Tảo Spirulina, thực phẩm tối ưu cho cuộc sống hiện đại

Tảo xoắn từ phòng thí nghiệm ra thị trường

Nhận thấy được những giá trị của tảo Spirulina, Học viện nông nghiệp Việt Nam đã giao nhiệm vụ “Chọn tạo giống vi tảo Spirulina platensis để phát triển nuôi ở quy mô công nghiệp” cho PGS.TS. Nguyễn Đức Bách và nhóm nghiên cứu. Sau quá trình chọn lọc dòng, khảo nghiệm và phân tích, đến tháng 4/2018, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn được chủng giống tảo xoắn Spirulina platensis VNUA03. Chủng giống vi tảo này đã được công nhận tại Hội đồng cấp cơ sở và được chuyển tiếp lên Hội đồng công nhận giống cấp Bộ.

Công nghệ sinh học vi tảo bao gồm nhiều công đoạn từ sàng lọc chủng giống vi tảo, nhân giống các cấp sau đó nhân sinh khối ở quy mô lớn trong các hệ thống kín photobioreactor (PBR) hoặc các bể raceway có cánh khuấy đặt trong nhà lưới khép kín.

Sinh khối tảo sau khi thu có thể được sử dụng trực tiếp dưới dạng sản phẩm tảo tươi (bảo quản đông lạnh) hoặc sấy khô ở nhiệt độ thấp tạo nguyên liệu để phát triển các sản phẩm dạng viên nang, viên nén hoặc làm nguyên liệu để tách chiết các hợp chất có hoạt tính sinh học ứng dụng trong dược phẩm làm thuốc chữa bệnh hoặc hóa mỹ phẩm.

Trong số các loài vi tảo nuôi ở quy mô công nghiệp, tảo xoắn Spirulina platensis được nuôi sớm nhất ở nhiều quy mô công nghệ khác nhau. Tảo có thể được nuôi ở quy mô nhỏ trong các bình nhựa hoặc quy mô lớn trong các bể raceway làm bằng xi măng hay composite hoặc trong các trong hệ thống kín photobioreactor.

Hiện nay, PGS.TS Nguyễn Đức Bách và nhóm nghiên cứu của Trung tâm nghiên cứu và phát triển Công nghệ sinh học vi tảo (khoa Công nghệ sinh học) đã phân lập và tuyển chọn được nhiều chủng giống tảo xoắn Spirulina platensis và nhiều chủng giống vi tảo khác có khả năng thích ứng với nhiều điều kiện nuôi khác nhau và phù hợp để nhân rộng sản xuất ở quy mô lớn.

Với hệ thống nhân giống kín (photobioreactor) được kiểm soát chặt chẽ các điều kiện dinh dưỡng, ánh sáng, pH và nhiệt độ, Trung tâm nghiên cứu và phát triển Công nghệ sinh học vi tảo có khả năng nhân nhiều loại chủng giống vi tảo ở quy mô lớn với độ thuần khiết 100% và không bị nhiễm tạp. Với điều kiện và năng lực hiện nay, Trung tâm có khả năng cung cấp giống tảo cho các đơn vị ở quy mô 5000 lít/lần giao giống.

Đến thời điểm hiện tại, nhóm nghiên cứu đã phối hợp với Công ty CP Công nghệ Dược phẩm quốc tế ITP-Pharma phát triển sản phẩm tảo xoắn Spirulina platensis và xây dựng thị trường cho nhiều sản phẩm vi tảo đạt chất lượng cao, phù hợp với nhu cầu sử dụng và thị hiếu của người Việt Nam.

Ông Đào Duy Tuấn, Phó Tổng Giám đốc Công ty Cổ phần Công nghệ và Dược phẩm quốc tế ITP Pharma cho biết: “Chúng tôi luôn đánh giá cao các công trình nghiên cứu của Khoa Công nghệ sinh học và Học viện Nông nghiệp Việt Nam, coi đó là nền tảng vững chắc, mối liên hệ khăng khít để Công ty củng cố và phát triển sản phẩm của mình trong suốt quá trình kinh doanh”.

Ông Tuấn cũng cho biết, “nguồn tảo Spirulina tiêu thụ ở Việt Nam hiện nay chủ yếu được nhập khẩu từ nước ngoài. Từ khi có công trình nghiên cứu mở rộng nuôi trồng tảo Spirulina của Khoa Công nghệ sinh học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam, chúng tôi đã xác định đây là một sản phẩm mũi nhọn. Sau một thời gian ngắn phân phối sản phẩm, chúng tôi đã nhận được nhiều phản hồi tích cực từ thị trường”.

Quá trình nghiên cứu

Theo PGS.TS. Nguyễn Đức Bách, Trưởng Khoa Công nghệ sinh học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Khoa Công nghệ sinh học luôn thực hiện phương châm đào tạo kết hợp chặt chẽ với nghiên cứu theo định hướng công nghệ. Cụ thể là các kết quả nghiên cứu từ phòng thí nghiệm sẽ được thử nghiệm triển khai ở quy mô pilot sau đó đánh giá, điều chỉnh và áp dụng các quy trinh kỹ thuật và công nghệ để tối ưu cho phép mở rộng sản xuất ở quy mô công nghiệp.

“Chúng tôi cũng có nhiều thuận lợi khi thực hiện đề tài nghiên cứu trên là do Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã hỗ trợ cơ sở hạ tầng và các điều kiện cần thiết để kết nối giữa giai đoạn nghiên cứu ở phòng thí nghiệm và mở rộng thử nghiệm ở quy mô pilot. Với sự tham gia của nhiều cơ quan và tổ chức hỗ trợ, cho đến nay chúng tôi đã kép kín được chặng đường từ nghiên cứu đến sản xuất và tạo sản phẩm thương mại”.

Trước yêu cầu đặt ra sản xuất nông nghiệp phải chủ động trước các biến đổi khí hậu và nâng cao giá trị gia tăng trên một đơn vị diện tích canh tác, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã xác định Công nghệ sinh học vi tảo là một trong những hướng đi phù hợp với việc phát triển nông nghiệp công nghệ cao.

Ngoài sự ủng hộ của Học viện Nông nghiệp Việt Nam, nhóm nghiên cứu của chúng tôi cũng đã nhận được sự hỗ trợ tích cực và hiệu quả từ Bộ KHCN, các Sở đã hỗ trợ kinh phí cho nghiên cứu. Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu cũng chủ động tìm kiếm và xây dựng mối liên kết chặt chẽ với các doanh nghiệp, đặc biệt là các doanh nghiệp tiếp nhận công nghệ và sử dụng kết quả nghiên cứu để phát triển sản phẩm thương mại.

“Chúng tôi cũng xác định đây mới chỉ là một kết quả thành công bước đầu trong một chặng đường dài. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu cũng là một nguồn động viên cho nhóm nghiên cứu của chúng tôi rất nhiều bởi vì tảo xoắn Spirulina là một sản phẩm tốt và cần thiết cho cuộc sống. Hiện nay, chúng tôi đã lưu trữ và đánh giá hơn 50 chủng giống các loài vi tảo, trong đó sản phẩm tảo xoắn Spirulina đã được thương mại hóa”.

Một trong những yếu tố mà nhóm nghiên cứu cảm thấy khó khăn nhất là làm sao để xây dựng được một quy trình nuôi vừa đảm bảo được yêu cầu về mặt kỹ thuật (năng suất, chất lượng, an toàn vệ sinh), vừa phát triển và nhân rộng quy trình đó ra quy mô sản xuất lớn. Bởi vì muốn có một sản phẩm nghiên cứu được thương mại hóa thì đòi hỏi phải có nguồn nguyên liệu đảm bảo chất lượng và vùng cung cấp nguyên liệu đủ lớn đáp ứng được tất cả các yêu cầu vệ sinh an toàn thực phẩm theo quy định của Bộ Y tế và những bên liên quan.

Một số khó khăn nữa mà nhóm nghiên cứu gặp phải trong quá trình nghiên cứu có thể kể đến như: kinh phí nghiên cứu, cơ sở để thử nghiệm và đánh giá, tiếp đó là sự tham gia của doanh nghiệp, đơn vị ứng dụng công nghệ để nhân rộng sản xuất ở quy mô lớn… Vấn đề là phải làm sao để kết hợp được hài hòa các yếu tố trên, đồng thời các bên tham gia phải làm tốt được phần việc của mình thì mới thu được kết quả cuối cùng”.

Về phía Bộ KHCN, TS. Tạ Bá Hưng, Chủ nhiệm Chương trình Phát triển thị trường KHCN đến năm 2020 đánh giá: 10 năm cho một công trình nghiên cứuthực sự không phải là dài nhưng điều đáng trân trọng nhất ở đây là sản phẩm từ công trình nghiên cứu này đã nắm bắt được tín hiệu nhu cầu của doanh nghiệp và ra được thị trường.

Kết quả của việc thương mại hóa kết quả nghiên cứu trên đã mở đầu cho một chuỗi giá trị sản xuất tảo xoắn ở Việt Nam từ khâu nghiên cứu, sản xuất, chế biến và bán ra thị trường. “Bao năm chúng ta rất trầm trồ với các sản phẩm tảo xoắn của Nhật Bản, nhưng đến nay, chúng ta đã có tảo xoắn của người Việt Nam”.

PGS.TS Nguyễn Đức Bách đã tập hợp được một nhóm nghiên cứu tương đối đồng bộ, mạnh không những làm tốt trong phòng phí nghiệm mà còn có khả năng kết nối với các đối tác khác như doanh nghiệp, cơ quan quản lý để các bên cùng nhau thúc đẩy đổi mới sáng tạo.

Định hướng nghiên cứu trong thời gian tới

“Chúng tôi không chỉ dừng lại ở 1 loại vi tảo mà ở trong phòng thí nghiệm còn có cả 1 ngân hàng các chủng giống phục vụ định hướng ứng dụng sản xuất nhân quy mô công nghiệp để tạo sinh khối và khai thác hợp chất tự nhiên để sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe và nuôi trồng thủy sản”, PGS.TS Nguyễn Đức Bách khẳng định.

Trong quãng đường đi dài về công nghệ sinh học vi tảo, một lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng rộng và có nhiều triển vọng, thì những sản phẩm thử nghiệm đầu tiên được đưa đến người tiêu dùng cũng có thể coi là một kết quả động viên, tự hào của nhóm nghiên cứu vi tảo ở Học viện Nông nghiệp Việt Nam.

Chúng tôi cũng xác định rõ, tảo Spirulina không phải là một sản phẩm nghiên cứu hoàn toàn mới, ở đây, nhóm nghiên cứu chỉ áp dụng những thành tựu và tiến bộ khoa học kỹ thuật tốt nhất để phát triển một quy trình hoàn thiện từ khâu nghiên cứu đến khâu sản xuất ở quy mô lớn.

Cũng nhờ áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật, tất cả các khâu từ sản xuất giống, quy trình nuôi, mở rộng sản xuất, thu sinh khối, xử lý sinh khối, kết hợp với các công ty dược… đã tạo ra một quy khép kín để phát triển nhiều loại sản phẩm giúp rút ngắn giới gian từ giai đoạn nghiên cứu đến phát triển sản phẩm hoàn thiện.

TS. Tạ Bá Hưng cũng cho biết thêm: Ở lĩnh vực vi tảo, còn nhiều giá trị mà các nhà khoa học cả ở trong và ngoài nước đang nghiên cứu và muốn phát huy. Trong số đó, Bộ KHCN đang xem xét và hỗ trợ nhóm nghiên cứu của PGS.TS Nguyễn Đức Bách để tiếp tục nghiên cứu tảo đỏ (Haematococcus pluvialis) có giá trị kinh tế rất cao.

Loại tảo này giàu hợp chất astaxanthin có tác dụng chống oxy hóa, giúp làm sáng da, loại bỏ tàn nhang giúp làm đẹp cho phụ nữ. Astaxanthin được sử dụng trong các loại hóa mỹ phẩm (kem chống nắng, kem chống nám, kem chống nhăn, kem dưỡng trắng hồng…). Đồng thời có thể được sử dụng trong chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản thủy sản, đặc biệt là tôm, cá hồi bởi astaxanthin là chất chống oxi hóa mạnh cao gấp 550 lần so với vitamin E, gấp 6000 lần so với vitamin C.