Nấm, giải pháp bền vững thay thế sản xuất protein từ lòng trắng trứng

Công trình khoa học của nhóm nghiên cứu Hệ thống Thực phẩm Bền vững Tương lai tại Đại học Helsinki cùng với Trung tâm Nghiên cứu Kỹ thuật VTT của Phần Lan xác định được, ovalbumin do nấm tạo ra có tiềm năng giảm gánh nặng về môi trường trong sản xuất bột lòng trắng trứng gà, sử dụng nguồn năng lượng phát thải carbon thấp.

Bột lòng trắng trứng gà là thành phần được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm do chứa nhiều protein chất lượng cao. Mức tiêu thụ protein trứng hàng năm, tính trong năm 2020 là khoảng 1,6 triệu tấn, thị trường tiếp tục mở rộng hơn nữa.

Nhu cầu ngày càng tăng làm đậm nét thêm mối đe dọa về tính bền vững môi trường và y tế cộng đồng. Các thành phần của chuỗi sản xuất bột lòng trắng trứng, như nuôi gà đẻ trứng, gây ra một lượng lớn khí thải nhà kính vào môi trường, gia tăng tiêu thụ nước, tổn thất đa dạng sinh học và phá rừng. Chăn nuôi gà thâm canh, số lượng quá lớn có thể làm bùng phát những ổ dịch bệnh không thể dự đoán từ động vật sang người.

Các nhà khoa học ngành công nghiệp thực phẩm đang nỗ lực tìm kiếm các giải pháp thay thế bền vững cho protein có nguồn gốc động vật. Nông nghiệp tế bào, còn được gọi là quá trình lên men chính xác, được sử dụng để sản xuất thành phần tái tổ hợp, cung cấp giải pháp sử dụng công nghệ sinh học tách quy trinh sản xuất protein động vật từ quá trình chăn nuôi, sử dụng hệ thống vi sinh vật sản xuất các protein cụ thể thay thế.

TS Emilia Nordlund thuộc Trung tâm Nghiên cứu Kỹ thuật VTT của Phần Lan cho biết, hơn một nửa hàm lượng protein trong bột lòng trắng trứng là ovalbumin. VTT thành công trong sản xuất ovalbumin, sử dụng nấm ascomycete dạng sợi Trichoderma reesei. Gen mang bản thiết kế ovalbumin được đưa vào bào tử nấm bằng các công cụ công nghệ sinh học hiện đại, sau đó được lên men, nuôi trồng và tiết ra loại protein tương tự như lòng trắng trứng gà. Protein ovalbumin được tách khỏi tế bào nấm, cô đặc và làm khô, tạo ra sản phẩm chức năng cuối cùng.

Protein tương tự lòng trắng trứng được tạo ra bằng quá trình lên men chính xác. Ảnh: Trung tâm Nghiên cứu Kỹ thuật VTT của Phần Lan.

Những sản phẩm nuôi cấy tế bào cần nhiều điện năng hơn sản phẩm nông nghiệp, tác động đến môi trường phụ thuộc vào nguồn điện sử dụng. Nhưng lượng nguyên liệu nông nghiệp đầu vào cần thiết để sản xuất ovalbumin từ vi sinh vật, như glucose thấp hơn đáng kể trên mỗi kg bột protein.

Theo nghiên cứu, protein ovalbumin sản xuất từ nấm giảm gần 90% nhu cầu sử dụng đất và 31-55% khí nhà kính so với việc sản xuất từ lòng trắng trứng gà. Trong tương lai, khi sản xuất sử dụng nguồn năng lượng carbon thấp như điện mặt trời hoặc điện gió, quá trình lên men nấm có khả năng giảm xả thải khí nhà kính thậm chí lên đến 72%.

Sản xuất nấm có nhu cầu sử dụng nước cao, đòi hỏi phải lựa chọn địa điểm sản xuất ovalbumin, nhưng giảm thiểu đáng kể ô nhiễm môi trường so với các trang trại chăn nuôi gà và dây chuyền sản xuất lòng trắng trứng gà.

Nghiên cứu cho thấy, công nghệ sản xuất protein ovalbumin từ lên men nấm tăng tính bền vững, thân thiện môi trương, đặc biệt có hiệu quả khi sử dụng những nguồn năng lượng tái tạo carbon thấp.