Công nghệ sinh học cho thấy lời giải tiềm năng cho bài toán tạo giá trị gia tăng cho phụ phẩm công nghiệp, ứng dụng kinh tế tuần hoàn. Nghiên cứu được thực hiện bởi trường Đại học Bách Khoa Hà Nội với sự hỗ trợ kinh phí từ Bộ Công Thương.

Vấn đề nhức nhối của ngành chăn nuôi

Thị trường thức ăn chăn nuôi đang lớn dần từng năm. Hiệp hội Chăn nuôi gia cầm Việt Nam ước tính tổng giá trị trị trường tương đương 12-13 tỷ USD. Trong đó, thức ăn gia cầm chiếm tỷ trọng cao, khoảng 53,7% tổng thị trường, đạt 10,7 triệu tấn. Thức ăn cho lợn chiếm tỷ lệ 43,8%, tương đương 8,9 triệu tấn. 

Một trong những vấn đề của thị trường thức ăn chăn nuôi là biến động giá nguyên liệu đầu lớn do phụ thuộc nhiều vào nhập khẩu.

Mặc dù thị trường thức ăn chăn nuôi dự báo con số tăng trưởng khả quan, tăng trung bình 11-12%/năm, nhưng một trong những vấn đề của ngành là giá cả thức ăn biến động thất thường ảnh hưởng lớn đến hiệu quả kinh tế của người chăn nuôi. 

Theo ông Tống Xuân Chinh, Phó Cục trưởng Cục Chăn nuôi (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn) thì để đảm bảo nhu cầu thị trường cần khoảng 33 triệu tấn nguyên liệu. Nhưng năng lực cung ứng trong nước hiện tại chỉ đáp ứng được khoảng 13 triệu tấn, tương đương 40% nhu cầu. 60% còn lại, khoảng 22,3 triệu tấn, phải nhập khẩu. 

Trong ngành chăn nuôi, chi phí thức ăn chiếm 65-70% giá thành sản xuất. Việc phụ thuộc vào nguyên liệu nhập khẩu đã biến thị trường trở nên bất ổn, ảnh hưởng lớn đến hiệu quả kinh tế của người chăn nuôi.    

Chẳng hạn, từ đầu năm đến nay, giá cám lợn đã điều chỉnh bốn lần, mỗi lần tăng 300 - 400 đồng/kg, tương đương với việc tăng 40.000 đồng/bao cám. Ông Nguyễn Kim Đoán, Phó Chủ tịch Hiệp hội Chăn nuôi Đồng Nai cho biết “Để nuôi lợn thịt đạt trên dưới 100kg/con, người nuôi phải tốn trung bình 10 bao cám. Cộng thêm các chi phí tối thiểu khác thì với mỗi con lợn, người nuôi sẽ phải cộng thêm khoảng 200.000 đồng”. 

Tương tự, với chăn nuôi gia cầm, giá cám tăng liên tục đã đẩy giá thành chăn nuôi gà công nghiệp lông trắng lên cao, hiện phổ biến 27.000 - 28.000 đồng/kg. Theo đó rất nhiều người nuôi gà công nghiệp đang có nguy cơ thua lỗ khi giá gà bán ra thiếu ổn định, dưới giá thành sản xuất.

TS. Nguyễn Mạnh Dũng, Phó Tổng thư ký Hội Khoa học và công nghệ lương thực thực phẩm Việt Nam, nhận định để giải quyết vấn đề này chủ động nguồn nguyên liệu đầu vào là hướng đi bắt buộc. Trong đó, ứng dụng công nghệ để tuần hoàn các nguồn phụ phẩm từ quá trình chế biến khác, như bã men bia, phụ phẩm chế biến… được coi là hướng đi rất tiềm năng. 

Khai phá hướng đi mới nhờ công nghệ sinh học

Trong ngành giấy, lượng phụ phẩm thải ra hàng năm như dăm mảnh, vụn giấy, bột giấy… ước tính lên tới hàng ngàn tấn. Hiện chúng chủ yếu được tận dụng để sản xuất ván công nghiệp, phân bón hữu cơ hay viên nén nhiên liệu. 

Theo PGS. TS. Lê Quang Diễn, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, thì các dạng phụ phẩm này là loại vật liệu lignocellulose ít bị phân hủy sinh học, dễ thu gom và tồn trữ. Về mặt cấu tạo hóa lý, nguồn nguyên liệu này phù hợp để sản xuất các sản phẩm giá trị gia tăng. 

“Gỗ keo tai tượng là loại vật liệu đầu vào phổ biến trong ngành giấy. Vật liệu này cũng được đánh giá giàu lignocellulose, dễ chuyển hóa thành đường, phù hợp sử dụng cho sản xuất protein vi sinh làm thức ăn chăn nuôi.”, PGS. TS. Lê Quang Diễn cho biết. 

Vì những lý do trên, gỗ keo tai tượng được lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu của đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất protein đơn bào từ nguồn phụ phẩm ngành giấy và ứng dụng trong sản xuất thức ăn chăn nuôi”. Mục tiêu của đề tài là tuyển chọn được chủng giống nấm men phát triển trên đường chuyển hóa từ phế liệu gỗ keo tai tượng; xây dựng được quy trình công nghệ và mô hình thiết bị sản xuất protein đơn bào từ phế liệu gỗ keo tai tượng, quy mô 1000 lít dịch lên men/mẻ; ứng dụng thử protein bào làm phụ gia thức ăn chăn nuôi lợn và gà…

Chủng nấm men Candida utilis do đề tài tổng hợp được.

Qua quá trình triển khai nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã tạo được một chủng giống Candida utilis 060920 biến thể từ chủng giống gốc thương mại, sinh trưởng tốt trên môi trường là dung dịch đường xylose, glucose chế tạo từ phế liệu gỗ keo tai tượng. Chủng nấm men có thể được nghiên cứu phát triển đối với những môi trường dung dịch đường khác, tạo protein đơn bào.

Chủ nhiệm đề tài, PGS.TS Lê Quang Diễn cho biết “sự khác biệt và tính độc đáo của quy trình công nghệ là sử dụng được toàn bộ đường xylose và glucose thu được từ cùng một mẻ đường hóa phế liệu gỗ cho một mẻ lên men của chủng nấm men Candida utilis, lựa chọn được thành phần dưỡng chất bổ sung phù hợp tạo ra môi trường dinh dưỡng có pH ổn định trong khoảng 4,5 trong suốt quá trình lên men, cho tăng trưởng sinh khối nấm men đạt 13,8-14,9 g/l, cao hơn so với chủng giống gốc.”

Đến nay, nhóm nghiên cứu đã xây dựng được quy trình công nghệ và mô hình thiết bị sản xuất protein đơn bào nhiều công đoạn từ phế liệu gỗ keo tai tượng quy mô lên men nấm men trong môi trường dịch đường xylose và glucose 1000 lít/mẻ. Đồng thời sản xuất được 506,2 kg nấm men từ chủng Candida utilis 060920, có hàm lượng protein thô đạt 49,2-57,8%, phù hợp làm thức ăn chăn nuôi, đáp ứng yêu cầu về vệ sinh an toàn theo quy định hiện hành.

Bộ sản phẩm của đề tài.

PGS. TS. Lê Quang Diễn cũng tiết lộ, nhóm nghiên cứu đã phối trộn sản phẩm protein đơn bào với cám ngô và phụ gia để sản xuất 5076,2 kg thức ăn chăn nuôi gà và lợn thịt. Kết quả, vật nuôi hấp thụ thức ăn này tốt hơn, tăng trọng cao hơn so với sử dụng thức ăn truyền thống. 

Từ thực tế này cho thấy protein đơn bào của nghiên cứu có thể thay thế hiệu quả cho nguồn protein bổ sung thức ăn chăn nuôi đang phụ thuộc nhiều vào nhập khẩu. Nghiên cứu hứa hẹn mở ra tiềm năng nâng cao giá trị gia tăng cho phụ phẩm sản xuất giấy từ gỗ keo tai tượng; góp phần giảm phụ thuộc nguyên liệu cho ngành sản xuất thức ăn chăn nuôi. 

An Nhiên