Theo nhiều báo cáo quốc tế, thị trường toàn cầu cho các sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên (thực phẩm chức năng, mỹ phẩm xanh, dược liệu, vật liệu sinh học…) đã vượt mốc 1.000 tỷ USD và tiếp tục tăng trưởng ổn định. Điều đáng nói là giá trị không còn nằm ở việc “có tài nguyên”, mà nằm ở cách con người khai thác tài nguyên bằng khoa học, công nghệ và tư duy bền vững. Vì vậy, vai trò của sản phẩm thiên nhiên (Natural product) trong giai đoạn hiện nay không còn giới hạn ở khai thác tài nguyên sinh học, mà gắn chặt với năng lực khoa học, công nghệ và quản trị đổi mới sáng tạo.

Đối với Việt Nam - quốc gia có mức độ đa dạng sinh học cao, nguồn sinh khối lớn từ nông nghiệp và thủy sản - yêu cầu đặt ra không phải là mở rộng khai thác, mà là cấu trúc lại toàn bộ lĩnh vực sản phẩm thiên nhiên theo hướng dựa trên nền tảng công nghệ, tạo giá trị gia tăng cao, đồng thời bảo đảm các mục tiêu môi trường và xã hội.

Chuyển dịch hệ hình của lĩnh vực sản phẩm thiên nhiên dưới tác động của CMCN 4.0

Cách mạng công nghiệp lần thứ tư đã tạo ra sự thay đổi căn bản trong cách con người nghiên cứu, phát triển và thương mại hóa sản phẩm thiên nhiên. Có thể nhận diện ba chuyển dịch mang tính hệ hình.

Thứ nhất, chuyển từ tiếp cận dựa trên tài nguyên sang tiếp cận dựa trên hệ thống sinh học. Sản phẩm thiên nhiên không còn được nhìn nhận như các hợp chất riêng lẻ, mà là kết quả của các mạng lưới sinh tổng hợp phức tạp, có thể được giải mã, mô hình hóa và điều khiển.

Thứ hai, chuyển từ nghiên cứu dựa trên kinh nghiệm sang nghiên cứu dựa trên dữ liệu và mô hình hóa. Việc tích hợp dữ liệu hóa học, sinh học, sinh thái và y sinh mở ra khả năng dự báo, tối ưu và thiết kế sản phẩm với độ chính xác cao.

Thứ ba, chuyển từ sản xuất phụ thuộc điều kiện tự nhiên sang sản xuất sinh học có kiểm soát, thông qua các nền tảng công nghệ sinh học tiên tiến, cho phép nâng cao tính ổn định, khả năng mở rộng và bền vững của chuỗi giá trị.

Nền tảng dữ liệu và trí tuệ nhân tạo trong phát triển sản phẩm thiên nhiên

Trong kỷ nguyên 4.0, dữ liệu và trí tuệ nhân tạo (AI) trở thành nền tảng công nghệ then chốt của lĩnh vực sản phẩm thiên nhiên. AI cho phép xử lý và khai thác hiệu quả khối lượng lớn dữ liệu không đồng nhất, vốn là đặc trưng của các nghiên cứu liên quan đến hợp chất thiên nhiên.

Các ứng dụng chính của AI trong lĩnh vực này bao gồm dự đoán hoạt tính sinh học, sàng lọc ảo các hợp chất tiềm năng, tối ưu hóa quy trình chiết xuất và hỗ trợ phát triển sản phẩm. Tuy nhiên, hiệu quả của AI phụ thuộc trực tiếp vào hạ tầng dữ liệu, bao gồm chất lượng dữ liệu, mức độ chuẩn hóa và khả năng liên thông.

Vì vậy, việc xây dựng cơ sở dữ liệu sản phẩm thiên nhiên có hệ thống, tuân thủ các nguyên tắc khoa học và khả năng tái sử dụng, cần được coi là một hạ tầng nền tảng, tương đương với hạ tầng vật chất trong công nghiệp truyền thống.

Công nghệ “omics” và sinh học hệ thống

Các công nghệ “omics” (genomics, transcriptomics, proteomics, metabolomics) đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cấp lĩnh vực sản phẩm thiên nhiên từ nghiên cứu kinh nghiệm sang khoa học chính xác. Thông qua omics, tài nguyên sinh học được tiếp cận ở cấp độ phân tử và mạng lưới sinh học, cho phép hiểu sâu cơ chế sinh tổng hợp và biến động hoạt chất.

Ở góc độ ứng dụng, các công nghệ này hỗ trợ mạnh mẽ cho công tác chuẩn hóa nguyên liệu, kiểm soát chất lượng và đánh giá tính ổn định của sản phẩm. Ở góc độ chính sách khoa học, đầu tư cho omics không chỉ phục vụ nghiên cứu cơ bản, mà còn là điều kiện tiên quyết để sản phẩm thiên nhiên đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế.

Sinh học tổng hợp và sản xuất sinh học (biomanufacturing)

Sinh học tổng hợp và biomanufacturing đang nổi lên như trụ cột công nghệ của kinh tế sinh học và tăng trưởng xanh. Thông qua việc thiết kế lại các con đường sinh tổng hợp và hệ enzyme, nhiều hợp chất thiên nhiên có giá trị cao có thể được sản xuất ổn định trong các hệ thống sinh học nhân tạo.

Cách tiếp cận này giúp giảm áp lực lên tài nguyên tự nhiên, đồng thời nâng cao tính chủ động của chuỗi cung ứng. Đối với các quốc gia đang phát triển, sinh học tổng hợp mở ra cơ hội rút ngắn khoảng cách công nghệ, nếu có chiến lược đầu tư và đào tạo phù hợp.

Biorefinery và kinh tế tuần hoàn sinh học

Biorefinery là mô hình tích hợp cho phép khai thác tối đa sinh khối để tạo ra nhiều dòng sản phẩm khác nhau, từ hợp chất giá trị cao đến năng lượng và vật liệu sinh học. Trong lĩnh vực sản phẩm thiên nhiên, biorefinery đóng vai trò cầu nối giữa công nghệ, kinh tế tuần hoàn và mục tiêu môi trường.

Việc triển khai các mô hình biorefinery không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng tài nguyên, mà còn góp phần giảm chất thải, giảm phát thải và nâng cao giá trị gia tăng của toàn bộ chuỗi sản xuất.

Quản trị số và minh bạch chuỗi giá trị

Trong kỷ nguyên 4.0, niềm tin thị trường trở thành một yếu tố cạnh tranh. Blockchain, IoT và các công nghệ giám sát chất lượng theo thời gian thực cho phép xây dựng chuỗi giá trị sản phẩm thiên nhiên minh bạch, truy xuất được và đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế.

Không có các nền tảng quản trị số này, sản phẩm sản phẩm thiên nhiên khó có thể tham gia sâu vào các thị trường cao cấp và chuỗi cung ứng toàn cầu.

Những vấn đề đặt ra đối với chính sách phát triển

Từ các phân tích trên, có thể thấy lĩnh vực sản phẩm thiên nhiên trong kỷ nguyên 4.0 đặt ra một số vấn đề chính sách trọng tâm.

Thứ nhất, cách tiếp cận chính sách cần chuyển từ quản lý tài nguyên sang phát triển nền tảng công nghệ, coi sản phẩm thiên nhiên là một lĩnh vực công nghệ liên ngành có giá trị chiến lược dài hạn.

Thứ hai, cần ưu tiên đầu tư có trọng điểm vào các nền tảng công nghệ cốt lõi như dữ liệu - AI, omics, sinh học tổng hợp và biomanufacturing, thay vì đầu tư dàn trải theo từng sản phẩm đơn lẻ.

Thứ ba, cần xây dựng hạ tầng dữ liệu và cơ chế liên kết hiệu quả giữa viện nghiên cứu, trường đại học và doanh nghiệp, nhằm rút ngắn khoảng cách từ nghiên cứu đến thương mại hóa.

Thứ tư, phát triển sản phẩm thiên nhiên cần được lồng ghép chặt chẽ vào các chiến lược quốc gia về tăng trưởng xanh, kinh tế tuần hoàn và đổi mới sáng tạo, bảo đảm tính nhất quán và đồng bộ trong hoạch định chính sách.

Trong kỷ nguyên 4.0, sản phẩm thiên nhiên không còn là lĩnh vực khai thác truyền thống, mà đang trở thành không gian chiến lược nơi hội tụ khoa học, công nghệ và chính sách phát triển bền vững. Việc nhận diện đúng vai trò của các nền tảng công nghệ và xử lý kịp thời những vấn đề đặt ra đối với chính sách phát triển sẽ quyết định khả năng nâng cao giá trị gia tăng, năng lực cạnh tranh và vị thế của Việt Nam trong nền kinh tế xanh toàn cầu.