Sản xuất thịt, cá trong phòng thí nghiệm

Trong nhà bếp thử nghiệm của công ty Upside Foods, Berkeley, California, Morgan Reese sử dụng một chiếc nhíp dài để đưa miếng thịt gà áp chảo có kích thước chỉ bằng hạt hạnh nhân lên đĩa. Món gà áp chảo này trông không có vẻ gì xa xỉ, nhưng như Uma Valeti, giám đốc điều hành của Upside, lưu ý, trên thế giới chắc chỉ có khoảng một nghìn người đã được nếm thử nó.

Đó là bởi miếng thịt gà đặc biệt này được “nuôi” hoàn toàn trong phòng thí nghiệm. Upside đã lấy mẫu sinh thiết từ một con gà sống, sau đó họ dùng các tế bào gốc thu thập được để tạo thành một nhóm tế bào và từ đó tiếp tục tạo thành miếng thịt.

Hình dạng, mùi và vị của miếng thịt nhân tạo này giống hệt miếng thịt gà trắng không xương - và thực sự nó là một miếng thịt gà, chỉ khác là được tạo ra bằng các phương tiện mới lạ.

Upside Foods và các nhà đầu tư của họ hy vọng rằng thịt "nuôi" trong phòng thí nghiệm sẽ là cuộc cách mạng thực phẩm. Công ty đã động thổ xây dựng một cơ sở sản xuất ở California. Và không riêng Upside Foods, gần 100 công ty khác cũng đang cạnh tranh để trở thành công ty đầu tiên đưa thịt sản xuất trong phòng thí nghiệm ra thị trường.

Không khó để thấy lý do tại sao các nhà đầu tư lại hào hứng với lĩnh vực này. Nhu cầu về thịt và cá đang tăng cao, đặc biệt ở các nước đang phát triển. Chăn nuôi theo cách truyền thống sử dụng nhiều đất và tạo ra nhiều gigatonnes khí nhà kính. Phần lớn cá mà con người đang tiêu thụ không được đánh bắt một cách bền vững. Các sản phẩm thay thế từ thực vật có thể đáp ứng một số nhu cầu, nhưng hiện tại không thể cạnh tranh với thịt. Việc "nuôi" thịt trực tiếp từ các tế bào động vật, như Upside đang làm, có thể là câu trả lời cho một nguồn thịt bền vững, đồng thời đáp ứng nhu cầu đạo đức của những người tiêu dùng phản đối giết mổ động vật. Nhưng đến nay, quy trình này vẫn còn nhiều thách thức.

Các tế bào, mô và sợi cơ đã được nuôi cấy trong ống nghiệm (in vitro) trong nhiều thập kỷ; Alexis Carrel và các cộng sự của ông lần đầu tiên nuôi cấy các tế bào tim gà trong phòng thí nghiệm vào năm 1912 và giữ cho quá trình nuôi cấy tiếp tục trong hơn 30 năm. Những sản phẩm nuôi cấy như vậy là nền tảng cho nhiều nghiên cứu sinh học. Một trong những điều khiến quy trình này trở nên hấp dẫn đối với các nhà sản xuất thực phẩm là chỉ cần chiết xuất các tế bào gốc thì có thể tạo ra các loại tế bào khác nhau, chẳng hạn như những tế bào mỡ và cơ, theo tỷ lệ mong muốn.

Các nhóm tế bào mà các công ty như Upside sử dụng được "thu hoạch" chỉ sau vài tuần nuôi cấy. Sau đó, mỗi công ty sẽ có một phương pháp độc quyền khác nhau để biến các tế bào cơ và mỡ thu được thành một miếng thịt. Động vật phát triển chất béo, cơ và mô liên kết với nhau một cách tự nhiên xung quanh bộ xương. Các nhà sản xuất thịt trong phòng thí nghiệm phải tìm ra cách tái tạo những miếng thịt với cấu tạo tương tự.

Một số nhà sản xuất đặt các tế bào lên các giá đỡ để tạo hình, vì các tế bào cơ được nuôi cấy khác với tế bào cơ tự nhiên, không có khung xương và gân để phát triển xung quanh. Những nhà sản xuất khác thì sử dụng quy trình đúc ép, tương tự như làm mì ống. Những kỹ thuật như vậy cho phép các công ty tùy chỉnh hình dạng cuối cùng của miếng thịt thành phẩm.

BlueNalu, có trụ sở tại San Diego, đang nuôi thịt cá ngừ vây xanh trong phòng thí nghiệm; và họ tự hào có thể cung cấp cho các đầu bếp thịt cá chất lượng cao nhất. Một công ty của Israel, Aleph Farms, sử dụng máy in 3D để biến các tế bào bò thành miếng bít tết - một quy trình tương tự các kỹ thuật đang được sử dụng để nuôi cấy mô và các cơ quan bên ngoài cơ thể người phục vụ cấy ghép.

BlueNalu không phải là công ty duy nhất muốn gia nhập thị trường thịt cao cấp. Gourmey, công ty khởi nghiệp của Pháp, đang sử dụng các tế bào được nuôi cấy từ trứng vịt để tái tạo gan ngỗng, một sản phẩm giá cao và cực kỳ tàn khốc trong quá trình chăn nuôi. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Osaka gần đây cũng đã công bố việc sử dụng tế bào gốc và máy in 3D để tạo ra một miếng bít tết trong đó cơ, mạch máu và mỡ được sắp xếp bắt chước cấu trúc của thịt bò Wagyu.

Chiến lược của những công ty này với thị trường thịt nhân tạo có vẻ giống như những gì Tesla đã làm với ngành xe điện.

Tesla ra mắt những mẫu đầu tiên là xe thể thao đẹp mắt và xe sedan sang trọng đắt tiền dành cho thị trường ngách, nơi khách hàng là những người nhiều tiền. Trong thời gian đó, họ tìm cách phát triển công nghệ và năng lực sản xuất để mở rộng ra thị trường đại chúng. Nhưng cần nhớ rằng, thành công của Tesla không chỉ phụ thuộc vào việc tạo ra một vài sản phẩm cao cấp, mà còn phụ thuộc vào việc tạo ra một sản phẩm đại trà vượt trội so với đối thủ về mọi mặt, từ giá bán đến hiệu năng, chứ không chỉ là lợi ích môi trường. Và hiện nay, chưa có công ty hay phòng thí nghiệm nhân tạo nào làm được điều này.

Ngoài ra, công nghệ "nuôi" thịt vẫn mang những "đặc tính" không hấp dẫn với nhiều người: nhân tạo và qua chế biến. Về mặt tế bào học, nó không khác gì một miếng thịt động vật, nhưng chưa bao giờ là một phần trong một con vật. Điều này làm cho loại thịt này bớt tàn nhẫn hơn đồng thời cũng kém "tự nhiên" hơn với nhiều người. Nhưng những người ủng hộ thịt nhân tạo cho rằng đây mới là loại thịt thực sự "tinh khiết".

Thịt và cá được nuôi trong các lò phản ứng sinh học được khử trùng, khép kín không bao giờ giờ tiếp xúc với vi nhựa, thủy ngân và các chất ô nhiễm môi trường khác thường có trong thịt chăn nuôi. Thịt gà được xây dựng từ các tế bào chưa bao giờ tiếp xúc với phân, do đó không có nguy cơ nhiễm khuẩn salmonella. Không chăn nuôi có nghĩa là không có cơ hội để mầm bệnh từ động vật truyền sang người, cho dù ở trang trại, chợ, lò mổ, nhà bếp hay phòng ăn.

Các công ty thậm chí có thể tiến xa hơn, chỉnh sửa gen để cải thiện giá trị dinh dưỡng và hương vị thịt. Các kỹ sư chế biến thịt bò ở Osaka có thể tăng hoặc giảm hàm lượng chất béo của thịt bò Wagyu nhân tạo, tùy theo khẩu vị hoặc yêu cầu sức khỏe của người dùng. Thịt gà có thể được điều chỉnh để chứa axit béo omega-3 vốn chỉ có ở cá. Và cá có thể tươi hơn nếu nó đến bàn ăn thẳng từ phòng thí nghiệm thay vì đại dương xa xôi.

Những miếng gà rán của Eat Just được tạo ra từ loại thịt gà nhân tạo tương tự như gà băm, loại thịt dễ nuôi cấy nhân tạo nhất vì không cần tái tạo cấu trúc sao cho giống với các miếng gà thông thường. Thịt gà nhân tạo của Eat Just đã được bán ở Singapore và Tel Aviv, Israel.

Ở Mỹ, thịt nuôi trong phòng thí nghiệm muốn ra thị trường phải qua đánh giá của hai cơ quan khác nhau: Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm (FDA) - cơ quan sẽ giám sát sự phát triển của tế bào và đưa ra các đánh giá an toàn; và Bộ Nông nghiệp, nơi tiến hành thanh tra liên tục, như đối với các cơ sở chăn nuôi động vật sống, khi doanh nghiệp tiến hành sản xuất. Ở Châu Âu, Quy trình chấp thuận thịt nuôi trong phòng thí nghiệm do Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu phụ trách, nhưng dự kiến ​​sẽ chậm hơn ít nhất ba lần so với Singapore.

Singapore là quốc gia có nhiều động lực để tạo ra một quy trình tinh gọn cung cấp nguồn thịt mới. Thịt nuôi trong phòng thí nghiệm phù hợp với mục tiêu của quốc gia nhỏ bé này - tự túc 30% lượng lương thực vào năm 2030 để tránh gián đoạn nguồn cung. Và với Singapore, mục tiêu này đòi hỏi phải có thịt nuôi cấy, vì họ không có ngành chăn nuôi truyền thống. Cũng vì vậy, ở đây thịt nuôi cấy ít bị phản đối so với những nơi khác.

Thách thức tiếp theo là các công ty sản xuất thịt cần làm cho quy trình của họ trở nên rẻ hơn. Cũng giống như động vật trên cánh đồng, nuôi cấy tế bào trong lò phản ứng sinh học cần thức ăn, và các tế bào này kén chọn chất dinh dưỡng. Huyết thanh thai bò (fbs), dịch lỏng thu từ máu thai bòđông tụ, một chất lỏng giàu chất dinh dưỡng được các nhà khoa học sử dụng từ lâu trong phòng thí nghiệm, là chất dinh dưỡng được nhiều công ty sản xuất thịt trong phòng thí nghiệm lựa chọn. Nhưng thật không may cho một ngành công nghiệp muốn bán thịt không xuất phát từ giết mổ, fbs được lấy từ máu của những con bò mang thai khi giết mổ. Và thật không may cho một ngành công nghiệp muốn cắt giảm giá thành sản xuất, fbs đắt và có thể biến động giá mạnh mẽ.

Các công ty nuôi thịt muốn chuyển sang sử dụng các chất thay thế tổng hợp. Các chất này gần như chắc chắn sẽ liên quan đến nấm men biến đổi gen để tạo ra ít nhất một số chất dinh dưỡng cần thiết cho tế bào. Và bản thân nấm men cũng cần được cho ăn để tạo ra những chất cần thiết. Nhìn chung, để sản xuất thịt nhân tạo ở quy mô lớn, các công ty cần tạo ra một chuỗi cung ứng, tương tự như cách chăn nuôi truyền thống có nhà cung cấp cỏ, thức ăn ủ chua hoặc thức ăn gia súc. Và giá thịt nhân tạo sẽ phụ thuộc vào giá chất dinh dưỡng dùng để nuôi chúng.

Đến nay chưa có công ty thịt nuôi nào đang sản xuất ở quy mô đủ để kiếm tiền. Upside và BlueNalu đang trong quá trình mở các cơ sở sản xuất lớn hơn nhiều so với các phòng thí nghiệm ban đầu của họ nhưng vẫn không đủ lớn để phục vụ thị trường quốc gia hoặc thậm chí là một khu vực mà chỉ đủ để cung cấp bằng chứng về tính khả thi.

Và nếu các công ty có thể mở rộng quy mô với chi phí hợp lý, vẫn sẽ có những nghi ngờ về quy mô thực sự của thị trường. Nhiều người tiêu dùng có thể sẽ không đánh giá cao các lợi ích của thịt nhân tạo; và ý tưởng ăn một thứ gì đó được nuôi cấy mô chắc chắn là mới lạ và đáng lo ngại với nhiều người. Các cuộc thăm dò quan điểm của người tiêu dùng về thịt nuôi cấy đến nay chưa cho ckết quả rõ ràng.

Upside hy vọng vào khả năng đào tạo người dùng. Công ty này đang thiết kế cơ sở sản xuất ở East Bay của mình với cửa sổ lớn, cho phép mọi người quan sát các khu vực sản xuất. Việc có bao nhiêu người quan tâm đến nhà máy này có thể là chỉ báo cho thị trường thịt nuôi cấy trong tương lai.