Mẫu bã đậu nành được chọn làm nguyên liệu đầu vào (trái) và chế phẩm hữu cơ đã được đóng chai 1L (phải)

Bã đậu nành (BĐN), còn gọi là bã đậu, là phần rắn còn lại sau quá trình lọc trong sản xuất đậu phụ, sữa đậu nành và các sản phẩm liên quan. Thông thường, lượng bã này được sấy khô và cung cấp cho các nhà máy chế biến thức ăn gia súc. Tuy nhiên, phương pháp tận thu này thường tiêu tốn nhiều năng lượng và không mang lại lợi nhuận cao. Một phần bã đậu cũng được tiêu thụ ở dạng tươi, nhưng do chứa nhiều chất dinh dưỡng và độ ẩm cao, bã đậu dễ bị hư hỏng và cần được sử dụng nhanh chóng.

Theo dữ liệu từ Tổng cục Thống kê Việt Nam và Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, sản lượng hạt đậu nành tại Việt Nam đạt 160,6 nghìn tấn vào năm 2022. Cùng với sự gia tăng sản lượng đậu nành, lượng BĐN thu được từ quá trình sản xuất sữa đậu nành cũng được dự báo sẽ tăng lên. Bã đậu sau quá trình sản xuất vẫn giữ lại nhiều thành phần dinh dưỡng như protein, gluxit, chất béo và chất xơ. Hàm lượng protein trong BĐN tính theo khối lượng chất khô, dao động từ 15,2% - 33,4%, trong khi hàm lượng chất xơ ăn được nằm trong khoảng 42,4% - 58,1%. Các hợp chất này có khả năng được thủy phân thành các hợp chất đơn giản như amino axít và đường khử thông qua các enzyme đặc hiệu, từ đó làm tăng giá trị tiêu hóa của BĐN.

Protein trong bã đậu có khả năng thu hồi, việc này không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn gia tăng giá trị thương mại cho bã đậu. Xu hướng hiện nay nếu BĐN được xử lý thông qua quá trình thủy phân để phân hủy các thành phần phức tạp thành dạng đơn giản hơn, giúp cây trồng và vật nuôi dễ hấp thu hơn, đồng thời có thể kéo dài thời gian bảo quản, từ đó mở rộng các ứng dụng của bã đậu trong lĩnh vực nông nghiệp, đặc biệt là trong chăm sóc cây trồng. Dịch thủy phân từ bã đậu nành có thể sử dụng để cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng dưới dạng hòa tan. Dịch đạm hòa tan trong nước là một hỗn hợp đa nguyên tố có khả năng hòa tan hoàn toàn, mang lại nhiều lợi ích cho cây trồng nhờ vào liều lượng sử dụng ít, tính tiện lợi, chi phí thấp, khả năng hấp thụ nhanh chóng. Phương pháp này được sử dụng phổ biến trong hệ thống tưới nhỏ giọt, giúp tiết kiệm nước, giảm lượng phân bón và giảm thiểu nhân công.

Với nhiệm vụ nghiên cứu nêu trên, nhóm tác giả tập trung mục tiêu sản xuất được chế phẩm hữu cơ chứa axít amin nhằm tạo dịch chiết hiệu quả cho cây trồng; đưa ra được quy trình sản xuất chế phẩm. Nhiệm vụ đã tiến hành đánh giá chất lượng BĐN tại một số cơ cở sản xuất vừa và nhỏ; phân lập, tuyển chọn, định danh chủng vi khuẩn Bacillus dùng để lên men BĐN; khảo sát, sàng lọc các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men bã đậu nành bằng phương pháp Plackett-Burman; xây dựng quy trình lên men BĐN; nghiên cứu bảo quản chế phẩm hữu cơ hòa tan chứa axít amin từ bã đậu nành; nghiên cứu ảnh hưởng của chế phẩm hữu cơ hòa tan chứa axít amin sản xuất từ BĐN đến sự sinh trưởng và phát triển của cây cải bẹ xanh.

Kết quả đã khảo sát và đánh giá được chất lượng bã đậu nành ở một số cơ sở sản xuất vừa và nhỏ tại địa phương (huyện Củ Chi, TP.HCM), lựa chọn được nguồn BĐN có độ ẩm 78,37%, hàm lượng protein 26,77% và nitơ tổng số 25,92 mg/g làm nguyên liệu để tiến hành các thí nghiệm. Nhóm nghiên cứu cũng thành công trong việc phân lập và tuyển chọn 4 chủng (Bacillus sp.), trong đó xác định chủng CL3 thuộc loài Bacilllus subtilis có khả năng chuyển hoá protein trong bã đậu nành cao, với hiệu suất thu hồi hơn 60%. Đồng thời, sàng lọc trong 5 yếu tố và đưa ra 3 yếu tố chính ảnh hưởng đến đến quá trình lên men bã đậu nành là: thời gian, nhiệt độ ủ và độ pH.

Quy trình lên men bã đậu nành cũng được hoàn thiện, qua đó xác định việc hấp bã đậu nành trước khi bổ sung nguồn vi sinh vật có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng dịch thuỷ phân. Kết quả cho thấy, với thời gian lên men là 48 giờ, nhiệt độ tối ưu 37℃ và pH = 7 cho hiệu suất thu hồi protein trong dịch lên men thu được cao nhất. Các điều kiện, thành phần, và hàm lượng chất bảo quản đã được tiến hành thử nghiệm, kết quả cho thấy, với chất bảo quản kali sorbate 0,75% chất lượng của dịch lên men không thay đổi sau 6 tháng. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy tác động tích cực của chế phẩm hữu cơ đến sự sinh trưởng của cây trồng, mở ra triển vọng ứng dụng chế phẩm này trong nông nghiệp.

            Chế phẩm hữu cơ hòa tan chứa axít amin từ bã đậu nành        

Các sản phẩm của nhiệm vụ đã được hoàn thành, bao gồm: chủng vi khuẩn phân lập CL3 thuộc loài Bacilllus subtilis có khả năng chuyển hóa đạm > 60%; chế phẩm hữu cơ hòa tan chứa axít amin với chất lượng đạm tổng số ≥ 10 g/L, đạm nitơ formol ≥ 10 g/L, Arsen (As) ≤ 0,1ppm, chì (Pb) ≤ 0,1ppm; quy trình sản xuất chế phẩm hữu cơ hòa tan chứa axít amin từ bã đậu nành quy mô 100L/mẻ.

Kết quả của nhiệm vụ góp phần phát triển các sản phẩm mới từ bã đậu nành, giúp đa dạng hóa sản phẩm cung cấp cho thị trường. Chế phẩm hữu cơ hòa tan cung cấp axít amin thiết yếu, góp phần nâng cao dinh dưỡng cho cây trồng, vật nuôi, từ đó cải thiện sức khỏe và năng suất. Việc sử dụng bã đậu nành không chỉ giúp giảm thiểu lãng phí mà còn biến chất thải thành nguồn nguyên liệu có giá trị. Đồng thời mở ra cơ hội ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như nông nghiệp, thực phẩm và dinh dưỡng, góp phần mang lại lợi ích kinh tế và bảo vệ môi trường.