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开发,微胶囊化的分枝纤维饲料的测试

大卫F. Willer,Ph.D. 塞缪尔Furse,博士。 David C. Aldridge.,Ph.D.

欧洲平牡蛎显示出改善的性发展,与传统的活藻类饮食相比,欧米茄3级更高

微封装
本研究比较了欧洲扁牡蛎的性能Boodstock Fed新型微胶囊化的Schizochytrium饲料和常规活藻类饮食;结果表明,性发育的改善,与传统的活藻类饮食相比,新型饮食的ω-3水平显着高,以及商业双向孵化场的潜力。 Heigeheige,CC By-SA 4.0照片由Wikimedia Commons照片。

美国172亿美元的全球二生贝类工业依赖于孵化场中成人仁斯托克生产的少年双峰。目前的估计表明,在全球孵化场中举行了220万桶双脚,这些动物必须喂食活藻。孵化器中的藻类产量高效地利用土地和能量。典型的孵化器需要400平方米的藻类罐,保持400家,平面为220万平方米,比华盛顿州更大的面积,即高强度人工照明,温度和空气控制系统都需要支持藻类生长。

此外,藻类股票难以维持,并且由于污染和疾病而经常丢失,因此必须生产较大的数量,到每个单位的可行孵化场生长藻类的程度比在无污染的单位成长的单位昂贵20倍2016年商业光生物反应器设施,占双方生产成本的50%的藻类生物量的50%,藻类产量呈现出一个主要的疾病控制问题,其活性藻类饲料作为双抗体疾病的主要载体。

藻类生产和微胶囊技术的新进展提供了一个开创性的解决方案,以减少双抗枝养殖的环境足迹。微藻 Schizochytrium. 可以在每公斤1.50美元的工业秤上成长,使用低成本的食物垃圾和农业侧流作为投入。用于双营养, Schizochytrium. 提供诸如二十二世六烯酸(DHA)的关键营养素超过5%的干重,两倍于孵化生长藻类的DHA丰富。批量生产简单且经济高效,微胶囊干燥和货架稳定,从而避免常规的饲料浪费成本。微胶囊特性可以量身定制,以最大限度地提高饲养效率,并使营养素浸出到水中,同时也是无菌的,而不是疾病载体。

本文 - 改编和总结了 原始出版物 (Willer,D.F.等人。2020.微胶囊化藻类作为商业双养水产养殖中的Broodstock可持续替代饮食。 SCI。代表。 10,12577) - 详细介绍了微藻的微胶囊饮食的开发和测试 Schizochytrium. 与欧洲扁牡蛎(Ostrea Edulis.仁湾。

研究设置

含有50%粉末的脂壁微胶囊 Schizochytrium. Biobullets(Biobullets Ltd,英国Biobullets Ltd)制造了重量藻类的重量。制剂的所有组分都是食品级。最终的微胶囊的直径在20至140μm,球形之间,并且具有近中立浮力。

调节实验 O. Edulis. 在英格兰肯特的萨斯瓦尔贝什(Whistable)Ltd。在商业生产条件下进行了Brodstock。使用三个流通罐在环境孵化场温度(18至24摄氏度)和盐水(26至28 ppt)中,使用三个流通罐进行了7周。每个坦克包含15 O. Edulis. 亲床并获得以下三种饮食中的一种:活藻(散瓦的配方),微胶囊(生物鱼)或藻类+微胶囊。

每次进料每天喂食每种平均克干重的饲料的3%的饲料,所以藻类上的牡蛎+微胶囊饮食的两倍于单一食物饮食中的牡蛎。使用连续系统递送饲料,其流动速率为每分钟10毫升。在六周的调理期结束时,所有洗甲店都被冻结并运送到英格兰剑桥大学的动物学系,他们被加工分析。在调理期开始之前,还将15个中的样品输出到剑桥上,并将其冷冻用作预调节控制。

有关实验设计和设置的详细信息;畜牧业;牡蛎gonad样品的集合;脂肪酸和脂质分析;性成熟分析;和数据处理和统计分析,请参阅原始出版物。

结果和讨论

替代双血管水产养殖中的微囊化饲料替代活藻饲料的主要可持续性优势,包括20倍的能源使用,碳排放和生产成本。然而,对于商业上可行的替代物,评估微胶囊化饲料是否提供与常规藻类饲料相比,评估微胶囊化的饲料是否提供了双戊架的相当的性发育。

图。1:新微囊化饮食的可持续性优势。雷达图显示了较低的二氧化碳排放,降低了能源使用,更有效地利用新的微胶囊饮食中的经济资源。比较是相对于在工业规模(PhotoGioreActor藻类)上生长的自养生物藻类的最有效的形式,并且在今天在相对有效的双孵化场中生长的藻类。注意孵化场藻类的破碎轴。我们还注意到,100%更换活藻将需要进一步剪裁微胶囊配方以增加蛋白质含量。原始出版物中可用的数据源。

我们的调查表明 Schizochytrium.基于微胶囊化的饮食,不仅具有可比性而改善性成熟 O. Edulis. 与常规的活藻类饮食相比,Brookstock。牡蛎的Gonads喂养微胶囊化饮食的重量较大,含有更高水平的ω-3脂肪酸对性成熟至关重要,并且接受了加速精子发生[雄性生殖器官内的精子细胞的过程]。

特别重要的是ω-3脂肪酸氧化苯甲酸(EPA)和二十二磺酰己酸(DHA)相对于藻类喂食的微胶囊喂食中的大增加。 EPA是配子成熟的主要能源,较高水平直接增加了配子数量和开发速度。 DHA对配子细胞膜的结构和功能枢转,具有较高水平的含量,增加了配子质量和鸡蛋生存率。高水平的EPA和DHA Schizochytrium.基于微胶囊可能会推动这种增加。

迄今为止,没有明确的证据表明脂肪酸可以通过较短链前体的牡蛎来合成De Novo(新)。美食牡蛎在喂养微囊化饮食中的速度越快进展可能是这些动物中的欧洲央察:EPA和DHA的较大水平的驱动,其几个先前研究证明和支持的因果关系。这为使用微胶囊作为亲属调理饲料提供了强大的支持。

图2:在调理后增加牡蛎汤面汤顿科基亚人重量。该盒子显示牡蛎的牡蛎(绿色),微胶囊(橙色)或藻类+微胶囊(紫色)的总湿Gonad重量,相对于oysters预处理(蓝色)。 n =每次饮食9牡蛎。在牡蛎相对于动物预处理的饮食中,Gonad重量显着更大。

重要的是要考虑,对于未来的应用,微胶囊的营养制剂需要进一步定制,以增加蛋白质含量或与一定量的活藻一起喂食。微胶囊的当前蛋白质含量低于活藻(每100克干重6克31克蛋白)。蛋白质在双级幼虫发育和壳体形成中是重要的,如果不充分,可以抑制幼年生生长。在进行额外的研究方面存在显着的价值来研究微胶囊的高级蛋白质制剂对双级纤维术治疗和青少年发育的疗效。

关于新开发的微胶囊,它们的尺寸定制以最大化双分枝喂养效率(直径为20至140μm),并且浮力中性为确保颗粒仍然在过滤器进料器的范围内。这是对基础,冻干,藻类粉末输送系统的改进;粉末倾向于漂浮在水面上,并可以将太大的颗粒丛丛中,不能被双抗体进入。专用涂层允许递送低分子量,水溶性化合物,以及脂肪酸,伴有周围水的最小浸出,降低了富营养化的风险。密封剂还具有强烈的抗菌性能,并且含量是无菌的,这减少了相对于活饲料水产养殖中的疾病发病率。

可以改善微胶囊的物理特性。例如,虽然我们知道20至140μm的胶囊可以通过牡蛎摄取,但进行研究将研究过滤和摄入在该范围内的不同尺寸的微胶囊是有用的,以鉴定两者的优选的特异性胶囊直径比例亲吻和青少年。

关于可持续性和商业影响,使用实况藻类需要利用大致资源和能源使用的双撇管。我们的研究表明可持续 Schizochytrium.基于微胶囊化的饮食可以帮助支持在牡蛎中的更有效的性成熟。进一步的研究可以帮助向高档生产和相关基础设施开辟机会,以允许微囊化饮食部分或完全取代孵化场中的活藻。

然而,鉴于微胶囊化饮食不仅具有相当而是在双撇子湾的相当但改善的性发展方面,潜在甚至有可能获得进一步的商业和可持续性益处。具有更高的脂质储备的更高质量的树胶直接转化为更高质量的种子,具有更高的固有的存活率。更快速的性成熟使得在本赛季早期的种子产生,使种子更长的时间更长,在首次过冬之前的时间更长,具有相应的更大尺寸和耐寒性增加的存活率。

增加的性成熟率也意味着每年给予给定孵化场的调节循环和大幼虫生产,增加了双子纤维种子的总产量。随着双抗体的供应是限制双分枝行业的增长的最大因素之一,随着需求远远超出供应,微囊化饲料可能在使双撇管扩展方面发挥重要作用。达到该目标的关键下一步将包括进一步剪裁微胶囊形成,以增加蛋白质含量和特定的尺寸曲线,以最大化摄入效率和双平均生长。

透视

比例水产养殖比其他形式的水产养殖和肉类生产更具环保,甚至是一些谷物作物。例如,对于由双子纤维而不是鱼水产养殖产生的每一种新的蛋白质,我们备用了9公顷的土地,67吨二氧化碳排放,40,000升淡水。任何技术,如微胶囊化的饮食,那么可能会导致生长的分枝水产养殖,应该被视为巨大的利益和进一步研究和行业关注的有价值的受援者。

生活藻类仍然是993亿美元的鱼类水产养殖业中的关键组成部分,其中微囊饮食的应用也是合适的。通过改进的行业实践,新的微胶囊衍生自水产养殖流的饮食可能导致可持续的全球粮食生产的一步变化。


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