarms正緊鑼密鼓地銷售他們的旗艦產(chǎn)品——消費者可以在紐約伊薩卡的 Luna Inspired Street Food 和羅切斯特的 The Hideaway 和 Radio Social 品嘗到公司出品的薯條。作為Farther Farms的投資者兼分銷商，Endico Potatoes公司總裁John Hanna表示：盡管未被冷藏，但客戶大多認為這些薯條依然保持上乘的風味質(zhì)量。
Farther Farms 是目前唯一一家在食品保鮮中使用超臨界CO2的食品公司。而公司也正努力在確保技術運行及產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，穩(wěn)步提高工廠的生產(chǎn)能力。炸薯條只是Farther Farms的一個開始，未來他們會嘗試將該技術延伸至更多生鮮品類，也會涉足固體、半固體到液體各種食品形態(tài)，力圖實現(xiàn)技術適用面的最大化。
02
打破溫控定式，
超臨界技術將掀起冷鏈新革命？
當前，世界上大部分食品分銷都依賴于冷鏈運輸，冷鏈市場正急速擴大。根據(jù)technavio《2020-2024 年中國冷鏈市場》報告，中國冷鏈市場預計在2020-2024 年間將增長442.3億美元，復合年增長率接近19%。作為一種昂貴的溫控供應鏈，如今不少發(fā)展中國家的冷鏈基礎設施還相當簡陋。數(shù)據(jù)顯示，與美國城鎮(zhèn)居民擁有 49萬立方米的冷庫空間相比，中國和巴西分別僅為13和10萬立方米。
冷鏈設施的缺乏成為食物浪費的主要原因。據(jù)統(tǒng)計，發(fā)展中國家冷藏設備缺乏導致超過 2 億噸易腐爛食物的損耗，相當于食物總消費量的14%。此外，由于40% 的食物需要冷藏，全球電力消耗的15%都被用來冷藏，是名副其實的“能耗”大戶。冷鏈的可持續(xù)性也不如人意，冷藏卡車運輸中高達 40% 的氣體排放皆歸因于冷藏所需的車載蒸汽壓縮系統(tǒng)，加劇了供應鏈碳排放。
圖片來源：linkedin
冷鏈運輸主要原理是通過低溫抑制微生物活性、減少變質(zhì)，但想要控制微生物生長的路徑卻絕非冷凍這一條，超臨界CO2同樣有此潛力。超臨界現(xiàn)象是將CO2氣液兩相在超過臨界壓力和溫度的情況下轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N介于液體和氣體之間的狀態(tài)——超臨界CO2流體。這種流體具有氣體似的擴散性和低粘度，以及類液體的高溶解性。
在接近室溫(35-40℃)的超臨界CO2流體籠罩下進行提取，條件溫和，不會破壞生物活性成分的活性，也不改變材料微觀結構。超臨界流體作為一種綠色萃取技術，已廣泛用于中藥提取、香精香料、油品、食品、材料等領域。
圖片來源：Canadian Food Business
Farther Farms拋開萃取，將“超臨界CO2流體”用于巴氏殺菌，打造出全新的包裝食品類別，挖掘出新的市場機遇。超臨界流體殺菌，會使引發(fā)食物褐變的酶以及引起腐敗的微生物徹底失活，無需防腐劑的情況下將保質(zhì)期延長到90天。與傳統(tǒng)高溫蒸汽或熱水殺菌相比，條件溫和的超臨界技術在保護食品完整性和營養(yǎng)價值上更顯優(yōu)勢，在多類型即食食品，包括水果、蔬菜、乳制品以及肉類和植物肉類替代品的保藏上極具應用潛力。
圖片來源：Global Times
超臨界技術處理不僅讓食品具有更好的保藏效果，也大大縮減了餐飲店的冷鏈成本。由于相對較長及穩(wěn)定的保質(zhì)期，很多使用Farther Farms薯條的餐廳均表示：他們的上菜時間縮短了一半。從環(huán)境角度看，越少依賴冷凍機，就能減少食物浪費和溫室氣體排放，餐廳在消費者心目中的形象也變得越發(fā)可親。”
03
提“色”、脫“害”、護“活”，
超臨界流體的十八般武藝
超臨界狀態(tài)下，流體往往表現(xiàn)出異常復雜多變的特性——“像霧像雨又像風”，極具“薛定諤”體質(zhì)，同時也身賦異稟。眾所周知，液態(tài)CO2是一種非極性溶劑，根據(jù)相似相溶原理只能溶解非極性物質(zhì)。但當CO2進入超臨界狀態(tài)時，溶劑的性能就會瞬間爆發(fā)，極性物質(zhì)也可溶解。而因為有氣體的氣質(zhì)，超臨界CO2的表面張力和黏度很低，但擴散速度和滲透性卻很強，所以它的溶解速度會比普通溶劑快得多。
圖片來源：China Food Press
正因為這種神奇特性，除了化身“薯條保鮮護衛(wèi)”，超臨界CO2還能通過調(diào)整溫度和壓強，模仿出不同分子的極性，針對不同分子進行量身定制式萃取，并且其芳香成分不易被氧化破壞。得益于此，超臨界流體技術在啤酒花有效成分萃取、天然香料植物或從果蔬中提取天然香精、色素與風味物質(zhì)、動植物中提取動植物油脂 ,咖啡豆或茶葉中脫除咖啡因、煙草脫尼古丁、乳脂中脫除膽固醇及食品脫臭等方面的研究和應用都取得了長足發(fā)展，其中一些在德國、日本等國家已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應用。
我國食品行業(yè)對超臨界流體萃取技術（SFE）的應用正逐步由實驗室研究走向工業(yè)化。早在1993 年，國內(nèi)就建成沙棘油工業(yè)萃取裝置, 成功填補了SFE 技術的工業(yè)化空白。1996年，清華大學建成啤酒花浸膏SFE中試裝置，將國內(nèi)酒花利用率從25%提高到90%左右。
圖片來源：Amazingy
超臨界流體的獨特性能在微囊化和納米囊化上也發(fā)揮著顯著作用，并為開發(fā)制藥提供了新的技術路徑。藥物研發(fā)的關鍵環(huán)節(jié)包括藥物遞送的微囊化和納米囊化，利用超臨界CO2在不同操作條件（流量比，溫度，壓力等）下的可調(diào)節(jié)特性，可以設計和控制粒徑以及載藥量，實現(xiàn)精準度更高的微囊化處理。該技術主要被用于藥物膠囊的制備，但在益生菌或其他需要緩釋的功能成分的制備中同樣具有可觀潛力。
今年6月，以色列公司Solabia-AlgatechNutrition就推出了一種含有 2.5% 天然蝦青素的微膠囊冷水分散粉末，其核心技術就是超臨界流體。蝦青素是一種天然強效類胡蘿卜素，在油中高度溶解，而想獲得蝦青素的水溶液則頗具挑戰(zhàn)。用超臨界CO2從雨生紅球藻微藻中提取蝦青素，其形成的微膠囊粉末在幾秒鐘內(nèi)能完全輕松分散在冷水中。該公司稱，這種新配方會是各種功能飲料、即食補充劑和懸浮液的理想解決方案。
圖片來源：MDPI
盡管超臨界流體技術具有諸多優(yōu)勢，但要想擴大在食品產(chǎn)業(yè)中的應用范圍，仍面臨很多挑戰(zhàn)。
首先，隨著技術規(guī)模擴大以及對加工過程中涉及的動力學機制更深入的了解，生物活性化合物的工藝收率勢必需要提高。其次，食品安全是產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎，深入評估超臨界流體分子與食物成分之間的相互作用很有必要。如果它們被納入食物基質(zhì)，那它們對人體健康有益作用的主要機制也需進一步探明。
第三，超臨界流體技術中最常用的溶劑是CO2，目標物質(zhì)主要是非極性組分。如何有效匹配夾帶劑以提取更多極性物質(zhì)仍是一個值得探討的話題。由于超臨界流體本身的密度限制，采用該技術從蛋白質(zhì)等副產(chǎn)品中提取大分子物質(zhì)仍具挑戰(zhàn)性，相信這也是該技術未來的重要突破點之一。
圖片來源：ResearchGate
04
中國實踐：
超臨界技術如何賦能新消費？
在懶人經(jīng)濟和疫情催生下，“方便”與“健康”變成許多人消費食品時的首要考量因素。如今，“預制菜”和“功能食品”正吸引越來越多品牌入局。隨著市場角逐的白熱化，如何用技術為自己構建護城河，成了品牌們必須考慮的問題。而超臨界技術在商戰(zhàn)中扮演舉足輕重的角色。
1、鎖住預制菜靈魂，超臨界技術助力“風味物質(zhì)”標準化生產(chǎn)
源于美國20世紀60年代，預制菜最早被運用于麥當勞、肯德基等標準化的快餐連鎖餐廳。2000年進入中國后也主要是為餐廳提供半成品，提高備菜效率。2020年受疫情限制，大眾外出就餐頻次大幅減少，居家生活需求旺盛，預制菜企業(yè)開始將目光對準C端消費群體，B端場景也拓展到餐廳以外，便利店、精品超市、生鮮電商等紛紛開始布局預制菜品類。
C端預制菜賽道如今熱火朝天，得益于B端產(chǎn)業(yè)的高度成熟。中央廚房快速發(fā)展，預制菜大規(guī)模覆蓋餐飲后廚早已成為行業(yè)共識，預制菜取代餐館廚師的說法更一度成為熱點話題。預制菜工業(yè)化進程中，風味物質(zhì)的標準化生產(chǎn)是關鍵因素。近日宣布連續(xù)完成合計5100萬美元C輪與C+輪融資的“利和味道”便是在生產(chǎn)技術上獨樹一幟的“風味家”。
利和味道原名利和萃取，其核心技術就是天然產(chǎn)物和海洋生物活性物質(zhì)的超臨界CO2流體萃取。旗下的香辛料、風味提取物、調(diào)味料和調(diào)理食品四座工廠多年來為國內(nèi)連鎖餐飲、商超、便利店和電商客戶提供了多樣化的速食解決方案。
圖片來源：zcool
利和味道在紅花椒核心產(chǎn)區(qū)甘肅隴南建有全亞洲最大的超臨界CO2萃取工廠。工廠內(nèi)安裝了利和自研的第四代超臨界CO2萃取設備，突破萬升級容量且實現(xiàn)了自動化。相比傳統(tǒng)炸制香辛料油脂，利用超臨界萃取技術制成的香辛料萃取油脂擁有脫重金屬、可復配、可量化、味道釋放快等優(yōu)點。花椒萃取油脂可以量化麻度，根據(jù)客戶需求可進行復配從而形成更加豐富的風味物質(zhì)，兼顧了標準化與客戶的個性化需求。
2、超臨界技術化身功能植物油脂的萃取密碼
沙棘油含有不飽和脂肪酸、維生素等一百多種生物活性物質(zhì)，具有滋養(yǎng)心腦血管、降低血脂、養(yǎng)顏抗衰老等功效，被視為珍貴的功能性食用油。但沙棘油的得率不高極大限制了其深度利用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，導致相關產(chǎn)品供不應求，市場價格居高不下。
內(nèi)蒙古宇航人公司于1999年將“八五”科技重點攻關項目——超臨界CO2萃取沙棘油，成功應用到沙棘生產(chǎn)領域，就此拉開國內(nèi)高科技生產(chǎn)沙棘產(chǎn)品的大幕。超臨界技術生產(chǎn)周期短、提取效率高、安全可靠，并且在沙棘油生物活性成分的保留方面具有優(yōu)勢。當前，宇航人公司已熟練掌握超臨界CO2萃取等多項國際一流水平的技術，擁有沙棘保健食品四項，以及沙棘綜合開發(fā)、利用、生產(chǎn)的專利技術、擁有10項專利，在同行業(yè)中處于領先地位。
圖片來源：ambre blends
油茶籽油，是我國最古老的木本食用植物油之一，也是湖南省特色植物資源。湖南和廣生物科技有限公司通過自主設計建造的國內(nèi)首個大型高效超臨界CO2萃取生產(chǎn)線，成功實現(xiàn)油茶籽油快速高效的規(guī)模化生產(chǎn)，將萃取時間縮短到2.5小時，生產(chǎn)效率比原有技術提升到3倍以上，大大降低生產(chǎn)成本。
萃取所得的油茶籽油不僅高品質(zhì)、高安全性、功效活性成分豐富，而且其得率比傳統(tǒng)壓榨法高出25%以上，副產(chǎn)物還可以作為純天然洗滌劑直接取代家庭常用的洗潔精，既安全環(huán)保，又省時省力。這一新的技術體系直接使生產(chǎn)環(huán)節(jié)的純利潤比傳統(tǒng)壓榨法高出1至2倍，有助徹底改變傳統(tǒng)油茶企業(yè)加工利潤微薄的舊貌，為產(chǎn)業(yè)騰飛提供堅實的技術支撐。
圖片來源：茶油之邦
05
總結
FartherFarms的兩位創(chuàng)始人受家鄉(xiāng)冷鏈運輸之痛所激勵，尋找到高效可行的科技解決方法。在Foodaily過往諸多的技術前沿報道中，我們都能看到此類由現(xiàn)實民生問題所激發(fā)出的技術創(chuàng)業(yè)案例。同樣是關注消費痛點，為何有的技術無人問津，始終躺在創(chuàng)始人的“倉庫”里？而有的卻能在短時間內(nèi)光芒綻放，快速實現(xiàn)商業(yè)化？Foodaily認為，除了技術本身的含金量、高門檻外，能否兼顧民生、社會與環(huán)境，則是決定技術商業(yè)化前景的關鍵。
從早期用于活性藥物成分制備，到如今在各食品領域遍地開花，甚至時下正熱的碳中和研究大潮中，“超臨界CO2”也成為實現(xiàn)高效碳捕集的技術手段之一。它所展現(xiàn)出的獨特魅力讓Foodaily愈發(fā)關注國內(nèi)超臨界流體商業(yè)化的進程，更希望它能為更多賽道、風口賦能加速！
作為地球上最豐富的的氣體之一，CO2可以為冷鏈革命貢獻自己的一份力量。“以碳減碳”，還有什么樣的技術故事比這個更令人激動呢？
