Từ năm 2005, lộ trình phát triển công nghệ sinh học được xây dựng, cụ thể hóa bằng quyết định 188/2005/QĐ-TTG của Thủ tướng và việc phê duyệt các đề án phát triển ứng dụng công nghệ sinh học trong những lĩnh vực liên quan. Hướng tới phát triển của công nghiệp sinh học, Bộ Công Thương được giao chủ trì thực hiện Đề án Phát triển và ứng dụng phát triển công nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020 (Đề án). 

Trong 13 năm triển khai từ 2007-2020, 148 nhiệm vụ khoa học công nghệ (KHCN), trong đó có 97 đề tài (65,5%) và 51 dự án sản xuất thử nghiệm (34,5%) đã được triển khai. Đề án đã Nghiên cứu, hoàn thiện được hơn 200 quy trình công nghệ, ứng dụng rộng rãi vào sản xuất, kinh doanh. Gần 100 sản phẩm tiêu biểu thuộc Đề án đã được chuyển giao và thương mại hóa, góp phần nâng cao lợi nhuận cho doanh nghiệp tham gia.

Hơn 200 quy trình công nghệ, ứng dụng rộng rãi vào sản xuất, kinh doanh. Gần 100 sản phẩm tiêu biểu thuộc Đề án đã được chuyển giao và thương mại hóa, góp phần nâng cao lợi nhuận cho doanh nghiệp tham gia.

Gia tăng giá trị sản phẩm trong chế biến thực phẩm

Có thể khẳng định, Đề án đã góp phần thúc đẩy phát triển một số công nghệ chủ chốt như vi sinh, phát triển enzyme hoạt lực cao… ứng dụng trong sản xuất, chế biến thực phẩm, sản xuất probiotic cho người và vật nuôi, cung cấp nguyên liệu cho ngành hoá dược. Nhiều ứng dụng của công nghệ sinh học đã được thương mại hóa và nhận được phản hồi tích cực từ thị trường. Ứng dụng công nghệ sinh học trong công nghiệp chế biến giúp tăng trung bình trên 20% tổng số giá trị gia tăng của doanh nghiệp sử dụng công nghệ. 

Đặc biệt trong số đó có những đề tài, dự án đã phát triển thành công công nghệ sinh học công nghệ cao, mang lại tiềm năng thương mại và ứng dụng to lớn. Điển hình có thể kể tới đề tài tạo chủng vi sinh vật có khả năng tái tổ hợp enzyme hoạt lực cao có đặc tính định trước của Viện Công nghiệp thực phẩm. Kết quả của nghiên cứu này là xylanase, một loại phụ gia thiết yếu được sử dụng rộng rãi trong thức ăn chăn nuôi nhằm giảm độ nhớt, cải thiện khả năng tiêu hóa của vật nuôi.

Theo báo cáo nghiên cứu, để tạo được xylanase tái tổ hợp, nhóm nghiên cứu đã thực hiện nhiều công nghệ phức tạp, cấy gen có độ dài 636 nucleotide mã hóa endo-1,4-β-xylanase của Bispora sp.tạo gen tổng hợp chuyển vào genome của Pichia pastoris X33. Kết quả, hoạt lực xylanase được cải thiện đáng kể, đạt 96 IU.ml-1. Chế phẩm xylanase tinh sạch có kích thước 30 kDa, hoạt động ở pH thấp, bền nhiệt, bền pepsin.

Một ứng dụng công nghệ khác giúp khác nâng cao giá trị kinh tế nguồn lợi thủy hải sản trong nước là sử dụng enzyme để sản xuất collagen từ sứa biển. Được biết nguồn lợi sứa biển Việt Nam được đánh giá tương đối dồi dào phong phú với nhiều chủng loại, sản lượng lớn. Tuy nhiên, sứa hiện chủ yếu mới được bán ở dạng chế biến thô, sản phẩm có giá trị kinh tế thấp.

Trước thực tế này, nhóm các nhà khoa học thuộc Viện Tài nguyên và môi trường biển (Viện hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã tìm tòi nghiên cứu công nghệ chiết xuất collagen từ sứa biển nhờ ứng dụng enzyme. Sản phẩm đầu ra của nghiên cứu có thể làm nguồn cung nguyên liệu collagen chất lượng cao cho chế biến thực phẩm, y dược và mỹ phẩm. Như vậy, vừa giải quyết được vấn đề phụ thuộc nguyên vật liệu từ nước ngoài cho các doanh nghiệp sản xuất, vừa nâng cao giá trị sản phẩm lên gấp nhiều lần cho các đơn vị khai thác, chế biến thủy hải sản. Hiện công nghệ đã được chuyển giao cho 02 doanh nghiệp sản xuất dược-mỹ phẩm trong nước để thương mại hóa.

Các sản phẩm của dự án ứng dụng công nghệ sinh học nâng cao giá trị nguồn lợi sứa biển

Cải thiện hiệu quả sản xuất của ngành giấy
 
Không chỉ được ứng dụng rộng rãi trong chế biến thực phẩm, công nghệ sinh học còn góp phần giải quyết những bài toán khó của ngành giấy, điển hình là hiệu quả sử dụng năng lượng, chất lượng sản phẩm và ô nhiễm môi trường.

Các sản phẩm của dự án ứng dụng enzyme vào sản xuất giấy tissue

Một nghiên cứu ứng dụng công nghệ enzyme cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất của ngành giấy có thể kể đến là ứng dụng enzyme trợ nghiền trong sản xuất giấy tissue. Các nhà khoa học thuộc Viện Công nghiệp giấy và Xenluylô đã tiến hành nghiên cứu chế phẩm enzyme cellulase và xylanase từ vi khuẩn/xạ khuẩn chịu nhiệt/ưa nhiệt. Theo chia sẻ của ThS. Trần Hoài Nam, chủ nhiệm đề tài, ứng dụng chế phẩm enzyme này cải thiện rõ rệt hiệu quả nghiền (tăng 5,09% vận tốc máy xeo, tăng 30SR độ nghiền bột giấy), giảm thời gian thoát nước của bột giấy gần 24%. Từ đó giảm tiêu thụ năng lượng (vốn chiếm tới gần 20% tổng năng lượng tiêu thụ) và giảm ô nhiễm môi trường.

Trong một ứng dụng khác, giấy bao bì công nghiệp, công nghệ enzyme đã góp phần giải quyết thách thức về môi trường và giảm tải trọng sản phẩm, một vấn đề quan trọng của bao đóng gói. Cuối năm 2019, các nhà khoa học Viện Công nghệ Giấy và Xenluylô đã phát triển thành công công nghệ ứng dụng enzyme esterase và một số loại enzyme khác vào nhiều công đoạn sản xuất giấy bao bì. Qua thử nghiệm, sản phẩm có các ưu điểm vượt trội như cùng định lượng giấy có tính chất cơ lý cao hơn, bề mặt giấy sạch, nhẵn hơn… Bước đầu được khách hàng đón nhận. 

Đại diện công ty Cổ phần giấy Vạn Điểm, doanh nghiệp tham gia thử nghiệm cho biết công nghệ giúp giảm tải lượng, thời gian và lượng hóa chất xử lý nước thải tới 10%, cải thiện môi trường làm việc của dây chuyền sản xuất, đồng thời tăng đáng kể năng suất máy.

Được biết, đa phần các nhà máy sản xuất giấy trong nước có công suất từ nhỏ đến trung bình, công nghệ cũ, chất lượng sản phẩm chưa cao. Cộng thêm các thách thức về hiệu quả sử dụng năng lượng, hiệu quả sản xuất, ô nhiễm môi trường… cũng đặt nhiều áp lực lên các doanh nghiệp. Việc tìm ra giải pháp phù hợp với quy mô, năng lực công nghệ và tài chính có ý nghĩa quan trọng góp phần nâng cao năng lực cạnh tranh của doanh nghiệp sản xuất giấy nội địa nói riêng, cũng như sự phát triển bền vững của ngành giấy nói chung. 

 Ứng dụng thử nghiệm công nghệ tại Công ty giấy Vạn Điểm giúp  cải thiện môi trường làm việc của dây chuyền sản xuất, đồng thời tăng đáng kể năng suất máy.

Trong thời gian tới, ứng dụng công nghệ, sản phẩm công nghệ cao về công nghệ sinh học trong công nghiệp chế biến; kết hợp chặt chẽ giữa nghiên cứu với ứng dụng sản xuất, lấy doanh nghiệp làm trọng tâm là hướng đi được Bộ Công Thương chú trọng. Mục tiêu chung là đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu, ứng dụng các công nghệ cao trong công nghệ sinh học trong công nghiệp chế biến, hiện đại hóa công nghệ, thiết bị sản xuất để nâng cao hiệu quả ứng dụng nghiên cứu, tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có để tạo ra các sản phẩm sạch và an toàn tại các doanh nghiệp; đón đầu cơ hội phát triển đột phá từ cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 để tạo ra một ngành kinh tế kỹ thuật quan trọng và góp phần thực hiện thành công đề án tái cơ cấu ngành Công Thương đến năm 2030.

Hà Giang

(Vụ Khoa học công nghệ - Bộ Công Thương)