Thịt không cần động vật: Tiềm năng của Thịt phòng thí nghiệm và Thịt thay thế

15 minute read

Updated on Sun Aug 29 2021

Trong hàng ngàn năm qua, con người phải dựa trên động vật để chuyển hóa năng lượng từ thực vật sang thịt. Tuy nhiên, việc này vừa không hiệu quả vừa hủy hoại môi trường. Điều gì sẽ xảy ra nếu thịt, hay những sản phẩm giống thịt, có thể đựoc sản xuất mà không cần chăn nuôi ở số lượng lớn?

Chúng ta có thể có thịt mà không cần giết hại động vật không?

Tất cả mọi loài động vật đều bắt đầu bằng một nhóm tế bào gốc. Đây là những tế bào có thể được phân chia và phát triển thành nhiều loại tế bào khác.

Tiềm năng của tế bào gốc

Tế bào gốc từ phôi thường rất linh hoạt và có thể trưởng thành thành hầu hết bất kì loại tế bào nào. Một lượng nhỏ các tế bào gốc này được giữ lại đến kì trưởng thành, và được dùng để duy trì hay sửa chữa các mô tạo nên cơ thể trưởng thành.

Bằng việc chiết xuất và phát triển các tế bào này ngoài cơ thể động vật, các nhà khoa học đã thành công "nuôi" thịt trong phòng thí nghiệm! Bằng cách nào thế?

Thịt được cấu thành từ các cơ. Do đó để nuôi thịt, ta cần nuôi các tế bào cơ:

  • Tế bào gốc được thu hoạch từ động vật, từ phôi hay từ các cơ trưởng thành
  • Những tế bào này ban đầu được nuôi trong những cái dĩa nhỏ, dưới điều kiện môi trường nhất định với lượng chất dinh dưỡng và đạm nhất định. Môi trường nuôi cấy này khiến tế bào gốc phát triển thành tế bào cơ
  • Các tế bào được chuyển tới một bể chứa lớn được gọi là lò phản ứng sinh học nơi chúng tiếp tục phát triển và phân chia
  • Các tế bào trong lò phản ứng sinh học được nuôi trên một khung ba chiều ăn được, tạo nên cấu trúc thịt cho thành phẩm
Quá trình sản xuất Thịt nuôi cấy

Thịt được sản xuất theo cách này hiệu quả hơn việc chăn nuôi vật nuôi. Tại sao lại như thế?


Việc sản xuất thịt từ thịt nuôi cấy dùng ít diện tích hơn đáng kể so với việc chăn nuôi truyền thống, và ta chỉ cần chăn nuôi các vật nuôi cần để cung cấp tế bào gốc mà thôi. Việc này cũng có tiềm năng giảm phát thải khí nhà kính và lượng nước cần sử dụng trong quá trình sản xuất các sản phẩm động vật truyền thống.

Bằng việc thêm vào các chất dinh dưỡng khác nhau vào môi trường sinh dưỡng, lượng chất dinh dưỡng có trong thịt có thể được thay đổi. Ví dụ như, loại chất béo bão hòa không lành mạnh có trong thịt động vật có thể được thay thế bằng các loại chất khỏe mạnh hơn như là omega-3.

Bởi vì tế bào được nuôi trong môi trường vô trùng, được giám sát chặt chẽ, thịt được sản xuất từ phòng thí nghiệm không cần kháng sinh.

Tại sao loại thịt phòng thí nghiệm này chưa có ở các siêu thị?


Ta có thể làm giảm các hạn chế này thông qua việc nghiên cứu phát triển thêm và áp dụng các nguồn năng lượng sạch và rẻ tiền hơn.

Công nghệ hiện nay vẫn đang ở giai đoạn phát triển ban đầu và dù hầu hết các nhà khoa học đều đồng ý rằng thịt nuôi cấy sẽ ít gây hại môi trường hơn thịt bò truyền thống, chúng ta không thể hoàn toàn dựa dẫm vào việc này để giải quyết các vấn đề liên quan đến việc ăn thịt. Do đó, việc đổi sang các loại thịt có ít ảnh hưởng hơn (như là thịt gà) và chất đạm từ thực vật vẫn là lựa chọn bền vững lâu dài hơn.

Chúng ta có thể tạo ra thịt từ thực vật không?

Trên toàn cầu, người ta đang đua nhau để phát triển các loại thịt thay thế sử dụng thực vật. Một số sản phẩm này cũng đã có mặt ở các siêu thị rồi, như các loại bánh mì hamburger chảy ra nước củ dền và đến cả "trứng" làm từ đậu xanh.

Bánh burger làm từ thực vật

Bằng việc kết hợp và chế biến các nguyên liệu có nguồn góc từ thực vật, các công ty này mong muốn tạo ra thực phẩm giàu chất đạm có vị và kết cấu giống như các sản phẩm từ động vật mà không ảnh hưởng đến môi trường.

Để làm được điều này, các nhà nghiên cứu cần hiểu rõ về thịt từ cấu tạo phân tử. Ví dụ như, một công ty sản xuất thịt từ thực vật có tên là Impossible Foods đã chỉ ra rằng một phân tử nhỏ, giàu chất sắt tên là hem là thành phần chủ chốt cho thịt động vật. Hem là phân tử mang oxy đi khắp cơ thể chúng ta, và có rất nhiều trong các cơ của động vật.

Hem cũng được tìm thấy trong tự nhiên ở các cây đậu nành, trong một protein được gọi leghaemoglobin. Bằng việc kết hợp hem tự nhiên trong thực vật này với chất đạm từ đậu nành và khoai tây cùng với dầu thực vật và chất kết dính, đội ngũ này đã tạo ra được loại bánh mì hamburger thịt dùng ít hơn đến 96% đất, 87% nước và 89% lượng phát thải khí nhà kính.

Để tạo ra đủ hem với giá thành thấp và sử dụng diện tích đất tối thiểu, công ty này dựa trên một loại nấm đặc biệt: men. Bằng việc đưa gen của hem trong đậu nành vào tế bào men, loại nấm men này sẹ được "dạy" làm sao để tự sản xuất ra phân tử đó. Sau đó, men được nuôi trong lò phản ứng sinh học (loại lò giống như lò được dùng trong việc nuôi cấy thịt phòng thí nghiệm đó) và bắt đầu sản xuất hem ở quy mô công nghiệp.

Tạo ra Impossible Meat (Thịt chay)

Nấm có thể tạo ra thịt như thế nào?

Việc dùng vi sinh vật để tạo nên thực phẩm cho con người không có gì là mới lạ cả. Chúng ta đã dựa vào chúng để tạo ra vô vàn sản phẩm, từ bánh mì đến bia đến sữa chua cho cả hàng thế kỉ rồi! Vi sinh vật cũng được dùng trong công nghệ sinh học công nghiệp để tạo ra hàng loạt loại thuốc và chất phụ gia.

Vi sinh vật trong công nghệ sinh học

Impossible Foods không phải là đội ngũ duy nhất sử dụng men cải tạo gen để tạo ra các sản phẩm phỏng theo thịt. Ví dụ như Perfect Day Foods đã tạo nên thực phẩm từ sữa sử dụng vi nấm, và Clara Foods mong muốn dùng men cải tạo để tạo nên trứng không từ động vật.

Vi sinh vật cũng có thể được cải tạo gen để tạo ra các loại phân tử nhất định một cách dễ dàng hơn. Nhưng nấm cũng có thể tạo ra chất đạm ăn được mà không cần cải tạo gen.

Sản phẩm nào sau đây có chứa chất đạm tự nhiên từ nấm?


Mycoprotein, có ở Quorn, được tạo ra tự nhiên bởi nấm trong đất. Mycoprotein là một trong những sản phẩm thay thế thịt hiệu quả nhất nếu xét về mặt sử dụng đất và nước, và cũng chứa nhiều chất đạm hơn bất kì nguồn chất đạm thực vật nào khác.

Hàm lượng chất đạm trong các nguồn chất đạm khác nhau

11% tổng sức ảnh hưởng của Quorn đến từ việc trồng cây lương thực, chủ yếu là lúa mạch để nuôi nấm. Thay vào đó, việc nuôi loại nấm này trên chất thải hữu cơ sẽ giảm ảnh hưởng đến môi trường của loại chất đạm này nhiều hơn nữa.

Trước mắt, tất cả các nguồn chất đạm mà ta đã tìm hiểu đều sử dụng thực vật ở đâu đó trong quá trình - kể cả chất thải hữu cơ được dùng để nuôi mycoprotein cũng đến từ thực vật luôn.

Thực vật thường đứng cuối chuỗi thức ăn tại vì chúng lấy năng lượng trực tiếp từ Mặt Trời. Tuy nhiên, chúng không làm việc này hiệu quả cho lắm: lượng năng lượng Mặt Trời tối đa mà cây trồng có thể chuyển sang sinh khối chỉ là 6%, và thông thường, chúng còn chuyển hóa ít hơn thế nữa. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu ta có thể dùng phương pháp nào khác để lấy được lượng năng lượng này hiệu quả hơn?

Sản xuất chất đạm từ nước và không khí ư?

Điều gì sẽ xảy ra nếu ta có thể tạo ra chất đạm chỉ từ ánh sáng Mặt Trời, nước, các chất dinh dưỡng cơ bản và không khí - mà không cần đến thực vật hay động vật?

Solar Foods là một công ty nhắm đến việc này, bằng việc sử dụng một nhóm vi khuẩn đặc trưng có thể chuyển hydro, CO₂ và nitơ thành chất đạm! Họ làm điều này bằng cách nào?!

Điện năng, được sản xuất từ các tấm pin năng lượng Mặt Trời, được dùng để phân tách nước thành hydro và oxy. Lượng hydro này sau đó cung cấp năng lượng cho vi khuẩn để chuyển hóa CO₂ và nitơ trong không khí thành chất đạm.

Vi khuẩn tạo ra chất đạm như thế nào

Quá trình này hiệu quả hơn đáng kể so với việc sản xuất chất đạm từ thực vật, nói chi đến việc sản xuất từ vật nuôi! Theo Solar Foods, quá trình này sử dụng ít hơn đến 100 lần nước, 60 lần đất và thải ra ít hơn 5 lần lượng CO₂eq so với thực vật!

Bằng việc giảm nhu cầu sử dụng đất cho việc sản xuất thực phẩm, các loài động vật hoang dã có thể quay lại khu vực mà trước đây đã bị khai phá cho nông nghiệp, tăng mức trữ cacbon, nâng cao sức khỏe của đất và rất nhiều điều khác trong hệ sinh thái nữa.

Kết luận

Khi ta tiếp tục phát triển các thực phẩm thay thế thịt này, ước mơ cho một tương lai không cần vật nuôi dần dần trở nên khả thi hơn bao giờ hết. Tuy nhiên, một vài đột phá trong đó cần một lượng năng lượng đáng kể, và ta cần phải làm nhiều nghiên cứu hơn nữa cho rất nhiều sản phẩm trong số đó để chúng có thể được tạo ra ở quy mô lớn với giá thành thấp.

Trước mắt, chúng ta đã tìm hiểu về việc làm sao để việc sản xuất thực phẩm có thể trở nên bền vững hơn. Thế còn về phần còn lại của chuỗi cung ứng thì sao?

Chương tiếp theo