Môi trường không có huyết thanh (SFM) là rất quan trọng cho sản xuất thịt nuôi cấy, thay thế huyết thanh có nguồn gốc từ động vật như FBS để giải quyết các vấn đề đạo đức và yêu cầu quy định. Tuy nhiên, chi phí cao của nó - thường chiếm hơn 50% chi phí sản xuất - là một rào cản lớn đối với khả năng thương mại. Đây là những điều bạn cần biết:
- Các yếu tố chi phí chính: Các yếu tố tăng trưởng như FGF-2 và TGF-β chiếm ưu thế trong chi phí SFM, đóng góp lên đến 98% trong một số công thức. Các protein tái tổ hợp như albumin cũng đáng kể.
-
Chiến lược tiết kiệm chi phí:
- Sử dụng nguyên liệu cấp thực phẩm, rẻ hơn tới 82% so với đầu vào cấp dược phẩm.
- Áp dụng công nghệ tái chế môi trường để giảm lãng phí và cải thiện hiệu quả.
- Phát triển các phương pháp sản xuất yếu tố tăng trưởng tiết kiệm chi phí, chẳng hạn như canh tác phân tử hoặc kỹ thuật di truyền của dòng tế bào.
- Tác động của quy mô: Các bioreactor lớn hơn (e.g., 260,000 L airlift reactors) có thể giảm chi phí hơn 50%. Các đổi mới quy mô thí điểm đã giảm chi phí SFM xuống còn £0.06 mỗi lít.
- Thách thức: Nguy cơ ô nhiễm cao, nguồn cung cấp protein tái tổ hợp hạn chế, và nhu cầu về các yếu tố tăng trưởng ổn định, chi phí thấp.
Giảm chi phí SFM là cần thiết để sản xuất thịt nuôi cấy với giá cạnh tranh. Những tiến bộ hiện tại, chẳng hạn như sản xuất liên tục và thay thế cấp thực phẩm, đang đưa ngành công nghiệp đến gần hơn với mục tiêu này.
Dr.Peter Stogios: Yếu tố tăng trưởng chi phí thấp cho môi trường không có huyết thanh
Phân Tích Chi Phí Của Môi Trường Không Có Huyết Thanh
Phân Tích Chi Phí Môi Trường Không Có Huyết Thanh: Yếu Tố Tăng Trưởng so với Thành Phần Cơ Bản
Các Thành Phần Chi Phí Chính
Đối với môi trường không có huyết thanh, các yếu tố tăng trưởng và protein tái tổ hợp chiếm ưu thế trong cấu trúc chi phí, thường chiếm hơn 95% tổng chi phí. Ví dụ, trong môi trường Essential 8, hai yếu tố tăng trưởng cụ thể chịu trách nhiệm cho gần như toàn bộ chi phí. Trong môi trường Beefy-9, albumin, FGF-2 và insulin cùng nhau chiếm khoảng 60% tổng chi phí [2].
Mặt khác, các thành phần môi trường cơ bản - như axit amin, glucose, vitamin và muối - chỉ đóng góp một phần nhỏ. Trong Essential 8, môi trường cơ bản chỉ chiếm 1,4% chi phí, trong khi ở Avian SFM, nó tăng lên 11% [2].Các chất đệm, hormone và các chất bổ sung khác thậm chí còn ít hơn, chiếm ít hơn 0,2% [2].
Những khác biệt trong phân bổ chi phí này làm nổi bật tiềm năng tiết kiệm đáng kể bằng cách xem xét các cấp độ thành phần thay thế, như các tùy chọn cấp thực phẩm.
Nguyên liệu Cấp Dược phẩm so với Cấp Thực phẩm
Sự khác biệt về chi phí giữa các thành phần cấp dược phẩm và cấp thực phẩm là đáng chú ý. Trung bình, các thành phần cấp thực phẩm rẻ hơn 82% so với các thành phần cấp dược phẩm khi mua ở quy mô 1 kg [2]. Một số thành phần cấp dược phẩm có thể đắt hơn tới 90%. Ví dụ, L-glutamine có giá £344/kg ở cấp dược phẩm so với £33/kg cho cấp thực phẩm. Tương tự, glucose có giá £83/kg so với £10/kg, và natri clorua là £63/kg so với £12/kg [2].
Các công ty đã chứng minh tiềm năng của các vật liệu cấp thực phẩm.Mosa Meat, hợp tác với Nutreco, đã thành công thay thế 99,2% thức ăn tế bào cơ bản của họ (theo trọng lượng) bằng các thành phần cấp thực phẩm, đạt được sự phát triển tế bào tương đương với môi trường cấp dược phẩm [2]. IntegriCulture đã áp dụng một phương pháp khác bằng cách đơn giản hóa môi trường của họ từ 31 thành phần xuống còn 16, thay thế một số axit amin bằng chiết xuất men cấp thực phẩm để tạo ra công thức "I-MEM2.0" [2].
Những sự thay thế này ảnh hưởng đáng kể đến chi phí của môi trường, giảm giá thành mỗi lít của các công thức không có huyết thanh.
Chi Phí Môi Trường Trên Mỗi Kilogram Thịt Nuôi Cấy
Chi phí môi trường trên mỗi lít đóng vai trò quan trọng trong việc xác định giá thành tổng thể của thịt nuôi cấy. Vào tháng 8 năm 2024, Believer Meats đã giới thiệu một môi trường không có huyết thanh chỉ có giá £0.50 mỗi lít [1][2].Đến tháng 6 năm 2025, Clever Carnivore ở Chicago đã giảm chi phí hơn nữa, đạt £0.06 mỗi lít ở quy mô thí điểm thông qua sản xuất nội bộ các yếu tố tăng trưởng [6]. Các công ty khác đã báo cáo giá cả cạnh tranh, bao gồm £0.18 mỗi lít (Gourmey) và £0.22 mỗi lít (Meatly) [6].
Những tiến bộ trong việc giảm chi phí này ảnh hưởng trực tiếp đến giá mỗi kilogram thịt nuôi cấy. Ví dụ, sử dụng một lò phản ứng nâng khí 260,000 L, chi phí sản xuất thịt bò nuôi cấy được ước tính là £10.20 mỗi kg. Ngược lại, các lò phản ứng bể khuấy nhỏ hơn 42,000 L dẫn đến chi phí cao hơn là £23.90 mỗi kg [7]. Believer Meats dự đoán rằng môi trường £0.50 mỗi lít của họ có thể cho phép sản xuất thịt gà nuôi cấy với giá £4.90 mỗi lb (£10.80 mỗi kg), phù hợp với giá thịt gà hữu cơ [1][2].
Các Mô Hình Kinh Tế cho Sản Xuất Môi Trường Không Huyết Thanh
Các Phương Pháp Mô Hình Hóa
Phân tích kinh tế-kỹ thuật (TEA) là một phương pháp quan trọng để đánh giá tiềm năng thương mại của sản xuất môi trường không huyết thanh. Phương pháp này kết hợp kỹ thuật quy trình với ước tính chi phí, mượn các kỹ thuật từ các ngành công nghiệp xử lý sinh học quy mô lớn để đánh giá cả chi phí vốn và chi phí vận hành [4][5].
Một trọng tâm chính của các mô hình này là so sánh giữa hệ thống fed-batch và hệ thống perfusion để xác định hệ thống nào hiệu quả về chi phí hơn. Công nghệ perfusion, đặc biệt là lọc dòng chảy tiếp tuyến (TFF), đã thu hút sự chú ý nhờ khả năng duy trì mật độ tế bào cao hơn và cho phép thu hoạch liên tục trong suốt 20 ngày [1][5].Phân tích độ nhạy thường được sử dụng để xác định các yếu tố chi phí chính - chẳng hạn như quy mô bioreactor, mật độ tế bào và giá yếu tố tăng trưởng - ảnh hưởng nhiều nhất đến chi phí sản xuất cuối cùng [1][4]. Những thông tin chi tiết này rất quan trọng để xác thực các mô hình lý thuyết với dữ liệu thực tế.
Một chiến lược mới nổi khác, dự báo tính nhất quán nhu cầu, xem xét cách chi phí của axit amin và yếu tố tăng trưởng protein có thể thay đổi khi sản xuất mở rộng từ mức dược phẩm đến mức thực phẩm công nghiệp [5]. Một số mô hình hiện nay tích hợp dữ liệu phòng thí nghiệm từ các nền văn hóa mật độ cao để tinh chỉnh các dự báo này, làm cho dự đoán chi phí chính xác hơn [1]. Những tiến bộ trong mô hình hóa này đặt nền tảng cho việc xác thực thực nghiệm.
Kết quả từ các nghiên cứu chính
Nghiên cứu thực nghiệm hiện đang đưa các mô hình lý thuyết này vào thử nghiệm.Vào tháng 8 năm 2024, các nhà nghiên cứu từ Đại học Hebrew của Jerusalem và Believer Meats đã trình diễn sản xuất thịt gà nuôi cấy liên tục bằng cách sử dụng lọc dòng chảy tiếp tuyến. Hoạt động với hệ thống thí điểm quy mô 300 L, họ đã phát triển một mô hình cho cơ sở 50.000 L, đạt mật độ tế bào 130 triệu tế bào/ml. Thiết lập này dẫn đến chi phí môi trường là £0.51 mỗi lít và chi phí sản phẩm cuối cùng dự kiến là £5.02 mỗi pound (£11.07 mỗi kilogram) [1].
"Sản xuất liên tục có thể mang lại giảm chi phí cho việc mở rộng sản xuất thịt nuôi cấy." - Yaakov Nahmias, Đại học Hebrew của Jerusalem [1]
Các nghiên cứu khác đã ước tính chi phí sản xuất cho khối tế bào ướt là £29.97 mỗi kilogram cho hệ thống fed-batch và £41.31 mỗi kilogram cho hệ thống perfusion [5].Đạt được mức giá cạnh tranh cho tiêu thụ quy mô lớn thường yêu cầu giảm chi phí xuống khoảng £20.25 mỗi kilogram khối lượng tế bào ướt [5]. Mặc dù hệ thống perfusion mang lại lợi ích vận hành, chi phí cao hơn của chúng liên quan đến chi phí của các bioreactor nhỏ hơn và các vật tư tiêu hao đặc thù cho perfusion [5].
Ảnh Hưởng Của Quy Mô Đến Chi Phí
Tăng quy mô sản xuất là một trong những cách hiệu quả nhất để giảm chi phí. Tăng thể tích bioreactor từ 42,000 L lên 210,000 L có thể giảm chi phí hàng hóa bán ra khoảng 31.5%. Ngoài ra, chuyển sang các reactor airlift 260,000 L có thể cắt giảm chi phí hơn 50% so với các thiết lập nhỏ hơn [7].
Các hoạt động quy mô lớn hơn cũng được lợi từ việc sản xuất nguyên liệu thô như muối, vitamin và axit amin trong nhà, điều này càng giảm chi phí [6].Ví dụ, vào tháng 6 năm 2025, startup Clever Carnivore có trụ sở tại Chicago đã báo cáo đạt được chi phí truyền thông chỉ £0.06 mỗi lít ở quy mô thí điểm. Họ đã đạt được điều này bằng cách tối ưu hóa nguồn nguyên liệu thô và chuẩn bị nội bộ, trong khi giữ chi phí xây dựng cơ sở dưới £3.64 triệu [6].
"Khả năng mở rộng có thể phụ thuộc vào các khu vực tiết kiệm chi phí như sử dụng các thành phần truyền thông từ thực vật, điều kiện vô trùng cấp thực phẩm và tối ưu hóa chuỗi cung ứng rộng rãi." - Corbin M. Goodwin, Đại học Bang North Carolina [4]
Một phát hiện nhất quán trong các mô hình là tầm quan trọng của việc chuyển từ tiêu chuẩn cấp dược phẩm sang tiêu chuẩn cấp thực phẩm. Nhiều thành phần được sử dụng trong biopharma là không cần thiết cho sản xuất thịt nuôi cấy, và thay thế chúng bằng các lựa chọn cấp thực phẩm có thể cắt giảm đáng kể cả chi phí vốn và chi phí hoạt động [6][4].
sbb-itb-ffee270
Chiến lược Giảm Chi Phí Môi Trường Không Huyết Thanh
Phần này tập trung vào các cách có thể thực hiện để giảm chi phí môi trường không huyết thanh, một bước quan trọng để làm cho sản xuất thịt nuôi cấy có thể mở rộng và hiệu quả về chi phí.
Giảm Yêu Cầu Yếu Tố Tăng Trưởng
Các yếu tố tăng trưởng và protein tái tổ hợp là một chi phí lớn, chiếm ít nhất 50% chi phí vận hành biến đổi trong sản xuất thịt nuôi cấy [2]. Trong một số công thức, như Essential 8, hai yếu tố tăng trưởng - FGF2 và TGF-β - chiếm gần 98% chi phí môi trường [2]. Giảm các chi phí này là cần thiết để thành công thương mại.
Một phương pháp đầy hứa hẹn bao gồm kỹ thuật di truyền dòng tế bào để sản xuất các yếu tố tăng trưởng của riêng chúng.Ví dụ, các nhà nghiên cứu tại Đại học Tufts vào năm 2023 đã phát triển các tế bào vệ tinh bò có khả năng sản xuất FGF2. Những tế bào này đạt được tốc độ sinh sản tương tự trong môi trường không có FGF2 như những tế bào được bổ sung FGF2 bên ngoài [2]. Mặc dù phương pháp này loại bỏ nhu cầu về các chất bổ sung đắt tiền, nhưng nó đặt ra câu hỏi về các rào cản quy định và sự chấp nhận của người tiêu dùng.
Một lựa chọn khác là sử dụng các nền tảng như BioBetter, tận dụng cây thuốc lá để sản xuất các yếu tố tăng trưởng. Phương pháp này đã giảm đáng kể chi phí của các yếu tố tăng trưởng trong môi trường Essential 8, giảm đóng góp của chúng từ 86% xuống chỉ còn 2% [2]. BioBetter báo cáo vào năm 2024 rằng nền tảng nông nghiệp phân tử của họ có thể giảm chi phí sản xuất xuống chỉ còn £0.81 mỗi gram protein [2].
Để đạt được giá mục tiêu là £8.10 mỗi kilogram cho thịt nuôi cấy, các yếu tố tăng trưởng phải được sản xuất với giá khoảng £81,000 mỗi kilogram, trong khi chi phí albumin cần giảm xuống còn £8.10 mỗi kilogram [8]. Vì albumin dự kiến chiếm 96.6% tổng thể tích protein tái tổ hợp cần thiết, thay thế nó bằng các lựa chọn thay thế từ thực vật như đậu gà hoặc hạt cải dầu là một trọng tâm chính để giảm chi phí [8][2].
Một chiến lược khác để khám phá liên quan đến việc điều chỉnh chất lượng của các đầu vào môi trường.
Sử dụng Thành Phần Cấp Thực Phẩm
Chuyển từ thành phần cấp dược phẩm sang thành phần cấp thực phẩm có thể giảm chi phí hơn 77% [9]. Vật liệu cấp thực phẩm, trung bình, rẻ hơn 82% so với các lựa chọn thay thế cấp thuốc thử khi mua ở quy mô 1 kilogram [9]. Sự thay đổi này cũng ảnh hưởng đến yêu cầu của cơ sở.Sản xuất đạt tiêu chuẩn dược phẩm đòi hỏi các phòng sạch đắt đỏ (Lớp 8 hoặc cao hơn), trong khi các tiêu chuẩn thực phẩm cho phép thiết kế cơ sở đơn giản và ít tốn kém hơn. Sự điều chỉnh này giảm chi phí vốn từ £9.12 mỗi kilogram xuống còn khoảng £1.22 mỗi kilogram, với thời hạn trả nợ kéo dài đến 30 năm thay vì 4 năm [10].
"Một điểm khác biệt quan trọng trong nghiên cứu của CE Delft là mọi thứ được giả định là đạt tiêu chuẩn thực phẩm." – Elliot Swartz, Nhà khoa học trưởng GFI [10]
Thủy phân từ thực vật có nguồn gốc từ đậu nành, lúa mì, gạo hoặc men cung cấp nguồn carbon và nitơ giá rẻ. Những thủy phân này cũng có thể thay thế các yếu tố tăng trưởng đắt tiền nhờ vào hàm lượng peptide hoạt tính sinh học của chúng [9].Việc thay thế albumin huyết thanh người tái tổ hợp bằng các chất ổn định cấp thực phẩm như methyl cellulose có thể giảm chi phí môi trường lên đến 73%, làm cho một số dòng tế bào rẻ hơn 370 lần để phát triển [11].
Mặc dù các đầu vào cấp thực phẩm có rủi ro như biến đổi lô và ô nhiễm (e.g., kim loại nặng), việc sử dụng các sinh vật GRAS (Được công nhận là an toàn) đảm bảo an toàn và hiệu quả chi phí [9].
Vượt ra ngoài việc thay thế đầu vào, hiệu quả hoạt động có thể tiếp tục giảm chi phí.
Phương pháp Tái chế Môi trường
Sản xuất thịt nuôi cấy với giá cạnh tranh đòi hỏi 8–13 lít môi trường cho mỗi kilogram sản phẩm [8]. Công nghệ tái chế là cần thiết để đáp ứng nhu cầu khối lượng này trong khi giữ chi phí thấp [8].Tuy nhiên, những thách thức như tích tụ chất thải - amoniac từ glutamine và lactate từ glucose - và thời gian bán hủy ngắn của các yếu tố tăng trưởng như FGF2 ở 37°C làm phức tạp quá trình [2].
Vào tháng 8 năm 2024, một quy trình TFF liên tục (lọc dòng chảy tiếp tuyến) đã đạt được 43% trọng lượng theo thể tích. Hệ thống này hỗ trợ các nền văn hóa nguyên bào sợi gà mật độ cao trong hơn 20 ngày, giảm chi phí dự kiến của thịt gà nuôi cấy xuống còn £5.02 mỗi pound (£11.07 mỗi kilogram). Môi trường được sử dụng trong nghiên cứu này không có thành phần động vật và chỉ tốn £0.51 mỗi lít [1].
"Sản xuất liên tục có thể mang lại giảm chi phí cho việc mở rộng sản xuất thịt nuôi cấy." – Yaakov Nahmias, Giáo sư và Người sáng lập, Believer Meats [1]
Các phương pháp tiếp cận khác bao gồm kỹ thuật chuyển hóa để thay thế glutamine bằng các hợp chất không sinh amoniac như α-ketoglutarate hoặc pyruvate và thay thế glucose bằng maltose để giảm thiểu chất thải ức chế [2]. Ngoài ra, kỹ thuật các yếu tố tăng trưởng chịu nhiệt hoặc sử dụng hệ thống bao bọc giải phóng chậm có thể giảm nhu cầu bổ sung môi trường thường xuyên [2][8]. Quản lý cẩn thận tốc độ tuần hoàn TFF - dưới 2,500 s⁻¹ - là cần thiết để tránh tổn thương cắt cho tế bào trong khi đảm bảo lọc hiệu quả [1].
Những Ảnh Hưởng Đối Với Sản Xuất và Mua Sắm Quy Mô Lớn
Liệu Môi Trường Không Huyết Thanh Có Hoạt Động Ở Quy Mô Lớn?
Để môi trường không huyết thanh trở nên khả thi về mặt thương mại, chi phí sản xuất cần giảm xuống dưới £0.63 mỗi lít, với mức sử dụng từ 8–13 lít mỗi kilogram. Điều này sẽ cho phép một mức giá mục tiêu khoảng £8.10 mỗi kilogram [8][1]. Vào tháng 8 năm 2024, Believer Meats đã trình diễn một phương pháp đầy hứa hẹn tại một cơ sở lý thuyết 50.000 lít. Sử dụng lọc dòng chảy tiếp tuyến, họ đạt được 130 triệu tế bào/ml với môi trường không có thành phần động vật có giá khoảng £0.51 mỗi lít. Điều này đã giảm chi phí gà nuôi cấy xuống khoảng £4.13 mỗi pound (khoảng £9.10 mỗi kilogram), tiến gần hơn đến giá gà hữu cơ [1].
Tuy nhiên, rủi ro nhiễm bẩn vẫn là một thách thức đáng kể. Như David Humbird nhấn mạnh [10], nhiễm bẩn vi khuẩn có thể vượt qua sự phát triển của tế bào động vật, làm cho các hệ thống kín nghiêm ngặt và các giao thức vô trùng mạnh mẽ trở nên cần thiết.
Tìm nguồn cung ứng linh kiện và thiết bị
Mở rộng sản xuất đòi hỏi một chiến lược mua sắm mạnh mẽ. Một trở ngại lớn là nguồn cung cấp hạn chế của các linh kiện quan trọng. Ví dụ, chỉ cần chiếm 1% thị trường thịt toàn cầu sẽ đòi hỏi hàng triệu kilogram albumin tái tổ hợp - vượt xa khả năng sản xuất hiện tại. Để giải quyết vấn đề này, việc mua sắm phải tập trung vào tìm nguồn cung ứng thay thế số lượng lớn, chẳng hạn như protein có nguồn gốc thực vật từ hạt cải dầu hoặc đậu gà, có thể giúp giảm bớt những hạn chế về khối lượng này [8].
Chuyển sang sử dụng nguyên liệu cấp thực phẩm thay vì vật liệu cấp thuốc thử mang lại tiết kiệm chi phí đáng kể [2]. Ngoài ra, thiết bị chuyên dụng đóng vai trò quan trọng. Các lò phản ứng sinh học với khả năng lọc, hệ thống lọc dòng chảy tiếp tuyến và cảm biến văn hóa mật độ cao là cần thiết để mở rộng quy mô hiệu quả.Các nền tảng như
Ưu Tiên Nghiên Cứu Trong Tương Lai
Giải quyết các thách thức về mua sắm và mở rộng quy mô đòi hỏi nghiên cứu tập trung vào ba lĩnh vực chính.
Thứ nhất, cải thiện sự ổn định của các yếu tố tăng trưởng là rất quan trọng. Ví dụ, FGF2 phân hủy nhanh chóng ở 37°C, yêu cầu bổ sung môi trường thường xuyên [2]. Phát triển các biến thể chịu nhiệt hoặc phương pháp bao bọc giải phóng chậm có thể cắt giảm chi phí đáng kể.
Thứ hai, phát triển công nghệ tái chế môi trường là cần thiết cho sản xuất hiệu quả về chi phí. Các phương pháp sản xuất liên tục, như lọc dòng chảy tiếp tuyến, cho thấy tiềm năng.Tuy nhiên, quản lý sự tích tụ chất thải - chẳng hạn như amoniac từ glutamine và lactate từ glucose - vẫn là một vấn đề dai dẳng [1][2].
Cuối cùng, việc mở rộng sản xuất protein tái tổ hợp là rất quan trọng. Nông nghiệp phân tử và lên men chính xác mang lại những giải pháp đầy hứa hẹn. Nền tảng dựa trên thuốc lá của BioBetter, chẳng hạn, đã cho thấy rằng các hệ thống dựa trên thực vật có thể giảm chi phí yếu tố tăng trưởng xuống chỉ còn £0.66 mỗi gramme [2]. Tuy nhiên, để đạt được chi phí mục tiêu - £81,000 mỗi kilogramme cho các yếu tố tăng trưởng và £8.10 mỗi kilogramme cho albumin - sẽ cần mở rộng cơ sở hạ tầng đáng kể.The Good Food Institute nhấn mạnh điểm này:
Để đạt được thịt nuôi cấy có chi phí cạnh tranh, các yếu tố tăng trưởng và protein tái tổ hợp cần được sản xuất ở quy mô lớn hơn đáng kể và chi phí thấp hơn so với các định dạng và quy mô sản xuất hiện tại trong ngành dược sinh học [8].
Kết luận
Những phát hiện chính
Phương tiện không có huyết thanh nổi bật là yếu tố chi phí lớn nhất trong sản xuất thịt nuôi cấy, chiếm hơn một nửa chi phí hoạt động biến đổi. Điều này nhấn mạnh nhu cầu quan trọng cần tập trung vào việc giảm chi phí để làm cho thịt nuôi cấy có thể thương mại hóa. Chuyển sang các lựa chọn thay thế cấp thực phẩm có thể giảm đáng kể chi phí phương tiện cơ bản, mặc dù các yếu tố tăng trưởng có giá cao như FGF-2 và TGF-β vẫn là một chi phí lớn.
Cách tiến lên phía trước bao gồm kết hợp nhiều phương pháp.Sản xuất liên tục với công nghệ perfusion đã cho thấy tiềm năng đáng khích lệ. Các phương pháp đổi mới, chẳng hạn như phương pháp canh tác phân tử của BioBetter (nhằm giảm chi phí yếu tố tăng trưởng xuống còn £0.66 mỗi gram) và thay thế albumin tái tổ hợp bằng các chất ổn định cấp thực phẩm như methylcellulose, có thể cắt giảm chi phí đáng kể [2] [3].
Tuy nhiên, vẫn còn những thách thức. Ví dụ, một nghiên cứu cho thấy rằng sản xuất đủ albumin tái tổ hợp để thay thế chỉ 1% tiêu thụ thịt toàn cầu sẽ cần hàng triệu kilogram - vượt xa khả năng công nghiệp hiện tại [3]. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của không chỉ các tiến bộ khoa học mà còn các chiến lược mua sắm mạnh mẽ để giải quyết các hạn chế về nguồn cung. Để tiến lên phía trước, ngành công nghiệp phải chấp nhận các đổi mới giảm chi phí và đầu tư vào cơ sở hạ tầng có thể mở rộng.
Các bước tiếp theo
Bước tiếp theo là đưa các chiến lược này vào thực tiễn, tập trung vào cả nghiên cứu và thu mua. Các công ty nên chuyển từ hệ thống xử lý theo lô sang phương pháp nuôi cấy liên tục và kết hợp các vật liệu đạt tiêu chuẩn thực phẩm trong khi duy trì các tiêu chuẩn chất lượng nghiêm ngặt. Đầu tư vào các bioreactor tiên tiến với khả năng nuôi cấy liên tục, hệ thống lọc dòng chảy tiếp tuyến và cảm biến nuôi cấy mật độ cao sẽ rất quan trọng để mở rộng quy mô sản xuất.
Về phía thu mua, việc đảm bảo nguồn cung cấp số lượng lớn từ các nhà cung cấp đáng tin cậy như
Câu hỏi thường gặp
Những bước nào có thể làm cho việc sản xuất môi trường không có huyết thanh trở nên hiệu quả về chi phí hơn cho thịt nuôi cấy?
Môi trường không có huyết thanh (SFM) là một chi phí lớn trong việc sản xuất thịt nuôi cấy, thường chiếm gần một nửa chi phí biến đổi. Giảm chi phí này là điều cần thiết để làm cho thịt nuôi cấy có giá cả phải chăng như thịt truyền thống. Dưới đây là một số chiến lược hiệu quả để cắt giảm chi phí:
- Cắt giảm chi phí bổ sung: Thay thế các protein có nguồn gốc động vật đắt tiền như albumin bằng các lựa chọn thay thế từ thực vật hoặc tái tổ hợp. Ngoài ra, giảm nồng độ của các yếu tố tăng trưởng đắt tiền mà không làm ảnh hưởng đến sự phát triển của tế bào.
- Lựa chọn nguyên liệu thô kinh tế: Sử dụng các thành phần giá cả phải chăng như hydrolysate protein thực vật, đường và muối thay vì các thuốc thử cấp dược phẩm đắt tiền khi pha chế môi trường cơ bản.
- Tái chế môi trường: Áp dụng hệ thống tái chế môi trường hoặc hệ thống truyền liên tục để thu hồi và tái sử dụng lên đến 80% môi trường đã sử dụng, giảm nhu cầu cung cấp mới.
- Đơn giản hóa công thức: Sử dụng các kỹ thuật thiết kế thực nghiệm để tạo ra các công thức đơn giản hơn với ít thành phần hơn mà vẫn duy trì sự phát triển tế bào hiệu quả.
Bằng cách áp dụng các phương pháp này, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng có thể giảm chi phí môi trường không có huyết thanh xuống còn khoảng £0.50 mỗi lít.
Một yếu tố quan trọng khác là đảm bảo truy cập đáng tin cậy vào các thành phần và thiết bị chuyên dụng. Đây là nơi
Những thách thức chính trong việc mở rộng quy mô môi trường không huyết thanh cho sản xuất thịt nuôi cấy là gì?
Mở rộng quy mô môi trường không huyết thanh (SFM) cho thịt nuôi cấy đi kèm với những trở ngại không nhỏ. Một trong những thách thức lớn nhất là chi phí. SFM thường chiếm hơn một nửa chi phí hoạt động biến đổi trong hầu hết các mô hình sản xuất. Các yếu tố tăng trưởng và protein tái tổ hợp, các thành phần chính của SFM, vẫn còn đắt đỏ. Mặc dù đã có một số tiến bộ trong việc thay thế các thành phần huyết thanh bằng các lựa chọn thay thế đạt tiêu chuẩn thực phẩm cho một số dòng tế bào nhất định, nhưng một giải pháp chung cho tất cả vẫn chưa thể đạt được.Ngoài ra, các công thức phức tạp của SFM làm phức tạp hóa sản xuất quy mô lớn và tái chế, dẫn đến nhiều chất thải hơn và chi phí cao hơn.
Thách thức trong xử lý sinh học thêm một lớp phức tạp khác. Các vấn đề như tốc độ tăng trưởng tế bào chậm, hiệu suất chuyển hóa kém, và hư hại do lực cắt gây ra giới hạn mật độ tế bào có thể đạt được trong các bioreactor. Những vấn đề này trở nên rõ ràng hơn khi độ nhớt của môi trường tăng lên ở nồng độ tế bào cao hơn. Mặc dù các phương pháp tiên tiến như sản xuất liên tục và phương pháp lọc chuyên biệt cho thấy tiềm năng, chúng đòi hỏi cơ sở hạ tầng đắt đỏ và phức tạp, làm cho chúng khó tiếp cận hơn.
Cuối cùng, độ tin cậy của chuỗi cung ứng vẫn là một mối quan tâm quan trọng. Đảm bảo nguồn cung ổn định của các thành phần SFM nhất quán, chất lượng cao với khối lượng cần thiết cho sản xuất thương mại không phải là một nhiệm vụ dễ dàng.Các nền tảng như
Sử dụng các thành phần cấp thực phẩm giúp giảm chi phí sản xuất như thế nào?
Chuyển sang các thành phần cấp thực phẩm có thể giảm đáng kể chi phí bằng cách thay thế các vật liệu cấp dược phẩm đắt đỏ như huyết thanh bò thai và albumin huyết thanh bò bằng các lựa chọn thay thế cấp thực phẩm có giá cả phải chăng hơn và có sẵn rộng rãi. Những thay đổi này giải quyết một trong những chi phí lớn nhất trong sản xuất thịt nuôi cấy: chi phí vận hành biến đổi cao liên quan đến môi trường tăng trưởng.
Sử dụng các đầu vào cấp thực phẩm không chỉ giảm chi phí mà còn mở đường cho việc mở rộng quy mô sản xuất, đưa thịt nuôi cấy đến gần hơn với việc trở thành một lựa chọn khả thi về mặt tài chính cho sản xuất quy mô lớn.
