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是否可以从大嘴鲈鱼饮食中去除海洋成分?

埃文·麦克莱恩(Ewen McLean) 博士 卢克·弗雷德里克森(Luke Fredriksen) 凯莉·艾弗瑞(Kelly Alfrey) 迈克尔·T·卢斯蒂博士 史蒂文·R·克雷格(Steven R. 弗雷德里克·巴罗斯(Frederick Barrows)博士

可以完全消除鱼粉和鱼油而不会影响生长,健康或消费者的接受度

大嘴鲈鱼
这些研究的结果明确表明,可以从大嘴鲈鱼饮食中完全去除海洋成分,而不会对鱼类的生长,健康或消费者的接受度产生负面影响,并且重要的不是饲料成分,而是营养成分的平衡至关重要。图片由Prairie Aquatech提供。

根据联合国粮食及农业组织的数据, 增加2000倍 在全球生产大口黑鲈(沙门氏菌)从1999年至2018年。最新数据显示,2018年养殖了约435,000公吨大口黑鲈,产值超过(美国)12.4亿美元。农场养殖的大口黑鲈几乎所有(99.5%)都来自中国,其中大多数在池塘中饲养。然而,对这种水产养殖的未来增长和可持续性的关键将在于减少对鱼粉和其他海洋资源的依赖。

尽管如此,与其他食肉动物一样,由于有报道表明替代鱼粉会抑制饲料的摄取和生长,并对动物的健康和福祉产生不利影响,因此人们一直不愿使用鱼粉饲料。 10.1016 / j.oneear.2019.10.018)。反对替代水产饲料中海洋成分的另一个方面是怀疑替代成分可能会对产品质量产生不利影响。其中包括圆角产量等问题;身体和肉体的色素沉着;可加工性(例如吸烟,冷冻,保质期);最重要的是消费者的接受度(安全性,可追溯性,质地,风味)。

作为 F3鱼饲料的未来 该倡议旨在消除水产饲料中的海洋成分,我们设计并进行了研究,以研究从大嘴鲈鱼饮食中去除海洋成分的可能性,该结果发表在同行评审中 国际渔业和水产研究杂志。本研究中使用的替代蛋白质包括家禽副产品粉(PBM),水解大豆粉(SBM)和SB蛋白浓缩物。此外,试验还探索了使用富含omega-3的藻类产品(AlgalPrime TM值 值 ),从而实现F3的目标,即从饮食中消除鱼粉和鱼油。

与其他肉食性鱼类(DOI: 10.1016 / j。水产养殖.2009.11.003; 10.1371 / journal.pone.0186705)教导说,在适当注意的情况下,可以克服这一挑战。此外,先前对大嘴鲈鱼的研究表明,可以替代大部分鱼粉,而不会对鱼的生长,饲料转化,蛋白质消化率或身体组成产生不适当的影响(DOI: 10.111 / jwas.12415; 10.111 / j.1365-2095.2007.00533.x )。

测试不含鱼粉和鱼油的饮食中的坎帕奇

我们还在这些试验中评估了其他三个问题。首先,参照小肠和肝脏的结构变化评估实验动物的健康状况,同时评估脾脏中黑素巨噬细胞中心,MMC [可能参与适应性免疫激活的微观结构]的染色强度。

其次,通过基于用户的品味试验来检验客户对最终产品的认可;第三,使用稳定的同位素比率质谱法评估使用无海洋资源饲料饲养动物的事实。前一个问题具有明显的含义,而后两个问题对于更加关注与可持续发展相关的社会关注的消费者而言,已变得越来越重要。这些人准备为有机和无害环境的产品支付更高的价格(DOI: 10.3390 / su11061577; 10.1016 / j.marpol.2020.104176 )。

研究设置

进行了两项试验,其目的不仅是评估无鱼粉和无鱼油的饲料,还在于降低饲料成本,以使新配方更适合生产者。这项研究是在Prairie Aquatech水产研究实验室(美国南达科他州布鲁金斯;图1)使用循环水产养殖系统完成的。水质(溶解氧,DO2:〜8毫克/升;温度28-30摄氏度盐度〜3.5 mg / L; pH值约8.4;总溶解固体〜4 g / L; NH3,0.33毫克/升;没有2,〜0.5毫克/升;没有3在整个研究中,〜25 mg / L)的值适用于大口黑鲈的种植(Tidwell。J.,Coyle,S.,Bright,L.A.(编辑))。 大嘴鲈鱼养殖。英国伦敦威尔康信托基金会,2018年; 272页)。

大嘴鲈鱼
图1:试验中使用的草原研究公司(美国南达科他州布鲁金斯市)水产研究实验室的实验性循环水产养殖系统。该系统包括水箱(30×113升和8×757升),流速为每分钟2升,配备了生物和机械过滤,紫外线杀菌,温度控制和纯氧补充剂。

第一次学习

第一项研究评估了鱼类(生长和健康)对不同配方的反应(表1),而第二项研究评估了鱼类的味道和可追溯性。日粮包括LMB生产商目前使用的市售饲料(COM)(挤压,漂浮,ClassicBass®;蛋白/脂肪:48/18;美国犹他州Skretting Tooele)和三种实验性饲料,其蛋白质和脂质含量不同。

麦克莱恩,大嘴鲈鱼饮食,表1a

配料 FMC FMF FFF
藻粉1 0.06
水解豆粕20.150.15
玉米面筋粉0.08160.08160.0816
整粒小麦0.22190.2540.227
家禽餐3 0.20820.25620.2562
鱼粉4 0.26300
维生素预混料0.0050.0050.005
赖氨酸 0.01350.01970.0197
蛋氨酸 0.00340.00640.0064
氯化胆碱0.0060.0060.006
矿物预混料 0.00250.00250.0025
Stay C(L-Ascorbat-2-Mono)0.0020.0020.002
豆油(非转基因)0.0310.030.027
鱼油,menhaden-50.030.030
磷酸一钙,21%00.01350.0135
牛磺酸 00.010.01
苏氨酸 0.00190.00310.0031
豆粕(非转基因)-60.110.110.11
卵磷脂 0.020.020.02
111
表1.实验饮食的配方和组成。
1-ProfineVF®,杜邦营养与生物科学,2-AlgaPrimeTM,Corbion Inc.,加利福尼亚州旧金山,3-MrFeed Pro50S®,Menon Renewable Products Inc.,加利福尼亚州埃斯孔迪多,4-泰森河谷动物食品,德克萨斯州特克萨卡纳州,5,6-Daybrook渔业,路易斯安那州新奥尔良,南南达科他州大豆加工商,SD,伏尔加。

麦克莱恩,大嘴鲈鱼饮食,表1b

最近的组成 FMC FMF FFF COM-7
干物质 92.2792.190.2892.86
粗蛋白质 46.84241.550.8
脂肪(酸水解)13.714.51517.2
9.257.27.397.37
纤维(粗制) 1.031.531.17<0.20
磷(总量)1.541.261.261.18
表1.实验饮食的配方和组成。
1-ProfineVF®,杜邦营养与生物科学,2-AlgaPrimeTM,Corbion Inc.,加利福尼亚州旧金山,3-MrFeed Pro50S®,Menon Renewable Products Inc.,加利福尼亚州埃斯孔迪多,4-泰森河谷动物食品,德克萨斯州特克萨卡纳州,5,6-Daybrook渔业,路易斯安那州新奥尔良,南南达科他州大豆加工商,SD,伏尔加。

 

每天对所有实验鱼进行3次表观饱食,然后每3周间隔称重,其喂食速度遵循商业饲料表。监测饲料消耗以确定饲料转化率(FCR =饲料克数/获得的克数),并记录每日死亡率。在第一次试验结束时,分别称量鱼并称重,并对每种处理的亚样品(n = 3条鱼/坦克,每处理12条)实施安乐死(MS-222; Tricaine S,西方化学公司,芬代尔,华盛顿州) (美国),然后通过尾静脉穿刺取血以确定血细胞比容(美国宾夕法尼亚州匹兹堡,费舍尔科学公司(Fisher Scientific),美国宾夕法尼亚州)。

这些鱼还用于组织分析,包括收集肝,肠和脾脏以进行组织学评估和确定体细胞(=组织重量(克)/鱼重量(克)x 100)和内脏脂肪(VFI =重量)脂肪组织(g)/内脏重量(g)x 100)指数。其他绩效指标包括:

  1. 生物质增益,富尔顿的条件因子 (k =重量/升 3 x 100000)

相对增长率=   (重量-无线)/ 100 ,wi *其中wt是最终重量,wi是初始重量;和

  1. 比增长率= (((ln(最终重量/长度)– ln(初始重量/长度))/天数

使用标准方法制备肝,脾,头肾,近端和远端肠的组织样品用于组织学分析。这些样品的分析用于确定实验饮食对目标器官的影响(如果有)。使用标准方法定量肝脂质,糖原和葡萄糖。

二次研究

在第二次试验中,将每个处理组的60至64条鱼随机分配到八个较大的水箱中(密度为3.11±0.29千克/平方米;生物量2970.3±275.7克;图1)。每三周称重一组鱼,再称重18周,并根据存活率和FCR监测其性能。

使用来自商业和F3饮食组的鱼进行了初步味觉试验。向25个活跃的LMB消费者发送了带有颜色编码的样本,并要求他们使用简单的方法来准备鱼。然后要求每个人确定样品之间在口味,质地或香气上是否存在差异。

最后,每次处理的三只鱼的肌肉(从第二背鳍到尾鳍的中线背侧)也要进行碳采样13C)和氮(δ15N)同位素比,以及锶分析。收集样品并将其发送到美国马萨诸塞州伍兹霍尔的海洋生物实验室,稳定同位素实验室,并在其中进行处理和分析。

所有统计分析均使用JASP软件(JASP Team,2019,版本0.11.1)以α= 0.05的显着性水平进行。通过单因素方差分析检查治疗方法之间的差异,并使用Tukey的学生化范围(诚实的显着差异)检验分离显着差异。假定每个饮食组的任何潜在的储罐效应或相关的处理/治疗压力均相同。

大嘴鲈鱼
两项研究中的鱼均定期测量并称重。

结果

在第一项试验中,该试验评估了大嘴鲈鱼对实验饲料的生长反应,鱼的体重增加了200%至230%,而鱼的体重增加了119%至130%。体重,体重比生长率,长度,长度比生长率或富尔顿条件因子没有差异, k [它与鱼的长度和体重有关,被认为是健康指标],尽管COM饮食的FCR较低(P<0.05)。

同样,血细胞比容(血中红细胞的比例),内脏躯体指数,VSI(内脏重量占总体重的百分比)和脾脏躯体指数,SSI(脾脏重量占总重量的百分比)体重]在各治疗组之间没有差异,但是与FMF饲料喂养的鱼相比,FFF饮食组的内脏[腹部的脂肪覆盖器官]的脂肪指数VFI较低。肝体指数,HSI [肝重与总重之比; FMC 组中用于衡量动物能量储备(尤其是鱼类)的能量最高],肝脏更大(P<0.05%)比在COM喂鱼中观察到的要高。在所有组中,肝空泡,葡萄糖,脂质和糖原水平以及(非)-MMC铁血黄素[细胞内的铁存储复合物]均相同。

在第二项试验中,饮食组之间的饲料消耗没有差异,但是到试验结束时,以COM饮食喂养的大嘴鲈鱼较重(P<0.05),生物量增加的百分比如图2所示。FCR值也以FFF 1.95±0.09为阶差c > FMF   1.95±0.13 公元前 > FMC 1.78±0.06b > COM  1.67±0.02a。 VSI,SSI,HSI和 k 在试验结束时两组之间没有差异(图3)。但是,与所有其他饲料相比,以FMC饲料喂养的鱼的内脏脂肪指数较低(P< 0.05).

大嘴鲈鱼
图2:在第二次试验期间喂食了三种实验性饲料和商业性饲料的大口黑鲈的血细胞比容和生物量增加百分比。上标不同的数据有显着差异(P<0.05)。有关饮食配方的详细信息,请参阅表1。
大嘴鲈鱼
图3:以三种实验性饲料和商业性饲料喂养的大口黑鲈的体细胞指标和条件因子(k)。上标不同的数据有显着差异(P<0.05)。有关饮食配方的详细信息,请参见表1。VFI =内脏脂肪指数,VSI =内脏体细胞指数; HSI =肝体指数; k =条件因子。

饮食对血细胞比容的影响类似,如图2所示。稳定同位素比质谱法[一种测量同位素的相对丰度的技术(同一元素的原子中子数不同,质子和电子数相同)给定样品]的碳和氮同位素证明了区分饲喂无FM饲料的鱼的可行性(图4);这些表示较低水平的氮同位素δ15N与FMC和COM喂鱼相比。碳同位素δ的水平13C变化很大,COM饲喂鱼的值比其他饮食中记录的要大。

大嘴鲈鱼
图4:饲喂四种饮食之一的大口黑鲈的d 15N和d 13C的同位素值。值是平均值±95%的置信区间。有关饮食配方的详细信息,请参阅表1。

在感官评估中,在25名参与者中,有12名基于口味,质地和香气说对FFF饲喂鱼有偏爱,其中3名表示不偏爱,COM饮食中有10只偏爱鱼。 

观点

上述试验的结果明确表明,可以从大嘴鲈鱼饮食配方中完全提取出海洋成分,而不会对鱼类的生长,健康或消费者的接受度产生负面影响。因此,这些试验支持了关于 主张 文章 最重要的不是饲料成分,而是营养的平衡。

尽管如此,即使当前的试验系列取得了成功,但仍需要继续开发和微调将陆基蛋白和油类融合在一起的饮食,这些动物蛋白可以协同工作,从而有利于动物性能,福利,产品安全和质量,以及,在需要的地方,可加工性。

商业饮食配方已包含多种动植物蛋白和油,并添加了益生菌和益生菌,必需氨基酸,维生素,矿物质和其他成分。提出的试验的一个重要方面是应用稳定同位素比率质谱法(SIRMS)来验证鱼片是从鱼粉和无鱼油喂养的动物中提取的,并且证明是成功的。该研究证实并扩展了鲑鱼,虾和其他物种的发现(DOI: 10.1007 / s00217-014-2298-5; 10.1016 / j.foodcont.2015.01.003),从而支持将SIRMS用于验证海洋成分是否存在。尽管如此,其他用于确定水产养殖产品来源和真实性的方法也值得评估(DOI: 10.1016 / j.tifs.2019.07.010 )。

已经提出替代蛋白质,特别是植物来源的蛋白质影响鱼片的质地和感官品质。这些怀疑得到了鱼片成分(尤其是脂肪),肌肉细胞/纤维大小的偏差,鱼片质地的机械评估和基因表达分析(DOI: 10.1016 / j。水产养殖.2004.01.006; 10.111 / jwas.12452; 10.1016 / j。水产养殖.2006.12.012; 10.1016 / j。水产养殖.2015.11.034 )。

这些发现至关重要,因为鱼片质量特性的变化不仅会影响消费者的接受程度和鱼品加工,还会影响市场需求。这里,鱼粉和鱼油的替代对大嘴鲈鱼的饮食质量没有明显的影响。对于各种各样的物种也有类似的发现,包括但不限于钝嘴鲷和金头鲷(DOI: 10.1111 / anu.1258110; 1016 / j。水产养殖.2012.07.009),并使用各种鱼粉替代品制作虹鳟鱼(DOI: 10.1016 / 0044-8486(94)00403-B; 10.1111 / j.1749-7345.2010.00441。 X; 10.1046 / j.1365-2095.1998.00077.x)。考虑到F3的目标,即将进行的研究已经计划使用严重依赖鱼粉和鱼油投入的其他食肉物种进行。


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