Welkom bij
Moderne landbouw
!
Garnalen zijn nu gevestigd als een van de meest geconsumeerde visproducten en zijn wereldwijd enorm populair, met toenemende expansie in vele landen en regio's. Het is een belangrijke sector van de lucratieve aquacultuursector.
De wereldwijde garnalenmarkt bedroeg 18,30 miljard dollar in 2020 en zal naar verwachting in 2026 zo'n 23,4 miljard dollar bereiken met een uitbreiding van de productie in veel regio's van de wereld. Garnalen zijn verkrijgbaar in verschillende soorten zoals: L. vannamei, P. monodon , en M. rosenbergii , de gigantische zoetwatergarnaal.
Deze zijn allemaal zeer populair op de internationale markt, en veel landen stimuleren de garnalenproductie door boeren te stimuleren en financiële prikkels aan te bieden. Om aan de groeiende vraag in Europa en Noord-Amerika te voldoen, grote garnalenproducerende landen zoals India, China, Vietnam, Indonesië, Thailand, Mexico en Ecuador hebben nog steeds voldoende aanbod nodig om hun sterke binnenlandse en exportmarkten te bevredigen.
De behoefte aan efficiënte commerciële diëten
Zoals alle intensieve aquacultuurbedrijven, de belangrijkste beperking is de behoefte aan efficiënte commerciële diëten die aan hun strenge voedingsbehoeften kunnen voldoen (NRC 2011) en gebaseerd op een duurzaam platform van ingrediënten die essentiële voedingsstoffen leveren in een uitgebalanceerde formulering om maximale groei en optimale voerefficiëntie mogelijk te maken.
Garnalenvoer kan een laag gehalte aan mariene ingrediënten bevatten, zoals vismeel en visserijbijproducten (inktvismeel, en vishydrolysaten) maar bestaan grotendeels uit plantaardige ingrediënten zoals sojameel, maïsglutenmeel en granen als vulstoffen en energierijke zetmeelbronnen zoals tarwemiddelfracties en maïs, het plaatsen van extra lasten voor de duurzaamheid van de beschikbare hulpbronnen.
Er wordt nu veel nagedacht over de langetermijngevolgen van een groeiende wereldwijde kweekgarnalenindustrie en het duurzame gebruik van sojameel als gevolg van milieudruk in verband met hun productie in landen als Brazilië en toenemende ontbossing, evenals de behoefte aan water en voedingsstoffen .
Dit is de belangrijkste reden voor de controversiële fish in:fish out FIFO-ratio voor verschillende soorten, zoals onlangs verfijnd door Kok et al 2020. Bijgevolg, de aquacultuurindustrie verschuift de aandacht naar nieuwe ingrediënten die kunnen voldoen aan de doelstellingen en eisen met een kleinere ecologische voetafdruk, grotere transparantie van de diervoederketen en erkenning van de consument voor het voldoen aan de duurzaamheidsagenda.
Er is een aanzienlijk potentieel voor op graan gebaseerde eiwitconcentraten die zijn afgeleid van de klassieke fermentatie-industrieën voor drinkalcohol, maar meer recentelijk winnen bijproducten die afkomstig zijn van de industriële bioraffinagesector voor de productie van ethanolbrandstof uit maïs en tarwe aan kracht. Deze zijn met veel succes bepleit en getest voor aquacultuur en in geformuleerde diëten voor karper en tilapia.
Innovatief biotechnologieplatform
Een in de VS gevestigd bedrijf met deze bedoeling is: DICHTER Voeding , die zijn gevestigd in Sioux Falls, Zuid Dakota. Hun innovatief biotechnologisch platform dat is gekoppeld aan de productie van biobrandstoffen uit maïs heeft nu geavanceerde bijproducten opgeleverd, namelijk een reeks van door maïs gefermenteerde eiwitten in combinatie met gist en met een zeer hoog verteerbaar aminozuurprofiel en verteerbare energie die kan worden gebruikt voor zowel vis als garnalen.
NexPro® maïs gefermenteerd eiwit, is het resultaat van mechanische scheiding na de fermentatie van het DDG-product met behulp van een gepatenteerde technologie genaamd Maximized Stillage Co-Products. Door het materiaal na de vergisting te fractioneren, waardoor het fermentatieproces de scheiding kan versterken en de celwandmatrix van de vezelachtige fracties kan verzwakken.
Dit maakt ook een verdere concentratie van inactieve Saccharomyces cerevisae-gist mogelijk die wordt gebruikt voor de productie van alcohol. De oplossing heeft een superieur ruw eiwit (~50 vs ~28%), lagere gehaltes ruwe celstof en verbeterde voedingssamenstelling in vergelijking met traditionele DDGS.
Poet Nutrition heeft een reeks onafhankelijke proeven uitgevoerd met verschillende soorten, waaronder Atlantische zalm ( Salmo salar ) en regenboogforel ( Onchorhyncus mykiss ), tilapia en garnalen met uitstekende resultaten. Het zalmachtigenwerk werd eerder in 2020 gerapporteerd in IAF, 2021.
Dit artikel presenteert proeven met: L.vannamei om de prestaties van NexPro® onder klassieke experimentele omstandigheden te evalueren.
Om de effectiviteit ervan te beoordelen, voedingsproeven die zijn uitgevoerd met als hoofddoel het evalueren van de werkzaamheid van een door maïs gefermenteerd eiwit (CFP) in garnalen, en de levensvatbaarheid ervan als hoogwaardige eiwitbron voor gebruik in formuleringen van aquavoer.
Onze doelstellingen zijn het karakteriseren van de groeiprestaties en het gebruik van voer voor jonge garnalen en bepalen:
het optimale praktische opnameniveau van GVB in typische diëten van het productietype voor: L. vannamei . Er werden opeenvolgende groeiproeven uitgevoerd om het gebruik van door maïs gefermenteerd eiwit in praktische witpotige garnalen in de Stille Oceaan te evalueren ( L. vannamei ) voerformuleringen.
Experimentele diëten en groeiproeven
Opeenvolgende groeiproeven werden uitgevoerd bij E.W. Shell Fisheries Research Station in Auburn, AL, VS. De CFP-producten zijn verkregen van Flint Hills Resources (Wichita, KS, VS) (nu POET Nutrition-groep) Een voorlopige proef (proef 1) met 4 diëten en een tweede proef (proef II) met vijf experimentele diëten (tabellen 1, 2) werden geformuleerd met GVB als vervanging voor vismeel in proef 1 en vervolgens een combinatie van vismeel en sojameel in proef II.
De dichtstbijzijnde samenstelling van de diëten werd geanalyseerd aan de University of Missouri Agricultural Experiment Station Chemical Laboratories (Columbia, MO, USA) tot AOAC-methoden (2000) en gepresenteerd voor de respectievelijke dieetformuleringen (tabellen 1 en 2).
De diëten werden bereid door de droge ingrediënten te mengen in een mixer (Hobart, Troje, OH, VS) gedurende ongeveer 15 minuten.
Visolie werd vervolgens opgenomen, gevolgd door de geleidelijke toevoeging van kokend water aan het mengsel totdat een geschikte consistentie voor pelletisering is verkregen. De diëten werden vervolgens in een vleesmolen door een matrijs van 2,5 mm gevoerd. De natte pellets werden vervolgens een nacht in een heteluchtoven (<50°C) geplaatst om een vochtgehalte van minder dan 10 te bereiken. Droge pellets werden verkruimeld, verpakt in verzegelde zakken, en tot gebruik in de vriezer bewaard.
In de eerste proef, juveniele garnalen ( L. vannamei ) (1,24 g aanvankelijk gewicht) werden opgeslagen in replicaaquaria (vier replica's willekeurig toegewezen per behandeling) met elk 80 L volume als onderdeel van een recirculatiesysteem bij een bezettingsdichtheid van 10 garnalen per tank. Het indoor recirculerende kweeksysteem bestond uit kweektanks, opvangbak met biologisch filter, kraalfilter, circulatiepomp en extra beluchting.
Elk experimenteel dieet werd willekeurig toegewezen aan vier gerepliceerde tanks per behandeling. Garnalen werden aan het begin en het einde van de groeiproef (vijf weken) in een groep gewogen. Ze kregen de experimentele diëten vier keer per dag met twee voedingen in de ochtend en twee in de middag.
Voerinputs werden vastgesteld op basis van historische groei en voeropname, waarbij de hoeveelheid voer die wordt geconsumeerd zorgvuldig wordt gecontroleerd voor berekeningen van de voerconversieratio (FCR) en gerelateerde statistieken zoals de thermische groeicoëfficiënt (TGC) - een groeiparameter waarin de effecten van temperatuur op het metabolisme zijn verwerkt.
Een meer specifiek bereik van inclusie testen
Deze studie gebruikte dezelfde ingrediënten als in de eerste proef, maar testte een meer specifiek smaller bereik van inclusie om de inclusie zo goed mogelijk te vinden voor optimale prestaties, dus 6, 12, 18 &24 procent, bijvoorbeeld. Dezelfde experimentele houdsystemen en kweekomstandigheden werden toegepast. Opnieuw, post-larvale garnalen werden gebruikt met een kleiner aanvankelijk gemiddeld gewicht van 0,25 g en een capaciteit voor een hogere thermische groeicoëfficiënt (TGC).
Tijdens de opfokperiode voor beide proeven I &II, opgeloste zuurstof (DO), temperatuur, zoutgehalte, en de pH werd tweemaal daags gemeten in een van de kweektanks met behulp van een YSI 556 MPS-meter (Yellow Spring Instrument Co, gele veren, OH, VS). In een van de tanks zijn watermonsters genomen om wekelijks de totale ammoniak-stikstof (TAN) te bepalen.
Alle gegevens werden statistisch geanalyseerd met behulp van eenrichtingsanalyse van variantie om significante verschillen te bepalen (P <0,05). De meervoudige vergelijkingstest werd gebruikt om significante verschillen tussen behandelingsmiddelen te bepalen als een significant behandeleffect werd waargenomen.
Een Dunnet T-test werd gebruikt om de basale met de andere behandelingen te vergelijken. Alle statistische analyses zijn uitgevoerd met SAS (V9.4. SAS Institute, Cary, NC, VS).
Resultaten samenvatting
In de eerste proef, vismeel werd op iso-stikstof- en iso-lipidebasis vervangen door tot 30 procent CFP. De resultaten gaven aan dat tot 20 en 30 procent haalbare niveaus waren die in het dieet waren opgenomen. De volledige gegevens over groeiprestaties en voergebruik worden weergegeven in Tabel 3.
In de tweede proef, 5 diëten met een maximale opname van 24 procent werden geëvalueerd op incrementele niveaus van 0, 6, 12, 18 &24 procent. In deze proef, het laagste niveau (6% CFP) verbeterde zelfs de groei boven de controlegroep.
Alhoewel, er waren geen significante verschillen tussen de hoogste inclusie en het basisdieet, maar een niveau van 24 procent werd als maximaal beschouwd onder deze omstandigheden, zoals gevalideerd door de Dunnet T-test in vergelijking met het hoogste inclusieniveau van CFP in de garnalen met basisdieet (Tabel 4).
Een 18 procent optimale inclusie voor NexPro® op een veel hoger inclusieniveau, enkele voedingsbeperkingen, waaronder marginale niveaus van essentiële aminozuren, verschil in verteerbaarheid of het feit dat vismeel een zeer laag gehalte in de voeding heeft, wordt duidelijk. Echter, economisch voordeel blijft voor de boer door besparingen in de totale voerkosten.
Duurzaamheid is een belangrijk internationaal doel
Het gebruik van alternatieve ingrediënten ter vervanging van vismeel en sojameel is nu een belangrijk internationaal doel, die tot doel heeft de ecologische en ethische gevolgen te compenseren die gepaard gaan met het gebruik van mariene en terrestrische eiwitrijke concentraten zoals sojameel.
Er zijn veel strategieën geweest om andere ingrediënten te gebruiken in commerciële garnalendiëten en meer recentelijk in insectenmeel, algen en verschillende eencellige eiwitten (SCP's) van microbiële en gisten zoals Roy et al (2009).
Deze zijn met goed succes getest in garnalen. Echter, deze exotische ingrediënten zijn duur gebleken vanwege leveringsbeperkingen en hoge productiekosten. Ze kunnen ook enige beperkingen hebben vanwege de aanwezigheid van structurele componenten van de celwand en variabele voedingsspecificaties.
De alternatieven omvatten met succes nevenproducten van industriële processen, waaronder stromen van zowel de drink- als de bio-ethanolindustrie, en de laatste trok veel belangstelling voor aquacultuurdiëten. Hoewel er veel onderzoeken bestaan om de overweging van gedroogde granen van distilleerders en verschillende vormen van High Protein DDG en DDGS te promoten, zijn deze grondstoffen van variabele kwaliteit voor aquacultuur en hebben ze een breed scala aan eiwitgehalte en energetische waarde.
Ze hebben ook vaak een aanzienlijk gehalte aan onoplosbare vezels en worden daarom mogelijk niet volledig verteerd in het maagdarmkanaal van de vis of voor garnalen waar de darm kort is en de transittijd voor digesta vrij snel is. De huidige beperkingsmarge voor de opname van HP-DDGS met een hoog eiwitgehalte kan gedeeltelijk worden toegeschreven aan de vezels (niet-zetmeelpolysachariden NSP's) in op graan gebaseerde producten, maar ook tot de verlaagde niveaus van cholesterol en fosfolipiden wanneer vismeel wordt verminderd. Deze worden als essentieel beschouwd voor de groei en gezondheid van garnalen en moeten in de voeding worden opgenomen.
Ook, er zijn problemen met betrekking tot de algehele verteerbaarheid en beschikbaarheid van onmisbare aminozuren en deze kunnen beperkend worden bij hogere inclusies van producten van het type HD-DDGS. Er is ook een potentieel probleem met de smakelijkheid wanneer vismeel in formuleringen wordt verminderd en garnalen bijzonder gevoelig zijn met betrekking tot de smaak- en geureigenschappen van het dieet.
Deze werknemers bestudeerden het vermogen van proteïnehydrolysaten van tonijnbijproducten (TBPH) om de kwaliteit en verteerbaarheid van witte garnalen uit de Stille Oceaan te verbeteren ( Litopenaeus vannamei ) diëten met een laag vismeelgehalte. Veel van deze factoren kunnen worden gecorrigeerd door het gebruik van exogene enzymen om de spijsvertering te bevorderen, zoals proteasen, carbohydrasen die eiwitten en niet-zetmeelpolysachariden (NSP's) beter afbreken. Het gebruik van fytase kan de P-beschikbaarheid in samengestelde diëten van aquatische soorten en garnalen aanzienlijk verhogen.
Inderdaad, er is meer werk nodig om eiwitrijke diëten met veel granen aan te vullen met essentiële aminozuren zoals methionine, lysine en threonine om de barrière te verhogen om te voldoen aan het 'ideale aminozuur'-concept waarvan bekend is dat het belangrijk is voor het bereiken van maximale prestaties en om te voldoen aan de vereisten voor eiwitaanwas in belangrijke weefsels, organen zoals spieren tijdens intensieve groeifasen.
De smakelijkheid en acceptatie van het dieet kunnen sterk worden verbeterd door toevoeging van lokstoffen aan het dieet, zoals schelp- en inktvismeelextracten/-oliën en supplementen zoals glycine-betaïne, gedroogde vis oplosbare stoffen - hoge biogene amines in het dieet om een robuuste voerrespons te initiëren.
Zeer effectief binnen optimale marges
Onze resultaten geven aan dat NexPro® zeer effectief is binnen optimale marges wanneer het wordt opgenomen in diëten voor garnalen ten koste van vismeel en sojameel, terwijl de evenwichtige eiwit- en lipideniveaus voor L. vannamei .
Het bleek dat we zonder concessies te doen aan de prestaties tot 18-20 procent konden opnemen en de soja- en vismeelcomponenten van het dieet aanzienlijk konden verminderen. De groeiprestaties van garnalen en de parameters voor voergebruik vielen binnen de verwachte normaliteit voor deze soort en slechts bij 24 procent zagen we enige vermindering van de groei in vergelijking met de controle-dieetgroepen voor beide proeven.
Echter, de prestatie van deze behandeling was kosteneffectief vanwege de lagere voerkosten en zou een winstmarge opleveren voor de boer bij een groei van 100 dagen om te oogsten in vergelijking met een formulering met veel vismeel.
Toekomstig werk wordt gericht op het optimaliseren van het gebruik van het product en het uitbreiden van het opnameniveau. Ook, het is nodig om potentiële functionele eigenschappen op de integriteit van de darmgezondheid bij garnalen onder typische kweekomstandigheden te evalueren. Het onderzoek omvat een onderzoek naar de effecten ervan op ziekteresistentie op basis van provocatietests voor pathogenen, overleving en ook darmmicrobiële balans en onderzoek van histologische kenmerken van darm- en hepato-pancreas-indicatoren voor de gezondheidsstatus.
De opname van NexPro® levert al kostenvoordelen op, aangezien de prijs van de dieetformulering aanzienlijk wordt verlaagd met 20 procent opname, gemeten aan de hand van groeisnelheid en economische FCR.
Dit belooft meer winst voor de boer, terwijl het voldoet aan de belangrijke duurzame agenda en bijdraagt aan de vermindering van mariene en terrestrische eiwitten door de opkomende 'eiwitlacune' in de wereldwijde aquacultuurproductie te vullen.
Over de Auteurs
Dit artikel is zeer vriendelijk bijgedragen aan deze publicatie door professor Simon J Davies, Redacteur van International Aquafeed magazine, Adjunct-hoogleraar, Nationale Universiteit van Ierland, Galway, Ierland &Derek Balk en Melissa Jolly-Breithaupt, dichter voeding, Sioux-watervallen, VS.
Referenties zijn beschikbaar op aanvraag
