English
中文 (中国)
Mục đích của Kuehnle AgroSystems là tạo ra astaxanthin từ vi tảo có khả năng cạnh tranh về chi phí với các loại tổng hợp đang thống trị thị trường.
Kuehnle Agrosystems là công ty đầu tiên và duy nhất đạt được nền tảng sản xuất công nghiệp, được cấp bằng sáng chế cho việc sản xuất astaxanthin từ Chlamydomonas bằng cách lên men. Ảnh của Courtesy.
Astaxanthin là chất bổ sung trong thức ăn giúp tăng cường sắc tố ở các loài như cá hồi, cá hồi vân, cá hồi Bắc Cực và tôm – hiện là thành phần chính trong thức ăn thủy sản. Ngành nuôi trồng thủy sản đang thúc đẩy nhu cầu về carotenoid giàu chất chống oxy hóa, chiếm 47% thị trường toàn cầu có giá trị lên đến 1,37 triệu USD.
Hiện nay, 95% thức ăn thủy sản trên thị trường chứa astaxanthin tổng hợp nhưng nhu cầu về astaxanthin tự nhiên đang tăng lên do xu hướng nuôi trồng thủy sản hữu cơ ngày càng tăng và người nuôi ngày càng quan tâm đến sản xuất bền vững hơn – Kuehnle AgroSystems (KAS), một công ty công nghệ sinh học ở Hawaii, muốn thống lĩnh thị trường đó.
Tiến sĩ Claude Kaplan, Giám đốc điều hành của KAS giải thích: “Tôi sẽ không suy nghĩ quá tiêu cực về thị trường hiện tại bởi vì nó có sự hạn chế và mọi người đang làm điều tốt nhất có thể với các sản phẩm hiện có. Nhưng có một động lực mạnh mẽ và mong muốn sử dụng astaxanthin tự nhiên hơn là sử dụng astaxanthin tổng hợp.”
Bài toán hóc búa về chi phí
Trong môi trường nước tự nhiên, astaxanthin được tìm thấy trong tảo. Tảo tạo ra sắc tố, sắc tố này xâm nhập vào các mô của cá trong quá trình cho ăn. Nếu không có astaxanthin, cơ thịt của cá sẽ không có màu hồng / đỏ; các nhà sản xuất bổ sung astaxanthin vào thức ăn để đảm bảo rằng cơ thịt cá có màu giống như cá ngoài tự nhiên.
Năm 1995, Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ cho phép sử dụng hợp chất tổng hợp trong thức ăn thủy sản; Liên minh châu Âu cũng thế. Hầu hết thức ăn thủy sản được làm bằng astaxanthin tổng hợp, được sản xuất trong phòng thí nghiệm từ các nguồn dầu mỏ. Cho đến nay, thị trường nuôi trồng thủy sản có rất ít lựa chọn thay thế cho thức ăn thủy sản được làm bằng hợp chất tổng hợp.
Không có gì xa lạ về astaxanthin tự nhiên. Rõ ràng rằng đây là hợp chất chống oxy hóa có thể được sản xuất bằng cách sử dụng nấm men hoặc tảo. Trên thị trường có một số công ty sản xuất thức ăn thủy sản từ astaxanthin tự nhiên. Năm 2018, KnipBio đã tung ra thức ăn thủy sản có chứa astaxanthin tự nhiên được làm từ vi khuẩn Methylobacterium extorquens và JX Nippon có trụ sở tại Nhật Bản đã sản xuất Panaferd, một astaxanthin không biến đổi gen thông qua quá trình lên men.
Theo Kaplan, chi phí cao đã hạn chế việc sử dụng astaxanthin rộng rãi.
Ông nói: “Trong nuôi trồng thủy sản, astaxanthin tự nhiên hiện tại không phù hợp với nhiều nhà sản xuất nên họ sử dụng nguồn astaxanthin tổng hợp với giá thành rẻ hơn.
Bài báo khoa học năm 2021 về Molecules, astaxanthin được coi là “chất tạo màu quan trọng nhất và đắt nhất được sử dụng trong nuôi trồng thủy sản”. Dữ liệu mới nhất cho thấy cần đến 1.000 USD để sản xuất 1 kg (2,2 pound) astaxanthin tổng hợp, 2.500 USD cho cùng một lượng astaxanthin tự nhiên bằng cách sử dụng nấm men lên men và 7.000 USD cho astaxanthin từ tảo.
KAS đã được cấp bằng sáng chế cho một công nghệ lên men mới và tảo được sử dụng để sản xuất astaxanthin tự nhiên theo quy mô với chi phí thấp hơn so với các sản phẩm hiện tại. Kaplan lưu ý rằng KAS đã tham gia vào nghiên cứu và phát triển trong 6 năm qua, họ đã phải mất “rất nhiều bước nhỏ, chứ không phải chỉ một bước” để hoàn thiện quy trình.
Sản phẩm tự nhiên, công nghệ mới
KAS đã được cấp bằng sáng chế cho một quy trình sản xuất vi tảo bền vững, chi phí thấp. Quá trình này bao gồm việc lên men tảo Haematococcus pluvialis trong bóng tối để sản xuất astaxanthin.
Kaplan cho biết: “Chúng tôi đang lấy cùng một loại tảo để sản xuất astaxanthin tạo dược thực phẩm cho con người, nhưng chúng tôi đã thay đổi cách nuôi trồng chúng để chúng phát triển giống như vi khuẩn hoặc nấm men lên men hơn.”
Sử dụng phương pháp sản xuất truyền thống, tảo được nuôi trồng dưới ánh đèn trong khi nấm men lại được nuôi trồng bằng cách lên men. KAS đã kết hợp những phương pháp đó: nuôi tảo trong bóng tối và lên men trong các bể bằng thép không gỉ. Quá trình này cho phép sản xuất nhanh hơn, năng suất cao hơn và chi phí thấp hơn. Phương pháp sản xuất mới đã mang về cho KAS Giải thưởng Đổi mới Thủy sản năm 2021 tại Diễn đàn Thủy sản Bắc Đại Tây Dương.
Việc phát triển astaxanthin tự nhiên cũng góp phần làm cho vòng tài trợ Series A thành công. Vào tháng 4 năm 2022, Aqua-Spark có trụ sở tại Hà Lan đã đầu tư một khoản tiền để giúp KAS mở rộng quy mô sản xuất. (Dữ liệu cho thấy KAS đã huy động được 3,2 triệu USD trong vòng tài trợ gần đây nhất).
Mike Velings, đồng sáng lập và đối tác quản lý của Aqua-Spark cho biết: “Chúng tôi đã xem xét việc đầu tư vào các phương pháp sản xuất thay thế trong khoảng một thập kỷ qua, nhưng chúng tôi không thể tìm thấy công ty nào đủ khả thi về mặt kinh tế… cho đến khi chúng tôi tìm thấy KAS. Mức chi phí của họ cạnh tranh hơn rất nhiều và chúng tôi rất vui mừng về điều đó.”
Velings thừa nhận rằng, trước đây thị trường cho astaxanthin tự nhiên là một “ngõ cụt”, nhưng sự ra đời của các sản phẩm cạnh tranh đã giúp nó mở rộng. Ngay cả trong tình trạng hiện tại, ông nói: “Chúng tôi nghĩ rằng thị trường hiện tại chưa đủ lớn để thu hút các khoản đầu tư… nhưng điều gì sẽ xảy ra khi có một giải pháp thay thế tốt mà chi phí cạnh tranh vẫn nằm trong mức có thể xem xét.”
Khái niệm hóa để thương mại hóa
Nhu cầu về astaxanthin tự nhiên hiện nay rất mạnh. Kaplan tin rằng việc tập trung vào thủy sản bền vững và mối quan tâm về sức khỏe của thủy sản là những động lực chính thúc đẩy nhu cầu về astaxanthin tự nhiên.
Astaxanthin – chất bổ sung vào thức ăn giúp tăng cường sắc tố ở các loài như cá hồi, cá hồi vân, cá hồi Bắc Cực và tôm – hiện là thành phần chính trong thức ăn thủy sản. Ảnh: KAS
Astaxanthin tự nhiên có độ ổn định kém hơn so với các astaxanthin tổng hợp trong quá trình sản xuất và bảo quản. Ngoài ra, chúng có thể bị phân hủy nếu điều kiện ánh sáng và nhiệt độ không tối ưu, dẫn đến hương vị và mùi thơm không mong muốn. Trong các thử nghiệm cho ăn, KAS nhận thấy rằng astaxanthin tự nhiên có hiệu quả trên cá hồi Đại Tây Dương (Salmo salar), cá hồi vân (Oncorhynchus mykiss) và tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei).
Các thử nghiệm thức ăn chăn nuôi trên quy mô lớn hiện đang diễn ra và Kaplan tin rằng kết quả của những thử nghiệm đó sẽ được thị trường chấp nhận và chứng minh rằng có thể sản xuất một sản phẩm nhất quán ở quy mô công nghiệp.
Kaplan nói: “Ngành công nghiệp thức ăn cho cá hồi là một ngành công nghiệp lớn và điều mà các nhà sản xuất không thích là sự thay đổi hoặc mất an toàn về nguồn cung.”
Sẽ mất thời gian để ngành nuôi trồng thủy sản từ bỏ astaxanthin tổng hợp để chuyển sang các lựa chọn về astaxanthin tự nhiên – ngay cả khi astaxanthin tự nhiên được sản xuất với chi phí tương tự như sản phẩm làm từ dầu mỏ, sự tiêu thụ rộng rãi sẽ giảm giá xuống.
Ngay cả khi ở quy mô lớn, sản phẩm astaxanthin tự nhiên của KAS sẽ không bao giờ rẻ như các sản phẩm tổng hợp, và thậm chí, chỉ cần một sự khác biệt nhỏ về giá cũng sẽ khiến một số nhà sản xuất gắn bó với thức ăn thủy sản có chứa astaxanthin tổng hợp.
Ông nói: “Có một sự thay đổi dần dần từ astaxanthin tổng hợp sang tự nhiên. Nhưng có những bộ phận đặc biệt của ngành công nghiệp cá hồi rất quan tâm đến giá cả và có thể sẽ luôn chuyển sang nguồn thức ăn rẻ nhất.”
Theo Jodi Helmer
Biên dịch: Huyền Thoại – Tôm Giống Gia Hóa Bình Minh
“Tôm Giống Gia Hóa – Chìa Khóa Thành Công”
Xem thêm:
- Nghiên Cứu Về Phản Ứng Của Tôm Với Stress Do Nhiệt Độ
- Phương Pháp Mới Giúp Xác Định Và Giảm Tác Động Của Hóa Chất, Dịch Bệnh Trong Nuôi Trồng Thủy Sản
- Môi Trường, Hoạt Động Của Quần Thể Vi Khuẩn Và Sự Bùng Phát Bệnh Phân Trắng Trong Ao Nuôi Tôm