Bộ môn Công nghệ Sinh học - Thực phẩm

Ngành công nghiệp thực phẩm sẽ phải cung cấp cho gần 10 tỷ người vào năm 2050, tăng gần 25% so với dân số hiện tại [1]. 
Bên cạnh đó, ngành nông nghiệp chịu trách nhiệm về 1/4 lượng phát thải khí nhà kính hàng năm, nhiều hơn so với toàn bộ ngành vận tải. Đặc biệt, ngành công nghiệp thịt sản xuất nhiều khí thải nhất. 
Mặc dù vậy, mọi người vẫn không ngừng tiêu thụ thịt. Lượng thịt được tiêu thụ toàn cầu khoảng 350 triệu tấn một năm. Điều này đồng nghĩa với việc chúng ta cần tìm các protein thay thế.
Sự biến đổi CO2 thành thực phẩm có vẻ như là một điều bất thường.Tuy nhiên, các nhà khoa học đã tìm ra cách tái sử dụng CO2 để tạo ra dinh dưỡng thơm ngon, duy trì sự sống. Các công ty khởi nghiệp mới nổi hiện đang ra mắt với công nghệ biến đổi CO2 thành protein thịt và các loại sản phẩm thực phẩm khác.
1. Công ty Solar Foods
Solar Foods là một công ty khởi nghiệp có trụ sở tại Phần Lan đã phát triển sản xuất thực phẩm từ quy trình carbon dioxide. Nó sử dụng điện tái tạo và CO2 để tạo ra một loại bột màu vàng có chứa 65%- 70% protein. Sản phẩm được gọi là Solein. Công ty cho biết nó thân thiện với khí hậu gấp 100 lần so với các nguồn protein khác. Điều làm cho sản phẩm trở nên cực kỳ bền vững là nó hoàn toàn không có nông nghiệp.

Hình 1: Solein có màu vàng và được chế biến thành các món ăn [1]

Quá trình tạo ra Solein bắt đầu bằng cách sử dụng năng lượng tái tạo để phân tách các tế bào nước thành hydro và oxy. Sau đó, hydro được kết hợp với CO2. Công ty tiếp tục cung cấp hỗn hợp cho các vi khuẩn tạo ra thành phần ăn được với hàm lượng đầy đủ thành phần. Thành phần dinh dưỡng đa lượng rất giống với đậu nành khô hoặc tảo. Solein cung cấp sắt, chất xơ và vitamin B.

Bảng 1: Hàm lượng chất dinh dưỡng của Solein [2]

Để tìm nguồn cung ứng CO2, công ty đã chọn sử dụng công nghệ thu hồi không khí trực tiếp của riêng mình. Nó từ chối hợp tác với các nguồn phát thải công nghiệp về nguyên tắc. "Chúng tôi không muốn ở đó để rửa xanh lượng khí thải carbon từ các nguồn tài nguyên hóa thạch," giám đốc điều hành Pasi Vainikka nói. "Và không phụ thuộc vào khí thải công nghiệp có nghĩa là chúng tôi có thể tự do đi bất cứ đâu."
2. Công ty Air Protein
Với ý nghĩ sẽ "tạo ra loại thịt bền vững nhất hiện có và giảm đáng kể gánh nặng cho các nguồn tài nguyên của hành tinh", hai nhà khoa học Lisa Dyson và John Reed thành lập công ty Air Protein để thực hiện ý tưởng sản xuất loại thịt mới, nhằm kiềm chế biến đổi khí hậu và có thể ăn được.
Bằng cách sử dụng các thùng lên men, quy trình làm thịt từ khí thải có điểm tương đồng với quy trình làm sữa chua hoặc rượu vang. Air Protein kết hợp các yếu tố từ CO2 với oxy, nitơ và nước cùng các khoáng chất.
Năng lượng tái tạo cung cấp năng lượng cho quy trình sản xuất probiotic độc quyền của công ty, nhờ đó vi khuẩn chuyển CO2 thành axit amin. Sản phẩm cuối cùng là loại bột giàu protein có thể được sử dụng giống như đậu nành hoặc bột đậu. Bột protein này sau đó có thể được sản xuất thành miếng bít tết ngon ngọt hoặc cá hồi phi lê tinh tế, thơm ngon và bổ dưỡng.
Nhiệm vụ về tính bền vững là một phần quan trọng trong tầm nhìn của Air Protein và là điểm thu hút lớn cho các nhà đầu tư của công ty khởi nghiệp.Công ty khởi nghiệp của Lisa Dyson và John Reed huy động được hơn 680 tỷ đồng tiền tài trợ bởi các nhà đầu tư ADM Ventures, Barclays và GV (trước đây là Google Ventures) vào năm 2021. Con số này giúp họ đảm bảo vị trí của mình trong lĩnh vực thịt thay thế đang mở rộng nhanh chóng.

Hình 2: Thịt được chế biến bởi công ty Air Protein [3]

Protein không khí là một giải pháp thuyết phục cho những thách thức ngày càng tăng trong việc cung cấp dinh dưỡng bền vững cho dân số thế giới trong khi giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu và mất đa dạng sinh học.
Công nghệ lên men đang tạo ra làn sóng mới là các sản phẩm protein thay thế (thịt, trứng và sữa) ngon và được sản xuất bền vững và hiệu quả hơn so với các sản phẩm động vật.
Tiềm năng tiết kiệm khí hậu của công nghệ này là gấp đôi. Đầu tiên, bản thân quá trình này là âm carbon. Nó sử dụng CO2 để tạo ra protein và mục đích cuối cùng của Air Protein là hút CO2 từ khí quyển. Thứ hai, quy trình sử dụng đất ít hơn 1,5 triệu lần so với thịt bò và giảm lượng nước sử dụng 15.000 lần so với thịt bò.
3. Deep Branch Biotech
Một công ty khác có tên Deep Branch Biotech đang sản xuất thực phẩm bền vững cho cá và gia cầm từ carbon dioxide. Công ty khởi nghiệp của Anh Quốc sử dụng quy trình lên men tương tự như sản xuất rượu vang hoặc ngâm để tạo ra sản phẩm. Kết quả là một loại thực phẩm với 70% protein được gọi là Proton có thể thay thế thức ăn chăn nuôi truyền thống như bột cá và đậu nành.

Hình 3: Quy trình chế tạo Proton [4]

Đối với việc tìm nguồn cung ứng CO2, công ty đang làm việc với nhà máy năng lượng tái tạo của Drax. Deep Branch Biotech tuyên bố họ sẽ không muốn làm việc với các nhà sản xuất dầu để tái sử dụng CO2 của họ, "Chúng tôi không muốn bị nhìn thấy đang hỗ trợ các ngành công nghiệp không bền vững”.
Deep Branch Biotech đã được chính phủ Anh tài trợ 3 triệu bảng năm 2021 để thử nghiệm việc thực hiện quy mô lớn của quy trình của mình. Nước Anh đang đặt mục tiêu tìm ra những cách thức mới để thay thế chuỗi cung ứng quốc tế sử dụng nhiều carbon cho đậu nành và bột cá. Hai thành phần này thường liên quan đến việc đánh bắt quá mức và phá rừng bất hợp pháp ở các quốc gia nơi chúng đến.
4. Kết luận
Protein dựa trên vi sinh vật là một công nghệ bền vững mới có tiềm năng thay thế các nguồn thực phẩm truyền thống. Chúng có thể được sản xuất hầu như ở bất cứ đâu trên hành tinh vì chúng không cần đất rộng lớn để trồng trọt hoặc trồng trọt. Do đó, protein từ không khí có thể dễ dàng được mở rộng quy mô và đưa vào các nguồn cung cấp chuỗi thực phẩm trên toàn thế giới. 
Ngành công nghiệp cũng đang sử dụng một sản phẩm thải có hại như CO2 để tái sử dụng. Nó biến nó thành một thứ ngày càng có giá trị đối với dân số toàn cầu đang gia tăng - dinh dưỡng chi phí thấp.
Tài liệu tham khảo:
1. Carbon Herald Website, Scientists Can Now Reuse CO2 To Make Meat, September 17, 2022. https://carbonherald.com/scientists-can-now-reuse-co2-to-make-meat/.
2.https://solarfoods.com
3. https://www.airprotein.com
4. https://deepbrach.com/technology/
TS. Phạm Thị Thanh Hòa (Khoa Kỹ thuật - Công nghệ, Trường Đại học Văn Hiến)