Thiên nhiên – môi trường hứa hẹn cho thực phẩm chức năng và dược liệu thế hệ mới

Các chuyên luận khoa học gần đây liên tục nhấn mạnh rằng, ngành TPCN và dược liệu đang bước vào một "kỷ nguyên vàng".

1. Mở đầu: Khát vọng tìm về “Thiên nhiên” trong kỷ nguyên hiện đại

Trong những năm gần đây, một cuộc cách mạng thầm lặng đang diễn ra trong nhận thức của người tiêu dùng toàn cầu. “Thiên nhiên” không còn đơn thuần là một khẩu hiệu tiếp thị, mà đã trở thành một triết lý sống, một khát vọng tìm về nguồn cội để kiến tạo sức khỏe bền vững. Người tiêu dùng ngày nay không chỉ quan tâm đến hiệu quả tức thì, mà còn mong muốn các sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, ít qua chế biến và thân thiện với môi trường. Sự thay đổi này đã thúc đẩy một cuộc chuyển dịch mạnh mẽ trong ngành công nghiệp thực phẩm chức năng (TPCN) và dược liệu, định hình một kỷ nguyên mới của sức khỏe cộng đồng.

Song hành với xu hướng tiêu dùng, khoa học cũng đang vén màn những bí mật kỳ diệu của tự nhiên. Nhiều nghiên cứu chuyên sâu đã chứng minh rằng các hợp chất sinh học từ thực vật, vi sinh vật hay sinh vật biển không chỉ cung cấp năng lượng mà còn tác động trực tiếp lên các cơ chế sinh học phức tạp của cơ thể. Từ khả năng điều hòa miễn dịch, bảo vệ tim mạch, đến hỗ trợ chức năng thần kinh, kho tàng thiên nhiên đang mở ra những hướng đi mới đầy hứa hẹn. Các chuyên luận khoa học gần đây liên tục nhấn mạnh rằng, ngành TPCN và dược liệu đang bước vào một “kỷ nguyên vàng”, được định hình bởi ba yếu tố then chốt: công nghệ hiện đại, thị trường tiêu dùng rộng lớn, và yêu cầu về bằng chứng khoa học ngày càng khắt khe.

Vậy, năm 2025 đang định hình xu hướng này như thế nào? Để phác họa bức tranh toàn cảnh, chúng ta sẽ cùng phân tích một cách chuyên sâu các nguồn nguyên liệu, công nghệ đột phá, và chiến lược phát triển sản phẩm, từ đó hé lộ những cơ hội tiềm năng, đặc biệt là với Việt Nam.

2. Bản đồ nguồn nguyên liệu thiên nhiên – Khám phá kho tàng vô tận

A. Các nguồn nguyên liệu chính: Sự phong phú của đa dạng sinh học

Dưới góc nhìn của các nhà khoa học, kho tàng nguyên liệu thiên nhiên được ví như một "ngân hàng" sinh học khổng lồ, nơi mỗi loài sinh vật đều có thể chứa những hợp chất quý giá. Các phân tích từ các tạp chí chuyên ngành như Foods và Molecules đã tổng hợp và phân loại các nguồn chính như sau:

Thực vật: Đây là nguồn nguyên liệu quen thuộc và được nghiên cứu sâu rộng nhất. Các nhóm hợp chất tiêu biểu bao gồm:

Polyphenol: Nổi bật với hoạt tính chống oxy hóa mạnh mẽ. Trà xanh giàu epigallocatechin gallate (EGCG), nho đỏ và việt quất chứa resveratrol, trong khi ca cao và táo lại dồi dào flavonoid. Các hợp chất này được chứng minh lâm sàng có vai trò quan trọng trong việc giảm nguy cơ các bệnh tim mạch và thoái hóa thần kinh [1].

Terpenoid: Là nhóm hợp chất tạo nên hương thơm đặc trưng của nhiều loài thực vật, nhưng chúng còn có hoạt tính sinh học đáng kinh ngạc. Ví dụ, ginsenoside từ nhân sâm đã được nghiên cứu về tác dụng tăng cường thể lực và chống stress, trong khi curcumin từ nghệ lại được biết đến với khả năng chống viêm mạnh mẽ [2].

Alkaloid: Một nhóm hợp chất chứa nitơ, có tác động mạnh mẽ lên hệ thần kinh. Caffeine trong cà phê và theobromine trong ca cao là những ví dụ điển hình. Chúng được ứng dụng để tăng cường sự tỉnh táo và tập trung, trở thành một phần không thể thiếu trong nhiều sản phẩm năng lượng và hỗ trợ nhận thức.

PGS.TS Trần Quốc Toàn - Ban Khoa học và Công nghệ Hội Khoa học các Sản phẩm Thiên nhiên Việt Nam.

Vi sinh vật: Thế giới của vi khuẩn, xạ khuẩn và nấm men là một "nhà máy" sản xuất các hợp chất hoạt tính sinh học vô cùng hiệu quả. Chúng là nguồn gốc của nhiều loại kháng sinh (ví dụ, penicillin từ nấm mốc Penicillium) và enzyme quan trọng. Xu hướng gần đây tập trung vào việc khai thác vi khuẩn probiotic để cân bằng hệ vi sinh đường ruột, từ đó cải thiện sức khỏe tiêu hóa, miễn dịch và thậm chí cả tâm trạng [3].

Tảo và sinh vật biển: Đại dương bao la là một kho báu tiềm ẩn. Tảo biển là nguồn cung cấp dồi dào các axit béo omega-3 (DHA, EPA) cần thiết cho chức năng não bộ và tim mạch. Hơn nữa, các hợp chất như fucoidan từ tảo nâu được nghiên cứu về khả năng điều hòa miễn dịch và chống ung thư [4], trong khi astaxanthin từ vi tảo lại là một chất chống oxy hóa mạnh hơn cả vitamin E, giúp bảo vệ da và thị giác.

Nấm dược liệu: Nấm như linh chi (Ganoderma lucidum), đông trùng hạ thảo (Cordyceps sinensis) và nấm vân chi (Trametes versicolor) rất giàu beta-glucan và triterpen. Beta-glucan đã được chứng minh lâm sàng có khả năng kích hoạt các tế bào miễn dịch, trong khi triterpen lại có tác dụng bảo vệ gan và chống viêm hiệu quả [5].

B. Công nghệ đặc trưng hóa - chìa khóa mở ra tiềm năng

Trong quá khứ, việc chiết xuất chỉ dừng lại ở các hỗn hợp thô. Nhưng ngày nay, khoa học đã tiến một bước dài với các công nghệ phân tích tiên tiến, cho phép chúng ta khám phá "bản chất" của từng hợp chất.

Sắc ký lỏng ghép khối phổ (LC-MS/MS) và Cộng hưởng từ hạt nhân (NMR): Các kỹ thuật này không chỉ giúp xác định cấu trúc phân tử mà còn cho phép định lượng chính xác từng hợp chất, từ đó kiểm soát chất lượng sản phẩm một cách chặt chẽ [6]. Nhờ những công nghệ này, chúng ta có thể tách biệt và làm sạch các hoạt chất với độ tinh khiết cao, là tiền đề cho việc sản xuất các sản phẩm chất lượng đồng nhất.

Các sản phẩm như sữa chua probiotic, ngũ cốc prebiotic, hay thực phẩm bổ sung vi chất đã trở nên phổ biến, giúp tăng cường sức khỏe tổng thể.

Metabolomics và Genomics: Các công nghệ “omics” này giúp chúng ta phân tích toàn diện hệ gen (genome) và các sản phẩm chuyển hóa (metabolome) của một sinh vật. Điều này không chỉ giúp hiểu rõ mối quan hệ giữa gen và việc sản xuất hợp chất sinh học, mà còn cho phép dự đoán và khám phá các hợp chất mới một cách có định hướng, tiết kiệm thời gian và nguồn lực. Ví dụ, bằng cách phân tích hệ gen của một loại vi khuẩn sống trong môi trường khắc nghiệt, các nhà khoa học có thể dự đoán những hợp chất sinh học độc đáo mà nó có khả năng sản xuất.

Trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy: AI đang trở thành "trợ thủ đắc lực" trong ngành hóa học. Các thuật toán có thể sàng lọc hàng triệu cấu trúc hóa học có tiềm năng trong các cơ sở dữ liệu khổng lồ, dự đoán hoạt tính sinh học của chúng, từ đó tăng tốc độ phát hiện các "phân tử dẫn đầu" (lead compound) với độ chính xác cao [7]. AI không chỉ giúp rút ngắn thời gian nghiên cứu từ hàng chục năm xuống chỉ còn vài năm, mà còn giúp các nhà khoa học tránh được những thử nghiệm tốn kém và không hiệu quả.

C. Ứng dụng công nghiệp - biến tiềm năng thành giá trị

Từ các hợp chất được đặc trưng hóa, ngành công nghiệp đã tạo ra hàng loạt sản phẩm đột phá:

Chất bảo quản tự nhiên: Các chiết xuất từ cây cỏ giàu polyphenol, carotenoid được sử dụng làm chất chống oxy hóa và kháng khuẩn, giúp kéo dài thời hạn sử dụng của thực phẩm mà không cần dùng đến hóa chất tổng hợp. Điều này không chỉ an toàn hơn cho người tiêu dùng mà còn thân thiện hơn với môi trường.

Thực phẩm tăng cường dinh dưỡng: Các sản phẩm như sữa chua probiotic, ngũ cốc prebiotic, hay thực phẩm bổ sung vi chất đã trở nên phổ biến, giúp tăng cường sức khỏe tổng thể.

Thực phẩm chức năng thế hệ mới: Đây là lĩnh vực phát triển mạnh mẽ nhất, với các sản phẩm chuyên biệt được phát triển để hỗ trợ chức năng tim mạch, cải thiện sức khỏe não bộ, hoặc tăng cường hệ miễn dịch, dựa trên các hợp chất đã được chứng minh khoa học.

3. Từ hợp chất thiên nhiên đến thuốc & TPCN – Chiến lược mới về tư duy đột phá và những ví dụ thực tiễn

A. Tư duy “Natural product → Lead compound” và các sản phẩm mang tính đột phá

Trong một chuyên luận gần đây trên tạp chí Expert Opinion on Drug Discovery, các chuyên gia đã nhấn mạnh rằng thiên nhiên không chỉ là nguồn bổ sung dinh dưỡng, mà còn là nguồn ý tưởng quan trọng cho phát triển thuốc hiện đại. Thay vì chỉ sử dụng hợp chất thiên nhiên, tư duy mới là coi chúng như một khung cấu trúc (scaffold) để phát triển thuốc. Các nhà hóa dược, với sự hỗ trợ của AI, sẽ tối ưu hóa cấu trúc này để tạo ra một phân tử mới có hiệu quả cao hơn, độc tính thấp hơn và ổn định hơn [8].

Lịch sử đã chứng minh sự thành công của chiến lược này với các ví dụ kinh điển:

Penicillin: Kháng sinh đột phá đầu tiên được phát hiện từ nấm mốc Penicillium notatum, đã cứu sống hàng triệu người và mở ra kỷ nguyên của thuốc kháng sinh.

Taxol (Paclitaxel): Một trong những thuốc chống ung thư hiệu quả nhất, được phân lập lần đầu từ vỏ cây thủy tùng Thái Bình Dương (Taxus brevifolia). Hợp chất này đã trở thành nền tảng để phát triển các loại thuốc chống ung thư thế hệ mới, được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới.

Artemisinin: Thuốc điều trị sốt rét hiệu quả, chiết xuất từ cây thanh hao hoa vàng (Artemisia annua). Artemisinin và các dẫn xuất của nó đã trở thành vũ khí chính trong cuộc chiến chống lại bệnh sốt rét, được Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) khuyến cáo sử dụng.

B. Cầu nối với thực phẩm chức năng - từ dinh dưỡng đến dược phẩm

Một xu hướng mới là phát triển các TPCN thế hệ mới (Next-gen nutraceuticals). Đây là những sản phẩm nằm ở giao điểm giữa "thực phẩm" và "thuốc", được phát triển dựa trên các hợp chất thiên nhiên có bằng chứng lâm sàng rõ ràng, nhưng không cần tuân thủ các quy trình kiểm soát khắt khe như thuốc. Điều này giúp giảm thiểu rủi ro “thần thánh hóa” thiên nhiên, đồng thời mang lại một lựa chọn hiệu quả và an toàn cho người tiêu dùng.

Một số ví dụ tiêu biểu trên thế giới bao gồm:

Resveratrol: Dược chất tìm thấy trong vỏ nho đỏ, có khả năng chống oxy hóa và bảo vệ tim mạch. Nhiều sản phẩm TPCN chứa resveratrol đã ra đời, hướng đến đối tượng người cao tuổi và những người muốn phòng ngừa các bệnh tim mạch.

Astaxanthin: Hoạt chất chống oxy hóa từ vi tảo, được ứng dụng rộng rãi trong các sản phẩm TPCN hỗ trợ thị lực và chống lão hóa da. hết trong các sản phẩm TPCN, đặc biệt là những sản phẩm hỗ trợ thị lực và chống lão hóa da.

Curcumin: Hoạt chất từ nghệ, mặc dù có sinh khả dụng thấp, nhưng với công nghệ nano-curcumin, đã được tối ưu hóa để tăng khả năng hấp thu. Các sản phẩm nano-curcumin đã trở nên phổ biến trên toàn cầu, hỗ trợ điều trị các bệnh viêm loét dạ dày, viêm khớp.

C. Thách thức: Con đường không trải hoa hồng

Phân lập hợp chất khó khăn: Nhiều hợp chất hoạt tính chỉ tồn tại với hàm lượng rất thấp, khiến quá trình phân lập và tinh chế trở nên vô cùng tốn kém và phức tạp.

Thiếu bằng chứng lâm sàng: Mặc dù có nhiều báo cáo về tác dụng, số lượng các thử nghiệm lâm sàng đủ mạnh vẫn còn hạn chế. Đây là rào cản lớn nhất đối với việc khẳng định hiệu quả và an toàn của sản phẩm.

Chi phí phát triển cao: Các quy trình nghiên cứu, đặc trưng hóa, và thử nghiệm lâm sàng đòi hỏi nguồn lực tài chính lớn, gây khó khăn cho các doanh nghiệp nhỏ và vừa.

4. Cơ hội & Thách thức –góc nhìn tổng hợp

A. Cơ hội

Nhu cầu thị trường: Người tiêu dùng ngày càng ưa chuộng các sản phẩm tự nhiên, an toàn và có tác dụng rõ rệt.

Công nghệ hỗ trợ: Sự phát triển của các công nghệ như omics, AI, và công nghệ sinh học đã mở ra những cánh cửa mới cho việc khám phá và phát triển sản phẩm.

Xu hướng “pharma-nutrition”: Sự kết nối giữa dược học và dinh dưỡng học đang tạo ra một lĩnh vực mới, nơi mà các sản phẩm có thể vừa là thực phẩm, vừa có tác dụng hỗ trợ điều trị.

B. Thách thức

Thiếu chuẩn hóa: Sự thiếu hụt các tiêu chuẩn về nguyên liệu và quy trình sản xuất dẫn đến chất lượng sản phẩm không đồng nhất, ảnh hưởng đến niềm tin của người tiêu dùng.

TPCN thế hệ mới sẽ được chứng minh hiệu quả bằng dữ liệu lâm sàng và sinh học phần tử, giúp người tiêu dùng đưa ra lựa chọn sáng suốt hơn.

Khoảng cách nghiên cứu – thực tế: Kết quả đầy hứa hẹn trong phòng thí nghiệm chưa chắc đã mang lại hiệu quả tương tự trên cơ thể người, do các yếu tố sinh học phức tạp như sinh khả dụng (bioavailability) và chuyển hóa.

Pháp lý chưa đồng bộ: Khung pháp lý cho TPCN và dược liệu ở nhiều quốc gia vẫn còn chưa rõ ràng, gây khó khăn cho việc quản lý chất lượng và quảng bá sản phẩm một cách minh bạch.

5. Xu hướng tương lai & Vị thế của Việt Nam

Trong bối cảnh toàn cầu hóa, một số xu hướng nổi bật đang định hình tương lai của ngành này:

Next-gen nutraceuticals: TPCN thế hệ mới sẽ được chứng minh hiệu quả bằng dữ liệu lâm sàng và sinh học phân tử, giúp người tiêu dùng đưa ra lựa chọn sáng suốt hơn.

Hợp tác liên ngành: Sự kết hợp giữa công nghệ sinh học, AI, dược học và công nghệ thực phẩm sẽ tạo ra các sản phẩm đột phá, từ việc tối ưu hóa chuỗi cung ứng đến việc phát triển các công thức phức hợp.

Kinh tế tuần hoàn: Tận dụng phế phẩm nông nghiệp (vỏ cà phê, vỏ trái cây, bã bia) để chiết xuất các hợp chất có giá trị cao là một xu hướng bền vững, góp phần giảm thiểu rác thải và tạo ra giá trị kinh tế mới.

Đối với Việt Nam, đây là một cơ hội lớn. Với nguồn tài nguyên dược liệu bản địa vô cùng phong phú (nghệ, sâm Ngọc Linh, cây thuốc rừng), chúng ta có thể xây dựng một chuỗi giá trị bền vững từ "nguyên liệu địa phương" đến "sản phẩm toàn cầu".

Thành tựu và xu hướng nổi bật tại Việt Nam:

Việt Nam, với khí hậu nhiệt đới gió mùa và đa dạng sinh học phong phú, được xem là một trong những quốc gia có nguồn dược liệu quý giá bậc nhất. Các nhà khoa học và doanh nghiệp trong nước đã và đang đạt được những thành tựu đáng kể trong việc khai thác tiềm năng này.

Sâm Ngọc Linh: Loài sâm đặc hữu của Việt Nam, được ví như “quốc bảo”, đang được nghiên cứu và phát triển một cách bài bản. Các nghiên cứu tại Viện Dược liệu Việt Nam và các trường đại học đã chứng minh sâm Ngọc Linh có hàm lượng saponin cao hơn nhiều loại sâm khác, đặc biệt là hợp chất Majonoside R2 có hoạt tính chống ung thư và điều hòa miễn dịch mạnh mẽ [9]. Nhờ đó, đã có nhiều sản phẩm TPCN cao cấp từ sâm Ngọc Linh ra đời, được thị trường trong và ngoài nước đón nhận với giá trị cao.

Curcumin từ nghệ: Việt Nam là một trong những quốc gia sản xuất nghệ lớn nhất thế giới. Các công nghệ hiện đại như nano-curcumin đã được các viện nghiên cứu và doanh nghiệp trong nước ứng dụng thành công, giúp tăng sinh khả dụng của hoạt chất, từ đó nâng cao hiệu quả điều trị các bệnh về dạ dày, viêm khớp. Một số sản phẩm nano-curcumin của Việt Nam đã được xuất khẩu và cạnh tranh hiệu quả trên thị trường quốc tế.

Fucoidan từ rong biển: Với bờ biển dài và nguồn rong biển dồi dào, Việt Nam có tiềm năng lớn trong việc khai thác fucoidan. Các nhà khoa học tại Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã phân lập thành công fucoidan từ rong nâu, mở ra hướng đi mới cho các sản phẩm hỗ trợ điều trị ung thư và tăng cường miễn dịch.

Sản phẩm từ cà gai leo: Đây là một trong những dược liệu bản địa được nghiên cứu sâu nhất tại Việt Nam. Hoạt chất glycoalkaloid có trong cà gai leo đã được chứng minh có tác dụng bảo vệ tế bào gan và ức chế sự phát triển của virus viêm gan B. Nhiều sản phẩm TPCN hỗ trợ chức năng gan từ cà gai leo đã được phát triển và sử dụng rộng rãi, mang lại hiệu quả rõ rệt cho người bệnh.

Để giải quyết bài toán chất lượng, các doanh nghiệp hàng đầu đã bắt đầu đầu tư xây dựng các vùng trồng dược liệu đạt chuẩn GACP-WHO (Thực hành tốt trồng trọt và thu hái của Tổ chức Y tế Thế giới), đảm bảo chất lượng nguyên liệu đầu vào, từ đó tạo ra các sản phẩm đạt chuẩn quốc tế. Đây là bước đi chiến lược, khẳng định cam kết về chất lượng và uy tín của dược liệu Việt Nam trên bản đồ thế giới.

6. Kết luận

Thiên nhiên là "mỏ vàng" của sức khỏe, nhưng không phải là một "phép màu tự động". Để biến tiềm năng vô hạn của nó thành giá trị thực tiễn, điều quyết định nằm ở sự kết hợp giữa dữ liệu khoa học, công nghệ hiện đại và chuẩn hóa sản phẩm.

Để thực hiện điều này:

Cần thúc đẩy nghiên cứu liên ngành sâu hơn, từ phân lập hợp chất đến thử nghiệm lâm sàng.

Xây dựng một khung pháp lý minh bạch và đồng bộ để quản lý TPCN và dược liệu.

Khuyến khích hợp tác công-tư để đưa sản phẩm từ phòng thí nghiệm ra thị trường một cách hiệu quả và an toàn.

TPCN và dược liệu từ thiên nhiên, nếu được phát triển đúng hướng, sẽ không chỉ là một trào lưu nhất thời, mà sẽ trở thành một nền tảng bền vững cho sức khỏe cộng đồng trong kỷ nguyên mới, nơi mà khoa học và tự nhiên cùng song hành để kiến tạo một tương lai khỏe mạnh hơn.