door Karthik Masagounder1, Sofia Engrola2, Rita Teodósio2, 3, Rita Colen2 en Cláudia Aragão2, 3
1 Evonik Nutrition &Care GmbH, Hanau, Wolfgang, Duitsland 2 Centrum voor Mariene Wetenschappen (CCMAR), Faro, Portugal 3 Universidade do Algarve, Faro, Portugal

De wereldwijde aquacultuurproductie van vis is geleidelijk gestegen, en is nu goed voor bijna 47 procent van de totale visproductie. Op wereldwijde schaal, tilapia is de op één na meest gekweekte visgroep, met nijltilapia (Oreochromis niloticus) goed voor acht procent van de totale hoeveelheid vis die in 2016 werd geproduceerd. De soort is vooral populair vanwege de snelgroeiende snelheid, ziekteresistentie, robuustheid en aanpassingsvermogen aan verschillende landbouwsystemen.

In de aquacultuur, voer is goed voor 50 procent van de totale productiekosten. Een grote uitdaging is het vinden van nieuwe strategieën voor een nauwkeurige dieetformulering die de voerkosten minimaliseert, en tegelijkertijd de duurzaamheid te vergroten. De voerkosten worden grotendeels bepaald door eiwitbronnen en opnameniveaus in de voeding.

In de laatste paar jaren, vooruitgang in de kennis van tilapia-voeding, en de commerciële beschikbaarheid van aanvullende aminozuren hebben voerproducenten in staat gesteld flexibel te zijn in het gebruik van plantaardige bronnen om uitgebalanceerde diëten te formuleren. Naast het in staat stellen van de industrie om vismeelvrije diëten te implementeren, aanvullende aminozuren openen vensters om de eiwitniveaus in de voeding te verlagen, terwijl het dieet voor aminozuurniveaus in evenwicht wordt gehouden.

In de varkens- en pluimvee-industrie, het eiwitarme concept met het gebruik van aanvullende aminozuren is al lange tijd een gangbare praktijk. In de aquacultuur, dit concept is niet zo gebruikelijk, en de hoeveelheid eiwit wordt nog steeds gebruikt als een indicator voor de kwaliteit van het dieet. Echter, De kwaliteit van de voeding wordt eerder bepaald door de eiwitkwaliteit en niet door de kwantiteit.

Dit vraagt ​​extra aandacht voor kwantitatieve en kwalitatieve aminozuurniveaus. De reactie van Nile tilapia op eiwitniveaus in de voeding is uitgebreid bestudeerd en is afhankelijk van de grootte/leeftijd van de vis, aminozuurprofiel en verteerbaarheid in de voeding.

Typisch, Nile tilapia starter- of fry-diëten bevatten 45 procent ruw eiwit, terwijl het dieet voor vingerige en gevorderde jonge dieren voor de optimale groeiprestaties 35 procent ruw eiwit bevat. Voor volwassenen, 25-30 procent eiwit wordt vaak gebruikt. Diëten met een hoog eiwitgehalte maar met een onevenwichtig aminozuurprofiel zullen resulteren in een verhoogd aminozuurkatabolisme en bijgevolg hogere stikstofverliezen.

Gezien het productievolume van tilapia en de verwachte groei van de aquacultuur als strategie om tegen 2050 negen miljard mensen te voeden, het is essentieel om diëten te vinden die kosteneffectief en ecologisch duurzaam zijn.

We hebben een onderzoek uitgevoerd om de eiwitinclusieniveaus in op plantaardige eiwitten gebaseerde diëten voor juveniele nijltilapia te verlagen, door adequate aminozuursuppletie, om de milieu-impact van de voeding te minimaliseren en tegelijkertijd de biologische efficiëntie te maximaliseren. Verder, metabolische proeven werden uitgevoerd met als doel een in vivo momentopname te verkrijgen van het eiwitgebruik in Nijltilapia-juvenielen als een functie van het eiwitgehalte in de voeding.

materialen en methodes

Experimentele diëten

Er werden vijf iso-energetische diëten samengesteld met verschillende eiwitgehaltes (36%, 34%, 32%, 30% en 28% dieet), het gebruik van plantaardige ingrediënten en vlees- en beendermeel als eiwitbronnen. Diëten werden geformuleerd om te voldoen aan de minimumvereisten van aminozuren, op verteerbare basis, voor Nijltilapia-juvenielen volgens AMINOtilapia (een hulpmiddel ontwikkeld door Evonik voor de aminozuuraanbevelingen van Nijltilapia).

Schijnbare verteerbaarheidscoëfficiënten (ADC) van aminozuren voor de gebruikte ingrediënten zijn ontleend aan ons beoordelingsrapport (Konnet en Masagounder 2017). Diëten werden aangevuld met toenemende niveaus van geselecteerde onmisbare aminozuren en dicalciumfosfaat met afnemende niveaus van eiwit in de voeding om onevenwichtigheden in aminozuren of mineralen te voorkomen.

Groeiproef

Nile tilapia juvenielen met een gemiddeld lichaamsgewicht van 5,91 ± 1,66 g werden gebruikt en het experiment werd uitgevoerd bij CCMAR in Portugal.

Tanks in drievoud werden willekeurig toegewezen aan een van de vijf dieetbehandelingen (D36, D34, D32, D30 en D28). Vissen werden met de hand gevoerd tot visuele verzadiging, drie keer per dag (09:30, 12:30 en 16:30 uur). Waterkwaliteitsparameters werden dagelijks gecontroleerd:temperatuur gemiddeld 25,2 ± 0,1°C, opgeloste zuurstof in water werd boven 80 procent van de verzadiging gehouden, De pH werd tussen 7,70 en 8,20 gehouden en de concentratie van niet-geïoniseerde ammoniak en nitrieten in water was 0 mg/l gedurende de gehele experimentele periode. Vissen werden dagelijks gecontroleerd op eventuele sterfte en voeropname werd dagelijks gedurende 59 dagen geregistreerd.

Metabolische proef

Na de groeiproef vissen uit het hogere, intermediaire en eiwitarme dieetbehandelingen (D36, D32 en D28) werden willekeurig geselecteerd en overgebracht naar het laboratorium voor nutriëntenflux. De experimentele diëten waren gelabeld met [U-14C]-L-aminozuurmengsel

Sondevoeding werd uitgevoerd op verdoofde vissen, die vervolgens werden overgebracht naar individuele incubatiekamers die waren aangesloten op CO2-vallen (Rust et al. 1993; Rønnestad et al. 2001). Elke kamer was hermetisch afgesloten en gedurende de 24 uur van incubatie voorzien van een zachte zuurstofstroom. Aan het einde van de incubatieperiode, elke vis werd gewogen en gefileerd voor het bepalen van radioactiviteit in de spier.

resultaten en discussie

Groeiprestaties en voergebruik

Alle vissen hadden aan het einde van het experiment een vijfvoudige toename in lichaamsgewicht, onafhankelijk van het dieet, en aan het einde van het experiment werden geen significante verschillen (p> .05) gevonden, met gemiddelde waarden variërend van 29,34 tot 31,49 g.

De gewichtstoename van vissen werd niet beïnvloed (p> .05) door de verschillende eiwitniveaus in de voeding. De voerconversieratio (FCR) nam toe met afnemende niveaus van eiwit in de voeding, maar verschilde significant (p <0,05) alleen tussen de groep die D28 kreeg (1,30 ± 0,05) en de groep die D36 kreeg (1,16 ± 0,05). Eiwitefficiëntieverhouding (PER) nam toe met afnemende niveaus van voedingseiwit; daarom, de D28-groep presenteerde de hoogste PER (2,60 ± 0,09) en de D36 presenteerde de laagste (2,27 ± 0,09).

De groepen voedden D28, D30- en D32-diëten vertoonden geen significante verschillen tussen hen (p> .05) en waren significant verschillend van de groep die het D36-dieet kreeg (p <.05). Er werden geen verschillen gevonden tussen behandelingen wat betreft de dagelijkse vrijwillige voeropname. Er waren geen significante verschillen (p> .05) in overleving tussen vissen die de experimentele diëten kregen, wat in totaal 98 ± 3 procent was.

Gebruik van eiwit in de voeding

Vissen die het D30-dieet kregen, vertoonden een hogere retentie van lichaamseiwitten dan vissen die het D36-dieet kregen (41 vs. 36% van de inname, p <.05). De retentie van de meerderheid van de aminozuren volgde een soortgelijk patroon als die van eiwitretentie, bij vissen die het D30-dieet kregen, vertoonden ze een neiging tot hogere retentiewaarden dan bij vissen die het D36-dieet kregen.

De uitzondering op deze trend was methionine, die de hoogste retentie vertoonde bij vissen die het D36-dieet kregen, hoewel er geen significante verschillen werden gevonden tussen de D36- en de D30-behandelingen (p> .05). Dit komt omdat naarmate het eiwitgehalte in de voeding daalde van 36 naar 28%, cysteïne (Cys) niveau daalde van 0,53 naar 0,44 procent, wat ertoe leidde dat Met+Cys (1,33-1,35%) per se meer beperkend was dan Met (0,82-0,89%).

Vanwege de beperking van Cys in de eiwitarme diëten, vissen gebruikten Met meer waarschijnlijk als voorloper voor de productie van Cys om aan andere metabolische behoeften te voldoen dan voor directe eiwitsynthese, wat de verminderde Met-retentie verklaart bij vissen die de eiwitarme diëten krijgen.

De dagelijkse stikstoftoename was vergelijkbaar tussen behandelingen, maar er waren significante verschillen met betrekking tot de waarden van de dagelijkse stikstofverliezen. Vis gevoed met eiwitarme diëten, D28 en D30, vertoonde het laagste dagelijkse stikstofverlies, hoewel alleen significant verschillend van de D36-groep (p <.05).

De resultaten van de metabolische proeven gaven een in vivo momentopname van hoe voedingseiwitten door de vissen werden gebruikt. De hoogste waarden van aminozuurkatabolisme werden gevonden voor vissen die het D36-dieet kregen en de waarden vertoonden een dalende trend naarmate het eiwitgehalte in de voeding daalde. N-versterking spiegelen, relatieve aminozuurretentie in spieren (mg/g vis) was vrij gelijkaardig tussen behandelingen en er werden geen significante verschillen gevonden.

Het huidige werk geeft aan dat het overmatige eiwitgehalte in de voeding uiteindelijk resulteert in het gebruik van aminozuren als energiebron en bijgevolg in hogere milieueffecten, door een verhoogde stikstofopbrengst.

conclusies

Tot slot, de huidige studie toont aan dat het mogelijk is om het eiwitgehalte in juveniele Nijltilapia-diëten te verlagen tot 30-32 procent zonder de visgroei en FCR in gevaar te brengen, terwijl de stikstofverliezen naar het milieu worden verminderd. Het gebruik van geschikte aminozuursuppletie in tilapia-voer lijkt een aan te raden strategie om het eiwitgehalte in de voeding te minimaliseren, en garanderen een economische en ecologisch duurzame tilapiaproductie.