Nghiên cứu từ Việt Nam tạo nguyên liệu dầu ăn bền vững được lên tạp chí quốc tế
Từ bã mía, dưa cải muối đến cá cơm muối, những nguyên liệu quen thuộc trong đời sống Việt Nam, các nhà nghiên cứu Đại học RMIT đã phân lập được những chủng nấm men có khả năng tích lũy dầu tự nhiên.
Phát hiện này không chỉ mở ra triển vọng sản xuất nguồn dầu ăn mới bằng công nghệ lên men mà còn gợi hướng khai thác phụ phẩm nông nghiệp, phát triển kinh tế sinh học tuần hoàn và giảm áp lực lên tài nguyên đất, nước, biển.
Từ những nguyên liệu quen thuộc đến nguyên liệu tạo dầu ăn bền vững
Trong lúc nhu cầu dầu ăn toàn cầu ngày càng tăng, việc tìm kiếm những nguồn nguyên liệu thay thế bền vững đang trở thành một hướng nghiên cứu đáng chú ý. Các loại dầu thực vật truyền thống phụ thuộc nhiều vào diện tích đất canh tác, nguồn nước ngọt và điều kiện khí hậu. Trong khi đó, dầu có nguồn gốc từ biển lại gắn với áp lực khai thác tài nguyên đại dương, vốn đang chịu ảnh hưởng của ô nhiễm và biến đổi khí hậu.
Trước bài toán này, một nhóm nghiên cứu tại Đại học RMIT đã tìm đến một đối tượng khá đặc biệt: những chủng nấm men có khả năng tự tổng hợp và tích lũy dầu bên trong tế bào. Thay vì trồng cây lấy dầu hay khai thác nguồn nguyên liệu từ biển, các nhà khoa học kì vọng có thể sử dụng quá trình lên men vi sinh vật để tạo ra những nguyên liệu giàu lipid phục vụ ngành thực phẩm.
Nghiên cứu do nghiên cứu sinh tiến sĩ Nguyễn Quốc Duy chủ trì, dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Trương Thục Tuyền, Chủ nhiệm bộ môn Công nghệ thực phẩm và dinh dưỡng, Đại học RMIT Việt Nam. Kết quả được công bố trên tạp chí Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, ghi nhận việc phân lập và đặc trưng hóa các chủng nấm men sinh dầu từ những nguồn nguyên liệu thực phẩm quen thuộc tại Việt Nam.
Đáng chú ý, nguyên liệu được lựa chọn không phải những nguồn sinh học đắt đỏ hay khó tiếp cận. Nhóm nghiên cứu đã tìm kiếm vi sinh vật từ bã mía, dưa cải muối và cá cơm muối nguyên con. Đây là những môi trường có đặc điểm rất khác nhau, từ phụ phẩm nông nghiệp đến thực phẩm lên men và nguyên liệu thủy sản bảo quản bằng muối. Sự khác biệt này giúp nhóm có cơ hội tiếp cận một hệ vi sinh vật đa dạng hơn.
Ông Nguyễn Quốc Duy cho biết, động lực ban đầu của nghiên cứu xuất phát từ niềm yêu thích thế giới vi sinh vật. Ông đặc biệt quan tâm đến cách những sinh vật vô hình có thể tạo ra giá trị thiết thực cho đời sống. Khi bắt đầu chương trình tiến sĩ, ông đặt câu hỏi liệu các nhà khoa học có thể tìm thấy những nguồn tài nguyên hữu ích ngay từ hệ vi sinh vật đang tồn tại tại Việt Nam hay không.
Kết quả nghiên cứu bước đầu đã trả lời câu hỏi đó. Theo ông Duy, đây là nghiên cứu đầu tiên báo cáo việc phân lập và đặc trưng hóa ở cấp độ hệ gen các chủng nấm men sinh dầu từ những nguồn nguyên liệu thực phẩm tại Việt Nam, đồng thời cung cấp thêm thông tin về khả năng tổng hợp lipid của các chủng này.
Phát hiện không chỉ có ý nghĩa về mặt khoa học mà còn cho thấy nguồn vi sinh vật bản địa có thể trở thành một tài nguyên giá trị trong phát triển công nghệ thực phẩm. Những nguyên liệu tưởng chừng bình thường, thậm chí là phụ phẩm có giá trị kinh tế thấp, lại có thể chứa các vi sinh vật mang tiềm năng ứng dụng đáng kể.
Chủng nấm men đỏ nổi bật với khả năng tích lũy hơn 50% dầu
Sau khi phân lập, nhóm nghiên cứu tiến hành đánh giá năm chủng nấm men, tập trung vào cả khả năng tạo dầu lẫn chất lượng lipid thu được. Thay vì chỉ đo lượng dầu tích lũy trong tế bào, các nhà khoa học còn phân tích thành phần axit béo và xem xét tiềm năng ứng dụng của sản phẩm trong lĩnh vực thực phẩm.
Kết quả cho thấy cả năm chủng nấm men đều có khả năng tạo ra dầu giàu axit béo không bão hòa. Nhóm chất béo này chiếm khoảng 70-80% tổng lượng axit béo trong dầu thu được. Đây là một đặc điểm đáng chú ý bởi axit béo không bão hòa có vai trò quan trọng trong dinh dưỡng và là thành phần được quan tâm trong phát triển các sản phẩm thực phẩm.
Trong số năm ứng viên, chủng nấm men đỏ sinh dầu Rhodotorula mucilaginosa cho thấy triển vọng nổi bật nhất. Theo ông Duy, chủng này có thể tích lũy lượng dầu tương đương hơn 50% khối lượng sinh khối tế bào. Nói cách khác, hơn một nửa khối lượng sinh khối của nấm men có thể là dầu tích lũy, cho thấy tiềm năng đáng kể trong việc phát triển quy trình sản xuất lipid bằng lên men.
Không chỉ có khả năng tích lũy dầu cao, thành phần dầu của chủng nấm men này còn chứa hàm lượng đáng kể axit oleic và axit linoleic. Đây là những axit béo có giá trị dinh dưỡng, thường được quan tâm trong nghiên cứu và phát triển các loại dầu thực phẩm.
Một điểm khác khiến Rhodotorula mucilaginosa trở nên đặc biệt là khả năng tạo carotenoid tự nhiên. Đây là nhóm sắc tố cũng hiện diện trong nhiều loại rau củ quả như cà chua, có thể mang lại đặc tính chống oxy hóa và tạo màu tự nhiên.
Sự kết hợp giữa khả năng tích lũy dầu, thành phần axit béo có giá trị và sản xuất carotenoid trong cùng một vi sinh vật khiến chủng nấm men đỏ trở thành ứng viên đáng chú ý cho hướng phát triển nguyên liệu thực phẩm đa chức năng.
Theo ông Duy, nhóm nghiên cứu đã theo dõi toàn bộ quá trình, từ phát hiện và phân lập các chủng nấm men đến đánh giá khả năng phát triển nguyên liệu thực phẩm. Cách tiếp cận này giúp nghiên cứu không dừng lại ở việc tìm thấy một vi sinh vật có đặc tính thú vị, mà còn từng bước xác định khả năng chuyển hóa phát hiện khoa học thành ứng dụng thực tế.
Về lâu dài, dầu vi sinh vật có thể mở rộng lựa chọn nguyên liệu cho ngành thực phẩm, đặc biệt trong bối cảnh các nhà sản xuất cần đa dạng hóa nguồn cung và giảm sự phụ thuộc vào một số nguồn dầu truyền thống. Tuy nhiên, kết quả trong phòng thí nghiệm mới chỉ là bước khởi đầu. Khả năng tích lũy dầu cao chưa đồng nghĩa với việc sản phẩm đã sẵn sàng để sử dụng đại trà trong chế biến thực phẩm.
Từ phòng thí nghiệm đến ngành công nghiệp thực phẩm tuần hoàn
Theo Tiến sĩ Trương Thục Tuyền, dù nghiên cứu đã chứng minh tiềm năng của dầu vi sinh vật, con đường thương mại hóa vẫn còn nhiều thách thức. Trước hết, nhóm cần tối ưu hóa quy trình lên men để nâng cao năng suất, đồng thời giảm chi phí sản xuất. Đây là yếu tố quyết định khả năng cạnh tranh của dầu vi sinh vật so với những nguồn dầu ăn hiện có trên thị trường.
Một vấn đề quan trọng khác là tìm kiếm nguồn nguyên liệu đầu vào bền vững, có chi phí thấp và phù hợp với sản xuất quy mô lớn. Nếu có thể tận dụng phụ phẩm nông nghiệp làm nguồn dinh dưỡng cho nấm men, công nghệ này sẽ có thêm lợi thế về kinh tế và môi trường.
Tuy nhiên, việc đưa một nguyên liệu mới vào chuỗi cung ứng thực phẩm còn đòi hỏi những đánh giá nghiêm ngặt về độ an toàn. Theo Tiến sĩ Tuyền, nhóm cần thực hiện các nghiên cứu độc tính toàn diện, đánh giá mức độ an toàn của sản phẩm và đáp ứng những quy trình phê duyệt của cơ quan quản lí trước khi dầu vi sinh vật có thể được thương mại hóa.
Trong giai đoạn tiếp theo, nhóm nghiên cứu hướng đến mở rộng quy mô thí nghiệm, thử nghiệm sử dụng phụ phẩm nông nghiệp làm nguyên liệu lên men, tối ưu hóa quy trình chiết xuất dầu và đánh giá khả năng ứng dụng trong những hệ thống thực phẩm thực tế.
Ông Duy cho biết mục tiêu là đưa nghiên cứu ra khỏi phạm vi phòng thí nghiệm, tiến tới hợp tác với doanh nghiệp để xây dựng quy trình sản xuất vừa khả thi về mặt kĩ thuật, vừa hiệu quả về kinh tế.
Ý nghĩa của nghiên cứu cũng không chỉ nằm ở triển vọng tạo ra một loại dầu ăn mới. Theo Tiến sĩ Tuyền, Việt Nam có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển kinh tế sinh học tuần hoàn, bao gồm nguồn vi sinh vật đa dạng, ngành chế biến thực phẩm phát triển và lượng phụ phẩm nông nghiệp dồi dào.
Trong mô hình này, những nguồn nguyên liệu có giá trị kinh tế thấp có thể được chuyển hóa thành các thành phần có giá trị cao nhờ công nghệ sinh học. Thay vì xem bã mía hay phụ phẩm thực phẩm đơn thuần là chất thải cần xử lí, doanh nghiệp có thể khai thác chúng như nguồn đầu vào cho các quy trình sản xuất mới.
Tiến sĩ Tuyền nhấn mạnh tác động thực tiễn của nghiên cứu không chỉ nằm ở bản thân loại dầu. Công nghệ này còn có thể góp phần tạo giá trị mới cho phụ phẩm nông nghiệp và thực phẩm, giảm chất thải, nâng cao năng lực công nghệ sinh học trong nước và thúc đẩy hợp tác giữa trường đại học với doanh nghiệp.
Bà cũng cho rằng dầu vi sinh vật nhiều khả năng sẽ đóng vai trò bổ sung thay vì thay thế hoàn toàn các loại dầu ăn truyền thống. Ngoài ngành thực phẩm, công nghệ này còn có thể được nghiên cứu ứng dụng trong mỹ phẩm và các sản phẩm dinh dưỡng. Nhóm nghiên cứu đã nhận được quỹ RMIT Impact Starter Grant 2026 để tiếp tục khám phá những hướng phát triển nói trên.
Với những nhà khoa học tham gia dự án, triển vọng lớn nhất có lẽ nằm ở cách nhìn nhận lại các nguồn tài nguyên tự nhiên. Những vi sinh vật nhỏ bé vốn hiện diện trong thực phẩm và môi trường sống có thể nắm giữ những khả năng chưa được khai thác. Nếu được nghiên cứu và ứng dụng đúng cách, chúng có thể góp phần giải quyết một phần những thách thức về nguyên liệu, chất thải và an ninh lương thực.
Như kì vọng của Tiến sĩ Tuyền, nhiều lời giải cho những thách thức thực phẩm trong tương lai có thể đã tồn tại trong tự nhiên. Nhiệm vụ của các nhà khoa học là khám phá những hệ thống đó, chuyển hóa tri thức thành sáng kiến và đưa các phát hiện từ phòng thí nghiệm vào đời sống. Từ những chủng nấm men tí hon được tìm thấy trong bã mía, dưa cải muối và cá cơm muối, một hướng đi mới cho nguồn nguyên liệu dầu bền vững đang dần được mở ra.