Краще розуміння добавок ферментів у аквакорми є важливим

Травлення - складний фізіологічний процес, залежить від молекулярного розпізнавання та активації, а також від гідролізу їжі за певних умов. Процес включає травні ферменти для розщеплення полімерних макромолекул на менші будівельні блоки, що полегшує засвоєння поживних речовин.

У ракоподібних стадія життя, вік, стадія линьки, циркадний цикл, склад їжі та умови середовища впливають на вироблення травних ферментів. Серед цих ферментів протеази є найважливішими, що відповідають за гідроліз харчових білків і розщеплення їх на менші пептиди та вільні амінокислоти. Діяльність протеаз у шлунково-кишковому тракті тварини індукується їжею і, як правило, залежить від генетичних особливостей особини, віку, стадії життя та середовища культури.

Вплив навколишнього середовища та дієти на травні ферменти

Навколишнє середовище, дієта та їх взаємодія впливали на вироблення ферментів у всіх тварин. Видоспецифічні відмінності в оптимальному рН та температурному діапазоні протеолітичних ферментів у водних тварин можна пояснити їх середовищем існування, їжі та генотиповими та фенотиповими відмінностями. Наприклад, оптимальний діапазон рН у ракоподібних зазвичай становить від 7,0 до 8,0 для ферментів типу трипсину та для ферментів типу хімотрипсину - від 7,5-8,0 для креветок Сан-Паулу (Farfantepenaeus paulensis). А у їстівного морського краба (рак пагурус) він коливається від 8,0 до 10,0.

Відмінності в протеолітичній активності можуть бути значними для креветок, вирощуваних у культурних середовищах з великими варіаціями кількості та якості натуральної їжі. Наприклад, Moss et al. (2001) повідомили про значно вищу активність серинової протеази (71 648 одиниць проти 30 200 одиниць/мг розчинного білка), колагенази (653 одиниці проти 312 одиниць/мг розчинного білка) та кислої фосфатази (189 проти 83 одиниць/мг розчинного білка) у тихоокеанських білих креветках, вирощених у воді ставка, ніж вирощуваних у криничній воді Більш висока ферментативна активність креветок у воді ставка свідчить про наявність у системі натуральних продуктів. Цікаво, що серед травних ферментів лише активність хітинази була вищою у креветок, вирощених у чистій воді, що вказує на те, що тварини живляться шкаралупою линьки з високим вмістом хітину.

Дієтична протеаза, розчин в руках

Висока вартість та обмежена доступність рибної муки та інших збалансованих джерел білка часто змушують виробників аквафідів у багатьох регіонах покладатися на недорогі, але погано засвоювані альтернативи. У той же час зростає тиск на зменшення екологічних та економічних витрат, покладаючи серйозну відповідальність на виробників кормів щодо поліпшення засвоюваності поживних речовин аквафідів, одночасно знижуючи витрати на виробництво.

Краща засвоюваність поживних речовин

Девіс та співавт. (1998) протестували видиму засвоюваність сухої речовини (ADCDM) і сирий білок (ADCCP) у тихоокеанських білих креветках (Litopenaeus vannamei), що харчувались харчовими добавками, доповненими градуйованими рівнями (0, 0,2 або 0,4 відсотка) протеази, і повідомили, що CP ADC (74,3 відсотка) у креветках, які годували 0,4 відсотка дієтами протеази, було вищим, ніж у тварин, яких годували контролем (65,3 відсотка) або інших дієт. У подальшому дослідженні ці автори повідомили про низькі показники росту (збільшення ваги, ефективність корму та коефіцієнт ефективності білка) у дієтах, що харчуються креветками.

Краща продуктивність та імунна відповідь

Нещодавно Лі та співавт. (2015) повідомили про значне збільшення приросту ваги (288 відсотків) та перетворення корму (1,29) для тихоокеанських білих креветок, що харчуються з низьким вмістом рибної муки (38 відсотків ПК, 22 відсотки рибної муки), доповненої 175 мг/кг багатокомпонентної комерційної протеази (Jefo Nutrition Inc., Канада) порівняно з тваринами, яких годували тією ж дієтою без добавок (275 відсотків та 1,42 відповідно). Автори запропонували можливе використання протеази в аквакормах для зменшення або заміни дорогих джерел білка менш дорогими та погано засвоюваними інгредієнтами, не впливаючи на продуктивність тваринних тварин (табл. 1).

Чаудхурі, таблиця 1

Параметри Позитивний контроль (ПК) 40% CP, 25% FM Негативний контроль (NC) 38% CP, 22,5% FM
NC + 175 мг/кг протеази 38% CP, 22,5% FM
FBW, g12,9 +/- 0,6 б11,5 +/- 0,5а12,4 +/- 0,2b
FCR1,14 +/- 0,05а1,28 +/- 0,05b1,16 +/- 0,04а
HP_PROT, U/g тканини3665 +/- 203б3257 +/- 192а3788 +/- 167б
IN_PROT, U/g тканини520 +/- 57b499 +/- 30а527 +/- 37б
Кінцева маса тіла (FBW), коефіцієнт конверсії корму (FCR) та активність травної протеази в гепатопанкреасі (HP_PROT) та кишечнику (IN_PROT) у тихоокеанських білих креветках, що харчуються дієтами з високим та низьким рівнем рибної муки (FM), де дієта з низьким вмістом FM доповнюється протеазою [від Li et al. (2015)].

Сонг та ін. (2016) також повідомили про значно кращий приріст ваги та FCR у дієтах, що харчуються креветками з низьким вмістом рибної муки (LFM, 10 відсотків), доповнених протеазою, порівняно з тією ж дієтою без добавок. Вони також повідомили про значно вищу концентрацію фенолоксидази в сироватці крові та нижчу концентрацію малонового диальдегіду в сироватці крові та гепатопанкреасі креветок, що отримували дієти з добавками протеази. Автори також провели тест на виклик захворювання із патогенним штамом Vibrio parahaemolyticus і повідомили про лінійне зниження кумулятивної смертності за 96 годин харчування креветок з 0, 125, 150 і 175 ppm протеази (Таблиця друга).

Чаудхурі, таблиця 2

Перспективи

Інгредієнти, дієта, вік, розмір, стадія линьки та культуральне середовище (такі як рН, температура та рівень розчиненого кисню) можуть суттєво впливати на вироблення травного ферменту у ракоподібних та інших тварин. Складний характер дієти та навколишнього середовища та його вплив на вироблення травних ферментів вимагає кращого розуміння цих ферментів. Існує приблизно 14 різних типів травних протеолітичних ферментів, про які повідомляється у креветках з різним ступенем температури та оптимальним рН. Склад цих ферментів та їх взаємодія з навколишнім середовищем та дієтами можуть суттєво впливати на здатність травлення та імунну відповідь креветок.

Дієтичні ферменти є важливою альтернативою поліпшенню якості їжі та кращій засвоюваності поживних речовин, а також зменшенню органічних відходів. Крім того, добавки ферментів можуть поліпшити стан кишечника, компенсувати травні ферменти, коли це необхідно, а також може посилити імунну відповідь.

погляд
Інгредієнти, дієта, вік, розмір, стадія линьки та культуральне середовище (такі як рН, температура та рівень розчиненого кисню) можуть суттєво впливати на вироблення травного ферменту у креветок та інших ракоподібних та тварин.

Однак переважна більшість зацікавлених сторін залишаються скептичними через проблеми з термічною стабільністю, взаємодією з іншими ферментами, безпекою рекомендованих дозувань та недостатніми знаннями про відповідні субстрати для ферментів. Наше нерозуміння підходящих субстратів часто призводить до непотрібного або невідповідного використання деяких ферментів під різними марками мультиферментних комплексів, де поєднуються протеази, вуглеводи, фітаза, а іноді навіть ліпази.

Важливо розуміти, що кожен конкретний фермент зазвичай атакує конкретні активні ділянки на складній молекулі. Наприклад, фермент, що містить один фермент протеази, може бути придатним лише для певних субстратів або інгредієнтів. З іншого боку, фермент, що містить безліч активностей протеази, може бути придатним для багатьох субстратів і може позитивно реагувати з широким спектром сировини. З огляду на постійно наявну кризу якісної сировини, загальновиробниче розуміння дієтичного застосування ферменту є важливим не лише для аквафідів креветок, але й для аквафідів загалом.

Потрібні додаткові дослідження, щоб зрозуміти вплив різних дієтичних протеаз на якість білка в їжі, їх взаємодію з різними інгредієнтами, стан кишечника та використання поживних речовин. Правильне застосування комерційно доступних дієтичних протеаз також стало проблемою через проблеми з термостабільністю та страх руйнування під час виробництва. Деякі краще термостійкі ферменти доступні у формі сухого порошку, їх можна легко додати в змішувач під час виготовлення аквафіду і можуть зберегти більшу частину своєї активності незмінною. Інші ферменти або покриті покриттям, або доступні у рідкій формі для застосування після гранулювання та вимагають дорогих верстатів.

Також нам потрібно краще зрозуміти переваги та недоліки різних методів застосування при виборі ферменту. Здатність застосовувати ферменти безпосередньо до змішувача може мати кілька переваг. На додаток до простоти використання, протеаза може також змінити якість білка в кормі під час варіння або кондиціонування, що призводить до покращення якості подачі води. А частковий шар або покриття може надати краще рішення для поліпшення термостабільності.

Оскільки вартість та доступність якісних джерел білка дедалі більше стають проблемою, використання дієтичних протеаз може надати кращі рішення для стійкості галузі аквакультури. Однак ми все ще перебуваємо в зародковому стані нашого розуміння складності світу протеаз. Наполегливо рекомендуємо знову зосередитись на нашому порядку денному для повного використання потенціалу ферментів протеази.

Всі посилання доступні у автора.

Автор

М.А. Кабір Чоудхурі, доктор філософії.

Jefo Nutrition Inc.
Сент-Гіасінт, Квебек, Канада