Trung KiênLên men không phải công nghệ mới, nhưng theo BBC, chính kỹ thuật cổ xưa này đang được các công ty thực phẩm toàn cầu khai thác theo cách hoàn toàn khác: biến phế phẩm công nghiệp – vỏ ca cao, bã đậu nành, rỉ đường – thành thực phẩm có hương vị, có giá trị và thậm chí có thể cạnh tranh với các sản phẩm cao cấp trên thị trường.
Lên men là gì và tại sao nó lại quan trọng với ngành thực phẩm
Lên men là quá trình sinh học trong đó vi sinh vật chuyển hóa carbohydrate – như tinh bột hoặc đường – thành các chất như cồn, mà không cần oxy. Ví dụ quen thuộc nhất là nấm men phân hủy đường trong làm bánh mì và ủ bia, nhưng đó chỉ là phần nổi của tảng băng.
Điều ít ai để ý hơn là phạm vi nguyên liệu đầu vào cho lên men – gọi là substrate trong sinh học – vô cùng rộng. Gần như bất kỳ chất hữu cơ nào cũng có thể trở thành “nhiên liệu” cho quá trình này. Đây chính là cửa ngõ để các công ty công nghệ sinh học bước vào, tận dụng những thứ mà ngành thực phẩm đang vứt đi mỗi ngày.
Với các công cụ công nghệ sinh học hiện đại, theo BBC, các doanh nghiệp đang lấy chính những phế phẩm đó và dùng lên men để tạo ra thứ gì đó hữu ích, thậm chí ngon miệng. Triết lý này không phải mới, nhưng quy mô và độ tinh vi thì chưa từng có.
Phòng lab ở stanford và tấm phô mai làm từ rác
Vayu Hill-Maini là nhà sinh kỹ thuật điều hành phòng lab tại Đại học Stanford, California. Ông đang thử nghiệm lên men bằng nấm. Kết quả gần đây khiến ngay chính ông cũng bất ngờ.
“Một trong những điều kỳ diệu nhất chúng tôi vừa phát hiện là chúng tôi có thể lấy rác thải, thêm vài thành phần khác vào quá trình lên men nấm, và tạo ra loại phô mai ngon tuyệt, giống Pecorino hay Parmigiano,” theo lời Hill-Maini được BBC dẫn lại. Phô mai này dùng nấm mốc Neurospora, nhưng nguyên liệu phế phẩm cụ thể nào được dùng làm substrate thì ông từ chối tiết lộ – đó là bí mật cho đến khi công bố bài báo khoa học.
Mô tả về sản phẩm khá cụ thể. “Bạn có thể bào nó ra, nó mặn, có kết cấu tốt, có thể thêm vào mì ống,” Hill-Maini nói. Ông thừa nhận bản thân thấy phấn khích khi chứng kiến lên men biến thứ tưởng chừng vô dụng trở nên ngon miệng.
Phòng lab này còn có thêm một điểm khác biệt: họ thuê hẳn một đầu bếp thường trú và vận hành bếp đổi mới ẩm thực R&D. Mục tiêu rõ ràng – Hill-Maini không muốn những thí nghiệm chỉ nằm trong phòng lab. Ông muốn sản phẩm đủ hấp dẫn để người tiêu dùng thực sự chọn mua.
Vỏ ca cao, bã đậu Hà Lan và rỉ đường – ba câu chuyện từ ba quốc gia
Fermtech, công ty có trụ sở tại Anh, đang làm việc với vỏ ca cao – phần bị vứt đi trong quá trình sản xuất sô cô la. Theo Andy Clayton, CEO của Fermtech, nếu ngửi một túi vỏ ca cao, mùi sô cô la đậm đặc sẽ khiến bạn phải dừng lại. Đáng tiếc thay, thứ đó thường bị ủ compost hoặc đốt bỏ.
Fermtech dùng lên men để phá vỡ cấu trúc cứng của vỏ ca cao, giải phóng hương vị và làm cho nó có thể hấp thu được với cơ thể người. Sản phẩm cuối cùng là một loại bột ca cao thay thế. Clayton tự ví mình và đồng nghiệp là “những thợ mỏ hương vị” – khai thác điều đã có sẵn trong tự nhiên, chỉ là trước đây chưa ai mở khóa được.
Câu chuyện của Tây Ban Nha khác hơn một chút. MOA Foodtech, do Bosco Emparanza làm CEO, nhắm vào bã đậu Hà Lan – phần còn lại sau khi chiết xuất protein đậu Hà Lan. Protein chỉ chiếm khoảng một phần tư của hạt đậu. Ba phần tư còn lại thường được bán giá bèo làm thức ăn chăn nuôi, hoặc bị loại bỏ.
MOA không chỉ dùng lên men thông thường. Họ thu thập dữ liệu về điều kiện môi trường, giải trình tự bộ gene của vi sinh vật phù hợp với ngành thực phẩm, rồi dùng AI để tìm ra tổ hợp substrate và vi sinh vật cho năng suất tốt nhất. Tốc độ cải thiện đáng kể. “Khi mới thành lập, chúng tôi phát triển được một quy trình sinh học trong hai tuần. Hiện nay, nền tảng có thể phát triển 300 quy trình mỗi giờ,” Emparanza nói với BBC. Con số này nói lên nhiều điều về mức độ AI đang thay đổi tốc độ nghiên cứu trong lĩnh vực thực phẩm.
Còn ở Đức, Micro Harvest chọn rỉ đường – phế phẩm của ngành đường – làm nguyên liệu chính. Katelijne Bekers, CEO kiêm đồng sáng lập, mô tả rằng rỉ đường không phổ biến trong chế độ ăn của người Đức.
Thay vì để ngành đường chuyển nó cho nông dân vỗ béo bò, Micro Harvest hợp tác với các nhà sản xuất đường và thức ăn thú cưng để biến phế phẩm này thành thức ăn cao cấp cho thú cưng. Sản phẩm cụ thể là đồ ăn vặt cho mèo mang tên Vegcat, được mô tả có vị umami mà không có vị đắng thường thấy ở một số protein thực vật. Micro Harvest sử dụng quy trình lên men độc quyền được giữ bí mật.
Châu á và triết lý “mottainai” chống lãng phí
Singapore cũng có tiếng nói trong câu chuyện này. Mottainai Food Tech lấy cảm hứng từ từ “mottainai” trong tiếng Nhật – một khái niệm diễn tả sự tiếc nuối khi lãng phí, gần giống với câu nói “waste not, want not” trong tiếng Anh. Triết lý đó được đưa thẳng vào mô hình kinh doanh.
Công ty đã phát triển một loại thịt thay thế có tên Jiro Meat, làm từ okara – bã đậu nành thường bị bỏ sau khi sản xuất đậu phụ và sữa đậu nành. Họ cũng đang thử nghiệm một dự án cá ngừ thực vật. Để cải thiện hương vị, Mottainai đã thử nhiều loại vi sinh vật khác nhau nhằm giảm thiểu mùi vị không mong muốn và tăng cường các hợp chất tạo hương tích cực như umami và vị ngọt.
Daryl Pek, đồng sáng lập Mottainai Food Tech, chia sẻ với BBC rằng trong vòng năm tới, công ty hy vọng có thể mở rộng ra nhiều loại nguyên liệu, tận dụng nền tảng lên men mà họ đang xây dựng. Singapore được đề cập là có môi trường hỗ trợ thuận lợi cho các thí nghiệm thực phẩm kiểu này – điều không phải thị trường nào cũng có được.
Châu Á nói chung được Mottainai coi là khu vực giàu tiềm năng vì sự phong phú của các nguyên liệu bản địa ít được khai thác, đặc biệt là các loại phế phẩm từ sản xuất đậu nành, lúa gạo và thủy sản – những thứ vừa phổ biến, vừa dồi dào trong khu vực.
Lên men chính xác – bước tiến tiếp theo
Hill-Maini tại Stanford không dừng lại ở lên men thông thường. Phòng lab của ông còn nghiên cứu lên men chính xác – tức là biến đổi gene vi sinh vật như nấm mốc để chúng tạo ra một vật liệu cụ thể trong quá trình lên men. Khả năng kiểm soát ở đây sâu hơn nhiều so với lên men truyền thống.
Ứng dụng không chỉ ở hương vị hay mùi thơm. Hill-Maini chỉ ra rằng một số phế phẩm giàu cellulose – thứ mà hệ tiêu hóa của người không xử lý được. Nấm, khi phát triển, có thể phân hủy cellulose và chuyển hóa nó thành protein. “Chúng trở thành một loại máy chuyển đổi sinh học, loại bỏ các phân tử phức tạp mà ruột người không tiêu hóa được và biến chúng thành các chất dễ hấp thu hơn,” ông giải thích với BBC.
Đây là điểm mấu chốt về mặt dinh dưỡng. Không chỉ là “biến rác thành thức ăn được” – mà là biến thứ không tiêu hóa được thành thứ cơ thể người có thể thực sự hấp thu và hưởng lợi, tuy nhiên, các sản phẩm từ lên men chính xác vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và cần thêm thời gian trước khi ra thị trường đại trà.
Ba l
Lợi ích kinh tế, môi trường và những câu hỏi còn bỏ ngỏ
Ba lợi ích được đề cập xuyên suốt theo BBC là: tiết kiệm chi phí, giảm thiểu tác động môi trường và mở rộng dải hương vị. Hiện tại, phần lớn phế phẩm thực phẩm được bán giá bèo làm thức ăn chăn nuôi, ủ compost hoặc đốt bỏ. Việc đưa chúng trở lại chuỗi thực phẩm cho người, nếu thành công ở quy mô lớn, có thể tạo ra một nguồn giá trị hoàn toàn mới từ thứ vốn bị coi là gánh nặng.
Song, cần thận trọng. Phần lớn những gì được mô tả trong bài viết của BBC vẫn đang ở giai đoạn thử nghiệm hoặc quy mô nhỏ. Khoảng cách từ phòng lab đến siêu thị là rất lớn – về quy mô sản xuất, chi phí, quy định an toàn thực phẩm và quan trọng nhất là sự chấp nhận của người tiêu dùng. Một sản phẩm ngon trong phòng thí nghiệm chưa chắc đã được thị trường đón nhận.
Thêm vào đó, câu hỏi về tính minh bạch với người tiêu dùng cũng quan trọng không kém. Khi phô mai làm từ rác, hay thịt làm từ bã đậu nành được bày bán, người mua có đủ thông tin để hiểu họ đang ăn gì không? Đây là câu hỏi mà các nhà làm chính sách và doanh nghiệp đều cần trả lời, không chỉ các nhà khoa học.
Dù vậy, hướng đi này rõ ràng đang thu hút sự quan tâm từ nhiều phía – từ các trường đại học hàng đầu như Stanford, đến các startup ở châu, châu Á và xa hơn. Kỹ thuật lên men hàng nghìn năm tuổi, kết hợp với AI và công nghệ sinh học hiện đại, đang được thử thách theo những cách mà thế hệ trước chưa từng nghĩ đến.
Lên men chính xác khác lên men thông thường ở điểm nào?
Lên men thông thường dùng vi sinh vật tự nhiên để phân hủy nguyên liệu. Lên men chính xác, theo BBC, đi xa hơn khi biến đổi gene vi sinh vật – như nấm mốc – để chúng tạo ra một vật liệu cụ thể trong quá trình lên men, cho phép kiểm soát hương vị, kết cấu và khả năng tiêu hóa của thực phẩm ở mức chi tiết hơn nhiều.
Tại sao bã đậu Hà Lan và vỏ ca cao lại phù hợp để lên men?
Cả hai đều chứa hàm lượng chất hữu cơ cao, có hương vị tiềm năng nhưng cấu trúc cứng hoặc thành phần khó hấp thu khiến chúng không dùng trực tiếp được. Lên men phá vỡ cấu trúc đó, giải phóng hương vị và tạo ra dạng mà cơ thể người có thể sử dụng – đây là lý do các công ty như Fermtech và MOA Foodtech chọn chúng làm substrate.
Các sản phẩm từ phế phẩm thực phẩm đã có mặt trên thị trường chưa?
Một số đã có sản phẩm cụ thể như Vegcat của Micro Harvest hay Jiro Meat của Mottainai Food Tech, tuy nhiên, theo BBC, phần lớn vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu hoặc thương mại hóa sơ khai. Phô mai từ phòng lab Stanford, chẳng hạn, vẫn chưa được công bố chính thức và nguyên liệu cụ thể vẫn là bí mật.
