Kỳ 3: Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của ấu trùng ruồi lính đen
Ấu trùng ruồi lính đen (ATRLĐ) được xem là nguồn nguyên liệu sinh học giàu dinh dưỡng và có giá trị cao trong chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản và xử lý chất thải hữu cơ. Giá trị của ATRLĐ phụ thuộc chủ yếu vào thành phần hóa học, bao gồm: protein và axit amin, lipid và axit béo, khoáng chất, chitin và các hợp chất sinh học khác. Thành phần hóa học của ATRLĐ có thể thay đổi tùy theo nguồn thức ăn, điều kiện nuôi, giai đoạn phát triển, phương pháp chế biến.
Trên thế giới đã có nhiều công bố về thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của ATRLĐ, thành phần dinh dưỡng của ấu trùng phụ thuộc vào chất lượng và số lượng thức ăn mà nó ăn vào. Ấu trùng có khả năng ăn một lượng lớn thức ăn trong ngày (25 tới 500 mg thức ăn dạng tươi/ấu trùng/ngày) và khả năng tiêu hóa, tích lũy protein và chất béo tùy thuộc vào từng loại thức ăn. Ấu trùng sử dụng nhiều loại chất thải hữu cơ khác nhau tuy nhiên mỗi loại thức ăn có ảnh trưởng trực tiếp đến kích thước, thành phần hóa học và màu sắc của ấu trùng. Do đó, việc lựa chọn nguyên liệu nuôi ATRLĐ rất quan trọng để tạo sản phẩm đạt chất lượng.
Protein và axit amin
Protein và axit amin là thành phần quan trọng nhất của ấu trùng ruồi lính đen. Hàm lượng protein thô (CP) trong ATRLĐ thường dao động dao động trong khoảng 37,8 – 62,7% theo vật chất khô (Bảng 1). Một số nghiên cứu cho thấy, ấu trùng non có hàm lượng protein thấp hơn tiền nhộng và nhộng. Hàm lượng CP bị ảnh hưởng bởi loại phụ phẩm sử dụng làm thức ăn, hàm lượng N trong thức ăn, mật độ nuôi và nhiệt độ và độ ẩm môi trường nuôi. Ở Bảng 1, hàm lượng CP của ấu trùng thường thấp hơn ở chất nền là các chất thải hữu cơ (rau, quả, phụ phẩm chế biến nông sản, các loại phân chăn nuôi,…) dao động 38 – 43,2% và cao hơn từ nguồn chất nền có hàm lượng Nitơ (N) cao (bã đậu phụ, gan động vật, phụ phẩm chế biến cá,…) dao động 54,3 – 62,7%.
Protein của ấu trùng chứa tất cả các axit amin thiết yếu và không thiết yếu, đặc biệt giàu lysine và methionine; tỷ lệ các axit amin cũng bị ảnh hưởng bởi chất nền. Giá trị axit amin của ATRLĐ tương đương bột cá (Bảng 2). Các axit amin có vai trò trong phát triển cơ bắp, tổng hợp enzyme, tăng khả năng miễn dịch và cải thiện hiệu quả chuyển hóa thức ăn. Đặc biệt, hàm lượng lysine khá cao, phù hợp thay thế một phần bột cá trong khẩu phần thức ăn.
Lipid và axit béo thiết yếu
Hàm lượng lipid trong ATRLĐ dao động 12,9 – 41,7% theo vật chất khô và phụ thuộc nguồn thức ăn, giai đoạn phát triển và phương pháp chế biến (Bảng 1). Một số nghiên cứu cho thấy hàm lượng lipid trong ấu trùng biến động lớn và ít có liên quan với thành phần chất nền và cả khi chất nền cùng loại (như rau quả) thì hàm lượng lipid cũng rất khác biệt ở các công bố (Bảng 1).
Bảng 1. Hàm lượng protein và lipid trong ấu trùng ruồi lính đen
| Chất nền | Protein (%) | Lipid (%) | Nguồn tài liệu |
| Chất thải hữu cơ | 39,8 | 30,1 | Mutafela, 2015 |
| Phụ phẩm chế biến thực phẩm | 38 – 43 | 21 – 35 | Oonincx và cs, 2015 |
| Rau quả thải | 37,8 – 39,9 | 37,1 – 41,7 | Spranghers và cs, 2017;
Mutafela, 2015; Nguyen và cs, 2015 |
| Chất thải nhà ăn | 43,1 | 38,6 | Spranghers và cs, 2017 |
| Bột hạt cọ | 42,1 | 27,5 | Rachmawati và cs, 2010 |
| Phân ngựa | 40,9 | 12,9 | Mutafela, 2015 |
| Phân lợn | 42,1 – 43,2 | 28 – 33,1 | Newton và cs, 2005
St-Hilaire và cs, 2007 |
| Phân gia cầm | 37,9 – 42,1 | 18,73 – 34,8 | Newton và cs, 2005 |
| Phân bò | – | 21,42 | St-Hilaire và cs, 2007 |
| Nội tạng cá và phân bò (1:1) | – | 30,44 | St-Hilaire và cs, 2007 |
| Phụ phẩm chế biến cá | 57,9 | 34,6 | Nguyen và cs, 2015 |
| Gan động vật | 62,7 | 25,1 | Nguyen và cs, 2015 |
| Bã đậu phụ | 54,2-58,7 | 18,8-24 | Phạm Thị Phương Lan và cs, 2022 |
| Hỗn hợp bã đậu phụ, bã sắn | 54,3-57,6 | 18,8-24,6 | Lê Đức Thạo và cs, 2021 |
| Cám gà đẻ | 41-45 | 24,5-36,1 | Lê Đức Thạo và cs, 2021; Lan và cs, 2022; Nguyễn Hải Quân và cs., 2021 |
Thành phần axit béo của ATRLĐ (Bảng 3) chủ yếu gồm axit lauric (23,4 – 49,3% chất béo), axit palmitic (10,5 – 18,2% chất béo) và axit oleic (10,2 – 27,1% chất béo); hai axit béo thiết yếu (linoleic và α-linolenic) đều có mặt trong chất béo của ấu trùng mặc dù với hàm lượng nhỏ (axit linoleic: 3,6 – 9,4% so với chất béo và axit α-linolenic: 0,1 – 0,8% so với chất béo). Chất béo của ấu trùng có chứa 58 – 72% axit béo bão hòa và có 19 – 40% axit béo không bão hòa đơn và đa.
Axit béo của ấu trùng phụ thuộc vào axit béo của chất nền làm thức ăn cho chúng (Bảng 3). Việc nuôi ấu trùng trong chất nền kết hợp phân bò và nội tạng đã tăng lượng axit lauric đáng kể so với nuôi trong chất nền là phân bò, đặc biệt là axit béo không bão hòa đa như axit eicosapentaenoic và axit docosahexaenoic.
Axit lauric đã được chứng minh có tác dụng như một prebiotic đối với hệ vi sinh vật của vật nuôi và tác dụng như kháng sinh đối với vi khuẩn gây bệnh đường tiêu hóa. Do đó, ấu trùng có thể được coi là một giải pháp thay thế cho kháng sinh ngày càng bị cấm sử dụng trong thức ăn chăn nuôi.
Bảng 2. Hàm lượng axit amin (% DM) của ấu trùng nuôi các chất nền khác nhau
| Axit amin | g/100 g DM | g/16 g N | ||||
| Phân lợn (1) | Phân gia súc (1) | Phân gà (1) | ATRLĐ (2) | Cá cơm (3) | ||
| Alanine | 3,02 | 3,7 | 2,3 | 4,13 | 5,53 | |
| Arginine | 2,65 | 2,2 | 2,12 | 7,74 | – | |
| Aspartic acid | 3,72 | 4,6 | 1,36 | 7,74 | 8,31 | |
| Cystine | – | 0,1 | 0,32 | 0,95 | 0,85 | |
| Glycine | 2,28 | 2,9 | 2,31 | 4,12 | 5,07 | |
| Glutamic acid | 3,78 | 3,8 | 2,75 | 11,73 | 12,89 | |
| Histidine | 1,18 | 1,9 | 1,16 | 1,67 | 1,82 | |
| Isoleucine | 2,03 | 2,0 | 1,55 | 3,77 | 3,59 | |
| Leucine | 3,1 | 3,5 | 2,6 | 6,02 | 6,39 | |
| Lysine | 2,62 | 3,4 | 2,14 | 6,18 | 6,63 | |
| Methionine | 0,74 | 0,9 | 0,78 | 3,56 | 2,34 | |
| Phenylalanine | 2,0 | 2,2 | 1,53 | 2,97 | 3,67 | |
| Proline | 2,39 | 3,3 | 2,27 | 5,31 | 3,40 | |
| Serine | 1,68 | 0,1 | 2,8 | 3,77 | 3,50 | |
| Threonine | 1,78 | 0,6 | 1,87 | 4,25 | 4,02 | |
| Tryptophan | – | 0,2 | 0,63 | – | 1,19 | |
| Tyrosine | 3,08 | 2,5 | 2,62 | – | 3,41 | |
| Valine | 6,66 | |||||
Nguồn: (1) Makkar và cs, 2014; St-Hilaire và cs, 2007; (2) Lan và cs, 2022, ấu trùng nuôi bằng bã đậu nành sau 7 ngày; (3)Lã Văn Kính, 2003
Carbohydrate và chitin
Hàm lượng carbohydrate trong ATRLĐ không cao, chủ yếu ở dạng glycogen và polysaccharide cấu trúc. Trong polysaccharide cấu trúc, chitin là thành phần chủ yếu. Chitin tham gia cấu tạo lớp vỏ ngoài của ấu trùng. Hàm lượng chitin của ấu trùng tăng dần theo giai đoạn phát triển, khoảng 5–10% vật chất khô. Hàm lượng chitin của nhộng cao hơn nhiều so với ấu trùng.
Chức năng của chitin là tăng cường miễn dịch, hỗ trợ hệ vi sinh đường ruột và có khả năng kháng khuẩn tự nhiên. Tuy nhiên, hàm lượng chitin quá cao có thể làm giảm khả năng tiêu hóa ở một số vật nuôi non. Do đó, trong sản xuất thức ăn công nghiệp có thể tách béo hoặc xử lý chitin để tăng giá trị sử dụng của ấu trùng.
Bảng 3. Hàm lượng axit béo (% tổng số chất béo) của ấu trùng nuôi trên các chất nền khác nhau
| Axit béo | Chất nền làm thức ăn ấu trùng | ||||||
| (1) | (2) | (3) | (4) | (5) | (6) | (7) | |
| Axit capric | 3,1 | 0,9 | – | 0,7 | 0,3 | – | 0,30 |
| Axit lauric | 26,7 | 47 | 34,1 | 28,9 | 48,4 | 49,3 | 13,0 |
| Axit myristic | 3,9 | 6,5 | 6,3 | 7,4 | 9,9 | 6,8 | 2,81 |
| Axit palmitic | 16,9 | 15 | 14,3 | 14,4 | 11,6 | 10,5 | 19,7 |
| Axit palmitoleic | 5,1 | 3,4 | 7,6 | 2,9 | 4,7 | 3,5 | 3,11 |
| Axit stearic | 5,3 | 2,2 | 2 | 2,4 | 1,8 | 2,8 | 4,36 |
| Axit oleic | 26,1 | 10,2 | 16,5 | 15,9 | 10,3 | 11,8 | 22,7 |
| Axit linoleic | 4,5 | 9,4 | 3,9 | 8,3 | 3,6 | 3,7 | 29,7 |
| Axit α-linolenic | 0,2 | 0,6 | 0,5 | 0,8 | – | 0,1 | 1,89 |
| Axit stearidonic | – | – | 0,5 | – | 0,1 | – | |
| Axit arachidonic | 0,04 | 0,1 | 0,2 | 0,1 | – | – | 0,38 |
| Axit eicosapentaenoic | 0,07 | – | 1,8 | – | – | – | 0,26 |
| Axit docosapentaenoic | 0,01 | 0,1 | 0,1 | – | – | – | – |
| Axit docosahexaenoic | 0,06 | 0,1 | 0,4 | – | – | – | – |
(1): Phân bò; (2) thức ăn gà; (3) phân bò + nội tạng cá; (4) phụ phẩm nhiều chất béo; (5) phụ phẩm ít chất béo; (6) phân lợn (Nguồn: Kroeckel và cs, 2012; Li và cs, 2011; Oonincx và cs, 2015; Sealey và cs, 2011; St-Hilaire và cs, 2007); (7) bã đậu phụ (Lan và cs., 2022)
Thành phần khoáng
Ấu trùng chứa nhiều khoáng chất quan trọng, đặc biệt Ca và P, trong đó hàm lượng Ca cao hơn nhiều loại nguyên liệu thức ăn giàu đạm khác. Ngoài ra, ATRLĐ còn chứa sắt (Fe), kẽm (Zn), đồng (Cu), mangan (Mn), magie (Mg).
Sự có mặt các chất khoáng đa và vi lượng giúp cơ thể vật nuôi cấu tạo bộ xương, tăng chất lượng vỏ trứng, hỗ trợ tăng trưởng, tham gia hoạt động của các enzyme, trao đổi chất và hệ miễn dịch.
Vitamin và hợp chất sinh học
Một số nghiên cứu ghi nhận UTRLĐ có chứa: Vitamin nhóm B, vitamin E, các peptide sinh học. Những hợp chất này có vai trò: Chống oxy hóa, tăng miễn dịch và cải thiện sức khỏe vật nuôi. Ngoài ra, ATRLĐ còn chứa: Các peptide kháng khuẩn tự nhiên và hợp chất hỗ trợ cân bằng hệ vi sinh đường ruột./.
GS. TS. Lê Đức Ngoan – trường Đại học Nông Lâm-Đại học Huế
