Dùng vi sinh vật biến phụ phẩm cá thành phân bón hữu cơ

Protease là enzyme phân giải các hợp chất hữu cơ chứa nitơ, xúc tác quá trình thủy phân liên kết peptid (-CO-NH-)n trong phân tử protein, polypeptid đến sản phẩm cuối cùng là các axit amin. Không chỉ thế, protease cũng có khả năng thủy phân liên kết este và vận chuyển axit amin.

Do đó, protease là một trong những enzyme có nhiều ứng dụng quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như dùng để thủy phân các loại phụ phẩm nông nghiệp để chế biến thức ăn chăn nuôi hoặc phân bón hữu cơ.

Theo Th.S Trương Phước Thiên Hoàng, Viện nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Môi trường - Đại học Nông lâm TP.HCM, tuy protease có thể thu được từ động thực vật, nhưng chất lượng lại không đồng nhất như protease thu từ vi sinh vật. Do đó, ở quy mô sản xuất công nghiệp, cần nghiên cứu và lựa chọn quy trình sản xuất protease từ vi sinh vật để đạt độ ổn định đồng đều.

Hội thảo Quy trình sản xuất enzyme protease thủy phân phụ phẩm cá tra và cá basa để sản xuất phân bón hữu cơ và thức ăn chăn nuôi doTrung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ TP.HCM phối hợp với Viện Nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Môi Trường - Đại học Nông lâm TP.HCM tổ chức.

Ở quy mô sản xuất thử nghiệm (pilot), để thủy phân 100kg phụ phẩm cá tra, cá ba sa thì cần 25-100ml, thu 70-80 lít dịch cá thủy phân. Giá thị trường của chế phẩm enzyme protease tinh sạch lên đến 1,1-1,3 triệu đồng/lít.

Mức giá này khá cao, nên Viện nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Môi trường đã nghiên cứu quy trình sản xuất chế phẩm enzyme protease tinh sạch bằng vi sinh vật, tiếp đó dùng chế phẩm thu được để thủy phân phụ phẩm cá tra, cá ba sa để thu dịch cá thủy phân, cung cấp cho một số nông trại với mức giá khoảng 70.000 đồng/lít.

Loại vi sinh vật được Viện nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Môi trường lựa chọn là chủng Bacillus 43 do có khả năng sinh protease cao. Đây là một loài trực khuẩn hiếu khí có lợi cho người, phát triển nhiều trong ống tiêu hóa của người và nhiều loài gia súc. Điểm đặc biệt là Bacillus 43 có khả năng chịu nhiệt tốt, nên khả năng tồn tại và sinh trưởng tốt.

Theo đó, Bacillus 43 được đưa vào khay môi trường được chuẩn bị sẵn (bao gồm cám gạo: đậu nành theo tỷ lệ là 7:3). Khay được hấp ở nhiệt độ 121 độ C, 1 atm, sau đó để nguội và ủ ở nhiệt độ phòng, thời gian 60 giờ, pH 8,4. Sản phẩm sau khi sấy ở nhiệt độ 45-50 độ C và thời gian 2 ngày, được xay nhuyễn và phối trộn tạo chế phẩm enzyme protease thô (có độ ẩm là 13,35% và hoạt độ là 5,258 UI/g).

“Chế phẩm enzyme protease thô có lẫn nhiều tạp chất, cần tinh sạch để đạt đúng mục đích sản xuất là enzyme protease. Nhưng nếu chỉ cần dùng trong mục đích khác, như sản xuất nước mắm theo kiểu truyền thống, thì chế phẩm thô có thể rút ngắn thời gian từ 6 tháng còn 1-2 tháng”, Th.S Trương Phước Thiên Hoàng khẳng định.

Ước tính hiện mỗi năm nước ta có trên 700.000 tấn phụ phẩm cá tra, cá ba sa thải ra từ các nhà máy chế biến

Quy trình tinh sạch chế phẩm enzyme protease thô được tiến hành bằng tác nhân tủa là cồn (ethanol 96%), tỷ lệ giữa thể tích enzyme và thể tích ethanol tương ứng là 1:3, thời gian tủa là 30 phút. Mỗi lần tủa cho 1kg canh trường enzyme thô. Sản phẩm sau khi tủa được ly tâm lạnh và sấy nhẹ dưới quạt gió ở nhiệt độ phòng cho đến khô và xay nhuyễn, bảo quản trong một túi kín ở nhiệt độ lạnh khoảng 8 độ C. Chế phẩm enzyme protease tinh sạch thu được có pH hoạt động là 7,6, nhiệt độ phản ứng 50 độ C.

Chế phẩm enzyme protease tinh sạch sau đó được dùng để thủy phân phụ phẩm cá tra, cá ba sa (đầu, xương là chủ yếu) xay nhỏ, thu được dịch cá thủy phân, phần xác bã, phần mỡ. Trong đó, dịch cá thủy phân là thành phần quan trọng, được phối trộn cùng một số thành phần khác để tạo thành phân bón hữu cơ hoặc phụ gia cho thức ăn chăn nuôi.

Giải đáp thêm về việc xử lý xác bã sau thủy phân để không gây ô nhiễm môi trường, Th.S Trương Phước Thiên Hoàng cho biết bã xác có thể kết hợp phối thêm xơ dừa, bùn, vỏ cà phê… để làm phân vi sinh. Do đó, thủy phân phụ phẩm cá tra, cá ba sa bằng chế phẩm enzyme protease sẽ là giải pháp bảo vệ môi trường hữu hiệu, bởi ước tính hiện mỗi năm nước ta có trên 700.000 tấn phụ phẩm cá tra, cá ba sa thải ra từ các nhà máy chế biến.

Quy trình sản xuất enzyme protease thủy phân phụ phẩm cá tra và cá basa để sản xuất phân bón hữu cơ và thức ăn chăn nuôi đã được giới thiệu tại Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ TP.HCM (thuộc Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM) vào ngày 4/9/2020.

Theo Kỳ Phong

 (Nguồn: http://khampha.vn/)