Welkom bij
Moderne landbouw
!
door Mathieu Calmont, Area Business Manager EMEA (Europa – Midden-Oosten – Afrika), Frankrijk, en Kristin Sandersen Gretland, Technisch verkoopmanager, Borregaard, Scandinavië, Noorwegen
In veel landen, de aquacultuurproductie van garnalen staat onder druk door ziekte, vooral veroorzaakt door vibrio-bacteriën. antibiotica, die in grote hoeveelheden zijn gebruikt, zijn in veel gevallen niet effectief, of resulteren in een verhoogde virulentie van pathogenen. Formaldehyde-producten zijn op grote schaal gebruikt, en resistentiegedrag is begonnen te verschijnen in de garnalenkweek.
Vibrio parahaemolyticus en Vibrio harveyi zijn beschreven als de belangrijkste pathogenen in garnalensoorten. Deze ziekteverwekkers veroorzaken ernstige infecties en verminderde productiviteit, zowel in broederijen als in vijvers. In aanvulling, dit leidt tot verminderde voerconversie en verminderde groeisnelheid bij overlevende individuen.
De meeste bacteriële waterziekten zijn gerelateerd aan vibrio-bacteriën. Deze bacteriën domineren gewoonlijk de normale microflora van gekweekte en wilde peneoidea garnalen. Bacteriën koloniseren in het spijsverteringskanaal, gifstoffen vrijgeven, en uiteindelijk het spijsverteringsorgaan vernietigen dat bekend staat als hepatopancreas. Dit leidt tot een hoge mortaliteit - tot 90 procent.
Een nieuw produkt, SoftAcid Aqua Deca, is ontwikkeld en geoptimaliseerd om te worden gebruikt in alle fasen van de garnalenproductie (van algen tot groeifase). Het product remt de groei en biofilmvorming van vibrio, waardoor vibrio-soorten de spijsverteringskanalen van de garnalen niet kunnen koloniseren. Onderzoeken naar het voeren van garnalen hebben positieve resultaten laten zien - met een hoger overlevingspercentage, toename van biomassa en verlaging van de voederconversiekosten.
Inleiding tot het gedane werk
De doelstellingen voor dit project waren om een uniek product te ontwikkelen dat in verschillende stadia van de garnalenproductie kan worden gebruikt, naast een positief effect op het verminderen van biofilm- en bacterievorming. Het werk begon met laboratoriumproeven waarbij het bacteriedodende effect op verschillende vibrio-stammen werd bestudeerd. Als tweede stap, het bacteriostatische effect werd bestudeerd met betrekking tot quorum sensing en biofilmvorming.
Quorum sensing (QS) is een mechanisme waarmee bacteriën de expressie van bepaalde genen coördineren als reactie op de aan- of afwezigheid van kleine signaalmoleculen. Het lijkt erop dat verschillende virulentiefactoren van Vibrio harveyi worden gereguleerd door QS en het is bekend dat de extracellulaire toxineproductie een van de grootste oorzaken van vibriotoxiciteit is. Gekweekte garnalen kunnen worden beschermd tegen vibriose door verstoring van quorum sensing.
Eerdere bevindingen hebben verklaard dat pyrogallol-eenheden de QS in Vibrio verstoren [1-2]. Het lignosulfonzuur dat aanwezig is in SoftAcid Aqua Deca heeft een polyfenolische structuur, vergelijkbaar met de pyrogallol-eenheid die wordt gezien in andere polyfenolen.
Eerdere ervaringen hebben positieve effecten aangetoond op het verwijderen van biofilm bij gebruik van SoftAcid. In de garnalenindustrie er wordt aangenomen dat vibrio-bacteriën zich aan het spijsverteringskanaal van de garnaal hechten door een biofilm te creëren. Er werden laboratoriumproeven met biofilmadhesie uitgevoerd om het effect van SoftAcid Aqua Deca specifiek op vibriobiofilms te zien.
Op basis van eerste onderzoeken, garnalenvoerproeven in Ecuador werden opgezet.
Proeven in laboratorium:Minimale remmende concentratie (MIC)
De antimicrobiële werking van SoftAcid Aqua Deca werd getest met behulp van de MIC-procedure. MIC werd bepaald voor drie additieven:SoftAcid Aqua Deca, een commercieel gebufferd zuur en een formaldehyde-oplossing. Als referentie werd het antibioticum Enrofloxacine gebruikt.
Er werden drie verschillende bacteriestammen getest:Vibrio parahaemolyticus (Vp), Vibrio harveyi (Vh) en Pseudomonas sp.(Ps). De resultaten werden gepresenteerd als percentages, en de OD (optische dichtheid) van de positieve controle (+) werd ingesteld op 100 procent.
De MIC-waarden laten zien dat SoftAcid Aqua Deca de bacteriegroei van Vibrio parahaemolyticus remt, Vibrio Harveyi en Pseudomonas bij 2000 ppm (> 98% reductie in optische dichtheid voor alle geteste stammen). Het commerciële gebufferde zuur vertoonde een beperkt effect op de stammen bij gebruik van de maximale testconcentratie van 4000 ppm:een vermindering van de optische dichtheid van 31 procent, 0 procent en acht procent werd gevonden voor de drie geteste stammen
De formaldehyde-oplossing remt de groei met 80 procent reductie bij 700 ppm voor alle stammen en heeft hetzelfde remmingspatroon met 80 procent reductie bij de maximale concentratie van 4000 ppm. Resistentiegedrag wordt vaak gezien bij formaldehydeproducten.
QS:Quorum-waarneming
Quorum sensing in vibrio kan worden waargenomen door de luminescentie ervan te volgen. Er zijn laboratoriumproeven uitgevoerd met SoftAcid Aqua Deca om het luminescentiespectrum van Vibrio harveyi en Vibrio campbellii te bestuderen.
Uit de onderzoeken blijkt dat SoftAcid Deca het quorumdetectiesysteem verstoort. Gekweekte garnalen kunnen worden beschermd tegen vibriose door dit soort verstoring van het quorum-detectiesysteem.
biofilm
In de garnalenindustrie er wordt aangenomen dat vibrio-bacteriën zich aan het spijsverteringskanaal van de garnaal hechten door een biofilm te creëren. Eerdere bevindingen hebben een positief effect aangetoond op het verwijderen van biofilm bij gebruik van SoftAcid.
Biofilmadhesie werd bestudeerd om het effect van SoftAcid Aqua Deca op vibrio-biofilms te zien, waaronder Vibrio harveyi (Vh), Vibrio parahaemolyticus ATCC (Vp), Vibrio vulnificus (Vv), Vibrio campbelli (Vc) en Pseudomonas sp (Ps). Als referentie werd een gebufferd organisch zuur gebruikt.
De resultaten worden weergegeven in percentages, waarbij de luminescentie van de positieve controle (+) is ingesteld op 100 procent. Geen hechting van biofilm in de behandeling met SoftAcid Aqua Deca, terwijl alle met gebufferd organisch zuur geteste stammen een biofilm konden hechten.
Plantproeven
Er zijn verschillende plantproeven gedaan; een daarvan was een plantenproef die werd uitgevoerd op een garnalenkwekerij op het land in Ecuador, om het effect van SoftAcid Aqua Deca te bestuderen. De boerderij had een beperkte waterverversing en de overlevingskans van de garnalen was normaal gesproken 30-40 procent.
Voor de groei- en afbouwfase van de garnaal werden verschillende parameters bestudeerd:totale biomassa, garnalen dichtheid, conversie-index, overlevingspercentage en voerkosten.
SoftAcid Aqua Deca - Positief effect op algengroei
Algen zijn de belangrijkste voedingsbron voor de Peneoidea garnaal, specifiek de larvale stadia. Algensoorten die worden gebruikt om garnalen in broederijen te voeren, worden over het algemeen gekozen op basis van grootte en vermogen om in culturen te groeien. Voedingssamenstelling is belangrijk om een goede groei te ondersteunen.
Tijdens de laatste fase van de algengroei, voordat elk type wordt toegevoegd aan de larventanks, de algen moeten worden beschermd tegen afbraak en oxidatie. SoftAcid heeft positieve effecten laten zien in deze toepassing, zowel als conserveermiddel en als groeibevorderaar.
Lignosulfonaten zijn in water oplosbare lignine. Deze zijn verkrijgbaar als lignosulfonzuurzout. SoftAcid Aqua Deca is een combinatie van lignosulfonzuur en korte keten vetzuren.
Humus- en fulvische stoffen hebben een positief effect op de groei van microalgen laten zien. Het is algemeen bekend dat lignine een sleutelrol speelt bij de vorming van natuurlijke humus- en fulvische stoffen - gelijk aan wat er in de algentanks zal worden gevonden.
Tegenwoordig is de meest geaccepteerde opvatting dat een belangrijke bouwsteen van humus/fulvische stoffen afkomstig is van polyfenolen van lignine. Een manier om humus/fulvische stoffen te vormen is door de afbraak van plantaardige biopolymeren, inclusief lignine, in hun structurele eenheden [3].
Daarom, veel van de functionele groepen die in humus/fulvinezuren worden gevonden, zijn ook te vinden in lignine. In aanvulling, de hoeveelheid equivalent fulvinezuur in het lignosulfonzuur dat wordt gebruikt in SoftAcid is 94 procent [4]. Het positieve effect van SoftAcid op algengroei, kan daarom worden toegeschreven aan de aanwezigheid van fulvinezuren.
SoftAcid Aqua Deca – Verbetering van de hygiënische omstandigheden
Afhankelijk van de verschillende stadia/levenscyclus van de garnaal, waterbehandeling kan worden uitgevoerd met SoftAcid Aqua Deca. Het product kan worden gebruikt tijdens alle fasen van de ontwikkeling van garnalen, van protozoa tot larvenfase.
In aanvulling, SoftAcid Aqua Deca kan worden gebruikt als ontsmettingsmiddel voor alle elementen in de kwekerij om kolonisatie van pathogenen te voorkomen.
Duurzaamheid
De wereld staat voor een aantal belangrijke uitdagingen op het gebied van klimaat en milieu, voedselproductie en hulpbronnenbeheer. De geavanceerde bioraffinaderij van Borregaard kan een aantal van deze uitdagingen helpen aanpakken. Borregaard gebruikt hernieuwbare en natuurlijke grondstoffen en zet deze om in waardevolle producten die op olie gebaseerde chemicaliën kunnen vervangen.
Hoog grondstofgebruik, lagere uitstoot van broeikasgassen en producten ter vervanging van op olie gebaseerde alternatieven, duurzame en toekomstgerichte oplossingen bieden [5]. De SoftAcid-producten, en meer specifiek SoftAcid Aqua Deca, bijdragen aan een duurzamer alternatief voor de garnalenindustrie.
Conclusie
SoftAcid Aqua Deca is ontwikkeld om te werken als een unieke, veelzijdig en duurzaam product dat:
