Phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong công nghiệp chế biến

Thứ tư, 24/07/2019 | 03:46

Thứ tư, 24/07/2019 | 03:46

Công nghệ

Cập nhật lúc 03:46 ngày 04/07/2019

Nghiên cứu sản xuất nanocellulose từ bã sắn và ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm.

Sáng ngày 3/7/2019, tại trụ sở Bộ Công Thương, Hội đồng nghiệm thu cấp Quốc gia đã thực hiện nghiệm thu kết quả thực hiện đề tài khoa học “Nghiên cứu công nghệ sản xuất nanocellulose từ bã sắn và ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm”. Đề tài do trường Đại học Bách Khoa Hà Nội chủ trì thực hiện thuộc khuôn khổ Đề án ứng dụng và phát triển công nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biên đến năm 2020.
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 đúng 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).
Việt Nam đứng thứ 4 trong khu vực về sản lượng sắn với diện tích trồng sắn chỉ đúng thứ 3 sau lúa và ngô.
Quá trình sản xuất tinh bột sắn hiện nay đồng thời tạo ra lượng lớn phụ phẩm bã sắn, một mặt phụ phẩm sử dụng làm thức ăn chăn nuôi, phân bón, một mặt gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng do không được xử lý kịp thời.  
PGS TS Tô Kim Anh, Viện Công nghệ sinh học – Công nghệ thực phẩm, Đại học Bách khoa Hà Nội – chủ nhiệm đề tài cho biết “Chúng tôi không nhìn nhận bã sắn như là phụ phẩm của quá trình sản xuất. Chúng tôi coi bã sắn là một nguồn nguyên liệu tiềm năng. Bởi trong bã sắn chứa tinh bột sót và hàm lượng cellulose khá cao”. 
Xuất phát từ quan điểm nêu trên, từ năm 2017 với đặt hàng của Bộ Công Thương, nhóm nghiên cứu của Viện Công nghệ sinh học – Công nghệ thực phẩm đã bắt tay 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.
Vận hành Thử nghiệm tách tinh bột  và thu hồi glucose
Báo cáo trước hội đồng nghiệm thu, đại diện nhóm nghiên cứu nhấn mạnh, 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 đ. 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 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 %. 
Thử nghiệm sản phẩm bánh mỳ tại Công ty TNHH Tràng An
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 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 chúng tôi 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” - PGS TS Tô Kim Anh thông tin thêm.
Với kết quả nêu trên, hội đồng nghiệm thu đánh giá cao quá trình nghiên cứu khoa học nghiêm túc của nhóm thực hiện đề tài. Đồng thời, kiến nghị Bộ Công Thương xem xét tạo điều kiện để nhóm nghiên cứu tiếp tục hoàn thiện công nghệ, sớm đưa kết quả nghiên cứu ứng dụng vào sản xuất nhằm tăng giá trị sản xuất, giảm thiểm ô nhiễm môi trường cho ngành công nghiệp sắn. 
Vụ Khoa học và công nghệ
lên đầu trang