Sử dụng chất thải chăn nuôi để nuôi ruồi lính đen (BSF), tạo nguồn Protein chất lượng cao: Thành tựu, xu thế và triển vọng trên thế giới và ở Việt Nam

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Chăn nuôi hiện đại đồng thời phải giải quyết nhu cầu protein thức ăn và lượng chất thải ngày càng tập trung. Vật nuôi chỉ chuyển hóa để giữ lại một phần nitơ, năng lượng và khoáng của khẩu phần trong thịt, trứng và sữa; phần còn lại đi vào phân, nước tiểu, chất độn chuồng và bùn hữu cơ. Nếu được thu gom và sử dụng đúng, các dòng vật chất này là nguồn hữu cơ và dinh dưỡng cho đất. Khi phát sinh vượt khả năng tiếp nhận hoặc được quản lý kém, chúng trở thành nguồn phát thải amoniac, khí nhà kính, mùi, dinh dưỡng gây phú dưỡng và mầm bệnh (Grassauer et al., 2023; Liu et al., 2022).

Ảnh minh họa

Mô hình tuyến tính “thức ăn – vật nuôi – sản phẩm – chất thải” làm thất thoát một phần đáng kể dinh dưỡng, trong khi ngành chăn nuôi vẫn phụ thuộc vào bột cá, khô đậu tương và các nguyên liệu protein có giá trị cao. Kinh tế tuần hoàn đặt ra yêu cầu thu hồi vật chất trước khi bị pha loãng, phân hủy hoặc phát tán. Trong số các sinh vật sử dụng chất hữu cơ đang phân giải, ấu trùng ruồi lính đen được chú ý nhờ tốc độ sinh trưởng cao, phổ chất nền rộng, khả năng chịu mật độ lớn và giá trị dinh dưỡng cao của sinh khối (Čičková et al., 2015; Makkar et al., 2014). Mô hình đó được thể hiện qua sơ đồ sau.

Hình 1. Sơ đồ hệ thống chuyển hóa vật chất khi nuôi BSF bằng chất thải

Nguồn: Tao Liu và cộng sự (2022)

Về bản chất, nuôi BSF là quá trình chăn nuôi côn trùng trên nguyên liệu có giá trị thấp để tạo sản phẩm có mật độ dinh dưỡng và giá trị sử dụng cao hơn. Một phần carbon, nitơ và năng lượng của chất nền được chuyển vào sinh khối ấu trùng; phần còn lại phân bố trong bã nuôi, nước và khí. Hệ thống được tổ chức tốt có thể đồng thời tạo protein, dầu và nguyên liệu phân bón. Ngược lại, quản lý không phù hợp có thể làm tăng mùi, amoniac, lây nhiễm chéo và nguy cơ đưa chất ô nhiễm trở lại chuỗi thức ăn. Do đó, công nghệ BSF phải được xem xét trên toàn bộ chuỗi, từ nguồn nguyên liệu đến chế biến, an toàn và thị trường.

Bài báo tổng hợp những thành tựu chính của lĩnh vực; phân tích cơ sở sinh học của năng suất, sự khác nhau giữa ruồi lính đen và ruồi nhà, điều kiện và hiệu suất trên các loại phân, giá trị của sinh khối trong thức ăn, xu hướng công nghệ và triển vọng tại Việt Nam. Trọng tâm là định hướng phát triển và những điều kiện bảo đảm tính bền vững, không đi sâu xây dựng một quy trình nuôi cụ thể.

2. PHƯƠNG PHÁP TỔNG QUAN

Bài viết sử dụng phương pháp tổng quan tường thuật có định hướng. Nguồn chính gồm Liu et al. (2022) về sinh học, hệ vi sinh vật, môi trường và kinh tế tuần hoàn; Grassauer et al. (2023) về 75 hệ thống nuôi BSFL trên phân vật nuôi; Kullan et al. (2025) về chuyển hóa chất độn chuồng gia cầm thành bột côn trùng và nguyên liệu phân bón. Thông tin về sản xuất công nghiệp tại Việt Nam được đối chiếu với các công bố của Entobel về nhà máy ở Bà Rịa – Vũng Tàu (Entobel, 2023, 2024). Một số nghiên cứu gốc được sử dụng để làm rõ hiệu suất, giá trị dinh dưỡng, an toàn và khả năng dùng trong khẩu phần.

Khi tổng hợp số liệu, bài viết phân biệt rõ giảm chất khô, chỉ số giảm chất thải, hiệu suất chuyển hóa thức ăn, tỷ lệ chuyển hóa sinh khối và giảm nitơ. Các chỉ tiêu phản ánh những mặt khác nhau của hệ thống và không thể dùng thay thế cho nhau. Số liệu theo chất khô được tách khỏi số liệu theo khối lượng tươi. Việc quy đổi sang phân tươi chỉ nhằm minh họa và luôn kèm giả định.

3. RUỒI LÍNH ĐEN: KHÁI NIỆM, ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC VÀ ƯU THẾ

3.1. Khái niệm và vòng đời

Ruồi lính đen, tên khoa học Hermetia illucens, thuộc bộ Hai cánh (Diptera), họ Stratiomyidae. Trong bài viết này, BSF chỉ ruồi trưởng thành, còn BSFL chỉ ấu trùng. Vòng đời gồm trứng, ấu trùng, tiền nhộng, nhộng và trưởng thành. Khả năng ăn và chuyển hóa chất hữu cơ tập trung ở giai đoạn ấu trùng. Sang giai đoạn tiền nhộng, côn trùng ngừng ăn, làm rỗng đường ruột và tìm nơi khô để hóa nhộng. Ruồi trưởng thành sử dụng chủ yếu dinh dưỡng tích lũy trong giai đoạn ấu trùng; chúng có thể uống nước hoặc dung dịch đường nhưng không có tập tính tìm ăn trên phân và thực phẩm như ruồi nhà (Kullan et al., 2025).

Ưu thế nổi bật của BSFL là tốc độ tăng sinh khối. Trong điều kiện thích hợp, ấu trùng có thể đạt khoảng 160–200 mg/con sau 11–14 ngày nuôi trên một số loại phân. Là động vật biến nhiệt, côn trùng không phải dành một phần lớn năng lượng để duy trì thân nhiệt như gia súc, gia cầm; dinh dưỡng được tập trung cho sinh trưởng và dự trữ phục vụ biến thái. Đặc điểm này tạo lợi thế về thời gian sản xuất, diện tích và hiệu quả sử dụng nguyên liệu (Liu et al., 2022; Miranda et al., 2020).

3.2. Khác biệt cơ bản với ruồi nhà

Ruồi nhà và ruồi lính đen cùng thuộc bộ Hai cánh nhưng khác rõ về sinh thái và ý nghĩa vệ sinh. Ruồi nhà trưởng thành tích cực tìm ăn, thường xuyên di chuyển giữa phân, rác, dịch tiết, thức ăn và nơi sinh hoạt; mầm bệnh có thể bám trên chân, cánh, miệng, bề mặt cơ thể hoặc được phát tán qua phân và dịch nôn. Ruồi lính đen trưởng thành ít vào nhà, không chích, không cắn và không có tập tính ăn phân. Vì vậy, nguy cơ phát tán mầm bệnh cơ học thấp hơn nhiều. Giai đoạn sử dụng chất thải là ấu trùng, thường được nuôi tập trung trong thiết bị có kiểm soát (Kullan et al., 2025).

Bảng 1. Sự khác nhau cơ bản giữa ruồi nhà và ruồi lính đen

Nguồn: Tổng hợp từ Liu et al. (2022) và Kullan et al. (2025).

Ưu thế vệ sinh của BSF cần được diễn đạt thận trọng. Không có cơ sở để coi ruồi lính đen là hoàn toàn không mang mầm bệnh hoặc ấu trùng có thể tiêu diệt mọi tác nhân gây bệnh. Quần thể ấu trùng, nhiệt của khối nuôi, pH, peptide kháng khuẩn và cạnh tranh vi sinh có thể làm giảm một số vi khuẩn, trong đó có Salmonella spp. và Escherichia coli; mức giảm phụ thuộc chất nền và điều kiện nuôi. Vì vậy, nuôi BSFL không thay thế xử lý nhiệt và kiểm soát an toàn đối với nguyên liệu thức ăn (Lalander et al., 2015; Liu et al., 2022).

3.3. Cơ sở sinh học của năng suất cao

Hệ tiêu hóa của BSFL thích nghi với chất hữu cơ đang phân giải. Protease, lipase, amylase và nhiều enzyme khác tham gia phân giải protein, lipid, tinh bột và carbohydrate. Các vùng ruột giữa có pH khác nhau, tạo điều kiện cho nhiều nhóm enzyme hoạt động. Cùng với enzyme của côn trùng, hệ vi sinh vật đường ruột góp phần phân giải chất hữu cơ phức tạp và ổn định môi trường ruột. Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes và Actinobacteria là các nhóm thường gặp; cấu trúc quần thể thay đổi theo chất nền, tuổi ấu trùng, dòng giống và điều kiện nuôi (Liu et al., 2022).

Tập tính ăn và vận động của ấu trùng cũng có ý nghĩa. Quần thể BSFL liên tục bò, đào và đảo trộn chất nền, làm tăng tiếp xúc và hạn chế một số vùng yếm khí. Khối nuôi dày tự sinh nhiệt nên nhiệt độ trong chất nền có thể cao hơn đáng kể so với không khí. Mật độ quá thấp làm quá trình xử lý chậm; mật độ quá cao gây cạnh tranh, thiếu oxy và tích nhiệt. Năng suất vì thế không chỉ là đặc tính của côn trùng mà là kết quả tương tác giữa dòng giống, chất nền và thiết kế hệ thống.

4. TỪ XỬ LÝ CHẤT THẢI ĐẾN CÔNG NGHỆ THU HỒI TÀI NGUYÊN

4.1. Cơ sở hình thành xu thế BSF

Sự phát triển của BSF gắn với những thay đổi cơ bản của ngành chăn nuôi. Chăn nuôi tập trung làm lượng phân phát sinh tại một địa điểm vượt khả năng tiếp nhận của đất; thị trường thức ăn tiêu thụ một lượng lớn nguyên liệu giàu đạm như bột cá, khô đậu tương… đang ngày càng đắt đỏ. Về môi trường, đất và nước đều chịu sức ép nặng nề từ chất thải chăn nuôi; các mục tiêu giảm phát thải đòi hỏi quản lý carbon và nitơ hiệu quả hơn. BSFL có thể góp phần giải quyết đồng thời các yêu cầu này thông qua giảm lượng chất thải nền, thu hồi dinh dưỡng vào sinh khối và tạo nguyên liệu thay thế một phần nguồn thức ăn giàu đạm truyền thống (Grassauer et al., 2023).

Giá trị của hệ thống nằm ở khả năng chuyển hóa chất thải thành sản phẩm giàu đạm chất lượng cao. Phân vật nuôi có độ ẩm cao, cồng kềnh và dễ gây ô nhiễm; sinh khối ấu trùng có mật độ dinh dưỡng cao hơn, dễ vận chuyển và có thể tách thành protein, dầu cùng một số hợp chất có giá trị. Bã nuôi được giảm khối lượng, giảm ẩm và có thể tiếp tục ổn định để làm phân bón. Về nguyên lý, đây là một dạng lọc sinh học tài nguyên, không chỉ là xử lý chất thải đơn mục tiêu (Liu et al., 2022).

4.2. Vị trí của BSF trong hệ thống quản lý chất thải

BSF không thay thế hoàn toàn ủ phân, biogas hay xử lý nước thải. Mỗi công nghệ phù hợp với một phân đoạn. Ấu trùng sử dụng tốt phần rắn ẩm, giàu hữu cơ dễ tiêu, nhưng kém hiệu quả trên chất thải quá loãng, quá xơ hoặc chứa chất độc. Phần xơ còn lại có thể ủ compost; nước rỉ phải được thu gom; bã nuôi chưa ổn định cần tiếp tục ủ hoặc xử lý kỵ khí. Một hệ thống hợp lý thường kết hợp các công đoạn: tách rắn, nuôi BSFL, chế biến sinh khối, ổn định bã và xử lý khí, nước. Vai trò riêng của BSF là thu hồi protein và lipid trước khi chất hữu cơ bị phân hủy hoàn toàn thành khí và nhiệt.

Tác động môi trường phải được đánh giá theo vòng đời. Một số thí nghiệm ghi nhận BSFL có khả năng làm giảm metan, hợp chất hữu cơ bay hơi hoặc mùi, nhưng amoniac có thể tăng khi chất nền giàu nitơ được đảo trộn và kiềm hóa. Sấy ấu trùng tiêu tốn năng lượng; vận chuyển phân ướt làm tăng chi phí. Lợi ích rõ nhất khi cơ sở nuôi BSF đặt gần nguồn nguyên liệu, tận dụng nhiệt, có đầu ra cho protein, dầu và bã nuôi, đồng thời kiểm soát phát thải trong nhà nuôi (Mertenat et al., 2019; Parodi et al., 2021).

5. ĐIỀU KIỆN CẦN THIẾT VÀ HIỆU SUẤT TRÊN CÁC LOẠI PHÂN

5.1. Điều kiện quyết định thành công

Một hệ thống sản xuất BSFL hoàn chỉnh gồm khu nuôi ruồi trưởng thành và tạo trứng, khu ương ấu trùng non, khu chuẩn bị chất nền, khu nuôi tăng sinh, khu thu hoạch – chế biến và khu xử lý bã nuôi, khí, nước rỉ. Việc phân khu giúp duy trì đàn giống ổn định, tạo lứa ấu trùng đồng đều và hạn chế lây nhiễm từ khu nguyên liệu sang khu sản phẩm. Trong tổng quan 75 hệ thống, ruồi trưởng thành thường được duy trì ở 25–28 °C; ấu trùng chủ yếu ở 26–30 °C, độ ẩm tương đối 50–85%. Tuy nhiên, nhiệt độ bên trong chất nền có ý nghĩa hơn nhiệt độ phòng vì khối ấu trùng tự sinh nhiệt (Grassauer et al., 2023).

Chất nền quyết định giới hạn trên của năng suất BSFL, nếu quá khô sẽ làm chúng giảm ăn; quá ướt làm giảm độ rỗng, tăng nước rỉ và tạo vùng thiếu oxy. pH ảnh hưởng đến hệ vi sinh và dạng tồn tại của amoniac. Chất nền tươi thường được sử dụng tốt hơn chất đã phân hủy sâu. Lượng cấp liệu, mật độ và chiều dày lớp nuôi phải phù hợp với chất khô và giá trị dinh dưỡng, không chỉ với khối lượng tươi (Diener et al., 2009; Lalander et al., 2019). Phối trộn nguồn giàu protein với nguồn giàu carbohydrate và vật liệu tạo cấu trúc thường có lợi hơn dùng một loại phân đơn thuần. Không có một công thức chung cho mọi trang trại.

5.2. Sự khác nhau giữa phân bò, phân lợn và phân gia cầm

Phân trâu, bò chứa nhiều cellulose, lignocellulose và lignin, trong khi phần carbon dễ tiêu tương đối thấp. Ấu trùng thường phát triển chậm, tỷ lệ sống và hiệu suất chuyển hóa thấp hơn. Trong một mô hình quy mô lớn, tỷ lệ sống trên phân bò khoảng 45%, còn trên phân lợn và phân gia cầm vượt 73%. Các mức này không phải hằng số vì phân bò sữa, bò thịt và trâu khác nhau theo khẩu phần, lượng nước và tạp chất. Giải pháp thường là sử dụng phần rắn, nghiền nhỏ, phối trộn với phân gia cầm, bã đậu, bã bia hoặc nguồn carbohydrate dễ tiêu; phần xơ còn lại tiếp tục được ủ (Liu et al., 2022; Miranda et al., 2020; ur Rehman et al., 2017).

Phân lợn giàu chất hữu cơ dễ phân giải và thường cho hiệu suất chuyển hóa cao, nhưng độ ẩm, mùi, amoniac và nguy cơ lẫn kháng sinh, đồng, kẽm cần được kiểm soát. Tách chất rắn, điều chỉnh ẩm và bổ sung vật liệu tạo cấu trúc là những bước quan trọng. Phân gia cầm giàu nitơ, protein và khoáng, thuận lợi cho sinh trưởng nhưng cũng dễ phát sinh amoniac, muối và mầm bệnh; chất độn chuồng làm tăng xơ và biến động thành phần. Các nghiên cứu so sánh cho thấy loại phân và giá trị năng lượng còn lại trong phân ảnh hưởng rõ đến sinh trưởng, thành phần cơ thể và hiệu suất sử dụng dinh dưỡng của BSFL (Bortolini et al., 2020; Oonincx et al., 2015; Kullan et al., 2025).

Tên loại phân chỉ phản ánh một phần chất lượng chất nền. Hai mẫu phân gà có thể khác rõ về chất khô, nitơ, tro, chất độn, dư lượng thuốc và thời gian lưu. Grassauer et al. (2023) ghi nhận chất khô trung bình khoảng 33,6% ở nhóm phân gà, 24,3% ở nhóm phân bò và 27,3% ở nhóm phân lợn, nhưng biên độ trong từng nhóm rất rộng. Vì vậy, thiết kế cơ sở phải bắt đầu bằng phân tích dòng nguyên liệu thực tế, không thể chỉ dựa vào tên loài vật nuôi.

5.3. Hiệu suất chuyển hóa và cách hiểu đúng

Trong 75 hệ thống được tổng hợp, 66 hệ thống vẫn ở quy mô phòng thí nghiệm. Mức giảm chất khô dao động 12,7–75,5%, trung bình 43,5%; chỉ số giảm chất thải trung bình 2,5; hiệu suất chuyển hóa thức ăn 2,9–60,8%, trung bình 23,8%; tỷ lệ chuyển hóa sinh khối ở các nhóm phân chính 1,8–17,2%, trung bình 8,6%; mức giảm nitơ 22,1–82,1%, trung bình khoảng 50% (Grassauer et al., 2023). Biên độ lớn phản ánh sự khác nhau về chất nền, dòng giống, giai đoạn ương, thời gian nuôi, chế độ cấp liệu và phương pháp tính.

Bảng 2. Một số chỉ tiêu hiệu suất của hệ thống nuôi BSFL trên phân vật nuôi

Nguồn: Grassauer et al. (2023).

Trong ba nhóm chính, FCE trung bình của phân bò là 16,9%, phân gà 18,7% và phân lợn 35,2%. Xu hướng này phù hợp với mức năng lượng dễ sử dụng của chất nền, nhưng số liệu của nhóm phân bò còn hạn chế. Mức giảm nitơ cũng không thể hiểu là toàn bộ nitơ đã được thu hồi vào protein ấu trùng; một phần có thể thất thoát dưới dạng amoniac hoặc qua các quá trình vi sinh. Đánh giá hệ thống vì thế phải đồng thời xem xét sinh khối thu được, bã nuôi, khí thải và chất lượng sản phẩm.

5.4. Hệ số chuyển hóa từ phân thành sinh khối ấu trùng

Hệ số chuyển hóa chỉ có ý nghĩa khi nêu rõ cơ sở tính. Cần phân biệt khối lượng tươi với chất khô, lượng phân đã cấp với lượng thực sự được ăn, tổng sinh khối cuối kỳ với phần sinh khối tăng thêm. Từ FCE trung bình, để tạo 1 kg chất khô ấu trùng tăng thêm cần khoảng 5,9 kg chất khô phân bò, 5,3 kg chất khô phân gà hoặc 2,8 kg chất khô phân lợn đã được ăn. Đây là mức quy đổi sinh học, không phải lượng phân phải cấp vào khay.

Bảng 3. Quy đổi tham khảo từ phân vật nuôi thành sinh khối ấu trùng

*Ghi chú: Giả định ấu trùng tươi chứa 30–35% chất khô; chất nền có chất khô trung bình 24,3% đối với phân bò, 27,3% đối với phân lợn và 33,6% đối với phân gà.

Nguồn: Tính toán từ số liệu của Grassauer et al. (2023).

Với các giả định nêu trong Bảng 3, mức quy đổi tham khảo là khoảng 7–9 kg phân bò, 3–4 kg phân lợn hoặc 5–6 kg phân gà cho 1 kg ấu trùng tươi. Trong sản xuất, lượng phân cấp thường cao hơn vì một phần chất nền không được ăn và còn lại trong bã nuôi. Phân quá loãng, giàu xơ, để lâu hoặc chứa nhiều chất độn làm hệ số tăng đáng kể. Hiện chưa có bộ số liệu đủ lớn riêng cho phân trâu; có thể tạm tham khảo nhóm phân bò, nhưng cần dự kiến hiệu suất thấp hơn khi khẩu phần giàu thức ăn thô.

6. TỪ SINH KHỐI ẤU TRÙNG ĐẾN NGUYÊN LIỆU THỨC ĂN

6.1. Chế biến và chuẩn hóa sản phẩm

Sinh khối thu hoạch chưa thể đưa trực tiếp vào chuỗi thức ăn công nghiệp. Ấu trùng phải được tách khỏi bã nuôi, làm sạch, làm rỗng đường ruột trong thời gian phù hợp, bất hoạt, sấy và nghiền. Có thể nghiền nguyên con thành bột toàn béo hoặc tách dầu để tạo bột protein đậm đặc. Phương pháp làm chết và sấy ảnh hưởng đến tải lượng vi sinh vật, màu, mùi, độ hòa tan protein, khả năng tiêu hóa axit amin và độ bền của lipid. Sấy quá nóng làm giảm chất lượng; sấy nhẹ hoặc đông khô giữ chất lượng tốt hơn nhưng chi phí cao. Công nghệ sau thu hoạch vì vậy là một phần quyết định giá thành và chất lượng, không phải công đoạn phụ (Saucier et al., 2020).

Thành phần BSFL thay đổi theo chất nền, tuổi thu hoạch và mức tách dầu. Bột ấu trùng có thể chứa khoảng 37–63% protein, 7–39% lipid và 9–28% tro theo chất khô. Sản phẩm giàu nhiều axit amin thiết yếu, nhưng methionine, lysine hoặc axit amin khác vẫn có thể trở thành yếu tố hạn chế tùy khẩu phần. Dầu thường giàu axit lauric; chitin có thể tạo tác dụng chức năng nhưng làm giảm khả năng tiêu hóa protein khi hàm lượng cao. Vì vậy, “bột BSF” không phải một nguyên liệu đồng nhất. Sản phẩm cần được tiêu chuẩn hóa về protein, lipid, tro, chitin, axit amin, axit béo, độ ẩm, hoạt độ nước, vi sinh vật và chất ô nhiễm (Barragán-Fonseca et al., 2017; Kullan et al., 2025).

6.2. Sử dụng trong chăn nuôi

Nuôi trồng thủy sản là thị trường tiếp nhận sớm do nhu cầu bột cá lớn và khả năng thay thế một phần protein trong thức ăn cá, tôm. Trong gia cầm, bột BSFL toàn béo hoặc tách dầu có thể thay một phần bột cá, khô đậu tương và dầu thực vật khi khẩu phần được cân đối axit amin và khoáng. Nhiều thí nghiệm cho kết quả thuận lợi ở mức sử dụng vừa phải; thay thế hoàn toàn chỉ phù hợp với công thức đã được kiểm chứng. Ở lợn, bột và dầu BSFL có thể dùng như nguồn dinh dưỡng; ấu trùng sống còn kích thích tập tính tìm kiếm thức ăn và cải thiện phúc lợi trong một số điều kiện (Dabbou et al., 2018; Ipema et al., 2021; Moula et al., 2018).

Giá trị của BSFL không chỉ nằm ở protein thô. Axit lauric, peptide kháng khuẩn, chitin và một số hợp chất chức năng có thể ảnh hưởng đến hệ vi sinh đường ruột, miễn dịch và tính ngon miệng. Tuy nhiên, tác động phụ thuộc liều sử dụng, loài, tuổi vật nuôi và chất lượng sản phẩm. Giá trị dinh dưỡng và tác dụng chức năng phải được đánh giá riêng; hàm lượng protein cao không đồng nghĩa khả năng tiêu hóa cao, và peptide kháng khuẩn không thể thay thế các biện pháp phòng bệnh.

6.3. An toàn của chuỗi phân – ấu trùng – thức ăn

An toàn là điều kiện quyết định việc đưa sản phẩm vào thức ăn. Chất lượng sinh khối phản ánh và liên quan đến chất lượng chất nền. Kim loại nặng, dư lượng thuốc thú y, thuốc sát trùng, độc tố nấm mốc và chất ô nhiễm bền có thể tồn tại hoặc tích lũy trong ấu trùng hay bã nuôi. BSFL có thể làm giảm một số vi khuẩn và vi khuẩn kháng thuốc, nhưng không bảo đảm loại bỏ toàn bộ mầm bệnh, ký sinh trùng hoặc gen kháng kháng sinh. Phân từ đàn mắc bệnh, chất thải lẫn xác chết, hóa chất hoặc không truy xuất được nguồn gốc không phù hợp để sản xuất nguyên liệu thức ăn (Cai et al., 2018; Liu et al., 2022).

Chuỗi sản xuất cần phân biệt rõ sản phẩm cấp thức ăn và sản phẩm cấp kỹ thuật. Dòng cấp thức ăn chỉ tiếp nhận chất nền được pháp luật cho phép, có nguồn gốc rõ và được kiểm soát thuốc, chất ô nhiễm; sản phẩm phải qua quy trình bất hoạt và kiểm nghiệm. Dòng cấp kỹ thuật có thể xử lý nguyên liệu rủi ro cao hơn, nhưng sinh khối chỉ dùng cho dầu kỹ thuật, năng lượng hoặc mục đích khác, không quay lại chuỗi thực phẩm. Cách phân dòng này cho phép thực hiện chức năng môi trường mà không đánh đổi an toàn thức ăn. Quy định giữa các quốc gia còn khác nhau; tại một số thị trường, côn trùng nuôi trực tiếp trên phân chưa được phép dùng làm thức ăn (Bosch et al., 2019; Kullan et al., 2025).

7. THÀNH TỰU TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRIỂN VỌNG Ở VIỆT NAM

7.1. Từ nghiên cứu sang công nghiệp

Trong hai thập niên gần đây, nghiên cứu BSF đã chuyển từ chứng minh khả năng sử dụng chất hữu cơ sang đánh giá hiệu suất, dinh dưỡng, an toàn và sản xuất công nghiệp. Tổng quan của Grassauer et al. (2023) cho thấy Trung Quốc có nhiều hệ thống nghiên cứu trên phân nhất trong bộ dữ liệu, nhưng 66/75 hệ thống vẫn ở quy mô nhỏ. Khoảng cách giữa khay thí nghiệm và sản xuất ổn định ở quy mô hàng tấn vẫn là một thách thức lớn.

Chưa có thống kê toàn cầu thống nhất về sản lượng BSF. Các báo cáo sử dụng nhiều đơn vị khác nhau, gồm ấu trùng tươi, ấu trùng khô, bột toàn béo, bột tách dầu, protein thành phẩm và công suất thiết kế. Vì vậy, chưa đủ cơ sở để đưa ra một con số sản lượng toàn cầu hoặc xếp hạng quốc gia. Có thể khẳng định rằng số doanh nghiệp và quy mô nhà máy đang tăng, sản phẩm được sử dụng chủ yếu trong thủy sản, gia cầm, lợn, thức ăn thú cưng, dầu và phân côn trùng. Thị trường cũng chuyển dần từ “protein thay thế” sang nguyên liệu có tiêu chuẩn và tính năng xác định.

7.2. Dấu mốc công nghiệp tại Việt Nam

Việt Nam đã có cơ sở công nghiệp thuộc nhóm quy mô lớn trong khu vực. Entobel công bố nhà máy tại Bà Rịa – Vũng Tàu có 50 tầng nuôi thẳng đứng, sử dụng robot, cảm biến và phân tích dữ liệu, với công suất thiết kế 10.000 tấn protein côn trùng mỗi năm. Sản phẩm gồm bột protein, dầu và phân côn trùng, hướng chủ yếu đến thủy sản, chăn nuôi và thức ăn thú cưng. Hợp tác với doanh nghiệp bia cho thấy nguyên liệu công nghiệp ổn định, chất lượng cao và truy xuất được đang được ưu tiên (Entobel, 2023, 2024).

Trường hợp này cho thấy hai lợi thế của Việt Nam: khí hậu nhiệt đới phù hợp với côn trùng ưa ấm và thị trường thủy sản có nhu cầu protein lớn. Tuy nhiên, thành công trên phụ phẩm công nghiệp không đồng nghĩa chuỗi “phân vật nuôi – thức ăn” đã sẵn sàng thương mại hóa rộng. Phân có độ biến động và rủi ro cao hơn. Bài học quan trọng nằm ở quản lý nguyên liệu, truy xuất, tự động hóa và kiểm soát sản phẩm, không chỉ ở quy mô nhà nuôi.

7.3. Hướng phát triển phù hợp cho Việt Nam

Hướng phát triển phù hợp là tổ chức chuỗi theo quy mô và mức độ kiểm soát. Tại trang trại, BSF có thể xử lý phần rắn hoặc chất độn đã phân loại, ưu tiên giảm chất thải và tạo bã hữu cơ; sinh khối chỉ được sử dụng trong phạm vi pháp luật cho phép và có kiểm soát. Ở cấp vùng, cần các trung tâm tiếp nhận nguyên liệu theo hợp đồng, có tiêu chuẩn đầu vào, phòng kiểm nghiệm và thiết bị chế biến. Ở cấp công nghiệp, sản phẩm phải được chuẩn hóa như nguyên liệu thức ăn và truy xuất được từ chất nền đến từng lô bột, dầu, bã nuôi. Cách tổ chức này an toàn và bền vững hơn mô hình nông hộ nuôi tự phát trên phân không rõ tình trạng dịch bệnh. Trên thực tế, hiện tượng tự phát mua trứng ruồi lính với giá 300.000 – 350.000 đồng/100 g trứng để ấp nở thành ấu trùng, cho chúng ăn phân tạo tại trang trại để cung cấp nguồn đạm cho gia cầm, cá… đang khá phổ biến và có hiệu quả kinh tế khá cao (Bùi Hữu Đoàn, 2026).

Nghiên cứu trong nước nên tập trung vào các dòng chất thải điển hình: phân lợn sau tách rắn, phân gà có và không có chất độn, phân bò phối trộn bã bia, bã đậu hoặc cám gạo. Mỗi mô hình cần có cân bằng vật chất và nitơ, số liệu phát thải, năng suất ấu trùng, chất lượng bã nuôi, mầm bệnh, kim loại và dư lượng thuốc; sau đó mới đánh giá hiệu quả thức ăn trên vật nuôi. Một quy trình chỉ thực sự thành công khi đồng thời đạt mục tiêu môi trường và tạo sản phẩm an toàn.

8. XU HƯỚNG CÔNG NGHỆ BSF THẾ HỆ MỚI

8.1. Nuôi chính xác và tự động hóa

Công nghệ mới không còn giới hạn ở thiết kế khay hoặc công thức cho ăn. Xu hướng chủ đạo là nuôi côn trùng chính xác: khay nhiều tầng; định lượng trứng và ấu trùng; nghiền, phối trộn và cấp chất nền tự động; theo dõi liên tục nhiệt độ, độ ẩm, khí và hoạt động của đàn. Robot đảm nhiệm di chuyển khay, thu hoạch và vệ sinh. Dữ liệu được sử dụng để dự báo thời điểm thu, phát hiện lô phát triển chậm và điều chỉnh tải trọng. Nhà máy tại Việt Nam đã thể hiện khá rõ mô hình này (Entobel, 2023).

8.2. Thiết kế chất nền và chọn giống

Công nghệ sinh học chất nền hướng đến điều chỉnh tỷ lệ protein – carbohydrate, độ ẩm, cấu trúc và hệ vi sinh để ấu trùng sử dụng hiệu quả. Phân giàu xơ có thể được phối trộn với phụ phẩm dễ tiêu, lên men trước hoặc bổ sung vi sinh vật có lợi. Một số nghiên cứu ghi nhận cải thiện sinh trưởng và phân giải cellulose, nhưng hiệu quả chưa ổn định giữa quy mô nhỏ và quy mô công nghiệp; vi sinh vật bổ sung phải được kiểm soát về an toàn và gen kháng kháng sinh (Gold et al., 2020; Kooienga et al., 2020; Liu et al., 2022). Song song với đó, các quần thể BSF có khác biệt về tốc độ sinh trưởng, khả năng chịu nhiệt, hiệu suất trên từng loại phân và thành phần protein, lipid. Chọn dòng thích nghi với khí hậu và chất nền là hướng quan trọng, nhưng phải quản lý cận huyết và duy trì sức sinh sản (Zhou et al., 2013).

8.3. Chế biến tích hợp theo mô hình lọc sinh học

Sau nuôi, hệ thống hiện đại tích hợp tách dầu, sản xuất bột protein, thu hồi chitin, ổn định bã nuôi, tận dụng nhiệt sấy và xử lý khí, nước. Như vậy, công nghệ BSF đang chuyển từ một quy trình nuôi côn trùng đơn lẻ sang tổ hợp sinh học, cơ khí, dữ liệu và chế biến. Mức độ tích hợp quyết định khả năng tạo giá trị từ toàn bộ dòng vật chất, thay vì chỉ từ bột ấu trùng.

9. HẠN CHẾ VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN TIẾP TỤC NGHIÊN CỨU

9.1. Chuẩn hóa chỉ tiêu

Các nghiên cứu chưa thống nhất về cơ sở tính: khối lượng tươi hoặc chất khô, lượng chất nền đã cấp hoặc thực sự được ăn, tổng sinh khối hoặc phần tăng thêm. Khi công thức BCR, FCE và các chỉ tiêu khác không đồng nhất, kết quả khó so sánh. Cần một bộ chỉ tiêu bắt buộc về cân bằng chất khô, carbon, nitơ, nước, sinh khối, bã nuôi và khí thải; đồng thời phải công bố rõ tuổi ấu trùng, dòng giống, thời gian và điều kiện nuôi (Bosch et al., 2020).

9.2. Chuyển từ phòng thí nghiệm sang sản xuất

Khay thí nghiệm có thể được cân, đảo và điều chỉnh hằng ngày, trong khi nhà máy phải tiếp nhận lượng lớn nguyên liệu không đồng nhất. Tích nhiệt, thiếu oxy, amoniac, nước rỉ, lây nhiễm chéo, sai lệch tuổi đàn và vệ sinh thiết bị trở thành những vấn đề mới. Lĩnh vực còn thiếu các thử nghiệm dài hạn ở quy mô trang trại và công nghiệp, sử dụng nguyên liệu biến động theo mùa.

9.3. An toàn sinh học và hóa học

Hiện chưa đủ dữ liệu về số phận của kháng sinh, gen kháng thuốc, virus, trứng ký sinh trùng, độc tố nấm mốc, thuốc sát trùng và chất ô nhiễm bền trong chuỗi phân – ấu trùng – vật nuôi. Một số kim loại có thể tích lũy trong ấu trùng, một số chất tập trung trong bã nuôi; mức chuyển dịch phụ thuộc tuổi và chất nền. Cần xác định ngưỡng loại bỏ nguyên liệu, quy trình bất hoạt và kế hoạch lấy mẫu cho từng nhóm sản phẩm.

9.4. Hiệu quả môi trường và kinh tế

Giảm khối lượng phân không đồng nghĩa giảm tác động tổng thể. Hệ thống có thể tiết kiệm đất nhưng tiêu tốn điện sấy, giảm metan nhưng tăng amoniac, tạo bột protein nhưng không có đầu ra cho bã nuôi. Đánh giá vòng đời phải so sánh với ủ phân, biogas và bón trực tiếp. Phân tích kinh tế phải tính đủ trứng giống, lao động, năng lượng, xử lý khí – nước, kiểm nghiệm, hao hụt và khấu hao, không chỉ dựa vào giá bán protein (Liu et al., 2022; Smetana et al., 2019).

9.5. Thể chế và tổ chức chuỗi

Quy định về sản phẩm côn trùng và chất nền được phép sử dụng còn khác nhau giữa các quốc gia. Quy định không rõ làm tăng rủi ro đầu tư; quy định quá lỏng chuyển rủi ro an toàn sang người chăn nuôi và người tiêu dùng. Việt Nam cần tiêu chuẩn cho trứng giống, ấu trùng tươi, bột toàn béo, bột tách dầu, dầu và bã nuôi; đồng thời xây dựng hệ thống truy xuất nối lô chất nền với lô sản phẩm. Đây là nền tảng để BSF phát triển thành một ngành sản xuất có kiểm soát.

10. KẾT LUẬN

Ấu trùng ruồi lính đen có khả năng thu hồi một phần dinh dưỡng trong chất thải chăn nuôi nhờ tốc độ sinh trưởng cao, hệ enzyme và vi sinh vật đường ruột phong phú, khả năng chịu mật độ lớn và giá trị dinh dưỡng của sinh khối. BSFL có thể làm giảm lượng chất nền, tạo protein, dầu và bã hữu cơ; qua đó nối quản lý chất thải với sản xuất thức ăn và phân bón.

Hiệu suất phụ thuộc chất nền và điều kiện vận hành. Phân lợn thường thuận lợi hơn; phân gia cầm giàu dinh dưỡng nhưng có nguy cơ amoniac và mầm bệnh; phân trâu, bò giàu xơ cần phối trộn hoặc tiền xử lý. Theo số liệu tổng hợp, để tạo 1 kg chất khô ấu trùng tăng thêm cần khoảng 5,9 kg chất khô phân bò, 5,3 kg chất khô phân gà hoặc 2,8 kg chất khô phân lợn thực sự được ăn. Quy đổi sang phân tươi chỉ có ý nghĩa khi nêu rõ độ ẩm và phương pháp tính.

Công nghiệp BSF đang phát triển theo hướng nuôi nhiều tầng, tự động hóa, cảm biến, phân tích dữ liệu, thiết kế chất nền, chọn giống và chế biến sâu. Việt Nam có lợi thế về khí hậu, phụ phẩm và thị trường thủy sản; cơ sở công nghiệp tại Bà Rịa – Vũng Tàu cho thấy năng lực tiếp nhận và vận hành công nghệ hiện đại.

Triển vọng lâu dài được quyết định bởi khả năng tạo sản phẩm ổn định, an toàn, hợp pháp và cạnh tranh. Chất thải phải được quản lý như nguyên liệu sinh học; BSF phải được nuôi như một vật nuôi công nghiệp; bột và dầu phải được kiểm soát như nguyên liệu thức ăn. Khi các điều kiện này được đáp ứng, ruồi lính đen có thể trở thành một mắt xích quan trọng của chăn nuôi tuần hoàn và công nghiệp protein.

PGS.TS. BÙI HỮU ĐOÀN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

• Barragán-Fonseca, K. B., Dicke, M., & van Loon, J. J. A. (2017). Nutritional value of the black soldier fly (Hermetia illucens L.) and its suitability as animal feed: A review. Journal of Insects as Food and Feed, 3(2), 105–120. https://doi.org/10.3920/JIFF2016.0055

• Bortolini, S., Macavei, L. I., Hadj Saadoun, J., Foca, G., Ulrici, A., Bernini, F., Malferrari, D., Setti, L., Ronga, D., & Maistrello, L. (2020). Hermetia illucens larvae as chicken manure management tool for circular economy. Journal of Cleaner Production, 262, 121289. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121289

• Bosch, G., Oonincx, D. G. A. B., Jordan, H. R., Zhang, J., van Loon, J. J. A., van Huis, A., & Tomberlin, J. K. (2020). Standardisation of quantitative resource conversion studies with black soldier fly larvae. Journal of Insects as Food and Feed, 6(2), 95–109. https://doi.org/10.3920/JIFF2019.0049

• Bosch, G., van Zanten, H. H. E., Zamprogna, A., Veenenbos, M., Meijer, N. P., van der Fels-Klerx, H. J., & van Loon, J. J. A. (2019). Conversion of organic resources by black soldier fly larvae: Legislation, efficiency and environmental impact. Journal of Cleaner Production, 222, 355–363. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.02.270

• Bùi Hữu Đoàn (2026). Thực trạng và hiệu quả mô hình chăn nuôi ruồi lính đen tự phát tại các nông hộ Việt Nam. Tạp chí Khoa học Chăn nuôi.

• Cai, M., Ma, S., Hu, R., Tomberlin, J. K., Thomashow, L. S., Zheng, L., Li, W., Yu, Z., & Zhang, J. (2018). Rapidly mitigating antibiotic resistant risks in chicken manure by Hermetia illucens bioconversion with intestinal microflora. Environmental Microbiology, 20(11), 4051–4062. https://doi.org/10.1111/1462-2920.14450

• Čičková, H., Newton, G. L., Lacy, R. C., & Kozánek, M. (2015). The use of fly larvae for organic waste treatment. Waste Management, 35, 68–80. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2014.09.026