Welkom bij
Moderne landbouw
!
door Dr. Alex Makol, Dr. Anja Keiner en Dr. Andreas Mueller, Delacon, Oostenrijk
Als direct gevolg van de stagnatie van de vangstvisserij en de wereldwijd toenemende visconsumptie, aquacultuur is een van de snelst groeiende sectoren in de voedselproductie.
Echter, de beperking van mariene grondstoffen in aquacultuurdiëten en hun vervanging door duurzamere eiwit- en lipidebronnen van terrestrische oorsprong, in sommige gevallen, gaat gepaard met negatieve gevolgen voor het metabolisme en het immuunsysteem van aquacultuursoorten en kan de ontwikkeling van de sector vertragen.
De wereldwijde trend om groeibevorderaars van antibiotica te verbieden, uit angst voor de ontwikkeling van resistente bacteriestammen, en om de gezondheid van de consument te beschermen, heeft de sector ertoe aangezet om in plaats daarvan te investeren in onderzoek naar natuurlijke alternatieven.
Plantaardige stoffen in opmars
Fytogene toevoegingsmiddelen (PFA's), gewoonlijk gedefinieerd als plantaardige toevoegingsmiddelen of plantaardige ingrediënten, vertegenwoordigen een groep natuurlijke stoffen die in diervoeding worden gebruikt. Deze stoffen zijn afgeleid van kruiden, kruiden, andere planten en hun extracten bestaande uit zeer actieve plantaardige stoffen en omvatten veel meer dan essentiële oliën:ze bevatten pittige of bittere stoffen, saponinen, flavonoïden, slijmstoffen of tannines.
Gedurende de laatste twee decennia, onderzoek naar fytogenen als potentiële functionele ingrediënten is toegenomen, en daarmee hun commerciële gebruik in de dierlijke productiesector. Echter, een beter begrip van het werkingsmechanisme van de bioactieve stoffen van fytogenen in vissen en schaaldieren is essentieel om het gebruik ervan in de aquacultuur te verbeteren.
Van sommige bioactieve fytogene verbindingen is bewezen dat ze de productie van spijsverteringsenzymen stimuleren, ondersteuning van de leverfunctie, onevenwichtigheden in de darmflora moduleren, en hebben krachtige antioxiderende en ontstekingsremmende eigenschappen.
Gelukkig, gedurende de laatste jaren, wetenschappers en bedrijven hebben veel onderzoek gedaan om opheldering te krijgen, hoe specifieke fytogenen nutriëntenopname en/of ziekte- en stressresistentie bij vissen en schelpdieren kunnen verbeteren als belangrijke basis voor optimale sectoruitbreiding.
Het begrip van het werkingsmechanisme van nieuw geformuleerde complexe fytogene mengsels (blends) zal de aquacultuursector helpen om beschikbare fytogene stoffen op de juiste manier te gebruiken, om synergieën en antagonismen tussen bioactieve verbindingen te onderzoeken en om interacties met andere voederingrediënten te verduidelijken. Deze feiten zullen de aquacultuursector bovendien helpen om zijn productieprestaties te verbeteren.
Effecten op groeiprestaties
Groeiprestatie is de meest gebruikte parameter om adequaat productiemanagement te bepalen, en het kan worden beïnvloed door verschillende factoren, zoals voeding, omgeving, ziekteverwekkers of behandeling. Het behouden van een optimale groeisnelheid tijdens stressvolle situaties of zelfs bevorderen onder normale omstandigheden is een van de belangrijkste eisen in de sector.
Van specifieke fytogenen is aangetoond dat ze de groeiprestaties en voerefficiëntie bevorderen bij verschillende vis- en schelpdiersoorten. Bijvoorbeeld, Aloë vera (Aloe barbadensis Miller) extract verbeterde de groeiprestaties bij gewone karper (Cyprinus carpio) wanneer het gedurende acht weken werd gevoerd.
Extracten van knoflook (Allium sativum), oregano (Origanum heracleoticum), ginseng, quillaja (Quillaja saponaria), mentha (Mentha piperita) en zoete basilicum (Ocimum basilicum) bevorderden de groeiprestaties van Nijltilapia (Oreochromis niloticus) in verschillende proeven.
evenzo, voor meerval (Ictalurus punctatus), groeiprestaties en voerefficiëntie werden verbeterd, toen vissen werden gevoerd met oregano-olie. Deze voordelen kunnen in verband worden gebracht met een positief effect op de samenstelling van de microbiota van vissen, afgeleid van de goed beschreven antimicrobiële eigenschappen van oregano. Knoflook- en ui-extracten (Allium cepa) ondersteunden de groei van Europese zeebaars (Dicentrarchus labrax) en in het geval van witpootgarnaal (Litopenaeus vanamei), verschillende fytogene stoffen, zoals yucca (Yucca schidigera), quillaja, gember (Zingiber officinale), curcuma (Curcuma longa) en astralagus (Astralagus membranaceus) bevorderden de groeiprestaties.
Het mogelijke werkingsmechanisme van de bovengenoemde individuele fytogenen, in het algemeen, is in verband gebracht met een verbeterde smakelijkheid van het voer, bevorderde de secretie van spijsverteringsenzymen, verbeterde opname van voedingsstoffen en balancerende effecten op de darmmicrobiota. Het is interessant om op te merken dat het effect van fytogenen direct gerelateerd is aan de vissoort, het extractieproces en op hun biologische beschikbaarheid van actieve stoffen in plaats van op de opnamesnelheid.
Weerbaarheid ondersteunen
Een optimale immuunfunctie van gekweekte vissen en schaaldieren is een belangrijke bepalende factor om hen te beschermen tegen infecties met ziekteverwekkers. Er zijn verschillende onderzoeken gedaan om te bepalen hoe fytogenen het aangeboren en/of adaptieve immuunsysteem kunnen versterken wanneer het wordt toegevoegd aan gekweekte vis en schaaldieren. In deze context, knoflook is het meest bestudeerde fytogeen in termen van het versterken van het immuunsysteem en het verhogen van de ziekteresistentie.
Bijvoorbeeld, knoflookpoeder gevoerd aan Nile tilapia verbeterde fagocytische visindex, bacteriedodende en lysozyme-activiteiten, evenals verhoogde ziekteresistentie tegen Aeromona hydrophila.
evenzo, regenboogforel (Oncorhynchus mykiss) gevoed met knoflookextract vertoonde verhoogde fagocytische activiteit, respiratoire uitbarsting, lysozymactiviteit en, bijgevolg, verminderde vissterfte bij uitdaging met Aeromona hydrophila.
Onlangs is bewezen dat een mengsel van knoflookolie en plantenextracten van labiatae, aangevuld gedurende negen weken, de ziekteresistentie en de reactie van het immuunsysteem verbetert, bevorderde een gezonder microbioom en verlaagde cortisolspiegels in Europese zeebaars die weinig vismeel en visolie kregen.
Inderdaad, oregano, gember en rozemarijn (Rosmarinus officinalis) hebben aangetoond dat ze de respons van Mozambique tilapia (O. mossambicus) en de Europese zeebaars immuunmoduleren. Kurkuma-olie en Gynura bicolor verminderden de sterfte van witpootgarnalen die besmet waren met V. harveyi, V. alginolyticus en het witte-vleksyndroomvirus (WSSV), gedeeltelijk vanwege hun versterkende effecten op lysozym, profenoloxidase (proPO) en superoxide dismutase (SOD) activiteit.
Verder, het lijkt erop dat voedings- en omgevingsfactoren het darmmicrobioom aanzienlijk beïnvloeden. De samenstelling van het dieet, inclusief plantaardige actieve stoffen, vormt dus een cruciale factor, vandaar dat het verantwoordelijk is voor de wijziging van bacteriële populaties.
In deze context, fytogenen kunnen de darmflora moduleren door de proliferatie van melkzuurbacteriën (LAB) zoals Lactobacillus te versterken en de aanwezigheid van potentieel pathogene bacteriën te verminderen. Trouwens, Van fytogenen is aangetoond dat ze een hogere activiteit ontplooien tegen pathogene bacteriën dan tegen commensale microbiota.
Er zijn waarschijnlijk verschillende mechanismen die ten grondslag liggen aan deze modulatie, inclusief direct en specifiek antimicrobieel effect tegen specifieke bacteriesoorten, of een quorum sensing remmend effect. Directe antimicrobiële effecten van verschillende fytogenen tegen specifieke pathogenen zijn aangetoond in verschillende in vitro testen op basis van de minimale remmende concentratie (MIC) capaciteit van het fytogene middel.
Echter, het is belangrijk op te merken dat de resultaten die in MIC-assays worden verkregen, verschillen tussen bacteriestammen. Afhankelijk van de extractiemethode voor de fytogenen, verschillen in MIC kunnen optreden als gevolg van mogelijke synergieën tussen de belangrijkste actieve stoffen en sporenelementen in specifieke extracten.
Bijvoorbeeld, verschillende extracten afgeleid van eucalyptus (Eucalyptus globulus), oregano, en kaneel (Cinnamomum verum) zijn zeer effectief geweest tegen verschillende vispathogenen zoals S. iniae, A. hydrofiel, Photobacterium damselae subsp. damselae en V. parahaemolyticus. Fytogenen beïnvloeden ook de gevoeligheid van het bacteriële quorum door de vorming van biofilm te verminderen en door de productie van bacteriële toxines te onderdrukken. die uiteindelijk, zal de incidentie van de ziekte-uitbraak remmen of verminderen.
Verschillende plantenextracten, zoals fenolen, flavonoïden, alkaloïden, en terpenoïden kunnen via verschillende mechanismen als quorumwaarnemingsremmers werken, als de remming van de synthese van N-acyl-homoserinelactonen (AHL), het veranderen van transport- of secretiemechanismen, het binden en opslaan van AHL's, of de antagonistische werkingen of remming van doelen stroomafwaarts van AHL-receptorbinding.
Stressverlagende effecten
Stress tijdens de aquacultuurproductie wordt veroorzaakt door de productieprocedure (transport, kous, sortering of bemonstering) en kan tot een minimum worden beperkt door goed productiebeheer.
Stress leidt direct tot verminderde voeropname, een lager prestatiepercentage en een hogere vatbaarheid voor ziekte-uitbraken als gevolg van een neerwaartse regulatie van het immuunsysteem en veranderingen in de visfysiologie, beïnvloedt ook de stofwisseling. Sommige - zelfs wanneer gecontroleerde - productiepraktijken (bijv. behandeling) betekenen stress voor de gekweekte vissen en vereisen het gebruik van verdovingsmiddelen.
Echter, soms, de toepassing van de verdoving zelf kan als een stressor werken. Onlangs, specifieke fytogenen op zich hebben de aandacht getrokken, werken als verdovingsmiddelen. Gelijktijdig met anesthetische effecten, fytogenen komen samen met tal van van de bovengenoemde gunstige aspecten, zoals de antioxidantfunctie, antimicrobiële effecten en stressverlagende eigenschappen. Het meest bestudeerde fytogene verdovingsmiddel is kruidnagelolie, waarvan de effectieve verdovingsconcentratie afhangt van de beoogde vissoort.
interessant, andere fytogenen, zoals Citroenverbena (Aloysia triphylla), Eucalyptus (Eucalyptus sp), Lippia alba, Van basilicum (Ocinum gratissimum) en knoflook is aangetoond dat ze werken als stressverlichters door de cortisolspiegels in Nile tilapia te verlagen, Europese zeebaars en Zuid-Amerikaanse meerval (R. quelen). Wel is de toedieningsweg belangrijk voor de gewenste effecten. Overwegende dat fytogenen voor sedatie tijdens transport en hantering in bad worden toegepast, algemene stressverlagende effecten kunnen worden bereikt door fytogenetica aan de voeding toe te voegen.
conclusies
Fytogenen kunnen fysiologische functies en darmmicrobiota moduleren, met een duidelijk potentieel voor het verbeteren van de groeiprestaties, en voor het verbeteren van ziekte- en stressresistentie bij verschillende gekweekte vis- en schelpdiersoorten. Echter, er is nog steeds weinig kennis over het werkingsmechanisme van verschillende van hun bioactieve verbindingen, mogelijke interacties en synergieën tussen hen, evenals de meest geschikte vorm van toediening.
Bijgevolg, verder onderzoek is nodig om de meest geschikte fytogenen en mengsels die zijn afgestemd op de huidige uitdagingen in de aquacultuurproductiesector, goed te identificeren. Het in detail begrijpen van het werkingsmechanisme van fytogenen is een cruciaal hulpmiddel bij de ontwikkeling van nieuwe, goed geformuleerd, effectieve producten.
