GS.TS Đặng Diễm Hồng, nguyên Trưởng phòng Công nghệ tảo, Viện Công nghệ sinh học.

GS.TS Đặng Diễm Hồng, nguyên Trưởng phòng Công nghệ tảo, Viện Công nghệ sinh học, cho biết nhóm nghiên cứu đã phát triển và chuyển giao công nghệ nuôi trồng vi tảo dầu, vi tảo dinh dưỡng ở quy mô công nghiệp và bán công nghiệp. Mục tiêu là tạo ra sinh khối có năng suất cao, chất lượng ổn định và giá thành đủ cạnh tranh để doanh nghiệp có thể thương mại hóa sản phẩm.

Vi tảo đã trở thành một lĩnh vực sản xuất với nhiều sản phẩm được thương mại hóa, từ dinh dưỡng, thức ăn chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản đến các hợp chất có giá trị sinh học. Tuy nhiên, để phát triển sản xuất trong nước, bài toán quan trọng nhất vẫn là tạo được sinh khối với năng suất cao, chất lượng tốt nhưng chi phí thấp.

“Thương mại hóa sản phẩm vi tảo phải giải được bài toán nuôi sinh khối với năng suất cao nhất, chất lượng tốt nhất và giá thành thấp nhất”, GS.TS Đặng Diễm Hồng nói.

Giá thành là rào cản cạnh tranh

GS.TS Đặng Diễm Hồng chia sẻ, sản phẩm vi tảo nhập khẩu từ Trung Quốc đang tạo áp lực lớn lên sản xuất trong nước, một số sản phẩm sinh khối nhập khẩu có giá khoảng 400.000 đồng/kg, trong khi giá thành sản xuất theo công nghệ trong nước vẫn cao hơn đáng kể.

Nhóm nghiên cứu từng được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn yêu cầu tiếp tục giảm giá thành xuống dưới 800.000 đồng/kg. Mức giá này có thể vẫn cao hơn hàng Trung Quốc, nhưng doanh nghiệp trong nước có thể tạo lợi thế nếu chứng minh được ưu thế về chất lượng.

GS.TS Đặng Diễm Hồng trình bày công nghệ nuôi trồng vi tảo giàu dinh dưỡng ở quy mô công nghiệp và bán công nghiệp tại Hội thảo Kết nối công nghệ - Women in Tech, diễn ra sáng 11/8.

Nhóm đã phân tích các mẫu sản phẩm thương mại để xác định hàm lượng hoạt chất, trong đó có phycocyanin trong tảo xoắn. Kết quả cho thấy một số sinh khối sản xuất bằng công nghệ trong nước có hàm lượng hoạt chất cao hơn sản phẩm nhập khẩu.

Từ thực tế này, GS.TS Đặng Diễm Hồng cho rằng Việt Nam không nên chỉ tập trung giảm giá thành mà cần đồng thời nâng chất lượng và làm chủ công nghệ. Nếu chỉ cạnh tranh bằng giá, sản phẩm trong nước sẽ khó vượt qua lợi thế về quy mô và chi phí của hàng nhập khẩu.

“Việt Nam nếu không dựa vào khoa học và công nghệ thì sẽ khó cạnh tranh, bởi giá thành sản phẩm trong nước vẫn cao hơn đáng kể so với hàng Trung Quốc”, bà nhận định.

Chủ động giống, thích ứng với khí hậu Việt Nam

Sau hơn 40 năm nghiên cứu cơ bản và hơn 10 năm hợp tác với doanh nghiệp, nhóm đã xây dựng bộ sưu tập các chủng vi tảo nước ngọt và nước mặn có nguồn gốc Việt Nam.

Đây là một trong những nền tảng để phát triển công nghệ nuôi phù hợp với điều kiện trong nước. Việc nhập chủng giống từ nước ngoài không phải lúc nào cũng mang lại hiệu quả khi đưa vào sản xuất tại Việt Nam do khác biệt về khí hậu. Đặc biệt, sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm có thể ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng của tảo khi nuôi ở quy mô lớn.

Nhóm nghiên cứu đã xây dựng quy trình hoạt hóa giống trước khi đưa từ phòng thí nghiệm ra sản xuất. Quy trình này giúp chủng giống thích nghi với điều kiện nuôi công nghiệp và có thể triển khai trên diện tích lớn.

Bên cạnh đó, nhóm sở hữu các chủng vi tảo đặc thù của Việt Nam, trong đó có những loài mới đã được công bố trong các công trình khoa học.

Về năng suất, các hệ thống nuôi kín có thể đạt trên 0,5 g/l, trong khi hệ thống nuôi hở đạt khoảng 5-7 g sinh khối khô/m²/ngày, tùy công nghệ và điều kiện sản xuất.

Công nghệ được thiết kế theo khả năng đầu tư của từng doanh nghiệp. Doanh nghiệp có diện tích và nguồn vốn lớn có thể lựa chọn hệ thống thiết bị quy mô lớn, trong khi doanh nghiệp nhỏ có thể áp dụng các mô hình đầu tư thấp hơn, phù hợp với nguồn lực hiện có.

Khai thác nhiều giá trị từ sinh khối

Vi tảo chứa nhiều hợp chất có giá trị như astaxanthin, phycocyanin, lipid và các hoạt chất sinh học khác. Các sản phẩm từ vi tảo có thể được sử dụng trong dinh dưỡng người và vật nuôi, xử lý môi trường, sản xuất nhiên liệu sinh học và phát triển các sản phẩm có giá trị gia tăng.

Một ứng dụng đáng chú ý là nuôi trồng thủy sản. Trong khoảng 15 ngày đầu sau khi ấu trùng tôm, cá hoặc nhuyễn thể nở, vi tảo có thể được sử dụng làm thức ăn do phù hợp với kích thước và nhu cầu dinh dưỡng của ấu trùng.

Từ sinh khối vi tảo, nhóm đã phát triển các sản phẩm giàu omega 3-6-9, nguyên liệu cho thức ăn chăn nuôi và các sản phẩm hỗ trợ tăng trưởng đối với gia súc, gia cầm.

Một hướng khác là khai thác toàn bộ giá trị của sinh khối. Sau khi tách chiết các hợp chất có hoạt tính sinh học, phần còn lại có thể tiếp tục được sử dụng làm nguyên liệu probiotic cho thức ăn chăn nuôi. Cách tiếp cận này giúp hạn chế lãng phí nguyên liệu và tăng giá trị kinh tế của sản phẩm.

Đây cũng là hướng cần thiết để cải thiện khả năng cạnh tranh. Nếu chỉ sản xuất và bán sinh khối chưa qua chế biến sâu, doanh nghiệp trong nước sẽ khó cạnh tranh về giá với sản phẩm nhập khẩu.

Ngược lại, việc tách chiết các hợp chất có giá trị cao trước khi tận dụng phần sinh khối còn lại cho những sản phẩm khác có thể tạo ra nhiều dòng sản phẩm từ cùng một nguồn nguyên liệu.

Bảy nhóm công nghệ cho sản xuất công nghiệp

Công nghệ nuôi vi tảo được xây dựng thành chuỗi bảy nhóm công nghệ, từ khâu giống đến bảo quản sản phẩm, gồm lưu giữ và duy trì giống đầu nguồn; nuôi giống sơ cấp và thứ cấp; nuôi trong hệ thống phản ứng kín; nuôi trong bể hở; thu hoạch sinh khối và thu hồi môi trường sau thu hoạch; sấy lạnh; và bảo quản sinh khối sau nuôi trồng.

Trong toàn bộ quy trình, kiểm soát nhiễm vi sinh vật được xác định là yếu tố quan trọng. GS.TS Đặng Diễm Hồng cho biết nhiễm vi sinh vật có thể xảy ra ở nhiều công đoạn, làm gián đoạn sản xuất và tăng chi phí.

Nhóm đã xây dựng bộ giải pháp kiểm soát nhiễm nhằm duy trì chất lượng sinh khối và giảm chi phí. Theo thông tin được trình bày, môi trường nuôi có thể được tái sử dụng trong khoảng sáu tháng theo quy trình công nghệ, qua đó giảm lượng nguyên liệu đầu vào và duy trì quá trình thu hoạch liên tục.

“Bộ giải pháp chống nhiễm vi sinh vật là một trong những yếu tố quan trọng nhất để bảo đảm sinh khối tảo sạch, ổn định chất lượng và giảm giá thành”, GS.TS Đặng Diễm Hồng chia sẻ.

Các hệ thống nuôi được lựa chọn tùy theo điều kiện sản xuất. Bể hở có lợi thế về chi phí đầu tư và khả năng triển khai trên diện tích lớn, trong khi hệ thống kín cho phép kiểm soát tốt hơn điều kiện nuôi và hạn chế nguy cơ nhiễm tạp.

Nhóm cũng theo dõi các hướng phát triển công nghệ mới trên thế giới, gồm hệ thống nuôi bằng ống, hệ thống kín và những giải pháp nuôi trên bề mặt biển.

Công nghệ đã được triển khai ở quy mô hecta

Một số công nghệ đã được đưa vào sản xuất tại các địa phương. Tại Nghệ An, công nghệ nuôi tảo xoắn được áp dụng trên diện tích khoảng 3-5 ha. Cơ sở này đạt năng suất khoảng 10 tấn/ha/năm, phát triển 25 sản phẩm trên thị trường và tạo việc làm cho khoảng 60 lao động.

Bên cạnh mô hình quy mô lớn, nhóm chuyển giao công nghệ có chi phí đầu tư thấp hơn, sử dụng vật liệu đơn giản như túi nilon để phù hợp với các hộ sản xuất và doanh nghiệp nhỏ.

Tại Ninh Bình, công nghệ nuôi vi tảo được ứng dụng ở các trang trại để sản xuất thức ăn cho ấu trùng thủy sản, phục vụ sản xuất con giống. Những mô hình này cho thấy công nghệ có thể điều chỉnh theo từng quy mô, thay vì chỉ áp dụng cho các cơ sở có vốn đầu tư lớn.

Việc lựa chọn công nghệ dựa trên diện tích, vốn đầu tư, thiết bị và mục tiêu sản xuất. Với doanh nghiệp có tiềm lực lớn, nhóm có thể chuyển giao hệ thống quy mô lớn; với doanh nghiệp nhỏ, công nghệ được điều chỉnh để phù hợp với khả năng đầu tư.

Từ làm chủ giống đến chế biến sâu

Việt Nam không thể phát triển ngành vi tảo bằng cách sao chép nguyên trạng mô hình của các quốc gia có điều kiện khí hậu khác biệt. Công nghệ cần được điều chỉnh theo điều kiện nhiệt đới, đồng thời tận dụng lợi thế từ các chủng giống có nguồn gốc trong nước.

Làm chủ giống, kiểm soát nhiễm và tối ưu hóa quy trình nuôi là những yếu tố quyết định năng suất và giá thành. Khi tạo được sinh khối ổn định, bước tiếp theo là khai thác các hợp chất có giá trị cao thay vì chỉ bán nguyên liệu thô.

Theo GS.TS Đặng Diễm Hồng đây cũng là cách các doanh nghiệp ở những thị trường đi trước đang nâng giá trị sản phẩm. Một số doanh nghiệp Trung Quốc đã ứng dụng công nghệ tách chiết để khai thác các hợp chất có giá trị cao trước khi đưa phần sinh khối còn lại ra thị trường với mức giá thấp hơn.

Vì vậy, cạnh tranh với hàng nhập khẩu không chỉ là cuộc đua về giá mà còn là bài toán về công nghệ và chuỗi giá trị. Với cùng một lượng sinh khối, doanh nghiệp có thể tạo ra nhiều sản phẩm khác nhau nếu làm chủ các công đoạn tách chiết, chế biến và tận dụng phần còn lại sau quá trình sản xuất.

Nhóm nghiên cứu hiện có các kết quả nghiên cứu, giải pháp công nghệ, sở hữu trí tuệ, nhãn hiệu hàng hóa và tiêu chuẩn cơ sở phục vụ chuyển giao. Quá trình hợp tác với doanh nghiệp trong hơn 10 năm giúp các kết quả nghiên cứu tiếp tục được thử nghiệm, điều chỉnh và hoàn thiện theo yêu cầu thực tế của sản xuất.

Nhóm cũng tham gia Mạng lưới Tảo học châu Á - Thái Bình Dương gồm 12 quốc gia và đại diện Việt Nam trong mạng lưới từ năm 2005. Một trong những hướng hoạt động của mạng lưới là nghiên cứu sử dụng tảo như một nguồn hấp thụ và lưu giữ CO₂ trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Lợi thế của công nghệ trong nước nằm ở khả năng thích ứng với điều kiện khí hậu Việt Nam, chủ động nguồn giống, kiểm soát nhiễm và tạo ra sinh khối có chất lượng. Tuy nhiên, để hình thành thị trường cạnh tranh, những yếu tố này phải đi cùng khả năng giảm giá thành và nâng tỷ trọng chế biến sâu.

Mục tiêu không chỉ là tạo ra sinh khối với năng suất cao mà còn khai thác được nhiều giá trị từ cùng một nguồn nguyên liệu. Đây là hướng để công nghệ nuôi vi tảo Việt Nam chuyển từ quy mô nghiên cứu sang sản xuất, đồng thời tạo dư địa để doanh nghiệp cạnh tranh với sản phẩm nhập khẩu.