THỊT NHÂN TẠO QUY MÔ CÔNG NGHIỆP
Ngày 20/12/20245 phút đọc
Lê Trung Hiếu1*
1Trường THPT FPT Cần Thơ
(Email: hieultfct30529@gmail.com)
1. THỊT NHÂN TẠO – MỘT GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG VÀ HỆ SINH THÁI
Trong bối cảnh môi trường toàn cầu đang chịu nhiều áp lực từ các hoạt động mang tính chất nông nghiệp, điển hình là ngành chăn nuôi động vật trở thành một trong những nguyên nhân chính gây ra sự suy thoái về tài nguyên đất và gia tăng lượng khí thải nhà kính. Ngành chăn nuôi không chỉ tiêu tốn lượng lớn diện tích đất đai mà còn thải ra một lượng đáng kể khí carbon dioxide (CO2), methane (CH4) và nitrous oxide (N2O) từ đó góp phần vào biến đổi khí hậu.
1.1. Thịt nhân tạo giảm thiểu chi phí sử dụng đất đai trong sản xuất thực phẩm
Một trong những ưu điểm lớn nhất của thịt nhân tạo là khả năng giảm đáng kể nhu cầu sử dụng đất đai so với chăn nuôi truyền thống. Ngành chăn nuôi hiện tại chiếm tới 70% diện tích đất nông nghiệp trên toàn cầu để nuôi động vật và sản xuất thức ăn cho chúng, gây ra sự cạn kiệt tài nguyên đất và dẫn đến phá rừng, mất đa dạng sinh học. Thịt nhân tạo, được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, yêu cầu ít đất đai hơn nhiều nhờ việc sử dụng các bioreactor là một là thiết bị được sử dụng để tạo ra và duy trì môi trường thuận lợi. Nghiên cứu cho thấy quy trình sản xuất thịt nhân tạo có thể giảm tới 99% diện tích đất sử dụng so với chăn nuôi truyền thống.
1.2. Thịt nhân tạo giảm phát thải khí độc trong bầu khí quyển
Thịt nhân tạo có tiềm năng lớn trong việc giảm đáng kể lượng phát thải CO2 so với ngành chăn nuôi truyền thống. Bởi vì một trong những nguồn phát thải khí nhà kính lớn nhất trên toàn cầu là từ động vật. Quá trình sản xuất thịt nhân tạo giảm phát thải khí CO2, đồng thời không tạo ra lượng methane lớn như chăn nuôi thông qua việc sử dụng năng lượng hiệu quả hơn trong toàn bộ chuỗi cung ứng, có thể giúp cắt giảm tới 96% lượng phát thải khí nhà kính so với các phương pháp sản xuất thịt thông thường. Việc giảm thiểu lượng CO2 này không chỉ bắt nguồn từ quy trình sản xuất không cần đến chăn nuôi động vật mà còn do không cần khai thác và sử dụng lượng đất lớn, giúp giảm việc phá rừng.
Hình 1. Tác động carbon của các loại thực phẩm trên mỗi kg sản phẩm
Nguồn ảnh: https://interactive.carbonbrief.org/what-is-the-climate-impact-of-eating-meat-and-dairy/index.html
2. SẢN XUẤT THỊT NHÂN TẠO
2.1. Nguyên lý và quy trình sản xuất thịt nhân tạo
Công nghệ nuôi cấy tế bào là phương pháp chủ chốt trong sản xuất thịt nhân tạo. Quy trình này bắt đầu từ việc lấy mẫu tế bào gốc từ cơ thể động vật, thường là từ các loài gia súc. Các tế bào gốc sau đó được đặt trong môi trường nuôi cấy giàu dinh dưỡng để kích thích sự phát triển và phân chia.
Môi trường nuôi cấy cung cấp các chất dinh dưỡng thiết yếu như amino acid, đường, vitamin và các yếu tố tăng trưởng cần thiết để tế bào có thể phát triển thành mô cơ. Quá trình này diễn ra trong các lò phản ứng sinh học là một thiết bị mô phỏng các điều kiện sinh học tự nhiên để nuôi cấy các mô tế bào một cách hiệu quả và an toàn.
Sau khi các tế bào đã phát triển đủ, chúng sẽ được thu hoạch và chế biến thành thịt nhân tạo, có cấu trúc và dinh dưỡng tương tự thịt từ động vật thật.
Hình 2. Quy trình sản xuất thịt nhân tạo thông qua công nghệ nuôi cấy tế bào
Nguồn ảnh: https://www.researchgate.net/figure/Main-steps-in-the-large-scale-production-of-cultured-meat-The-maturation_fig2_369143013
2.2. Ứng dụng AI trong sản xuất thịt nhân tạo
Sự tự động hóa trong sản xuất thịt nhân tạo là việc tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) và các thiết bị cảm biến tiên tiến. AI sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát và điều chỉnh quy trình nuôi cấy tế bào theo thời gian thực và đảm bảo rằng tất cả các yếu tố môi trường đều ổn định cho sự phát triển của tế bào thông qua các thuật toán.
Cụ thể, các cảm biến được lắp đặt trong các bioreactor giúp theo dõi liên tục các chỉ số quan trọng như nhiệt độ, độ pH, mức cung cấp dinh dưỡng và nồng độ oxy. Dữ liệu thu thập từ các cảm biến này được gửi đến hệ thống AI để phân tích và đưa ra các điều chỉnh kịp thời. AI có khả năng học hỏi từ các mô hình sản xuất trước đó, từ đó tối ưu hóa các điều kiện nuôi cấy một cách tự động mà không cần sự can thiệp của con người.
Ví dụ, nếu AI phát hiện sự thay đổi nhỏ trong mức độ dinh dưỡng, hệ thống sẽ ngay lập tức điều chỉnh lượng dinh dưỡng cung cấp cho các tế bào để đảm bảo rằng quy trình nuôi cấy không bị gián đoạn. Từ đó quy trình sản xuất trở nên thông minh hơn, giúp giảm thiểu lãng phí và tăng cường hiệu quả.
3. THÁCH THỨC VÀ HẠN CHẾ
Khả năng chấp nhận của người tiêu dùng Người tiêu dùng vẫn có nhiều lo ngại về vấn đề đạo đức, an toàn thực phẩm và chất lượng cảm quan của thịt nhân tạo. Theo các khảo sát, nhiều người vẫn tỏ ra e dè trước việc tiêu thụ sản phẩm từ công nghệ nuôi cấy tế bào, đặc biệt là những lo ngại về hương vị và kết cấu của sản phẩm so với thịt truyền thống
Quá trình nuôi cấy tế bào động vật để tạo thành các loại thịt có cấu trúc và dinh dưỡng tương đương với thịt tự nhiên đòi hỏi những kỹ thuật phức tạp. Các nhà nghiên cứu vẫn đang gặp khó khăn trong việc tái tạo các mô cơ với độ phức tạp tương tự như thịt thật, đặc biệt là việc phát triển các mô có hệ thống mạch máu.
Vấn đề về pháp lý và đạo đức cũng là rào cản lớn cho việc sản xuất và phân phối thịt nhân tạo. Các quốc gia vẫn chưa có khung pháp lý rõ ràng cho việc sản xuất và tiêu thụ sản phẩm này. Ngoài ra, việc lấy tế bào gốc từ động vật để nuôi cấy cũng làm dấy lên các câu hỏi đạo đức, đặc biệt là từ các nhóm bảo vệ quyền động vật.
4. KẾT LUẬN
Thịt nhân tạo quy mô công nghiệp không chỉ là một bước tiến quan trọng trong công nghệ thực phẩm mà còn mang lại những lợi ích to lớn cho môi trường và sức khỏe cộng đồng. Với áp lực ngày càng gia tăng từ ngành chăn nuôi truyền thống, việc phát triển và áp dụng thịt nhân tạo được xem như một giải pháp tiềm năng để giảm thiểu các vấn đề như ô nhiễm môi trường, khai thác tài nguyên thiên nhiên và biến đổi khí hậu. Quy trình sản xuất thịt nhân tạo, nhờ vào công nghệ nuôi cấy tế bào và tự động hóa, không chỉ giúp giảm thiểu chi phí đất đai mà còn giảm phát thải khí nhà kính một cách hiệu quả.
Để thịt nhân tạo có thể trở thành lựa chọn ưu tiên trong tương lai, cần có những nỗ lực phối hợp giữa các nhà nghiên cứu, nhà sản xuất, cơ quan quản lý và cộng đồng nhằm tăng cường nhận thức, cải thiện công nghệ và xây dựng khung pháp lý rõ ràng cho sản phẩm. Nghiên cứu này không chỉ góp phần vào việc bảo vệ môi trường mà còn hỗ trợ an ninh lương thực toàn cầu trong bối cảnh dân số gia tăng và nhu cầu thực phẩm đang ngày càng cao.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Smetana, S., Rodolfo, R., & Müssig, J. (2015). The role of animal agriculture in global food security: A review of the current situation and potential future developments. Frontiers in Nutrition, 2, Article 1. https://doi.org/10.3389/fnut.2015.00001
[2]. Merchant, A. (2023, February 1). The future of lab-grown meat products: AItech and gene editing. Retrieved from https://www.aneesmerchant.com/personal-musings/the-future-of-lab-grown-meat-products-ai-tech-and-gene-editing#:~:text=AI%20can%20analyze%20vast%20amounts,like%20kangaroo%20or%20foie%20gras.
[3]. Oxford University. (2019, February 19). Is lab-grown meat really better for the environment?Retrieved from https://www.ox.ac.uk/news/2019-02-19-lab-grown-meat-really-better-environment
[4]. Oxford University. (2011, June 21). Lab-grown meat would cut emissions and save energy. Retrieved from https://www.ox.ac.uk/news/2011-06-21-lab-grown-meat-would-cut-emissions-and-save-energy
[5]. Food Protect. (n.d.). Future sustainable alternatives to meat. Retrieved from https://www.foodprotect.org/media/site/future-sustainable-alternative-to-meat.pdf
Igbinosa, I. H., & Igbinosa, E. O. (2020). A review on the potential health benefits of edible insects. Biomedical Research, 31(1), 1-10. https://doi.org/10.26717/BJSTR.2020.31.002930
[6]. Habib, A., & Ali, M. (2024). Artificial intelligence in enhancing precision agriculture: Challenges and opportunities. Frontiers in Artificial Intelligence, 7, Article 1424012. https://doi.org/10.3389/frai.2024.1424012
