Nhật Bản và hành trình nông nghiệp xanh - Bài cuối: Hướng đi mới cho hạt gạo

Đây được xem là hướng đi quan trọng để mở rộng nhu cầu tiêu dùng, nâng cao hiệu quả sử dụng nông sản và củng cố cơ sở sản xuất lúa gạo trong nước.

*Nguyên liệu cho thực phẩm mới 

Một trong những công nghệ đáng chú ý là Amorfast do Công ty Alphatech Inc. phát triển. Đây là công nghệ nghiền có kiểm soát nhiệt độ, cho phép phá vỡ cấu trúc tinh thể của tinh bột và đưa tinh bột về trạng thái vô định hình trong thời gian rất ngắn mà không cần sử dụng nước. 

Bột gạo khô đang tuôn ra sau khi được nghiền bằng công nghệ Amorfast. Ảnh: Nguyễn Tuyến - Pv TTXVN tại Nhật Bản

Đối với tinh bột trong gạo và các loại ngũ cốc, quá trình này được gọi là “alpha hóa”. Sau khi được nghiền và xử lý, nguyên liệu trở thành dạng bột khô đã được hồ hóa trước. Khi thêm nước, bột nhanh chóng chuyển sang trạng thái sệt và có thể được sử dụng trong nhiều loại thực phẩm. 

Điểm nổi bật của Amorfast là toàn bộ quá trình không sử dụng nước. So với phương pháp xử lý truyền thống, công nghệ này có thể rút ngắn quy trình, tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí sản xuất. Sản phẩm sau khi alpha hóa chỉ còn độ ẩm khoảng 2-3%. Nếu được bảo quản trong điều kiện không tiếp xúc với nước, bột có thể giữ chất lượng trong khoảng 5-6 năm mà không đổi màu hoặc hư hỏng. 

Ông Yuichi Komai, Giám đốc đại diện Công ty Alphatech, giới thiệu máy nghiền Amorfast cỡ lớn đang được chạy thử nghiệm. Ảnh: Nguyễn Tuyến - Pv TTXVN tại Nhật Bản

Theo ông Yuichi Komai, Giám đốc đại diện Alphatech, bánh mì làm hoàn toàn từ bột gạo, không chứa gluten, được đánh giá là một trong những thị trường có nhiều tiềm năng. Công ty cũng đang phát triển sản phẩm cháo kem từ gạo dành cho vận động viên, người tập thể hình và những người cần bổ sung carbohydrate nhanh chóng. 

Bột gạo alpha hóa còn có thể được sử dụng trong thức ăn dặm cho trẻ nhỏ và thực phẩm chăm sóc điều dưỡng dành cho người cao tuổi hoặc người gặp khó khăn trong việc nhai, nuốt. Đặc tính dễ sử dụng, dễ hấp thụ và bảo quản lâu cũng mở ra khả năng ứng dụng làm lương thực dự trữ trong trường hợp xảy ra thiên tai.

Với sự hỗ trợ tài chính của Tổ chức Phát triển Công nghệ công nghiệp và Năng lượng mới Nhật Bản (NEDO), Alphatech đã phát triển máy nghiền Amorfast quy mô lớn, có khả năng xử lý khoảng 50kg nguyên liệu mỗi giờ và đưa vào vận hành từ tháng 4/2023. Công ty đang tiếp tục phát triển thiết bị có công suất hơn một tấn mỗi giờ, dự kiến bắt đầu hoạt động vào tháng 10/2026. 

Theo Alphatech, chi phí đầu tư cho thiết bị đầu tiên tương đối cao vì bao gồm phần lớn kinh phí nghiên cứu và phát triển. Khi máy móc được sản xuất hàng loạt, chi phí chế tạo và giá thành xử lý trên mỗi kilogram nguyên liệu được kỳ vọng sẽ giảm đáng kể. 

* Ứng dụng cho nhiên liệu và vật liệu sinh học 

Tiềm năng của Amorfast không giới hạn ở tinh bột và sản phẩm ăn uống. Alphatech đang nghiên cứu ứng dụng nguyên lý tương tự để xử lý cellulose trong gỗ và cỏ, giúp những nguồn sinh khối khó sử dụng trở thành nguyên liệu có giá trị cao hơn. 

Cellulose sau xử lý có thể được nghiên cứu làm thức ăn chăn nuôi hoặc thay thế một số công đoạn tiền xử lý trong sản xuất bioethanol. Nếu được thương mại hóa ở quy mô lớn, công nghệ này có thể mở rộng chuỗi ứng dụng từ thực phẩm sang thức ăn chăn nuôi, nhiên liệu sinh học và vật liệu mới. 

Cách tiếp cận đó cho thấy công nghệ thực phẩm không chỉ nhằm tạo ra một mặt hàng tiêu dùng mới. Việc thay đổi tính chất của nguyên liệu có thể giúp tăng khả năng sử dụng nông sản, kéo dài thời gian bảo quản, hạn chế thất thoát và chuyển những nguồn sinh khối trước đây khó khai thác thành đầu vào cho các ngành sản xuất khác. 

Trong khi Alphatech tập trung thay đổi đặc tính của tinh bột, Công ty Sanwa Yushi Co., Ltd. lựa chọn hướng đi khác: khai thác tối đa giá trị của cám gạo - lớp nằm giữa vỏ trấu và hạt gạo trắng, thường được tách ra trong quá trình xay xát. 

Ông Junpei Miyashita, Đại diện Công ty Sanwa Yushi Co., Ltd. giới thiệu sản phẩm dầu cám gạo đóng trong hộp giấy và dầu cám gạo đóng chai. Ảnh: Nguyễn Tuyến – Pv TTXVN tại Nhật Bản

Sanwa Yushi chuyên sản xuất dầu cám gạo và các sản phẩm chế biến từ nguồn cám trong nước, hiện chiếm khoảng 15% thị trường dầu cám gạo tại Nhật Bản. Tuy nhiên, dầu cám gạo mới chiếm khoảng 4% tổng thị trường dầu thực vật của nước này, cho thấy vẫn còn nhiều dư địa phát triển. 

Cám gạo chứa nhiều thành phần có giá trị, trong đó có gamma-oryzanol. Khác với nhiều loại dầu ăn phụ thuộc vào nguyên liệu nhập khẩu, dầu cám gạo có thể được sản xuất từ nguồn phụ phẩm phát sinh ngay trong quá trình xay xát gạo tại Nhật Bản. Việc mở rộng sản xuất và tiêu dùng loại dầu này vì vậy có thể góp phần sử dụng hiệu quả hơn nguồn nguyên liệu trong nước. 

Bên cạnh dây chuyền sản xuất thông thường, Sanwa Yushi còn phát triển phương pháp ép dầu bằng tác động vật lý, không sử dụng hóa chất trong công đoạn ép. Sản phẩm được định vị là dòng dầu cám gạo có giá trị gia tăng cao nhờ phương pháp chế biến tự nhiên. 

Đáng chú ý, phần cám còn lại sau khi ép tiếp tục được nghiên cứu để sử dụng làm thực phẩm. Trước đây, nguyên liệu này chủ yếu được dùng làm thức ăn chăn nuôi. Bằng phương pháp ép và chế biến riêng, doanh nghiệp đã tạo ra sản phẩm bột cám gạo “High Bref”, được sản xuất bằng cách rang cám với hơi nước trước khi nghiền thành bột. 

Sản phẩm có thể được bổ sung vào bữa ăn hằng ngày và đã được sử dụng làm nguyên liệu cho một loại bánh mì có hàm lượng carbohydrate thấp do một chuỗi cửa hàng tiện lợi lớn kinh doanh. Việc thương mại hóa sản phẩm cho thấy cám gạo không chỉ là nguyên liệu sản xuất dầu hoặc thức ăn chăn nuôi mà còn có thể trở thành thực phẩm dành cho con người. 

* Khép kín vòng tuần hoàn của hạt lúa 

Chu trình tận dụng cám gạo của Sanwa Yushi không dừng lại ở dầu ăn và thực phẩm. Doanh nghiệp còn nghiên cứu sản xuất phân bón bằng cách kết hợp phần cám còn lại sau khi chiết xuất dầu với vi khuẩn phát sinh trong quá trình xử lý nước thải của nhà máy. 

Các sản phẩm dầu cám gạo và bột cám gạo High Bref. Ảnh: Nguyễn Tuyến – Pv TTXVN tại Nhật Bản

Phân bón sau đó được sử dụng để trồng lúa. Khi lúa được thu hoạch và xay xát, cám gạo lại trở thành nguyên liệu sản xuất dầu. Như vậy, một vòng tuần hoàn được hình thành: lúa tạo ra gạo và cám; cám được chế biến thành dầu và thực phẩm; phần còn lại được đưa vào sản xuất phân bón; phân bón tiếp tục phục vụ vụ lúa tiếp theo. 

Các sáng kiến của Alphatech và Sanwa Yushi cho thấy nỗ lực bảo đảm an ninh lương thực của Nhật Bản không chỉ diễn ra trên cánh đồng. Công nghệ chế biến đang mở rộng công dụng của gạo, nâng giá trị phụ phẩm, kéo dài thời gian bảo quản và đưa nguyên liệu trở lại chu trình sản xuất. 

Thay vì chỉ tìm kiếm những nguồn tài nguyên mới, các doanh nghiệp Nhật Bản đang nhìn nhận lại giá trị của những gì sẵn có trong hạt lúa. Việc biến gạo thành bánh mì, thực phẩm chăm sóc, lương thực dự trữ và biến cám gạo thành dầu ăn, thực phẩm, phân bón cho thấy công nghệ có thể đồng thời mở rộng thị trường, giảm chất thải và nâng cao hiệu quả sử dụng nông sản. Đây là một phần quan trọng trong nỗ lực xây dựng hệ thống lương thực tuần hoàn, bền vững và có khả năng chống chịu tốt hơn trước những biến động trong tương lai.

Nguyễn Tuyến/vnanet.vn