door Karthik Masagounder, Evonik Operations GmbH

Seunghan Lee en Brian Klein, Universiteit van Idaho

Regenboogforel (Oncorhynchus mykiss) is erg populair bij de consument – ​​vooral omdat hij in de top vijf van gezondste vissen staat om te eten – dus het is een belangrijke soort voor aquacultuurproducenten. Toenemende grondstof- en voerkosten zijn altijd een zorg voor forelvoer- en visproducenten. De voerkosten worden grotendeels veroorzaakt door het eiwitgehalte en de bronnen in de voeding.

De niveaus van ruw eiwit (CP) varieerden traditioneel van 42 tot 48 procent, afhankelijk van de grootte van de vis, in commerciële kweekvoeders voor regenboogforel (Hardy, 2002). In het afgelopen decennium is voerproducenten hebben het gehalte aan vismeel (FM) in voer aanzienlijk verlaagd, vervangen door alternatieve eiwitbronnen, vooral die van plantaardige oorsprong. Dit helpt producenten om onder meer de volatiele FM-prijzen het hoofd te bieden.

Het is echter geen directe ruil. De aminozuurprofielen van plantaardige eiwitmaaltijden verschillen van die van FM-eiwit (NRC, 2011), en dit kan hun niveaus in visvoer beperken. Aanvullende aminozuren kunnen helpen bij het voldoen aan fysiologische vereisten voor het beperken van aminozuren en worden in toenemende mate gebruikt in formuleringen voor visvoer op basis van plantaardig eiwitvoer.

Minimalisering van de afhankelijkheid van intacte eiwitbronnen

Vissen hebben een dieet nodig dat uitgebalanceerd is in aminozuren, in plaats van CP, per se. Aanvullende aminozuren stellen producenten in staat om de afhankelijkheid van intacte eiwitbronnen te minimaliseren om het doelniveau van individuele aminozuren in voer te halen en de CP-niveaus in de voeding te verlagen.

Een nauwkeuriger begrip van de voedingsbehoeften van de forel en de verteerbaarheid van grondstoffen speelt een belangrijke rol bij het succesvol verlagen van dure FM- en CP-niveaus in de voeding en de algehele voerkosten.

Hoewel veel voedingsdeskundigen de gegevens van de National Research Council (2011) gebruiken als basis voor de voedingsbehoeften van vissen en garnalen bij het formuleren van voer, de aquafeed-industrie heeft tot op zekere hoogte hogere parallelle aanbevelingen ontwikkeld om de behoeften van vissen onder dynamische productieomstandigheden te bufferen.

De voedingsbehoeften van vissen zijn niet constant onder commerciële productieomstandigheden en kunnen worden beïnvloed door verschillende biotische (bijvoorbeeld:leeftijd, groei potentie, geslacht en gezondheid) en abiotische (waterkwaliteit) factoren. Vereisten voor bepaalde aminozuren en energie kunnen ook worden beïnvloed door stress die verband houdt met viscultuurpraktijken, zoals bezettingsdichtheid, beoordeling, netten, en het vervoeren van vis.

Daarom, vereisten van bepaalde voedingsstoffen die onder ideale groeiomstandigheden worden gegenereerd, kunnen beperkend worden onder gezondheidsuitdagende omstandigheden. Hoe vissen die verschillende voedingsgeschiedenissen volgen, omgaan met stress is onduidelijk, vooral tijdens perioden van chronische stress. Het mogelijke verband tussen voeding en stress heeft belangrijke gevolgen voor de gezondheid en het welzijn van vissen.

We veronderstelden dat zowel het CP- als het FM-gehalte in de voeding kunnen worden verlaagd, terwijl de groeiprestaties en voerefficiëntie behouden blijven, als aan de vereisten voor essentiële aminozuren (EAA) is voldaan. Echter, verminderd CP- en FM-gehalte in de voeding kan de prestaties van vissen beïnvloeden onder chronische stressomstandigheden, omdat de vereisten van bepaalde functionele aminozuren beperkend kunnen worden.

We hebben daarom een ​​onderzoek uitgevoerd om de effecten van het verlagen van de FM- en CP-niveaus in de voeding te evalueren, met behoud van EAA-niveaus, op groeiprestaties, lichaamssamenstelling, spier metabolische genexpressie, en chronische stressreactie van regenboogforel, met en zonder omgaan met stress.

Het beoordelen van groeiprestaties onder laboratoriumopfokomstandigheden

Acht experimentele diëten (isocalorisch) met een 4×2 factorieel ontwerp werden geformuleerd om twee niveaus van FM te bevatten (20%, 5%) en vier niveaus van CP (48%, 45%, 42%, 39%). Diëten werden aangevuld met toenemende niveaus van beperkende aminozuren om EAA-niveaus in de voeding te handhaven. Vermindering van vismeel (met 15%) in de voeding werd gecompenseerd door verhoging van het soja-eiwitconcentraat (met 8-10%), maïsproteïneconcentraat (met ~3%) en bijproduct van pluimveemeel (met ~2%).

Het eiwitniveau binnen elk FM-niveau werd verlaagd door de opnameniveaus van eiwitbronnen (voornamelijk bijproduct van pluimvee, meel, DDGS, maïsproteïneconcentraat) en het verhogen van het tarwemeel- en visoliegehalte. Aminozuren werden in evenwicht gehouden door de niveaus van aanvullende bronnen te verhogen.

Alle diëten waren zo samengesteld dat ze een constante verteerbare energie van 17,8 MJ/kg hadden. Forel (~35 g, aanvankelijk lichaamsgewicht) werden gedurende negen weken tweemaal per dag tot schijnbare verzadiging gevoerd om de groeiprestaties onder laboratoriumopfokomstandigheden te beoordelen, en daarna nog eens zes weken met en zonder blootstelling aan stress bij het hanteren (30 sec jagen gevolgd door 30 sec blootstelling aan gesaldeerde lucht) tweemaal per week.

De groeiproef van negen weken toonde aan dat het verlagen van de FM-niveaus in de voeding van 20 procent naar 5 procent de visgroei aanzienlijk verminderde en de voerconversieratio verhoogde (P<0,05). Het verlagen van de CP-niveaus in de voeding van 48 procent naar 42 procent had geen invloed op de forelgroei, voeropname of FCR, terwijl het significante verbeteringen vertoont in de eiwitefficiëntieverhouding en de eiwitretentie-efficiëntie.

Echter, verdere verlaging van CP tot 39 procent veroorzaakte een daling van het lichaamsgewicht, hoewel het ook resulteerde in een verdere verbetering van de eiwitretentie. Een FM-niveau in de voeding van 20 procent verhoogde de droge stof van het hele lichaam aanzienlijk, CP en totale EAA's (P<0,05) vergeleken met 5 procent FM-opname, terwijl het verhogen van het CP-niveau in de voeding de droge stof aanzienlijk verminderde, Ruw vet, en bruto energie maar verhoogde totale EAA's (P <0,05).

Hoewel het verteerbare energieniveau (17,8 MJ/kg) constant werd gehouden voor alle diëten, verlaging van het eiwitgehalte in de voeding verhoogd vetgehalte in het hele lichaam vis (13% vet voor 48% CP-dieet versus 15% vet voor 39% CP-dieet, op natte basis). Het is bekend dat het energieverbruik voor eiwitten lager is dan voor lipiden in forel (Schrama et al. 2018), die een rol kunnen hebben gespeeld bij de verhoogde vetafzetting in het eiwitarme dieet.

Omgaan met stress verhoogde significant de plasma-stressindices, waaronder cortisol, glucose- en lysozymactiviteit. Echter, het verlagen van FM- en CP-niveaus had geen effect op de gemeten stress-indices (P>0,05). De mRNA-expressie van genen in de gcn2/eif2α/atf4-route in het spierweefsel (genormaliseerd tegen arp), waarvan bekend is dat het wordt geactiveerd als reactie op verhongering van eiwitten of aminozuren, Werden geëvalueerd.

Algemene controle niet-onderdrukbaar 2 (gcn2) nam af met een hoger CP-niveau in de voeding boven 42 procent (P<0,05), maar er waren geen voedingseffecten (FM- of CP-niveaus) op de expressie van eif2α (eukaryote initiatiefactor 2α) of atf4 (activerende transcriptiefactor 4). In totaal, genexpressieresultaten suggereren aminozuurbeperkingen op het spiereiwitmetabolisme als gevolg van het voeren van diëten met een CP van minder dan 42 procent, zelfs indien aangevuld met synthetische EAA om aan de bekende voedingsbehoeften te voldoen. Verminderde visgroei met verhoogde expressie van gcn2 bij een CP van minder dan 42 procent suggereert de mogelijkheid van hogere eisen aan bepaalde aminozuren.

Verduurzaming van de forelproductie

Deze studie toonde aan dat 5 procent FM via de voeding onvoldoende is voor maximale groeiprestaties, mogelijk vanwege verminderde voedingsstimulantia, en niet-geïdentificeerde groeibevorderaars geassocieerd met FM. Ook, verschillen in de verteerbaarheid van voedingsstoffen tussen diëten kunnen niet worden uitgesloten.

De voor EAA's uitgebalanceerde diëten laten een mogelijkheid zien om het CP-niveau te verlagen van 48 procent naar 42 procent in voer voor jonge forel zonder enige vermindering van de groeiprestaties, lichaamssamenstelling, metabolische aminozuurtoereikendheid of tolerantie voor chronische stress, terwijl het gebruik van eiwitten in de voeding wordt verbeterd. De resultaten van dit onderzoek kunnen worden gebruikt om de verduurzaming van de forelproductie te helpen verbeteren.