Đổi mới công nghệ sản xuất protein đơn bào tại Phần Lan

Các nhà nghiên cứu tại Phần Lan đang sử dụng phụ phẩm ngành lâm nghiệp hoặc ngành công nghiệp ethanol sinh học - chứa nguồn carbon tái tạo để sản xuất Pekilo mycoprotein - một dạng protein đơn bào (SCP) có nguồn gốc nấm mốc.

SCP thay thế bền vững cho bột cá hoặc tinh chất protein đậu nành đậm đặc trong thức ăn thủy sản. Thực tế, quy trình sản xuất Peliko của Phần Lan cơ bản dựa trên phương pháp sản xuất protein đơn bào đang hiện hành trên thế giới, theo Heikki Keskitalo, thuộc Công ty Liên doanh Công nghệ sinh học Enifer Bio. Phần Lan và một số quốc gia khác có lịch sử lâu đời về sử dụng protein Peliko trong thức ăn gia cầm và heo.

Cải tiến quy trình có sẵn

Tại Phần Lan, vào thập niên 1970, ngành công nghiệp bột giấy và giấy đã đầu tư rất mạnh tay để phát triển một công nghệ có khả năng biến đổi các phụ phẩm từ bột giấy sulphite thành SCP. Quy trình này tạo ra một vi sinh vật Paecilomyces variotii có khả năng sản xuất SCP giàu protein từ các phụ phẩm dung dịch pha loãng, không đồng nhất. Sau hơn 15 năm nghiên cứu và phát triển, quy trình này đã được đưa vào sử dụng công nghiệp, do hai cơ sở là Kamsankoski và Mantta điều hành với công suất tại mỗi cơ sở đạt 10.000 tấn/năm. Dưới tên thương mại, Pekilo, một sản phẩm mycroprotein (protein vi khuẩn) đã được sử dụng thành công trong thức ăn cho heo và gia cầm suốt hơn một thập kỷ qua, theo Keskitalo. Tuy nhiên, công nghệ sản xuất bột giấy phát triển dần kéo theo sự thay thế bột giấy sulphite bằng bột giấy Kraft tại Phần Lan. Protein đơn bào không còn được quan tâm như trước và nhà máy Mantta Pekilo đóng cửa vào năm 1992.

Các chuyên gia tại Enifer Biocó nền tảng chuyên sâu về công nghệ sinh học nấm mốc đến công nghệ di truyền, sinh khối hóa… đang trong quá trình hồi sinh và tối ưu hóa phương pháp sản xuất SCP từng bị lãng quên vào năm 1992. Enifer Bio đang tập trung nâng cao quy trình kiểm soát và biến đổi oxygen. Quy trình Peliko có thể thúc đẩy sự ra đời của các phụ phẩm giá rẻ, có khả năng lên men như đường, axit acetic, axit formic, và methanol.

Nhiều lợi ích mới

Sản xuất Peliko mang lại nhiều lợi ích thậm chí ở quy mô nhỏ hơn. Điều quan trọng, mô hình lên men liên tục và bỏ qua bước thủy phân riêng biệt đã đảm bảo sản lượng cao. Tiêu thụ năng lượng trong quy trình Peliko được giảm xuống mức thấp hơn các quy trình sản xuất SCP khác.

Chủng Peliko đầu tiên được lựa chọn qua sàng lọc quy mô lên đến hàng trăm loài nấm mốc. Chúng phát triển rất nhanh, có thể chịu được nhiều hợp chất ức chế trong các phụ phẩm, có thành phần dinh dưỡng tuyệt vời trên 65% protein và 20% beta-glucan. Ngoài ra, chủng Peliko đã có lịch sử hơn 15 năm ứng dụng trong thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm. Do đó, Peliko được kỳ vọng thay thế hoàn toàn bột cá trong thức ăn thủy sản. Enifer Bio hiện đang trong quá trình chuẩn bị ra mắt và đàm phán với các nhà đầu tư liên doanh tại Phần Lan để gây quỹ xây dựng nhà máy sản xuất Peliko thí điểm bằng phương pháp cải tiến. Nhóm chuyên gia hy vọng bắt đầu xây dựng nhà máy công nghiệp đầu tiên tại Phần Lan vào năm 2021, sử dụng các phụ phẩm ngành lâm nghiệp.