Các nhà nghiên cứu khám phá protein đơn bào từ nước thải chế biến đậu nành làm nguyên liệu thức ăn thủy sản

Kết quả thử nghiệm với cá vược châu Á cho thấy 50% protein trong bột cá có thể được thay thế bằng protein đơn bào từ cộng đồng vi sinh vật.

Nghiên cứu mới được đăng tải trên Báo cáo Khoa học hé mở tiềm năng to lớn của protein sản xuất từ cộng đồng vi sinh vật chiết xuất từ nước thải chế biến đậu nành. Protein này có thể trở thành thành phần thức ăn gia tăng giá trị cho ngành nuôi trồng thủy sản bền vững. Kết quả thử nghiệm ban đầu trên cá vược châu Á (Lates calcarifer) cho thấy kết quả vô cùng khả quan.

Giáo sư Stefan Wuertz, tác giả cấp cao và là Giám đốc Trung tâm Kỹ thuật Khoa học Đời sống Môi trường Singapore (SCELSE) thuộc Đại học Công nghệ Nanyang, chia sẻ với Advocate: “Chúng tôi đặc biệt vui mừng về bằng chứng xác thực cho mô hình kinh tế tuần hoàn trong việc sản xuất nguyên liệu thức ăn thay thế”. “Sử dụng nước thải chế biến đậu nành từ đối tác công nghiệp địa phương, chúng tôi đã nuôi cấy protein đơn bào dưới dạng cộng đồng vi sinh vật. Protein này thay thế 50% lượng protein trong bột cá thông thường mà không ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng của cá so với khẩu phần ăn truyền thống. Cách tiếp cận này hứa hẹn kết nối hai ngành công nghiệp hoàn toàn khác nhau, góp phần nâng cao hơn nữa tính bền vững cho ngành nuôi trồng thủy sản.”

Protein vi sinh vật (SCP), hay còn gọi là protein đơn bào, được sản xuất bằng cách nuôi cấy vi khuẩn. Đây là nguồn protein đầy hứa hẹn cho ngành nuôi trồng thủy sản, tiềm năng thay thế bột cá truyền thống vốn đang cạnh tranh với nguồn cung cấp thực phẩm cho con người. Trên thực tế, SCP có thể được sản xuất từ “chất thải hữu cơ” từ ngành công nghiệp thực phẩm, biến đổi chúng thành nguyên liệu thức ăn chăn nuôi có giá trị. Tuy nhiên, để khai thác tối đa tiềm năng của SCP, cần có những nỗ lực nghiên cứu, phát triển và mở rộng quy mô đáng kể.

Đặc biệt, SCP phát triển trên nước thải chế biến thực phẩm (FPWW) hứa hẹn là nguồn protein bền vững trong thức ăn chăn nuôi. FPWW chứa hàm lượng cao các hợp chất carbon hòa tan (C), nitơ (N) và phốt pho (P), là những chất dinh dưỡng thiết yếu cho sự phát triển của vi sinh vật. FPWW được coi là không chứa mầm bệnh, kim loại nặng và các chất gây ô nhiễm có hại khác, đảm bảo an toàn cho sản xuất SCP. FPWW có thể hỗ trợ sự phát triển của vi sinh vật trong các lò phản ứng sinh học, từ đó tế bào có thể được phục hồi và sấy khô để tạo ra các sản phẩm phù hợp với nguyên liệu thức ăn chăn nuôi, đồng thời tránh được chi phí xử lý nước thải như vậy và do đó thể hiện một bước quan trọng hướng tới nền kinh tế sinh học tuần hoàn .

Phương pháp sản xuất SCP truyền thống sử dụng các chủng vi sinh vật đơn lẻ trong môi trường nuôi cấy axenic (môi trường chỉ chứa một loài vi sinh vật duy nhất). Tuy nhiên, phương pháp này có một số hạn chế như chi phí cao, hiệu quả thấp, tính đa dạng sinh học thấp. Một nghiên cứu gần đây sử dụng vi khuẩn tím thuần chủng và được làm giàu để sản xuất protein thay thế 5-11% protein trong thức ăn cho tôm thẻ chân trắng.

Các nhà nghiên cứu cho rằng một giải pháp đầy hứa hẹn cho sản xuất SCP là sử dụng “cách tiếp cận toàn cộng đồng”, tận dụng các vi sinh vật đã có trong nước thải. Phương pháp này mang lại nhiều lợi ích so với phương pháp sản xuất SCP truyền thống  như giảm chi phí, tăng hiệu quả, tính ổn định cao, dinh dưỡng đa dạng. Các vi sinh vật khác nhau trong cộng đồng có thể sản xuất ra các axit amin, vitamin và các chất dinh dưỡng thiết yếu khác nhau, tạo ra SCP đa dạng và giàu dinh dưỡng hơn.

Nghiên cứu gần đây đã chứng minh tiềm năng của SCP dựa trên cộng đồng vi sinh vật được sản xuất trực tiếp từ nước thải chế biến đậu nành làm nguồn thức ăn cho cá. SCP này chứa đầy đủ các axit amin thiết yếu cho cá và các loài phân loại có tiềm năng sinh học. Tuy nhiên, việc sử dụng SCP làm thức ăn cho cá trong nuôi trồng thủy sản vẫn chưa được đánh giá đầy đủ. Do đó, nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá hiệu quả của SCP dựa trên cộng đồng vi sinh vật từ nước thải chế biến đậu nành như thành phần thay thế bột cá có giá trị gia tăng cho cá vược châu Á.

Dựa trên kết quả của thử nghiệm sơ bộ này, 50% protein bột cá có thể được thay thế bằng bột SCP dựa trên cộng đồng vi sinh vật mà không ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển hoặc tỷ lệ sống của cá chẽm châu Á trong thời gian ngắn. Cần có nghiên cứu bổ sung để giải quyết các tác động lâu dài tiềm ẩn đối với sức khỏe, sự tăng trưởng của cá và tính bền vững chung của sản xuất nuôi trồng thủy sản và liệu những tác động này có thay đổi khi chức năng thay thế protein bột cá hay không.

“Cách tiếp cận này sẽ cho phép chúng tôi liên kết hai ngành hoàn toàn khác nhau, nâng cao hơn nữa tính bền vững của nuôi trồng thủy sản.”

Ngoài ra, việc nghiên cứu quỹ đạo tăng trưởng và tăng cân trong thời gian dài sẽ giúp hiểu được cách cá phản ứng với SCP dựa vào cộng đồng vi sinh vật như một thành phần dinh dưỡng thay thế. Các nghiên cứu dài hạn có thể đánh giá hiệu quả của các liều lượng khác nhau của SCP đối với các thông số miễn dịch của cá bên cạnh hiệu suất tăng trưởng của chúng.

Hơn nữa, các loài cá khác và nguồn FPWW cũng có thể được khám phá. Nghiên cứu đã chứng minh rằng SCP dựa trên cộng đồng vi sinh vật có thể được sản xuất thành công từ nhiều nguồn nước thải chế biến khác nhau, bao gồm nước thải từ ngành công nghiệp khoai tây và tinh bột, nhà máy bia, nhà máy sữa và nhà máy chế biến đậu nành. Tuy nhiên, FPWW có thành phần hóa học thay đổi cũng có thể dẫn đến các cộng đồng SCP hỗn hợp khác nhau.

Do đó, cần nhiều nghiên cứu hơn để xác nhận và triển khai rộng hơn phương pháp này. Các nghiên cứu trong tương lai nên xem xét thời gian tăng trưởng dài hơn và mức độ thay thế bột cá cao hơn, cũng như các loài và loại FPWW nuôi trồng thủy sản bổ sung.

Các tác giả nghiên cứu kết luận: “Nhìn chung, chúng tôi đã chứng minh rằng SCP dựa trên cộng đồng vi sinh vật có tiềm năng trở thành một thành phần giá trị gia tăng thay thế cho thức ăn nuôi trồng thủy sản, có thể giúp chuyển đổi sang nền kinh tế sinh học tuần hoàn”.

Theo Darryl Jory

Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/researchers-explore-a-single-cell-protein-from-soybean-processing-wastewater-as-an-aquafeed-ingredient/

Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Tôm Giống Gia Hóa Bình Minh

TÔM GIỐNG GIA HÓA – CHÌA KHÓA THÀNH CÔNG

Xem thêm:

• Cập Nhật Biện Pháp Giảm Thiểu Tác Động EHP
• Ảnh hưởng của việc khẩu phần thủy phân copepod đến sức hấp dẫn thức ăn của tôm thẻ chân trắng
• Công Nghệ Sản Xuất Tôm Sú Penaeus monodon Với Mật Độ Thả Khác Nhau Bằng Hệ Thống Tuần Hoàn