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Intelligente
Nahrungsmittelversorgung

Technologie optimiert die Produktion,
die Qualität und den Transport von Nahrungsmitteln

Einen gesunden Appetit auf Innovation

Es gibt kaum ein fundamentaleres Element unseres Lebens als Nahrung. Unsere Beziehung zu Nahrungsmitteln ist umfassend und vielfältig. Noch vor zehn Jahren versuchten die meisten Verbraucher in erster Linie, sich fettarm zu ernähren. Biotechnologie konnte nur sehr eingeschränkt eingesetzt werden und wurde als nicht ganz ungefährlich betrachtet. Kaum jemand wusste um die Bedeutung und die Wichtigkeit "organischer" Konzepte.

Heute sehen wir uns einer sehr herausfordernden Situation gegenüber. Die Preise für Nahrungsmittel steigen rapide. Knappheiten führten weltweit zu Unruhen. Jedes Jahr sterben 10 Millionen Menschen durch Hungersnöte oder Krankheiten, die auf Unterernährung zurückzuführen sind. Gleichzeitig hungern die Verbraucher mehr denn je nach Informationen über ihre Nahrungsmittel. Sie sind besser über Ernährung informiert und achten bei allen Einkäufen mehr auf deren umweltrelevante und gesellschaftliche Auswirkungen. Tatsächlich geben laut einer Studie des IBM Institute for Business Value zwei von fünf Verbrauchern in den USA und Großbritannien an, dass Sicherheitsaspekte ausschlaggebend dafür seien, welche Nahrungsmittel sie kaufen.

Was hat nun IBM mit Lebensmitteln zu tun?
Als im Mai 2008 Zyklon Nargis in Myanmar zuschlug, ging Schätzungen zufolge etwa ein Drittel der Reisbestände des Landes verloren. Auf der anderen Seite des Globus standen Forscher in den USA angesichts eines mysteriösen Salmonellenausbruchs vor einem Rätsel. Der Ausbruch, bei dem über 1.300 Menschen infiziert wurden, kostete Tomatenproduzenten über 100 Millionen US-Dollar. Diese Vorfälle zeigen, wie angreifbar die Lieferkette im Nahrungsmittelbereich und wie anfällig die Nahrungsmittelversorgung generell ist. Die Welt braucht robusteres, widerstandsfähigeres Obst, Gemüse und Getreide und eine intelligentere, sichere Lieferkette vom Feld auf den Tisch.

IBM stellt sicher, dass sich Nahrungsmittel auf ihrem Weg durch eine immer komplexer werdende, globale Lieferkette systematisch verfolgen lassen. Zudem sorgt IBM dafür, dass sie durch biologische Forschung noch nahrhafter werden.

Die Zukunft unserer Nahrungsmittel beginnt heute.

Gesprächsreihe über eine intelligentere Welt


 

Smarte Lieferketten helfen, die 13 Mio. Fälle von Lebensmittelvergiftung in Kanada zu reduzieren.


25% der Nahrungsmittel weltweit verderben. In Norwegen sorgt eine smarte Lieferkette dafür, dass alles frisch ankommt.


Vom Hof auf den Tisch
Wenn die durchschnittliche Mahlzeit auf dem Esstisch landet, hat sie eine komplexe Lieferkette durchlaufen. Dutzende Unternehmen sind an der Produktion eines einzigen Steaks beteiligt. In der kanadischen Provinz Manitoba (US), war IBM mit Business-Consulting- und Projektmanagement-Services maßgeblich an der Entwicklung einer umfassenden Lösung für die Verfolgbarkeit beteiligt. Im Rahmen dieses Projekts arbeitete IBM mit über 16 Lieferkettenpartnern zusammen, so z. B. Fleischproduzenten, Produzenten von Tierfutterbestandteilen, Futtermittelherstellern, Landwirten, verarbeitenden Betrieben, Lkw-Fahrern und Lebensmittelhändlern. Unter Einsatz der GTNet-Software (Global Traceability Network) des IBM Business Partners TraceTracker konnte bei dem Projekt in Manitoba gezeigt werden, dass es möglich ist, aus verschiedenen Quellen stammende Daten über ein Stück Fleisch sicher und exakt zu erfassen, zu verarbeiten und weiterzugeben – in jeder Phase des Prozesses.


 

E.Coli: Spinat, Salat, Zwiebeln. Gentechnik Salmonnellen: Reis, Shokolade, Kakao/Nüse. E. Coli: Pilze, Hackfleisch, Geflügel. Salmonellen: Melonen, Erdn Butter, Snacks. Botulinum: Dosen-Chili, Babynahrung. DEG: Zahncreme. Melamin: Tiernahrung, Hundefutter, Vogelgrippe: Hühner. E. Coli: Hackfleisch, Rindfliesch. Salmonellen: Melonen, Tomaten, Jalapeños. Listerien: Schwein. Melamin: Babynahrung. Blei: Spielsachen.
Worum geht es ? Weniger Verschwendung. In einer Welt, in der 820 Milionen Menschen unterernährt sind, werfen nach Angaben der Vereinten Nationen in den USA Lebensmittelhändler und Konsumenten jedes Jahr Nahrungsmittel im Wert von 48 Miliarden US-Dollar weg. Intelligentere Lieferketten. Im US amerikanischen Bundesstaat Iowa hat eine Karotte in der Regel 2 575 Kilometer von Kalifornien zurückgelegt, eine Kartoffel 1 930 Kilometer von Idaho und ein Rinderbraten 970 Kilometer von Colorado. Sichere Lebensmittel. Die center for Disease Control schätzen, dass 76 Milionen Fälle von Infektionen, die über Nahrungsmittel übertragen werden, zu 325 000 Krankenhausaufenthalten und 5 000 Todesfällen führen.

 

Reis und das Grid

Reis ist für mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung das Hauptnahrungsmittel. Laut der Food and Agriculture Organization der Vereinten Nationen deckt Reis weltweit 20 Prozent der gesamten Energieaufnahme aus Nahrungsmitteln. Was wäre, wenn wir Reis – ein Grundnahrungsmittel für die meisten Menschen auf der Welt – ertragreicher und nahrhafter machen könnten?

Zunächst müssen wir dazu die Strukturen der Proteine studieren, die Reis ausmachen. Die Computational Biology Research Group der University of Washington hat modernste Software entwickelt, die genau dies zum Ziel hat. Doch angesichts 30.000 bis 60.000 verschiedener Proteinstrukturen wären einige wenige – und sogar ein Dutzend – Computer damit überfordert. Aus diesem Grund nutzen die Forscher das IBM World Community Grid.

Mit einer Verarbeitungsleistung von 167 Teraflops kann das World Community Grid die kostenlos bereitgestellte Leistung von fast einer Million einzelner PC heranziehen. Durch dieses Grid lässt sich das Projekt in weniger als zwei Jahren abschließen – im Gegensatz zu über 200 Jahren, die dies mit konventionellen Computersystemen dauern würde.

Wissenschaftler gehen davon aus, dass es 140 000 verschiedene Sorten von kultiviertem Reis gibt - die genaue Zahl kennt jedoch keiner. Thailand ist der weltweit größte Exporteur von Reis, die USA der zwölftgrößte. Heute schon Reis gegessen? Traditionell begrüßt man sich in China mit dieser Redewendung um sich einen guten Tag zu wünschen.

 

Das Kakao-Gen

Wenige Dinge auf der Welt sind so fest umrissen wie ein Schokoladenriegel. Hinter einer so einfachen und leckeren Sache steckt jedoch viel Wissenschaft.

In den letzten Jahren hatte die Kakaoindustrie mit einer Reihe zerstörerischer Pilzkrankheiten zu kämpfen, durch die den Produzenten weltweit Verluste in Höhe von ca. 700 Millionen US-Dollar pro Jahr entstehen. IBM Forscher arbeiten mit dem US-amerikanischen Landwirtschaftsministerium und dem Nahrungsmittelkonzern Mars zusammen, um dieses Problem an der Wurzel zu packen. Im Rahmen dieser Kooperation wird versucht, das Genom von Kakao, dem Hauptbestandteil von Schokolade, zu sequenzieren.

Dabei soll die IBM Technologie und Kompetenz im Bereich Bioinformatik genutzt werden, um eine detaillierte Genkarte zu entwickeln. Ziel ist die Ermittlung der spezifischen genetischen Merkmale, durch die sich höhere Kakaoernten erzielen lassen und Pflanzen gezüchtet werden können, die Dürrezeiten oder Schädlingsbefall standhalten.

Doch ebenso wie Leckereien sind auch die Ergebnisse dieser Forschungsarbeit noch süßer, wenn sie mit anderen geteilt werden. Mars wird die Genomdaten kostenlos über die Public Intellectual Property Resource for Agriculture (PIPRA) zur Verfügung stellen, um agrarwirtschaftliche Innovationen zu unterstützen, die sowohl humanitären Zwecken dienen als auch in kleinerem Umfang kommerziell genutzt werden können.

70% der weltweiten Kakaoernte wird in Afrika produziert. Für jeden US-Dollar an importiertem Kakao werden ein bis zwei US-Dollar an heimischen Agrarprodukten für die Herstellung von Shokoladenprodukten eingesetzt. Das Kakao-Genom besteht aus etwa 400 Milionen Basenpaaren. Das menschliche Genom umfast 3 Miliarden Basenpaare.

 

Verfolgbarkeit von Nahrungsmitteln

Bauernhof - Kochtopf. Lebensmittel legen häufig eine große Strecke zurück, bis sie beim Verbraucher ankommen.

Tierfutter. Kopfsalat. Erdnussbutter. Säuglingsnahrung. Milch. Dies sind nur einige Beispiele für Rückrufaktionen, die im letzten Jahr großes Aufsehen erregten. Verbraucher auf der ganzen Welt sind beunruhigt – aus guten Grund. Sie fragen sich, ob ihre Lebensmittel sicher sind? Und woher sie stammen?

Technologien für Überwachung und Verfolgung, z. B. 2D- und 3D-Barcodes und Radiofrequenzidentifikation (RFID), ermöglichen mehr Transparenz beim Transport von Nahrungsmitteln vom Hof zum Verbraucher. Diese Technologien sind auch entscheidend, um den Sicherheitsanforderungen der Konsumenten gerecht zu werden.

Doch die Sicherheit ist nicht der einzige Faktor, der für Innovationen in diesem Bereich ausschlaggebend ist. Gesetzliche Bestimmungen und branchenspezifische Vorschriften zur Sicherung von Qualität und Verfolgbarkeit fordern von Nahrungsmittelproduzenten rund um den Globus detailliertere Angaben zu ihren Produkten.

Angesichts einer immer globaleren Lieferkette müssen diese Detailangaben umfassend und verlässlich sein. Mit solchen Detailinformationen können Unternehmen zudem Mehrwert schaffen, z. B. eine optimierte Vertriebskette und weniger Ausschuss. Tatsache ist, dass die Konsumgüter- und die Einzelhandelsbranche aufgrund von ineffizienten Strukturen in der Lieferkette jährlich ca. 40 Milliarden US-Dollar oder 3,5 Prozent ihres Umsatzes verlieren.