Trứng gà từ... thực vật?

Trứng là một nguyên liệu quen thuộc, thường xuyên góp mặt trong các bữa ăn hằng ngày của chúng ta. Thế nhưng, dù không thể so với các nguồn thực phẩm từ động vật khác về mức độ thải ra nhiều khí nhà kính, việc sản xuất trứng lại gây nhiều tác động môi trường hơn thực phẩm từ thực vật. Chưa kể, quy trình sản xuất trứng công nghiệp còn dấy lên nhiều vấn đề về phúc lợi động vật.

Vì thế, các nhà khoa học thực phẩm và một số công ty đang nỗ lực nghiên cứu nhằm đưa ra sản phẩm thay thế cho trứng ngon hơn và lành mạnh hơn từ thực vật. Điều này quả thực không dễ do trứng có nhiều tính chất đặc thù khó có thể tái tạo: nó giúp ta kết dính thực phẩm như khi làm thịt viên hay lớp áo bột bọc ngoài đồ chiên, nhũ hóa dầu và nước thành sốt mayonaise béo ngậy, đánh trứng làm bánh bông lan hay đơn giản là món trứng tráng mềm xốp. Nếu muốn thay thế được trứng về mọi mặt, sản phẩm thay thế này phải thực hiện được các công dụng như trên, đồng thời sở hữu kết cấu lẫn hương vị tương tự trứng thật.

Các loại trứng từ thực vật ngày nay vẫn chưa đáp ứng được những tiêu chí trên. Thế nhưng, với nguyên liệu và quy trình mới, các nhà nghiên cứu trong ngành công nghiệp lẫn lĩnh vực học thuật đang có nhiều thử nghiệm để cải thiện sản phẩm thay thế trứng sao cho nó giống trứng hơn, đồng thời chứa nhiều dinh dưỡng lẫn ngon miệng hơn trứng thật.

Trong thực tế, việc tạo ra trứng từ thực vật như thật chủ yếu là làm sao bắt chước được cách mà ovalbumin (protein chính trong lòng trắng trứng) và các protein khác trong trứng thật phản ứng khi nấu nướng. Khi các protein trong trứng được đun nóng qua điểm tới hạn, chúng sẽ bung ra và liên kết với nhau, hình thành nên thứ mà các nhà khoa học thực phẩm gọi là chất gel. Đây chính là phản ứng khiến lòng trắng và rồi lòng đỏ đông kết lại khi ta nấu.

Thật khó để ta sao chép được phản ứng này với một số protein thực vật, bởi lẽ chúng thường có nhiều axit amin chứa lưu huỳnh nhiều hơn protein trong trứng. Những nhóm lưu huỳnh này liên kết chặt chẽ với nhau, khiến cho các protein cần nhiệt độ cao hơn mới tách ra. Bởi thế, nếu dùng trứng thực vật để nấu, ta sẽ cần nhiệt độ cao hơn và thời gian lâu hơn so với trứng thật.

Để làm ra quả trứng từ thực vật, các nhà khoa học thực phẩm thường chiết xuất một hỗn hợp protein từ nguồn thực vật, chẳng hạn như hạt đậu nành, đậu xanh và các giống cây trồng khác. “Bạn muốn bắt đầu với một nguồn protein thực vật bền vững, chi phí vừa phải và ổn định. Vì thế, bạn sẽ bắt đầu thu hẹp tìm kiếm tới nhóm protein khả thi về mặt kinh tế để sử dụng”, theo David Julian McClements, nhà khoa học thực phẩm tại Đại học Massachusetts Amherst.

May mắn thay, một số chiết xuất chính là một hoặc một vài protein sẽ đông lại tại nhiệt độ đủ thấp để phản ứng khá giống với protein trong trứng thật. Các loại trứng làm từ thực vật hiện nay dựa vào những protein như vậy: sản phẩm Just Egg sử dụng albumin thực vật và globulin trong chiết xuất từ đậu xanh, sản phẩm Simply Eggless sử dụng các protein từ đậu lupin, và McClements cùng những người khác đang thử nghiệm enzyme rubisco – loại enzyme đảm nhiệm vai trò quang hợp ở thực vật – vốn rất dồi dào trong bèo tấm và các mô lá khác.

Ngày nay, các nhà công nghệ thực phẩm có thể tạo ra một loại các protein với số lượng lớn bằng cách chèn gene của protein được chọn vào vật chủ như vi khuẩn hoặc men, rồi phát triển vật chủ trong bể chứa – quá trình ta gọi là lên men chính xác. Điều đó mở ra một cơ hội lớn để khám phá các nguồn dựa trên thực vật khác có thể phù hợp hơn hẳn với các đặc tính của trứng gà thật.

Một số công ty đang tiến hành nghiên cứu theo hướng này. Chẳng hạn, Công ty Công nghệ sinh học Shiru (California) sử dụng nền tảng trí tuệ nhân tạo để xác định các protetin có đặc tính đặc thù từ cơ sở dữ liệu của hơn 450 triệu chuỗi protein tự nhiên. Để tìm ra protein thực vật giống trứng hơn, trước tiên công ty này chọn ra tiêu chí cần thiết. “Với trứng, đó là điểm bắt đầu gel hóa nhiệt – tức là khi trứng chuyển từ dạng lỏng sang đông kết khi bạn đun nóng. Và nó phải dẫn tới kết cấu đúng như trứng thật – không quá cứng, không quá dẻo, không quá mềm”, theo kỹ sư protein Jasmin Hume. Những đặc tính như vậy phụ thuộc vào các chi tiết như protein chứa axit amin nào, theo thứ tự nào, và nó cuộn gập thành cấu trúc 3D chính xác ra sao – một quá trình vô cùng phức tạp đã trở thành chủ đề cho giải Nobel Hóa học 2024.

Tiếp theo, công ty rà soát cơ sở dữ liệu, sàng lọc ra những loại mà họ dự đoán sẽ phù hợp với tiêu chí. Sau đó, các kỹ thuật viên tạo ra các protein đó và thử nghiệm đặc tính của chúng, xác định được một số ít protein có tiềm năng giống trứng. Và đây là khởi điểm để công ty bắt tay vào thương mại sản phẩm của mình.

Cải tiến hương vị

Khi đã có được protein chính trong tay, bước tiếp theo mà các nhà công nghệ thực phẩm hướng tới là cho thêm các phân tử giúp sản phẩm giống trứng hơn nữa. Chẳng hạn, thêm dầu thực vật có thể thay đổi kết cấu sản phẩm. “Nếu tôi không cho dầu vào thì khi khuấy [sản phẩm] trên bếp, nó sẽ giống như lòng trắng trứng. Còn nếu cho 8-15% dầu vào thì giống như trứng có cả lòng trắng, lòng đỏ. Nếu thêm nữa thì [sản phẩm] sẽ giống như bột bánh”, Chris Jones, đầu bếp kiêm phó chủ tịch phát triển sản phẩm tại Eat Just, công ty sản xuất sản phẩm thay thế trứng Just Egg, cho biết.

Các nhà phát triển cũng có thể cho thêm chất keo để ngăn protein trong hỗn hợp không lắng xuống trong quá trình bảo quản, hoặc họ có thể cho thêm phân tử trong suốt ở nhiệt độ phòng nhưng sẽ trở nên đục khi nấu chín, báo hiệu cho người dùng biết nó đã chín như trứng thật.

Và sau đó là hương vị: trứng làm từ thực vật hiện nay thường có vị lạ. “Sản phẩm đầu tiên của chúng tôi có mùi vị rất giống cỏ”, Jones nói. Ông cho biết sản phẩm hiện tại của công ty là phiên bản cải tiến thứ năm vẫn có vị đậu.

Song, hương vị đậu không phải do một phân tử duy nhất tạo ra, mà là sự kết hợp của nhiều thành phần – theo Devin Peterson, nhà hóa học về hương vị tại Đại học bang Ohio. Protein chiết xuất từ đậu có chứa các enzyme tạo ra một số phân tử dễ bay hơi có mùi khó chịu – và phải mất nhiều công sức mới tách riêng được hoặc loại bỏ được chúng. Nhiều protein thực vật cũng có các phân tử polyphenol góp phần tạo nên vị đậu. Mà “rất khó để loại bỏ các polyphenol này vì chúng bám rất chặt”, McClements chia sẻ.

Hiện nay, các nhà công nghệ thực phẩm đang nỗ lực khắc phục các vấn đề trên để trứng nhân tạo giống thật hơn. Song, mục tiêu cuối cùng mà họ hướng tới là sản phẩm vượt trội hơn trứng thật. McClements cùng đồng nghiệp đã thử nghiệm thêm lutein, chất dinh dưỡng có lợi cho sức khỏe của mắt, vào các giọt dầu trong lòng đỏ trứng làm từ thực vật. Trong tương lai, các nhà khoa học có thể điều chỉnh thành phần axit amin của protein hoặc tăng hàm lượng canxi hoặc sắt trong sản phẩm thay thế trứng để phù hợp với nhu cầu dinh dưỡng.

Nguồn: smithsonianmag.com