Dân số thế giới đang không ngừng gia tăng, kéo theo những thách thức nghiêm trọng đối với an ninh lương thực toàn cầu. Theo dự báo, dân số toàn cầu sẽ đạt mức 9,7 tỷ người vào năm 2050, và nhu cầu về lương thực sẽ tăng lên tương ứng. Tuy nhiên, các nguồn tài nguyên thiên nhiên cần thiết cho sản xuất lương thực lại đang bị cạn kiệt. Để đối mặt với thách thức này, các nhà khoa học và công nghệ đã phát triển nhiều giải pháp nhằm tối ưu hóa sản xuất thực phẩm và sử dụng bền vững các nguồn tài nguyên.
1. Kinh tế tuần hoàn trong sản xuất thực phẩm
Kinh tế tuần hoàn là mô hình phát triển bền vững bằng cách tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên và giảm thiểu chất thải. Trong hệ thống tuần hoàn, các phụ phẩm và chất thải từ quá trình sản xuất thực phẩm không bị bỏ phí mà được tái sử dụng hoặc chuyển hóa thành các sản phẩm mới có giá trị. Điều này giúp giảm bớt áp lực lên tài nguyên thiên nhiên và hạn chế việc tiêu hao các nguồn nguyên liệu mới.
Một ví dụ thành công của kinh tế tuần hoàn là việc xử lý whey – chất lỏng thải ra từ quá trình sản xuất phô mai. Thay vì gây ô nhiễm môi trường, whey hiện nay được tái chế thành các sản phẩm dinh dưỡng như protein whey hoặc lactose, được sử dụng trong các sản phẩm thể thao hoặc công thức sữa cho trẻ em.
Ngoài ra, các ngành công nghiệp thực phẩm khác như chế biến thịt và thủy sản cũng đang tận dụng các phụ phẩm để tạo ra các nguyên liệu thực phẩm mới, từ protein trong huyết tương động vật đến gelatin từ da và xương cá. Những ví dụ này minh chứng cho tiềm năng của việc sử dụng bền vững các nguồn tài nguyên trong sản xuất thực phẩm.
2. Nguồn nguyên liệu và công nghệ mới trong sản xuất thực phẩm
Ngoài việc áp dụng mô hình kinh tế tuần hoàn, các công nghệ và nguyên liệu mới đã được nghiên cứu để đáp ứng nhu cầu lương thực ngày càng tăng. Một số giải pháp đáng chú ý bao gồm:
- Nông nghiệp tế bào: Đây là phương pháp sản xuất thực phẩm bằng cách nuôi cấy tế bào từ động vật hoặc thực vật trong môi trường phòng thí nghiệm. Ví dụ, sản phẩm thịt nhân tạo có thể được sản xuất mà không cần nuôi động vật, giúp tiết kiệm tài nguyên và giảm thiểu tác động tiêu cực lên môi trường. Nông nghiệp tế bào còn cho phép tùy chỉnh giá trị dinh dưỡng của sản phẩm và loại bỏ các yếu tố không mong muốn như chất béo bão hòa hoặc hormone.
- Côn trùng: Côn trùng là nguồn thực phẩm giàu protein và dưỡng chất, được coi là một trong những giải pháp bền vững cho nhu cầu lương thực toàn cầu. Mặc dù còn vấp phải sự e ngại của người tiêu dùng, việc sử dụng côn trùng dưới dạng bột hoặc nguyên liệu chế biến sẵn có thể giúp tăng cường sự chấp nhận của thị trường.
- Tảo và vi tảo: Tảo chứa nhiều protein, axit béo và các chất dinh dưỡng có lợi khác. Việc sử dụng tảo trong sản xuất thực phẩm không chỉ giúp bổ sung dinh dưỡng mà còn giảm áp lực lên tài nguyên thiên nhiên, vì tảo có thể phát triển trong điều kiện môi trường khắc nghiệt mà không cần sử dụng đất hay nước ngọt.
3. Thiết kế thực phẩm và ứng dụng công nghệ số
Thiết kế thực phẩm là một khía cạnh quan trọng trong việc tạo ra các sản phẩm thực phẩm mới, không chỉ đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng mà còn làm cho chúng trở nên hấp dẫn và dễ tiếp cận hơn với người tiêu dùng. Đặc biệt, công nghệ số có thể đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất và quản lý chuỗi cung ứng thực phẩm.
Trí tuệ nhân tạo (AI) có thể hỗ trợ dự báo nhu cầu thực phẩm, quản lý chất thải và phát triển các sản phẩm thực phẩm mới. Công nghệ thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR) còn có thể cải thiện trải nghiệm của người tiêu dùng, khuyến khích họ sử dụng các sản phẩm thực phẩm lành mạnh hơn.
Ngoài ra, blockchain cung cấp khả năng theo dõi và minh bạch chuỗi cung ứng, giúp đảm bảo chất lượng thực phẩm và tăng cường niềm tin của người tiêu dùng.
Kết luận
Để đảm bảo an ninh lương thực toàn cầu trong những thập kỷ tới, việc áp dụng mô hình kinh tế tuần hoàn và các giải pháp công nghệ tiên tiến là điều cần thiết. Các phương pháp như nông nghiệp tế bào, sử dụng côn trùng và tảo trong sản xuất thực phẩm, cùng với sự hỗ trợ của công nghệ số sẽ giúp giảm thiểu áp lực lên tài nguyên thiên nhiên, đồng thời cung cấp đủ lương thực cho dân số ngày càng tăng.
Tài liệu tham khảo:
Valoppi, F., Agustin, M., Abik, F., Morais de Carvalho, D., Sithole, J., Bhattarai, M., ... & Mikkonen, K. S. (2021). Insight on current advances in food science and technology for feeding the world population. Frontiers in sustainable food systems, 5, 626227.