Hướng Đi Mới Trong Ngành Thực Phẩm: Xà Lách Biến Thái Thành Nhà Máy Sản Xuất Thịt

Xà lách và công nghệ sinh học đột phá

Trong bối cảnh cần tìm kiếm các biện pháp thay thế cho ngành chăn nuôi truyền thống, một nhóm nghiên cứu từ Đại học Hoàng gia London đã thực hiện thành công một dự án ấn tượng. Họ đã ứng dụng công nghệ sinh học để biến đổi cây xà lách và cây thuốc lá thành những “nhà máy” tự sản xuất myoglobin – loại protein cung cấp màu sắc và vị đặc trưng cho thịt.

Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Frontiers in Plant Science cho thấy rằng với việc đưa gen myoglobin từ heo vào bộ gen lục lạp của các loài thực vật này, hàm lượng protein đạt khoảng 2,7% ở cây thuốc lá và 1,5% ở xà lách. Alexia Groff, một trong những tác giả nghiên cứu, khẳng định đây là lần đầu tiên điều này được chứng minh trên quy mô thực vật bậc cao.

Myoglobin không chỉ là nguồn protein chủ chốt trong thịt mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc lưu trữ oxy, mang sắt heme và quyết định màu sắc cho thịt. Điều đặc biệt là sắt heme trong myoglobin có khả năng hấp thụ tốt hơn so với sắt phi heme có trong thực vật, mang lại hương vị đậm đà khi thưởng thức.

Lợi ích khi cấy gen vào lục lạp

Trước đây, việc sản xuất protein động vật thường phụ thuộc vào phương pháp lên men từ các vi sinh vật như E. coli. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đã áp dụng phương pháp mới, tích hợp gen vào lục lạp – bộ phận thực vật thực hiện quang hợp.

Việc sử dụng lục lạp để sản xuất myoglobin giúp sử dụng môi trường sinh hóa tự nhiên của thực vật, tạo ra sự thuận lợi trong quá trình hình thành và phát triển của protein. Các nhà khoa học đã sử dụng kỹ thuật bắn gen để đưa DNA vào tế bào lá, sau đó chọn lọc và tái sinh những cây trồng đã chuyển đổi gen thành công.

Kết quả từ các thử nghiệm cho thấy hàm lượng myoglobin trong lục lạp sản xuất cao hơn ít nhất ba lần so với phương pháp truyền thống. Cây trồng đã chuyển gen vẫn phát triển bình thường và có thể di truyền khả năng sản xuất protein cho thế hệ tiếp theo. Điều này mở ra cơ hội để thêm trực tiếp sinh khối thực vật vào thực phẩm mà không cần qua quy trình chế biến phức tạp.

Những thách thức trong quy trình sản xuất

Mặc dù nghiên cứu đã cho thấy sự tiến bộ về sản xuất myoglobin, vẫn còn những vấn đề lớn cần giải quyết. Tỷ lệ kết hợp heme của myoglobin trong cây chỉ đạt khoảng 35%, thấp hơn so với 80% của vi khuẩn E. coli, điều này làm hạn chế khả năng sử dụng trong thực phẩm.

Để nâng cao hiệu quả, nhóm nghiên cứu đã đề xuất tăng cường hoạt động của enzyme ferrochelatase 1 (FC1) hoặc bổ sung tiền chất axit 5-aminolevulinic (ALA). Tuy nhiên, lượng myoglobin vẫn thấp hơn khoảng 10 lần so với cơ bắp động vật tự nhiên, nên vẫn cần một quá trình kiểm duyệt khắt khe trước khi công nghệ này có thể được ứng dụng rộng rãi trong thực phẩm.