Sản lượng thịt toàn cầu đã tăng hơn gấp ba lần trong vòng 50 năm qua. Tuy nhiên, khi nhu cầu tiếp tục tăng, ngày càng có nhiều lo ngại về tác động môi trường của ngành công nghiệp thịt, từ phát thải khí nhà kính đến cạn kiệt nguồn nước ngọt. Để đáp lại, thập kỷ qua đã chứng kiến sự bùng nổ của các lựa chọn thay thế thịt và có sự cạnh tranh gay gắt để sản xuất các loại thịt có nguồn gốc thực vật trông và hương vị giống như thật. DAIZ Inc. , một công ty khởi nghiệp của Nhật Bản được thành lập vào năm 2017, đang đi tiên phong trong cách tiếp cận sáng tạo mới đối với thịt có nguồn gốc thực vật bằng cách sử dụng một nguyên liệu lâu đời: đậu nành.
Khai thác sức mạnh của đậu nành
Người Nhật có truyền thống lấy phần lớn protein của họ từ đậu nành, và thực phẩm này đóng góp rất nhiều vào ngành công nghiệp thực phẩm Nhật Bản như một nguyên liệu thô cho đậu phụ, sữa đậu nành, natto, nước tương, miso, dầu và chất nhũ hóa. Ngoài hàm lượng protein cao – bao gồm tất cả chín axit amin thiết yếu – đậu nành còn chứa nhiều chất dinh dưỡng, chẳng hạn như kali, magiê, vitamin B và chất xơ.
Do có giá trị dinh dưỡng cao, đậu nành là thành phần chính trong nhiều loại thịt có nguồn gốc thực vật. Tuy nhiên, hầu hết các công ty sử dụng đậu nành khô hoặc bã đậu nành, một sản phẩm phụ của quá trình sản xuất dầu, để làm thức ăn thay thế cho thịt của họ. Các dạng đậu tương này có hàm lượng vitamin, khoáng chất và axit amin tương đối thấp. Điều này không chỉ hạn chế giá trị dinh dưỡng của chúng mà còn khiến các nhà sản xuất khó nắm bắt được hương vị thịt đích thực đó, vì các axit amin chịu trách nhiệm chính cho hương vị umami đặc biệt của thịt.
Để tối đa hóa hương vị và giá trị dinh dưỡng của đậu nành trong các loại thịt có nguồn gốc thực vật, DAIZ loại bỏ đậu nành khô và bột giấy để thay thế đậu nành nảy mầm. Nảy mầm là quá trình các hạt ngủ đông bùng lên và nảy mầm. Nó được cung cấp năng lượng bởi nguồn dự trữ tinh bột và protein của hạt, các enzym mới được đánh thức nhanh chóng phân hủy thành đường và axit amin. Ở đậu nành, việc tiếp xúc với oxy, carbon dioxide, nhiệt độ tăng và nước trong quá trình nảy mầm sẽ kích hoạt các quá trình trao đổi chất hơn nữa không có trong quá trình nảy mầm bình thường của hạt, dẫn đến tăng hoạt động của enzym và sản xuất axit amin.
Phương pháp nảy mầm Ochiai
Bước đột phá của DAIZ là khai thác các quy trình tự nhiên này để tinh chỉnh hàm lượng dinh dưỡng của đậu nành được sử dụng trong thịt có nguồn gốc thực vật của họ.
Nguồn: Trang chủ DAIZ.
Thành tựu này được dẫn đầu bởi Giám đốc và Giám đốc Công nghệ của DAIZ, Giáo sư Koji Ochiai, một nhà sinh hóa học đã nghiên cứu bí mật của sự nảy mầm trong hơn 30 năm. Sự pha trộn giữa thực phẩm truyền thống và công nghệ tiên tiến được phản ánh trong tên của công ty, được lấy cảm hứng từ các từ tiếng Nhật có nghĩa là ‘đậu tương’ và ‘trí tuệ nhân tạo’.
Quá trình này, được gọi là Phương pháp nảy mầm Ochiai , bắt đầu với đậu nành nguyên hạt. DAIZ chỉ sử dụng giống đậu tương ‘HO Saga’, giống đậu tương được phát triển gần đây tại Đại học Saga của Nhật Bản vì có hàm lượng axit oleic cao. Axit oleic có thể giúp giảm cholesterol và giúp ngăn ngừa các bệnh tim mạch. Nó cũng không tạo ra mùi và vị đặc biệt có thể khiến người tiêu dùng phương Tây bỏ qua các sản phẩm đậu nành.
Tại cơ sở chế biến của công ty, ở phía nam thành phố Kumamoto, những hạt đậu nành được tuyển chọn đặc biệt này được nạp vào các thùng chứa ở đó nhiệt độ và lượng oxy, carbon dioxide và nước được điều chỉnh cẩn thận bằng công nghệ đã được cấp bằng sáng chế. Các điều kiện môi trường kích thích hạt đậu nành nảy mầm. Khi điều này xảy ra, nhiệt độ trong các bể tăng mạnh, oxy nhanh chóng bị tiêu thụ và lượng carbon dioxide tăng lên. Những thay đổi này làm ‘căng thẳng’ hạt đậu nành nảy mầm, tối đa hóa hoạt động của enzym và tăng hàm lượng dinh dưỡng của chúng. Sau khoảng 13 giờ, hàm lượng axit glutamic trong đậu nành đã tăng gấp 10 lần, hàm lượng arginine tăng gấp đôi, isoflavone tăng 4,3 lần và axit gamma-aminobutyric tăng 3,5 lần.
Nguồn: Trang chủ DAIZ.
Điểm mạnh của Phương pháp nảy mầm Ochiai là sử dụng quá trình nảy mầm tự nhiên để tăng thành phần axit amin của đậu nành. Điều này có thể làm thay đổi hương vị và giá trị dinh dưỡng của đậu nành để gần giống với thịt lợn, thịt gà, cá và thịt bò mà không gây ra những hậu quả xấu về môi trường do sản xuất thịt. Trên cơ sở những phẩm chất này, DAIZ đã đặt tên thịt làm từ thực vật của mình là ‘MIRACLE MEAT’, đã được đăng ký thương hiệu.
Mở rộng sang lĩnh vực khám phá ma túy
Phương pháp nảy mầm Ochiai tương tự sản xuất THỊT MIRACLE của DAIZ cũng đã cho phép công ty mở rộng sang lĩnh vực khám phá thuốc . Công ty hiện đang nghiên cứu daidzein, một loại isoflavone tăng nhanh trong đậu nành nảy mầm đã bị kích thích căng thẳng. Trong một thử nghiệm trước tại Quỹ Nghiên cứu Ung thư Nhật Bản, sự phát triển của các tế bào ung thư vú được chiết xuất đã bị ngăn chặn khi bổ sung chất chuyển hóa thứ cấp được chiết xuất của daidzein gọi là glyceollin.
Các nhà khoa học tại DAIZ cũng đã có thể tạo ra phản ứng miễn dịch và trao đổi chất bất thường một cách nhân tạo ở đậu nành và các loại hạt khác đã trải qua Phương pháp nảy mầm Ochiai bằng cách cho chúng tiếp xúc với một loại chất chuyển hóa được gọi là chất kích thích. Điều này kích hoạt đậu nành tạo ra các hợp chất chống vi khuẩn được gọi là phytoalexin. Trong tự nhiên, phytoalexin đóng một vai trò quan trọng trong phản ứng miễn dịch của thực vật chống lại sự xâm nhiễm mầm bệnh. Chúng đã thu hút sự quan tâm vì tiềm năng y học của chúng, nhưng rất khó thu thập bằng công nghệ thông thường, điều này đã cản trở nghiên cứu ứng dụng để khám phá thuốc. Bước đột phá của DAIZ đánh dấu phương pháp đầu tiên trên thế giới để tạo ra nhiều loại phytoalexin với số lượng lớn – một thứ có thể chứng minh một yếu tố thay đổi cuộc chơi trong việc khám phá thuốc.
Trên cơ sở phát hiện này, DAIZ hiện đang tiến hành nghiên cứu chung với Đại học Kyoto, Quỹ Nghiên cứu Ung thư Nhật Bản và một công ty khởi nghiệp trí tuệ nhân tạo từ Viện Công nghệ Massachusetts để tìm kiếm toàn diện các phytoalexins mới, xác định cấu trúc 3D của chúng và sử dụng trí thông minh nhân tạo để nghiên cứu những ảnh hưởng có thể có của chúng. Hơn 30.000 phytoalexin mới đã được phát hiện cho đến nay và DAIZ hy vọng rằng họ sẽ sớm sử dụng đậu nành và các loại hạt khác để sản xuất các loại thuốc mới.
Chiến lược huy động vốn và sở hữu trí tuệ của DAIZ
Hầu hết các công ty khởi nghiệp gặp khó khăn trong việc ghi nhận lợi nhuận vì chi phí nghiên cứu và phát triển đáng kể. Tuy nhiên, DAIZ đã xoay sở để chống lại xu hướng này và đạt được nguồn tài trợ đáng kể nhờ vào công nghệ tiên tiến và việc mua lại đều đặn các quyền đối với công nghệ đó. Đến tháng 4 năm 2022, DAIZ đã huy động được hơn 6 tỷ JPY (37.000 GBP) vốn để phân bổ cho các quỹ nghiên cứu và phát triển và quỹ đầu tư cho sản xuất thiết bị. Sau thành công này, công ty có kế hoạch tăng vốn bổ sung vào năm 2022.
Trọng tâm của chiến lược sở hữu trí tuệ (IP) của DAIZ là hai bằng sáng chế. Bằng sáng chế đầu tiên, không có. 5722518, được nộp vào năm 2007 và là bằng sáng chế cơ bản liên quan đến Phương pháp nảy mầm Ochiai: ‘Phương pháp sản xuất hạt giống cây trồng khác biệt nảy mầm, thực phẩm có chứa polyphenol dễ dàng hòa tan trong nước và / hoặc chất chống oxy hóa của hạt giống cây trồng khác biệt nảy mầm và thiết bị để phân biệt nảy mầm của hạt giống cây trồng. ‘
Thứ hai, số bằng sáng chế. 5795676, được nộp vào năm 2014 và là một sáng chế liên quan đến: ‘Phương pháp sản xuất hạt giống cây xử lý nảy mầm, phương pháp sản xuất hạt giống hướng dẫn nảy mầm, chế phẩm chiết xuất hạt giống cây xử lý nảy mầm và phương pháp sàng lọc.’ Bằng sáng chế được áp dụng này mở rộng phạm vi của bằng sáng chế đầu tiên từ thiết bị đến phương pháp sản xuất, chế phẩm chiết xuất và phương pháp sàng lọc.
DAIZ cũng đang nỗ lực để bảo vệ công việc khám phá ma túy của mình. Vào năm 2019, nó đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế về glyceollin với tư cách là một doanh nghiệp khám phá thuốc. Hơn nữa, cấu trúc phân tử của phytoalexin được tạo ra trong thực vật đáp ứng các điều kiện cần thiết cho nghiên cứu phát hiện thuốc phân tử nhỏ, và có khả năng tạo ra các hợp chất hạt giống phát hiện thuốc.
Ngoài các bằng sáng chế, DAIZ đã tích lũy được một lượng lớn dữ liệu từ quá trình nghiên cứu hạt giống của mình mà nó giữ lại dưới dạng bí mật thương mại. IP này cho phép DAIZ tinh chỉnh các quy trình của mình để sản xuất thịt có nguồn gốc thực vật đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng. Đối với hoạt động kinh doanh khám phá thuốc của DAIZ, công ty có kế hoạch khám phá tiềm năng dược phẩm của thực vật bằng cách sàng lọc các chất tổng hợp để gây căng thẳng cho đậu nành và các loại hạt khác. Những bí mật kinh doanh thu thập được sẽ được tạo ra bởi công trình này có thể hỗ trợ việc khám phá thuốc trong tương lai.
Một chiến lược lấy cảm hứng từ các Mục tiêu Phát triển Bền vững
Với dân số toàn cầu sẽ vượt quá 10 tỷ người vào năm 2050, thế giới phải đối mặt với một cuộc khủng hoảng protein: các hệ thống lương thực hiện tại đơn giản là không thể cung cấp đủ lượng protein cần thiết cho một dân số lớn như vậy. Điều này có nguy cơ làm trầm trọng thêm tình trạng đói và suy dinh dưỡng cho hàng triệu người. Bằng cách cải thiện đáng kể giá trị dinh dưỡng và hương vị của đậu nành, Phương pháp nảy mầm Ochiai và THỊT MIRACLE của DAIZ cung cấp một giải pháp thay thế tươi mới cho sản xuất thịt truyền thống. Bằng cách này, công ty đặt mục tiêu đóng góp đáng kể vào Mục tiêu Phát triển Bền vững (SDG) 2 của Liên hợp quốc , trong đó kêu gọi cải thiện dinh dưỡng và an ninh lương thực và chấm dứt nạn đói trên thế giới.
DAIZ cũng được hướng dẫn bởi SDGs 13 và 15, giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu và cuộc sống trên đất liền , và công ty đang tích cực theo đuổi các sản phẩm mới để thay thế các nguồn protein truyền thống, gây hại cho môi trường. Chúng bao gồm các lựa chọn thay thế trứng và sữa cũng như ‘bột ngũ cốc giàu axit amin’ rẻ tiền và có khả năng hấp thụ cao, có thể thay thế cho bột protein thực vật thông thường. Để đối phó với SDG 14 , nhằm thu hút sự chú ý đến những thách thức mà sinh vật biển phải đối mặt, DAIZ cũng đang quảng cáo thịt làm từ thực vật của mình như một loại thức ăn giàu protein cho nuôi trồng thủy sản.
Trong khi đó, nghiên cứu dược phẩm của công ty đề cập trực tiếp đến SDG 3 , vốn đặt ra các mục tiêu toàn cầu đầy tham vọng nhằm cải thiện sức khỏe và hạnh phúc. Với việc sàng lọc thông lượng cao các thư viện hợp chất tổng hợp tạo ra các kết quả hạn chế, sự tập trung của DAIZ vào sự đa dạng đáng kinh ngạc của các hợp chất tự nhiên do thực vật sản xuất có tiềm năng phục hồi lĩnh vực quan trọng của việc khám phá thuốc. Tổng hợp lại, công việc đổi mới của DAIZ trong lĩnh vực thực phẩm và y học đang giúp công ty đạt được mục tiêu cải thiện sức khỏe của con người và hành tinh.
NGUỒN: WIPO