Thịt “sạch” vì tương lai

 

Cứ mỗi phút trên trái đất này con người lại giết ít nhất là 109.339 con gà, 2.630 con heo, 922 con cừu, 781 con dê và 557 con bò, ngoài ra còn có thêm rất nhiều vịt, ngựa, gà tây, thỏ cũng như lạc đà hoặc con la không may phải vào lò mổ. Cộng tất cả thì mỗi tuần sẽ có trên một tỷ con vật bị giết thịt, theo số liệu của Tổ chức Lương nông Thế giới (FAO) thuộc Liên hiệp quốc.

Bạn có thể cảm thấy bất an hay không với số lượng súc vật bị giết nhiều như thế, nhưng không ai có thể lờ đi những hậu quả khó chối cải đối với môi trường và sức khỏe khi tiêu thụ quá nhiều thịt. Những tác hại của việc ăn thịt gồm tăng tốc độ tạo ra khí gây hiệu ứng nhà kính, ô nhiễm nước, phá rừng và làm mất tính đa dạng sinh học. Đó là chưa kể khả năng bị ung thư ruột kết. Việc nuôi hàng tỷ súc vật hiện đang gây những tác hại như chiếm hơn 26% diện tích đất của hành tinh này; chúng đang ăn những cây trồng có giá trị, uống cực kỳ nhiều nước và tạo ra khí metan gây hiệu ứng nhà kính.
 

Chắc bạn không nghi ngờ rằng thế giới sẽ tốt đẹp hơn nếu chỉ cần một tỷ lệ đáng kể những người ăn thịt thôi ăn thịt. Một số nhà môi trường học cho rằng chỉ cần thay 5% thịt bằng protein thực vật cũng đủ để làm thay đổi hành tinh này.
 

 

 

Thứ thay cho thịt
 

Chúng ta hãy cùng xem xét biện pháp ít gây xung khắc gay gắt hơn. Đó là thay một vài phần thịt bằng những thứ có vẻ ngoài, hương vị và mang lại cảm giác giống thịt nhưng việc sản xuất lại không cần đến hàng chục tỷ súc vật với những hệ lụy to lớn. Chúng ta tạm thống nhất từ dùng trong bài cho những thứ thịt nhái, thực phẩm thay thịt v.v… là thịt nhân tạo (TNT).

Những chất thực vật có kết cấu thớ để thay thịt động vật tươi trong nấu nướng đã có khoảng vài thập niên qua nhưng chưa bao giờ thực sự hấp dẫn với doanh số còn èo uột. Có thể nói ngắn gọn là TNT đã qua ba thế hệ, thứ nhất là “đậu phụ” bằng cách đông tụ đậu, tuy không giống thịt lắm nhưng có hàm lượng protein cao. Thế hệ thứ hai đặc trưng là những thứ có thể ăn ngay giống như xúc xích, thịt viên, thịt lát và những thứ tương tự với thành phần chủ yếu là protein thực vật có cấu trúc cô đặc, được sản xuất bằng kỹ thuật đùn, bán ở dạng đông lạnh hay trữ lạnh. Nó còn có tên là TVP (Textured vegetable protein).
 

 

Việc dùng rau, đậu, ngũ cốc để làm những thực phẩm giống thịt đã có ít ra là từ thế kỷ 19. Ở châu Á, thực phẩm thay thế thịt cũng phát triển theo truyền thống Phật giáo vốn ăn chay, nhất là trong các ngôi chùa. Tuy nhiên bước nhảy vọt đối với các doanh nghiệp là vào cuối những năm 1950 đầu 1960 với sự xuất hiện của bằng sáng chế sớm nhất ở Mỹ về việc dùng kỹ thuật đùn để làm TNT từ protein thực vật và sự tham gia của nhiều công ty như Archer Daniels Midland, nhà sản xuất máy đùn Wenger, A. E. Staley, Cargill, Miles Laboratories và Worthington Foods. Dù vậy TNT vẫn có thị phần “tí hon”. Ví dụ, ở Hà Lan, doanh số của TNT đạt cực đại khoảng 1% so với số lượng thịt thật vào năm 2004 mà nguyên nhân là do nhiều cuộc khủng hoảng về sự an toàn của thịt ở châu Âu. Doanh số TNT ở Mỹ trong năm 2011 là 277 triệu đô la, chiếm khoảng 0,2% doanh số thịt thật theo một báo cáo trên tờ Nhật báo Phố Wall và dữ liệu từ Viện Nghiên cứu Thịt của Mỹ.  

Đến nay, đã có một loạt những loại TNT mới rất ấn tượng đang có mặt tại châu Âu và Mỹ có thể được xem như thế hệ thứ ba và nằm trong nhóm đặc biệt của ngành công nghiệp thực phẩm là TNT độ ẩm cao (high-moisture meat analogues – HMMA). Một vài sản phẩm của những công ty mới khởi nghiệp nhưng sẵn sàng đối đầu với những tập đoàn thực phẩm khổng lồ. Đó là sản phẩm của Beyond Meat (BeyondMeat.com), Match (matchmeats.com) ở Mỹ và Plenti (Plenti.eu) ở Hà Lan, sản xuất với công nghệ hay tư vấn của những phòng thí nghiệm từ những trường đại học và đang gây rung chuyển ngành công nghiệp thực phẩm vốn trì trệ đã lâu nay.

TNT đời mới có thớ sợi và tạo cảm giác khi ăn rất giống với thịt thật mà những loại TNT đời cũ không thể đạt được. Theo một số thăm dò bỏ túi những người ăn thử TNT của Plenti, Match và Beyond Meat thì tất cả đều giống thịt thật một cách ấn tượng và là sự cải thiện to lớn so với những loại TNT truyền thống đang bán ở Mỹ và Canada như Yves, Tofurky và Boca. (Xem bài “Sáng tạo về sản phẩm thay thế thịt”)
 

Thịt động vật không lành, không rẻ
 

Về mặt lịch sử, thức ăn chay là thị trường rất nhỏ nên các công ty thực phẩm lớn sẵn lòng bỏ ngỏ cho những công ty con hay những tổ chức độc lập không tên tuổi, nhưng mọi chuyện nay đã thay đổi. Hàng trăm triệu người Mỹ, châu Âu và nhiều nước trên thế giới sau khi phải chữa trị ung thư, tim mạch và những bệnh khác đã phải xem lại chế độ ăn uống. Trên thực tế, thịt là ngành kinh doanh trị giá đến 160 tỷ đô la ở Mỹ vào năm 2010 theo số liệu của Viện Nghiên cứu Thịt của Mỹ vì thế nếu công nghệ mới cho phép làm ra TNT đủ tốt để có thể chiếm được vài phần trăm thị trường này thì cũng đã là ngành kinh doanh mong muốn của các tập đoàn.

 
Điều quan trọng hơn là cái giá phải trả cho thịt động vật không hề rẻ. Bạn ăn một chiếc hăm-bơ-gơ nghĩa là dùng hết 2.500 lít nước hay tương đương 16 bồn tắm cỡ trung; tiêu thụ 1kg thịt bò nghĩa là thải ra 35kg khí dioxide carbon gây hiệu ứng nhà kính, tương đương với mức của một chiếc ô tô chạy 275km. Mặt khác, để gia súc tăng trưởng nhanh, người chăn nuôi phải cho chúng ăn rau và ngũ cốc, thường là đậu nành, bắp và lúa mì, tất cả đều chứa protein mà con người có thể ăn. Quá trình chuyển đổi protein thực vật thành protein động vật hết sức kém hiệu quả. Ví dụ ở châu Âu chế độ ăn của bò với hàm lượng đậu nành cao thì cần khoảng 8kg protein đậu nành để tạo ra 1kg protein thịt bò. Như vậy, nếu bạn hấp thu protein trực tiếp từ đậu nành thì sẽ hiệu quả gấp 8 lần từ thịt bò.
 

Hiện nay mức độ ăn thịt động vật thay đổi tùy theo từng nước, từ 45kg/người/năm ở Nhật (không tính hải sản vốn được tiêu thụ phổ biến) đến khoảng 125kg/người/năm ở Mỹ. Hầu hết thịt này được sản xuất ở “nông trại nhà máy”, nơi nuôi hàng chục ngàn gia súc và đã kéo giá thịt xuống thấp chưa từng có. Tuy ổn định ở những nước đang phát triển nhưng mức tiêu thụ thịt tính theo đầu người trên toàn cầu lại đang tăng và theo dự kiến sẽ tiếp tục tăng trong vài thập niên nữa. Sản lượng thịt toàn thế giới đạt 110 triệu tấn vào năm 1975 và 302 triệu tấn cuối 2012, theo ước tính của FAO. Mức tiêu thụ thịt tiếp tục tăng trong thời gian tới là do tăng dân số và cả tăng thu nhập ở những nước như Trung Quốc. Vì thế FAO ước tính sản lượng thịt đạt mức 465 triệu tấn vào năm 2050 khi dân số thế giới dự kiến sẽ vượt 9 tỉ. Tuy nhiên, một số chuyên gia nhận định dựa trên các thống kê thì mức sản lượng thịt động vật sẽ bị khống chế mạnh mẽ của nguồn cung nước sạch, điều kiện môi trường, khí hậu cũng như những hệ thống chăm sóc sức khỏe. Trong bối cảnh đó, ưu điểm của giải pháp TNT càng nổi bật, cấp bách hơn và cần được đầu tư những công nghệ hiện đại để đạt được mục tiêu.
 

 

Phải giống thịt thật
 

Vấn đề là làm thế nào để protein thực vật có mùi vị như protein động vật? Câu trả lời là kỹ thuật đùn vốn đã được dùng cách đây 200 năm!
 

Thế hệ TNT thứ ba hay TNT độ ẩm cao (high-moisture meat analogues – HMMA) được chế tạo để có được hương vị và tạo cảm giác ăn như những thớ thịt thật từ ức gà, lươn xông khói hay heo miếng. Loại TNT mới này giống đến mức có thể bán ở hình thức không khác gì thịt thật, có thể trữ lạnh và dùng để nấu xúp, sandwich, bánh cuốn thịt bằm Mexico và những món khác có dùng nước sốt và gia vị để tăng cảm giác như đang ăn thịt thật.

Do được phát triển tương đối gần đây nên HMMA chỉ chiếm một “lát mỏng" của thị trường TNT hiện nay. Những nhà nghiên cứu đã đùn thịt HMMA lần đầu vào năm 1980 sau những bước đi tiên phong của Phòng Nghiên cứu và Phát triển Protial, Pháp. Một loạt sáng chế ào ạt ra đời trong 7 năm qua khẳng định rằng những cải tiến trong thập niên đã gia tăng mạnh mẽ sự hấp dẫn của những thực phẩm protein nhân tạo.

Theo Ethan Brown, người sáng lập Beyond Meat thì thách thức trong sản xuất TNT là làm sao tạo được độ dai để khi cắn thì người ăn có cảm giác về cấu trúc thớ thịt và độ “đàn hồi”. Thách thức này có thể được đáp ứng bằng kỹ thuật hiện đại của những máy đùn thực phẩm nhiệt dẻo xoắn kép, cung cấp chính xác nhiệt, áp suất và lực cắt cơ khí đến nguyên liệu gồm hỗn hợp bột giàu protein để biến hình nó liên tục.

Nói ngắn gọn, quá trình chế biến HMMA bắt đầu với hỗn hợp bột protein từ rau đậu, có thể thêm một số ngũ cốc hay hạt, cùng với tinh bột, chất kết dính, hương vị và màu sắc; tất cả được trộn chung trong thùng chứa. Sau đó chuyển sang bộ tiền chế biến để trộn với bột protein và nước cùng dầu dạng phun sương. Dầu sẽ làm cho hỗn hợp này đạt được tỉ lệ chất béo tối thiểu là 4 - 5% giống như của thịt. Hỗn hợp đã được làm ướt này di chuyển theo một cặp trục vít bằng thép, xoay khớp với nhau dạng bánh răng. Bột đã trộn, nước, dầu và những thành phần khác tạo thành bột nhồi và được đẩy sang nòng chính của máy đùn, đó là chiếc ống dài khoảng 2-3 m để biến bột nhồi thành chất liệu có sợi như thịt. Khi các trục kéo và đẩy bột nhồi qua trống đùn, nhiệt, áp suất và lực cắt xé sẽ làm thay đổi protein của khối bột này.

Sự chuyển đổi TNT bắt đầu bằng việc phá vở một số liên kết hóa học của protein có tên là liên kết disulfide. Theo giáo sư công nghệ sinh học Fu-hung Hsieh của đại học Missouri, đây là bước chủ yếu để phá vở và sắp xếp lại những liên kết disulfide nhằm tạo kết cấu cho protein thực vật giống với thịt. Hsiel là người đã phát triển quy trình đùn – đặc tả thành phần, nhiệt độ và những thứ liên quan – cho Beyond Meat.

Sau khi bẻ gãy những liên kết disulfide, những phân tử protein được sắp xếp lại và kết nối thành chuỗi dài hơn dựa trên những liên kết disulfide mới theo một hình thức tương tự như việc polyme hóa mà những nhà hóa học coi là sự “dẻo hóa”. Đó cũng là lý do mà quy trình sản xuất này có tên là “đùn nhiệt dẻo”. Để tăng độ giống với thịt động vật thì đầu đùn là quan trọng nhất và phải là loại chuyên dụng. Khi ra khỏi đầu đùn, HMMA được tạo hình và cắt thành miếng. Tỷ lệ tương đối của độ ẩm, chất béo và protein trong thành phẩm có thể phối hợp gần như tùy ý, nhưng những nhà sản xuất thường chọn mức gần giống với thịt nạc nhất: 60-70% độ ẩm, 2-5% chất béo và 10-15% protein. Tương tự thịt động vật, thành phẩm TNT này cũng phải trữ hay đông lạnh để chống hư. Công đoạn tạo hương vị cho HMMA có thể thực hiện trong khi đang đùn hay khi đã đùn xong hoặc cả hai.

Tại sao TNT đã có từ lâu nhưng chỉ đến nay mới bắt đầu có khả năng cạnh tranh với thịt thật? Một số nhà nghiên cứu cho rằng một phần của câu trả lời là ở những cải tiến cực kỳ to lớn về nguyên liệu thô như giống đậu nành và những loại bột protein thực vật. Mặt khác, những cải tiến đầu đùn cũng góp phần cải thiện kết quả sản xuất. Không những thế những sáng chế về máy móc vẫn không ngừng xuất hiện và một vài tiến bộ gần đây cho phép sản xuất rất nhiều cấu trúc thớ thịt khác nhau với giá thành thấp hơn. 

 

Hiện nay rất nhiều nghiên cứu ở châu Âu tập trung vào những nguyên liệu khác thay vì đậu nành. Viện nghiên cứu Fraunhofer tập trung vào đậu lupin và tạo ra xúc xích được đánh giá cao. Những công ty thực phẩm của Pháp như Sotexpro và Roquette phối hợp giới thiệu những nguyên liệu làm từ protein của đậu Hà Lan để thêm vào TNT. Những nghiên cứu cho thấy có thể thêm vào TNT đến 30% những chất bổ sung mà con người vẫn chưa nhận ra sự khác biệt. Ở Mỹ, protein đậu nành đã chiếm khoảng 30% trọng lượng TNT dùng trong Chương trình Quốc gia bữa ăn trưa trường học (National School Lunch Program) và được đánh giá là mô hình khả thi trong việc thay thế thịt động vật trên quy mô lớn.

Tuy nhiên thách thức quan trọng hơn hiện nay là làm sao sản xuất TNT với giá rẻ hơn chứ không phải ngon hơn. Nhìn chung, giá của Plenti và Beyond Meat khoảng gấp đôi thịt gà thật; tất nhiên khi quy mô sản xuất tăng lên thì giá chắc chắn sẽ hạ.
 
 

TRẦN QUÂN (Tổng hợp từ IEEE Spectrum và internet), STINFO số 9/2013