Áp dụng giải pháp hữu ích số 935 quy trình sản xuất sản phẩm giàu axit béo omega-3 để tạo thực phẩm chức năng, thực phẩm bổ sung EPA, DHA chất lượng cao
Cập nhật vào: Thứ hai - 11/12/2023 00:04
Cỡ chữ
Sản lượng khai thác thủy hải sản ở Việt Nam hàng năm vào khoảng gần 4 triệu tấn, chúng được sử dụng vào các mục đích khác nhau như xuất khẩu, làm thức ăn trực tiếp cho con người, làm thức ăn cho chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản và chế biến thức ăn gia súc và chế biến nước mắm. Tuy nhiên, hiện nay chưa có thống kê chính thống về việc sử dụng phụ phẩm thu được từ quá trình chế biến phế thủy hải sản. Việc khai thác, sử dụng, tiêu thụ các loài thủy hải sản và phế phụ liệu khác nhau ở từng địa phương và từng nhà máy.
Hiện nay, phụ phẩm thủy sản đang dần trở thành một mặt hàng đem lại giá trị kinh tế cho các đơn vị kinh doanh chế biến xuất khẩu khi mà nguồn lợi hải sản vốn không phải là vô tận và vẫn đang ngày càng cạn kiệt dần bởi tác động của các hoạt động khai thác và và biến đổi khí hậu. Trước những nguy cơ suy giảm nguồn lợi hải sản, việc sử dụng hợp lý, bảo vệ và phát triển nguồn lợi là việc làm hết sức cần thiết trong giai đoạn hiện nay. Bên cạnh đó việc gia tăng giá trị kinh tế cho các loại phế phụ phẩm trong khai thác và chế biến thuỷ sản vẫn đang phát triển mạnh mẽ và rộng rãi ở khắp các tỉnh thành trong cả nước. Nhu cầu về việc sử dụng các loại nguyên liệu này để khai thác các hoạt chất có giá trị làm các sản phẩm phục vụ cho con người ngày càng được quan tâm và phát triển.
Qua phân tích tài liệu và thống kê số liệu thực tế, phụ phẩm thủy sản có thể thu mua để làm nguyên liệu đầu vào trong quy trình sản xuất dầu omega-3. Nguồn thu dồi dào từ các nhà máy chế biến đông lạnh, đồ hộp, chế biến hải sản khô và cá tạp trong đánh bắt với sản lượng rất lớn (hàng trăm ngàn tấn/năm). Các nguyên liệu này đang được sử dụng trực tiếp làm thức ăn hay chế biến làm bột cá cho nuôi trồng thuỷ sản. Do đó nguồn nguyên liệu không hề có sự cạnh tranh về số lượng và nguồn cung ứng. Nhóm nghiên cứu chúng tôi nhận thấy thị trường dầu omega-3 vô cùng phong phú và nhu cầu tiêu thụ đa dạng, trong đó sản phẩm dầu omega-3 sản xuất tại Việt Nam chủ yếu sử dụng nguyên liệu dầu nhập khẩu từ nước ngoài, điều này cho thấy dầu omega-3 tại Việt Nam còn chưa hoàn thiện và tạo độ tin cậy với các nhà sản xuất. Chính vì lý do này, nhóm nghiên cứu đẩy mạnh nghiên cứu và bào chế sản phẩm dầu omega-3 tinh luyện nhằm cung cấp dầu tinh luyện cho người tiêu dùng Việt Nam.
Xuất phát từ thực tiễn đó, GS. TS. Phạm Quốc Long và nhóm nghiên cứu tại Viện Hoá học các Hợp chất thiên nhiên đã thực hiện nghiên cứu “Áp dụng giải pháp hữu ích số 935 quy trình sản xuất sản phẩm giàu axit béo omega-3 để tạo thực phẩm chức năng, thực phẩm bổ sung EPA, DHA chất lượng cao” với mục tiêu Sản xuất thành công sản phẩm giàu axit béo omega-3 từ nguồn nguyên liệu sinh vật biển (phụ phẩm chế biến thuỷ sản) quy mô 500kg nguyên liệu/mẻ.
Ngành thủy sản là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn của nước ta, tốc độ tăng trưởng mạnh và chiếm một vị trí quan trọng. Song song cùng công nghiệp chế biến và sản xuất thủy sản là tạo ra một lượng lớn phụ phẩm. Theo tài liệu phân tích của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, phụ phẩm của công nghiệp chế biến thủy, hải sản chiếm trung bình từ 15-20% tổng sản lượng chế biến và lượng phụ phẩm này có thể dùng để làm thức ăn gia súc, chế biến phân bón, dược phẩm, mỹ phẩm... Xu hướng trên thế giới xem phụ phẩm trong chế biến thủy sản là nguyên liệu đầu vào để tạo ra các sản phẩm mới có giá trị sử dụng cao, qua đó tăng giá trị kinh tế của thủy sản.
Theo số liệu năm 2019 từ Tổng cục thủy sản Việt Nam, tổng sản lượng thuỷ sản đạt khoảng 8,15 triệu tấn, trong đó sản lượng khai thác đạt 3,77 triệu tấn, nuôi trồng đạt 4,38 triệu tấn. Trong đó, chế biến cá chiếm thị phần cao nhất, tạo ra lượng phế liệu lớn nhất lên tới 1,202 tấn năm 2018. Ngoài ra, quá trình chế biến loài thủy sản khác đều tạo ra một lượng phế liệu rất lớn như phế liệu tôm 110 tấn năm 2018.
Quá trình chế biến cá chủ yếu là phile thu được dao động khoảng 30 - 40% tùy loài cá; phần dư ra là đầu, nội tạng, da, xương tạo thành lượng phế liệu cá. Trước đây, phế liệu thường được sử dụng để chế biến thành các loại bột cá (hàm lượng protein thấp) làm thức ăn cho gia súc, gia cầm thì gần đây xu hướng trên thế giới là chế biến nhiều sản phẩm có giá trị cao để tăng giá trị kinh tế của thủy sản. Tuy nhiên, trên cả nước có ít doanh nghiệp nào đầu tư công nghệ, máy móc để xử lý chế biến triệt để nguồn phụ phẩm thủy, hải sản. Vì vậy, ngoài một lượng nhỏ phụ phẩm được sử dụng làm nguyên liệu chế biến thức ăn chăn nuôi, phục vụ ngành sản xuất phân bón, thì số còn lại trở thành phế phẩm, gây thất thoát kinh tế và tiềm ẩn nguy cơ gây ô nhiễm môi trường.
Có thể dễ dàng thấy được rằng sản lượng tiêu thụ thủy sản càng tăng thì phụ phẩm thủy sản càng nhiều. Ngành chế biến thủy sản đã và đang tạo ra một lượng đáng kể các phế phẩm, phụ phẩm và thịt vụn từ các thành phần như đầu, bộ xương, bụng, gan và trứng. Các phụ phẩm từ quá trình chế biến như đầu, xương, da, vây, nội tạng, mỡ… tuy một phần đã được tận dụng để sản xuất ra các sản phẩm như dầu cá, bột cá, bong bóng, bao tử cá... nhưng sản phẩm còn thô; chưa có những sản phẩm chế biến cao cấp dùng trong dược phẩm hoặc mỹ phẩm như dầu cá, gelatine, thực phẩm chức năng chứa 16 vi chất... có giá trị gia tăng cao. Ngoài ra đây là những bộ phận chứa protein chất lượng cao, acid béo omega-3, vi chất dinh dưỡng (như vitamin A, D, riboflavin, niacin), khoáng chất và vi lượng (như canxi, phosphor, sắt, kẽm, selen và i-ốt…).
Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:
1. Dự án đã khảo sát chất lượng nguyên liệu phụ phẩm thủy sản và xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho nguyên liệu đầu vào của quy trình sản xuất dầu omega-3 bao gồm gan, đầu, dè, mắt cá ngừ. Trong đó, nguyên liệu mắt cá ngừ có hàm lượng lipid đạt 18,47% được sử dụng làm nguyên liệu trong sản xuất omega-3.
2. Dự án đã xây dựng và tối ưu quy trình phân lập dầu béo thô từ phụ phẩm chế biến thuỷ sản từ mắt cá ngừ quy mô 500 kg nguyên liệu/mẻ với điều kiện tối ưu cho quá trình thủy phân mắt cá gồm tỷ lệ enzyme/cơ chất là 1,3%, nhiệt độ 48 oC, pH 6,7 và thời gian thủy phân là 4 giờ 50 phút, đạt hiệu suất thu dầu trung bình là 60,5%
3. Dự án đã khảo sát và tối ưu quy trình tinh chế sản phẩm quy mô 100 lít dầu/mẻ gồm 3 bước là etyl hóa dầu thô, kết tinh bằng ure và loại tạp chất. Điều kiện tối ưu cho quá trình etyl hóa gồm nhiệt độ 76,6 oC, Tỷ lệ cồn/dầu 2,5/1 (v/v) và thời gian là 3,47 giờ (tương đương 3 giờ 28 phút), đạt hiệu suất thu dầu trung bình là 85,28%. Điều kiện tối ưu cho quá trình kết tinh bằng ure gồm tỷ lệ ure/dầu 0,61/1 (w/v), tỷ lệ cồn/ure 6,04/1 (v/w) và thời gian thủy phân là 8,28 giờ (tương đương 8 giờ 16 phút), đạt hiệu suất thu dầu trung bình là 52,28%. Quy trình tinh chế gồm bước lọc qua hỗn hợp than hoạt tính và đất sét hoạt tính (tỷ lệ 1:2) và lọc qua cột Al2O3 (0,2 mm) với áp suất đẩy 0,25 - 0,35 atm, đạt hiệu suất trung bình 94,37%, thu dầu đạt hàm lượng EPA+DHA>30%.
4. Dự án đã thiết kế, chế tạo và xây dựng hệ thống thiết bị nâng cao hàm lượng và tinh chế dầu omega-3 quy mô 70-100 lít dầu/mẻ, đã vận hành, chạy thử và phục vụ tinh chế dầu omega-3 chất lượng cao.
5. Dự án đã nghiên cứu và xây dựng quy trình sử dụng sản phẩm phụ gồm bột protein và bã rắn giàu khoáng từ quá trình sản xuất để bổ sung thức ăn trong chăn nuôi. Trong đó bột protein chứa 33,64% protein và 1.084,78 µg/100g khoáng. Bột bã rắn chứa hàm lượng khoáng là 15.452,31 µg/100g, trong đó canxi chiếm hàm lượng cao nhất là 9.673,92 µg/100g và phospho, magie lần lượt là 3.832,72; 1.955,67 µg trong 100g sản phẩm.
6. Dự án đã sản xuất 400 lít dầu thô, tinh chế thu được 120 lít dầu omega-3 có hàm lượng EPA+DHA>30% và xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho dầu omega-3. Từ đó, dự án đã bào chế 110.000 viên nang mềm omega-3, thành phần gồm Omekatin (Dầu omega-3 (EPA+DHA 32,1%) và sụn cá thủy phân giàu chondroitin; Chiết xuất kì tử (Lutein, 135 zeaxanthin); Chiết xuất hạt gấc (Beta- Carotene); Vitamin E (Dl-alpha tocopheryl acetate); Vitamin A (Retinol).
Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 18859/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
Đ.T.V (NASATI)