Dự án "Chiết xuất canxi từ xương cá ngừ" của em Trịnh Hoàng Long, học sinh lớp 12C11, Trường Trung học Phổ thông Nguyễn Văn Trỗi, thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa, vừa đoạt giải ba tại cuộc thi Khoa học kỹ thuật dành cho học sinh Trung học cấp quốc gia năm học 2019-2020.

Cuộc thi do Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức tháng Sáu vừa qua, tại thành phố Đà Nẵng.

Em Trịnh Hoàng Long cho biết tỉnh Khánh Hòa là nơi có nguồn tài nguyên biển vô cùng phong phú, nhiều nhà máy chế biến thủy sản, trong đó có cá ngừ.

Cá ngừ chiếm trữ lượng lớn 600.000 tấn, khả năng khai thác có thể đạt tới 200.000 tấn/năm.

Dinh dưỡng của con cá ngừ cá khá cao, kể cả phế liệu cá ngừ bao gồm xương, đầu cá, bởi trong đó có hàm lượng canxi ở dạng hydroxyapatite khá cao. Tuy nhiên, trong thực tế phế liệu cá ngừ vẫn chưa được tận dụng tốt, chủ yếu làm phân bón, thức ăn cho gia súc, gia cầm.

Trước thực tế trên, Trịnh Hoàng Long trao đổi cùng thầy hướng dẫn dạy môn Hóa học Trần Thế Quang và được thầy Quang định hướng phương pháp nghiên cứu khoa học cũng như hỗ trợ điều kiện cần thiết để thực hiện dự án: “Chiết xuất canxi từ xương cá ngừ.”

Qua 2 năm (từ năm còn là học sinh lớp 10 đến khi học lớp 12) Long đã khảo sát các điều kiện chiết tách canxi từ xương cá ngừ theo phương pháp thủy phân bằng hóa chất ở nồng độ phù hợp để thu về chế phẩm canxi thành dạng tự nhiên có độ tinh sạch khá cao, hoặc kích thước nano.

Quy trình cụ thể tuần tự các bước như sau xử lý mẫu thô bằng cách làm sạch, luộc chín, phơi khô và giã nhỏ xương cá ngừ; ngâm mẫu qua xử lý thô với tỷ lệ 1 nguyên liệu 2 dung dịch NaOH trong 24 giờ, ở 90 độ C; sau đó rửa sạch, sấy khô và kiểm tra các điều kiện an toàn, thành phần trong mẫu.

Công đoạn cuối cùng là ngâm trong etanol trong 5 phút và để lắng trong 24 giờ. Kết thúc quy trình sẽ thu về được chế phẩm canxi ở kích thước nano và micro.

Thành phẩm canxi lúc này hoàn toàn có thể bổ sung vào thực phẩm sử dụng hằng ngày. Điều quan trọng trong suốt quá trình pha chế là phải kiểm soát được nhiệt độ và tỷ lệ phù hợp, bởi chỉ cần sai sót ở giai đoạn này, các giai đoạn sau rất khó để thu về thành phẩm canxi.

Trước Long, cũng có một số công trình nghiên cứu về chiết tách canxi từ xương cá theo nhiều phương pháp khác nhau.

Điển hình là phương pháp thủy phân bằng hóa chất NaOH ở nhiệt độ cao và nung. Tuy nhiên, cả hai phương pháp này rất khó thực hiện ở ngoài phòng thí nghiệm, nhà máy do sử dụng nhiệt độ lớn lần lượt trên 250 độ C và 1.200 độ C.

Còn của Trịnh Hoàng Long, dù cùng sử dụng cách thức thủy phân bằng NaOH nhưng nhiệt độ thấp hơn, chỉ 90 độ C, rất dễ ứng dụng trong thực tế.

“Chỉ cần áp dụng đúng theo quy trình, bất cứ ai cũng có thể điều chế canxi từ xương cá ngừ thành công. Em mong muốn mọi người dân đều có thể tự mình áp dụng và tự điều chế canxi, bổ sung dinh dưỡng cho cả gia đình, tránh lãng phí nguồn tài nguyên canxi tốt, nhất là các gia đình ở gần biển, làm nghề đánh bắt thủy sản,” Trịnh Hoàng Long chia sẻ.

Long cũng cho biết thêm trong suốt quá trình theo đuổi dự án, em nhận được rất nhiều sự quan tâm của gia đình, bạn bè và nhất là nhà trường.

Trường Trung học Phổ thông Nguyễn Văn Trỗi của Long không chỉ hỗ trợ vật chất để em mua nguyên liệu, làm mẫu xét nghiệm mà còn liên hệ với Trường Đại học Nha Trang của thành phố Nha Trang, để mượn phòng thí nghiệm cho Long thực hiện dự án. Khó khăn lớn nhất của em là vừa đi học vừa nghiên cứu khoa học nên thời gian thực hiện dự án bị kéo dài.

Thầy Huỳnh Vĩnh Khang, Hiệu trưởng Trường Trung học Phổ thông Nguyễn Văn Trỗi, cho biết cơ sở vật chất của trường còn thiếu, chưa đáp ứng được việc nghiên cứu khoa học có hàm lượng khoa học cao, trường đã liên hệ và được sự trợ giúp của các trường đại học trên địa bàn.

Mặt khác bản thân Trịnh Hoàng Long cũng là học sinh giỏi có năng khiếu về môn Hóa học và Sinh học, nên em rất dễ tiếp cận với phương pháp thủy phân xương cá để chiết xuất canxi.

Kết quả đoạt giải ba cuộc thi Khoa học kỹ thuật dành cho học sinh Trung học cấp quốc gia năm học 2019-2020 của Long là một minh chứng cho sự nỗ lực của cá nhân em Long và đội ngũ giáo viên trong việc thực hiện và phát triển phong trào khoa học kỹ thuật trong nhà trường phổ thông.

Trịnh Hoàng Long cho biết việc chiết xuất canxi từ xương cá ngừ dễ áp dụng ở các quy mô nhỏ của hộ gia đình, chẳng những vừa tận dụng nguồn phế liệu từ các nhà máy chế biến thủy sản, vừa gia tăng giá trị sử dụng của phế liệu, đồng thời giải quyết một phần nhu cầu canxi cho con người.

Tuy nhiên, để sản phẩm canxi có thể được ứng dụng trong lĩnh vực dược phẩm, y học, cần có nhiều nghiên cứu sâu hơn về quy trình tinh chế và sản xuất bột xương, đồng thời giá trị sinh học canxi của bột xương cũng cần được nghiên cứu nhằm xác định rõ giá trị, chất lượng của sản phẩm, từ đó xác định giới hạn khả năng ứng dụng của sản phẩm thu được.

Do đó, trong thời gian tiếp theo khi thi vào các trường cao đẳng, đại học, Long dự định thi thêm các ngành có liên quan đến công nghệ sinh học để có kiến thức cũng như cơ hội tiếp tục phát triển đề tài, mặc dù bản thân em đã được tuyển thẳng vào Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh./.