Ngành thực phẩm 4.0 đã tạo ra Protein thịt từ CO2

Việc lên ngôi của các loại thực phẩm nhân tạo đã dần được đón nhận bởi người tiêu dùng. Hầu hết, những loại thực phẩm nhân tạo sẽ sử dụng tế vào gốc để phát triển trong phòng thí nghiệm. Thế nhưng, hiện nay đã có thể tạo ra protein thịt từ CO₂.

Định hướng phát triển

Được biết, mỗi năm môi trường bị ảnh hưởng ngày càng xấu. Trong đó, việc giết mổ động vật là vấn đề đáng lo ngại. Vì vậy cuộc cách mạng về thực phẩm nhân rạo đã ra đời.

Trước đây, việc tạo ra thực phẩm nhân tạo chỉ dừng lại ở việc sử dụng tế bào gốc để phát triển. Và với công nghệ 4.0, đã thành công tạo ra protein thịt từ CO₂. Việc này có vẻ rất bất thường và không mấy khả quan. Nhưng thực chất, loại protein thịt này đang phát triển rất mạnh mẽ. Tất cả vì mục tiêu tạo ra sản phẩm nhân tạo nhưng đầy dinh dưỡng, thơm ngon. Quan trọng hơn, giải quyết ô nhiễm không khí để duy trì sự sống.

Công nghệ sản xuất protein từ CO2 hoạt động như thế nào?

Công nghệ này thường dựa trên quá trình lên men sử dụng vi sinh vật. Các vi sinh vật này “ăn” khí CO2 (carbon dioxide) hòa tan, cùng với các nguồn dinh dưỡng khác (như hydro hoặc acetate), để sinh sản và phát triển. Quá trình này tương tự như sản xuất bia, nhưng thay vì đường, vi sinh vật sử dụng CO2 làm nguồn carbon.

Sau quá trình lên men, sinh khối vi sinh vật được thu hoạch và sấy khô thành dạng bột giàu protein, chất xơ, chất béo và vitamin. Bột protein này có thể được sử dụng làm nguyên liệu trong nhiều loại thực phẩm khác nhau.

Lợi ích của công nghệ này:

• Bền vững: Sử dụng CO2, một loại khí thải gây hiệu ứng nhà kính, làm nguyên liệu sản xuất protein giúp giảm lượng khí thải carbon và bảo vệ môi trường. Quá trình này cũng sử dụng ít đất, nước và năng lượng hơn so với nông nghiệp truyền thống. Một số công ty tuyên bố quy trình của họ sử dụng ít hơn 99% đất và chỉ 0,01% lượng nước so với nông nghiệp thông thường.
• Nguồn protein tiềm năng lớn: Công nghệ này có thể tạo ra nguồn cung cấp protein ổn định và bền vững, giúp giải quyết vấn đề an ninh lương thực toàn cầu. Một số tính toán cho thấy việc khai thác lượng khí thải CO2 hàng năm từ ngành công nghiệp xi măng của Ai Cập có thể hỗ trợ sản xuất protein đủ để nuôi sống tới 1 tỷ người.
• Dinh dưỡng: Protein tạo ra từ CO2 có hàm lượng protein cao, có thể lên đến 70%, vượt trội so với nhiều nguồn protein thực vật truyền thống như đậu nành và tương đương với protein động vật. Nó cũng chứa các chất dinh dưỡng khác như chất xơ, chất béo và vitamin.
• Ứng dụng đa dạng: Protein từ CO2 có thể được sử dụng trong thực phẩm cho người và thức ăn chăn nuôi, giúp tạo ra các sản phẩm bền vững hơn trong cả chuỗi cung ứng thực phẩm.

Ví dụ về công ty và nghiên cứu:

• Arkeon Bio: Công ty này sử dụng quy trình lên men để chuyển đổi CO2 thành protein, với mục tiêu tạo ra protein có tác động tích cực đến khí hậu (carbon-negative).
• Deep Branch: Phát triển quy trình biến CO2 thành bột protein giàu protein (Proton) để làm thức ăn chăn nuôi bền vững.
• Novozymes: Tham gia vào các dự án nghiên cứu phát triển công nghệ chuyển đổi CO2 thành protein thực phẩm, với mục tiêu tạo ra nguồn protein bền vững, không cần sử dụng đất nông nghiệp, nước và phân bón.
• Các kỹ sư Trung Quốc: Đã phát triển hệ thống lò phản ứng kép có khả năng biến CO2 thành protein ăn được cho người và động vật.

Công ty Solar Foods

Solar Foods là một công ty khởi nghiệp có trụ sở tại Phần Lan đã tạo thành công protein thịt nhân tạo tên Solein. Theo đó, công ty đã sử dụng quy trình carbon dioxide để tạo thành phẩm. Trong quy trình sẽ sử dụng điện tái tạo và CO₂ để tạo ra thành phẩm. Thành phẩm này là một loại bột màu vàng chứa đến 65% – 70% protein. Công ty cho biết thành phẩm này thân thiện với khí hậu gấp 100 lần so với các nguồn protein khác.

Solein được tạo ra bằng cách phân tách các tế bào nước thành hydro và oxy dựa trên việc sử dụng năng lượng tái tạo. Sau cùng, CO₂ sẽ được kết hợp với hydro vừa phân tách. Cùng với đó là cung cấp hỗn hợp cho các vi khuẩn tạo ra thành phần ăn được. Đồng thời sẽ cung cấp đầy đủ thành phần dinh dưỡng. Được biết, Solein thành phẩm vẫn cung cấp sắt, chất xơ và vitamin B khi dùng.

Công ty Air Protein

Nhà khoa học Lisa Dyson và John Reed thành lập công ty Air Protein để thực hiện ý tưởng sản xuất loại protein thịt nhân tạo. Công nghệ sản xuất của công ty này dựa trên ý tưởng của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA). Theo đó, công ty sẽ tái sử dụng khí CO₂ trong không gian kín của tàu con thoi để chế biến thành thực phẩm. Và thực phẩm này sẽ phục vụ lại cho chính phi hành gia.

Để tạo ra loại protein từ không khí, Air Protein đã dựa vào vi khuẩn hydrogenotrophic. Đây là loại vi khuẩn có thể tổng hợp ra tế bào sợi từ khí CO₂.

Việc làm ra protein thịt từ không khí gần như tương đồng với quy trình làm sữa chua hoặc rượu vang – Air Protein cho biết thêm. Bằng cách kết hợp CO₂ với oxy, nitơ. Ngoài ra còn có nước cùng các khoáng chất đã giúp Air Protein tạo ra được thành phẩm nhân tạo. Sản phẩm thu được là loại bột màu nâu nhạt chứa đến 80% protein nhưng không có mùi vị. Và chúng ta có thể dễ dàng sản xuất thành miếng bít tết hoặc cá hồi phi lê từ loại bột protein này.

Mặc dù chưa phổ biến rộng rãi, công nghệ sản xuất protein từ CO2 đang được xem là một giải pháp đầy hứa hẹn cho tương lai ngành thực phẩm bền vững. Nó phù hợp với xu hướng “Công nghiệp thực phẩm 4.0”, tập trung vào ứng dụng công nghệ tiên tiến để nâng cao hiệu quả, tính bền vững và khả năng đáp ứng nhu cầu thực phẩm ngày càng tăng của thế giới. Protein thịt được tạo ra từ không khí sẽ tác động tích cực đến việc giải quyết biến đổi khí hậu và mất đa dạng sinh học. Do đó, việc sử dụng không khí để tạo ra protein thịt có thể mở rộng quy mô qua nhiều dự án tiềm năng. Từ đó, sản phẩm protein thịt từ CO₂ sẽ là nguồn cung cấp chuỗi thực phẩm trên toàn thế giới.