Chọn loài phù hợp để sản xuất đại trà côn trùng làm thức ăn chăn nuôi

bởi: Admin 22 Tháng 05, 2024 0 Bình luận

Sản xuất côn trùng ăn được

Theo dự báo của Liên Hợp Quốc, gần 10 tỷ người sẽ có mặt trên thế giới vào năm 2050. Tăng trưởng kinh tế sẽ là kết quả của sự gia tăng dân số khi nhiều người có nhu cầu và cung cấp hàng hóa hơn. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng và luôn thay đổi về cung ứng các sản phẩm thực phẩm có nguồn gốc từ động vật đồng thời giảm tác động tiêu cực của việc sản xuất chúng đối với môi trường tự nhiên, cần phải có các công nghệ đổi mới và bền vững. Một lựa chọn là sản xuất côn trùng ăn được bằng cách sử dụng các dòng hữu cơ để sản xuất protein từ côn trùng cho động vật nuôi.

Để thay thế cho bột cá và bột đậu nành ngày càng khan hiếm và tốn kém, sản xuất không còn bền vững, côn trùng ăn được đã nhanh chóng trở nên phổ biến như là nguồn cung cấp protein và các chất dinh dưỡng khác trong nuôi trồng thủy sản và thức ăn chăn nuôi do giá trị dinh dưỡng tuyệt vời của chúng (Hình 1).

Những lợi ích của sản xuất côn trùng ăn được là gì?

Côn trùng ăn được rất giàu chất sắt, vitamin B12, kẽm, axit amin thiết yếu, axit béo omega-3 và omega-6, và đặc tính kháng khuẩn. Bao gồm bột côn trùng trong thức ăn chăn nuôi có thể làm giảm sử dụng đất và nước nông nghiệp, đồng thời cải thiện công tác quản lý và phòng ngừa dịch bệnh. Về mặt sinh thái, khả năng phân hủy chất nền hữu cơ của côn trùng mang lại lợi ích lớn về tính bền vững, vì nó có thể làm giảm ô nhiễm gây hại cho môi trường.

Việc ấu trùng côn trùng có thể xử lý chất thải hữu cơ thành sinh khối hữu ích hiện được coi là có tiềm năng thương mại và mang lại nguồn sinh kế, đặc biệt là cho các nhóm hạn chế về tài nguyên. Tái sử dụng chất thải hữu cơ để nuôi ấu trùng côn trùng là một chiến lược hấp dẫn cho chuỗi giá trị thực phẩm trong bối cảnh nền kinh tế tuần hoàn bền vững. Hơn nữa, sản xuất côn trùng sử dụng ít tài nguyên hơn trong khi tích lũy chất béo, protein và khoáng chất lành mạnh. Sản xuất của họ tạo ra ít khí thải nhà kính hơn so với chăn nuôi bò, thịt lợn hoặc thịt gà. So với vật nuôi thông thường, côn trùng có tỷ lệ chuyển đổi thức ăn thành protein thấp hơn. Các cơ hội quan trọng tồn tại ở những khu vực mà chất thải rắn hữu cơ chiếm tỷ lệ cao không tương xứng trong chất thải rắn đô thị.

Loài côn trùng nào?

Trong khi một số loài côn trùng đang được nuôi, việc sử dụng ấu trùng Dipteran dường như là phương pháp chiết xuất protein côn trùng hiệu quả nhất để sử dụng trong thức ăn chăn nuôi. Hơn nữa, khả năng chuyển hóa sinh học chất thải hữu cơ được xem là đặc biệt hứa hẹn đối với các loài côn trùng như ruồi nhà (Musca domestica ), sâu bột vàng (Tenebrio molitor ) và ruồi lính đen (Hermetia illucens ). Sâu bột vàng cũng được nuôi để làm thực phẩm cho con người, do đó việc sản xuất chúng bằng chất thải hữu cơ bị hạn chế. Thật thú vị, côn trùng cho thấy sự thay đổi đáng kể trong sở thích thức ăn của chúng và khai thác các nguồn thức ăn với các thuộc tính rất khác nhau bao gồm cả chất lượng dinh dưỡng. Protein côn trùng có thể được sản xuất với giá rẻ bằng cách chọn loài này hay loài kia và chất thải rắn hữu cơ làm chất nền nuôi.

Lựa chọn loài côn trùng lý tưởng

Một số yếu tố chính cần xem xét khi lựa chọn một loài côn trùng lý tưởng để sản xuất hàng loạt bao gồm sinh học của loài, chất nền nuôi (đặc biệt là khả năng phân hủy chất thải hữu cơ), tăng trưởng, sinh sản, tác động môi trường, chất lượng dinh dưỡng và các khía cạnh sức khỏe khi tiêu thụ của động vật. Ở đây, hai loài côn trùng: ấu trùng ruồi lính đen và ruồi nhà tiêu thụ nhiều chất thải hữu cơ và được coi là thức ăn chăn nuôi, sẽ được so sánh để hướng dẫn lựa chọn chúng cho sản xuất hàng loạt và đưa vào công thức thức ăn chăn nuôi (Bảng 1).

Ruồi lính đen, Hermetia illucens

Ruồi lính đen (BSF), Hermetia illucens phổ biến ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới nơi có nhiệt độ tương đối cao và hỗ trợ cho sự phát triển của chúng. Trong vòng đời của mình, BSF trải qua 5 giai đoạn chính: trứng, ấu trùng, tiền nhộng, nhộng và trưởng thành. Trong quá trình thu hoạch, có thể tránh thu nhộng bằng tay vì chúng có thể rời khỏi nơi ăn và di chuyển đến những nơi khô ráo, sạch sẽ để hóa nhộng (tự thu hoạch).

Chuyển đổi chất thải, tăng trưởng và sinh sản: Ấu trùng ruồi lính đen có thể phát triển trên nhiều loại vật liệu hữu cơ và phụ phẩm nông-công nghiệp và biến chúng thành sinh khối côn trùng có giá trị. Tỷ lệ sống của ấu trùng ruồi lính đen dao động trong khoảng 80 – 99% khi được nuôi trên các loại ngũ cốc đã qua sử dụng, phân lợn, phân gà và phân bò. Ấu trùng sẵn sàng cho thu hoạch trong khoảng hai tuần và chu kỳ hoàn chỉnh (trứng – trưởng thành) mất khoảng 40 ngày (Bảng 1). Điều thú vị là khi trưởng thành, chúng không gây phiền toái vì không bị thu hút bởi môi trường sống hoặc thức ăn của con người và không giống như các loài ruồi khác, BSF không phải là vật trung gian truyền bệnh. BSF trưởng thành có thể đẻ tới 900 trứng, nở trong 3 – 4 ngày ở nhiệt độ 25 – 30 ̊C. Nhiệt độ và độ ẩm tương đối (70%) đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng và phát triển của chúng.

Giảm chất thải: Thông thường ấu trùng BSF ăn gấp đôi trọng lượng cơ thể của chúng trong một ngày và có khả năng giảm chất thải thực phẩm từ 60 – 80 %. Ấu trùng có khả năng phân hủy khoảng 30 tấn chất thải thực phẩm mỗi ngày, tạo ra khoảng 1000 kg/ ngày cặn bã có thể được sử dụng làm phân bón hữu cơ và khoảng 2300 kg nhộng mỗi ngày, tạo ra phân trộn cuối cùng với sự cân bằng tốt hàm lượng chất dinh dưỡng. Bằng cách sử dụng chất thải như thức ăn thừa và phân làm chất nền nuôi, ấu trùng BSF có thể làm giảm tác động môi trường của các thành phần thức ăn giàu protein thông thường. Khi được áp dụng trên toàn cầu, công nghệ BSF có thể cắt giảm nguy cơ ô nhiễm tới một nửa hoặc hơn.

Giá trị dinh dưỡng: Tùy thuộc vào chất nền nuôi, ấu trùng ruồi lính đen rất giàu protein, chất béo khô (Bảng 1) và thành phần axit amin tương tự như bột cá. Chất béo của ấu trùng BSF chứa 58 - 72% axit béo bão hòa và 19 - 40% axit béo đơn và đa không bão hòa. Ấu trùng BSF cũng rất giàu khoáng chất như mangan, sắt, kẽm, đồng, phốt pho và canxi cũng như các hợp chất hoạt tính sinh học như chitin và peptide kháng khuẩn có tiềm năng nông nghiệp, công nghệ sinh học và y học cao.

Ô nhiễm: Ấu trùng BSF được nuôi trên chất thải công nghiệp nông nghiệp có mức độ ô nhiễm hóa học như thuốc thú y, thuốc trừ sâu, kim loại nặng, điôxin, biphenyl polychlorin hóa, hydrocacbon đa thơm và độc tố nấm mốc thấp hơn so với khuyến nghị của Ủy ban Châu Âu, Tổ chức Y tế Thế giới và Codex Alimentarius. Tuy nhiên, phải đảm bảo thận trọng chống lại sự tích tụ sinh học cadmium của ấu trùng.

Bảng 1. Đặc điểm dinh dưỡng và sinh trưởng của ruồi lính đen và ruồi nhà

Ruồi nhà, Musca domestica

Ruồi nhà, Musca domestica, một loài gây hại nổi tiếng và là vật trung gian truyền mầm bệnh ngày nay được sản xuất hàng loạt bằng cách sử dụng phân thực vật và phân động vật đang thối rữa, biến chúng thành protein và chất béo. Nó trải qua bốn giai đoạn phát triển chính bao gồm trứng, ấu trùng, nhộng và trưởng thành. Giai đoạn ấu trùng được nhắm mục tiêu để đưa vào thức ăn chăn nuôi.

Về chất thải và quản lý dịch hại:Tỷ lệ sinh sản cao, vòng đời ngắn (Bảng 1), bảo dưỡng thấp và dễ nuôi bằng chất thải hữu cơ mang lại lợi ích cho các chương trình chăn nuôi quy mô công nghiệp. Giống như BSF, ruồi nhà tiêu thụ nhiều loại chất thải hữu cơ và ăn tốt phân gà và lợn, làm giảm chúng, nhưng sản lượng ấu trùng của chúng thấp hơn so với khi chuyển đổi chất ấu trùng BSF. Tiềm năng ruồi nhà ăn nhiều loại chất nền tạo thành một lựa chọn bền vững để định giá các vật liệu này, tạo ra các sản phẩm có giá trị cao bằng cách sử dụng phân và chất thải hữu cơ khác làm chất nền để sản xuất sinh khối côn trùng thâm canh. Tuy nhiên, việc khả năng truyền mầm bệnh của chúng làm hạn chế việc sử dụng để quản lý chất thải tại trang trại và sản xuất protein. Do đó, việc nuôi ruồi nhà có thể được thực hiện trong các phòng nuôi có kiểm soát được thiết kế để ngăn ruồi thoát ra ngoài và cung cấp thông khí, với nhiệt độ 25-32°C và độ ẩm tương đối 60-70%.

Sinh sản: Đàn ruồi nhà trưởng thành phải cung cấp đủ trứng để duy trì hiệu quả một nhà máy nuôi hàng loạt. Một con ruồi cái trưởng thành có thể đẻ 10-15 quả trứng mỗi ngày, nâng tổng sản lượng trứng trong chu kỳ sinh sản lên khoảng 500 quả trứng/con cái, số lượng có thể tăng lên trên 1000 quả trứng. Chất nền đẻ trứng là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất trứng và phân có hàm lượng amoniac cao là chất nền tốt nhất cho quá trình đẻ trứng của ruồi cái. Một yếu tố khác là mật độ trưởng thành, theo đó nên nuôi ruồi nhà với mật độ cao.

Giá trị dinh dưỡng: Nhộng và ấu trùng của ruồi nhà sản xuất thức ăn chăn nuôi hoặc các sản phẩm thứ cấp như dầu diesel sinh học và các hợp chất có hoạt tính sinh học, trong khi chất thải còn lại có thể được sử dụng làm phân bón trong sản xuất cây trồng. Ấu trùng ruồi nhà có thể giảm tới 80% chất thải và tạo ra ấu trùng giàu chất dinh dưỡng để làm thức ăn cho gia súc và bã thải để cải tạo chất dinh dưỡng cho đất. Bột ấu trùng ruồi nhà có hàm lượng protein thô lên tới 64% và chất xơ thô lên tới 10% (Bảng 1). Hàm lượng dinh dưỡng bị ảnh hưởng bởi chế độ ăn uống, tuổi của ấu trùng khi thu hoạch, phương pháp sấy khô và phương pháp được sử dụng để tính toán hàm lượng protein.

Nhiễm mầm bệnh: Ấu trùng hoặc nhộng ruồi trong thức ăn có thể mang mầm bệnh. Ruồi phát tán trứng giun sán như Escherichia vermicularis, u nang động vật nguyên sinh và thể tư dưỡng như E. histolytica , vi khuẩn như E. coli và Salmonella cũng như vi rút và nấm.

Kết luận
Ruồi nhà phát triển nhanh hơn, có tỷ lệ chuyển đổi thức ăn cao hơn, hàm lượng protein thô cao nhất và đòi hỏi ít kiến thức về sinh sản và sinh học trưởng thành hơn so với ruồi lính đen. Năng suất và tỷ lệ sống sót của ấu trùng ruồi nhà thấp khi được cho ăn phân động vật, khiến nó ít hứa hẹn hơn đối với chất thải hữu cơ phân hủy sinh học so với BSF. Ngoài ra, ruồi nhà trưởng thành có nhiều khả năng truyền mầm bệnh so với BSF trưởng thành. Mặt khác, ấu trùng ruồi lính đen khai thác hiệu quả hơn nhiều loại chất thải hữu cơ, biến chúng thành sinh khối côn trùng hữu ích hơn so với ấu trùng ruồi nhà. Tiền nhộng BSF tự thu hoạch làm giảm nhu cầu thu thập hoặc tách thủ công khỏi chất nền nuôi còn sót lại. Trái ngược với ruồi nhà, BSF trưởng thành không được coi là loài gây hại và sự gia tăng dân số của chúng không gây rủi ro về môi trường hoặc sức khỏe. Nói chung là, cả hai loài côn trùng đều có tiềm năng mang lại lợi ích trong các hệ thống sản xuất quy mô lớn như côn trùng nuôi. Bài viết này nhấn mạnh các khía cạnh chính cần xem xét trong việc lựa chọn một loài côn trùng so với loài kia hoặc cả hai.

Nguồn: Wikifarmer.com