Khoa học và sản xuất

Từ phụ phẩm nông nghiệp đến sản phẩm công nghệ cao phục vụ y dược và nông nghiệp (09/11/2026)

Từ những nguyên liệu quen thuộc như vỏ cà phê, thân cây xương rồng đến polyme và sắc tố tự nhiên, các nhà khoa học đã từng bước phát triển những sản phẩm công nghệ có giá trị cao. Các kết quả nghiên cứu mở ra triển vọng chế tạo vật liệu và hoạt chất mới phục vụ nông nghiệp, y dược và công nghệ thực phẩm.

Việt Nam có thế mạnh về nông nghiệp, với nhiều mặt hàng xuất khẩu chủ lực như cà phê, gạo, hồ tiêu và hạt điều. Quá trình sản xuất, chế biến nông sản tạo ra lượng lớn phụ phẩm sau thu hoạch. Trước đây, phần lớn phụ phẩm được sử dụng làm phân bón, thức ăn chăn nuôi hoặc bị bỏ đi. Ngày nay, dưới góc nhìn khoa học, đây còn là nguồn nguyên liệu chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học và vật liệu tự nhiên có giá trị.

Thực tiễn đặt ra yêu cầu khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên, ứng dụng công nghệ tiên tiến để tạo ra các sản phẩm an toàn, có giá trị gia tăng cao, phục vụ đời sống.

Từ yêu cầu đó, PGS.TS. Đặng Chí Hiền và nhóm nghiên cứu Viện Công nghệ tiên tiến đã triển khai đề tài cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam: “Phát triển nhóm nghiên cứu xuất sắc hạng II về nghiên cứu phát triển các hoạt chất hữu cơ và polyme thiên nhiên ứng dụng trong nông nghiệp và y dược” (Mã số: NCXS02.04/24-25). Đề tài tập trung tìm kiếm, nghiên cứu các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học, hướng tới phát triển sản phẩm phục vụ nông nghiệp và y dược.

PGS.TS. Đặng Chí Hiền (ngoài cùng bên phải) cùng nhóm nghiên cứu thảo luận chuyên môn. Từ trái sang phải: PGS.TS. Mai Đình Trị, TS. Lê Văn Dũng (ngồi), PGS.TS. Nguyễn Thành Danh (đứng giữa).

Khai thác giá trị từ phụ phẩm nông nghiệp

Một kết quả nổi bật của đề tài là xây dựng thành công quy trình khai thác các hợp chất có hoạt tính sinh học từ phụ phẩm nông nghiệp và thực vật bản địa. Nhóm đã xây dựng, chuẩn hóa quy trình chiết xuất, phân đoạn và xác định thành phần hóa học của vỏ cà phê và thân cây xương rồng; phân lập, xác định cấu trúc 20 hợp chất tự nhiên. Nhiều hợp chất trong số này thể hiện hoạt tính kháng viêm và các hoạt tính sinh học khác trên mô hình tế bào. Đặc biệt, nhóm đã phát hiện một hợp chất tự nhiên mới là Coffeacanol B.

Theo PGS.TS. Đặng Chí Hiền, việc phát hiện hợp chất mới này từ vỏ cà phê cho thấy những phụ phẩm nông nghiệp vẫn còn chứa nhiều giá trị khoa học chưa được khai thác. Nếu được nghiên cứu bài bản, chúng hoàn toàn có thể trở thành nguồn nguyên liệu cho các sản phẩm có giá trị gia tăng cao.

Trong lĩnh vực nông nghiệp, nhóm đã tổng hợp thành công các pheromone để dẫn dụ côn trùng bằng tín hiệu hóa học. Qua thử nghiệm ngoài đồng ruộng với đuông dừa và bọ hà khoai lang, nhóm xác định được các thông số bẫy và liều lượng mồi phù hợp.

PGS.TS. Đặng Chí Hiền cho biết, côn trùng không chỉ phản ứng với chất dẫn dụ do đồng loại phát ra mà còn bị thu hút bởi mùi thức ăn. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã phối hợp hai nhóm hợp chất này theo tỷ lệ tối ưu, giúp khả năng dẫn dụ tăng gần gấp hai lần so với việc sử dụng riêng từng thành phần. Kết quả mở ra hướng phát triển bẫy sinh học hiệu quả hơn, góp phần giảm sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học trong nông nghiệp.

Một hướng nghiên cứu khác tập trung vào curcumin, hoạt chất tự nhiên trong củ nghệ, được quan tâm nhờ đặc tính chống oxy hóa, kháng viêm, kháng khuẩn và tiềm năng ứng dụng trong y dược. Tuy nhiên, curcumin khó tan trong nước, kém bền và có khả năng hấp thu thấp, làm hạn chế hiệu quả ứng dụng. Để khắc phục những hạn chế này, nhóm đã phát triển các hệ mang từ vật liệu sinh học để “đóng gói” curcumin, bảo vệ hoạt chất khỏi phân hủy, tăng độ hòa tan và cải thiện khả năng hấp thu vào cơ thể.

Theo hướng này, nhóm đã tổng hợp các dẫn xuất mới của curcumin và chế tạo thành công các hệ vật liệu nano trên nền polyme thiên nhiên. Kết quả cho thấy hệ mang giúp cải thiện rõ rệt độ tan và độ ổn định của curcumin, tăng tính an toàn đối với tế bào bình thường, đồng thời kiểm soát quá trình giải phóng hoạt chất. Đây là cơ sở khoa học quan trọng để phát triển các dạng bào chế và sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên trong tương lai.

Ngoài ra, nhóm đã phát triển màng sinh học thông minh từ các hợp chất tự nhiên chiết xuất từ hoa đậu biếc và vỏ măng cụt. Hai loại nguyên liệu này chứa anthocyanin, nhóm sắc tố tạo màu xanh, tím hoặc đỏ ở nhiều loài hoa và trái cây, có khả năng thay đổi màu khi môi trường xung quanh biến đổi.

Tận dụng đặc tính đó, nhóm đã tạo ra màng bao gói sinh học có khả năng “báo hiệu” thực phẩm bắt đầu hư hỏng thông qua sự thay đổi màu sắc. Khi thực phẩm, đặc biệt là hải sản, bắt đầu mất độ tươi, các chất sinh ra trong quá trình phân hủy làm màng chuyển từ màu xanh sang tím hoặc các màu khác. Nhờ đó, người sử dụng có thể nhận biết bằng mắt thường mà không cần thiết bị đo chuyên dụng. Kết quả mở ra hướng phát triển bao bì thông minh, thân thiện với môi trường, góp phần nâng cao an toàn thực phẩm.

Đưa kết quả nghiên cứu đến gần hơn với thực tiễn

Với cách tiếp cận liên ngành, nhóm nghiên cứu đã triển khai đồng bộ các bước từ khai thác nguồn nguyên liệu đến phát triển sản phẩm ứng dụng. Nhóm đã phát triển thành công nhiều công nghệ tổng hợp, thiết kế vật liệu mang và đánh giá khả năng ứng dụng trong nông nghiệp, y dược và công nghệ thực phẩm. Cách tiếp cận này tạo điều kiện để tiếp tục phát triển các kết quả nghiên cứu thành sản phẩm phục vụ thực tiễn.

Sau gần hai năm triển khai, nhóm đã công bố 8 bài báo quốc tế trên các tạp chí uy tín thuộc danh mục SCIE/Scopus, vượt chỉ tiêu đăng ký ban đầu; đồng thời hỗ trợ đào tạo một nghiên cứu sinh và một học viên cao học trong lĩnh vực hóa học các hợp chất thiên nhiên và vật liệu sinh học. Kết quả đề tài đã góp phần xây dựng nhóm nghiên cứu mạnh về các hợp chất hữu cơ và polyme thiên nhiên ứng dụng trong nông nghiệp, y dược và công nghệ thực phẩm.

Đánh giá kết quả nghiên cứu, GS.TS. Nguyễn Văn Tuyến, Chủ tịch Hội đồng nghiệm thu cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, nhận định đề tài đã hoàn thành xuất sắc các mục tiêu đề ra, tạo ra những sản phẩm có hàm lượng khoa học cao và hình thành nền tảng nghiên cứu liên ngành, kết hợp hóa học hữu cơ, hóa học vật liệu, công nghệ nano và sinh học ứng dụng.

Hội đồng nghiệm thu cũng ghi nhận kết quả vượt chỉ tiêu công bố quốc tế và việc làm chủ nhiều công nghệ cốt lõi của nhóm nghiên cứu. Đây là cơ sở để tiếp tục khai thác các nguồn nguyên liệu tự nhiên của Việt Nam, phát triển sản phẩm sinh học thân thiện với môi trường và mở rộng hướng nghiên cứu ứng dụng.

Theo PGS.TS. Đặng Chí Hiền, nhiệm vụ tiếp theo là đưa các kết quả nghiên cứu đến gần hơn với thực tiễn sản xuất. Nhóm dự kiến tiếp tục sản xuất thử nghiệm pheromone, phát triển sản phẩm từ cao chiết vỏ cà phê và xương rồng, đánh giá sâu hơn hoạt tính của các dẫn xuất curcumin, đồng thời hoàn thiện công nghệ sản xuất màng bao gói thông minh và hệ nano mang hoạt chất để hướng tới chuyển giao cho doanh nghiệp.

PGS.TS. Đặng Chí Hiền nhấn mạnh: “Mục tiêu trọng tâm của chúng tôi không chỉ là có thêm các công bố khoa học, đào tạo nguồn nhân lực khoa học hiện đại mà còn là đưa những kết quả nghiên cứu từ phòng thí nghiệm trở thành các sản phẩm thiết thực phục vụ đời sống và sản xuất”.

Từ phụ phẩm nông nghiệp và nguồn nguyên liệu tự nhiên, nhóm đang từng bước phát triển các sản phẩm có tiềm năng ứng dụng theo hướng xanh, an toàn và bền vững.

Tin: Chu Ngân

Ngày cập nhật: 24/10/2026

https://vast.gov.vn/web/guest/tin-chi-tiet/-/chi-tiet/tu-phu-pham-nong-nghiep-%C4%91en-san-pham-cong-nghe-cao-phuc-vu-y-duoc-va-nong-nghiep-155888-463.html