Nghiên cứu được thực hiện nhằm khai thác giá trị của thân thanh long ruột trắng (Hylocereus undatus) – một nguồn phụ phẩm nông nghiệp thường bị bỏ phí – thông qua quá trình lên men chua bằng Bacillus spp. trong điều kiện kỵ khí để tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao hơn và tiềm năng ứng dụng trong thức ăn chăn nuôi hoặc chế phẩm sinh học. Trong sản xuất thanh long, phần thân cây sau cắt tỉa hoặc loại bỏ thường có khối lượng lớn, nhưng chưa được tận dụng hiệu quả. Việc chuyển hóa nguồn sinh khối này bằng công nghệ vi sinh không chỉ giúp giảm lãng phí tài nguyên mà còn góp phần xử lý phụ phẩm theo hướng bền vững, gia tăng giá trị kinh tế và giảm áp lực môi trường.

Nguyên liệu chính của nghiên cứu là bột thân thanh long, được phối trộn với bột bắp và bột cám nhằm điều chỉnh thành phần dinh dưỡng, đặc biệt là bổ sung nguồn carbohydrate dễ lên men và cân đối cơ chất cho hoạt động của vi khuẩn. Các nghiệm thức được thiết kế để khảo sát đồng thời nhiều yếu tố ảnh hưởng, bao gồm tỷ lệ phối trộn nguyên liệu, thời gian lên men (1, 3, 5 và 7 ngày) và tỷ lệ bổ sung dung dịch Bacillus spp. (0%, 3%, 6% và 9%) với mật số ban đầu 10⁷ CFU/mL. Cách tiếp cận này cho phép xác định tổ hợp tối ưu nhằm đạt hiệu quả lên men cao nhất về mặt vi sinh và giá trị dinh dưỡng.

Các chỉ tiêu được theo dõi gồm tổng số vi khuẩn, pH, hàm lượng lactic acid, protein hòa tan và ammonia – đây là những thông số quan trọng phản ánh cả hiệu quả lên men, mức độ bảo quản sinh học lẫn chất lượng sản phẩm cuối cùng. Trong đó, pH thấp và hàm lượng lactic acid cao cho thấy quá trình lên men chua diễn ra hiệu quả, giúp ức chế vi sinh vật gây hư hỏng; protein hòa tan phản ánh mức độ cải thiện giá trị dinh dưỡng; còn ammonia là chỉ số liên quan đến sự phân giải protein quá mức hoặc hư hỏng, nên cần được duy trì ở mức thấp.

Kết quả nghiên cứu xác định rằng công thức tối ưu là hỗn hợp gồm 70% bột thân thanh long, 15% bột bắp và 15% bột cám, bổ sung 6% dung dịch Bacillus spp., lên men trong điều kiện kỵ khí ở 37°C trong 3 ngày. Ở điều kiện này, sản phẩm đạt mật độ vi khuẩn rất cao (9,33 Log CFU/g), chứng tỏ hệ vi sinh phát triển mạnh và ổn định. Giá trị pH đạt 4,7 cho thấy môi trường đủ acid để hỗ trợ bảo quản và kiểm soát vi sinh vật không mong muốn. Hàm lượng lactic acid đạt 6,46 g/L, phản ánh hiệu quả lên men chua tốt, trong khi protein hòa tan đạt 204 mg/mL cho thấy quá trình lên men đã cải thiện khả năng chuyển hóa và giá trị dinh dưỡng của nguyên liệu. Đặc biệt, hàm lượng ammonia chỉ ở mức 0,483 g/kg, cho thấy mức phân hủy không mong muốn thấp, sản phẩm vẫn duy trì chất lượng tốt.

Ý nghĩa nổi bật của nghiên cứu là chứng minh khả năng sử dụng Bacillus spp. để chuyển hóa phụ phẩm thân thanh long thành sản phẩm lên men có giá trị sinh học cao trong thời gian ngắn. Điều này mở ra tiềm năng ứng dụng trong sản xuất thức ăn lên men cho chăn nuôi, đặc biệt ở các vùng trồng thanh long quy mô lớn, nơi nguồn phụ phẩm dồi dào nhưng chưa được khai thác hiệu quả. Ngoài ra, việc tận dụng thân thanh long còn góp phần phát triển mô hình nông nghiệp tuần hoàn, giảm chất thải và nâng cao giá trị chuỗi sản xuất.

Từ kết quả nghiên cứu, có thể khẳng định rằng lên men chua bột thân thanh long bằng Bacillus spp. là một hướng đi khả thi, hiệu quả và giàu tiềm năng trong công nghệ sinh học nông nghiệp. Đây là cơ sở quan trọng cho các nghiên cứu tiếp theo về quy mô hóa sản xuất, đánh giá giá trị sử dụng thực tiễn và phát triển các sản phẩm sinh học từ phụ phẩm nông nghiệp theo hướng bền vững.