Astaxanthin tự nhiên trước cơ hội thay đổi cuộc chơi trong nuôi trồng thủy sản

Ảnh minh họa.

Astaxanthin – chất chống ôxy hóa mạnh đồng thời là sắc tố đặc trưng cho cá hồi, cá hồi vân và nhiều loài giáp xác, luôn nằm trong nhóm phụ gia có giá trị cao nhất trong công thức thức ăn thủy sản. Tuy nhiên, trước áp lực ngày càng gia tăng về phát triển bền vững, kỳ vọng của người tiêu dùng và biên lợi nhuận liên tục bị siết chặt, việc lựa chọn giữa astaxanthin tự nhiên và tổng hợp đã trở thành một quyết định chiến lược mang tính then chốt của doanh nghiệp.

Theo ông Claude Kaplan, Tổng Giám đốc KAS, sau nhiều vòng huy động vốn cùng quá trình mở rộng và tối ưu hóa quy mô sản xuất, công ty hiện tiến gần hơn bất kỳ doanh nghiệp nào trước đây trong việc kéo giảm giá thành astaxanthin tự nhiên xuống mức có thể cạnh tranh trực tiếp với sản phẩm tổng hợp.

Bài toán khó Haematococcus

Phần lớn astaxanthin tự nhiên trên thị trường được chiết xuất từ vi tảo Haematococcus pluvialis – loài có hàm lượng astaxanthin cao và hoạt tính sinh học mạnh nhất. Tuy nhiên, nuôi cấy loài vi tảo này bằng công nghệ lên men từ lâu được xem là thách thức kỹ thuật lớn.

Gia nhập KAS năm 2021, Kaplan mang theo nền tảng đa lĩnh vực từ khoa học thực vật, hệ thống thực phẩm, nuôi trồng thủy sản đến thương mại hóa công nghệ và sở hữu trí tuệ. Thời điểm ông tiếp quản, công ty chỉ có ba nhân sự cốt lõi; hiện đội ngũ đã tăng lên tám người và tiếp tục tuyển dụng để đáp ứng yêu cầu mở rộng quy mô sản xuất.

Thị trường cần astaxanthin tự nhiên

Trên toàn cầu, astaxanthin tự nhiên hiện mới chiếm khoảng 10% nhu cầu của ngành cá hồi, dù một số phân khúc phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn này. Toàn bộ ngành cá hồi Scotland và các sản phẩm cá hồi hữu cơ đều sử dụng astaxanthin tự nhiên, do lợi thế về hình ảnh chất lượng và câu chuyện bền vững phía sau sản phẩm.

Người nuôi mong muốn một giải pháp vừa đảm bảo hiệu suất sinh trưởng, tăng cường sức khỏe vật nuôi, vừa nâng cao giá trị thương mại nhờ yếu tố tự nhiên, nhưng vẫn phải đạt mức chi phí chấp nhận được như sắc tố tổng hợp.

KAS cũng đặc biệt chú ý tới thị trường Trung Quốc, nơi nhu cầu sắc tố đỏ tự nhiên tăng nhanh không chỉ ở nhóm cá hồi mà còn ở các loài cá và giáp xác bản địa. Trong văn hóa tiêu dùng, màu đỏ gắn với may mắn và giá trị cao, do đó mức độ lên màu có thể quyết định sản phẩm được xếp vào phân khúc cao cấp hay đại trà.

Rào cản lớn nhất vẫn là giá thành. Astaxanthin tự nhiên sản xuất từ vi tảo nuôi ngoài trời hoặc trong hệ thống quang sinh học thường có giá cao gấp 10 lần so với sản phẩm tổng hợp. Ngay cả astaxanthin tạo ra bằng lên men vi khuẩn cũng cao hơn 4-5 lần.

Trong khi đó, astaxanthin chiết xuất từ vi tảo được ghi nhận có hoạt tính chống ôxy hóa và kháng viêm vượt trội, là dạng duy nhất được sử dụng trong thực phẩm bổ sung cho người. Tuy nhiên, mức chênh lệch giá hiện nay vượt quá khả năng chi trả của phần lớn người nuôi thủy sản.

Lên men tối: Đột phá công nghệ

Phần lớn nhà sản xuất astaxanthin từ tảo phụ thuộc vào ánh sáng. Dù nuôi trong ao hở hay hệ thống quang sinh kín, vi tảo vẫn cần quang hợp, điều này giới hạn mật độ sinh khối, tốc độ tăng trưởng và kéo dài chu kỳ sản xuất, từ đó làm tăng chi phí.

KAS phát triển phương pháp lên men tối sử dụng cùng loài vi tảo nhưng nuôi trong điều kiện không ánh sáng, trong các bồn lên men thép không gỉ tương tự công nghệ sản xuất bia hoặc protein lên men chính xác.

Đội ngũ KAS tại Hawaii đã mất nhiều năm chọn lọc chủng tảo và tối ưu hóa quy trình. Trước đây, nhiều doanh nghiệp không thể duy trì hàm lượng astaxanthin cao khi chuyển sang điều kiện lên men dị dưỡng. Thành công hiện tại là kết quả của hàng loạt cải tiến nhỏ, liên tục về chủng giống và thông số quy trình.

Thách thức mở rộng quy mô

Khi Kaplan gia nhập, KAS chỉ vận hành bồn lên men 100 lít trong phòng thí nghiệm. Mục tiêu nhanh chóng nâng lên 6.000 lít, tương đương quy mô tiền công nghiệp tại cơ sở của đối tác sản xuất ở Pháp đã mất nhiều năm thay vì vài tháng như dự kiến.

Công ty liên tục cải thiện hiệu suất chủng tảo, nâng cao độ ổn định và hàm lượng astaxanthin. Dù vậy, một số chỉ tiêu kỹ thuật vẫn đang trong quá trình hoàn thiện, điều được xem là bình thường trong các ngành công nghiệp dựa trên lên men.

Một mắt xích quan trọng khác là thử nghiệm thực địa trên quy mô lớn. Các thử nghiệm ban đầu trên tôm, cá hồi và cá hồi vân chỉ sử dụng vật liệu ở quy mô thử nghiệm do chưa đủ sản lượng công nghiệp. Khi có sản phẩm từ mẻ 6.000 lít, KAS dự kiến phối hợp với khách hàng chiến lược để triển khai các thử nghiệm nuôi thương phẩm quy mô lớn hơn, nhằm chứng minh hiệu quả tăng trưởng, tỷ lệ sống, khả năng chống stress ôxy hóa và chất lượng sắc tố.

Năm 2025, KAS ký thỏa thuận phát triển chung với Corbion – tập đoàn hàng đầu thế giới về công nghệ lên men, từng thương mại hóa thành công dầu tảo giàu DHA cho ngành thức ăn thủy sản. Sự hợp tác này giúp KAS tiếp cận hạ tầng, năng lực phân tích và tối ưu hóa quy trình ở cấp độ công nghiệp.

Theo Kaplan, nếu thành công, astaxanthin tự nhiên không còn là sản phẩm ngách mà trở thành tiêu chuẩn mới trong công thức thức ăn thủy sản.