Quy trình công nghệ phân lập vi sinh vật bản địa

Men vi sinh do Viện Công nghệ Sinh học và Ứng dụng Vi sinh miền Nam phát triển có khả năng thích nghi nhanh chóng với khu vực trồng, biến phụ phẩm nông nghiệp thành các chất dinh dưỡng tốt cho môi trường.

Ngoài cánh đồng, một sinh viên đang lọ mọ cấy các chủng men vi sinh được mua từ nước ngoài về. Dù đã loay hoay đủ mọi cách, nhưng theo thời gian, các vi sinh vật của anh hoặc chết hoặc thoái hoá dần. “Đây đều là những giống vi sinh tốt, vì sao lại như vậy?” – câu hỏi đó đã đi theo cậu sinh viên trong một quãng thời gian dài.

Những tưởng đó chỉ là một thất bại nhỏ nhặt, nhưng hóa ra từ chính những vi sinh vật đã chết kia, cậu đã tìm ra cách để phát triển nguồn vi sinh vật khỏe mạnh với hoạt lực cao. Những vi sinh vật ấy đang hoạt động mạnh bên trong hàng ngàn hecta đất trồng cây của Vinamit, cung cấp rất nhiều loại hoa quả nguyên liệu cho nhà máy sản xuất, góp phần giúp Vinamit đạt được các tiêu chuẩn về canh tác hữu cơ. 

Nhân vật chính trong câu chuyện, giờ đây là TS. Bùi Hồng Quân (Viện Công nghệ Sinh học và Ứng dụng Vi sinh miền Nam – SIAMB), đã tìm ra được câu trả lời mình: “Thứ nhất, giống vi sinh ở các Ngân hàng giống rất đắt, nếu muốn mua giống tốt thì phải trả giá cao. Trong trường hợp chúng ta mua giống F2 F3 thì chúng sẽ nhanh chóng thoái hóa. Thứ hai, các giống vi sinh vật đắt đỏ dù có hoạt lực cao trong phòng thí nghiệm nhưng khi đưa ra ngoài đồng ruộng thì có thể vẫn không thích ứng được với điều kiện đặc thù của địa phương, khiến giảm khả năng chống chịu”, ông lý giải tại buổi chia sẻ về “Quy trình công nghệ sản xuất men vi sinh phục vụ sản xuất nông nghiệp, chăn nuôi và nuôi trồng thủy hải sản” trong khuôn khổ sự kiện Chợ công nghệ và thiết bị chuyên ngành (Techmart) do Sở KH&CN TP.HCM tổ chức. 

Trong sản xuất nông nghiệp, vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong việc khử trùng và cải thiện chất lượng đất. Trong thành phần men vi sinh chứa nhiều dinh dưỡng và các chất chuyển hóa do chính các vi khuẩn lên men rất hữu ích cho cây trồng và tăng độ phì của đất. Ở trong đất, vi sinh vật đóng vai trò quyết định đến sự chuyển hóa các vật chất hữu cơ. Trong điều kiện tự nhiên, quá trình này xảy ra rất chậm và thường không định hướng. Do đó, việc thúc đẩy nhanh quá trình chuyển hóa đó cần phải có các vi sinh vật định hướng. Vi sinh vật định hướng giúp cho các chất hữu cơ được chuyển hóa chú yếu thành các chất có lợi cho cây trồng.

Ngoài ra, vi sinh vật còn giúp ủ rơm rạ, phụ phẩm nông nghiệp thành các chất dinh dưỡng tốt cho môi trường đất và nước. Chẳng hạn, khi người nông dân trộn các phế thải hữu cơ trong nông nghiệp như phân chuồng, rơm rạ, bã ngô, vỏ cà phê, bánh dầu, phế phụ phẩm trong thủy sản… với vi sinh vật; các vi sinh vật trong nhóm xạ khuẩn, nấm men, nấm sợi giúp chuyển hóa nhanh các chất khó tan thành dạng dễ hấp thu và khử mùi hôi.

Làm sao để các vi sinh vật không bị chết hay thoái hóa để phát huy hiệu quả những công dụng trên? “Chúng ta cần thu giống vi sinh từ tự nhiên”, TS. Bùi Hồng Quân chia sẻ chìa khóa giúp giải quyết vấn đề này. Khi sử dụng các men vi sinh có nguồn gốc từ những giống này tại trang trại, các chủng men hoạt động mạnh ngay mà không cần phải thích nghi vì chúng đã trở lại với môi trường tự nhiên vốn có của chúng.

Giám sát từng bước

Lời lý giải của TS. Quân không khỏi khiến chúng ta băn khoăn: Vậy người nông dân có thể tự sản xuất giống tại nhà để sử dụng hay không? “Được chứ. Hiện tại rất nhiều hãng có xưởng sản xuất men vi sinh, nhà nhà làm men vi sinh, người người làm men vi sinh ,và bác nông dân cũng làm men vi sinh đó. Đó là điều bình thường và nên được khuyến khích, bởi khi mọi người dùng men vi sinh nhiều trong hoạt động trồng trọt thì người ta sẽ giảm bớt thuốc bảo vệ thực vật, thuốc hóa học và các loại phân hóa học, điều đấy tốt cho chính chúng ta”, ông lý giải. Tuy vậy, ông lưu ý rằng men vi sinh tự làm tại nhà sẽ không có chất lượng cao như men công nghiệp.

Điều làm nên nguồn men vi sinh chất lượng không chỉ nằm ở việc chọn giống vi sinh vật phù hợp. quy trình sản xuất men vi sinh còn bao gồm bước chuẩn bị môi trường nuôi cấy bảo đảm các điều kiện cần thiết, tiến hành thực hiện nuôi cấy lên men, thu hoạch và xử lý sau thu hoạch, kiểm tra chất lượng men sau quá trình nuôi, thực hiện bảo quản sản phẩm.

Với TS. Quân, mỗi bước trong quy trình đều phải đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt, bởi chúng đều ảnh hưởng đến chất lượng của men vi sinh. Chẳng hạn, với việc bảo quản giống, nếu không bảo quản tốt thì men sẽ bị thoái hóa. “Chúng tôi bảo quản men bằng cách sấy đông khô. Việc sấy đông khô giúp bảo quản giống từ 10 đến 20 năm. Hiện tại đây là phương pháp hữu hiệu nhất”, TS. Quân giải thích, và đây là một trong những công nghệ giúp men vi sinh do SIAMB sản xuất có chất lượng cao hơn các loại men khác. Tại nhà máy sản xuất men vi sinh, phân bón của SIAMB ở khu công nghiệp Đức Hòa III (tỉnh Long An), ông đã đầu tư một thiết bị sấy đông khô để tiến hành quy trình này.

Xuyên suốt quá trình lên men, các kỹ sư phải kiểm soát độ pH, kiểm soát nhiệt độ lên men, theo dõi độ đục và màu sắc, kiểm soát hàm lượng dinh dưỡng, đo hoạt độ của enzyme, sinh khối một cách kỹ lưỡng. Họ đã sử dụng các thiết bị đều khiển tự động, chính xác nhiệt độ nuôi cấy, pH, DO với sai số nhỏ. Thiết bị cũng giúp kiểm soát bọt trong quá trình nuôi cấy, điều khiển tốc độ khuấy và lưu lượng khí cấp, cung cấp thêm dinh dưỡng trong quá trình nuôi cấy, hỗ trợ lấy mẫu kiểm tra theo thời gian nuôi cấy..

“Một bước khó đối với hầu hết các công ty của Việt Nam đó là bước thu hoạch sinh khối tế bào”, TS. Bùi Hồng Quân phân tích. Theo ông, các công ty cần phải đầu tư hệ thống ly tâm liên tục – hệ thống đóng vai trò quyết định trong sản xuất vi sinh, bởi nếu không có hệ thống này, các công ty không thể sản xuất vi sinh mật độ cao tới 10¹¹ được. “Muốn khai thác được thì chúng ta bắt buộc phải đầu tư”, ông nhiều lần nhấn mạnh.

Dù đã phát triển hoàn chỉnh cả quy trình, nhưng có một bước mà theo TS. Quân là ông vẫn chưa hài lòng, đó là đóng gói bao bì. “Chúng tôi không thể dùng bao bì thân thiện với môi trường để đóng gói. Bởi chỉ cần ba ngày, vi sinh vật sẽ ăn hết phần bao bọc ngoài. Vì vậy, tôi bắt buộc phải dùng loại bao bì dày, khó phân hủy”, ông chia sẻ. “Còn trong trường hợp đóng gói dạng lỏng, chúng ta buộc phải có kỹ thuật ổn định men, nếu không bao bì sẽ xì ra và đổ hét men. Đây là vấn đề cực kỳ quan trọng và cần phải có nghiên cứu để cải thiện.” 

Nhìn lại hiệu quả của số men vi sinh mà SIAMB đã sản xuất, có lẽ không một minh chứng nào sinh động hơn hình ảnh khu vườn hữu cơ bạt ngàn, xanh tốt, và an toàn của Vinamit. Phần đất nuôi dưỡng từng chiếc lá, từng trái ngọt, chứa đựng một thế giới tràn ngập hàng tỷ vi sinh vật hoạt động lặng thầm, TS. Bùi Hồng Quân – người cuối cùng đã chia sẻ rằng bên cạnh công việc giảng viên, mình còn là Phó Chủ tịch HĐQT của Công ty CP Vinamit – đã tự hào nhận xét “Vinamit là đơn vị sản xuất hữu cơ thật nhất”. 

Anh Thư – Đinh Cưu

(Bài đăng ở báo Khoa học và Phát triển số 45)