Các nhà khoa học tại đại học University of Tokyo đạt được bước đột phá đáng kể trong lĩnh vực thịt nuôi cấy, đặc biệt khi nói đến gà viên nguyên miếng, được cắt nhỏ hoàn toàn trong phòng thí nghiệm.
Phương pháp tiếp cận sáng tạo này bỏ qua nhu cầu chăn nuôi động vật truyền thống, đánh dấu bước tiến quan trọng trong sản xuất thực phẩm bền vững. Nhóm nghiên cứu sử dụng tế bào nguyên bào sợi gà, có nguồn gốc từ mô liên kết và thông qua một quy trình tinh vi liên quan đến các ống sợi cực nhỏ và lắp ráp bằng robot, nuôi cấy các tế bào này thành hình dạng gà viên quen thuộc mà nhiều người yêu thích.
Giáo sư Derek Stewart từ Viện James Hutton ca ngợi nghiên cứu là “một tiến bộ thú vị” trong lĩnh vực protein thay thế, đồng thời nhấn mạnh phương pháp khoa học “vững chắc và mạnh mẽ” làm nền tảng cho những phát hiện này. Ông nói thành công của nghiên cứu giúp giải quyết những thách thức trước đây làm cản trở sự tiến bộ của thịt nuôi cấy, đặc biệt trong việc đạt được sự phát triển tế bào đồng đều để có kết cấu thực tế và bảo đảm cung cấp đủ chất dinh dưỡng và oxy cho mô đang phát triển.
Một rào cản chính trong việc nuôi cấy những miếng thịt lớn trong phòng thí nghiệm là thiếu hệ thống tuần hoàn tự nhiên. Nếu không có mạch máu, việc vận chuyển oxy và chất dinh dưỡng hiệu quả đến các tế bào bên trong sẽ trở nên khó khăn, hạn chế độ dày của mô. Để khắc phục điều này, các nhà nghiên cứu sử dụng một lò phản ứng sinh học sợi rỗng, kết hợp các sợi rỗng hoạt động như mạch máu nhân tạo, duy trì hiệu quả mô đang phát triển. Công nghệ này, được dùng trong các ứng dụng như lọc nước và thẩm phân, cung cấp một yếu tố quan trọng cho sự thành công của thí nghiệm.
Ban đầu, nhóm nghiên cứu sử dụng một lò phản ứng sinh học nhỏ hơn với 50 sợi để nuôi cấy mô cơ gà. Sau đó, họ đã mở rộng hệ thống để chứa 1,125 sợi, tạo ra hơn 10 gram thịt nguyên miếng. Giáo Sư Stewart tin sự tiến bộ này, tận dụng các khung sợi rỗng, sẽ thúc đẩy nghiên cứu và đầu tư nhiều hơn vào lĩnh vực này, dẫn đến việc sản xuất được mở rộng thông qua việc tích hợp các cảm biến tiên tiến, robot và trí tuệ nhân tạo để kiểm soát tối ưu.
Ngoài sản xuất thực phẩm, nhóm nghiên cứu, dưới sự lãnh đạo của giáo sư Shoji Takeuchi, hình dung ra các ứng dụng rộng hơn cho nền tảng của họ. Các nhà khoa học cho rằng công nghệ này cũng được điều chỉnh để nuôi cấy các cơ quan của con người nhằm cấy ghép, tạo điều kiện cho thử nghiệm thuốc và chế tạo các robot mềm giống như cơ.
Giáo Sư Takeuchi nhấn mạnh “chiến lược có thể mở rộng, từ trên xuống” được sử dụng trong nghiên cứu của họ để sản xuất thịt nuôi cấy nguyên miếng bằng lò phản ứng sinh học sợi rỗng có thể truyền dịch. Ông lưu ý hệ thống này tăng cường phân phối tế bào, sự liên kết và khả năng co bóp, cuối cùng cải thiện các đặc tính liên quan đến thực phẩm và cung cấp một giải pháp thay thế khả thi cho các phương pháp dựa trên mạch máu.
Mặc dù có kết quả đầy hứa hẹn, các nhà nghiên cứu thừa nhận vẫn còn những thách thức, như tối ưu hóa việc cung cấp oxy trong các mô lớn hơn, tự động loại bỏ các ống sợi và chuyển sang các vật liệu hoàn toàn an toàn với thực phẩm. Các giải pháp tiềm năng đang được xem xét như việc sử dụng các chất mang oxy nhân tạo mô phỏng các tế bào hồng cầu, phát triển các cơ chế loại bỏ sợi hiệu quả và khám phá các sợi rỗng có thể ăn được hoặc tái chế. Giáo Sư Stewart lặp lại những điểm này, nêu lên nhu cầu cải thiện khả năng vận chuyển oxy trong môi trường dinh dưỡng, kiểm soát áp suất trong các hệ thống mở rộng và loại bỏ chính xác các sợi rỗng để đạt được sản phẩm cuối cùng đồng đều và hấp dẫn. Tuy nhiên, ông vẫn lạc quan nghĩ những vấn đề này có thể vượt qua được.
Các nhà nghiên cứu cũng nhận thức sâu sắc về những tác động bền vững rộng hơn của sản xuất thịt nuôi trong phòng thí nghiệm, đặc biệt liên quan đến mức tiêu thụ năng lượng. Giáo Sư Stewart cho biết “cần phải giải quyết các vấn đề về sử dụng năng lượng và tính bền vững liên quan.” Tuy nhiên theo ông, việc ngày càng có nhiều nguồn năng lượng tái tạo và kết nối lưới điện tư nhân sẽ tạo ra những giải pháp để giảm bớt những lo ngại này.
Với sự phổ biến rộng rãi của gà viên, với một bộ phận đáng kể dân số Hoa Kỳ ăn thường xuyên, các sản phẩm thay thế được nuôi trong phòng thí nghiệm có khả năng tái tạo hương vị và kết cấu của món ăn nhanh này và tạo ra những thay đổi về việc sản xuất và ăn thực phẩm từ thịt.
Sự đổi mới này cung cấp một cách để sản xuất thịt mà không phải lo lắng về tính đạo đức và môi trường liên quan đến chăn nuôi động vật truyền thống, mở ra một tương lai bền vững cho thức ăn từ thịt.
