人造食品与合成食品
据统计，全世界每年消耗的粮食总计达12亿吨，这等于在赤道上用粮食铺成一条宽17米、厚1.8米的环球公路。而且，人口的增长，又使这条“粮食公路”每年延长1000千米。这使人类面临食品短缺的严重局面。面对这一挑战，人类正在一方面控制人口，另一方面努力寻找食品的新来源——人造食品。
通过非农业途径生产单细胞蛋白，是解决人类对蛋白质需求的办法之一。单细胞蛋白，俗称“人造肉”，是一种微生物食品。微生物大多是单细胞，是核酸和蛋白质的实体。用发酵法生产这种单细胞微生物就可以得到极为丰富的单细胞蛋白。微生物的繁殖速度惊人，500千克的活菌体，在合适的条件下，一昼夜可生产1 250千克的单细胞蛋白；而一头体重500千克的牛，每天只能合成0.5千克的蛋白质。
“人造肉”的主要成分是蛋白质、脂肪、糖类、维生素和矿物质，营养价值可与牛奶、鸡蛋媲美。1吨微生物蛋白的营养价值，抵得上2.1吨精肉或3吨鸡蛋或12吨牛奶。它既可以做食品，也可以做饲料。
藻类是微生物世界的佼佼者，它可以像高等植物一样以二氧化碳为养分在太阳下进行光合作用，但生长速度比高等植物快几十倍。一亩地大小的湖泊中收获的藻粉，折合成浓缩蛋白，相当于5吨大豆，这为人类利用空气、水分和阳光制造粮食展示了广阔的前景。
将来走上餐桌的还有合成食品，它是利用遗传变异微生物或固定基酶制造出来的食物，与天然食品没有两样。还可以利用变异的真菌和酵母菌，把人们不爱吃的食物变成美食家所乐道的食品。比如，人们可以像处理合成纤维一样，把真菌生产出的菌丝按照某种纹理结构纺织、编结、成型，这样，就可以指定生产某种特殊的食品，如牛腿、牛里脊、牛肝、牛筋等。英国已把合成的牛肉食品推广到市场，供应合成牛肉汉堡包和冻“牛肉”馅。
未来世界食品如何保鲜
低温可以使食品细胞的呼吸作用减缓或停止，阻止进一步成熟或衰老。冰箱就是利用这一原理使食品保鲜的。这种方法称为冷藏保鲜技术。
但是，一些叶类蔬菜往往在0摄氏度左右就会变味，西红柿、黄瓜在7摄氏度以下就会褪色，出现皱褶、斑痕，如果再放回到较高的温度中就会腐烂。为了解决这个问题，科学家发明了气调塑料包装技术。
气调塑料包装是将食品封入装有一定气体的塑料薄膜袋内，并调节好密封塑料包装内的气体浓度，使它恰好能够维持食品组织的有限呼吸。袋内的食品既不致成熟、衰老，也不会发生无氧呼吸而发酵。经过实验，青椒在含3％氧气和3％二氧化碳的塑料薄膜包袋内可保鲜三星期；半成熟的西红柿贮藏两周后，再打开包装仍然可以继续成熟。气调塑料包装也适用于鱼、肉等加工品，可使它们保持十足的鲜味和诱人的颜色。
国内外市场上已出现一种小包装速冻食品，它是采用快速流态冻结新技术制成的，这是继气调塑料包装技术之后发明的又一新技术。食品在流态冻结过程中，先冻结外壳，再全部冻结。如果食品需要久存，只要送到喷水管下喷水，使食品表面结成薄膜，防止干耗氧化，然后再包装贮存。
灭菌，是食品保鲜贮藏中一道重要的工序。传统的食品罐头一般是先包装再灭菌，这种技术将被无菌包装所代替。无菌包装是将超高温灭菌的食品，在无菌状态下装封在无菌的包装容器中，它可以最大限度地保存食品原有的营养成分、组织结构、色香味等。无菌包装的番茄汁，其中维生素C保存率达91％～98％，而制成普通罐头，维生素C保存率仅为59％～67％。
除加热灭菌外，微波灭菌是更先进的技术。它可以对塑料薄膜包装、纸盒包装的食品组织内部进行均匀、迅速的加热，破坏食品中微生物的蛋白质及其他成分，起到杀菌作用。
未来的炊具
未来的炊具可以随身携带，它们不仅小巧，使用方便，而且人们不必为找不到能源而忧虑。比如，一只加盖的杯子就是一个小型加热器。只要一拉杯子外面的手柄，杯子里面的咖啡、鸡汤等就会立即被加热，人们可以直接用杯子喝热咖啡、热汤，绝不会烫嘴，因为杯子的绝缘性能极好。
杯子加热的秘密，全在杯子底部底层内壁和外壁之间装有一种固态的化学药品和一颗充满液体的胶囊。当你一拉外面的手柄时，胶囊就破裂，两种化学药品混在一起，随即发生反应，产生的热量可以将杯子内的水烧开，煮咖啡、热汤或加热其他已烧制好的半成品的菜肴。这种加热杯是一次性的，吃完后扔掉杯子就行了。
根据类似的道理，可以制成饮料速冻罐。它是类似现在“易拉罐”的标准铝制罐头，里面有一个极小的冷冻装置，其中装有少量的高压液体。如果扳起盖子，高压液体就会自动蒸发，但化学药品丝毫不会接触饮料。90秒钟后，饮料的温度就会下降到1～2摄氏度，人们可以立即喝到清凉可口的饮料。
未来世界的饮用水
世界上有许多国家和海岛的人，生活在无尽的海水包围之中，却往往遭受无水之苦。
地球上97％的水都集中在海洋里，然而，海水既不能供人饮用，也不能直接应用。人饮用水的含盐量不得超过0.05％，海水的平均含盐量却为3.5％。用海水灌溉农田，农作物将被“咸死”；用锅炉烧海水，锅炉内壁会结成厚厚的锅垢，影响传热，甚至会引起爆炸。
科学的发展，为人类提供了淡化海水的可能性。现在常用的淡化海水的方法有蒸馏淡化法和太阳能淡化法，但蒸馏淡化法耗电量极大，成本很高，每吨水比普通自来水高几十倍，再加上长途运输和损耗，居民喝到的淡水每吨最高成本比石油还贵。阿拉伯半岛上的石油国靠着他们生产石油的雄厚实力，才有可能发展海水淡化工程，圆满解决用水问题。
未来海水淡化将向简便、低廉的方向发展，太阳能、原子能将被广泛用作淡化海水的能源。适用于远洋轮船、渔船和野外勘察队的小型淡化器将会产生，淡化海水的方法也会随着科学的发展不断改进。比如，使过滤的海水通过高压下的特制薄膜，析离全部盐分，剩下的净水进入贮水池，即可饮用。这种逆渗透式淡化法工艺流程简单，耗能很少，是今后淡化海水的方向。
此外，还有人正在研制仿鱼鳃的淡化器。海鱼生活在咸水中，为何鱼肉不咸呢？人们发现鱼鳃有“氯化物分泌细胞”那样的特殊组织。它像过滤器一样，将海水变为淡水供给体内需要。仿鱼鳃海水淡化器的研制已经取得了初步成果。
未来农业提供的食品
人造种子
农业生产都要在作物成熟时选择优良的果实作为种子。这种传统的选种方式有两个弊端。一是在几代选择后，种子性能会发生退化；二是数量不足。现在，科学家已经找到一种人工合成种子的方法，一旦实践成功，可望解决上述矛盾。
世界上第一批人造种子已由法国农业专家研制出来，其中有小麦、水稻、苜蓿、胡萝卜和山茶等。这些人造种子和天然种子不同。天然种子形状各异如大豆种子是圆形的，小麦种子是纺锤形的，而人造种子都是球体胶囊，形状像蛙卵。不过，把它们播种到地里，都可以生根、发芽，生长成正常的作物。
人工制造种子，首先要筛选秧苗，从原来作物的植株上选切一块组织切片，然后把切片置入事先注满营养液的培养试管中。经过快速的无性繁殖，原植物的细胞发育成胚胎——种子，就可用于播种。
用人造种子繁育农作物，可以避免后代性能的退化。因为人造种子的优选非常方便，只要在优良的植株上切下一小片组织就可以了。这一小片组织细胞，经过营养液培养，就成为后代植物取之不尽、用之不竭的种子源泉。由于培养的是优良品种，所以可以大大提高作物的产量。
现在，防治农作物的病虫害，主要靠使用大量的农药，虽然有一定效果，但也造成了环境污染。人造种子经过处理，可以消除种子上的病毒和细菌，还可以直接在培养箱中做专门的预防接种处理，这就从根本上提高了作物的防病、抗病能力。
人造种子还可制成具有不同功能的作物的品种。如现在的小麦，做面条、制面包都是同一种。将来生产的小麦就有不同的使用目的，有的专做面条，有的制成面包，还有的供牲口用等等。每种用途都是根据小麦的不同特性，如蛋白质的含量、含糖量和各种维生素的含量而定的。
生产副食的农业工厂
这个工厂可以生产蔬菜、瓜果、药材和花卉等植物，所以称为“农业工厂”。
农业工厂全然不像农场和温室，它不用土壤种植，不需露天和耕耘。它很像现代化工厂，幢幢厂房内设有自动生产线，它们上下不停地循环、转动，生产秩序井然。从播种到收获，全采用电子计算机自动控制，光线、温度、湿度、肥力和二氧化碳浓度等都根据不同植物作适当调节，因此，不用“靠天吃饭”，天南地北的作用，不论东北的大豆、南方的榨菜、北京的西红柿、新疆的哈密瓜等，都可以在同一农业工厂中生产出来，而且按人们需要来生产。
农业工厂的生产流水线可以是立体的，蔬菜生产线的上层生产莴笋，莴笋上面可再生产瓜果，不受土地和光照的限制。因为玻璃厂房里用阳光和高压钠灯相结合的方法进行光照，甚至还可以直接给植物“注射”某种激素和它们所缺少的微量元素，使植株长得又快又好，比起田野的栽培植物成熟期要快十几倍。
农业工厂的厂房分成六个作业区。先是将种子播在铺有木屑和肥料的培育盘中，在没有窗户和照明的温室里发芽。等长出小芽后，被传送带送入玻璃温室。经过光照、根部加压，温度控制、气氛控制等栽培管理，第六天，蔬菜走完温室全程离开传送带到收获区时，已经长成翠绿的嫩菜，就可包装上市，供人们食用。这样，可以天天有播种，天天有收获，常年供应各种新鲜蔬菜和瓜果。
农业工厂所用的“肥料”是多种营养液，它不使用任何农药、除草剂和消毒剂，连空气也是经过严格过滤后通入的，因此不用担心农药中毒，也无需用水冲洗，而且生产的植物营养很丰富，外观诱人。
农业工厂的生产可以不受地点和气候条件的影响，人们可以在居民聚居区、旅馆、饭店、食品厂及超级市场附近建设，专门生产各自需要的作物。
太空食品
太空中所有的物品都失去了重量，变得可以随处飞扬，好像空气一样。这样，宇航员就不能像地球上那样可以随时取食，轻松地嚼咽，不然就会因食物不能下咽而卡在食道中间，危及生命。因此，科学家在研制宇宙飞船的同时，也研究制造太空食品。
经过许多次的太空实践，科学家发现，太空食品要求营养丰富、卫生、进食方便。
现在供宇航员食用的食品，种类繁多，不仅有新鲜的面包、水果、巧克力，也有装在太空食品盒里的炒菜、肉丸等，还有番茄酱等调味品。这些食品大多是高度浓缩的、流质状的。所以，宇航员吃饭时，只要“飘游”到厨房内，向食品盒注入一定的水，进行加热，然后就可以像挤牙膏似的把食物挤进嘴里美餐一顿。当然，如果要吃花生米类硬颗粒状食物，那就不能直接往嘴里送，否则会塞到鼻孔里。比较稳妥的办法是让花生米在空中飘着，然后张大嘴去捕捉。
因为太空食品具有进食量少、发热量高、营养极其丰富的特点，所以日本首先研制了这种常用太空食品，供地球上使用。新开发的常用太空食品有两种。一种是流质的，叫“营养补液”，专供医院病人用，进食时用一根一定直径的细管通入胃里，直接给食，比静脉点滴的效果还好。另一种是固体的“高浓缩营养胶囊”。这种外形像胶囊的太空食品，可以根据不同人的需求来制造。这种太空食品现在主要供病人、偏食的幼儿、饮食不规律的体弱者以及营养不足的运动员用，将来会成为人类最方便、营养价值最高的食品。
药物食品
中医学自古就有“药食同源”之说，许多中药既是药品，也是很好的食品。随着近代化学药物的大量使用，药物的毒副作用逐渐被人们所认识。为了克服药物的毒副作用，减少或避免医源性疾病的发生，人们开始开发能代替药物的食品，到了21世纪能代替药物的食品将走进千家万户。
可使人聪明的食品。人脑的发育与饮食营养有着密切的关系，血脑屏障对药物进入人脑有一定的选择性。前人经过多年的积累发现，食物能够影响人的健康，不同体质的人对饮食的要求不同，长期食用某种食物会使人身体产生一些不适的反映，有的食物还可以影响大脑。中医学著作《食疗本草》讲的就是如何利用食物治疗疾病。其中有些药性植物可做成食品，健脑益智作用很强，如刺五加皮、人参、黄精等。人们可以通过进食某种特殊的食物，来改善人的记忆力，增强学习能力。按照时间生物学的观点，人的精力以上午最强，于是，就设计一种早餐，唤起人们的注意力，提高人的创造力和分析力。含有某些促进神经活动的药物食品，能够按照人的意愿，使它对大脑的某一部位在特定的时间内产生效果。
