Lần đầu tiên tại Việt Nam, một nhóm các nhà khoa học của Viện Công nghiệp thực phẩm (Bộ Công Thương) đã thực hiện thành công việc nghiên cứu sản xuất đường trehalose từ tinh bột sắn bằng công nghệ enzyme ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm.

Sản phẩm đường trehalose sản xuất từ tinh bột sắn

Sử dụng nguyên liệu sẵn có trong nước

Đường trehalose là loại đường thấp năng lượng được sử dụng thay thế đường kính trong sản xuất các loại thực phẩm như bánh kẹo, đồ uống, thực phẩm dinh dưỡng, thức ăn cho người ăn kiêng… Sản phẩm sau khi bổ sung trehalose sẽ có giá trị cao về mặt dinh dưỡng, ngăn ngừa bệnh tiểu đường đồng thời hương vị được cải tiến và ổn định.

Chức năng trehalose tương tự như đường sucrose nhưng có tính ổn định hơn và có vị ngọt nhẹ (ngọt bằng 45% sucrose). Tùy theo mục đích sử dụng trehalose thương phẩm, có hai loại trehalose có độ tinh khiết 45% và trehalose có độ tinh khiết cao hơn 70%. Với độ tinh khiết 45% thường được dùng trực tiếp như là thực phẩm bổ sung hoặc chất làm ngọt trong chế biến thực phẩm. Với độ tinh khiết cao hơn 70%, đường trehalose thường dùng cho các đối tượng ăn kiêng, mắc bệnh hoặc các ứng dụng đặc thù khác.

Tuy có nhiều phương pháp sản xuất đường trehalose trên thế giới, các phương pháp này cho sản phẩm tốt, chất lượng cao, song thực hiện trong điều kiện sản xuất nghiêm ngặt với những thiết bị đắt tiền, nguyên liệu và nguồn enzyme không có sẵn khó thực hiện ở Việt Nam.

Hơn nữa, việc mua một patent (bằng độc quyền sáng chế) từ nước ngoài thường rất đắt và phần nào bị lệ thuộc và có nhiều rủi ro nếu ta không có trình độ kỹ thuật sâu về lĩnh vực đó. Do đó, nhu cầu cần thiết để tạo ra phương pháp sản xuất đường trehalose để giảm thời gian và chi phí vật liệu cần thiết, theo đó sẽ giảm được chi phí sản xuất.

Xuất phát từ thực trạng này, Viện Công nghiệp thực phẩm đã thực hiện Đề tài “Nghiên cứu sản xuất đường trehalose từ tinh bột bằng công nghệ enzyme ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm” (mã số: ĐT.03.17/CBCNSH), do PGS-TS. Lê Đức Mạnh làm chủ nhiệm nhiệm vụ, thuộc Đề án phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020 do Bộ Công Thương quản lý.

Được thực hiện từ tháng 1/2017 đến tháng 6/2020, mục đích của đề tài là xây dựng được quy trình công nghệ, mô hình thiết bị để sản xuất đường trehalose từ tinh bột sắn bằng nguồn nguyên liệu sẵn có tại Việt Nam, nhờ đó có thể hạ giá thành sản phẩm, đáp ứng nhu cầu của doanh nghiệp sản xuất đường từ tinh bột sắn tại Việt Nam.

Để đạt được mục đích trên, trong quy trình có sử dụng chế phẩm enzyme MTSase-MTHase do đề tài sản xuất, có thể chủ động được nguồn chế phẩm enzyme sẵn cho quá trình chuyển hóa tổng hợp trehalose, giảm bớt chi phí cho việc nhập khẩu enzyme mà phải đặt hàng chờ đợi trong một thời gian dài và không chủ động.

Tại Việt Nam, sắn được trồng phổ biến ở hầu hết các tỉnh của các vùng miền. Theo Hiệp hội Sắn Việt Nam, sắn và các sản phẩm từ sắn đứng vị trí thứ 8 trong các mặt hàng xuất khẩu chủ lực của Việt Nam. Sản xuất tinh bột sắn với sản lượng mỗi năm trên 2 triệu tấn, trong đó 70% xuất khẩu và 30% tiêu thụ trong nước.

Chế phẩm enzyme MTSase và MTHase tạo ra từ đề tài

Thạc sĩ Đỗ Thị Thanh Huyền - nghiên cứu viên chính, Viện Công nghiệp thực phẩm, đồng thời là thư ký khoa học của đề tài khẳng định, trên thị trường Việt Nam hiện nay chủ yếu nhập khẩu trehalose từ nước ngoài nên giá thành tương đối cao. Vì vậy, sản xuất đường trehalose từ nguồn tinh bột sắn của Việt Nam không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có giá trị kinh tế - xã hội.

Có khả năng sản xuất ở quy mô công nghiệp

Theo thạc sĩ Đỗ Thị Thanh Huyền, nội dung chính của đề tài là nghiên cứu công nghệ tạo chủng tái tổ hợp sinh tổng hợp enzyme MTSase và MTHase; xây dựng quy trình công nghệ và mô hình thiết bị sản xuất chế phẩm enzyme MTSase và MTHase tái tổ hợp quy mô 50 lít dịch lên men/mẻ; nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ và mô hình thiết bị sản xuất đường trehalose (độ tinh sạch 98%) quy mô 500kg nguyên liệu/mẻ; ứng dụng sản phẩm trehalose vào sản phẩm sữa chua tại Công ty Cổ phần Sữa Ba Vì.

Điểm khác biệt của công nghệ này không chỉ sử dụng nguồn nguyên liệu tinh bột sắn là cơ chất để thủy phân, chuyển hóa và tổng hợp đường trehalose - một nguyên liệu sẵn có, dễ cung ứng trên thị trường Việt Nam; mà còn trong quy trình tinh sạch có sử dụng than hoạt tính và đất trợ lọc, cột trao đổi ion cation Diaion PK216 và anion Diaion WA30LL, sử dụng nguyên liệu đơn giản, các bước thực hiện dễ dàng, sản phẩm đạt độ tinh sạch cao. Ngoài ra, sử dụng phương pháp sấy phun trong quá trình tạo dạng sản phẩm bột sẽ thuận tiện bảo quản và sử dụng.

Ứng dụng sản phẩm trong sản xuất sữa tại Công ty CP Sữa Ba Vì

Hơn nữa, với phương pháp sản xuất trehalose từ tinh bột sử dụng enzyme để chuyển hóa, tổng hợp trehalose từ các nguồn nguyên liệu như gạo, khoai tây, ngô, sắn… có khả năng sản xuất ở quy mô công nghiệp khi có nguồn enzyme chủ động và tính sẵn có của nguyên liệu để sản xuất ở quy mô lớn và chi phí thấp. Vì vậy, có thể mở rộng phạm vi ứng dụng thương mại của trehalose. 

“Hiện Việt Nam chưa có cơ sở nào sản xuất đường trehalose, trong khi nhu cầu đường trehalose rất cao ở trong nước, do đó, việc sản xuất và kinh doanh sản phẩm đường trehalose là hoàn toàn khả thi” - thạc sĩ Đỗ Thị Thanh Huyền nhấn mạnh, đồng thời chia sẻ, chúng tôi tiến hành sản xuất trên thiết bị sẵn có tại Viện, mục đích là sản xuất ra sản phẩm, đánh giá tìm hiểu nhu cầu của thị trường và sẽ chào bán công nghệ cho các doanh nghiệp có nhu cầu sử dụng sản phẩm trehalose như: Công ty CP Quốc tế Moringa; Công ty CP Đông dược Khương Viên...

Bên cạnh đó, có thể chào bán công nghệ sản xuất enzyme thông qua việc quảng bá sản phẩm đường trehalose. Sản phẩm đường trehalose có giá thành cạnh tranh với hàng nhập khẩu sẽ giúp hạn chế nhập khẩu. Như vậy, nếu đề tài được triển khai sản xuất ở quy mô công nghiệp sẽ góp phần tăng giá trị cho hàng Việt Nam cũng như thúc đẩy ngành sản xuất đa dạng hóa các sản phẩm đường Việt Nam phát triển.

NASATI