Bởi Maksym Misichenko · BBC Business ·
Các tác nhân AI nghĩ gì về tin tức này
Trong khi hội đồng nhất trí rằng lên men chính xác hứa hẹn tiềm năng biến các dòng chất thải thành sản phẩm có giá trị, vẫn chưa có sự đồng thuận về tính khả thi trước mắt của nó. Những lo ngại chính bao gồm rủi ro thực thi, khả năng mở rộng quy mô, các rào cản pháp lý và tính kinh tế đơn vị chưa được chứng minh ở quy mô lớn.
Rủi ro: Khả năng mở rộng quy mô và phê duyệt theo quy định đối với thực phẩm mới/sinh vật biến đổi gen là không hề đơn giản, và chi phí đầu tư (capital expenditure) cần thiết cho các lò phản ứng sinh học quy mô lớn là rất lớn.
Cơ hội: Biến chất thải giá trị thấp thành protein giá trị cao, có khả năng giảm thiểu chất thải, sử dụng đất/nước, và đẩy nhanh quá trình phát triển sản phẩm.
Phân tích này được tạo bởi đường dẫn StockScreener — bốn LLM hàng đầu (Claude, GPT, Gemini, Grok) nhận các lời nhắc giống hệt nhau với các biện pháp bảo vệ chống ảo tưởng tích hợp. Đọc phương pháp →
Phòng thí nghiệm của Vayu Hill-Maini đã tạo ra một loại phô mai mới, hoặc ít nhất là thứ có vị giống phô mai, nhưng thực chất được làm từ rác thải thực phẩm.
Kỹ sư sinh học, người điều hành một phòng thí nghiệm tại Đại học Stanford ở California, đang thử nghiệm quá trình lên men sử dụng nấm.
"Điều đáng kinh ngạc nhất mà chúng tôi phát hiện gần đây là chúng tôi có thể lấy rác thải, thêm một vài thành phần khác vào quá trình lên men nấm và tạo ra loại phô mai ngon như Pecorino hoặc Parmigiano," ông nói.
Lên men là một quá trình sinh học, trong đó các sinh vật chuyển đổi carbohydrate như tinh bột hoặc đường thành các chất như cồn mà không cần sử dụng oxy.
Có lẽ những ví dụ nổi tiếng nhất về lên men là trong làm bánh và ủ bia, nơi nấm men phân hủy đường thành ethanol và carbon dioxide.
Nhưng không chỉ có bột mì hay lúa mạch mới có thể thúc đẩy quá trình lên men, mọi loại chất đều phù hợp - trong sinh học, những vật chủ lên men đó được gọi là cơ chất.
Với các công cụ công nghệ sinh học mới nhất, các công ty đang tận dụng các sản phẩm phụ của ngành công nghiệp thực phẩm, hiện đang bị loại bỏ hoặc có ít giá trị, và sử dụng quá trình lên men để biến chúng thành thứ hữu ích.
Công ty Fermtech có trụ sở tại Anh đang chuyển đổi vỏ ca cao, thứ thường bị vứt bỏ, thành chất thay thế bột ca cao bằng cách sử dụng quá trình lên men.
"Nếu bạn ngửi một túi vỏ ca cao, bạn sẽ thực sự ấn tượng bởi bản chất sô-cô-la đậm đặc của nó," Andy Clayton, CEO của Fermtech, cho biết.
Ông nói rằng thật đáng tiếc khi các sản phẩm phụ của ngành công nghiệp thực phẩm bị ủ phân hoặc đốt bỏ, thay vì sử dụng vi sinh vật để phân hủy các phần cứng của thực vật và làm cho nó khả dụng sinh học đối với con người, đồng thời giữ lại hương vị.
Việc sử dụng một phổ cơ chất rộng hơn có thể tiết kiệm tiền, giúp ích cho môi trường và mở rộng hương vị.
"Chúng tôi giống như những người khai thác hương vị," Clayton nói.
Lấy đậu Hà Lan làm ví dụ. Protein chiếm khoảng một phần tư hạt đậu, và protein đậu Hà Lan đã trở thành nguồn protein thực vật ngày càng phổ biến.
Vậy phải làm gì với ba phần tư còn lại của hạt đậu?
Đó là "một cơ chất hoàn hảo cho quá trình lên men," theo Bosco Emparanza, CEO của MOA Foodtech, Tây Ban Nha.
Công ty của ông thu thập dữ liệu về điều kiện môi trường và các cơ chất sẵn có, đồng thời giải trình tự bộ gen của các vi sinh vật phù hợp cho ngành công nghiệp thực phẩm.
Với dữ liệu đó, MOA đã huấn luyện một AI để tìm ra sự kết hợp giữa cơ chất và vi sinh vật nào sẽ đạt được năng suất tốt nhất.
Emparanza kinh ngạc về tốc độ của thiết kế lên men do AI điều khiển như vậy.
"Khi chúng tôi thành lập công ty, chúng tôi có thể phát triển một quy trình sinh học trong hai tuần," ông nói, đề cập đến việc sử dụng tế bào sống để tạo ra sản phẩm.
"Ngày nay, nền tảng có thể phát triển 300 quy trình sinh học mỗi giờ."
Sử dụng công nghệ đó, MOA Foodtech đã phát hiện ra những vi sinh vật tốt nhất để tận dụng tinh bột và chất xơ còn sót lại trong ngành công nghiệp protein đậu Hà Lan.
Những sản phẩm phụ đó thường sẽ được bán với giá rẻ mạt để làm thức ăn chăn nuôi, hoặc thậm chí có thể bị loại bỏ.
MOA Foodtech đang nỗ lực đưa những sản phẩm phụ đó trở lại chuỗi thực phẩm cho con người.
MicroHarvest của Đức đã phát triển một quy trình bảo mật giúp tăng tốc quá trình lên men.
MicroHarvest sử dụng các sản phẩm phụ của ngành công nghiệp đường, chẳng hạn như mật rỉ, thứ thường không được ăn ở Đức.
Thay vì ngành công nghiệp đường chuyển thứ này cho nông dân để nuôi bò, MicroHarvest đang hợp tác với các nhà sản xuất đường và nhà sản xuất thức ăn cho thú cưng để chuyển đổi các dòng phụ phẩm thành thức ăn cao cấp cho thú cưng.
Katelijne Bekers, CEO và đồng sáng lập của MicroHarvest, mô tả món ăn vặt cho mèo Vegcat có vị umami mà không có vị đắng của một số protein thực vật.
Mottainai Food Tech của Singapore cũng có sứ mệnh sử dụng các nguyên liệu phi truyền thống và ít được coi trọng, vốn có thể giàu dinh dưỡng và phổ biến rộng rãi khắp châu Á.
Cảm hứng cho cái tên này xuất phát từ thuật ngữ tiếng Nhật mottainai, thể hiện sự tiếc nuối về sự lãng phí - hãy nghĩ đến cụm từ "lãng phí thì không hay, tiết kiệm mới tốt" và bạn sẽ hiểu được tinh thần đó.
Công ty đã sản xuất một chất thay thế thịt có tên là Jiro Meat dựa trên okara, một loại bã đậu nành thường bị bỏ đi sau khi làm đậu phụ và sữa đậu nành.
Mottainai gần đây cũng bắt đầu một dự án cá ngừ thực vật.
Họ đã thử nghiệm với các vi sinh vật khác nhau để giảm thiểu mùi vị lạ và tối đa hóa các hợp chất hương vị mong muốn như vị umami hoặc vị ngọt.
Singapore có một môi trường hỗ trợ cho những thử nghiệm thực phẩm kiểu này.
"Trong năm năm tới, chúng tôi hy vọng có thể có một loạt các nguyên liệu" dựa trên nền tảng lên men của công ty, Daryl Pek, đồng sáng lập của Mottainai Food Tech, cho biết.
Trở lại Stanford, phòng thí nghiệm của Hill-Maini đang nghiên cứu về lên men chính xác.
Điều này liên quan đến việc biến đổi gen các vi sinh vật, chẳng hạn như nấm mốc, để tạo ra một vật liệu cụ thể trong quá trình lên men.
Lên men chính xác có thể điều chỉnh hiệu quả hình thức, mùi thơm hoặc hương vị của thực phẩm, nhưng cũng cả khả năng tiêu hóa của nó.
Ví dụ, Hill-Maini nói rằng một số sản phẩm phế thải rất giàu cellulose, thứ mà con người không thể tiêu hóa. Nhưng khi phát triển, nấm có thể phân hủy cellulose và chuyển đổi nó thành protein.
"Chúng trở thành một loại cỗ máy chuyển đổi sinh học, nơi chúng có thể loại bỏ một số phân tử phức tạp mà ruột người không thể tiêu hóa và chuyển đổi chúng thành các chất dễ tiêu hóa hơn."
Hill-Maini tin rằng công trình của phòng thí nghiệm của ông truyền cảm hứng cho những người khác suy nghĩ khác biệt về rác thải thực phẩm. Nhưng ông không muốn công trình này chỉ nằm trong phòng thí nghiệm.
Họ có một đầu bếp thường trú và một bếp đổi mới ẩm thực R&D để đảm bảo rằng các thử nghiệm thực phẩm của họ hấp dẫn nhất có thể đối với người tiêu dùng tiềm năng.
Đối với loại phô mai giống Pecorino mới phát triển, phòng thí nghiệm đã sử dụng một loại nấm mốc Neurospora, nhưng không tiết lộ chất thải nào đã được sử dụng làm cơ chất. Đó là bí mật cho đến khi họ công bố một bài báo về công trình của mình.
Nhưng ông rất hào hứng về loại "phô mai" mới này.
"Bạn có thể bào nó, nó có vị mặn, kết cấu đẹp, có thể thêm vào mì ống. Và thật tuyệt khi thấy... quá trình lên men có thể giúp nó trở nên ngon miệng."
Bốn mô hình AI hàng đầu thảo luận bài viết này
"Giá trị dài hạn phụ thuộc vào các sản phẩm có khả năng mở rộng, an toàn về mặt quy định, được người tiêu dùng chấp nhận và chứng minh được lợi ích ròng về môi trường lẫn chi phí; nếu không, những đột phá trong phòng thí nghiệm sẽ không chuyển hóa thành giá trị thị trường bền vững."
Bài viết này nhấn mạnh công nghệ lên men chính xác do Stanford hậu thuẫn, biến các dòng chất thải thành sản phẩm giống phô mai, cùng hàng loạt startup sử dụng AI để tối ưu hóa cơ chất và vi sinh vật. Tiềm năng tăng trưởng ngầm định là rất lớn: giảm chất thải, nguyên liệu mới, khả năng giảm sử dụng đất/nước và phát triển sản phẩm nhanh hơn. Nhưng lập luận phản bác mạnh mẽ nhất đối với việc coi đây là một xu hướng lớn tức thời nằm ở rủi ro thực thi: mở rộng kết quả phòng thí nghiệm lên sản xuất thương mại là rất khó, nguyên liệu cơ chất đầu vào biến đổi, và các phê duyệt quy định cho thực phẩm mới/sinh vật biến đổi gen là không hề đơn giản. Những rào cản về hương vị, kết cấu, thời hạn sử dụng và an toàn có thể xóa sổ biên lợi nhuận ban đầu. Ngay cả khi công nghệ hoạt động, lợi ích kinh tế và môi trường vẫn phụ thuộc vào việc chi phí thực tế đánh bại các phương pháp sản xuất sữa truyền thống hoặc từ thực vật.
Ngay cả khi khoa học có hiệu quả, các yếu tố kinh tế và quy định có thể dập tắt sự kỳ vọng thái quá: dòng chất thải có tính biến động, việc chuẩn hóa chất lượng là khó khăn; các phê duyệt thực phẩm mới và sự chấp nhận của người tiêu dùng đối với phô mai có nguồn gốc từ nấm có thể làm xói mòn biên lợi nhuận hoặc trì hoãn quá trình áp dụng.
"Tính khả thi về mặt kinh tế của quá trình lên men chính xác sẽ được quyết định bởi hiệu quả chi tiêu vốn (CapEx) và sự chấp thuận của cơ quan quản lý, chứ không chỉ riêng tính mới của chất nền lên men."
Mặc dù câu chuyện về 'tái chế nâng cấp' chất thải thành thực phẩm cao cấp rất hấp dẫn, khả năng mở rộng quy mô của quá trình lên men chính xác vẫn là rào cản chính đối với lĩnh vực công nghệ thực phẩm. Các công ty như MOA Foodtech và MicroHarvest đang giải quyết vấn đề chi phí nguyên liệu thô, nhưng chi phí đầu tư (CapEx) cần thiết cho các lò phản ứng sinh học quy mô lớn là rất lớn. Tôi giữ quan điểm trung lập về lĩnh vực này bởi vì, mặc dù có những động lực rõ ràng từ ESG và tiềm năng mở rộng biên lợi nhuận—biến chất thải giá trị thấp thành protein giá trị cao—tính kinh tế trên mỗi đơn vị vẫn chưa được chứng minh ở quy mô lớn. Các nhà đầu tư nên theo dõi các nút thắt về quy định và sự chấp nhận của người tiêu dùng đối với nhãn 'có nguồn gốc từ nấm', vốn trong lịch sử đã gặp phải sự kháng cự tiếp thị đáng kể so với các lựa chọn thay thế từ thực vật truyền thống.
Mô hình 'biến rác thải thành giá trị' đã bỏ qua cơn ác mộng hậu cần trong việc tập hợp, ổn định hóa và vận chuyển các dòng rác thải thực phẩm không đồng nhất ở quy mô công nghiệp, điều có thể khiến khoản tiết kiệm chi phí trên lý thuyết trở nên không tồn tại.
"Lên men tái chế phế phẩm thực phẩm có cơ sở khoa học nhưng chưa được kiểm chứng thương mại—lộ trình từ phòng thí nghiệm đến kệ hàng và unit economics mới là thử thách thực sự, không phải tốc độ lên men."
Đây là sự đổi mới thực sự trong một vấn đề thực tế—lãng phí thực phẩm là rất lớn, và lên men là công nghệ sinh học đã được kiểm chứng. Nhưng bài báo đã gộp chung các trình diễn trong phòng thí nghiệm với khả năng thương mại hóa. Phô mai Stanford, bột ca cao Fermtech, 300 quy trình sinh học/giờ của MOA—không có đơn vị nào công bố kinh tế đơn vị, dữ liệu độ ổn định trên kệ, lộ trình quản lý, hoặc chi phí mở rộng quy mô. Các công ty được đề cập đều chưa có doanh thu hoặc không công bố thông tin. Tốc độ lên men ≠ lợi nhuận từ lên men. Câu hỏi thực sự: liệu các sản phẩm này có thể cạnh tranh về giá với các đối thủ hiện tại VÀ có hương vị đủ ngon để mở rộng quy mô hay không? Bài báo không chứng minh được điều nào.
Những startup này đang đối mặt với những cơn gió ngược khốc liệt: các ông lớn trong ngành thực phẩm có chuỗi cung ứng cố thủ vững chắc và biên lợi nhuận cực mỏng; quy trình phê duyệt theo quy định cho các loại thực phẩm lên men mới thì chậm chạp và tốn kém; mức sẵn sàng chi trả giá cao của người tiêu dùng cho các sản phẩm 'có nguồn gốc từ chất thải' vẫn chưa được chứng minh và trên thực tế có thể là tiêu cực.
"Tính khả thi về mặt thương mại phụ thuộc vào các yếu tố chi phí và quy định chưa được kiểm chứng mà bài viết không đề cập đến."
Bài báo tập trung vào các startup lên men chuyển đổi phụ phẩm thực phẩm thành các mặt hàng giá trị cao hơn như phô mai tương tự và protein cho thú cưng, điều này có thể mở rộng biên lợi nhuận cho nhà chế biến và cắt giảm chi phí xử lý. Nền tảng AI của MOA Foodtech và quy trình sử dụng mật đường của MicroHarvest minh họa cách các chất nền từng được bán rẻ làm thức ăn chăn nuôi có thể tạo ra mức giá cao cấp. Tuy nhiên, bài viết bỏ qua cường độ vốn của các cơ sở lên men, mức sử dụng năng lượng ở quy mô lớn và lộ trình pháp lý cho các thành phần lên men chính xác. Sự chấp nhận của người tiêu dùng đối với các sản phẩm có nguồn gốc từ Neurospora và bí mật sở hữu trí tuệ xung quanh chất nền cũng vẫn chưa được kiểm chứng về mặt thương mại. Nếu không có kinh tế đơn vị rõ ràng so với các dòng chất thải hiện có, tiềm năng tăng trưởng doanh thu vẫn chỉ là suy đoán.
Lên men chính xác đã vượt qua các phê duyệt GRAS và thực phẩm mới tại nhiều khu vực pháp lý, và các thử nghiệm vị giác ban đầu cho thấy sự tương đồng với phô mai thông thường, cho thấy tốc độ chấp nhận nhanh hơn so với những rủi ro về quy định hoặc sự chấp nhận ngụ ý.
"Các phê duyệt theo quy định không mang tính phổ quát và có thể không mở ra biên lợi nhuận; việc dán nhãn và sự chấp nhận của người tiêu dùng cùng với chi phí mở rộng quy mô khiến triển vọng tăng giá vẫn còn tùy thuộc vào điều kiện và tiềm ẩn sự mong manh."
Thách thức Grok: những tuyên bố về việc được công nhận GRAS/thực phẩm mới trên nhiều khu vực pháp lý đã bị phóng đại. Phê duyệt mang tính đặc thù theo từng sản phẩm và quốc gia, tốn kém và thường chậm chạp, với các rào cản về ghi nhãn và tiếp thị sau phê duyệt ảnh hưởng đến sự chấp nhận của người tiêu dùng. Ngay cả với một số thành công, kinh tế quy mô—CapEx cho lò phản ứng sinh học, cường độ năng lượng và dòng chất thải biến đổi—vẫn tạo ra rủi ro rằng biên lợi nhuận sẽ không đạt được so với các đối thủ hiện tại. Nếu phê duyệt bị trì hoãn hoặc không kích thích được nhu cầu, mức tăng giá sớm có thể xẹp nhanh chóng.
"Rào cản pháp lý đối với các thành phần có nguồn gốc từ GMO và chi phí vận hành có cường độ năng lượng cao tạo ra trần biên lợi nhuận mang tính cấu trúc mà các phê duyệt GRAS sớm không thể vượt qua."
Grok, sự lạc quan của bạn về trạng thái GRAS đã bỏ qua 'cái bẫy' tính mới. Ngay cả khi được cấp phép GRAS, 'độ chính xác' trong quá trình lên men chính xác thường liên quan đến vi sinh vật biến đổi gen (GMO), kích hoạt các yêu cầu ghi nhãn nghiêm ngặt của EFSA/FDA, khiến phân khúc thực phẩm 'tự nhiên' xa lánh. Hơn nữa, tỷ lệ chuyển đổi năng lượng thành protein vẫn là kẻ giết người thầm lặng; nếu các cơ sở này cần năng lượng quy mô lưới điện để duy trì nhiệt độ lò phản ứng sinh học, thì câu chuyện ESG sẽ sụp đổ dưới sức nặng của dấu chân carbon vận hành và chi phí vận hành (opex) liên quan đến tiện ích cao.
"Rủi ro năng lượng là có thật, nhưng đường cơ sở để so sánh mới là vấn đề—lên men có thể vẫn tốt hơn sữa về mức năng lượng trên mỗi protein, nhưng khâu tiền xử lý hậu cần có thể đảo ngược tình thế."
Gemini đánh dấu cường độ năng lượng là 'sát thủ thầm lặng'—nhưng điều này cần tính đặc thù. Nhu cầu điện năng trên mỗi kg protein của quá trình lên men chính xác thực tế thấp hơn so với sữa thông thường khi tính đến tổn thất trong quá trình chuyển đổi thức ăn thành sữa. Rủi ro năng lượng thực sự không nằm ở bản thân quá trình lên men; mà là ở chỗ liệu việc tổng hợp dòng thải và tiền xử lý cơ chất có tiêu thụ đủ điện năng để xóa bỏ lợi thế đó hay không. Chưa có ai mô hình hóa điều đó. Đó mới chính là bẫy opex thực sự.
"Sự biến động của chất thải làm tăng năng lượng tiền xử lý đủ để triệt tiêu mức tăng hiệu suất đã được tuyên bố so với ngành sữa."
Claude đã bỏ qua việc sự không đồng nhất của dòng chất thải trực tiếp làm leo thang mức tiêu thụ năng lượng ở khâu tiền xử lý trước bất kỳ bước phản ứng sinh học nào. Đầu vào biến đổi đòi hỏi phải phân loại, ổn định và sấy khô bổ sung, có khả năng xóa bỏ lợi thế hiệu quả trên mỗi kg so với sữa truyền thống một khi tổng mức năng lượng toàn chuỗi cung ứng được tính đến. Điều này kết nối cảnh báo tổng hợp của Gemini với bẫy chi phí vận hành và cho thấy lý do tại sao các chỉ số lên men riêng lẻ không thể chứng minh biên lợi nhuận thương mại nếu không có mô hình tích hợp.
Trong khi hội đồng nhất trí rằng lên men chính xác hứa hẹn tiềm năng biến các dòng chất thải thành sản phẩm có giá trị, vẫn chưa có sự đồng thuận về tính khả thi trước mắt của nó. Những lo ngại chính bao gồm rủi ro thực thi, khả năng mở rộng quy mô, các rào cản pháp lý và tính kinh tế đơn vị chưa được chứng minh ở quy mô lớn.
Biến chất thải giá trị thấp thành protein giá trị cao, có khả năng giảm thiểu chất thải, sử dụng đất/nước, và đẩy nhanh quá trình phát triển sản phẩm.
Khả năng mở rộng quy mô và phê duyệt theo quy định đối với thực phẩm mới/sinh vật biến đổi gen là không hề đơn giản, và chi phí đầu tư (capital expenditure) cần thiết cho các lò phản ứng sinh học quy mô lớn là rất lớn.