Ngày nay công nghệ sinh học ra đời và phát triển đã mang lại rất nhiều lợi ích cho con người. Công nghệ sinh học được ứng dụng trong nông nghiệp, y dược, bảo vệ môi trường và chế biến thực phẩm.
Vậy công nghệ sinh học là gì?Chúng được ứng dụng trong những lĩnh vực nào?Chúng ta hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.
1. Khái niệm công nghệ sinh học
ông nghệ sinh học là việc dựa vào các kỹ thuật nuôi cấy hiện đại, tiên tiến để làm biến đổi các sinh vật có lợi tùy theo mục địch của con người. Công nghệ sinh học hay còn gọi là công nghệ biến đổi gen, áp dụng kỹ thuật nuôi cấy mô và tế bào vào nhiều ngành khác nhau để cải tiến giá trị của vật liệu sinh học.
Đây là một công nghệ hiện đại, dựa trên nền những nền tảng khoa học về sự sống kết hợp với các yếu tố khác nhằm khai thác tối đa những lợi ích do vi sinh vật hay tế bào động, thực vật mang lại. Ngày nay, các sản phẩm công nghệ sinh học được chế tạo ra có giá trị rất cao, phục vụ và đáp ứng cho mọi nhu cầu của con người, đồng thời giúp bảo vệ môi trường hiệu quả.
Trên thực tế thì công nghệ sinh học đã ra đời từ rất lâu, ngành công nghệ sinh học truyền thống được ứng dụng trong thực phẩm để tạo ra các loại nước mắm, nước tương, chao…nghiên cứu ra các loại phân bón nhằm cải tạo đất đai và phục vụ cho nông nghiệp.
Khi ngành công nghệ sinh học phát triển thêm một bước tiến mới thì có thêm các thành tựu như sản xuất ra chất tạo ngọt, mì chính, thuốc kháng sinh, acid amin hay các loại vitamin…
Ngày nay, ngành công nghệ sinh học hiện đại đã có những bước phát triển vượt bậc, đem lại rất nhiều lợi ích cho con người và được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau. Ngành công nghệ sinh học hiện đại được phân chia thành nhiều lĩnh vực như công nghệ di truyền, công nghệ tế bào, công nghệ enzyme và protein, công nghệ vi sinh vật, công nghệ môi trường và công nghệ lên men.
2. Ứng dụng công nghệ sinh học trong chế biến thực phẩm
Công nghệ sinh học trong chế biến sản phẩm được ứng dụng ở các ngành như công nghiệp dệt, công nghiệp mỹ phẩm, công nghiệp xà phòng, công nghiệp sản xuất bánh kẹo, rượu bia, nước giải khát…
Có thể kể tên một số sản phẩm được ứng dụng trong chế biến thực phẩm:
Đối với ngành công nghiệp hóa chất: mọi hóa chất thông thường đều có thể sản xuất bằng công nghệ sinh học. Ngành công nghiệp hóa chất sẽ phát triển mạnh mẽ nếu sử dụng các chất xúc tác sinh học. Ngành công nghiệp sản xuất xà phòng nhờ bổ sung các enzyme mà khả năng làm sạch tốt hơn rất nhiều. Công nghiệp sản xuất giấy: sản xuất giấy là một ngành có lượng chất thải khá lớn và thường gây ô nhiễm môi trường. Công nghệ sinh học đã đưa ra giải pháp giúp sản xuất ra loai giấy chất lượng tốt hơn, đồng thời xử lý chất thải để nó không gây ô nhiễm môi trường. Công nghiệp khai thác khoáng sản được ứng dụng công nghệ sinh học nhằm xử lý ô nhiễm kim loại, dùng các sinh vật để lọc lấy kim loại quý hiếm như cô ban, kẽm, đồng và nhiều kim loai nặng khác.
3. Ứng dụng công nghệ sinh học trong bảo quản thực phẩm
Ngày nay, công nghệ sinh học là một mũi nhọn của tiến bộ khoa học công nghệ thế giới. Lịch sử phát triển công nghệ sinh học thế giới đã trải qua ba giai đoạn phát triển với những đặc trưng riêng. Hai giai đoạn đầu là công nghệ sinh học truyền thống [lên men thực phẩm để sản xuất rượu bia, dấm, nước chấm, sữa chua, sản phẩm muối chua …] và công nghệ sinh học cận đại [công nghệ sản xuất thuốc kháng sinh, vitamin, axit hữu cơ, axit amin, dung môi, enzym, sinh khối giầu prôtein…]. Hiện nay, công nghệ sinh học đang phát triển ở giai đoạn hiện đại. Công nghệ sinh học hiện đại bao gồm một số lĩnh vực quan trọng như công nghệ di truyền, công nghệ tế bào, công nghệ enzym/prôtein, công nghệ sinh học vi sinh vật, công nghệ sinh học môi trường. Dựa trên thành tựu của công nghệ di truyền, người ta biết rõ từng loại gen và giải mã chúng, từ đó chế tạo ra các loại thuốc đặc trị diệt virut gây bệnh cho động thực vật. Đối với lĩnh vực tạo giống người ta tạo ra các cây trồng vật nuôi chuyển gen để cho năng suất và những chất lượng mới của sản phẩm. Ví dụ nhờ chuyển gen có thể tăng lượng chứa prôtein và cải thiện chất lượng prôtêin trong sản phẩm cây trồng, vật nuôi. Lại cũng có thế chuyển vào cây trồng, vật nuôi loại gen chống côn trùng, chống nấm, chống virut, để kháng với thuốc diệt cỏ….Dựa trên thành tựu của công nghệ tế bào, người ta đã tạo giống cây trồng bằng nuôi cấy mô, tạo giống con nuôi bằng phương pháp cấy phôi …
Ngành sinh học nước ta đến nay đã đạt được nhiều thành tựu quan trọng góp phần phát triển nông nghiệp, đó là:
– Trong trồng trọt, nghiên cứu đặc điểm quang hợp của cây lúa, quang hợp và dinh dưỡng ruộng lúa năng suất cao làm cơ sở cho các biện pháp thâm canh. Đã đưa vào sản xuất công nghệ quang hợp trồng tảo giầu dinh dưỡng để thu sinh khối làm nguồn dinh dưỡng và dược liệu quí. Nghiên cứu quan hệ cộng sinh giữa vi khuẩn Azolla – Anabaens azolla cũng như những vi khuẩn Rhizobium và cây đậu tương, sử dụng các chất điều hoà sinh trưởng, các nguyên tố khoáng vi lượng làm tăng năng suất cây trồng trong nông lâm nghiệp. Nghiên cứu thành công các kỹ thuật di truyền như lai tạo, đột biến, đa bội thể tạo ra nhiều giống lúa, ngô, đậu, đỗ, dâu … được ứng dụng vào sản xuất.
– Trong chăn nuôi, đã thành công trong việc ghép hợp tử và tạo ra bò giống con chất lượng cao. Ngoài ra còn một số thành công trong việc tạo ra các giống lai khác như lợn, gia cầm…
– Trong lĩnh vực vi sinh vật, đã tuyển chọn và xây dựng các sưu tập vi sinh vật có ích, nghiên cứu và áp dụng có kết quả công nghệ vi sinh phục vụ sản xuất và đời sống như thuốc trừ sâu vi sinh vật, phân vi sinh vật cố định đạm cho cây họ đậu, hóc môn thực vật sản xuất bằng công nghệ vi sinh, kháng sinh thô, a xít a min v.v…
– Trong công nghệ thực phẩm, nhiều kỹ thuật và qui trình công nghệ sinh học được nghiên cứu và áp dụng như sản xuất nước chấm, nước giải khát lên men, rượu vang v.v…
Nhờ những thành tựu chủ yếu trên của ngành sinh học đã góp phần đáng kể vào việc thực hiện chương trình phát triển nông nghiệp, chương trình lương thực thực phẩm ở nước ta trong những năm qua.
Những giải pháp kinh tế kỹ thuật cần chú ý:
– Trong công tác nghiên cứu, cần coi trọng các vấn đề sau đây:
+ Trong trồng trọt, không chỉ coi trọng nghiên cứu cây lúa mà cần triển khai mạnh mẽ hơn việc nghiên cứu các loại cây màu như ngô, khoai, đậu đỗ các loại. Đối với cây dài ngày, bên cạnh việc nghiên cứu các cây có giá trị xuất khẩu cần mở rộng nghiên cứu các loại cây khác trong quần thể thực vật chung sống với các cây công nghiệp.
+ Trong chăn nuôi bên cạnh việc coi trọng nghiên cứu con lợn, cần mở rộng nghiên cứu các loại con gia súc gia cầm khác.
+ Trong nghiên cứu quần thể động thực vật trong môi trường nước, cần coi trọng hơn nữa việc nghiên cứu các loại động thực vật nhỏ như nấm, tảo, rong rêu…
+ Nghiên cứu hậu quả của chiến tranh hoá học của Mỹ đối với quần thể động thực vật ở nước ta.
– Trong công tác giống cần chú ý:
+ Lựa chọn, thuần dưỡng các loại giống tốt địa phương. Tổng kết kinh nghiệm nuôi trồng dân gian, mang lại kết quả cao cho mỗi vùng sinh thái nông nghiệp. Cần coi trọng và bảo vệ các loại giống đặc sản.
+ Nhập nội, lai tạo, nuôi thuần chủng để có những giống mới. Coi trọng công tác kiểm dịch động thực vật nhập nội.
+ Xây dựng hệ thống quốc gia từ Trung ương đến địa phương bao gồm các cơ sở nghiên cứu, tuyển chọn, lai tạo, sản xuất, thí nghiệm, sản xuất và cung cấp giống cho sản xuất đại trà v.v… Có biện pháp quản lý giống chặt chẽ, chống lẫn giống và thoái hoá giống.
+ Xây dựng, phổ biến thực hiện qui trình kỹ thuật cho từng loại cây trồng và con nuôi. Qui trình kỹ thuật là một hệ thống biện pháp kỹ thuật với những tiêu chuẩn đã được qui định gắn liền hữu cơ với nhau theo một trật tự thời gian nhất định, phù hợp với qui luật phát triển và phát dục của cây trồng vật nuôi, với điều kiện cơ sở vật chất kỹ thuật, điều kiện đất, nưóc, thời tiết khí hậu ở từng vùng, từng địa phương.
– Thực hiện đổi mới cơ cấu sản xuất trồng trọt và chăn nuôi; cơ cấu mùa vụ; công thức luân canh, xen canh, gối vụ phù hợp trên mỗi vùng sinh thái để khai thác có hiệu quả các tiềm năng sinh học, sinh thái và các tiềm năng khác.
Các từ khóa trọng tâm hoặc các thuật ngữ liên quan đến bài viết trên:
Cùng với sự phát triển như vũ bão của khoa học công nghệ, chúng ta đang đối diện với một vấn đề rất mới: Công nghệ sinh học [CNSH] và Thực phẩm Biến đổi gen [TPBĐG]. Dù là một thành tựu khoa học tiến bộ của thế giới trong suốt nhiều chục năm qua và được nhiều quốc gia như Mỹ, Úc, Canada và nhiều quốc gia phát triển khác chấp nhận nhưng tại Việt Nam, CNSH, cây trồng biến đổi gien và những ứng dụng của CNSH hiện còn chưa được nhiều người biết đến. Không thể phủ nhận rằng, CNSH nói chung và Thực phẩm Biến đổi gen nói riêng đã đem lại lợi ích nhiều mặt về kinh tế, xã hội, môi trường, góp phần làm tăng năng suất, giảm chi phí nông nghiệp, đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an ninh lương thực thực phẩm toàn cầu.
Toàn cảnh buổi Hội thảo
Nhằm cập nhật, cung cấp các thông tin khoa học chính xác và đầy đủ hơn nữa về công nghệ sinh học, ngày 7/11/2019 – Viện Y học ứng dụng Việt Nam trực thuộc Tổng hội Y học Việt Nam phối hợp cùng Tổ chức Croplife Việt Nam đã tổ chức Hội thảo khoa học “Công nghệ sinh học với việc cải thiện nguồn cung thực phẩm và sức khỏe” tại Hà Nội, với sự tham gia của các nhà khoa học, các giáo sư, tiến sỹ, đầu ngành y khoa và nông nghiệp, sinh học trong và ngoài nước do PGS. TS Nguyễn Thị Xuyên – Chủ tịch Tổng hội Y học Việt Nam cùng các chuyên gia đầu ngành chủ trì Hội thảo.
PGs. Ts Nguyễn Thị Xuyên - Chủ tịch Tổng hội Y học ứng dụng Việt Nam phát biểu khai mạc tại Hội thảo
Tại Hội thảo, PGs. Ts Phạm Văn Hoan, Phó Viện trưởng Viện Y học ứng dụng Việt Nam đã đưa ra các thông tin cập nhật về An ninh lương thực, thực phẩm, thực phẩm biến đổi gen và vấn đề An toàn vệ sinh thực phẩm. PGs. Ts Phạm Văn Hoan đã đưa ra các tranh luận và bằng chứng về tính an toàn, giá trị dinh dưỡng cũng như ảnh hưởng của cây trồng biến đổi gen lên sức khoẻ con người. Tuy nhiên, nhiều tổ chức lớn và uy tín trên thế giới như WHO, FAO, FDA, EPA đều khẳng định rằng: TPBĐG là an toàn, có giá trị dinh dưỡng tương tự như thực phẩm không biến đổi gen và chưa thấy có ảnh hưởng tiêu cực lên sức khoẻ con người.
PGS. TS Phạm Văn Hoan trình bày tại Hội thảo
PGs. Ts Phạm Văn Hoan nhấn mạnh: “CNSH đã được ứng dụng rộng rãi vào các ngành sản xuất và đời sống xã hội, nhất là trong lĩnh vực nông - lâm - ngư nghiệp, y dược, thực phẩm và môi trường. Trong đó, nổi bật hơn cả là lĩnh vực y dược, tạo hiệu quả cao trong phục vụ chẩn đoán và điều trị. Riêng lĩnh vực dược phẩm, CNSH được ứng dụng để sản xuất Cytokine, Enzyme, Hormone, Yếu tố đông máu, Vaccine, Kháng thể đơn dòng, Chất ức chế enzyme, Chất ức chế miễn dịch,…”
Bà Rhodora R. Aldemita – Giám đốc trung tâm SEAsia – Giám đốc Trung tâm Kiến thức toàn cầu về CNSH, Tổ chức Quốc tế về Tiếp thu các ứng dụng CNSH trong Nông nghiệp [ISAAA]
Liên quan đến Hiện trạng ứng dụng CNSH trong nông nghiệp trên toàn cầu, bà Rhodora R. Aldemita – Giám đốc trung tâm SEAsia – Giám đốc Trung tâm Kiến thức toàn cầu về CNSH, Tổ chức Quốc tế về Tiếp thu các ứng dụng CNSH trong Nông nghiệp [ISAAA] khẳng định, CNSH là một trong các lựa chọn để đảm bảo an ninh lương thực, ổn định kinh tế và môi trường bền vững. CNSH tiếp tục đóng vai trò quan trọng để đảm bảo mục tiêu đạt 50% nhu cầu thực phẩm vào năm 2050, có thể giúp giải quyết các thách thức được chỉ ra bởi FAO, UN như: Quá trình tăng dân số, đô thị hoá, già hoá; Biến đổi khí hậu; Năng suất nông nghiệp và sự đổi mới; Sâu bệnh xuyên biên giới; Dinh dưỡng và sức khoẻ; Tổn thất thực phẩm và chất thải.
GS. TS Lê Huy Hàm báo cáo tại Hội thảo
GS. TS Lê Huy Hàm – Chủ tịch Hội đồng Khoa học, nguyên Viện trưởng Viện Di truyền Nông nghiệp Việt Nam cho biết, hiện Việt Nam nhập khoảng 7-8 triệu tấn ngô, khoảng 5-7 triệu tấn đậu tương và sản phẩm đậu tương; trong khi đó năm 2017, Trung Quốc nhập 95 triệu tấn đậu tương và hàng chục triệu tấn ngô. Theo GS. TS Lê Huy Hàm, công nghệ gen đã giúp Châu Mỹ sản xuất ra lượng lương thực lớn với giá cả hợp lý như vậy. Nếu không có công nghệ gen, Châu Á và Việt Nam cũng không được hưởng giá lương thực, thực phẩm như hôm nay chúng ta đang có.
TS Nguyễn Xuân Cảnh - Phó Trưởng khoa Công nghệ sinh học – Học viện Nông nghiệp Việt Nam trình bày báo cáo
Cũng tại Hội thảo, Ts. Nguyễn Xuân Cảnh - Phó Trưởng khoa Công nghệ sinh học – Học viện Nông nghiệp Việt Nam trình bày báo cáo: “Ứng dụng CNSH trong chọn tạo giống cây trồng thế hệ mới: Ưu điểm và ứng dụng”. Theo đó, CNSH, thông qua tác động to lớn tới chọn tạo giống cây trồng, có thể là tác nhân dẫn tới một cuộc cách mạng xanh mới. Cho tới nay, đã có 26 quốc gia trồng 191,7 triệu ha cây trồng công nghệ sinh học [tăng gần 113 lần so với năm 1996]. Như vậy, công nghệ sinh học có tiềm năng và triển vọng vô cùng lớn đối với sự phát triển nông nghiệp. Tuy nhiên, cần có các biện pháp đánh giá, quản lý nguy cơ và rủi ro của cây trồng công nghệ sinh học đối với con người và môi trường.
Ban Chủ trì Hội thảo
Các nhà khoa học tại hội thảo đã thảo luận sôi nổi và đi đến thống nhất một số quan điểm chính sau đây:
- Công nghệ sinh học là một trong các lựa chọn để đảm bảo an ninh lương thực, thực phẩm, ổn định kinh tế và môi trường bền vững. Công nghệ sinh học đã được ứng dụng nhiều trong nông nghiệp, công nghệ thực phẩm, y học và dược phẩm giúp giải quyết nhiều vấn đề cấp thiết trong cuộc sống của con người. Đặc biệt, công nghệ sinh học có tiềm năng và triển vọng vô cùng to lớn trong phát triển nông nghiệp, được coi là một trong những giải pháp quan trọng đảm bảo an ninh lương thực thực phẩm toàn cầu.
- Cây trồng biến đổi gen giúp giảm chi phí, tăng lợi nhuận, đem lại lợi ích kinh tế cao và đã được nhiều nghiên cứu và các tổ chức uy tín trên thế giới công bố là an toàn đối với sức khoẻ con người.
- Tại Việt Nam, trong khoảng 10 năm trở lại đây, cây trồng biến đổi gen nói chung và thực phẩm biến đổi gen nói riêng đã xuất hiện và ngày càng phổ biến hơn.
Tập thể Chuyên gia chụp ảnh lưu niệm tại Hội thảo
Hội thảo khuyến nghị:
- Cần tiếp tục thông tin, giáo dục và truyền thông để người tiêu dùng có cái nhìn đúng đắn, khoa học về công nghệ sinh học và thực phẩm biến đổi gen.
- Trong thời gian tới, cần có các biện pháp đánh giá, quản lý nguy cơ và rủi ro của cây trồng công nghệ sinh học đối với con người và môi trường. Đồng thời, cần xây dựng hệ thống quản lý, sản xuất cây trồng công nghệ sinh học an toàn, hiệu quả và bền vững, phù hợp với điều kiện thực tiễn ở Việt Nam.