Mỗi năm ước tính khoảng 6 - 8 triệu tấn vỏ giáp xác (vỏ tôm, vỏ cua, vỏ tôm hùm...) thải ra trên toàn cầu, trong đó ở vùng Đông Nam Á thải ra 1,5 triệu tấn. Tại Việt Nam thải ra trên 100.000 tấn vỏ tôm/năm trong quá trình chế biến và chỉ khoảng 30% số đó được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi. Ở các nước đang phát triển chất thải vỏ giáp xác thường được xả thẳng vào bãi rác hoặc đổ ra biển gây ô nhiễm môi trường. Với các nước phát triển, ví dụ Úc, chính phủ phải chi một khoản rất lớn để xử lí lên tới 150 USD/tấn vỏ giáp xác mỗi năm…

Trong khi đó, nhiều nghiên cứu và tài liệu đã chứng minh vỏ giáp xác chứa nhiều thành phần có giá trị: 20% - 50% canxi cacbonat, 15% - 40% chitin, 20% - 40% protein. Protein vỏ giáp xác chứa hầu hết các axit amin thiết yếu rất thích hợp để sản xuất phân bón lá trong nông nghiệp hoặc làm thức ăn chăn nuôi. Thành phần phân bón chứa canxi cacbonat không những cung cấp nguyên tố đa lượng cho cây trồng mà còn trung hòa axit trong đất và nước chua (ruộng phèn). Chitin giúp tăng khả năng quang hợp, kích thích tăng trưởng thực vật, kích hoạt hệ thống miễn dịch thực vật tự nhiên, tăng hấp thu dinh dưỡng, tăng sự nảy mầm và tăng sức sống cho cây trồng. Bột từ vỏ giáp xác, ngoài việc là một loại phân bón tự nhiên còn được coi là một loại thuốc trừ sâu sinh học, giúp ngăn chặn và tiêu diệt nhiều sâu bệnh.

Tuy nhiên, hiện nay các phương pháp xử lí tập trung vào chiết xuất chitin thường làm tiêu hủy nguồn protein và canxi cacbonat quí giá này. Chitin hầu hết được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp dược phẩm, dệt may, mỹ phẩm, xử lý nước và y sinh học rất ít được ứng dụng trong nông nghiệp. Vì vậy, việc nghiên cứu qui trình công nghệ xử lí vỏ giáp xác (tôm, cua…) bằng phương pháp enzyme tạo ra sản phẩm ứng dụng làm phân bón hữu cơ sinh học chất lượng cao phục vụ nông nghiệp là cần thiết. Nhận thấy tiềm năng ứng dụng to lớn của vỏ giáp xác nhóm nghiên cứu do Cơ quan chủ trì Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài Hoàng Phương Lan thực hiện đề tài: “Nghiên cứu qui trình công nghệ xử lí vỏ giáp xác bằng enzyme ứng dụng làm phân bón hữu cơ sinh học chất lượng cao”, với mục tiêu: Nghiên cứu đưa ra qui trình công nghệ xử lí vỏ giáp xác (tôm, cua…) bằng phương pháp enzyme ổn định, phù hợp điều kiện sản xuất trong nước, tạo ra sản phẩm ứng dụng làm phân bón hữu cơ sinh học chất lượng cao dùng bón lá và bón gốc.

Từ vỏ giáp xác có sẵn trong nước nhóm đề tài đã nghiên cứu, đưa ra các thông số công nghệ cho quá trình xử lí vỏ giáp xác (tôm, cua…) bằng một số loại enzyme qui mô 5 kg nguyên liệu/mẻ như sau: Tỉ lệ enzyme neutrase/cơ chất: 1 lít/5kg nguyên liệu; Tỉ lệ enzyme bromelain/cơ chất: 10 lít/ 5kg nguyên liệu; Tỉ lệ enzyme papain/cơ chất: 75 gam/5kg nguyên liệu; Nhiệt độ 55ºC; Thời gian 2,5 giờ; pH 5,5 - 6,0. Thu nhận 40 - 45 lít dịch sau thủy phân chứa 0,46 - 0,51% Nts và 3,82 - 3,99 kg mẫu cặn sau thủy phân chứa 19,79 - 20,42% chitin.

- Đã nghiên cứu đưa ra qui trình tạo chế phẩm phân hữu cơ sinh học dùng bón lá từ sản phẩm của qui trình công nghệ xử lí vỏ giáp xác bằng enzyme có hàm lượng Nts 3,12%, hàm lượng hữu cơ 25,41%, pH 6,5 đạt yêu cầu theo quy định tại Nghị định 108/2017/NĐ-CP.

- Đã nghiên cứu đưa ra qui trình tạo chế phẩm phân hữu cơ sinh học dùng bón gốc từ sản phẩm của qui trình công nghệ xử lí vỏ giáp xác bằng enzyme có hàm lượng Nts 4,28%, hàm lượng hữu cơ 51,34%, hàm lượng chitin 16,02%, độ ẩm 1.25% đạt yêu cầu theo quy định tại Nghị định 108/2017/NĐ-CP.

- Kết quả phân tích chất lượng mẫu phân hữu cơ sinh học từ vỏ giáp xác dùng bón lá và dùng bón gốc đạt yêu cầu chỉ tiêu chất lượng phân bón theo quy định tại Nghị định 108/2017/NĐ-CP, đặc biệt hàm lượng hữu cơ trong mẫu phân bón gốc rất cao đạt 48,52% (xem phiếu kết quả thử nghiệm).

Đã sản xuất thử nghiệm thành công 129 lít dịch và 11,76 kg cặn sau thủy phân; 27,3 lít phân bón lá và 14,7 kg phân bón gốc với độ ổn định của qui trình là 9,1 lít phân bón lá và 4,9 kg phân bón gốc/mẻ.

Đã thử nghiệm sản phẩm ngoài đồng ruộng kết quả cho rau màu tăng trưởng tốt, có hiệu quả kinh tế cụ thể:

Mẫu phân hữu cơ sinh học từ vỏ giáp xác dùng bón lá được khuyến cáo sử dụng ở mức bón 75-100 lít/ha/lần phun cho rau cải ngọt sẽ cho năng suất và hiệu quả kinh tế cao nhất. Năng suất tăng so với đối chứng từ 11,2-14,2%, hiệu quả kinh tế tăng thêm từ 6.260.000-8.370.000 đồng/ha

Mẫu phân hữu cơ sinh học từ vỏ giáp xác dùng bón gốc được khuyến cáo sử dụng ở mức bón 450-600 kg/ha/bón lót cho cây rau cải ngọt sẽ cho năng suất và hiệu quả kinh tế cao nhất. Năng suất tăng so với đối chứng từ 17,3-20,6%, hiệu quả kinh tế tăng thêm từ 824.000 đồng-1.208.000 đồng/ha.