Phát minh của Trung Quốc làm rung chuyển ngành thực phẩm: Tạo nguồn protein từ nấm biến đổi gen, vị giống thịt, sản xuất nhanh hơn 88%

Các nhà khoa học Trung Quốc vừa phát triển thành công một chủng nấm biến đổi gen bằng công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR, có khả năng tạo ra protein hiệu quả hơn, dễ tiêu hóa hơn và giảm đáng kể tác động đến môi trường. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Trends in Biotechnology cho thấy quy trình sản xuất loại nấm này có thể giảm tới 61% tác động môi trường so với phương pháp truyền thống mà không cần đưa DNA ngoại lai vào sinh vật.

Nghiên cứu do nhóm chuyên gia tại Đại học Giang Nam (Trung Quốc) thực hiện, tập trung vào loài nấm Fusarium venenatum – nguyên liệu được sử dụng để sản xuất mycoprotein, một nguồn protein thay thế có hương vị và kết cấu gần giống thịt. Loại nấm này hiện đã được cấp phép sử dụng làm thực phẩm tại nhiều thị trường như Anh, Mỹ và Trung Quốc.

Theo nhóm nghiên cứu, nhu cầu về các nguồn protein bền vững đang ngày càng gia tăng trong bối cảnh ngành chăn nuôi được ước tính tạo ra khoảng 14% lượng khí thải nhà kính toàn cầu, đồng thời tiêu tốn lượng lớn đất đai và nước ngọt.

Mặc dù được đánh giá là một trong những nguồn protein thay thế giàu tiềm năng, Fusarium venenatum vẫn tồn tại hai hạn chế lớn. Thứ nhất, thành tế bào của nấm khá dày khiến cơ thể con người khó tiêu hóa hoàn toàn. Thứ hai, quá trình nuôi cấy vẫn cần nhiều đường và dưỡng chất, làm tăng chi phí và tác động môi trường.

Để khắc phục những hạn chế này, các nhà khoa học đã sử dụng công nghệ CRISPR để chỉnh sửa hai gen liên quan đến quá trình hình thành thành tế bào và trao đổi chất của nấm.

Cụ thể, việc loại bỏ gen tạo enzyme chitin synthase giúp thành tế bào mỏng hơn, từ đó cải thiện khả năng tiêu hóa protein. Đồng thời, việc xóa gen pyruvate decarboxylase giúp tối ưu quá trình trao đổi chất, giảm lượng nguyên liệu cần thiết để tạo ra cùng một lượng protein.

Chủng nấm mới, được đặt tên là FCPD, cho thấy hiệu quả sản xuất vượt trội. Theo kết quả thử nghiệm, FCPD chỉ cần ít hơn 44% lượng đường để tạo ra cùng một lượng protein so với chủng ban đầu, đồng thời rút ngắn thời gian sản xuất tới 88%.

Không chỉ cải thiện hiệu suất, nhóm nghiên cứu còn đánh giá toàn bộ vòng đời sản xuất của chủng nấm mới, từ giai đoạn nuôi cấy bào tử đến khi chế biến thành thực phẩm ở quy mô công nghiệp.

Mô hình được thử nghiệm tại sáu quốc gia có cơ cấu năng lượng khác nhau, từ Phần Lan – nơi sử dụng nhiều năng lượng tái tạo – đến Trung Quốc, quốc gia vẫn phụ thuộc đáng kể vào than đá. Kết quả cho thấy ở tất cả các kịch bản, FCPD đều có tác động môi trường thấp hơn so với chủng nấm truyền thống.

Theo nghiên cứu, quy trình sản xuất FCPD có thể giảm tới 60-61% lượng phát thải khí nhà kính trong toàn bộ vòng đời sản phẩm.

Khi so sánh với nguồn protein từ động vật, kết quả cũng cho thấy nhiều ưu thế đáng chú ý. So với sản xuất thịt gà tại Trung Quốc, việc sản xuất FCPD cần ít hơn 70% diện tích đất và giúp giảm khoảng 78% nguy cơ gây ô nhiễm nguồn nước ngọt.

Ông Xiao Liu, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết công nghệ chỉnh sửa gen mở ra cơ hội tạo ra những nguồn protein vừa giàu dinh dưỡng vừa thân thiện hơn với môi trường.

Nhóm nghiên cứu nhận định các loại thực phẩm được chỉnh sửa gen như FCPD có thể trở thành một giải pháp quan trọng nhằm đáp ứng nhu cầu protein ngày càng tăng của thế giới, đồng thời góp phần giảm áp lực lên tài nguyên thiên nhiên và cắt giảm phát thải từ ngành thực phẩm trong tương lai.

Khánh Vy