Khởi nghiệp nông nghiệp: Kiếm tiền tỷ nhờ chiết tách collagen từ da cá tra bỏ đi

Theo thống kê, năm 2019 Việt Nam xuất khẩu 1,3 triệu tấn cá tra với giá trị đạt 2 tỷ USD. Tuy vậy, chỉ 30% trọng lượng của cá ở phần thân được sử dụng, trong khi đó 70% còn lại ở đầu, da, xương trở thành phụ phẩm. Trung bình, mỗi nhà máy cá tra thải ra từ 5 đến 8 tấn da cá và thường bị bỏ đi gây ô nhiễm môi trường.

Cá tra là một trong những mặt hàng xuất khẩu quan trọng của Việt Nam. Ảnh: Thương Trường.

Tuy nhiên, da cá tra chứa đến 50% hàm lượng chất khô như collagen trong tổng số 69% protein. Trước thực tế đó, PGS.TS Phan Đình Tuấn cùng nhóm nghiên cứu của mình tại Đại học Bách khoa TP.HCM tiến hành phương pháp chiết tách collagen từ da cá tra bỏ đi, nhằm tăng giá trị cho ngành thủy sản.

Công nghệ “thay đổi cuộc chơi”

Theo báo cáo của nhiều tổ chức, nhu cầu thị trường collagen toàn cầu năm 2019 ước tính khoảng 920 tấn và quy mô thị trường collagen dự kiến đạt 7,5 tỷ USD vào năm 2027, với tốc độ tăng trưởng kép hằng năm là 6,4% trong giai đoạn từ nay đến năm 2027.

Các nhà khoa học Việt Nam đã nhìn thấy được tiềm năng lớn từ việc tách collagen ở da cá tra, sớm tìm hiểu và triển khai nhiều phương pháp từ những năm 2000 nhưng phần lớn vẫn còn nhiều nhược điểm và không thật sự hiệu quả. Cách làm cũ khiến sản phẩm đầu ra tồn đọng đến 5% lượng chất béo, trong khi yêu cầu của thị trường chỉ dưới 0,5%.

PGS.TS Phan Đình Tuấn. Ảnh: HCMUNRE.

PGS.TS Phan Đình Tuấn đã cùng cộng sự “thay đổi cuộc chơi” bằng công nghệ trích ly da cá tra. Nhóm nhận ra, giảm lượng chất béo cũng vô tình làm giảm lượng collagen sau chiết, vì thế nhóm tập trung vào cải tiến ở bước xử lý da cá trước khi chiết xuất.

Các nhà nghiên cứu ngâm da cá trong 3 loại dung môi NaOH, LASNa và ethanol ở tỷ lệ 1/10 và nhiệt độ chỉ 4 độ C, để loại bỏ chất béo, tẩy màu cũng như khử mùi tanh hôi. Bước này làm da cá phình nở, liên kết protein và lipit bị phá vỡ dẫn tới việc chất béo tự tách ra khỏi da. Trong khi đó, LASNa ngăn không cho chất béo dính trở lại sau rã.

Hiệu suất tách collagen khi xử lý da cá bằng các loại dung môi ở điều kiện tốt nhất. Ảnh: Nhóm nghiên cứu.

Tuy vậy, khi lipit bị tách rời cũng kéo theo protein làm suy giảm nồng độ của da, vì thế nhóm cho ngừng ngâm ở một giai đoạn nhất định rồi tách phần mỡ còn lại ở giai đoạn sau. Ở bước tiếp theo, PGS Tuấn cùng cộng sự sẽ chiết collagen bằng cách cho axit axetic kết hợp với enzym pepsin ở nhiệt độ từ 3°C đến 17°C trong 24 giờ. Sau cùng, NaCL được bổ sung rồi tiến hành ly tâm để tách collagen thô.

Từ mô hình tới thực tiễn

Sản phẩm collagen thô được mang đi sấy thăng hoa ở điều kiện đặc thù, giúp cho ra thành phẩm với phân tử lượng cao, không màu, không mùi và hàm lượng béo rất thấp, phù hợp với ứng dụng làm nguyên liệu cho sản xuất mỹ phẩm, thực phẩm và dược phẩm.

Ngoài ra, khi để ở nhiệt độ dưới 39,5°C, collagen không bị biến tính về cấu trúc nên dễ bảo quản. Phương pháp này đạt hiệu suất trích ly lên đến 84,81% giúp tránh lãng phí nguồn nguyên liệu đầu vào, giúp nâng cao giá trị cho cá tra nói chung và các sản phẩm chế biến từ cá tra nói riêng.

Nghiên cứu do nhóm của PGS Tuấn thực hiện ngoài giúp sử dụng hiệu quả phế phẩm bỏ đi, còn giúp xác định được quy luật ảnh hưởng của ba yếu tố (nồng độ acid acetic, hàm lượng enzyme pepsin và tỷ số dung môi/ da cá) đến hiệu suất trích ly collagen.

Kiếm tiền tỷ nhờ tách ly collagen từ da cá tra bỏ đi.

Từ kết luận này, nhóm có thể ứng dụng công nghệ cho nhiều sản phẩm khác như cá ba sa do có mối tương quan chặt chẽ giữa mô hình và thực nghiệm. Phương pháp cách chiết và tinh chế collagen từ da cá tra do PGS.TS Phan Đình Tuấn và các cộng sự tại Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TP.HCM thực hiện đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp bằng độc quyền giải pháp hữu ích số 2-0001753.