Nghiên cứu công nghệ ứng dụng enzyme trong sản xuất Collagen từ nguồn lợi Sứa biển Việt Nam

Collagen là một protein cấu trúc đã được ứng dụng rộng rãi từ rất lâu như một nguyên vật liệu quan trọng trong ngành y dược, mỹ phẫm và thực phẩm với giá trị kinh tế là rất lớn. Ước tính thị trường collagen toàn cầu năm 2016 đạt mức 3,71 tỷ USD, dự kiến sẽ có sự tăng trưởng mạnh và đạt 6,63 tỷ USD vào năm 2025. Nhưng hiện nay, nguyên liệu sản xuất collagen chủ yếu là xương và da của lợn và trâu bò và sinh vật biển đã được xem như một đối tượng đầy tiềm năng để thay thế với nhiều đặc điểm ưu việt như nguồn cung phong phú, chi phí thấp và đôi khi chúng chỉ là phụ phẩm của quá trình chế biến thủy sản. 

Collagens có nguồn gốc từ nguồn tài nguyên biển đã được công nhận có nhiều tác dụng ưu việt hơn so với collagen từ các nguồn nguyên liệu khác, như có độ an toàn cao, ít có nguy cơ truyền bệnh, không có rào cản về tôn giáo trong việc sử dụng, nguồn nguyên liệu thì phong phú, và năng suất chiết xuất lại cao hơn so với các nguồn nguyên liệu khác. Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu tách chiết collagen từ các sinh vật biển khác nhau nhưng trên đối tượng sứa biển còn rất hạn chế.

Trong khi đó, sứa lại là một nguồn cung cấp nguyên liệu đầy hứa hẹn để sản xuất collagen và so với các sinh vật biển khác thì collagen từ sứa lại có các đặc điểm ưu việt hơn, đặc biệt trong ứng dụng trong y dược. Hơn nữa, sứa biển Việt Nam có trữ lượng rất lớn (hàng triệu tấn) và công xuất khai thác lên tới hàng trăm nghìn tấn/năm. Do vậy, xét về mặt kinh tế và ý nghĩa xã hội thì sứa biển được xem là đối tượng ưu việt có thể dùng làm nguyên liệu thay thế trong sản xuất collagen. Mặc dù sản lượng khai thác Sứa hàng năm trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng là rất lớn, nhưng hiện nay sứa chủ yếu chỉ được chế biến thô, đa phần là các sản phẩm sơ chế phục vụ tiêu thụ nội địa làm thực phẩm (như một số món ăn truyền thống: nộm sứa, gỏi sứa, bún sứa....) và xuất khẩu (sứa muối) với giá trị kinh tế rất thấp. Do đó, việc tìm ra công nghệ chế biến nhằm nâng cao giá trị sử dụng và giá trị kinh tế của nguồn lợi sứa biển hiện nay nói chung và sứa biển Việt Nam nói riêng là hết sức cần thiết. Thêm vào đó, Việt Nam chưa có và thế giới cũng có rất ít các công trình nghiên cứu về tách chiết collagen từ sứa biển, trong đó hướng ứng dụng công nghệ enzyme hứa hẹn có nhiều ưu việt: hiệu suất thu hồi cao, tăng chất lượng sản phẩm, giảm thời gian tách chiết, ít tạo ra các sản phẩm phụ, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

Xuất phát từ những lý do trên, nhằm xây dựng được quy trình công nghệ, mô hình thiết bị ứng dụng enzyme để tách chiết Collagen từ Sứa biển Việt Nam phục vụ tiêu dùng trong nước và xuất khẩu, TS. Trần Mạnh Hà, Viện Tài nguyên và Môi trường biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cùng các cộng sự đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu công nghệ ứng dụng enzyme trong sản xuất Collagen từ nguồn lợi Sứa biển Việt Nam”.

Dựa trên kết quả nghiên cứu, đề tài đã hoàn thành các mục tiêu đề ra, thậm chí vượt một số chỉ tiêu đăng ký, với các kết quả cụ thể như sau:

1. Quy trình và thiết bị tách chiết collagen: Đã xây dựng thành công quy trình công nghệ và mô hình thiết bị ứng dụng enzyme để tách chiết collagen từ sứa biển Việt Nam ở quy mô 1000 kg nguyên liệu/mẻ.

2. Sản xuất bột collagen: Đã sản xuất được 522 kg bột collagen với độ tinh khiết 82,6% - 83,7%, đảm bảo an toàn và đạt tiêu chuẩn chất lượng của Bộ Y tế, phục vụ cho các nghiên cứu liên quan (viên nang, an toàn, kiểm nghiệm, sản phẩm minh chứng).

3. Sản xuất viên nang collagen: Đã sản xuất 75.000 viên nang thực phẩm chức năng chứa collagen (hàm lượng ≥ 200 mg/viên), đảm bảo an toàn và chất lượng theo quy định của Bộ Y tế.

4. Hồ sơ tiêu chuẩn và chất lượng: Đã thiết lập hồ sơ cơ sở về tiêu chuẩn và chất lượng của nguyên liệu sứa, bột Collagen Jelly và viên nang thực phẩm chức năng CollaJell từ sứa biển Việt Nam.

5. Hiệu suất quy trình: Quy trình công nghệ sản xuất collagen từ sứa biển đã được thử nghiệm ở các quy mô khác nhau, đạt hiệu suất như sau:

Quy mô phòng thí nghiệm: 1,97% trọng lượng collagen khô/khối lượng sứa muối (82,04% so với hàm lượng collagen thường có).

Quy mô pilot: 1,74% trọng lượng collagen khô/khối lượng sứa muối (72,20% so với hàm lượng collagen thường có).

Quy mô xưởng sản xuất (1000kg/mẻ): 1,70% trọng lượng collagen khô/khối lượng sứa muối (70,78% so với hàm lượng collagen thường có).

6. Hiệu quả kinh tế: Phân tích hiệu quả kinh tế cho thấy, khi áp dụng quy trình ở công suất 5000kg nguyên liệu/mẻ, 8 mẻ/ngày tại nhà máy Công ty TNHH MTV Vĩnh Hoàn Collagen, tổng doanh thu/năm có thể đạt 1.141,720 tỉ đồng và lợi nhuận đạt 623,387 tỉ đồng.

7. Sở hữu trí tuệ và công bố: Đang xây dựng 01 hồ sơ đăng ký sở hữu trí tuệ cho giải pháp kỹ thuật "Quy trình chiết xuất collagen từ sứa biển Việt Nam". Đã công bố 02 bài báo trên tạp chí chuyên ngành trong nước, 01 bài trình bày tại hội thảo chuyên ngành trong nước. Ngoài ra, 01 bài báo đang trong giai đoạn phản biện và 01 bản thảo đang chuẩn bị gửi đăng trên tạp chí quốc tế uy tín.

8. Đào tạo: Đã hỗ trợ đào tạo thành công 01 Thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật hóa học.

Để hoàn thiện công nghệ, thiết bị và ứng dụng hiệu quả kết quả nghiên cứu vào thực tế, trong thời gian tới cần tiếp tục thực hiện đề tài hoàn thiện quy trình sản xuất hoặc dự án sản xuất thử nghiệm. Đặc biệt, cần tập trung vào hoàn thiện công nghệ và thiết bị ở quy mô công nghiệp để nâng cao hiệu suất, giảm giá thành sản phẩm, mở rộng quy mô sản xuất và nhân rộng ra các cơ sở khác, tận dụng nguồn nguyên liệu sứa biển dồi dào của Việt Nam. Đồng thời, cần đẩy mạnh các nghiên cứu phát triển, đa dạng hóa các sản phẩm thứ cấp ứng dụng collagen sứa biển và tiến hành thương mại hóa các sản phẩm này để phục vụ đời sống.

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 20816/2022) tại Cục Thông tin, Thống kê.

Vista.gov.vn