Моніка Вайс Гельмгольц Центр полярних та морських досліджень, Інститут Альфреда Вегенера, Бремерхафен, Німеччина
Центр морських і полярних досліджень Анжі Ребелейн Гельмгольц, Інститут Альфреда Вегенера, Бремерхафен, Німеччина; та Інститут екології рибного господарства Тюнена, Бремерхафен, Німеччина
Метью Дж. Слейтер Гельмгольц, Центр морських і полярних досліджень, Інститут Альфреда Вегенера, Бремерхафен, Німеччина. Більше половини вироблених видів аквакультури отримують кормовий корм, а кілька досліджень зосереджувались на наземних білках як джерелах додаткових інгредієнтів, переважно таких, як бобові польовий горох, люпин та квасоля, які виробляються регіонально та органічно. Бобові надають азот собі та наступним рослинам, отже, також зменшують потребу в підживленні під час сівозміни.
Різні типи культури люпину були випробувані на різних видах аквакультури, що дало загальнообіцяючі результати. Доведено, що засвоюваність люпину перевищує соєві боби в атлантичному лососі. Встановлено, що екструдований шрот насіння люпину забезпечує хороші коефіцієнти засвоюваності, особливо для білка та енергії у форелі та підошві, і може значною мірою замінити,
до рибної муки в європейських дієтах морського окуня. Щонайменше 40 відсотків білка рибної муки в раціонах чорних тигрових креветок (Penaeus monodon) може бути замінено борошном з люпину (використовується на основі білкової еквіваленти), без негативного впливу на ріст.
Одне дослідження показало, що андський люпин (Lupinus mutabilis) може замінити щонайменше половину білка рибної муки, що еквівалентно третині загального білка, у раціоні тихоокеанських білих креветок (Litopenaeus vannamei), не маючи негативного впливу на ріст і перетворення корму. Однак до цього часу інформації про його вплив на метаболічні та імунні параметри бракує.
Ця стаття, - адаптована та узагальнена з оригінальної публікації [М. Weiss та ін., 2020. Люпинова мука як заміна
Зліва: вид на вузьколисті рослини синього люпину. Фото Манніпр. Творчі спільноти. Справа: стручки та насіння люпину вузьколистого або синього люпину. Фото музею Тулузи. Творчі спільноти
рибне борошно у складі корму для білих креветок (Litopenaeus vannamei. Aquaculture Nutrition 2020; 00: 1–11. https://doi.org/10.1111/anu.13034- https://creativecommons.org/licenses/ by/4.0 /] повідомляє про дослідження з оцінки насіннєвого шроту люпину (Lupinus angustifolius) як стійкого компонента раціону для тихоокеанських білих креветок у контрольованих дослідженнях годівлі, проведених у системі рециркуляції аквакультури.
Це дослідження є частиною проекту «Дорожня карта переходу до стійких систем, що базуються на бобових культурах в Європі» (TRUE), для його абревіатури англійською мовою («Перехідні шляхи до стійких систем на основі бобових культур в Європі») і отримало фінансування від програми Дослідження та інновації Європейського Союзу «Горизонт 2020» за грантовою угодою № 727973. Автори дякують працівникам «Дослідницького центру аквакультури» (ZAF) за проведення аналізу якості води та повсякденну діяльність.
Підготовка до дослідження Дослідження проводилось в системі циркуляції аквакультури (RAS) в Дослідницькому центрі аквакультури Інституту Альфреда Вегенера в Бремерхафені, Німеччина. Препарат включав відокремлення 18 резервуарів системою очищення води з механічним фільтром, білковим скиммером, біофільтром та обробкою озоном. Під час випробування щодня вимірювали фізичні параметри води (91,93 ± 4,95 відсотка для розчиненого кисню; 7,53 ± 0,11 для рН; 26,11 ± 0,69 ° C для температури та 15,96 ± 0,53 г/л для солоності). Двічі на тиждень визначали концентрації сполук азоту із середніми концентраціями 0,27 ± 0,245 мг/л для аміаку, 2,25 ± 3,662 мг/л для нітратів та 122,71 ± 96,16 мг/л для нітритів.
Постлярви L. vannamei (PL13, середня вага
3 мг ± 0,5 мг, середнє значення ± стандартне відхилення) були отримані з комерційної лабораторії креветок у Флориді (США) та культивовані протягом 7 тижнів. У кожен резервуар висівали 25 особин із середньою біомасою на одиницю 90,22 ± 0,86 г. Контрольована дієта зберігалася протягом восьми тижнів, а лікування проводили в чотирьох повторах. Збільшення ваги та довжини реєстрували на початку, а також через чотири та вісім тижнів. В кінці експерименту були взяті зразки гемолімфи для подальшого аналізу після визначення стадії линьки кожної тварини та виключення щойно линяючих тварин через відомий вплив процесу линьки на різні метаболічні та імунні параметри.
Чотири ізонітрогенні та ізокалорійні експериментальні дієти були сформульовані для задоволення вимог L. vannamei під час дослідження, беручи до уваги вміст енергії, білковий та амінокислотний профіль, склад ліпідів та жирних кислот, вітаміни та мінерали. Індивідуальні амінокислоти (метіонін та лізин) були додані для збалансування амінокислотного профілю, виходячи з певних потреб.
Дієти включали контроль з рибним борошном як основним джерелом білка; Дієти L10 та L20 із вмістом 10 і 20 відсотків їжі з люпином, яка замінює рибну борошно; і L30 30-відсотковим люпиновим шротом, повністю замінюючи рибне борошно. Комерційна дієта з креветок (Біськов, Німеччина; білок 390 г/кг, ліпіди 90 г/кг, зола 90 г/кг, клітковина 15 г/кг) без борошна з люпину тестували в двох примірниках для порівняння.
Для отримання детальної інформації про експериментальну систему та дієти; активність фенолоксидази; загальний та диференціальний показники гемоцитів; та статистичний аналіз, зверніться до оригінальної публікації.
Результати та обговорення Усі тварини приймали їжу та демонстрували прийнятний ріст. Середній коефіцієнт виживання креветок у всіх дієтах з добавкою люпину становив 68,3 ± 7,3 відсотка. Для тварин, які отримували контрольну дієту, вона становила 63,0 ± 5,0 відсотка, а рівень виживання між обробками статистично не відрізнявся. Через вісім тижнів маса тіла тварин суттєво відрізнялася залежно від дієти (табл. 1). Тварини, яких годували контрольним кормом, продуктами L10 та комерційним раціоном, були найважчими. Креветки, що годувались дієтою L20, були значно легшими, ніж контрольна та дієта L10, але не відрізнялись від комерційної дієти.
Креветки, які годували дієтою L30, мали значно нижчу масу тіла, ніж усі інші методи лікування. Ці висновки також відображаються на питомому прирості, який перевищує 1,5 для всіх дієт, але опускається нижче 1,0 у креветок, які харчуються дієтою L30. Знижена тенденція зростання лікування L30 була очевидною вже через чотири тижні.
Активність гемолімфної фенолоксидази (PO) [важливого компонента імунного захисту креветок] була вищою у тварин, які годувались дієтою L10, і значно нижчою, коли їх годували комерційним раціоном (рис. 1а). Активність у контролі та дієтах L20 та L30 була середньою, без істотних відмінностей порівняно з комерційною дієтою (Com) або дієтою L10.
Рівень глюкози був значно вищим у тварин, яких годували L10 (28,36 ± 6,44 мг/дл), ніж у тварин, які годували L30 (19,71 ± 2,73 мг/дл) (Рисунок 1b). Рівні глюкози в креветках, що згодовували комерційний корм (27,0 ± 4,15 мг/дл), контрольний корм (22,89 ± 2,26 мг/дл) та L20 (24,73 ± 5,0 мг/дл), були проміжними і суттєво не відрізнялись від L10 або L30.
Середні значення загальної кількості гемоцитів (ТГК) становили 277,6 ± 118, 7 × 10 5 клітин мл/л. Загальний гемоцит був вищим, коли креветок годували низьким рівнем люпину (L10), ніж значення ТГК креветок, котрих годували промисловими та контрольними. Значення ТГК поступово зменшуються з вищими рівнями включення люпину. Істотних відмінностей між дієтичними методами лікування не було. Однак ми спостерігали тенденцію до просування напівзернистих клітин у тварин, які харчуються дієтою L10, але вони зменшувались за рахунок збільшення вмісту люпину в кормі (рис. 1в).
Стійкі та життєздатні альтернативні білки продовжують залишатися пріоритетом для майбутнього розвитку аквакультури. Результати нашого дослідження чітко вказують на застосовність шроту з насіння люпину як заміни рибному шроту в дієтах для вирощування L. vannamei. Включення рекомендується, як і у багатьох альтернативних наземних джерелах, але лише з чіткими обмеженнями. Зростання L. vannamei вказує на те, що збільшення рівня включення шроту люпину, який перевищує 100 г/кг (замінюючи 40 відсотків рибного шроту) у кормі, спричиняє поступове зменшення врожаю креветок.
Нові інгредієнти для кормів для аквакультури, особливо продукти рослинного походження, можуть впливати на метаболізм тварини, що може виражатися не в рівні зростання, а в метаболічних параметрах. Дані нашого метаболізму показують, що, хоча включення 10 відсотків люпинового борошна не робить негативного впливу, збільшення додавання борошна з люпином (20 і 30 відсотків) поступово погіршує фізіологічний стан креветок L. vannamei до нижчий вміст метаболітів у загальній гемолімфі.
Загалом, рівні загального білка в гемолімфі креветок, що харчуються різними дієтами, знаходяться в межах, встановлених для тварин, що утримуються в подібних умовах. Наші результати показують низький, але стабільний рівень білка гемолімфи для всіх дієт, що вказує на обмежений, але достатній запас білка, на який не впливає рівень включення їжі з люпином до оцінюваних дієт.
Наші результати також забезпечують докази того, що включення люпинового шроту в корм має модулюючий ефект на імунну систему креветок із позитивним посиленням гемоцитів та системи фенолоксидази (PO), коли люпин включений на помірному рівні (10 відсотків; Рисунок 1а, в). Більшість розроблених дієт призвели до дещо більшої активності ОЗ
Таблиця 1. Результати зростання тестів на годування для початкової ваги, приросту ваги та питомої швидкості росту L. vannamei. Номери реплік були 24, 63, 73, 73 та 59 для Com, control, L10, L20 та L30, відповідно. * Відсоток маси тіла на добу.
Результати аналізу гемолімфи. Com: комерційне харчування; Контроль: контроль потужності; L10: 10% їжі - це люпинове борошно; L20: 20% їжі - це люпинове борошно; L30: 30% їжі становить люпинове борошно. Істотні відмінності позначаються різними літерами. Номери реплікації вказані в стовпчиках для а), для б) і в) дорівнює Com = 6 особин (інд.), Control, L10, L20 і L30 = 12 інд., Кожна інд. вимірюється в 3 технічних копіях. (а) Активність фенолоксидази в гемолімфі креветок, що визначається як середнє значення ± SE. Дані трансформувались для досягнення нормальності. (b) Рівні глюкози та ацилгліцеридів, виміряні в гемолімфі креветок, вказані як середнє значення ± SD. (c) Диференціальна кількість гемоцитів.
високий, але тварини, які отримували дієту L10, продемонстрували значне збільшення активності РО порівняно з комерційною дієтою. Інші автори також виявили вищі значення активності РО у L. vannamei, коли до складу корму входили інші імуностимулюючі та пробіотичні інгредієнти.
Перспективи Наші результати демонструють успішне включення шроту з насіння люпину з лушпиння в корм для L. vannamei без негативних наслідків для виживання, показників росту чи метаболічних показників при показниках включення до 100 г/кг корму. Високі показники включення (300 г/кг борошна з насіння люпину) призвели до зниження показників росту та поживності. Імуностимулюючий ефект був виявлений у креветок при рівні включення 100 г/кг люпинового борошна на основі збільшення активності фенолоксидази.
Ці результати доводять, що шкурка насіння люпину є відповідним регіональним альтернативним джерелом білка для кормів для аквакультури, який може забезпечувати доброякісний білок креветкам L. vannamei і може замінити значну кількість рибного борошна в раціоні.
Для подальшого розвитку дієти більш високий рівень заміщення можна досягти, доповнивши сумішшю люпинового шроту та інших регіональних рослин, таких як квасоля. Це може забезпечити більш збалансоване харчування та використовувати імуностимулюючий ефект із помірними показниками включення люпину. Крім того, необхідні додаткові дослідження для оцінки методів попередньої обробки для