Tổng quan về ruồi lính đen Hermetia Illucens

Chia sẻ: Lý Mân Hạo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

206
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết này trình việc sử dụng côn trùng làm thực phẩm là một dự đoán nhiều hứa hẹn trong tương lai. Trong số các côn trùng được coi như là nguồn protein thay thế, ruồi lính đen được nhiều nhà khoa học đánh giá là loài sinh vật có khả năng chuyển đổi sinh học hiệu quả nhiều loại chất thải hữu cơ vào sinh khối côn trùng. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tổng quan về ruồi lính đen Hermetia Illucens

TỔNG QUAN VỀ RUỒI LÍNH ĐEN HERMETIA ILLUCENS Nguyễn Văn Chung*, Lê Hoàng Huy, Huỳnh Thị Khuê Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai TÓM TẮT Sử dụng côn trùng làm thực phẩm là một dự đoán nhiều hứa hẹn trong tương lai. Trong số các côn trùng được coi như là nguồn protein thay thế, ruồi lính đen được nhiều nhà khoa học đánh giá là loài sinh vật có khả năng chuyển đổi sinh học hiệu quả nhiều loại chất thải hữu cơ vào sinh khối côn trùng. Ưu điểm của ruồi lính đen là dễ nuôi, không cần đầu tư lớn. Ấu trùng ruồi lính chứa 42% protein thô và 29% chất béo và không mang vi sinh vật gây bệnh và rất thích hợp để sử dụng làm nguồn cung cấp protein và chất béo cho vật nuôi. Từ khóa: Ruồi lính đen Hermetia illucens, côn trùng làm thực phẩm, phân hủy rác thải hữu cơ. 1 GIỚI THIỆU Trong lịch sử phát triển, côn trùng đã được con người sử dụng làm thực phẩm, tuy nhiên, hiện nay nguồn thực phẩm từ côn trùng đang rất được quan tâm khi mà các nguồn cung cấp thực phẩm từ các loại động vật khác đang bị suy giảm do bị khai thác quá mức. Côn trùng là động vật có tiềm năng lớn và được coi như là một giải pháp để giảm bớt khủng hoảng thực phẩm, đặc biệt là lo ngại về mất an ninh lương thực toàn cầu do biến đổi khí hậu và/hoặc dân số tăng [1]. Bên cạnh việc ngon miệng khi được chế biến đúng cách, côn trùng là nguồn protein phong phú, chất béo tốt và các nguyên tố vi lượng ổn định. Ưu điểm lớn nhất của chúng so với các loài động vật cung cấp thịt khác là tác động môi trường thấp. Côn trùng có tỷ lệ chuyển đổi thức ăn thành protein thấp hơn so với gia súc và thậm chí cả gia cầm theo một số nguồn, và tạo ra ít khí nhà kính và lượng khí thải amoniac thấp hơn bất kỳ vật nuôi thông thường nào [2]. Trang trại côn trùng quy mô công nghiệp cần ít nước và không gian đất hơn đồng cỏ [2], sự tiêu tốn lượng nước để tạo ra mỗi gram protein thấp hơn bất kỳ vật nuôi thông thường nào hoặc thậm chí là sữa và trứng [2], và một số loài côn trùng thậm chí có thể tiêu thụ chất thải hữu cơ và các xác bã thực vật. Nuôi côn trùng trên rác thải, những thứ mà con người không sử dụng được và sau đó sử dụng côn trùng để làm thức ăn cho gia súc, gia cầm, tăng hàm lượng protein của những động vật cung cấp thức ăn cho con người, tạo nên một vòng khép kín, thân thiện hơn với môi trường và hiệu quả hơn so với việc trồng các loại ngũ cốc hoặc thức ăn khác, sử dụng đất và tài nguyên có thể được sử dụng để trồng thức ăn cho con người [3]. Ruồi lính đen có tên khoa học là Hermetia illucens, thuộc họ Stratiomyidae. Chúng có nguồn gốc từ châu Mỹ, nhưng hiện tại chúng đã có mặt khắp nơi trên toàn thế giới ở cả vùng ôn đới và nhiệt đới [1, 2] Ruồi lính là côn trùng vô hại và có ích đối với con người vì chúng đóng vai trò quan trọng giải 338
quyết hai trong số những khó khăn của nền nông nghiệp hiện đại là phân hủy rác thải hữu cơ và cung cấp nguồn protein cho vật nuôi [4]. Ruồi lớn không tiêu thụ gì ngoài nước, không tiếp cận con người, không cắn hoặc chích, và không truyền bệnh hoặc phổ biến bất kỳ bệnh cụ thể nào [1]. Ấu trùng ruồi lính đen (BSFL ăn nhiều loại vật liệu hữu cơ và đã được sử dụng trong các mục đ ch quản lý chất thải như phân chuồng, rơm rạ, chất thải thực phẩm, bã ngũ cốc sau chưng cất, bùn phân, nội tạng động vật, chất thải nhà bếp, v.v. [2]. Khả năng xử lý chất thải của ruồi lính đen cao nhất trong số các loài ruồi [5]. Ấu trùng ruồi lính đen có thể ăn được. Tỷ lệ chuyển đổi thức ăn của chúng được biết là vượt trội so với cả dế và giun và không độc hại [5]. Những phần ruồi lính đen không sử dụng cộng với phân của chúng thải ra, có thể được sử dụng làm phân bón [6]. Thời gian phát triển ấu trùng của chúng trên ba tuần dài hơn so với ruồi như ruồi nhà và ruồi xanh, có ngh a là một ấu trùng sẽ tiêu thụ một lượng lớn cơ chất hơn và tạo ra nhộng lớn hơn [6]. Ngoài ra, khi ruồi lính đen chuyển sang giai đoạn nhộng, chúng sẽ rời khỏi cơ chất và di chuyển đến một nơi cao, sạch sẽ, nên dễ dàng cho việc thu hoạch. Tất cả những lợi ích này làm cho ruồi lính trở nên thiết thực và là một công cụ phù hợp để phân hủy chất thải hữu cơ và làm thức ăn chăn nuôi bền vững, cung cấp thực phẩm cho con người. 2 PHÂN LOẠI VÀ VÒNG Đ I CỦA RUỒI LÍNH Hình 1: Vòng đời của ruồi lính (theo Femanda et al., 2017) [7] Ruồi lính là côn trùng biến thái hoàn toàn, trải qua bốn giai đoạn phát triển trong vòng đời của chúng: trứng, ấu trùng, nhộng và thành trùng. Tùy thuộc vào nhiệt độ, nguồn thức ăn và các điều kiện khác của môi trường mà thời gian hoàn thành vòng đời khác nhau. Giai đoạn trứng kéo dài 3- 4 ngày. Trong điều kiện được cung cấp thức ăn đầy đủ và nhiệt độ, ẩm độ tương đối thích hợp, ấu trùng phát triển trong vòng 2 tuần. Ấu trùng có 5 tuổi. Trước khi hóa nhộng, ấu trùng trãi qua giai đoạn tiền nhộng, kéo dài 2 tuần. Thời gian nhộng kéo dài khoảng 2 tuần thì vũ hóa thành trưởng thành. Trưởng thành có thể sống 5-12 ngày. Trưởng thành cái có thể đẻ từ 500 - 1200 trứng tùy thuộc vào nguồn thức ăn và điều kiện nuôi. Vòng đời của ruồi lính kéo dài 40 - 45 ngày. Trong điều kiện nhân nuôi không phù hợp, vòng đời của chúng có thể kéo dài đến 6 tháng [8]. 339
Bảng 1: Vòng đời của ruồi lính Vòng đời Ngày Nhiệt độ (oC) Độ ẩm tương đối (%) Trứng 4 Trên 26 Trên 60 Ấu trùng dưới 4 ngày tuổi 0-4 26-29 65-75 Ấu trùng hơn 4 ngày tuổi 4-14 26-35 65-75 Nhộng 10-14 25-30 Thấp Ruồi trưởng thành 5-8 27-30 30-90 (Theo Mutafela, 2015) [8] 3 RUỒI LÍNH LÀ TÁC NHÂN LÝ TƯ NG PHÂN HỦY CÁC NGUỒN RÁC THẢI HỮU CƠ Trong tự nhiên, người ta bắt gặp các quần thể lớn ruồi cái ở những nơi có chất thải hữu cơ thối rữa hoặc ở những nơi chứa phân chuồng (Nguyen et al., 2009). Ruồi cái trưởng thành thường chọn những nơi có rác thải hữu cơ thối rữa để đẻ trứng. Vì vậy, nhiều loại rác thải hữu cơ khác nhau được dùng như là thức ăn tự nhiên để nuôi ấu trùng ruồi lính. Đó có thể là phân gia súc ở các trang trại nuôi gia súc, chất thải từ nội tạng ở các lò mổ gia súc, đầu ruột cá bỏ đi và chất thải sinh hoạt của con người và các nguồn xác bã hữu cơ từ sản xuất nông nghiệp khác như rơm rạ… [9]. Ruồi lính sử dụng các chất thải hữu cơ và chuyển hóa thành sinh khối của ấu trùng để sử dụng cho chăn nuôi và phần chất thải của chúng sử dụng làm phân bón hữu cơ. Thông qua sự chuyển hóa trong cơ thể ấu trùng, các chất thải chuyển hóa thành sinh khối không độc hại nhưng giàu protein (44,4%), lipids (23%), tro (11- 28%) và các chất dinh dưỡng khác như: calcium (5-8%), phosphorus [9]. Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn cơ chất gồm thức ăn thừa, vỏ chuối, bã bia và bùn phân đến sự phát triển của ấu trùng ruồi lính, Nyakeri, 2018 [9] cho biết với lượng thức ăn như nhau 100 mg/ấu trùng/ngày, thì trọng lượng tiền nhộng của ruồi lính đạt cao nhất khi nuôi bằng thức ăn thừa 0.101 ± 0.002 g và đạt thấp nhất khi nuôi bằng vỏ chuối (0.055 ± 0.002 g). Năng suất tiền nhộng cũng đạt cao nhất trên thức ăn thừa, thứ đến là bã bia và cuối cùng là vỏ chuối. Đánh giá hiệu quả làm giảm chất thải và chuyển hóa sinh học, tác giả cũng cho biết, ấu trùng ruồi lính có thể làm giảm từ 44,7% đến 81,8% lượng cơ chất và tỷ lệ chuyển hóa đạt từ 11,7 – 20,8%. Trong đó, tỷ lệ cơ chất bị giảm cao nhất là thức ăn thừa (80%), tỷ lệ chuyển hóa sinh học đạt đến 20,8%. 4 ẤU TRÙNG RUỒI LÍNH LÀ NGUỒN DINH DƯỠNG LÝ TƯ NG CHO ĐỘNG VẬT Bột nghiền từ ấu trứng ruồi lính sấy khô được coi là một loại thức ăn thay thế cho bột cá và dầu cá dùng để nuôi thủy sản do hàm lượng protein và lipid cao [4], góp phần làm giảm sự cạnh tranh với nhu cầu về cá và dầu cung cấp cho con người [5]. Phân tích cảm quan của philê cá hồi cho thấy không có sự khác biệt giữa cá cho ăn bột cá và cá được cho ăn bột ấu trùng ruồi lính. Sinh khối ấu trùng đã được sử dụng để bổ sung vào thức ăn cho ăn một số loài động vật như gia cầm, gà núi, ếch (Leptodactylus fallax), cá sấu Mỹ (Alligator mississippiensis), cá trê (Ictalurus puncatus), cá rô phi xanh (Oreochromis aureus), cá bống non (Psetta maxima)) và cá hồi cầu vồng (Oncorhynchus mykiss) (Bondari và Sheppard, 1987; StHilaire et al., 2007; Kroeckel et al., 2012). Trên cơ sở các 340
nghiên cứu, các tác giả cho rằng, bột nghiền từ ấu trùng ruồi lính là thức ăn lý tưởng, giàu protein có thể thay thế một phần hoặc thay thế toàn phần bột cá trong nuôi trồng thủy sản bền vững và cả nuôi các động vật không xương sống khác như tôm [6]. Ấu trùng ruồi lính BSFL cũng đã được sử dụng trong thức ăn gia cầm để thay thế một phần thức ăn có nguồn gốc từ ngô hoặc đậu nành [7, 8]. Trong các thí nghiệm với chim cút nuôi lấy thịt (Coturnix coturnix japonica) cho thấy không có sự khác iệt sinh khối giữa chim nuôi ằng thức ăn thông thường và nuôi ằng thức ăn có ổ sung ột ấu trùng ruồi lính [9]. Tuy nhiên, ổ sung ột ấu trùng ruồi lính đã cải thiện hàm lượng acid amin của thịt theo hướng cải thiện giá trị dinh dưỡng (tăng acid aspartic, acid glutamic, alanine, serine, tyrosine và threonine). Nhiều kết quả tương tự cũng được nhận thấy khi nghiên cứu trên gà nuôi lấy thịt Gallus gallus. Vì vậy, các tác giả cho rằng, ấu trùng ruồi lính là nguồn protein đầy hứa hẹn làm thức ăn cho gia cầm [10] dựa trên chỉ tiêu hiệu suất sản xuất, đặc điểm thân thịt và chất lượng thịt tổng thể. Bổ sung ột ấu trùng ruồi lính (50%) hoặc thay thế hoàn toàn bánh đậu nành trong chế độ ăn của gà đẻ không ảnh hưởng đến sức khỏe hay hiệu suất của gà mái và ít ảnh hưởng đến chất lượng trứng [2]. Bột ấu trùng ruồi lính cũng rất hợp khẩu vị với gia cầm, với gà đẻ nên được khuyến cáo thay thế một phần cho thức ăn gia cầm, cung cấp thêm protein trong chăn nuôi gia cầm. Ngoài ra, ấu trùng ruồi lính tích lũy canxi (khoáng chất phong phú nhất trong ấu trùng ruồi lính) và mangan, nhưng không tích lũy natri hoặc lưu huỳnh [1]. Chúng cũng cung cấp đầy đủ các khoáng chất và vitamin thiết yếu khác ở mức tương đương hoặc vượt trội so với các loài côn trùng khác [6]. Một lợi ích dinh dưỡng khác cũng đã được báo cáo, ấu trùng ruồi lính rất giàu acid béo chuỗi trung bình C12: 0 [5] có tác dụng như prebiotic đối với hệ vi sinh [7] và tác dụng như là kháng sinh đối với vi khuẩn gây ệnh đường tiêu hóa của vật nuôi [8]. Do đó ấu trùng ruồi lính có thể được thay thế cho việc sử dụng kháng sinh trong thức ăn ngày càng ị cấm [5]. Bên cạnh đó, ấu trùng ruồi lính cũng được sử dụng để thay thế một phần thức ăn để nuôi cá sấu thương mại [3]. Bột từ ấu trùng ruồi lính cũng được sử dụng làm thức ăn cho nhiều động vật có xương sống tại Mỹ [4]. Ngoài ra, lớp vỏ chitin của tiền nhộng và nhộng có tác dụng kích kháng đối với vật nuôi. Gà nuôi bằng chitin từ vỏ của nhộng có khả năng làm giảm quần thể vi khuẩn E. coli và Salmonella có trong đường ruột [9]. 5 PHÒNG TRỪ DỊCH HẠI, BỆNH HẠI VÀ VEC TƠ TRUYỀN BỆNH Trưởng thành ruồi lính không tiêu thụ thức ăn, không gây hại cho người và không truyền bất cứ mầm bệnh nào [2, 3]. Trong khi đó, ở giai đoạn ấu trùng, chúng có thể khống chế sự phát triển của ruồi nhà. Trên cơ chất có nuôi ruồi lính thì ruồi nhà không đến đẻ trứng [3]. Giải thích điều này, các tác giả cho rằng, ruồi lính tiết ra mùi đặc biệt (thông tin hóa học) để xua đuổi ruồi nhà và tất cả các loài gây hại khác [9]. Ngoài ra, ấu trùng ruồi lính có khả năng tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh và sản sinh ra các hợp chất kháng nấm, kháng khuẩn thông qua hệ vi khuẩn lysobacter có trong ruột của chúng. Ví dụ như, acid lauric có khả năng kháng lại các virus như HIV và virus gây bệnh sởi, vi khuẩn E. coliform, Clostridium và các động vật nguyên sinh gây bệnh như Coccidiosis; các hợp chất phenolic có tác dụng kháng khuẩn phổ rộng [9]. Không giống như ruồi nhà thông thường (Musca domestica), ruồi lính đen không truyền mầm bệnh từ chất thải hữu cơ đến thức ăn của con người 341
(Calderón Arguedas et al., 2009; González et al., 2009). Các nghiên cứu cũng cho biết, trong tự nhiên ấu trùng ruồi lính sống và ăn ở nguồn có mức độ ô nhiễm cao như: xác bã thực vật đang phân hủy, các hợp chất thứ cấp từ vi sinh vật và kể cả thuốc trừ sâu. Vì vậy, để tồn tại, chúng phải có những cơ chế chịu đựng hoặc chuyển hóa các chất độc hại thành các chất không độc. Cho ấu trùng ruồi lính ăn thức ăn có bổ sung Aflatoxin, Bosch et al (2017) cho biết ấu trùng ruồi lính không tích lũy Aflatoxin trong cơ thể và kết luận rằng ấu trùng ruồi lính chịu đựng được với afltoxin. 6 KẾT LUẬN Ấu trùng ruồi lính là nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng và dễ nhân nuôi hơn so với các loài côn trùng khác. Bên cạnh việc cung cấp nguồn dinh dưỡng, ruồi lính còn giúp phân hủy các rác thải hữu cơ, góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên việc nhân nuôi ruồi lính và sử dụng chúng như nguồn thức ăn cần phải nghiên cứu để nâng cao hiệu quả kinh tế và bền vững về môi trường. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sheppard, D.C.; Newton, G.L.; Thompson, S.A.; Savage, S. A value-added manure management-system using the black soldier fly. Bioresour. Technol. 1994, 50, 275–279. [2] Ciˇckov ˇ á, H.; Newton, G.L.; Lacy, R.C.; Kozánek, M. The use of fly larvae for organic waste treatment. Waste Manag.2015, 35, 68–80. [3] Sheppard, D.C.; Tomberlin, J.K.; Joyce, J.A.; Kiser, B.C.; Sumner, S.M. Rearing methods for the black soldier fly (diptera : Stratiomyidae). J. Med. Entomol. 2002, 39, 695–698. [CrossRef] [PubMed] [4] Kroeckel, S.; Harjes, A.G.E.; Roth, I.; Katz, H.; Wuertz, S.; Susenbeth, A.; Schulz, C. When a turbot catches a fly: Evaluation of a pre-pupae meal of the black soldier fly (Hermetia illucens) as fish meal substitute—Growth performance and chitin degradation in juvenile turbot (Psetta maxima). Aquaculture 2012, 364, 345–352. [5] Li, S.L.; Ji, H.; Zhang, B.X.; Tian, J.J.; Zhou, J.S.; Yu, H.B. Influence of black soldier fly (Hermetia illucens)larvae oil on growth performance, body composition, tissue fatty acid composition and lipid deposition in juvenile jian carp (Cyprinus carpio var. Jian). Aquaculture 2016, 465, 43–52. [6] Cummins, V.C.; Rawles, S.D.; Thompson, K.R.; Velasquez, A.; Kobayashi, Y.; Hager, J.; Webster, C.D. Evaluation of black soldier fly (Hermetia illucens) larvae meal as partial or total replacement of marine fish meal in practical diets for pacific white shrimp (Litopenaeus vannamei). Aquaculture 2017, 473, 337–344. [7] Bradley, S.W.; Booth, D.C.; Sheppard, D.C. Parasitism of the black soldier fly by Trichopria sp. (hymenoptera, [8] diapriidae) in poultry houses. Environ. Entomol. 1984, 13, 451–454. [9] Mutafela, R.N. (2015). High Value Organic Waste Treatment via Black Soldier Fly Bioconversion: Onsite Pilot Study. Master of Science Thesis Stockholm [10] Nyakeri Evans Manyara, 2018. optimization of production of black soldier fly larvae (Hermetia illucens, L) for fish feed formulation. Thesis doctor of philosophy in food security. Jaramogi Oginga Odinga university of science and technology. 342