Hiệp Hội Nuôi Biển Việt Nam
vsalogo

Công nghệ vi tảo “Made in Vietnam”

Ngày đăng: 17/04/2020
(VSA) Qua nhiều năm nghiên cứu và thử nghiệm, các nhà khoa học Việt Nam đã hoàn thiện được quy trình công nghệ nuôi tảo xoắn và phát triển các sản phẩm từ tảo xoắn Spirulina với chất lượng không thua kém các nước đi trước trong lĩnh vực này.

Tảo xoắn Spirulina:  Siêu thực phẩm của thế kỷ 21

Vi tảo là một loại thực phẩm chức năng đã và đang nhận được sự quan tâm, tin dùng của người Việt, bởi vô số những tác dụng thần kỳ với sức khỏe, được chứng minh bởi các nghiên cứu khoa học, cũng như kết quả thực tế mang lại cho người dùng. 

Trong số các loại vi tảo thì tảo xoắn Spirulina được nuôi quy mô lớn sớm nhất và hiện cũng là chủng vi tảo thương phẩm phổ biến nhất. Sở hữu những con số cực kỳ ấn tượng về giá trị dinh dinh dưỡng cùng nhiều đặc tính ưu việt, tảo xoắn Spirulina đã được Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) công nhận là “Thực phẩm bảo vệ sức khỏe tốt nhất của loài người trong thế kỷ 21”.

PGS.TS Nguyễn Đức Bách, Trưởng khoa Công nghệ Sinh học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam (VNUA), cho biết: “Các loại vi tảo có tiềm năng rất lớn trong lĩnh vực thực phẩm chức năng, dược phẩm, sản phẩm làm đẹp và thậm chí là cả chăn nuôi. Đơn cử như tảo xoắn Spirulina platensis, cũng là loại vi tảo được Trung tâm phát triển sớm nhất, sở hữu những giá trị dinh dưỡng mà khó có loại thực phẩm nào hiện nay có thể bì kịp. Cụ thể, Spirulina platensis có hàm lượng Canxi cao gấp 1,5 lần sữa, hàm lượng β-carotene cao gấp 15 lần cà rốt, hàm lượng sắt cao gấp 25 rau chân vịt, đặc biệt protein của tảo xoắn chiếm trên dưới 75%, cao gấp 5 lần thịt bò và đứng đầu trong các loại thực phẩm."

Trái với suy nghĩ của nhiều người rằng, tảo xoắn Spirulina có nguồn gốc từ Nhật Bản, và tuyệt đại đa số các sản phẩm tảo Spirulina có mặt ở thị trường Việt Nam hiện nay đều có xuất xứ từ đất nước mặt trời mọc, trên thực tế, nguồn gốc của các chủng giống tảo xoắn lại từ Cộng hòa Chad (Châu phi) hoặc Mexico. Vì là loài ưa ánh sáng và nhiệt độ cao, nên tảo xoắn Spirulina phát triển tốt và cũng được nuôi chủ yếu ở các nước nhiệt đới.

Bên cạnh giá trị sử dụng cực kỳ cao, vi tảo cũng là lời giải “hoàn hảo” cho thực trạng quỹ đất ngày càng hạn hẹn, khí hậu diễn biến thất thường, các nguồn tài nguyên thiên nhiên dần cạn kiệt, vốn đang là những thách thức cực kỳ lớn với các sản phẩm nông nghiệp truyền thống, đe dọa đến an ninh lượng thực toàn cầu!

Phát triển công nghệ sản xuất vi tảo tại Việt Nam

Việt Nam có tiềm năng rất lớn để phát triển tảo xoắn. Nếu được quan tâm đầu tư đúng mức về mặt công nghệ cũng như nghiên cứu chuyên sâu, sản phẩm tảo xoắn, nói rộng ra là nhiều loại vi tảo có ích “Made in Vietnam”, sẽ có chất lượng không hề thua kém các nước tiên tiến.

Theo đuổi mục tiêu này, PGS.TS. Nguyễn Đức Bách, cùng các cộng sự của mình dã nỗ lực đẩy mạnh nghiên cứu, phát triển lĩnh vực công nghệ sinh học vi tảo. Qua nhiều năm nỗ lực, nhóm nghiên cứu đã đạt được nhiều kết quả tích cực, trong đó phải kể đến việc thành lập được Trung tâm nghiên cứu và Phát triển Công nghệ sinh học vi tảo.

Trung tâm là một cơ sở nghiên cứu lớn về vi tảo tại miền Bắc, với chức năng phân lập, làm thuần, lưu giữ ngân hàng chủng giống vi tảo và phát triển các quy trình nuôi tảo ở quy mô lớn. Hiện nay, Trung tâm đang lưu giữ hơn 50 loài vi tảo với hàng trăm chủng giống khác nhau phục vụ cho nghiên cứu cơ bản và ứng dụng thực tiễn. Trung tâm cũng là đơn vị đầu tiên đã đưa tảo xoắn Spirulina vào danh mục của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn và triển khai sản xuất quy mô lớn chủng tảo xoắn Spirulina VNUA03.

Bên cạnh độ ngũ nhà khoa học tâm huyết với nghề, Trung tâm còn sở hữu hệ thống cơ sở hạ tầng tiên tiến, đáp ứng tốt cho nghiên cứu vi tảo, cũng như nhân giống ở nhiều cấp độ khác nhau. Có thể kể đến các phòng thí nghiệm phục vụ nghiên cứu phân lập, sàng lọc, tuyển chọn các chủng giống vi tảo in vitro; hệ thống nhân giống khép kín (photobioreactor), với khả năng cung cấp lượng giống tảo lên tới 10 m3 tảo giống thuần khiết/tuần.

Với hướng tiếp cận sản xuất sinh khối ở quy mô công nghiệp, PGS.TS Nguyễn Đức Bách và cộng sự đã xây dựng các mô hình và kỹ thuật nuôi nhiều loài vi tảo quan trọng, điển hình như tảo xoắn SpirulinaChlorella. Các chủng vi tảo ưu tú có giá trị dinh dưỡng, tiềm năng ứng dụng cao sẽ được sử dụng để nuôi ở quy mô lớn. Các công đoạn nuôi tảo được thực hiện từng cấp theo các quy mô khác nhau, trước tiên trong các bình nuôi nhỏ trong phòng thí nghiệm, tiếp đó nuôi trong các hệ thống lớn hơn. Ở quy mô sản xuất, tảo giống được nhân trong các hệ thống photobioreactor đặt ngoài trời hoặc trong nhà lưới.

Hệ thống nhân giống khép kín Photobioreactor

Theo chia sẻ của thạc sĩ Phí Thị Cẩm Miện, cán bộ quản lý trực tiếp các quy trình nuôi tảo tại Trung tâm, các chủng giống vi tảo sau khi được phân lập và thu thập từ nhiều nguồn khác nhau sẽ được đánh giá khả năng sinh trưởng, thích ứng với các điều kiện thời tiết, mùa vụ và phân tích giá trị dinh dưỡng. “Hiện tại, Trung tâm đang tiến hành nhân giống vi tảo bằng hệ thống khép kín Photobioreactor, đây là hệ thống nhân giống kín tiên tiến được lắp đặt theo dạng modul, mỗi modul là tập hợp các ống thủy tinh trong suốt với đường kính từ 70-100 mm (tùy cấp độ nhân giống) được kết nối liền mạch với nhau và với bể chứa. Tham gia vào modul còn có một bơm tăng áp để tạo thành dòng nước tuần hoàn. Ở điều kiện thực tế của Trung tâm, mỗi modul nhỏ có thể tích sử dụng khoảng 300 lít và con số này sẽ gấp đôi với modul lớn” – Thạc sỹ Miện cho biết.

Ngoài hệ thống nhân giống khép kín, Trung tâm hiện sử dụng các bể nuôi Raceway lên tới 100 m3 để thử nghiệm các quy trình nuôi tảo ở quy mô lớn, đồng thời phục vụ cho công tác đánh giá khả năng phát triển thực tế của chủng giống, cũng như hỗ trợ các giải pháp để hoàn thiện công nghệ nuôi vi tảo.

Về những điều kiện khắt khe trong công nghệ nuôi vi tảo, thạc sỹ Phí Thị Cẩm Miện nhấn mạnh: “Để có thể đảm bảo nguồn giống vi tảo thành phẩm có chất lượng cao, thuần chủng 100%, không có tạp nhiễm, sức sống tốt và đặc biệt là an toàn tuyệt đối với con người nếu sử dụng trực tiếp, nguồn nước được sử dụng làm môi trường nuôi tảo bắt buộc phải được lọc qua nhiều cấp và khử khuẩn. Bên cạnh đó, các thành phần dinh dưỡng để nuôi vi tảo cũng đòi hỏi đạt mức độ tinh khiết phân tích hoặc tiêu chuẩn dùng trong thực phẩm!”.

Hệ thống cảm biến được đặt ở nhiều vị trí để hiệu chỉnh giá trị chuẩn

Công nghệ 4.0 trong hệ thống nuôi vi tảo

Một điểm nhấn khác về năng lực trang thiết bị đầy ấn tượng, chính là sự hiện diện của công nghệ 4.0 trong gần như toàn bộ hệ thống nhân giống vi tảo tại cơ sở này!

Chia sẻ về công nghệ 4.0 được áp dụng tại Trung tâm, PGS.TS. Nguyễn Đức Bách chia sẻ: “Để đảm bảo cho các chủng vi tảo được nuôi trong điều kiện tối ưu nhất, đặc biệt là về yếu tố ánh sáng và nhiệt độ bởi vì tảo tổng hợp các chất cần thiết cho cơ thể thông qua quá trình quang hợp (tương tự như ở thực vật), các khu vực nhân sinh khối trong nhà lưới đều được bố trí các hệ thống cảm biến, với khả năng đo các thông số môi trường như: nhiệt độ, độ ẩm, cường độ ánh sáng…”

Từ những thông tin được ghi nhận liên tục từ các cảm biến, hệ thống lưới che sẽ tự động kéo ra hoặc thu vào, đồng thời hệ thống bơm và phun nước để làm mát hệ thống Photobioreactor đảm bảo các chỉ số ánh sáng và nhiệt độ trong khu vực nuôi luôn được duy trì trong phạm vi phù hợp cho tảo sinh trưởng. Ngoài ra, trên cơ sở thiết kế đồng bộ, các cảm biến pH, nhiệt độ, nồng độ O2, CO2 … có thể được áp dụng để đo các thông số thay đổi ngay trong lòng các ống thủy tinh của hệ thống Photobioreactor.

Cảm biến ánh sáng gắn kết với hệ thống chuyển động kéo mái che tự động

Các thông tin từ hệ thống cảm biến được chuyển thành tín hiệu kỹ thuật số (digital) và truyền tải về hệ thống xử lý trung tâm bằng công nghệ internet không dây. Từ đây tín hiệu được kết nối với các ứng dụng điều khiển được cài đặt trên các thiết bị thông minh như điện thoại di động, máy tính. Nhờ đó, các cán bộ của Trung tâm có thể theo dõi diễn biến các thông số kỹ thuật ở trong khu vực nuôi bất cứ lúc nào và bất kỳ ở đâu, đồng thời có thể điều khiển ngay trên thiết bị thông minh của mình.

Thạc sĩ Phí Thị Cẩm Miện nhận định về lợi ích của công nghệ 4.0: “Việc áp dụng các công nghệ này đã đem lại nhiều tiện ích và tiết kiệm thời gian do chỉ cần thao tác trên điện thoại là có thể điều khiển các thiết bị, mà không hề bị giới hạn về khoảng cách. Ngoài ra, các số liệu thu thập được lưu giữ vào bộ xử lý trung tâm và có thể truy xuất khi cần. Ứng dụng công nghệ tiên tiến này cho phép hệ thống photobioreactor có thể nhân được nhiều loại giống tảo thuộc các chi Haematococcus, Chlorella, Nannochloropsis, Isochrysis, Chaetoceros và Scenedesmus cho các mục đích khác nhau ở quy mô lớn.”

Theo tìm hiểu, bên cạnh khả năng đảm bảo điều kiện phát triển tối ưu cho vi tảo, việc áp dụng các công nghệ 4.0 vào khâu nhân giống còn giúp giảm thiểu một cách đáng đáng kể nhân lực. Trên cơ sở của hệ thống điều khiển tự động bằng cảm biến và công nghệ không dây kết hợp với việc lắp đặt các camera quan sát, hiện tại chỉ cần 2 cán bộ kỹ thuật đã có thể vận hành tốt toàn bộ hệ thống nhân giống vi tảo hiện nay tại Trung tâm.

Nguồn: https://dantri.com.vn/khoa-hoc-cong-nghe/

Vươn khơi biên tập

 

Bạn cần đăng nhập để bình luận