Hiện nay, chỉ có khoảng 50−60% thủy hải sản đánh bắt được chế biến, phần còn lại gồm xương, da, nội tạng… thường được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi với giá trị kinh tế thấp.

Trong khi đó, thành phần của phế thải này - với khoảng 45% là xương và đầu cá - chứa hàm lượng canxi rất cao và các protein, axit amin thiết yếu, có giá trị. Do vậy, phụ phẩm xương cá rất giàu tiềm năng trong việc tạo ra các sản phẩm có giá trị là nano canxi và protein, hoàn toàn thích hợp để bổ sung vào nhiều loại thực phẩm.

Trên thế giới đã có nhiều công trình khoa học nhận định xương cá là nguồn canxi từ thiên nhiên có tính ứng dụng cao. Đặc biệt, đây là nguồn thu nhận hydroxyapatite (HA), vốn là loại vật liệu được sử dụng nhiều trong ngành y sinh, như cấy ghép xương nhân tạo, hoặc bào chế thuốc chữa trị bệnh thoái hóa xương.

Ở Việt Nam, đến nay, các công trình nghiên cứu các protein thu được từ quá trình thủy phân phụ phẩm cá còn rất hạn chế. Trước thực tế đó, nhóm tác giả ở Viện Công nghệ hóa học đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu sản xuất bột nano canxi hydroxyapatite và chế phẩm protein thủy phân bằng enzyme từ phế phẩm xương cá chẽm, cá hồi và cá ngừ”.

Phụ phẩm trong nghiên cứu gồm khung xương, phần thịt bám trên khung xương và vây của các loại cá hồi, cá chẽm và cá ngừ, cùng một số hóa chất như kali sunfat, đồng sunfat, natri hydroxit, natri cacbonat,... và các dụng cụ thí nghiệm.

Trước tiên, xương cá được cắt nhỏ, bổ sung nước với tỷ lệ 1:1,5 và gia nhiệt, làm lạnh để tách lớp béo trên bề mặt. Sau đó, hỗn hợp được tiến hành thủy phân với enzyme rồi lọc, ly tâm để loại bỏ phần xương. Phần dịch lọc thu được cấp đông, sấy thăng hoa, được sản phẩm là protein dạng bột, có thể sử dụng trong nhiều lĩnh vực như phụ gia thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm, thực phẩm chức năng.

Để tổng hợp nano canxi HA từ xương cá, phần phụ phẩm xương cá thu được sau quá trình thủy phân protein bằng enzyme được xử lý sơ bộ bằng nước để loại bỏ các tạp chất. Sau đó, xương được sấy khô ở 60ºC trong 24 giờ, rồi nghiền mịn thành dạng bột với kích thước hạt nhỏ hơn 0,25 mm. Bột xương cá này bổ sung thêm H3PO4, NH4OH để tạo phản ứng, rồi đem hỗn hợp ủ nhiệt, gạn lấy phần rắn đem rửa bằng nước cất và ly tâm, sấy khô để thu nhận canxi HA.

Kết quả thử nghiệm cho thấy, hiệu suất thu hồi protein đối với 3 loại xương cá trên đạt từ 60 - 83%; hiệu suất tổng hợp canxi HA đạt từ 44 - 56% so với lượng bã rắn ban đầu, tùy vào từng loại xương. Đặc biệt, sản phẩm bột HA kích thước nano thu được có độ tương thích sinh học cao và có thể bổ sung canxi cho răng. Các sản phẩm của đề tài nghiên cứu (bột protein, HA) đều được kiểm nghiệm tại Viện Pasteur TPHCM, đạt chất lượng ở các chỉ tiêu về hóa lý, vi sinh.

TS Nguyễn Trí cho biết, chi phí cao của enzyme vẫn là một trong những trở ngại khiến việc sản xuất ở quy mô công nghiệp gặp khó khăn. Do đó, việc nghiên cứu sử dụng enzyme để thủy phân protein từ phụ phẩm cá, đồng thời sử dụng chất thải rắn của quá trình thủy phân để tạo ra thêm sản phẩm bột canxi HA ở kích thước nano sẽ làm giá thành sản phẩm giảm, có thể sản xuất quy mô công nghiệp.

Đề tài đã được Sở KH&CN TPHCM nghiệm thu trong năm nay. Nhóm tác giả sẵn sàng chuyển giao công nghệ sản xuất hai sản phẩm trên cho các doanh nghiệp chế biến thủy hải sản.