Vi tảo có thể là nguồn cung cấp protein và thành phần thực phẩm chức năng bền vững có khả năng cải thiện sức khỏe đường ruột và gan
Nuôi trồng vi tảo với điều kiện ánh sáng được kiểm soát cho lò phản ứng quang sinh học trong nhà. Nguồn: Necton và Yemoja Ltd
Protein là thành phần chính của chế độ ăn uống lành mạnh và được tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm, bao gồm cả những thực phẩm có nguồn gốc động vật. Mặc dù protein có nguồn gốc từ động vật rất giàu axit amin thiết yếu nhưng chúng cũng có liên quan đến việc tăng nguy cơ mắc các bệnh mãn tính, chẳng hạn như bệnh tim, bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu (NAFLD) và bệnh viêm ruột (IBD).
Nhu cầu ngày càng tăng về protein có nguồn gốc từ động vật cũng là nguyên nhân chính gây ra biến đổi khí hậu, trong đó nông nghiệp chăn nuôi là nguồn phát thải khí nhà kính đáng kể và là nguyên nhân chính gây ra nạn phá rừng và mất đa dạng sinh học.
Do dân số tăng trưởng, nhu cầu về thịt dự kiến sẽ tăng đáng kể trong những thập kỷ tới. Ngành công nghiệp thịt đã tiêu thụ nhiều thực phẩm hơn mức sản xuất và hiện tại, hơn 75% cây nông nghiệp được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi.
Nhu cầu về protein trong chế độ ăn ngày càng tăng kết hợp với nhu cầu đảm bảo an ninh lương thực trên toàn thế giới đã dẫn đến mối quan tâm ngày càng tăng đối với các nguồn protein thay thế, nhằm cải thiện sức khỏe con người và giải quyết các vấn đề về môi trường.
Trong một bài báo đánh giá gần đây đăng trên tạp chí Global Challenges, các nhà nghiên cứu từ Viện nghiên cứu MIGAL-Galilee ở Israel đã mô tả việc sử dụng vi tảo như một nguồn protein bền vững và là thực phẩm chức năng để tăng cường sức khỏe đường ruột và gan.
Vi tảo có thể được sử dụng để cải thiện sức khỏe đường ruột và gan?
Các bệnh mãn tính, chẳng hạn như IBD và NAFLD, ngày càng trở nên phổ biến trong vài thập kỷ qua, với chế độ ăn nhiều chất béo, nhiều carbohydrate của phương Tây hiện được công nhận là một yếu tố góp phần quan trọng.
IBD ảnh hưởng đến hàng triệu người trên toàn thế giới và số lượng bệnh nhân ngày càng tăng ở cả các nước phương Tây và các nước công nghiệp mới. Nó có liên quan đến các triệu chứng đau buồn và hiện tại không có cách chữa trị. Các phương pháp điều trị có sẵn để làm giảm quá trình viêm, nhưng không phải tất cả bệnh nhân đều phản ứng tốt với chúng.
NAFLD, được đặc trưng bởi sự tích tụ chất béo trong gan, là bệnh gan mãn tính phổ biến nhất trên toàn thế giới và ước tính ảnh hưởng đến khoảng 25% dân số toàn cầu. Do có mối liên hệ chặt chẽ với chế độ ăn uống phương Tây nên nó thường xảy ra ở những bệnh nhân mắc các bệnh chuyển hóa khác như tiểu đường tuýp 2, béo phì, huyết áp cao và tăng cholesterol hoặc chất béo trung tính trong máu. Các triệu chứng rất khác nhau nhưng nó có thể tiến triển thành các tình trạng gan nghiêm trọng hơn như viêm gan nhiễm mỡ không do rượu (NASH), ung thư biểu mô tế bào gan và bệnh gan giai đoạn cuối.
Gần đây, dữ liệu đã bắt đầu xuất hiện cho thấy các hợp chất chống viêm và chống oxy hóa có nguồn gốc từ vi tảo có thể có lợi ở những bệnh nhân mắc các bệnh viêm mãn tính như IBD và NAFLD.
Cho đến nay, các kết quả đầy hứa hẹn đã thu được từ các nghiên cứu trên động vật và tế bào, với các hợp chất này có tác dụng tích cực đối với quá trình chuyển hóa chất béo, độ nhạy insulin và quá trình viêm. Hiện nay cần có các thử nghiệm lâm sàng để kiểm tra đầy đủ hiệu quả và độ an toàn của các sản phẩm này ở người.
Vi tảo là gì?
Vi tảo là những sinh vật đơn bào, cực nhỏ phát triển trong điều kiện nước. Mặc dù ước tính có khoảng 200.000 loài vi tảo nhưng cho đến nay chỉ có một số ít được nghiên cứu rộng rãi.
Một số loại vi tảo, chẳng hạn như Spirulina và Chlorella, đã được tiêu thụ từ thời cổ đại và được Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) phân loại là Được công nhận là An toàn (GRAS). Ngoài ra, một số sản phẩm có nguồn gốc từ vi tảo cũng được FDA phân loại là GRAS và đã được Liên minh Châu Âu phê duyệt là nguyên liệu thực phẩm mới.
Một số loài vi tảo có hàm lượng protein cao hơn đáng kể so với nguồn thực vật truyền thống và có thể so sánh với nguồn động vật. Chúng cũng là nguồn cung cấp các axit amin thiết yếu mà cơ thể con người không thể tổng hợp được.
Một loạt các hợp chất hoạt tính sinh học, chẳng hạn như carotenoid, vitamin, sắc tố, hợp chất phenolic và axit béo cũng có thể thu được từ vi tảo. Đây là những mối quan tâm lớn của cộng đồng khoa học do đặc tính chống viêm và chống oxy hóa cũng như lợi ích sức khỏe tiềm năng của chúng.
Vi tảo cũng có thể được sử dụng làm nguồn thức ăn bền vững cho vật nuôi. Điều này có thể cải thiện sức khỏe động vật và chất lượng thịt cũng như giảm diện tích đất cần thiết để trồng cây thức ăn chăn nuôi.
Làm thế nào chúng ta có thể phát triển và sử dụng vi tảo?
Vi tảo có thể phát triển ở nhiều môi trường nước khác nhau và có tác động rất thấp đến môi trường. Phát triển nhanh gấp 10 lần so với cây trồng truyền thống trên đất liền, chúng có thể sản xuất tới 7,5 tấn protein/ha/năm mà không cần diện tích đất rộng lớn hoặc phân bón gây ô nhiễm nguồn nước.
Chúng cũng thu giữ carbon dioxide hiệu quả hơn so với các cây trồng trên đất liền, điều đó có nghĩa là chúng có thể được trồng ở quy mô công nghiệp với lượng phát thải khí nhà kính thấp.
Mặc dù vi tảo tương đối dễ trồng nhưng vẫn còn những thách thức liên quan đến việc trồng trọt quy mô lớn và chiết xuất protein hoặc thực phẩm bổ sung. Việc trồng vi tảo thương mại cần các lò phản ứng quang sinh học đắt tiền để cung cấp đủ ánh sáng cho quá trình nuôi cấy. Điều này có thể được khắc phục bằng cách thêm nguồn thực phẩm hữu cơ vào môi trường tăng trưởng để cho phép quá trình tăng trưởng được cải thiện.
Cũng cần có nhiều bước để chiết xuất và tinh chế protein cũng như các hợp chất hoạt tính sinh học từ vi tảo và các quy trình này đòi hỏi phải tối ưu hóa để protein vi tảo và các hợp chất hoạt tính sinh học có thể được sản xuất ở quy mô thương mại.
Bất chấp những thách thức này, các phương pháp nuôi trồng vi tảo vẫn đang được cải thiện, cũng như sự hiểu biết về cách sản xuất hợp chất mục tiêu có thể được kích hoạt bằng cách thay đổi điều kiện nuôi trồng. Ví dụ, vi tảo tạo ra nhiều hợp chất chống viêm hơn khi đối mặt với tình trạng thiếu dinh dưỡng, nhiệt độ khắc nghiệt và ánh sáng mạnh.
Thẩm quyền giải quyết
Eilam Y, Khattib H, Pintel N, Avni D. Vi tảo – Nguồn bền vững cho các protein thay thế và các thành phần chức năng tăng cường sức khỏe đường ruột và gan. Những thách thức toàn cầu 2023; 2200177.
