Từ phụ phẩm thủy sản đến viên nang công nghệ cao: Khi khoa học đánh thức tiềm năng vảy cá và hạt Sachi

Hành trình bắt đầu từ những điều bình dị

Trong ngành chế biến thủy sản, vảy cá thường bị loại bỏ như một phần phụ phẩm ít được quan tâm. Trong khi đó, cây Sachi - loài cây có nguồn gốc Nam Mỹ - mới được trồng thử nghiệm tại một số địa phương Việt Nam, chưa thực sự hình thành chuỗi giá trị ổn định.

Thế nhưng, dưới góc nhìn của các nhà khoa học tại Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đây lại là hai nguồn nguyên liệu giàu tiềm năng cho lĩnh vực chăm sóc sức khỏe.

Dự án “Sản xuất viên nang mềm chứa collagen từ vảy cá và dầu giàu omega-3,6,9 từ hạt cây Sachi” (mã số: UDSXTN.06/23-24) do PGS.TS. Nguyễn Thúy Chinh chủ trì là kết quả của một quá trình tích lũy khoa học kéo dài nhiều năm.

Không phải là một ý tưởng bộc phát, dự án được xây dựng trên nền tảng các nghiên cứu cơ sở bắt đầu từ năm 2019 tại Viện Khoa học vật liệu (trước đây là Viện Kỹ thuật nhiệt đới).

Ở giai đoạn đầu, nhóm nghiên cứu tập trung giải quyết bài toán căn bản: Làm thế nào để xử lý vảy cá nước ngọt Việt Nam nhằm thu nhận collagen có chất lượng cao, ổn định và an toàn. Họ khảo sát nhiều phương pháp chiết tách khác nhau, đánh giá đặc tính cấu trúc và khả năng ứng dụng của collagen thu được. Đây chính là những “viên gạch” đầu tiên đặt nền móng cho cả một lộ trình công nghệ sau này.

Không dừng lại ở mức chiết xuất, nhóm nghiên cứu tiếp tục đi sâu vào bản chất của collagen từ vảy cá Việt Nam. Các phân tích tập trung vào cấu trúc phân tử, đặc tính hóa - lý, khả năng tương thích sinh học và tiềm năng biến tính để phù hợp với những ứng dụng cụ thể.

Một đề tài thuộc Chương trình hỗ trợ cán bộ trẻ của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp nhóm phát triển collagen dạng sợi, kết hợp với các hoạt chất sinh học nhằm tạo vật liệu hỗ trợ cầm máu và điều trị vết thương. Đề tài được nghiệm thu xuất sắc năm 2022, đồng thời xây dựng được hệ dữ liệu quan trọng về độ an toàn và hiệu quả sinh học của collagen nội địa.

Theo PGS.TS. Nguyễn Thúy Chinh, việc “hiểu tận gốc” nguyên liệu giúp nhóm tránh được cách làm manh mún, chạy theo kết quả ngắn hạn. Khi nắm rõ cấu trúc và tính chất của collagen, việc phát triển sản phẩm không còn phụ thuộc vào may rủi mà trở thành quá trình tối ưu hóa có kiểm soát.

Một dấu mốc quan trọng xuất hiện năm 2021 khi quy trình chiết tách collagen từ vảy cá nước ngọt Việt Nam được cấp Bằng độc quyền Giải pháp hữu ích số 2775. Quy trình này hệ thống hóa toàn bộ kinh nghiệm tích lũy trước đó, từ xử lý nguyên liệu thô, thủy phân, tinh sạch cho đến ổn định cấu trúc protein.

Việc bảo hộ không chỉ mang ý nghĩa pháp lý mà còn khẳng định năng lực làm chủ công nghệ trong nước. Nhờ đó, nhóm có thể chủ động nguồn collagen, kiểm soát chất lượng theo tiêu chuẩn định sẵn và mở rộng quy mô sản xuất khi cần thiết. Đây cũng là nền tảng quan trọng để tiến tới phát triển sản phẩm thương mại.

Kết hợp Sachi - Hoàn thiện “bức tranh dinh dưỡng”

Nếu collagen mang lại giá trị cho da, xương khớp và mô liên kết, thì dầu Sachi lại nổi bật nhờ hàm lượng axit béo không no cao. Nhóm nghiên cứu đã phối hợp với các nhà khoa học tại Viện Hoá học (trước đây là Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên) để tối ưu quy trình chiết xuất dầu từ hạt Sachi.

Quy trình được điều chỉnh nhằm hạn chế tối đa sự oxy hóa, bảo toàn các axit béo thiết yếu. Phân tích cho thấy tổng hàm lượng omega-3,6,9 chiếm hơn 90% tổng axit béo, trong đó omega-3 đạt xấp xỉ 48% - mức tương đương, thậm chí cao hơn nhiều kết quả công bố trong và ngoài nước.

Kết quả này mở ra triển vọng cho cây Sachi trồng tại Việt Nam trở thành nguồn nguyên liệu tin cậy cho các sản phẩm chăm sóc sức khỏe; đồng thời tạo thêm đầu ra ổn định cho nông dân, góp phần đa dạng hóa cơ cấu cây trồng.

Có nguyên liệu tốt mới chỉ là một nửa câu chuyện. Thách thức tiếp theo nằm ở công nghệ bào chế. Nhóm nghiên cứu đã phối hợp với Công ty cổ phần Dược liệu Việt Nam để hoàn thiện quy trình sản xuất viên nang mềm.

Nhiều thông số được khảo sát song song: thành phần dịch nhân và dịch vỏ, độ dày màng gelatin, tỷ lệ chất hóa dẻo, điều kiện tạo nang và sấy khô. Sau nhiều thử nghiệm, quy trình tối ưu được xác lập, bảo đảm viên nang có hình thức ổn định, độ đồng đều cao và khả năng lặp lại giữa các lô sản xuất.

Sản phẩm cuối cùng đáp ứng các tiêu chí của Tiêu chuẩn cơ sở TCCS 22:2024/VIETMEC và quy định an toàn thực phẩm hiện hành. Mỗi viên chứa trên 200 mg collagen cùng omega-3,6,9, bảo đảm hàm lượng hoạt chất đủ để phát huy hiệu quả sinh học.

Gia tăng giá trị tài nguyên nội địa

Để khẳng định khả năng thương mại hóa, các lô viên nang được đưa vào thử nghiệm lão hóa cấp tốc theo hướng dẫn của Dược điển Việt Nam. Trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm khắc nghiệt, sản phẩm vẫn duy trì trạng thái ổn định sau 6 tháng, không xuất hiện hiện tượng rò rỉ dầu, nứt vỡ hay biến đổi màu sắc.

Phân tích cũng cho thấy phần nhân dầu và lớp vỏ nang không xảy ra phản ứng bất lợi. Các chỉ tiêu vi sinh và kim loại nặng đều nằm trong giới hạn cho phép. Thử nghiệm in vitro trên dòng tế bào thường không ghi nhận độc tính, đồng thời sản phẩm thể hiện hoạt tính chống oxy hóa rõ rệt.

Những kết quả này cho phép dự báo tuổi thọ sản phẩm có thể đạt tới 36 tháng khi bảo quản đúng điều kiện - một yếu tố quan trọng đối với sản phẩm chăm sóc sức khỏe.

Sự kết hợp collagen peptide và dầu Sachi tạo nên lợi thế cạnh tranh cho sản phẩm. Collagen hỗ trợ duy trì độ đàn hồi của da, góp phần cải thiện cấu trúc mô liên kết, trong khi omega-3,6,9 giúp hỗ trợ tim mạch, kháng viêm và tăng cường miễn dịch.

Việc tích hợp hai nhóm hoạt chất trong cùng một dạng bào chế không chỉ nâng cao tính tiện dụng mà còn đáp ứng xu hướng tiêu dùng hiện đại: sản phẩm đa chức năng, nguồn gốc tự nhiên và có cơ sở khoa học rõ ràng.

Theo PGS.TS. Nguyễn Thúy Chinh, điều quan trọng nhất của dự án không chỉ là tạo ra một sản phẩm mới, mà là xây dựng cách tiếp cận bền vững trong khai thác tài nguyên trong nước. Vảy cá - phụ phẩm vốn bị bỏ đi - nay có thể trở thành nguyên liệu giá trị cao. Cây Sachi - còn mới mẻ - có thêm cơ hội tham gia vào chuỗi sản xuất công nghệ.

Cách làm này góp phần gia tăng giá trị cho ngành thủy sản, đồng thời mở ra đầu ra ổn định cho vùng trồng Sachi. Quan trọng hơn, nó cho thấy nghiên cứu khoa học hoàn toàn có thể đồng hành cùng xu hướng tiêu dùng xanh, giảm phụ thuộc vào nguyên liệu nhập khẩu và nâng cao tính tự chủ công nghệ.

Bên cạnh sản phẩm cụ thể, dự án còn ghi nhận nhiều công bố khoa học trong và ngoài nước, một sáng chế đã được cấp bằng độc quyền, đồng thời đóng góp tích cực vào đào tạo sinh viên và cán bộ trẻ.

Hiện nay, doanh nghiệp đối tác đang hoàn thiện hồ sơ công bố sản phẩm theo quy định an toàn thực phẩm, chuẩn bị cho giai đoạn thương mại hóa. Đây là bước chuyển quan trọng, đánh dấu quá trình đưa kết quả nghiên cứu ra khỏi phòng thí nghiệm để phục vụ đời sống.

Thành công của dự án không chỉ nằm ở những chỉ tiêu kỹ thuật hay hàm lượng hoạt chất trong mỗi viên nang. Điều cốt lõi là mô hình phát triển dựa trên nền tảng nghiên cứu nghiêm túc, tích lũy lâu dài và định hướng ứng dụng rõ ràng.

Từ những chiếc vảy cá tưởng chừng vô giá trị và hạt Sachi còn xa lạ, các nhà khoa học đã xây dựng nên chuỗi công nghệ hoàn chỉnh - từ chiết tách, biến tính, phối hợp hoạt chất đến bào chế và kiểm chứng chất lượng. Hành trình ấy cho thấy, khi tri thức được đầu tư đúng hướng, những giá trị bản địa hoàn toàn có thể bước vào không gian công nghệ cao.

Trong bối cảnh Việt Nam đẩy mạnh phát triển kinh tế tuần hoàn và đổi mới sáng tạo, câu chuyện về viên nang collagen - Sachi là minh chứng sinh động cho tiềm năng của khoa học ứng dụng. Đó không chỉ là một sản phẩm chăm sóc sức khỏe, mà còn là thông điệp về cách khoa học có thể tái định nghĩa giá trị của những điều quen thuộc quanh ta./.