Lượng plastic tiêu thụ trên toàn thế giới hiện nay là khoảng trên 350 triệu tấn, lượng tiêu thụ này tăng lên khoảng trên 3% một năm. Các plastic sử dụng hiện nay có nguồn gốc chủ yếu từ dầu mỏ, những vật liệu này không có khả năng phân hủy sinh học, chính bởi vậy nó là nguyên nhân gây hiện tượng ô nhiễm môi trường. Người ta thống kê được rằng có khoảng 40% lượng plastic tiêu thụ sẽ tích lũy trong đất sau khi sử dụng và có hàng trăm nghìn tấn được vứt bỏ vào môi trường biển, tích lũy trong các đại dương.

Polyhydroxyalkanoate (PHA) là một dạng polymer sinh học được tích lũy trong tế bào của rất nhiều vi sinh vật dưới dạng dự trữ các bon và năng lượng. Ứng dụng chính của các PHA là thay thế các polymer có nguồn gốc từ dầu mỏ để sản xuất bao bì. Nhằm giảm giá thành và tăng tiềm năng ứng dụng của PHA, các nhà khoa học đang nghiên cứu sử dụng phụ phẩm công, nông nghiệp làm nguồn các bon trong quy trình sản xuất PHA. Việt Nam là nước sản xuất thủy sản đứng thứ 3 trên thế giới. Phụ phẩm được tạo ra từ quá trình chế biến cá chiếm khoảng 20-80% khối lượng cá, phụ thuộc vào loại cá và quy trình chế biến. Phụ phẩm từ quy trình chế biến cá đang được dùng để sản xuất bột cá và dầu cá. Dầu cá có chất lượng tốt sẽ được sử dụng trực tiếp cho con người, phần cón lại được dùng để sản xuất dầu diesel sinh học. Quy trình sản xuất dầu diesel sinh học sẽ tạo ra khoảng 10% glycerol thô. Do công nghiệp sản xuất diesel đang ngày càng phát triển nên lượng glycerol thô tạo ra ngày càng nhiều. Phát triển quy trình sản xuất PHA sử dụng trực tiếp dầu cá phế thải và glycerol thô là việc làm cần thiết. Quy trình này sẽ tạo ra sản phẩm hữu ích thân thiện với môi trường từ nguồn nguyên liệu phế thải gây ô nhiễm môi trường.

Nhằm tuyển chọn chủng vi khuẩn có khả năng chuyển hóa dầu cá và glycerol thành PHA; xây dựng qui trình công nghệ lên men sản xuất PHA từ dầu cá và glycerol thô; và xây dựng qui trình tách chiết và tinh sạch PHA, nhóm nghiên cứu Trường Đại học sư phạm Hà Nội do PGS. TS. Đoàn Văn Thược đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chuyển hóa dầu cá phế thải và glycerol thô thành nhựa phân hủy sinh học”.

Để có thể sử dụng dầu cá làm nguyên liệu trong quá trình lên men sản xuất PHA, các vi sinh vật được tuyển chọn cần phải có enzyme phân giải, chuyển hóa dầu cá thành axit béo và glycerol. Bên cạnh đó, để có thể sử dụng hiệu quả phụ phẩm glycerol từ quy trình sản xuất diesel sinh học thì các chủng vi sinh vật tuyển chọn phải sống được trong môi trường có nồng độ muối cao từ 3-7%. Để lựa chọn được chủng vi sinh vật đáp ứng đủ 2 tiêu chí trên, nhóm đề tài đã sử dụng chượp mắm làm vật liệu để tiến hành phân lập tuyển chọn vi sinh vật sinh tổng hợp PHA.

Qua quá trình nghiên cứu trong khoảng thời gian 18 tháng, đề tài đã thu được một số kết quả chính như sau:

+ Phân lập và tuyển chọn được chủng vi khuẩn Salinivibrio sp. M318 (VTCC 910086) có khả năng chuyển hóa dầu cá phế thải và glycerol thành nhựa sinh học.

+ Nghiên cứu xây dựng được qui trình lên men sản xuất PHA sử dụng dầu cá phế thải và glycerol làm nguồn carbon.

+ Nghiên cứu xây dựng được qui trình tách chiết và tinh sạch PHA từ chủng vi khuẩn Salinivibrio sp. M318

+ Đã xuất bản 01 bài báo quốc tế (SCI, Q1) và 01 bài báo trong nước liên quan đến các kết quả của đề tài.

+ Đã nộp đơn đăng kí sở hữu trí tuệ cho qui trình sản xuất nhựa phân hủy sinh học polyhydroxyalkanoate (PHA) từ mỡ cá và glycerol tại Cục sở hữu trí tuệ.

Việt Nam là nước có sản lượng cá nuôi lớn thứ 4 trên thế giới, tùy từng loại cá, sẽ có khoảng 20-80% phụ phẩm được tạo ra trong quá trình chế biến trong đó dầu cá chiếm lượng không nhỏ. Ở đề tài này, nhóm nghiên cứu đã phân lập và tuyển chọn được chủng vi khuẩn có khả năng chuyển hóa dầu cá phế thải và glycerol thành polyhydroxyalkanoate. Đề tài mở ra hướng ứng dụng chuyển hóa dầu cá phế thải (giá trị kinh tế thấp) và glucerol (phụ phẩm của công nghệ sản xuất dầu sinh học) thành nhựa phân hủy sinh học PHA - vật liệu có giá trị kinh tế và môi trường cao.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 17560/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)