Nghiên cứu chế tạo màng bioplastic từ rong sụn: hướng ứng dụng mới cho các sản phẩm thân thiện môi trường

Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM vừa tổ chức Hội đồng tư vấn nghiệm thu nhiệm vụ KH&CN "Nghiên cứu thu nhận carrageenan từ rong sụn (Kappaphycus alvarezii) ở Ninh Thuận với sự hỗ trợ của sóng siêu âm định hướng ứng dụng chế tạo màng bioplastic".

Nhiệm vụ do Trung tâm Nghiên cứu triển khai Khu công nghệ cao chủ trì, ThS. Ngô Hồng Loan làm chủ nhiệm; được thực hiện nhằm chiết tách carrageenan chất lượng cao từ rong sụn Ninh Thuận bằng phương pháp chiết có hỗ trợ bởi sóng siêu âm và đánh giá tiềm năng carrageenan thu được để chế tạo bioplastic. Kết quả nghiên cứu mở ra hướng ứng dụng phát triển các vật liệu bao bì an toàn, thân thiện với môi trường, đồng thời nâng cao giá trị kinh tế cho rong sụn của Việt Nam.

Theo nhóm nghiên cứu, rong sụn (Kappaphycus alvarezii) là nguồn tài nguyên dồi dào tại vùng biển Ninh Thuận, chứa hàm lượng carrageenan (một loại polysaccharide tự nhiên) rất cao, chiếm trên 61% khối lượng khô. Tuy nhiên, rong sụn chủ yếu được xuất khẩu thô với giá trị kinh tế thấp, trong khi Việt Nam vẫn phải nhập khẩu carrageenan tinh chế với giá cao để phục vụ ngành thực phẩm và y sinh. Bên cạnh đó, vấn đề ô nhiễm môi trường do rác thải nhựa không phân hủy đang trở thành thách thức toàn cầu. Việc tìm kiếm các nguồn vật liệu sinh học để thay thế nhựa truyền thống là ưu tiên hàng đầu.

ThS. Ngô Hồng Loan, đại diện nhóm nghiên cứu, trình bày kết quả thực hiện nhiệm vụ

Trong nhiệm vụ này, nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp chiết có hỗ trợ của sóng siêu âm (UAE) để chiết xuất carrageenan từ K. alvarezii. Mục tiêu trọng tâm là tối ưu hóa quy trình thu nhận carrageenan chất lượng cao và xây dựng quy trình chế tạo màng nhựa sinh học - bioplastic có đặc tính cơ lý tốt.

Nhóm đã tiến hành các nội dung thu nhận và xử lý nguyên liệu (rong sụn từ Ninh Thuận được làm sạch, sấy khô và nghiền nhỏ để chuẩn bị cho quá trình chiết); xây dựng quy trình ly trích carrageenan từ rong sụn bằng phương pháp siêu âm; xây dựng quy trình chế tạo vật liệu bioplastic; đánh giá đặc tính vật liệu bioplastic.

Kết quả, về quy trình chiết carrageenan từ rong sụn với hỗ trợ của sóng siêu âm, đã xác định được điều kiện tối ưu cho quá trình UAE gồm: nhiệt độ 70°C, thời gian 45 phút, tỷ lệ rong/dung môi 1:100 (w/v) tại pH 4. Ở điều kiện này, hiệu suất thu hồi carrageenan đạt mức tối đa và giữ được độ nhớt ổn định. Về đặc tính carrageenan, kết quả phân tích phổ FTIR khẳng định carrageenan thu nhận được giữ nguyên cấu trúc đặc trưng của kappa-carrageenan, đạt các tiêu chuẩn cảm quan và kỹ thuật, đảm bảo chất lượng cho ứng dụng sản xuất màng nhựa sinh học.

Sản phẩm của nhiệm vụ: bột carrageenan chiết xuất từ rong sụn và vật liệu bioplastic dạng màng

Kết quả nhiệm vụ cũng xây dựng thành công quy trình chế tạo màng nhựa sinh học - bioplastic với công thức tối ưu: 3% carrageenan, 1% sorbitol và 0,1% chitosan. Màng thành phẩm có bề mặt đồng nhất, độ trong suốt cao, tính chất cơ lý bền vững, khả năng phân hủy và khả năng kháng nước tốt.

Trên cơ sở những kết quả đạt được, nhóm nghiên cứu cũng đề xuất một số hướng phát triển tiếp theo nhằm hoàn thiện và mở rộng khả năng ứng dụng của màng nhựa sinh học từ carrageenan. Thời gian tới, đơn vị chủ trì đề tài dự kiến phối hợp với các doanh nghiệp ứng dụng sản phẩm để làm cơ sở đánh giá và đưa vào ứng dụng rộng rãi.

Hội đồng tư vấn nghiệm thu nhiệm vụ tại Sở KH&CN TP.HCM ngày 25/3/2026

Hội đồng nghiệm thu đánh giá cao đóng góp mới của đề tài trong việc thiết lập quy trình thu nhận carrageenan có hỗ trợ sóng siêu âm từ rong sụn Kappaphycus alvarezii tại Ninh Thuận. Quy trình góp phần hoàn thiện cơ sở khoa học cho việc ứng dụng công nghệ siêu âm trong chiết tách polysaccharide từ nguyên liệu bản địa của Ninh Thuận. Đồng thời đóng góp vào cơ sở dữ liệu nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực vật liệu xanh thông qua việc bổ sung dữ liệu thực nghiệm về sự tương tác giữa sóng siêu âm và polysaccharide, cung cấp dữ liệu so sánh về ảnh hưởng của các mức chất hóa dẻo trên nền carrageenan, xây dựng tập dữ liệu tham chiếu có giá trị phục vụ các nghiên cứu tiếp theo về tối ưu hóa quy trình chiết tách và phát triển vật liệu màng bioplastic.

Quy trình chế tạo màng nhựa sinh học bioplastic có khả năng áp dụng sản xuất quy mô công nghiệp, hướng tới thương mại hóa công nghệ và sản phẩm. Kết quả nghiên cứu không chỉ mở ra hướng phát triển vật liệu thân thiện môi trường, ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm bao bì an toàn, phân hủy sinh học, mà còn góp phần nâng cao giá trị kinh tế cho nguồn rong sụn ở Ninh Thuận. Đồng thời góp phần thúc đẩy chuyển giao công nghệ, mở rộng quy mô sản xuất và phát triển các sản phẩm ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, nông nghiệp và vật liệu sinh học.

Lam Vân (CISAST)