Terima kasih telah mengunjungi Nature.com. Versi browser yang Anda gunakan memiliki dukungan CSS yang terbatas. Untuk hasil terbaik, sebaiknya gunakan browser yang lebih baru (atau nonaktifkan mode kompatibilitas di Internet Explorer). Sementara itu, untuk memastikan dukungan berkelanjutan, kami akan menampilkan situs tanpa gaya dan JavaScript.
Peternakan serangga merupakan cara yang potensial untuk memenuhi permintaan protein global yang terus meningkat dan merupakan aktivitas baru di dunia Barat dimana masih banyak pertanyaan mengenai kualitas dan keamanan produk. Serangga dapat memainkan peran penting dalam ekonomi sirkular dengan mengubah limbah hayati menjadi biomassa yang berharga. Sekitar setengah dari substrat pakan ulat bambu berasal dari pakan basah. Hal ini dapat diperoleh dari biowaste sehingga menjadikan peternakan serangga lebih berkelanjutan. Artikel ini melaporkan komposisi nutrisi ulat bambu (Tenebrio molitor) yang diberi suplemen organik dari produk sampingannya. Ini termasuk sayuran yang tidak terjual, irisan kentang, akar sawi putih yang difermentasi, dan daun taman. Hal ini dinilai dengan menganalisis komposisi terdekat, profil asam lemak, kandungan mineral dan logam berat. Ulat bambu yang diberi makan irisan kentang memiliki kandungan lemak ganda dan peningkatan asam lemak jenuh dan tak jenuh tunggal. Penggunaan akar sawi putih yang difermentasi meningkatkan kandungan mineral dan mengakumulasi logam berat. Selain itu, penyerapan mineral oleh ulat bambu bersifat selektif, karena hanya konsentrasi kalsium, zat besi, dan mangan yang meningkat. Penambahan campuran sayuran atau daun kebun ke dalam makanan tidak akan mengubah profil nutrisi secara signifikan. Kesimpulannya, aliran produk sampingan berhasil diubah menjadi biomassa yang kaya protein, kandungan nutrisi dan ketersediaan hayati mempengaruhi komposisi ulat bambu.
Pertumbuhan populasi manusia diperkirakan akan mencapai 9,7 miliar pada tahun 20501,2 sehingga memberikan tekanan pada produksi pangan kita untuk mengatasi tingginya permintaan pangan. Diperkirakan permintaan pangan akan meningkat sebesar 70-80% antara tahun 2012 dan 20503,4,5. Sumber daya alam yang digunakan dalam produksi pangan saat ini semakin menipis, sehingga mengancam ekosistem dan persediaan pangan kita. Selain itu, sejumlah besar biomassa terbuang terkait dengan produksi dan konsumsi pangan. Diperkirakan pada tahun 2050, volume sampah global tahunan akan mencapai 27 miliar ton, yang sebagian besar merupakan sampah organik6,7,8. Menanggapi tantangan-tantangan ini, solusi inovatif, alternatif pangan dan pembangunan pertanian dan sistem pangan berkelanjutan telah diusulkan9,10,11. Salah satu pendekatan tersebut adalah dengan memanfaatkan residu organik untuk menghasilkan bahan mentah seperti serangga yang dapat dimakan sebagai sumber pangan dan pakan berkelanjutan12,13. Peternakan serangga menghasilkan emisi gas rumah kaca dan amonia yang lebih rendah, membutuhkan lebih sedikit air dibandingkan sumber protein tradisional, dan dapat diproduksi dalam sistem pertanian vertikal, yang membutuhkan lebih sedikit ruang14,15,16,17,18,19. Penelitian telah menunjukkan bahwa serangga mampu mengubah limbah hayati bernilai rendah menjadi biomassa berharga kaya protein dengan kandungan bahan kering hingga 70%20,21,22. Selain itu, biomassa bernilai rendah saat ini digunakan untuk produksi energi, pembuangan sampah atau daur ulang sehingga tidak bersaing dengan sektor pangan dan pakan saat ini23,24,25,26. Ulat bambu (T. molitor)27 dianggap sebagai salah satu spesies yang paling menjanjikan untuk produksi pangan dan pakan skala besar. Baik larva maupun dewasa memakan berbagai bahan seperti produk biji-bijian, kotoran hewan, sayuran, buah-buahan, dll. 28,29. Di masyarakat Barat, T. molitor dibiakkan di penangkaran dalam skala kecil, terutama sebagai pakan hewan peliharaan seperti burung atau reptil. Saat ini, potensi mereka dalam produksi pangan dan pakan mendapat perhatian lebih30,31,32. Misalnya, T. molitor telah disetujui dengan profil pangan baru, termasuk penggunaan dalam bentuk beku, kering, dan bubuk (Peraturan (UE) No 258/97 dan Peraturan (UE) 2015/2283) 33. Namun, produksi skala besar penggunaan serangga untuk makanan dan pakan masih merupakan konsep yang relatif baru di negara-negara Barat. Industri ini menghadapi tantangan seperti kesenjangan pengetahuan mengenai pola makan dan produksi yang optimal, kualitas nutrisi produk akhir, dan masalah keamanan seperti penumpukan racun dan bahaya mikroba. Berbeda dengan peternakan tradisional, peternakan serangga tidak memiliki rekam jejak sejarah yang serupa17,24,25,34.
Meskipun banyak penelitian telah dilakukan mengenai nilai gizi ulat bambu, faktor-faktor yang mempengaruhi nilai gizinya belum sepenuhnya dipahami. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa pola makan serangga mungkin berdampak pada komposisinya, namun tidak ditemukan pola yang jelas. Selain itu, penelitian ini berfokus pada komponen protein dan lipid ulat bambu, namun memiliki efek terbatas pada komponen mineral21,22,32,35,36,37,38,39,40. Diperlukan lebih banyak penelitian untuk memahami kapasitas penyerapan mineral. Sebuah penelitian baru-baru ini menyimpulkan bahwa larva ulat bambu yang diberi makan lobak memiliki konsentrasi mineral tertentu yang sedikit lebih tinggi. Namun, hasil ini terbatas pada substrat yang diuji, dan diperlukan uji coba industri lebih lanjut41. Akumulasi logam berat (Cd, Pb, Ni, As, Hg) pada ulat bambu dilaporkan berkorelasi signifikan dengan kandungan logam dalam matriks. Meskipun konsentrasi logam yang ditemukan dalam pakan ternak berada di bawah batas legal42, arsenik juga ditemukan terakumulasi secara biologis pada larva ulat bambu, sedangkan kadmium dan timbal tidak mengalami bioakumulasi43. Memahami dampak pola makan terhadap komposisi nutrisi ulat bambu sangat penting untuk keamanan penggunaannya dalam makanan dan pakan.
Studi yang disajikan dalam makalah ini berfokus pada dampak penggunaan produk samping pertanian sebagai sumber pakan basah terhadap komposisi nutrisi ulat bambu. Selain pakan kering, pakan basah juga harus diberikan kepada larva. Sumber pakan basah memberikan kelembapan yang diperlukan dan juga berfungsi sebagai suplemen nutrisi bagi ulat bambu, meningkatkan laju pertumbuhan dan berat badan maksimal44,45. Menurut data standar pemeliharaan ulat bambu kami di proyek Interreg-Valusect, total pakan ulat bambu mengandung 57% b/b pakan basah. Biasanya sayuran segar (misalnya wortel) digunakan sebagai sumber pakan basah35,36,42,44,46. Menggunakan produk sampingan yang bernilai rendah sebagai sumber pakan basah akan membawa manfaat yang lebih berkelanjutan dan ekonomis bagi budidaya serangga17. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk (1) mengetahui pengaruh penggunaan biowaste sebagai pakan basah terhadap komposisi nutrisi ulat bambu, (2) menentukan kandungan makro dan mikronutrien larva ulat bambu yang dipelihara pada biowaste yang kaya mineral untuk menguji kelayakan pakan basah. fortifikasi mineral, dan (3) mengevaluasi keamanan produk sampingan dalam budidaya serangga dengan menganalisis keberadaan dan akumulasi logam berat Pb, Cd dan Cr. Penelitian ini akan memberikan informasi lebih lanjut mengenai efek suplementasi biowaste pada makanan larva ulat bambu, nilai gizi dan keamanannya.
Kandungan bahan kering pada aliran lateral lebih tinggi dibandingkan dengan agar nutrien basah kontrol. Kandungan bahan kering pada campuran sayuran dan daun kebun kurang dari 10%, sedangkan kandungan bahan kering lebih tinggi pada potongan kentang dan akar sawi putih yang difermentasi (13,4 dan 29,9 g/100 g bahan segar, FM).
Campuran nabati memiliki kandungan abu kasar, lemak dan protein yang lebih tinggi serta kandungan karbohidrat non-serat yang lebih rendah dibandingkan pakan kontrol (agar), sedangkan kandungan serat deterjen netral yang diberi perlakuan amilase serupa. Kandungan karbohidrat pada irisan kentang adalah yang tertinggi dari semua aliran samping dan sebanding dengan agar-agar. Secara keseluruhan, komposisi kasarnya paling mirip dengan pakan kontrol, namun ditambah dengan sejumlah kecil protein (4,9%) dan abu kasar (2,9%) 47,48 . PH kentang berkisar antara 5 hingga 6, dan perlu diperhatikan bahwa aliran samping kentang ini lebih asam (4,7). Akar sawi putih yang difermentasi kaya akan abu dan merupakan yang paling asam dari semua aliran samping. Karena akarnya tidak dibersihkan, sebagian besar abunya diperkirakan terdiri dari pasir (silika). Daun kebun merupakan satu-satunya produk yang bersifat basa dibandingkan dengan kontrol dan aliran samping lainnya. Ini mengandung abu dan protein tingkat tinggi dan karbohidrat jauh lebih rendah daripada kontrol. Komposisi kasarnya paling dekat dengan akar sawi putih yang difermentasi, tetapi konsentrasi protein kasarnya lebih tinggi (15,0%), sebanding dengan kandungan protein campuran nabati. Analisis statistik dari data di atas menunjukkan perbedaan yang signifikan dalam komposisi kasar dan pH aliran samping.
Penambahan campuran sayuran atau daun kebun pada pakan ulat bambu tidak mempengaruhi komposisi biomassa larva ulat bambu dibandingkan dengan kelompok kontrol (Tabel 1). Penambahan stek kentang menghasilkan perbedaan komposisi biomassa paling nyata dibandingkan kelompok kontrol yang mendapat larva ulat bambu dan sumber pakan basah lainnya. Sedangkan untuk kandungan protein ulat bambu, kecuali potongan kentang, perbedaan komposisi aliran samping tidak mempengaruhi kandungan protein larva. Pemberian pakan stek kentang sebagai sumber kelembapan menyebabkan peningkatan dua kali lipat kandungan lemak larva dan penurunan kandungan protein, kitin, dan karbohidrat non-serat. Akar sawi putih yang difermentasi meningkatkan kandungan abu larva ulat bambu sebanyak satu setengah kali lipat.
Profil mineral dinyatakan sebagai kandungan makromineral (Tabel 2) dan mikronutrien (Tabel 3) dalam pakan basah dan biomassa larva ulat bambu.
Secara umum, pertanian sampingan lebih kaya akan makromineral dibandingkan dengan kelompok kontrol, kecuali potongan kentang yang memiliki kandungan Mg, Na dan Ca lebih rendah. Konsentrasi kalium tinggi di semua sidestream dibandingkan dengan kontrol. Agar mengandung 3 mg/100 g DM K, sedangkan konsentrasi K di sidestream berkisar antara 1070 hingga 9909 mg/100 g DM. Kandungan makromineral dalam campuran sayuran secara signifikan lebih tinggi dibandingkan kelompok kontrol, namun kandungan Na secara signifikan lebih rendah (88 vs. 111 mg/100 g DM). Konsentrasi makromineral pada stek kentang merupakan yang terendah dari semua sidestream. Kandungan makromineral pada stek kentang jauh lebih rendah dibandingkan dengan sidestream lain dan kontrol. Kecuali kandungan Mg sebanding dengan kelompok kontrol. Meskipun akar sawi putih yang difermentasi tidak memiliki konsentrasi makromineral tertinggi, kandungan abu aliran samping ini adalah yang tertinggi dari semua aliran samping. Hal ini mungkin disebabkan karena bahan tersebut tidak dimurnikan dan mungkin mengandung silika (pasir) konsentrasi tinggi. Kandungan Na dan Ca sebanding dengan campuran sayuran. Akar sawi putih yang difermentasi mengandung konsentrasi Na tertinggi dari semua aliran samping. Kecuali Na, daun hortikultura mempunyai konsentrasi makromineral tertinggi dibandingkan semua hijauan basah. Konsentrasi K (9909 mg/100 g DM) tiga ribu kali lebih tinggi dibandingkan kontrol (3 mg/100 g DM) dan 2,5 kali lebih tinggi dibandingkan campuran nabati (4057 mg/100 g DM). Kandungan Ca tertinggi di antara semua aliran samping (7276 mg/100 g DM), 20 kali lebih tinggi dibandingkan kontrol (336 mg/100 g DM) dan 14 kali lebih tinggi dibandingkan konsentrasi Ca pada akar sawi putih atau campuran sayuran yang difermentasi (530 dan 496 mg/100 g DM).
Meskipun terdapat perbedaan yang signifikan pada komposisi makromineral pakan (Tabel 2), tidak ada perbedaan signifikan yang ditemukan pada komposisi makromineral ulat bambu yang dipelihara pada campuran sayuran dan pakan kontrol.
Larva yang diberi remah kentang memiliki konsentrasi semua makromineral yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan kontrol, kecuali Na, yang memiliki konsentrasi yang sebanding. Selain itu, pemberian pakan keripik kentang menyebabkan penurunan kandungan makromineral larva yang paling besar dibandingkan dengan pemberian pakan sampingan lainnya. Hal ini konsisten dengan kadar abu yang lebih rendah yang diamati pada formulasi ulat bambu di dekatnya. Namun, meskipun P dan K secara signifikan lebih tinggi pada pakan basah ini dibandingkan dengan pakan sampingan lainnya dan kontrol, komposisi larva tidak mencerminkan hal ini. Rendahnya konsentrasi Ca dan Mg yang ditemukan dalam biomassa ulat bambu mungkin berhubungan dengan rendahnya konsentrasi Ca dan Mg yang terdapat dalam pakan basah itu sendiri.
Memberi makan akar sawi putih dan daun kebun yang difermentasi menghasilkan kadar kalsium yang jauh lebih tinggi dibandingkan kontrol. Daun kebun mengandung P, Mg, K dan Ca tertinggi dibandingkan semua pakan basah, namun hal ini tidak tercermin pada biomassa ulat bambu. Konsentrasi Na paling rendah pada larva ini, sedangkan konsentrasi Na lebih tinggi pada daun kebun dibandingkan pada stek kentang. Kandungan Ca meningkat pada larva (66 mg/100 g DM), namun konsentrasi Ca tidak setinggi biomassa ulat bambu (79 mg/100 g DM) pada percobaan fermentasi akar sawi putih, meskipun konsentrasi Ca pada tanaman daun kebun lebih tinggi. 14 kali lebih tinggi dari pada akar sawi putih.
Berdasarkan komposisi unsur mikro pakan basah (Tabel 3), komposisi mineral campuran nabati serupa dengan kelompok kontrol, hanya saja konsentrasi Mn jauh lebih rendah. Konsentrasi semua unsur mikro yang dianalisis lebih rendah pada potongan kentang dibandingkan dengan kontrol dan produk sampingan lainnya. Akar sawi putih yang difermentasi mengandung zat besi hampir 100 kali lebih banyak, tembaga 4 kali lebih banyak, seng 2 kali lebih banyak, dan mangan dalam jumlah yang hampir sama. Kandungan seng dan mangan pada daun tanaman pekarangan jauh lebih tinggi dibandingkan kelompok kontrol.
Tidak ada perbedaan signifikan yang ditemukan antara kandungan unsur jejak pada larva yang diberi pakan kontrol, campuran sayuran, dan pakan sisa kentang basah. Namun, kandungan Fe dan Mn larva yang diberi pakan akar chicory yang difermentasi berbeda nyata dengan kandungan ulat bambu yang diberi pakan kelompok kontrol. Peningkatan kandungan Fe mungkin disebabkan oleh peningkatan seratus kali lipat konsentrasi elemen jejak dalam pakan basah itu sendiri. Namun, meskipun tidak ada perbedaan yang signifikan dalam konsentrasi Mn antara akar sawi putih yang difermentasi dan kelompok kontrol, kadar Mn meningkat pada larva yang diberi akar sawi putih yang difermentasi. Perlu diketahui juga bahwa konsentrasi Mn lebih tinggi (3 kali lipat) pada pakan daun basah pada pakan hortikultura dibandingkan dengan kontrol, namun tidak terdapat perbedaan yang signifikan pada komposisi biomassa ulat bambu. Perbedaan antara daun kontrol dan hortikultura hanya terletak pada kandungan Cu yang lebih rendah pada daunnya.
Tabel 4 menunjukkan konsentrasi logam berat yang ditemukan dalam substrat. Konsentrasi maksimum Pb, Cd dan Cr di Eropa dalam pakan ternak lengkap telah dikonversi menjadi mg/100 g bahan kering dan ditambahkan ke Tabel 4 untuk memudahkan perbandingan dengan konsentrasi yang ditemukan di aliran samping47.
Tidak ada Pb yang terdeteksi pada pakan basah kontrol, campuran sayuran atau dedak kentang, sedangkan daun kebun mengandung 0,002 mg Pb/100 g DM dan akar sawi putih yang difermentasi mengandung konsentrasi tertinggi yaitu 0,041 mg Pb/100 g DM. Konsentrasi C pada pakan kontrol dan daun kebun sebanding (0,023 dan 0,021 mg/100 g DM), sedangkan konsentrasi C lebih rendah pada campuran sayuran dan dedak kentang (0,004 dan 0,007 mg/100 g DM). Dibandingkan dengan substrat lain, konsentrasi Cr pada akar sawi putih yang difermentasi secara signifikan lebih tinggi (0,135 mg/100 g DM) dan enam kali lebih tinggi dibandingkan pada pakan kontrol. Cd tidak terdeteksi di aliran kontrol atau aliran samping mana pun yang digunakan.
Tingkat Pb dan Cr yang jauh lebih tinggi ditemukan pada larva yang diberi makan akar sawi putih yang difermentasi. Namun Cd tidak terdeteksi pada larva ulat bambu manapun.
Analisis kualitatif asam lemak dalam lemak kasar dilakukan untuk menentukan apakah profil asam lemak larva ulat bambu dapat dipengaruhi oleh berbagai komponen aliran lateral tempat mereka diberi makan. Distribusi asam lemak ini ditunjukkan pada Tabel 5. Asam lemak diurutkan berdasarkan nama umum dan struktur molekulnya (disebut sebagai “Cx:y”, dengan x adalah jumlah atom karbon dan y adalah jumlah ikatan tak jenuh. ).
Profil asam lemak ulat bambu yang diberi makan potongan kentang berubah secara signifikan. Mereka mengandung jumlah asam miristat (C14:0), asam palmitat (C16:0), asam palmitoleat (C16:1), dan asam oleat (C18:1) yang jauh lebih tinggi. Konsentrasi asam pentadecanoic (C15:0), asam linoleat (C18:2), dan asam linolenat (C18:3) secara signifikan lebih rendah dibandingkan dengan ulat bambu lainnya. Dibandingkan dengan profil asam lemak lainnya, rasio C18:1 dan C18:2 terbalik pada potongan kentang. Ulat bambu yang diberi pakan daun hortikultura mengandung asam pentadecanoic (C15:0) yang lebih tinggi dibandingkan ulat bambu yang diberi pakan basah lainnya.
Asam lemak dibagi menjadi asam lemak jenuh (SFA), asam lemak tak jenuh tunggal (MUFA), dan asam lemak tak jenuh ganda (PUFA). Tabel 5 menunjukkan konsentrasi kelompok asam lemak ini. Secara keseluruhan, profil asam lemak ulat bambu yang diberi pakan limbah kentang berbeda secara signifikan dengan kontrol dan aliran samping lainnya. Untuk setiap kelompok asam lemak, ulat bambu yang diberi pakan keripik kentang berbeda nyata dengan kelompok lainnya. Mereka mengandung lebih banyak SFA dan MUFA dan lebih sedikit PUFA.
Tidak ada perbedaan yang signifikan antara tingkat kelangsungan hidup dan bobot hasil total larva yang dibiakkan pada substrat berbeda. Tingkat kelangsungan hidup rata-rata keseluruhan adalah 90%, dan total bobot hasil rata-rata adalah 974 gram. Ulat bambu berhasil mengolah produk sampingannya sebagai sumber pakan basah. Pakan basah ulat bambu menyumbang lebih dari setengah total berat pakan (kering + basah). Mengganti sayuran segar dengan produk sampingan pertanian sebagai pakan basah tradisional memiliki manfaat ekonomi dan lingkungan bagi budidaya ulat bambu.
Tabel 1 menunjukkan bahwa komposisi biomassa larva ulat bambu yang dipelihara pada pakan kontrol adalah sekitar 72% kelembaban, 5% abu, 19% lipid, 51% protein, 8% kitin, dan 18% bahan kering sebagai karbohidrat non-serat. Hal ini sebanding dengan nilai-nilai yang dilaporkan dalam literatur.48,49 Namun, komponen lain dapat ditemukan dalam literatur, seringkali bergantung pada metode analisis yang digunakan. Misalnya, kami menggunakan metode Kjeldahl untuk menentukan kandungan protein kasar dengan rasio N terhadap P sebesar 5,33, sedangkan peneliti lain menggunakan rasio yang lebih banyak digunakan yaitu 6,25 untuk sampel daging dan pakan.50,51
Penambahan sisa kentang (makanan basah kaya karbohidrat) ke dalam makanan menghasilkan dua kali lipat kandungan lemak ulat bambu. Kandungan karbohidrat pada kentang diperkirakan sebagian besar terdiri dari pati, sedangkan agar-agar mengandung gula (polisakarida)47,48. Temuan ini berbeda dengan penelitian lain yang menemukan bahwa kandungan lemak menurun ketika ulat bambu diberi makanan yang dilengkapi dengan kentang kupas kukus yang rendah protein (10,7%) dan tinggi pati (49,8%)36. Ketika pomace zaitun ditambahkan ke dalam makanan, kandungan protein dan karbohidrat pada ulat bambu sama dengan makanan basah, sedangkan kandungan lemaknya tetap tidak berubah35. Sebaliknya, penelitian lain menunjukkan bahwa kandungan protein larva yang dipelihara di aliran samping mengalami perubahan mendasar, begitu pula dengan kandungan lemak22,37.
Akar sawi putih yang difermentasi secara signifikan meningkatkan kadar abu larva ulat bambu (Tabel 1). Penelitian mengenai efek produk sampingan terhadap komposisi abu dan mineral larva ulat bambu masih terbatas. Sebagian besar penelitian pemberian pakan produk sampingan berfokus pada kandungan lemak dan protein larva tanpa menganalisis kandungan abu21,35,36,38,39. Namun, ketika kadar abu larva yang diberi produk sampingan dianalisis, ditemukan peningkatan kadar abu. Misalnya, memberi makan ulat bambu dengan limbah kebun meningkatkan kadar abu dari 3,01% menjadi 5,30%, dan menambahkan limbah semangka ke dalam makanan meningkatkan kadar abu dari 1,87% menjadi 4,40%.
Meskipun perkiraan komposisi semua sumber makanan basah sangat bervariasi (Tabel 1), perbedaan komposisi biomassa larva ulat bambu yang diberi makan pada masing-masing sumber makanan basah tidak terlalu besar. Hanya larva ulat bambu yang diberi makan potongan kentang atau akar sawi putih yang difermentasi yang menunjukkan perubahan signifikan. Salah satu penjelasan yang mungkin untuk hasil ini adalah bahwa selain akar sawi putih, potongan kentang juga difermentasi sebagian (pH 4,7, Tabel 1), membuat pati/karbohidrat lebih mudah dicerna/tersedia untuk larva ulat bambu. Bagaimana larva ulat bambu mensintesis lipid dari nutrisi seperti karbohidrat merupakan hal yang sangat menarik dan harus dieksplorasi sepenuhnya dalam penelitian selanjutnya. Penelitian sebelumnya mengenai pengaruh pH pakan basah terhadap pertumbuhan larva ulat bambu menyimpulkan bahwa tidak ada perbedaan signifikan yang diamati saat menggunakan agar blok dengan pakan basah pada rentang pH 3 hingga 9. Hal ini menunjukkan bahwa pakan basah yang difermentasi dapat digunakan untuk membudidayakan Tenebrio molitor53 . Mirip dengan Coudron et al.53, percobaan kontrol menggunakan blok agar-agar dalam pakan basah yang diberikan karena blok tersebut kekurangan mineral dan nutrisi. Studi mereka tidak meneliti pengaruh sumber makanan basah yang lebih beragam nutrisi seperti sayuran atau kentang terhadap peningkatan daya cerna atau ketersediaan hayati. Penelitian lebih lanjut mengenai pengaruh fermentasi sumber makanan basah pada larva ulat bambu diperlukan untuk mengeksplorasi teori ini lebih lanjut.
Distribusi mineral biomassa ulat bambu kontrol yang ditemukan dalam penelitian ini (Tabel 2 dan 3) sebanding dengan kisaran unsur hara makro dan mikro yang ditemukan dalam literatur48,54,55. Memberikan ulat bambu dengan akar sawi putih yang difermentasi sebagai sumber makanan basah akan memaksimalkan kandungan mineralnya. Meskipun sebagian besar unsur hara makro dan mikro lebih tinggi pada campuran sayuran dan daun kebun (Tabel 2 dan 3), kedua hal tersebut tidak mempengaruhi kandungan mineral biomassa ulat bambu seperti halnya akar sawi putih yang difermentasi. Salah satu penjelasan yang mungkin adalah bahwa nutrisi dalam daun taman yang bersifat basa lebih sedikit tersedia secara hayati dibandingkan dengan makanan basah lainnya yang lebih asam (Tabel 1). Penelitian sebelumnya memberi makan larva ulat bambu dengan jerami padi yang difermentasi dan menemukan bahwa mereka berkembang dengan baik di aliran samping ini dan juga menunjukkan bahwa perlakuan awal pada substrat dengan fermentasi menginduksi penyerapan nutrisi. 56 Penggunaan akar sawi putih yang difermentasi meningkatkan kandungan Ca, Fe dan Mn biomassa ulat bambu. Meskipun aliran samping ini juga mengandung konsentrasi mineral lain yang lebih tinggi (P, Mg, K, Na, Zn dan Cu), mineral-mineral ini tidak jauh lebih melimpah dalam biomassa ulat bambu dibandingkan dengan kontrol, yang menunjukkan selektivitas serapan mineral. Peningkatan kandungan mineral tersebut pada biomassa ulat bambu mempunyai nilai gizi untuk keperluan pangan dan pakan. Kalsium adalah mineral penting yang memainkan peran penting dalam fungsi neuromuskular dan banyak proses yang dimediasi enzim seperti pembekuan darah, pembentukan tulang dan gigi. 57,58 Kekurangan zat besi merupakan masalah umum di negara-negara berkembang, dimana anak-anak, wanita, dan orang lanjut usia seringkali tidak mendapatkan cukup zat besi dari makanan mereka. 54 Meskipun mangan merupakan elemen penting dalam makanan manusia dan memainkan peran penting dalam fungsi banyak enzim, asupan berlebihan dapat menjadi racun. Tingkat mangan yang lebih tinggi pada ulat bambu yang diberi makan akar sawi putih yang difermentasi tidak menjadi perhatian dan sebanding dengan yang ada pada ayam. 59
Konsentrasi logam berat yang ditemukan di sidestream berada di bawah standar Eropa untuk pakan ternak lengkap. Analisis logam berat larva ulat bambu menunjukkan bahwa kadar Pb dan Cr secara signifikan lebih tinggi pada ulat bambu yang diberi akar sawi putih yang difermentasi dibandingkan pada kelompok kontrol dan substrat lainnya (Tabel 4). Akar sawi putih tumbuh di tanah dan diketahui menyerap logam berat, sedangkan akar lainnya berasal dari produksi makanan manusia yang terkontrol. Ulat bambu yang diberi akar sawi putih yang difermentasi juga mengandung kadar Pb dan Cr yang lebih tinggi (Tabel 4). Faktor bioakumulasi (BAF) yang dihitung adalah 2,66 untuk Pb dan 1,14 untuk Cr, yaitu lebih besar dari 1, menunjukkan bahwa ulat bambu mempunyai kemampuan mengakumulasi logam berat. Berkenaan dengan Pb, UE menetapkan kandungan Pb maksimum sebesar 0,10 mg per kilogram daging segar untuk konsumsi manusia61. Dalam evaluasi data eksperimen kami, konsentrasi Pb maksimum yang terdeteksi pada ulat bambu sawi putih yang difermentasi adalah 0,11 mg/100 g DM. Bila nilai tersebut dikonversikan ke kandungan bahan kering 30,8% pada ulat bambu tersebut, maka kandungan Pb sebesar 0,034 mg/kg bahan segar, berada di bawah batas maksimum yaitu 0,10 mg/kg. Tidak ada kandungan maksimum Cr yang ditentukan dalam peraturan pangan Eropa. Cr banyak ditemukan di lingkungan, bahan pangan, dan bahan tambahan pangan serta diketahui merupakan zat gizi esensial bagi manusia dalam jumlah kecil62,63,64. Analisis ini (Tabel 4) menunjukkan bahwa larva T. molitor dapat mengakumulasi logam berat jika terdapat logam berat dalam makanannya. Namun kadar logam berat yang terdapat pada biomassa ulat bambu pada penelitian ini dinilai aman untuk dikonsumsi manusia. Pemantauan rutin dan hati-hati dianjurkan ketika menggunakan aliran samping yang mungkin mengandung logam berat sebagai sumber pakan basah untuk T. molitor.
Asam lemak yang paling melimpah dalam total biomassa larva T. molitor adalah asam palmitat (C16:0), asam oleat (C18:1), dan asam linoleat (C18:2) (Tabel 5), hal ini konsisten dengan penelitian sebelumnya. pada T. molitor. Hasil spektrum asam lemak konsisten36,46,50,65. Profil asam lemak T. molitor umumnya terdiri dari lima komponen utama: asam oleat (C18:1), asam palmitat (C16:0), asam linoleat (C18:2), asam miristat (C14:0), dan asam stearat. (C18:0). Asam oleat dilaporkan sebagai asam lemak paling melimpah (30-60%) pada larva ulat bambu, diikuti oleh asam palmitat dan asam linoleat22,35,38,39. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa profil asam lemak ini dipengaruhi oleh pola makan larva ulat bambu, namun perbedaannya tidak mengikuti tren yang sama dengan pola makan38. Dibandingkan dengan profil asam lemak lainnya, rasio C18:1–C18:2 pada kulit kentang adalah terbalik. Hasil serupa diperoleh untuk perubahan profil asam lemak ulat bambu yang diberi kulit kentang kukus36. Hasil ini menunjukkan bahwa meskipun profil asam lemak minyak ulat bambu mungkin berubah, minyak ulat bambu masih kaya akan asam lemak tak jenuh.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi pengaruh penggunaan empat aliran biowaste agroindustri yang berbeda sebagai pakan basah terhadap komposisi ulat bambu. Dampaknya dinilai berdasarkan nilai gizi larva. Hasil penelitian menunjukkan bahwa produk samping berhasil diubah menjadi biomassa kaya protein (kandungan protein 40,7-52,3%), yang dapat digunakan sebagai sumber pangan dan pakan. Selain itu, penelitian menunjukkan bahwa penggunaan produk sampingan sebagai pakan basah mempengaruhi nilai gizi biomassa ulat bambu. Secara khusus, memberikan larva dengan konsentrasi karbohidrat yang tinggi (misalnya potongan kentang) akan meningkatkan kandungan lemaknya dan mengubah komposisi asam lemaknya: kandungan asam lemak tak jenuh ganda yang lebih rendah dan kandungan asam lemak jenuh dan tak jenuh tunggal yang lebih tinggi, namun tidak pada konsentrasi asam lemak tak jenuh. . Asam lemak (tak jenuh tunggal + tak jenuh ganda) masih mendominasi. Studi tersebut juga menunjukkan bahwa ulat bambu secara selektif mengakumulasi kalsium, zat besi, dan mangan dari aliran samping yang kaya akan mineral asam. Ketersediaan hayati mineral tampaknya memainkan peran penting dan penelitian lebih lanjut diperlukan untuk memahami hal ini sepenuhnya. Logam berat yang ada di aliran samping dapat terakumulasi pada ulat bambu. Namun, konsentrasi akhir Pb, Cd dan Cr dalam biomassa larva berada di bawah tingkat yang dapat diterima, sehingga aliran samping ini aman digunakan sebagai sumber pakan basah.
Larva ulat bambu dipelihara oleh Radius (Giel, Belgia) dan Inagro (Rumbeke-Beitem, Belgia) di Thomas More University of Applied Sciences pada suhu 27 °C dan kelembaban relatif 60%. Kepadatan ulat bambu yang dipelihara pada akuarium berukuran 60 x 40 cm adalah 4,17 ekor/cm2 (10.000 ekor ulat bambu). Larva awalnya diberi makan 2,1 kg dedak gandum sebagai makanan kering per tangki pemeliharaan dan kemudian diberi suplemen sesuai kebutuhan. Agar blok digunakan sebagai kontrol perlakuan makanan basah. Mulai minggu ke 4, aliran samping (juga merupakan sumber kelembapan) diberikan sebagai makanan basah, bukan agar ad libitum. Persentase bahan kering untuk setiap aliran samping telah ditentukan sebelumnya dan dicatat untuk memastikan jumlah kelembapan yang sama untuk semua serangga di seluruh perlakuan. Makanan didistribusikan secara merata ke seluruh terarium. Larva dikumpulkan ketika pupa pertama muncul di kelompok eksperimen. Pemanenan larva dilakukan dengan menggunakan alat pengocok mekanis berdiameter 2 mm. Kecuali percobaan kentang potong dadu. Sebagian besar kentang kering yang dipotong dadu juga dipisahkan dengan membiarkan larva merayap melalui saringan ini dan mengumpulkannya dalam nampan logam. Total bobot panen ditentukan dengan menimbang total bobot panen. Kelangsungan hidup dihitung dengan membagi bobot total panen dengan bobot larva. Berat larva ditentukan dengan memilih sedikitnya 100 larva dan membagi berat totalnya dengan jumlah. Larva yang dikumpulkan dibiarkan kelaparan selama 24 jam untuk mengosongkan isi perutnya sebelum dianalisis. Terakhir, larva disaring lagi untuk memisahkannya dari sisanya. Mereka dibekukan dan disimpan pada suhu -18°C sampai dianalisis.
Pakan kering berupa dedak gandum (Belgian Molens Joye). Dedak gandum diayak terlebih dahulu hingga ukuran partikel kurang dari 2 mm. Selain pakan kering, larva ulat bambu juga membutuhkan pakan basah untuk menjaga kelembapan dan suplemen mineral yang dibutuhkan ulat bambu. Pakan basah menyumbang lebih dari setengah total pakan (pakan kering + pakan basah). Dalam percobaan kami, agar-agar (Brouwland, Belgia, 25 g/l) digunakan sebagai pakan basah kontrol45. Seperti terlihat pada Gambar 1, empat produk samping pertanian dengan kandungan nutrisi berbeda diuji sebagai pakan basah untuk larva ulat bambu. Produk sampingan tersebut antara lain (a) daun dari budidaya mentimun (Inagro, Belgia), (b) potongan kentang (Duigny, Belgia), (c) akar sawi putih yang difermentasi (Inagro, Belgia) dan (d) buah dan sayuran yang tidak terjual dari lelang . (Belorta, Belgia). Aliran samping dipotong-potong sesuai untuk digunakan sebagai pakan ulat basah.
Hasil samping pertanian sebagai pakan basah ulat bambu; (a) daun kebun hasil budidaya ketimun, (b) potongan kentang, (c) akar sawi putih, (d) sayuran yang tidak terjual di lelang dan (e) agar-agar blok. Sebagai kontrol.
Komposisi pakan dan larva ulat bambu ditentukan sebanyak tiga kali (n=3). Analisis cepat, komposisi mineral, kandungan logam berat dan komposisi asam lemak dinilai. Sampel yang telah dihomogenisasi sebanyak 250 g diambil dari larva yang dikumpulkan dan dibiarkan kelaparan, dikeringkan pada suhu 60°C hingga berat konstan, digiling (IKA, Tube mill 100) dan diayak dengan saringan 1 mm. Sampel kering disegel dalam wadah gelap.
Kandungan bahan kering (DM) ditentukan dengan mengeringkan sampel dalam oven pada suhu 105°C selama 24 jam (Memmert, UF110). Persentase bahan kering dihitung berdasarkan kehilangan berat sampel.
Kadar abu kasar (CA) ditentukan berdasarkan kehilangan massa setelah pembakaran dalam tungku peredam (Nabertherm, L9/11/SKM) pada suhu 550°C selama 4 jam.
Ekstraksi kadar lemak kasar atau dietil eter (EE) dilakukan dengan petroleum eter (bp 40–60 °C) menggunakan peralatan ekstraksi Soxhlet. Sekitar 10 g sampel ditempatkan di kepala ekstraksi dan ditutup dengan wol keramik untuk mencegah hilangnya sampel. Sampel diekstraksi semalaman dengan 150 ml petroleum eter. Ekstrak didinginkan, pelarut organik dihilangkan dan diperoleh kembali dengan penguapan putar (Büchi, R-300) pada 300 mbar dan 50 °C. Ekstrak lipid kasar atau eter didinginkan dan ditimbang dengan neraca analitik.
Kandungan protein kasar (CP) ditentukan dengan menganalisis keberadaan nitrogen dalam sampel menggunakan metode Kjeldahl BN EN ISO 5983-1 (2005). Gunakan faktor N hingga P yang sesuai untuk menghitung kandungan protein. Untuk pakan kering standar (dedak gandum) menggunakan faktor total 6,25. Untuk aliran samping digunakan faktor sebesar 4,2366 dan untuk campuran sayuran digunakan faktor sebesar 4,3967. Kandungan protein kasar larva dihitung dengan menggunakan faktor N to P sebesar 5,3351.
Kandungan serat meliputi penentuan serat deterjen netral (NDF) berdasarkan protokol ekstraksi Gerhardt (analisis serat manual dalam kantong, Gerhardt, Jerman) dan metode van Soest 68. Untuk penentuan NDF, 1 g sampel ditempatkan dalam kantong serat khusus (Gerhardt, kantong ADF/NDF) dengan lapisan kaca. Kantong serat berisi sampel terlebih dahulu dihilangkan lemaknya dengan petroleum eter (titik didih 40–60 °C) dan kemudian dikeringkan pada suhu kamar. Sampel yang dihilangkan lemaknya diekstraksi dengan larutan deterjen serat netral yang mengandung α-amilase yang stabil terhadap panas pada suhu mendidih selama 1,5 jam. Sampel kemudian dicuci tiga kali dengan air deionisasi mendidih dan dikeringkan pada suhu 105 °C semalaman. Kantong serat kering (mengandung sisa serat) ditimbang menggunakan timbangan analitik (Sartorius, P224-1S) kemudian dibakar dalam tungku peredam (Nabertherm, L9/11/SKM) pada suhu 550°C selama 4 jam. Abu ditimbang kembali dan kandungan serat dihitung berdasarkan kehilangan berat antara pengeringan dan pembakaran sampel.
Untuk menentukan kandungan kitin pada larva, kami menggunakan protokol yang dimodifikasi berdasarkan analisis serat kasar oleh van Soest 68 . Sampel seberat 1 g ditempatkan dalam kantong serat khusus (Gerhardt, CF Bag) dan segel kaca. Sampel dikemas dalam kantong serat, dihilangkan lemaknya dalam petroleum eter (c. 40–60 °C) dan dikeringkan di udara. Sampel yang telah dihilangkan lemaknya diekstraksi terlebih dahulu dengan larutan asam asam sulfat 0,13 M pada suhu didih selama 30 menit. Kantong serat ekstraksi yang berisi sampel dicuci tiga kali dengan air deionisasi mendidih dan kemudian diekstraksi dengan larutan kalium hidroksida 0,23 M selama 2 jam. Kantong serat ekstraksi yang berisi sampel dibilas lagi tiga kali dengan air deionisasi mendidih dan dikeringkan pada suhu 105°C semalaman. Kantong kering yang berisi sisa serat ditimbang dengan timbangan analitik dan dibakar dalam tungku peredam pada suhu 550°C selama 4 jam. Abu ditimbang dan dihitung kandungan seratnya berdasarkan kehilangan berat sampel yang dibakar.
Total kandungan karbohidrat dihitung. Konsentrasi karbohidrat non-fibrous (NFC) dalam pakan dihitung menggunakan analisis NDF, dan konsentrasi serangga dihitung menggunakan analisis kitin.
PH matriks ditentukan setelah ekstraksi dengan air deionisasi (1:5 v/v) menurut NBN EN 15933.
Sampel disiapkan seperti yang dijelaskan oleh Broeckx et al. Profil mineral ditentukan menggunakan ICP-OES (Optima 4300™ DV ICP-OES, Perkin Elmer, MA, USA).
Logam berat Cd, Cr dan Pb dianalisis dengan spektrometri serapan atom tungku grafit (AAS) (Thermo Scientific, seri ICE 3000, dilengkapi dengan autosampler tungku GFS). Sekitar 200 mg sampel dicerna dalam HNO3/HCl asam (1:3 v/v) menggunakan gelombang mikro (CEM, MARS 5). Pencernaan microwave dilakukan pada suhu 190 ° C selama 25 menit pada 600 W. Encerkan ekstrak dengan air ultra murni.
Asam lemak ditentukan oleh GC-MS (Agilent Technologies, sistem GC 7820A dengan detektor 5977 E MSD). Menurut metode Joseph dan Akman70, larutan BF3/MeOH 20% ditambahkan ke larutan KOH metanol dan asam lemak metil ester (FAME) diperoleh dari ekstrak eter setelah esterifikasi. Asam lemak dapat diidentifikasi dengan membandingkan waktu retensinya dengan 37 standar campuran FAME (Lab Kimia) atau dengan membandingkan spektrum MS dengan perpustakaan online seperti database NIST. Analisis kualitatif dilakukan dengan menghitung luas puncak sebagai persentase dari total luas puncak kromatogram.
Analisis data dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak JMP Pro 15.1.1 dari SAS (Buckinghamshire, UK). Evaluasi dilakukan dengan menggunakan analisis varian satu arah dengan tingkat signifikansi 0,05 dan Tukey's HSD sebagai uji post hoc.
Faktor bioakumulasi (BAF) dihitung dengan membagi konsentrasi logam berat dalam biomassa larva ulat bambu (DM) dengan konsentrasi dalam pakan basah (DM) 43 . BAF yang lebih besar dari 1 menunjukkan bahwa logam berat terakumulasi secara biologis dari pakan basah di dalam larva.
Kumpulan data yang dihasilkan dan/atau dianalisis selama penelitian ini tersedia dari penulis terkait berdasarkan permintaan yang masuk akal.
Departemen Urusan Ekonomi dan Sosial PBB, Divisi Kependudukan. Prospek Populasi Dunia 2019: Sorotan (ST/ESA/SER.A/423) (2019).
Cole, MB, Augustine, MA, Robertson, MJ, dan Manners, JM, Ilmu keamanan pangan. Ilmu NPJ. Pangan 2018, 2. https://doi.org/10.1038/s41538-018-0021-9 (2018).
Waktu posting: 25 Des-2024