Thành tựu mới của công nghệ sinh học

Đề tài khoa học “Nghiên cứu công nghệ sản xuất nanocellulose từ bã sắn và ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm” vừa được nhóm nghiên cứu Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội chủ trì, thực hiện. Đây là đề tài được Bộ Công Thương đặt hàng, thuộc khuôn khổ Đề án Ứng dụng và phát triển công nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020.

Tiềm năng từ nguồn phụ phẩm

Là một nước có thế mạnh về cây nông nghiệp, sắn là cây công nghiệp quan trọng trong các ngành công nghiệp như: Thực phẩm, dược phẩm, giấy, dệt và các ngành công nghiệp khác. Việt Nam đứng thứ 4 trong khu vực về sản lượng sắn với diện tích trồng sắn, chỉ đứng thứ 3 sau lúa và ngô. Chính vì thế, sắn trở thành cây công nghiệp chủ lực của Việt Nam với kim ngạch xuất khẩu cao (hơn 1,2 tỷ USD năm 2017).

thanh tuu moi cua cong nghe sinh hoc
Bã sắn có nhiều tiềm năng để chế biến thành những sản phẩm khác

Ở thị trường trong nước, sắn cũng là cây trồng chủ lực, đóng góp cho nhiều ngành công nghiệp chế biến. Cùng với thành phẩm thu được, quá trình sản xuất tinh bột sắn hiện nay đồng thời tạo ra lượng lớn phụ phẩm bã sắn. Một phần phụ phẩm này được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi, phân bón. Mặt khác được sử dụng để sản xuất khí biogas ở một số địa phương. Tuy nhiên, do lượng tồn còn nhiều, phụ phẩm này tiềm ẩn nguy cơ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng do không được xử lý kịp thời.

Ngoài ra, do chứa hàm lượng chất hữu cơ cao nên bã thải sắn thường được sử dụng làm phân bón hữu cơ cho cây trồng. Tuy nhiên, nếu bón trực tiếp thì không mang lại hiệu quả cao, lại gây mùi khó chịu nên cũng ảnh hưởng đến môi trường sản xuất.

Trong khi đó, thực tế, bã sắn không chỉ được nhìn nhận chỉ là một loại phụ phẩm của quá trình sản xuất mà còn là một nguồn nguyên liệu tiềm năng. Bởi trong bã sắn vẫn còn chứa tinh bột sắn và hàm lượng cellulose khá cao. Do đó, từ năm 2017, Bộ Công Thương đã bắt tay với nhóm nghiên cứu của Viện Công nghệ sinh học – Công nghệ thực phẩm (Đại học Bách Khoa Hà Nội) thực hiện nghiên cứu, nhằm thu hồi tinh bột và cellulose, phát triển sản phẩm từ hai nguyên liệu này, từ đó hướng tới nâng cao giá trị chuỗi sản xuất. Đồng thời, giảm thiểu ô nhiễm môi trường cho các nhà máy, làng nghề sản xuất thuộc ngành công nghiệp sản xuất sắn.

Thành công trong sản xuất nanocellulose từ phụ phẩm sắn

Do công nghệ nanocellulose là lĩnh vực hoàn toàn mới mẻ tại Việt Nam. Trong khuôn khổ thực hiện đề tài, bã sắn – phụ phẩm của công nghiệp tinh bột sắn được tách tinh bột, glucose từ tinh bột dư, thu hồi cellulose cho phát triển sản xuất nanocellulose (Gồm dạng sợi – NFC: Nanofibrillated cellulose và dạng tinh thể - NCC: Nanocrystalline cellulose).

Với quy trình thu hồi tinh bột từ bã sắn, điểm mới công nghệ của đề tài là sử dụng phương án phân cắt mở hệ sợi bằng phối hợp hai chế phẩm enzyme cellulase và petinase xử lý trong 4h. Sau đó, dịch tinh bột được hoàn trả lại dây chuyền công nghệ tách dịch bột bình thường. Với cách làm này, việc nối tiếp dây chuyền thiết bị rất thuận lợi do dây chuyền hoạt động liên tục. Kết quả tính toán sơ bộ cho thấy, hiệu quả kinh tế của công nghệ rất khả thi. Chi phí vật tư tiêu hao để thu hồi 1 kg tinh bột sắn khoảng 6.800 đồng. Ước tính doanh thu cộng thêm khi thu hồi tinh bột là khoảng 2,6 triệu đồng/tấn bã khô.

Để sản xuất nanocellulose từ bã sắn, trước tiên phải thu hồi tinh bột, nhằm tách tinh bột khỏi cellulose. Tiếp đó, thực hiện thu hồi glucose nhằm tách hoàn toàn tinh bột khỏi cellulose. Bã sắn sau tách tinh bột được tẩy trắng, tiến hành tạo NCC và NFC. Kết quả thử nghiệm, hiệu suất thu hồi NCC đạt 65%, NFC đạt 60,2 %.

Đại học Bách khoa Hà Nội đã đăng ký giải pháp hữu ích cho quy trình công nghệ. Các kết quả nghiên cứu cũng đã được phối hợp với các đơn vị sản xuất nhằm nghiên cứu ứng dụng. Cụ thể, phối hợp với Viện Kiểm nghiệm thuốc trung ương (Bộ Y tế), nghiên cứu, ứng dụng nanocellulose trong sản xuất dược phẩm. Phối hợp với Công ty TNHH Hải Châu nghiên cứu, ứng dụng nanocellulose trong sản xuất bánh. Thực hiện thử nghiệm phân tách tinh bột tại cơ sở sản xuất tinh bột sắn Nguyễn Văn Việt (Làng nghề sản xuất tinh bột Cát Quế, Hoài Đức, Hà Nội).

Kết quả thử nghiệm cho thấy, khả năng sử dụng NCC của đề tài trong chất ổn định sản phẩm và chất nhũ hóa và mang thuốc trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm. Với NFC, có thể ứng dụng cho tạo phim sử dụng trong mỹ phẩm bởi khả năng chống tia UV, giữ ẩm tốt. Thử nghiệm tạo tráng NFC cho giấy giúp tăng độ bền xé, độ bền mục và tăng tính năng ngăn ẩm.

Các kết quả nghiên cứu, phối hợp với GS. Inokuchi Nhật Bản cũng khẳng định, có thể phát triển NFC cho tính kháng khuẩn, kháng nấm. Đây là kết quả khả quan để thử nghiệm xa hơn NFC cho mỹ phẩm và làm bao bì thực phẩm. Hiện nay, Viện Công nghệ sinh học – Công nghệ thực phẩm đã hoàn toàn làm chủ được công nghệ sản xuất NCC và NFC, sẵn sàng chuyển sang thử nghiệm sản xuất và khai thác ứng dụng. Nếu kết quả nghiên cứu được sớm đưa vào ứng dụng trong sản xuất sẽ làm tăng giá trị sản xuất, giảm thiểu ô nhiễm môi trường cho ngành công nghiệp sắn.

Bảo Ngọc
Bình luận

Đọc nhiều

Infographic | Năm 2025: Ngân sách nhà nước thặng dư 248 nghìn tỷ đồng

Infographic | Năm 2025: Ngân sách nhà nước thặng dư 248 nghìn tỷ đồng

Tổng thu ngân sách nhà nước năm 2025 ước đạt 2.650,1 nghìn tỷ đồng, tổng chi ngân sách đạt 2.401,5 nghìn tỷ đồng. Cân đối ngân sách thặng dư 248,6 nghìn tỷ đồng.
Đầu tư công 2026 – 2030: Thủ tướng yêu cầu chấm dứt đầu tư dàn trải

Đầu tư công 2026 – 2030: Thủ tướng yêu cầu chấm dứt đầu tư dàn trải

Thủ tướng yêu cầu đảm bảo số dự án đầu tư công sử dụng vốn ngân sách Trung ương giai đoạn 2026 - 2030 dưới 3.000 dự án, chấm dứt tình trạng đầu tư dàn trải.
Thành phố Huế: Không để xảy ra tình trạng thiếu hàng hóa dịp Tết

Thành phố Huế: Không để xảy ra tình trạng thiếu hàng hóa dịp Tết

Đó là ý kiến trao đổi của Giám đốc Sở Công Thương thành phố Huế Đặng Hữu Phúc về công tác cung ứng, đảm bảo hàng hóa cho nhân dân dịp Tết Bính Ngọ năm 2026.
UOB nâng dự báo tăng trưởng GDP của Việt Nam năm 2026

UOB nâng dự báo tăng trưởng GDP của Việt Nam năm 2026

Ngân hàng UOB đã nâng dự báo tăng trưởng GDP của Việt Nam năm 2026 lên 7,5% cho thấy sức bền và động lực tăng trưởng đang được duy trì.
Doanh nghiệp Việt chia sẻ gì về cơ hội từ tái cấu trúc chuỗi cung ứng?

Doanh nghiệp Việt chia sẻ gì về cơ hội từ tái cấu trúc chuỗi cung ứng?

Chuỗi cung ứng toàn cầu đang tái cấu trúc, mở ra cơ hội để doanh nghiệp Việt tham gia sâu hơn vào chuỗi giá trị quốc tế, nếu đủ năng lực và chuẩn mực.
Sinh viên Học viện Tài chính lan tỏa tinh thần xung kích, cống hiến

Sinh viên Học viện Tài chính lan tỏa tinh thần xung kích, cống hiến

Ngày 9/1, Học viện Tài chính tổ chức chương trình "AOF AWARDS 2025" vinh danh những "ngôi sao" xuất sắc trong học tập, nghiên cứu khoa học.
Tôn vinh đạo học Việt Nam: Kết nối truyền thống và hiện đại

Tôn vinh đạo học Việt Nam: Kết nối truyền thống và hiện đại

Tối 9/1, diễn ra chương trình nghệ thuật 'Đạo học' nhằm tôn vinh những giá trị cốt lõi của đạo học gắn với lịch sử hình thành và phát triển của Văn Miếu - Quốc Tử Giám.
Năm 2025, gần 2,6 triệu tài khoản chứng khoán trong nước được mở mới

Năm 2025, gần 2,6 triệu tài khoản chứng khoán trong nước được mở mới

Trong tháng 12 - tháng cuối cùng của năm 2025, nhà đầu tư cá nhân trong nước mở mới 279.000 tài khoản, tăng mạnh so với số tài khoản mở của tháng trước 237.000 tài khoản.
Việt Nam - Hà Lan mở rộng hợp tác công nghệ cao, nâng tầm quan hệ

Việt Nam - Hà Lan mở rộng hợp tác công nghệ cao, nâng tầm quan hệ

Cùng với lĩnh vực truyền thống, Việt Nam - Hà Lan thúc đẩy mở rộng hợp tác lĩnh vực có giá trị gia tăng cao công nghệ cao, chuyển đổi xanh... để nâng tầm quan hệ.
Infographic | Chỉ số sản xuất ngành công nghiệp năm 2025 tăng 9,2%

Infographic | Chỉ số sản xuất ngành công nghiệp năm 2025 tăng 9,2%

Năm 2025, chỉ số sản xuất ngành công nghiệp tăng 9,2% so với năm trước, là mức tăng cao nhất kể từ năm 2019 đến nay.