Tự in ra thức ăn, thị trường in 3D thực phẩm tỷ USD

In ra thực phẩm - "công nghiệp hóa" bữa ăn

Ăn uống là một trong những hoạt động quan trọng nhất của cuộc sống, giúp duy trì sự sống. Nhưng thế giới đang đối mặt với tình trạng khá ngặt nghèo về an ninh lương thực. Theo thống kê của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hợp quốc, trong khoảng 20 năm qua, diện tích đất trồng trọt tính theo mỗi người giảm khoảng 20%. Tóm lại, nếu cách đây 20 năm, mỗi người trên trái đất có 5 khoảnh đất để trồng rau củ, chăn nuôi lấy thịt để ăn, thì bây giờ mỗi người chỉ còn có 4 mảnh đất mà thôi.

Một trong những giải pháp cho tình trạng này, là tự cấy thịt và rau trong phòng thí nghiệm, hoặc là tự in ra thức ăn. Ẩm thực Italy - di sản văn hóa phi vật thể của nhân loại - đang đối mặt với một "đối thủ" không ngờ tới. Không đến từ một quốc gia khác, mà từ chính các phòng thí nghiệm. Tại Italy, thực phẩm nuôi cấy trong phòng thí nghiệm và in 3D đang được phát triển như một lời giải cho bài toán khí hậu, tài nguyên và an ninh lương thực - từ trái đất cho tới không gian.

Tại trung tâm nghiên cứu ENEA, trong phòng thí nghiệm Nông nghiệp 4.0, các nhà khoa học không còn trồng cây theo cách truyền thống. Thay vào đó, họ nuôi cấy tế bào thực vật trên các giá thể nhân tạo, mô phỏng điều kiện đất trồng trong môi trường hoàn toàn kiểm soát. Theo các nhà nghiên cứu, khi diện tích đất canh tác ngày càng thu hẹp và chất lượng đất suy giảm do biến đổi khí hậu, sản xuất thực phẩm buộc phải dịch chuyển khỏi mô hình nông nghiệp phụ thuộc đất đai.

Bà Silvia Massa - Trưởng phòng thí nghiệm Nông nghiệp 4.0, ENEA cho biết: "Trong bối cảnh đất canh tác ngày càng ít đi, chất lượng đất suy giảm và biến đổi khí hậu buộc chúng ta phải tìm những cách tiếp cận mới, mục tiêu là tiếp tục sản xuất những thực phẩm quen thuộc, nhưng trong một điều kiện hoàn toàn khác".

Không dừng lại ở việc trồng cây trong phòng lab, tham vọng xa hơn của ENEA là nuôi cấy trực tiếp tế bào thực vật - bỏ qua toàn bộ quá trình sinh trưởng tự nhiên.

Bà Silvia Massa - Trưởng phòng thí nghiệm Nông nghiệp 4.0, ENEA chia sẻ: "Mục tiêu là trồng ngoài môi trường tự nhiên, trong phòng thí nghiệm, trên các giá thể nhân tạo. Nhưng ý tưởng tiên phong hơn nữa là không trồng cả cây, mà chỉ trồng chính các tế bào của nó".

Những tế bào thực vật sau đó được đưa tới EltHub - đối tác công nghiệp của dự án Nutri3D - để trở thành "mực thực phẩm" cho máy in 3D. Tại đây, các thanh dinh dưỡng, bánh ngọt và sản phẩm dạng snack được in từng lớp, sử dụng nguyên liệu từ tế bào thực vật nuôi cấy và phụ phẩm ngành chế biến nông sản. Theo ENEA, cách tiếp cận này giúp tận dụng tối đa tài nguyên, giảm lãng phí và mở ra một chuỗi giá trị thực phẩm mới.

Ở giai đoạn thử nghiệm thị trường, ENEA cho biết 59% người được khảo sát sẵn sàng dùng thử thực phẩm in 3D. Mức giá cao hơn không còn là rào cản tuyệt đối, nếu người tiêu dùng cảm thấy mình đang tham gia vào một mô hình sản xuất bền vững.

Không gian vũ trụ cũng là một thị trường tiềm năng. Theo EltHub, thực phẩm in 3D có thể cung cấp đầy đủ dinh dưỡng trong điều kiện không thể mang theo trái cây tươi.

Ông Ermanno Petricca - Giám đốc EltHub nêu ý kiến: "Đây là trái cây dành cho các phi hành gia. Thông qua máy in 3D như thế này, họ vẫn có thể hấp thụ các giá trị dinh dưỡng của trái cây tươi".

Quay lại trái đất, công nghệ này đã bước vào nhà hàng. Tại Rome, Impact Food đưa thịt thực vật in 3D vào thực đơn, với mục tiêu tái tạo kết cấu và trải nghiệm ăn thịt. Từ phòng thí nghiệm, dây chuyền in 3D, cho tới bàn ăn và thậm chí là không gian, thực phẩm tương lai đang dần thoát khỏi khái niệm thử nghiệm. Đây không phải sự thay thế ẩm thực truyền thống, mà là một nhánh mới của ngành công nghiệp thực phẩm - nơi công nghệ, bền vững và giá trị kinh tế bắt đầu hội tụ.

Bài toán kinh tế của thực phẩm nhân tạo

Với thực phẩm nuôi cấy tế bào trong phòng thí nghiệm, điều đáng chú ý là tổng vốn đầu tư tích lũy trên toàn cầu đã vượt mốc hàng tỷ USD, dù hai năm gần đây dòng tiền đã trở nên thận trọng hơn. Cụ thể, tổng vốn đầu tư toàn cầu vào thực phẩm nuôi cấy tế bào và hải sản nuôi cấy từ năm 2013 đến nay là 3,1 tỷ USD. Riêng năm 2023, vốn đầu tư cho mảng này huy động khoảng 225,9 triệu USD.

In 3D thực phẩm hiện vẫn là một thị trường ngách, song tốc độ tăng trưởng cao nhờ nhu cầu cá nhân hóa dinh dưỡng và thiết kế thực phẩm theo yêu cầu. Dự báo thị trường in 3D thực phẩm đạt khoảng 2,26 tỷ USD vào năm 2030, với tốc độ tăng trưởng bình quân hơn 34% mỗi năm.

Thách thức lớn nhất hiện nay không còn là công nghệ có khả thi hay không, mà là liệu giá thành có đủ thấp để tiếp cận thị trường đại chúng hay không. Trước đây, để nuôi cấy được 1 kg thịt tốn khoảng 2 triệu USD, nay đã giảm xuống khoảng 63 USD/kg. Tức là từ hơn 50 tỷ đồng để nuôi cấy 1 kg thịt nhân tạo, giảm xuống chỉ còn gần 2 triệu đồng. Dù vậy, mức giá này vẫn được đánh giá là cao và mới chỉ phù hợp với sản xuất quy mô nhỏ.

Ngoài ra còn rào cản quản lý, vì đây là thực phẩm trực tiếp đi vào cơ thể con người. Mỹ là một trong những quốc gia đi trước, nhưng việc thương mại hóa vẫn phụ thuộc quy trình kiểm soát nghiêm ngặt.

Rủi ro của thị trường thực phẩm nhân tạo

Tóm lại, dòng tiền đã hiện diện, thị trường thực phẩm nhân tạo tăng nhanh nhưng quy mô còn nhỏ, thực phẩm nuôi cấy tế bào vẫn bị chi phối bởi bài toán chi phí và khung pháp lý: ai hạ được giá thành và vượt rào cản quản lý sớm hơn sẽ nắm lợi thế thị trường. Đây có thể là tương lai của ngành thực phẩm, thu hút hàng tỷ USD đầu tư và nhiều kỳ vọng về một mô hình sản xuất không cần chăn nuôi. Nhưng sự thật là khi bước ra khỏi phòng thí nghiệm, không phải sản phẩm nào cũng đi sâu được vào thị trường.

Một trong những trường hợp điển hình là Believer Meats, startup nuôi cấy thịt có quy mô lớn tại Mỹ và Israel. Dù đã được cơ quan chức năng Mỹ cấp phép thương mại hóa thịt gà nuôi cấy, doanh nghiệp này vẫn phải chấm dứt hoạt động cách đây vài tuần do cạn vốn và vướng tranh chấp tài chính liên quan đến chi phí xây dựng nhà máy, với số tiền lên tới hàng chục triệu USD.

Tại châu Âu, Meatable - startup Hà Lan từng được đánh giá cao với công nghệ nuôi cấy thịt lợn - cũng vừa bị buộc phải đóng cửa sau nhiều năm nghiên cứu vì không thể huy động thêm vốn trong bối cảnh nhà đầu tư trở nên thận trọng hơn.

Những trường hợp này không phải cá biệt. Các phân tích trong ngành cho thấy phần lớn doanh nghiệp thịt nuôi cấy vẫn chưa vượt qua được bài toán chi phí, quy mô sản xuất và nhu cầu thị trường. Công nghệ có thể tiến rất nhanh, nhưng thị trường lại không chờ đợi. Từ làn sóng kỳ vọng ban đầu, ngành thịt nuôi cấy đang bước vào giai đoạn sàng lọc khắc nghiệt, nơi chỉ những mô hình đủ bền về tài chính và đủ gần với nhu cầu người tiêu dùng mới có cơ hội tồn tại.

Thực phẩm tương lai có thể được tạo ra bằng công nghệ, nhưng không thể thoát ly các quy luật của thị trường. Khi đất đai thu hẹp và dân số tăng nhanh, đổi mới sẽ là tất yếu. Tuy nhiên, chỉ những giải pháp vừa khả thi về kinh tế, vừa được xã hội chấp nhận mới có thể đi đường dài.