Phụ phẩm nông nghiệp: “Kho vàng” bỏ ngỏ

Sản xuất nông nghiệp theo kinh tế tuần hoàn có mục tiêu phát triển bền vững và bảo vệ môi trường, trong đó phụ phẩm là nguồn tài nguyên để tạo ra các sản phẩm giá trị gia tăng, giảm gây ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu của PGS.TS Phạm Anh Tuấn ở Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch cho một cái nhìn về thực trạng và xu hướng tiên tiến.

Phụ phẩm thủy sản 4 – 5 tỷ USD, mới thu 275 triệu USD

Nghiên cứu của PGS.TS Phạm Anh Tuấn cho hay, theo báo cáo điều tra sinh khối ở Việt Nam do Ngân hàng Thế giới thực hiện và số liệu của Tổng cục Thống kê năm 2020: Tổng khối lượng phụ phẩm nông nghiệp khoảng 156,8 triệu tấn. Gồm 4 lĩnh vực: Trồng trọt hơn 88,9 triệu tấn phụ phẩm sau thu hoạch từ các loại cây trồng và phụ phẩm sau chế biến (chiếm 56,7% tổng khối lượng) với tỷ lệ thu gom xử lý đạt 52,2%; Chăn nuôi 61 triệu tấn phân gia súc, gia cầm (39,1%) chưa kể phụ phẩm sau giết mổ, tỷ lệ thu gom xử lý đạt 79,1%; Lâm nghiệp trên 5,5 triệu tấn từ mùn cưa trong chế biến và vỏ cây sau thu hoạch (3,5%), tỷ lệ thu gom xử lý đạt 50,2%. Riêng thủy sản trên 1 triệu tấn từ chế biến (chiếm 10,6%), tỷ lệ thu gom xử lý đạt 90%.

Tỷ lệ 90% phụ phẩm thủy sản đã thu gom để xử lý được phân tích sâu thêm tại Hội nghị về hiện trạng và giải pháp xử lý phụ phẩm nông, lâm, thủy sản do Bộ NN&PTNT tổ chức ngày 10/9/2021. Các hình thức xử lý: Tách chiết các hợp chất sinh học cho công nghiệp mỹ phẩm, dược phẩm như tách chiết chitin, chitosan từ vỏ tôm, collagen và gelatin từ da cá tra; làm thức ăn cho chăn nuôi như bột protein, dầu cá, dịch protein thủy phân; làm phân bón hữu cơ. Các công ty chế biến thủy sản đầu tư công nghệ cao vào chế biến phụ phẩm mang lại giá trị gia tăng cao như Tập đoàn Sao Mai, VNFood. Đầu tư công nghệ cao vào chế biến phụ phẩm thủy sản làm nguyên liệu cho ngành mỹ phẩm, dược phẩm, y tế, nông nghiệp đặc biệt là sản xuất nguyên liệu thức ăn cho nuôi trồng có tiềm năng lớn, đặt nền móng cho kinh tế tuần hoàn trong ngành thủy sản.

Nguồn: Công ty MFC

Tuy nhiên, hội nghị cũng đánh giá, hiệu quả khai thác xử lý phụ phẩm thủy sản tại Việt Nam chưa cao. Nếu khai thác hết nguồn phụ phẩm trên 1 triệu tấn của ngành thủy sản bằng các công nghệ cao có thể thu về 4 – 5 tỷ USD nhưng năm 2020 ngành chế biến phụ phẩm thủy sản nước ta mới đạt khoảng 275 triệu USD.

Theo thống kê, chỉ 55 – 65% con tôm được sử dụng, trong khi phụ phẩm chiếm 35 – 45% trọng lượng. Phụ phẩm này chứa các chất dinh dưỡng có thể ứng dụng cho nhiều ngành: đầu và vỏ tôm chứa tới 45% protein, 22% khoáng, 17% chitin, 8% lipid… Từ đầu và vỏ tôm có thể chiết xuất được nhiều nguyên liệu cơ bản như nguyên liệu thực phẩm (dầu tôm, nước mắm tôm…), polymer sinh học (chitin, chitosan…) và nhiều chất dinh dưỡng khác (peptide, khoáng, astaxanthin…). Định hướng của Chính phủ, phấn đấu đưa ngành tôm thành ngành công nghiệp đạt giá trị xuất khẩu 10 tỷ USD vào năm 2025; theo đó, ước tính đến năm 2025, lượng đầu vỏ tôm và vỏ tôm lột cộng lại trên 1 triệu tấn. Do đó, để ngành tôm tăng trưởng và phát triển bền vững, cần thiết đầu tư chế biến sâu nguồn phụ phẩm tôm, giúp tận dụng nguồn phụ phẩm để thu hồi dưỡng chất, cũng giúp bảo vệ môi trường, xuất khẩu sản phẩm tinh chế có giá trị cao, xây dựng nền kinh tế tuần hoàn.

Sự phát triển và xu hướng trên thế giới

Theo nghiên cứu của PGS.TS Phạm Anh Tuấn, có 27 quốc gia trên thế giới đã công bố các sáng chế về nghiên cứu chế phẩm vi sinh trong xử lý phụ phẩm nông nghiệp. Trong đó, 10 quốc gia có số lượng sáng chế công bố hàng đầu là Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Mỹ, Australia, Canada, Ấn Độ, Tây Ban Nha, Đức, Pháp.

Có 4 hướng chính trong nghiên cứu chế phẩm vi sinh trong xử lý phụ phẩm nông nghiệp: làm phân bón, giá thể trồng cây, thức ăn chăn nuôi, nghiên cứu hoạt tính của chế phẩm vi sinh trong phân giải xenluloza. Trong đó, 3 hướng đầu được nhiều nhà sáng chế quan tâm với số sáng chế chiếm tỷ lệ cao tương ứng là 41%, 30% và 10%. Còn hướng thứ 4 tuy số lượng còn ít nhưng tiềm năng lớn và dự báo sẽ tăng mạnh về nhiên liệu sinh học.

Công nghệ xử lý bằng phân hủy sinh học kỵ khí: Vi sinh vật tiêu hóa chất hữu cơ mang lại khả năng sản xuất năng lượng tái tạo và nhiên liệu sinh học. Hiện nay, nhiên liệu sinh học lỏng chiếm khoảng 3% tổng lượng nhiên liệu phục vụ vận tải toàn cầu, nhưng quy mô thị trường có thể tăng đến 27% vào năm 2050. Đặc biệt, nhiên liệu sinh học thế hệ ba sản xuất từ sinh khối thủy sinh (tảo và vi khuẩn lam), một nguồn sinh khối tiềm năng dự đoán phát triển mạnh trong tương lai. Các công nghệ hiện đại theo hướng hạn chế thấp nhất việc thất thoát carbon.

Công nghệ tách chiết và thu nhận các hoạt chất tự nhiên từ nguồn phụ phẩm nông nghiệp có tiềm năng cao đáng chú ý là khả năng sản xuất peptide từ cơ cá. Peptide và các chất thủy phân protein cá được tạo ra bằng xúc tác enzym thể hiện đặc tính chống đông máu và chống kết tập tiểu cầu; Collagen và polypeptit gelatine là những chất đầy hứa hẹn được sử dụng làm chất chống ôxy hóa mạnh và phương pháp điều trị tăng huyết áp. Các tấm collagen dạng sợi nhỏ là loại thuốc rất hiệu quả để điều trị ung thư. Chitin, chitosan và các dẫn xuất của chúng có tác dụng chống ôxy hóa, kháng khuẩn, kháng nấm và virus.

Đề xuất chính sách phát triển ở Việt Nam

Hội nghị về hiện trạng và giải pháp xử lý phụ phẩm nông, lâm, thủy sản Việt Nam ngày 10/9/2021 đề xuất đổi mới cơ chế chính sách để khuyến khích doanh nghiệp đầu tư vào lĩnh vực chế biến các phụ phẩm nông nghiệp. Cụ thể như giảm thuế thu nhập doanh nghiệp, thuế nhập khẩu trang thiết bị, công nghệ. Mặt khác, cần nghiên cứu phát triển, chuyển giao, ứng dụng công nghệ cao, công nghệ mới để áp dụng hiệu quả trong lĩnh vực xử lý, chế biến phụ phẩm nông nghiệp.

Nghiên cứu của PGS.TS Phạm Anh Tuấn cũng đề xuất 3 nội dung. Thứ nhất, đánh giá thực trạng về trình độ và quy mô ứng dụng công nghệ xử lý phụ phẩm nông nghiệp tại Việt Nam theo các lĩnh vực trồng trọt, chăn nuôi, thủy sản, lâm nghiệp. Từ đó, phân tích các nhóm phụ phẩm có sản lượng lớn (giàu cellulose, lignocellulose, hemicellulose, protein, lipid, hoạt chất sinh học) làm cơ sở đề xuất giải pháp/nhiệm vụ khoa học đạt hiệu quả cao. Thứ hai, chương trình khoa học công nghệ trọng điểm cấp quốc gia “Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ chế biến, bảo quản nông, lâm, thủy sản và cơ giới hóa trong nông nghiệp, giai đoạn 2021 – 2030” đã được Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ phê duyệt ngày 14/7/2022. Thứ ba, giai đoạn đến năm 2030 cần tập trung nghiên cứu phát triển một số công nghệ có tiềm năng ở quy mô công nghiệp theo mô hình phối hợp nghiên cứu và triển khai ứng dụng giữa các doanh nghiệp với các viện nghiên cứu/trường đại học.

>> Theo Vụ Khoa học, Công nghệ và Môi trường, trong thịt cá tra có 8 loại axit amin thiết yếu mà cơ thể con người cần nhưng không thể tự tổng hợp. Nếu áp dụng công nghệ tiên tiến thì từ phụ phẩm cá tra có thể chế biến thành dịch đạm hoặc bột đạm thủy phân với hàm lượng dinh dưỡng cao. Sản phẩm ngoại nhập đang có giá bán trên thị trường hơn 200.000 đồng/kg. Điều này cho thấy tiềm năng chế biến từ phụ phẩm cá tra vẫn còn rất lớn, cần đầu tư nghiên cứu và phát triển.

Sáu Nghệ