Щорічне глобальне виробництво водних тварин, що вирощуються на фермах, різко збільшилось за останні 50 років, досягнувши в даний час 80 мільйонів метричних тонн, що дорівнює вилову від риболовлі. Якщо припустити цей поточний висхідний прогноз, прогноз на наступні 30 років вказуватиме на подібне збільшення виробництва, яке потребуватиме вдвічі більше поточного попиту на водні продукти. Тільки в Іспанії протягом 2017 року було використано 129 тонн кормів для аквакультури, що на 6,8% більше, ніж у 2016 році (APROMAR, 2018).
Належне використання поживних речовин, обумовлене ефективністю процесу травлення, є ключовим фактором, що визначає комерційний та екологічний баланс витрат/вигод сектору аквакультури. Тобто, хоча поглинені поживні речовини використовуються для зростання (прибуток), невикористані сполуки виводяться у відходи (вартість).
Кормові компанії намагаються скласти дієти, які відповідають харчовим потребам багатьох видів риб, що вирощуються на фермах. Однак ефективність гідролізу внаслідок перетравлення та всмоктування поживних речовин також залежить від кількох факторів, пов’язаних із травною системою, які майже не вивчались, таких як внутрішній рН, кількість та функціональність травних ферментів та час, який доступний для перетравлення їжа (ставка транзиту їжі).
У цьому контексті моделювання травної системи за допомогою біореактора (тести in vitro) допоможе зрозуміти окремий або інтерактивний вплив цих факторів. Щоб ще більше ускладнити ситуацію, процес годування та травлення керується системою контролю, яка формує щоденні ритми, щоб допомогти організму справлятися з передбачуваними подіями в своєму середовищі, такими як наявність їжі.
Світло/темно та швидкість подачі/швидкість - це найпотужніші синхронізатори в цій системі. Однак у цій галузі все ще існує недостатня кількість знань, і багато операцій, що проводяться в аквакультурі, таких як протоколи годівлі, вирішуються емпіричним шляхом компаніями в цьому секторі, які не синхронізуються з внутрішніми біоритмами різних видів.
Наша дослідницька група в Інституті морських наук Андалусії (ICMAN-CSIC) у співпраці з Університетом Альмерії, Університетом Бергена (Норвегія) та компанією Sparos Lda (Португалія) та в рамках проектів EFISHDIGEST (MINECO, AGL2014-52888-R) та WISEFEED (Програма Європейського Союзу «Горизонт 2020», грант Марії Склодовської-Кюрі No 691150) досліджували реальну здатність травлення з метою підвищення його ефективності при відгодівлі двох видів важливих риб для Середземноморська аквакультура, морський лящ (Sparus aurata) та сенегальська підошва (Solea senegalensis).
З цією метою була проведена серія експериментів in vivo для вивчення впливу різних протоколів годування на добову структуру різних параметрів шлунково-кишкового тракту, пов’язаних з функцією травлення. Іншими словами, для кожного виду рибу розподіляли по різних групах, яких годували однаковою кількістю та типом їжі, але з різним часом годування (часом та частотою).
Наші результати показали, що найбільш прийнятними протоколами щоденного годування морського ляща є виключно нічне годування та часті денні раціони відповідно. Ці протоколи, ймовірно, призведуть до більшого зростання та зменшення виробництва відходів. З іншого боку, єдиний ранковий прийом їжі на день не підходив жодному з двох досліджуваних видів, особливо для підошви.
Використовуючи дані, отримані в результаті цих експериментів in vivo, проводили тести in vitro в біореакторах для подальшої оцінки згаданих параметрів. Біореактор - це пристрій з двома камерами, розділеними напівпроникною мембраною (яка нагадує епітелій кишечника), у верхній частині якої є суміш травних ферментів та субстрат (що нагадує проковтнуту їжу). Невеликі молекули, що виділяються в результаті гідролізу (амінокислоти та/або відновлюючі цукри), проходять через мембрану та визначаються кількісно.
Ці дані використовувались для створення математичних моделей, які могли б передбачити реакцію риби за різних умов. Наші висновки в експериментах in vitro були дуже порівнянними з фізіологічними реакціями риб, що підтверджує корисність цієї методології у цих типах досліджень. Крім того, ці моделі можуть бути корисними для виробників кормів та рибоводців для розробки стратегій годівлі/вирощування, які відповідають фізіологічним вимогам кожного з цих видів.
Ці результати були опубліковані (Gilannejad et al., 2017 та 2018) або зараз готуються, крім того, що були представлені в докторській дисертації (Gilannejad, 2018).
Бібліографія
ЦІНИТЬ. 2018. Бізнес-асоціація виробників морських рослин. Річний звіт 2018. Аквакультура в Іспанії 2018. Доступно за адресою: http://www.apromar.es/sites/default/files/2018/APROMAR_Informe_ACUICULTURA_2018.pdf.
Gilannejad, N., Martínez-Rodríguez, G., Yúfera, M., Moyano, F.J., 2017. Оцінка впливу різних факторів на травну біодоступність білка сенегальською підошвою (Solea senegalensis); поєднання методології поверхні реакції та аналізів in vitro. Аквакультура 477, 28–34. doi: 10.1016/j.аквакультура.2017.04.037
Gilannejad, N., Martínez-Rodríguez, G., Yúfera, M., Moyano, F.J., 2018. Моделювання травного гідролізу поживних речовин у рибах за допомогою факторних конструкцій та функції бажаності. PLoS One 13 (11), e0206556. doi: 10.1371/journal.pone.0206556
Gilannejad, N., 2018. Механізми, що беруть участь в ефективності процесу травлення у культивованих морських риб. Докторська дисертація. Університет Кадіса. Іспанія. 207 с.
Щорічне глобальне виробництво водних тварин, що вирощуються на фермах, різко збільшилось за останні 50 років, досягнувши в даний час 80 мільйонів метричних тонн, що дорівнює вилову від риболовлі. Якщо припустити цей поточний висхідний прогноз, прогноз на наступні 30 років вказуватиме на подібне збільшення виробництва, яке потребуватиме вдвічі більше поточного попиту на водні продукти. Лише в Іспанії протягом 2017 року було використано 129 тонн кормів для аквакультури, що на 6,8% більше, ніж у 2016 році (APROMAR, 2018).
Належне використання поживних речовин, обумовлене ефективністю процесу травлення, є ключовим фактором, що визначає комерційний та екологічний баланс витрат/вигод сектору аквакультури. Тобто, хоча поглинені поживні речовини використовуються для зростання (прибуток), невикористані сполуки виводяться у відходи (вартість).