Công nghệ đông lạnh đã được phát triển từ giữa thế kỷ XIX, và kể từ đó đến trước khi CAS ra đời, kỹ thuật đông lạnh đã có những bước cải tiến rõ rệt. Tuy nhiên, vấn đề của công nghệ này gặp phải đó là việc mất hương vị, độ săn chắc và tươi ngon của thực phẩm sau khi được rã đông. Theo phương pháp truyền thống, quá trình đông lạnh sẽ bắt đầu từ phần bên ngoài của thực phẩm rồi dần tiến vào bên trong. Khi quá trình này xảy ra, các phân tử nước bên trong mô tế bào hình thành nên các tinh thể nước đá lớn, làm hỏng thành và màng tế bào. Vì vậy, khi thực phẩm được rã đông, một số chất tạo hương vị sẽ thoát ra ngoài qua các lỗ hở. Đây là nguyên nhân làm mất hương vị.

Các loại thực phẩm, nông sản, thủy sản… cơ bản đều chứa một hàm lượng nước cao, chính vì thế, quá trình cấp – rã đông truyền thống sẽ làm giảm ít nhất 20% giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. Mà theo quy chuẩn, chất lượng sản phẩm đông lạnh sẽ tỷ lệ nghịch với lượng nước đóng băng trong tế bào, nghĩa là lượng nước đóng băng càng thấp, chất lượng càng cao.

Tuy nhiên, một doanh nghiệp tại Nhật Bản đã nghiên cứu và giới thiệu một công nghệ hoàn toàn mới, được xem là cuộc cách mạng trong lĩnh vực đông lạnh, tạo tiền đề cho những hoạt động vận chuyển và xuất nhập khẩu sau này.

Công nghệ CAS – giữ hương vị
tươi ngon nguyên bản

Công nghệ CAS – Cells Alive System, được phát triển bởi ABI Co., Ltd., một công ty nhỏ có trụ sở chính tại Nagareyama, tỉnh Chiba, phía đông bắc Tokyo. Norio Owada – Chủ tịch của công ty, là người đã phát triển tủ đông nhanh dành cho kem vào những năm 1970. Sau đó, ông bắt đầu nghiên cứu công nghệ đông lạnh để bảo quản chất lượng của các nguyên liệu nấu ăn vào năm 1992. Trong quá trình nghiên cứu và tìm hiểu, ông Owada đã nhận thấy hiện tượng mưa đóng băng* trong thiên nhiên, nhờ đó, ông đã nảy ra ý tưởng về một công nghệ mới vào năm 1998.

*Mưa đóng băng xảy ra khi hạt mưa rơi xuống dưới dạng lỏng, sau đó đóng băng ngay lập tức khi nó chạm vào các vật thể riêng lẻ trên mặt đất có nhiệt độ dưới O°C.

Đến năm 2000, công nghệ CAS đã được ABI “trình làng”, chỉ cần gắn thiết bị CAS vào các thiết bị cấp đông nhanh hiện có là có thể bảo quản nguyên vẹn độ tươi ngon và hương vị của thực phẩm. Có thể hiểu, CAS không phải là công nghệ làm đông nhanh.

Đây là một công nghệ được kết hợp với kỹ thuật đông lạnh nhanh để ngăn chặn sự suy giảm chất lượng thực phẩm bằng cách kiểm soát sự hình thành các phân tử nước trong thực phẩm. Như đã đề cập, trong quá trình làm đông, các tinh thể nước đá lớn trên bề mặt thực phẩm sẽ được hình thành, khi đá tan, những chỗ hổng đó sẽ tạo điều kiện để hương vị thoát ra ngoài, đồng thời mất sự liên kết trong thực phẩm.

Để khắc phục vấn đề cốt lõi này, công nghệ CAS sử dụng từ trường xung, sóng tần số thấp và nhiều dạng năng lượng yếu khác nhau để tạo ra từ trường, tương tự như lò viba nhưng kết hợp thêm hệ thống làm lạnh. Thiết bị này được lắp đặt trong tủ đông làm cho các phân tử nước trong thực phẩm rung động, không cho chúng đến gần nhau tạo thành tinh thể. Bằng cách này, nó tạo ra một trạng thái siêu làm mát (Hiện tượng nước siêu lạnh - Supercooled), nơi nước không bị đóng băng ngay cả ở nhiệt độ dưới 0°C. Điều này ngăn các tinh thể đá phá hủy thành tế bào và màng bên trong thực phẩm. Bởi vì mô tế bào không bị phá hủy, hương vị, mùi thơm và kết cấu vẫn còn nguyên vẹn.

Đối với chủ tịch Owada, công nghệ này còn là tương lai của Nhật Bản, khi dân số ở quốc gia này đang già hóa dẫn đến việc sản xuất giảm trong tương lai. Công nghệ CAS sẽ trở nên quan trọng đối với các ngành chính như nông nghiệp và đánh bắt cá. Bằng cách truyền bá “hương vị Nhật Bản” đã qua chế biến và đông lạnh, mang chất lượng tươi mới chuẩn Nhật đến thế giới và mang các sản phẩm bổ dưỡng về đến Nhật Bản, ông Owada hy vọng sẽ thiết lập vững chắc ngành công nghiệp và tạo ra một hướng đi cho thế hệ tương lai.

Theo Trung tâm Thông tin và Thống kế KH & CN – CESTI, hiện nay, bằng sáng chế công nghệ CAS của ABI đang được hơn 22 quốc gia và Cơ quan Sáng chế châu Âu công nhận bảo hộ.

Khi giới thiệu công nghệ này, Chủ tịch Norio Owada đã tự tin phát biểu rằng: “Hàu sử dụng công nghệ đông lạnh của CAS sẽ mang trọn hương vị tươi ngon như mới đánh bắt tại biển”. Thực tế đã chứng minh lời nói của ông không phải là quảng cáo, khi hàu được đánh bắt bởi các Ama, cộng đồng sống trên đảo ở tỉnh Shimane và cấp đông theo công nghệ CAS đã chinh phục người tiêu dùng cùng các đầu bếp hàng đầu. Tại các quán hàu ở Tokyo, cách đó hơn 600km, hàu có giá 800 yên/ con (khoảng 221.000 đồng), cao hơn giá hàu sống từ các địa điểm khác. Sự khác biệt về giá này cho thấy chất lượng vượt trội của hàu vùng Shimane đã được đông lạnh.

Bên cạnh đó, lợi thế lớn của công nghệ CAS là có thể lắp đặt trên các thiết bị đông lạnh hiện có, cho phép thực phẩm đông lạnh có độ tươi vượt trội mà không phải chịu chi phí cao. “Vì điều này, chúng tôi đã nhận được nhiều lời khen ngợi từ nước ngoài và các nhà sản xuất chế biến thực phẩm trên toàn thế giới hiện đang sử dụng công nghệ CAS”, ông Owada chia sẻ. Vì quá trình đông lạnh này không làm giảm độ tươi, thực phẩm ở nước ngoài có thể được nhập khẩu với giá rẻ và cũng cho phép nhiều sản phẩm của Nhật Bản được xuất khẩu trên toàn cầu. Đặc biệt, thời gian giữ độ tươi ngon của CAS có thể lên đến 10 năm, một con số vượt trội so với phương pháp truyền thống. Đặc biệt, những thực phẩm này sau khi rã đông hoàn toàn có thể thưởng thức tươi sống như món Sashimi trứ danh của Nhật Bản.

Công nghệ của ABI được đánh giá cao đến mức các nhà hàng sở hữu sao Michelin ở châu Âu đã mua hàu Iwagaki đông lạnh CAS và phục vụ chúng như hàu sống. Hay đông lạnh trái cây, gạo, rau và nhiều loại thực phẩm khác bằng công nghệ CAS đã được chứng minh là vẫn giữ nguyên độ tươi và hương vị hoàn hảo ngay cả sau vài năm.

Ứng dụng trong y học

Các ứng dụng tiềm năng của công nghệ CAS đến từ ABI không chỉ giới hạn trong việc đông lạnh thực phẩm. Vì nó cho phép các mô tế bào được đông lạnh và rã đông ở trạng thái gần như không thay đổi, nên có nhiều triển vọng rằng công nghệ này có thể được áp dụng cho các lĩnh vực y tế như cấy ghép nội tạng và y học tái tạo.

Lĩnh vực y học tái tạo sử dụng tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPS) và tế bào gan, chính vì thế, việc áp dụng CAS đã được tiến hành để bảo quản lạnh các tế bào và cơ quan nội tạng. Với nguyên lý đơn giản, linh hoạt, CAS dễ dàng phù hợp với hệ thống đông lạnh các bộ phận cơ thể như nội tạng, thần kinh, máu và tim. Nếu một trái tim trước đây phải được cấy ghép trong vòng từ 10 đến 14 tiếng, thì với CAS, quá trình này có thể kéo dài đến 10 ngày ở nhiệt độ -30 đến -40 độ C. Công nghệ CAS cũng được ngân hàng răng sữa Future Health Biobank (Fribourg, Thụy Sĩ) tin dùng, lưu trữ răng như một nguồn tế bào gốc thay thế. Đồng thời, việc phát triển công nghệ và nghiên cứu bảo quản lạnh máu vốn được coi là khó khăn để lưu trữ trong thời gian dài cũng sẽ được tiến hành.

Tại Việt Nam

Việt Nam là quốc gia thứ 8 nhận chuyển giao công nghệ CAS , đây là bước tiến vượt bậc, giúp nông sản Việt có cơ hội có mặt trên kệ hàng của những chuỗi siêu thị lớn trên thế giới. Phòng Thí nghiệm Công nghệ CAS đầu tiên tại Việt Nam cũng được khánh thành vào năm 2013 nhờ sự phối hợp giữa Viện Nghiên cứu và Phát triển Vùng, Bộ Khoa học và Công nghệ và Tập đoàn ABI.

Trước Việt Nam, nhiều quốc gia đã ứng dụng thành công công nghệ này vào việc bảo quản trái cây: Mexico (xoài và bơ), Trung Quốc (trái cây đóng hộp, rau quả đông lạnh)… Chính vì thế, việc có được công nghệ CAS sẽ “gỡ rối” cho bài toán nông sản Việt xuất khẩu. Vải thiều Bắc Giang là một trong những sản phẩm được hưởng lợi nhiều nhất của công nghệ này.

Tại nhiều quốc gia trên thế giới, vải thiều rất được ưa chuộng nhưng các doanh nghiệp hầu như không thể đưa quả vải ra “sân chơi” quốc tế vì thời gian thu hoạch vải rất ngắn, chỉ từ 1 tháng đến 40 ngày. Vải chín nhanh, nhưng hư hỏng cũng nhanh đã khiến quả vải không có cơ hội trở thành nông sản được ưu tiên xuất khẩu.

Khi công nghệ CAS “cập bến” Việt Nam, Viện Nghiên cứu và Phát triển vùng (Bộ Khoa học và Công nghệ), đơn vị được giao nghiên cứu ứng dụng công nghệ trên đã thu mua vải thiều của 7 hộ dân ở xã Hồng Giang, huyện Lục Ngạn (Bắc Giang). Vải được chọn để áp dụng công nghệ này được đảm bảo trồng theo tiêu chuẩn VietGAP. Sau nhiều năm thử nghiệm, đến năm 2014, 10 tấn vải thiều Lục Ngạn đã được xuất khẩu thành công sang thị trường Nhật Bản.

Ngoài ra theo thông tin từ Tổng cục Thủy sản, công nghệ CAS đã được Đào Thùy Dương (Viện Nghiên cứu và Phát triển Vùng) nghiên cứu ứng dụng trong bảo quản thịt gà xuất khẩu, kết quả cho thấy thịt gà giữ nguyên được chất lượng ban đầu sau 6 tháng bảo quản. Cho thấy tiềm năng ứng dụng công nghệ này vào bảo quản thủy sản là rất lớn, phù hợp đối với những sản phẩm yêu cầu bảo quản dài ngày mà đảm bảo chất lượng tương đương như mới thu hoạch. Tuy nhiên, để ứng dụng thành công công nghệ này trên tàu cá cần tổ chức nghiên cứu thêm để phù hợp với điều kiện sản xuất và quan trọng hơn là giảm chi phí đầu tư ban đầu cho mô hình bảo quản thủy sản bằng công nghệ CAS.