Hiện nay nhu cầu sử dụng đậu nành cho thực phẩm gia tăng nhanh chóng, các phụ phẩm từ ngành công nghiệp chế biến sữa đậu nành rất lớn, riêng sản lượng bã sữa đậu nành ở các nhà máy Vinasoy khoảng 1200 tấn/tháng. Mỗi ký đậu nành sản xuất sữa có lượng phụ phế phẩm khoảng 1,1 ký phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành (O’Toole, 1999).

Các thử nghiệm sử dụng bã sữa đậu nành lên men với hỗn hợp các chủng Bacillus subtilis, Lactobacillus spp. và nấm men (Molasses yeast) trên cá vược miệng rộng (Jiang và ctv., 2018), nguyên liệu bã sữa đậu nành (BSĐN) làm thức ăn trên đối tượng nuôi thủy sản còn rất ít. Trên cá Rô phi đơn tính (El-Saidy, 2011), trên tôm thẻ chân trắng được (Forster và ctv., 2010).

Sử dụng enzyme để thủy phân, Kasai và ctv. (2004) đã tiến hành thí nghiệm tiêu hóa vách tế bào phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành bằng hỗn hợp enzyme cellulose và pectinase, đã tiêu hóa được 83-85% tế bào phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành thô. Vách tế bào thực vật trong bột đậu nành bị tiêu hóa hoàn toàn bằng enzyme (cellulase và pectinase) và lượng chất dinh dưỡng (Kasai và ctv., 2006).

Phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành bán rắn truyền thống, cho thấy tăng hàm lượng protein từ 22% lên 25%, và các bị cắt thành những mạch peptide nhỏ hơn (Matsuo, 1997). Nghiên cứu của (Rashad và ctv., 2011) cho thấy khi lên men phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành bằng công nghệ bán rắn với các chủng nấm men cho thấy gia tăng hàm lượng ni-tơ từ 20 đến 50%. Đậu nành khi lên men với chủng Bacillus subtilis giảm hàm lượng β-conglycinin, biến đổi các protein phân tử lớn thành các peptide nhỏ hơn và làm giảm các yếu tố kháng dinh dưỡng, thể hiện tác dụng tốt trên lợn và cá hồi vân (Feng và ctv., 2007; Yamamoto và ctv., 2010). Khi lên men bã đậu nành với vi khuẩn B. subtilis cho thấy tiêu hóa được cải thiện (Kiers và ctv., 2000), tăng hàm lượng protein, tăng hoạt tính oxi hóa, và giảm các tác nhân kháng dinh dưỡng như trypsin và kháng protein (Teng và ctv., 2012). Cá hồi khi ăn thức ăn chứa đậu nành lên men cải thiện hình thái mô ruột (Yamamoto và ctv., 2012)

Xuất phát từ thực tiễn trên, Cơ quan chủ trì Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2 cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài ThS. Nguyễn Thành Trung thực hiện “Nghiên cứu chế biến bã đậu nành của công nghiệp chế biến sữa làm nguyên liệu để sản xuất thức ăn nuôi cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) và cá rô phi (Oreochromis niloticus)” với mục tiêu: Tạo giá trị gia tăng và chủ động nguyên liệu, giảm giá thành thức ăn, nâng cao hiệu quả nuôi.

Giá bột cá hiện nay rất cao và nguồn cung cấp rất hạn chế, giá bột cá trong nước dao động từ 25.000-30.000 đồng/kg, tùy theo hàm lượng protein. Trong khi đó, giá bột cá nhập ngoại rất cao, 34.000-36.000 đồng/kg cho bột cá 65% protein, tuy nhiên nguồn cung cấp không ổn định.

Giải quyết vấn đề của bột cá là giải quyết một khâu quan trọng bậc nhất của bài toán chăn nuôi, đặc biệt đối với thức ăn nuôi tôm, cá biển là loại thức ăn mà bột cá thường chiếm tỉ trọng khá lớn trong khẩu phần (≥ 15%). Ứng dụng công nghệ sinh học trong việc tăng cường chất lượng nguyên liệu sản xuất thức ăn thủy sản. Việc thay thế bột cá trong khẩu phần thức ăn thủy sản có ý nghĩa hết sức quan trọng.

Hiện nay nhu cầu sử dụng đậu nành cho thực phẩm gia tăng nhanh chóng, các phụ phẩm từ ngành công nghiệp chế biến sữa đậu nành lớn, mỗi ký đậu nành sản xuất sữa có lượng phụ phế phẩm khoảng 1,1 ký phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành (O’Toole, 1999). Phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành dạng ướt sau khi trích sữa đậu nành chứa 84,50% ẩm, 4,73% protein, 1,50% lipid, 7,00% đường, 1,50% xơ và 0,40% tro, ở pH 6,71. Phụ phẩm này qui về vật chất khô, chứa protein khoảng 25,4-28,4%, carbohydrate 3,8-5,3%, và chất béo 9,3-10,9% (Riet và ctv., 1989)

Trên cá Rô phi đơn tính, nhóm tác giả ở Ai Cập đã thử nghiệm sử dụng trực tiếp phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành vào khẩu phần thức ăn (El-Saidy, 2011) có thể thay thế đến 75% bột cá mà không có sự khác biệt về tăng trưởng. Một nghiên cứu khác sử dụng phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành ở mức 10% và 20% trong khẩu phần ăn của tôm thẻ chân trắng được thử nghiệm tại Hawaii năm 2010, kết quả tăng trưởng kém và có độ tiêu hóa ở mức thấp 18,2% (Forster và ctv., 2010). Trên cá da trơn như cá Tra vẫn chưa có thử nghiệm sử dụng phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành trong công thức thức ăn.

Nhằm năng cao khả năng tiêu hóa và hấp thụ các chất dinh dưỡng trong phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành, (Kasai và ctv., 2004b) đã tiến hành thí nghiệm tiêu hóa vách tế bào phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành bằng hỗn hợp enzyme cellulose và pectinase. Kết quả cho thấy hỗn hợp enzyme đã tiêu hóa được 83-85% tế bào phụ phẩm từ chế 3 biến sữa đậu nành thô. Cũng một nghiên cứu khác của (Kasai và ctv., 2006) cũng chỉ ra rằng vách tế bào thực vật trong bột đậu nành bị tiêu hóa hoàn toàn bằng enzyme (cellulase và pectinase) và lượng chất dinh dưỡng (đường glucose và chất béo) trong tế bào được thoát ra tăng lên sau mỗi quá trình tiêu hóa.

Các chủng vi sinh hiện nay rất đa dạng ở Việt Nam, với hơn 400 chủng loại trên thị trường (Nguyễn Thị Ngọc Tĩnh, 2016). Nhóm vi sinh vật Bacillus sản sinh các enzyme ngoại bào có khả năng cắt các hợp chất hữu cơ như cacbonhydrate, lipid, protein…rất hiệu quả. Năm 2003, nhóm tác giả (Võ Thị Hạnh, 2003) nghiên cứu tạo sản phẩm BIO-I bổ sung vào thức ăn thủy sản có khả năng tăng hấp thu, giảm hệ số thức ăn và chống rối loạn tiêu hóa với nhóm các vi khuẩn Saccharomyces spp., Lactobacillus spp., Bacillus spp., α-amylase và protease. Một nghiên cứu khác được thực hiện trên chủng vi khuẩn Bacillus spp. năm 2005 bởi nhóm tác giả (Nguyễn Hữu Phúc và ctv.) có khả năng sinh tổng hợp các enzyme protease, amylase, cellulase và kitinase, và khi bổ sung vào thức ăn có tốc độ tăng trưởng và tỷ lệ sống cao hơn đối chứng.

Một số phương pháp khác lên men trên phụ phẩm đậu nành cho ra sản phẩm hữu ích và đặc hiệu (Ma và ctv., 1997). Có rất nhiều chủng vi sinh được sử dụng để lên men phụ phẩm từ chế biến sữa đậu nành tạo ra các sản phẩm đặc thù từ các chủng vi sinh khác nhau. Sử dụng chủng vi sinh Bacillus subtilis NB22 để tạo ra kháng sinh Lipopeptide, Iturin A (Ohno và ctv., 1996), chủng NRRL 330+NCIM 653 để tạo ra citric acid (Khare và ctv., 1995), chủng Aspergillus japonicus MU-2 cho sản phẩm β-Fructofuranosidase (Hayashi. và ctv., 1992), chủng Bacillus subtilis để thu nhận hợp chất Phenolic (Chung và ctv., 2011), và chủng Flammulina velutipes để thu nhận sản phẩm Polysaccharides (Shi và ctv., 2012)), Bacillus subtilis, Lactobacillus spp. và nấm men (Molasses yeast) lên men để làm nguyên liệu cho thức ăn cá chẽm miệng rộng (Jiang và ctv., 2018).

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

1/ Thiết lập được tiêu chuẩn cơ sở và bảng giá trị dinh dưỡng cho nguyên liệu bã sữa đậu nành từ công nghiệp chế biến sữa đậu nành sử dụng cho lên men bán rắn

2/ Đã xác định được 02 quy trình lên men bán rắn tối ưu cho sản phẩm bã sữa đậu nành lên men bằng Bacillus subtilis B3 (37o C, pH 6,5, độ dày 4cm và thời gian lên men 48 giờ) cho thấy giảm kháng nguyên protein; Lên men bán rắn kết hợp thủy phân cellulose bằng enzyme cellulase ( 37o C, pH 6,5, độ dày 4cm và enzyme cellulase bổ sung ở hoạt độ 35U/gam và thời gian lên men 48 giờ).

3/ Tạo ra được 2 sản phẩm từ bã đậu nành lên men bán rắn bằng vi khuẩn Bacillus subtilis B3 và sản phẩm đậu nành lên men kết hợp thủy phân với enzyme cellulase. Các sản phẩm cho thấy đã phá vỡ được vách tế bào thứ cấp và sơ cấp, loại bỏ kháng nguyên protein đậu nành như β-conglycinin; α và α’-conglycinin, glycinin, a-subunit, giảm hàm lượng xơ và ở thí nghiệm lên men kết hợp cho thấy tăng hàm lượng protein, gia tăng lượng peptide, acid amin, glucose phóng thích sau khi lên men. Đối với phế phẩm bã sữa đậu nành từ công nghiệp chế biến sữa có giá xuất xưởng là 500 đồng/kg. Sau khi lên men bằng công nghệ đề tài, giá trị tăng lên 850 đồng/kg. Điều quan trọng hơn là sản phẩm sau khi lên men hoàn toàn được sử dụng vào sản xuất thức ăn cho cá tra, rô phi trong khi đó bã sữa thô từ nhà máy chỉ dùng được cho gia súc.

4/ Đã thiết kế mô hình thiết bị lên men công suất 1 tấn nguyên liệu/mẻ.

5/ Đã đánh giá được độ tiêu hóa của nguyên liệu BSĐN LM trong thức ăn trên cá Tra (62,2%) và cá rô phi (72,2%); tiêu hóa biểu kiến dinh dưỡng của thức ăn là protein có độ hấp thu cao, ở cá rô phi tiêu hóa 85,6% và tiêu hóa ở cá tra là 87,5%. Tiêu hóa nguyên liệu ở cá Rô phi cao hơn ở cá Tra ( 67,5% so với 51,9%); tiêu hóa protein của nguyên liệu bã sữa đậu nành lên men ở cá rô phi (77,7%) và cá tra (69,8%)

6/ Xác định được hàm lượng thay thế BSĐN LM thay thế cho bột cá ở mức 80% (BSĐN LM 142,5g/1kg trong CTTA - tương đương 23,5g protein/1kg) trên cả cá tra và cá rô phi. Về thức ăn cho cá tra, rô phi được thiết kế thành phần bao gồm bã sữa đã lên men (thay thế tối đa cho 80% bột cá) có giá thành thấp hơn 715 đồng (đối với cá tra) và thấp hơn 603 đồng (đối với cá rô phi) so với thức ăn cơ bản (không thay thế bột cá bằng bã sữa lên men). Do đó giá thành sản xuất cho 1 tấn cá tra, rô phi sẽ giảm được từ 800.000 - 900.000 đồng.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 18773/2019) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Đ.T.V (NASATI)