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将微藻混合饮食与尼罗罗非鱼的参考饮食进行比较

Pallab K.Sarker博士 Anne R.Kapuscinski博士 布兰迪·麦昆博士 德文·菲茨杰拉德(Devin S. 汉娜·纳什(Hannah M. Nash) 康纳·格林伍德

海洋微藻饲料消除了鱼粉,鱼油,改善了生长并且具有成本可行性

微藻混合饮食
尼罗罗非鱼的这项研究结果(尼罗罗非鱼) compared three microalgal diets to a reference diet provide a framework for developing fish-free feeds; the first evidence of a high-performing feed for 罗非鱼 that combines two different marine microalgae. Photo by Rup11, CC BY-SA 3.0 <//creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>, via Wikimedia Commons.

尽管在高营养鱼类和甲壳类动物的水产饲料中普遍存在,但在低营养鱼类如罗非鱼中,鱼粉和鱼油的掺入率通常为3%至10%,以促进生长。罗非鱼是世界第二大水产养殖生物,即使这些鱼在水产饲料中的掺入率较低,也可能占全球鱼粉和鱼油需求的很大一部分。

水产饲料行业通过使用谷物和油料作物(例如大豆,玉米,油菜)减少了对鱼粉和鱼油的依赖。但是,陆生植物成分可能会遇到诸如消化率低,抗营养因子和必需氨基酸缺乏等问题。作物油也缺乏对人体健康至关重要的长链omega-3脂肪酸二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)。

作为陆生作物的替代品,研究人员正在研究海洋微藻,因为据报道它们的必需氨基酸,矿物质,维生素和长链omega-3脂肪酸平衡,可以替代鱼饲料中的鱼粉和鱼油。然而,经过同行评审的文献缺乏有关在无鱼饲料中使用海洋微藻类如何影响罗非鱼生长,饲料转化和鱼片质量的信息。关于使用替代成分制成的无鱼饲料的市场价格的公开数据也有限,显示出规模经济的潜力。

本文–摘自 原始出版物 (Sarker,P.K. et al。2020.微藻混合罗非鱼饲料可消除鱼粉和鱼油,改善生长,并且在成本上可行。 科学代表 10,19328(2020))–关于尼罗罗非鱼营养喂养实验结果的报告(尼罗罗非鱼)将三种微藻饮食与含有罗非鱼商业饲料中鱼粉和鱼油水平的参考饮食进行比较,并检验使用海洋微藻替代鱼粉和鱼油的商业可行性。

研究设置

设计了饲喂实验,并采用了完全随机的设计,在循环水产养殖系统(RAS)中采用了四个日粮×三个重复池。将480尼罗罗非鱼(平均初始重量34.5±2.06克)分为40组的随机组,称重,然后转移到储罐中。在分发之前,罗非鱼已经适应了含鱼粉和鱼油的参考饮食7天。初始放养密度保持在建议的水平内,以避免对罗非鱼造成生理压力(<在80加仑的RAS储罐中为每加仑0.25磅)。每天都认真监测水质,以保持所有RAS储水箱中罗非鱼的有利条件,并将水温保持在28.7±0.25摄氏度,pH保持在7.1±0.1,溶解氧保持在6.1±0.15 mg / L,总氨氮为0.26每升±±0.1毫克,亚硝酸盐氮为每升0.3±±0.01毫克。

对于营养喂养试验,我们将 猪笼草 脱脂生物质以替代不同百分比的鱼粉和全细胞 裂殖壶菌属 sp。替代三种罗非鱼实验饮食中的所有鱼油。这三种饮食配方均基于我们先前对藻类的消化率数据。我们将这三种实验饮食与包含商业罗非鱼饲料中含量的鱼粉/鱼油(FMFO)的参考饮食(用作对照饮食)进行了比较。所有饮食均含氮(蛋白质含量为37%)和含能较高(12 kJ / g)。

使用微藻类饮食 猪笼草 脱脂生物质以替代鱼粉和全细胞中的33%(33NS),66%(66NS)和100%(100NS) 裂殖壶菌属 sp。替代测试饮食中的所有鱼油(33NS,66NS,100NS)。因此,眼球猪笼草分别占日粮重量的3%,5%和8%, 裂殖壶菌属 sp。占饮食的3.2%(重量)。每天以8%的体重喂鱼两次,直到60天,再喂6%,直到121天,再喂4%直到183天。

每月对鱼的生物量进行测量,在实验开始时,我们从全部起始种群中随机选择并称重10条鱼,然后对其进行安乐死并进行存储以进行生化分析。在实验的第121天,我们对每个槽中的6条鱼实施了安乐死,并在第185天试验结束时对另外6条鱼进行了安乐死。对第121天和第185天采样的鱼中的一半进行了去骨切片,将一半的鱼整条保存,然后储存进一步处理。

有关实验设计的详细信息;实验饮食配方饮食;抽样和数据收集;蛋白质水解和体外蛋白质消化率;分析程序和经济分析;和统计分析,请参阅原始出版物。 

结果与讨论

我们进行了研究,通过结合富含蛋白质(占50%)的脱脂海洋微藻副产品(未充分利用的剩余生物量)来开发新的水产饲料配方。 拟南芥 EPA萃取人补充油后)与另一种富含DHA(占总脂肪酸的30%)的海洋微藻(裂殖壶菌属 (sp。),以商业规模提供,可以完全替代罗非鱼水产饲料中的鱼粉和鱼油(无鱼)。这项研究建立在我们最近进行的另一项微藻水产饲料研究的基础上,如先前所报道, 裂殖壶菌属 sp。是罗非鱼极易消化的营养来源,可以完全替代罗非鱼饲料中的鱼油。

本文介绍的研究结果表明,将市售的微藻生物质进行组合以配制无鱼的高性能水产养殖饲料的可行性,并显示出具有成本竞争力的潜力。这是成功地将一种微藻物种的富含蛋白质的脱脂生物质与另一种微藻物种的富含DHA的全细胞生物质成功结合,以完全替代罗非鱼饲料配方中鱼粉和鱼油成分的第一份报告。这也是第一个报告,与含鱼粉和鱼油的商业饲料配方相比,无鱼微藻饮食喂养的尼罗罗非鱼的饲料利用率指标得到了改善,包括生长,增重,比生长率和有益的DHA脂肪酸谱。

我们的结合 裂殖壶菌属 sp。和脱脂的生物量 猪笼草 在无鱼饲料中显示出两个主要好处。首先,喂食无鱼饲料的鱼生长得到改善,这与我们先前的观察一致 裂殖壶菌属 sp。是罗非鱼的高度易消化成分,且罗非鱼的含量升高 裂殖壶菌属 sp。导致生长,FCR和蛋白质效率比(PER)改善。

其次,我们在无鱼饲料中发现了最高的体外蛋白质消化率,这表明蛋白质来自脱脂食品 猪笼草 当存在高消化率时,生物质最容易消化 裂殖壶菌属 sp。,大概是由于后者触发某些消化酶,释放和活性。

因此,脱脂的组合 猪笼草 生物量和 裂殖壶菌属 sp。似乎比传统的鱼粉和鱼油饮食更适合罗非鱼消化系统中存在的消化酶;和存在 裂殖壶菌属 sp。在较高的夹杂物含量下可能支持更有效地消化自由饲料的鱼 猪笼草 脱脂生物质。但是,有必要进行进一步的研究来阐明在不同饮食方式下存在的消化酶谱,并评估与使用鱼粉和鱼油的常规饲料相比,无藻无鱼饲料的消化率差异。

微藻混合饮食
图1:二十二碳六烯酸(DHA),一种对人体健康至关重要的欧米伽3脂肪酸,以参考饲料和三种实验饮食喂养的鱼片中鱼片的含量。实验饮食包括用脱脂的N. oculata(N)生物质替代鱼粉,以替代33%,66%或100%的鱼粉;以及和整个细胞 裂殖壶菌属 sp。 (S)代替100%的鱼油。值是三个重复的平均值,每个重复有五个鱼的完整组织。由Tukey的HSD测试P确定,不具有共同上标的条形值存在显着差异<0.05。误差棒代表平均值的标准误差。

我们的研究反映了使用高度可消化的富含DHA的人体健康的好处 裂殖壶菌属,因为罗非鱼以无鱼饲料喂养,鱼片中DHA含量最高,几乎是传统饲料的两倍。结果与我们先前的发现一致,即增加 裂殖壶菌属 sp。与含鱼粉和鱼油的参考日粮相比,罗非鱼饲料中鱼油的含量降低,并导致鱼片DHA沉积量显着增加。

尼罗罗非鱼不是像鲑鱼一样的油性鱼,但仍应努力提高养殖鱼的营养价值,因为它的产量很高,而且是世界许多地方特别是亚洲和非洲人类饮食的重要组成部分。因此,通过增加DHA含量来改善罗非鱼的营养价值可以使很多人受益,其中许多人的饮食中含有低水平的omega-3长链多不饱和脂肪酸(LC-PUFA)。

我们的研究结果表明,通过结合使用罗非鱼鱼片的omega-3 LC PUFA成分相对容易,同时还通过组合实现无鱼饮食 裂殖壶菌属 sp。和 猪笼草 脱脂生物质。吃无鱼饲料后DHA水平升高的罗非鱼将具有巨大的市场潜力。饲料制造商可以利用此功能向水产养殖者销售水产饲料,以迎合那些愿意为DHA增强罗非鱼片支付高价的健康意识的消费者。

关于用微藻混合物配制的无鱼饲料的经济分析,无鱼饲料(100NS)和参考日粮的相似估计成本表明,使用微藻生物质的组合(有望实现规模经济)是一种实现大规模生产具有成本竞争力的无鱼饲料的可行策略。的生产 裂殖壶菌属 预计已经在商业规模上的sp.sp.也会增长,因为来自微藻源的DHA的预计复合年增长率在不久的将来有望超过10%。

微藻混合饮食
图2:参考食物(Ref)和实验饮食的经济转化率(按成分分类)。实验饮食包括用脱脂的生物质代替鱼粉。 猪笼草 (N)代替33、66或100%的鱼粉;和整个细胞 裂殖壶菌属 sp。 (S)代替100%的鱼油。误差线代表95%的置信区间。

为了使罗非鱼这种高性能,无鱼饲料在市场上取得成功,我们承认 裂殖壶菌属 sp。需要与水产养殖饲料的鱼油来源具有成本竞争力。分析师预测技术的持续改进和研发&D efforts to produce 裂殖壶菌属 sp。由于降低了生产成本和提高了市场占有率,它将很快使其成为鱼油的具有竞争力的替代品。鱼油替代品 裂殖壶菌属 去年,sp出现了,许多主要的农业综合企业和动物营养公司都提供了新产品,这大概是由于有利的经济和高产量。

英国一家主要零售商最近也批准了替代饲料成分(例如天然海洋藻油)用于供应链。鉴于全球行业领导者和利益相关者(水产饲料公司,创新者,水产养殖者,投资者和水产养殖供应链)的替代饲料成分激增,使用微藻蛋白和油制成无鱼饲料的市场机会似乎正在增长和发展。

观点

我们的结果为开发无鱼饲料提供了框架,并且是结合两种不同海洋微藻的罗非鱼高性能饲料的第一个证据。脱脂的海洋微藻是提取其他产品的石油后剩余的富含蛋白质的生物质,目前利用率不高(即使是食品级的,也经常造成处置问题),并且随着藻油营养品市场的增长而越来越多。

提倡在水产饲料中使用微藻脱脂生物质,将通过减少对饲草渔业中提取的鱼粉的依赖来提高水产养殖的可持续性。与饲喂含有鱼粉和鱼油的常规饮食的鱼相比,在鱼饲料中将利用不足的脱脂生物质蛋白与富含DHA的海洋微藻相结合,可以使罗非鱼生长更好。

此外,以无鱼饲料喂养的罗非鱼在鱼片中产生的DHA量最高,几乎是常规饲料喂养的罗非鱼的两倍。因此,向养殖的罗非鱼中饲喂富含DHA的微藻混合饮食是改善食用养殖的罗非鱼对人类健康有益的实用方法。此外,这些结果表明其他种类的微藻组合也是可能的,值得将来研究。我们的无鱼配方还显示出潜在的成本竞争力,因为无鱼饮食的ECR略低于参考饮食,尽管差异不显着。

因此,我们无鱼饲料中的微藻成分显示出潜力,可以为不断发展的水产养殖业提供稳定,负担得起的无鱼饲料健康蛋白质和油,而不会对海洋或资源安全造成危害。可怜的人。


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