Minerale sporenvoeding in vis en garnalen:werken aan optimale prestaties en duurzaamheid in een snel evoluerende industrie

door het technische team van Alltech Mineral Management, VS

Aquacultuur is een van de snelst groeiende voedselproducerende sectoren ter wereld. Voeding, met name sporenelementen, is slechts een van de vele belangrijke aspecten waarmee rekening moet worden gehouden om succesvol te zijn, winstgevende en duurzame bedrijfsvoering. Sporenmineralen worden geabsorbeerd uit het mariene milieu via kieuwen of het lichaamsoppervlak, maar ze voldoen zelden aan de totale behoeften van gekweekte aquatische soorten en moeten via suppletie in het dieet worden opgenomen (Katya et al., 2017).

Mineralen en sporenelementen, die nodig zijn in hoeveelheden van milligram of microgram, zijn essentiële elementen die nodig zijn voor normale levensprocessen en cellulair metabolisme. Ze vormen componenten van lichaamsvloeistoffen, hormonen en biologische verbindingen zoals hemoglobine. Van bijzonder belang zijn koper (Cu), ijzer (Fe), mangaan (Mn), zink (Zn) en selenium (Se), die zijn geassocieerd met eiwitten in metallo-enzymen die verantwoordelijk zijn voor de katalytische functie (Lall, 1989). Het aanvullen van de juiste hoeveelheid sporenmineralen draagt ​​uiteindelijk bij aan het behoud van de gezondheid, vruchtbaarheid, uitkomst en immuniteit, evenals prestatieparameters, inclusief groeipercentage, voerefficiëntie en vleeskwaliteit.

Vereisten voor sporenelementen in de aquacultuur:wat moet worden onderzocht?

Hoewel een delicaat evenwicht van mineralen en sporenelementen nodig is om fysiologische processen in stand te houden (Lall, 1989), de exacte behoeften aan sporenmineralen voor verschillende aquacultuursoorten worden nog onderzocht en zijn daarom onderwerp van veel discussie. Overmatige inname van mineralen, hetzij via dieet of milieu, kan toxiciteit veroorzaken, terwijl een tekort de immuniteit in gevaar kan brengen, waardoor de vatbaarheid voor ziekten toeneemt.

Lall (2003) beveelt de volgende reeksen van sporenmineralen in vissen aan.

Het perspectief van de National Research Council (NRC) is dat er veel te ontdekken valt over de kennis van de behoefte aan sporenelementen voor gekweekte vis en garnalen. Hun aanbevelingen voor sporenmineralen in de voeding bij alle diersoorten moeten nog onderscheid maken tussen bronnen en vormen van sporenmineralen. Dit kan de inclusiepercentages van de voeding beïnvloeden, evenals fysiologische factoren zoals de biologische beschikbaarheid van mineralen en absorptie en interactie met andere voedingsbestanddelen.

Vorm en niveau beïnvloeden functie:Bronnen van diervoederingrediënten en interacties tussen mineralen

Een toename van de vraag naar aquavoer en beperkingen op de beschikbaarheid van vismeel hebben de industrie ertoe aangezet om ofwel de hoeveelheid vismeel in de voeding te verminderen of andere alternatieven te onderzoeken. zoals plantenmeel (Dominguez et al., 2020). Dit kan een scala aan voedingsuitdagingen opleveren.

Plantenmeel bevat vaak grote hoeveelheden fytinezuur, wat een bekende antagonist is. Fytinezuur bindt sterk aan minerale ionen, waardoor ze niet beschikbaar zijn voor opname door aquatische soorten (Prabhu et al., 2016; Domínguez et al., 2020). In diëten met een hoog gehalte aan plantaardig eiwit, minerale suppletie is noodzakelijk om de groei en botontwikkeling te verbeteren, vooral bij vleesetende zalmachtigen en zeevissen.

De samenstelling en biologische beschikbaarheid van sporenmineralen kunnen ook aanzienlijk verschillen tussen watervoederingrediënten en volledige diervoeders, wat kan resulteren in uitzonderlijk hoge sporenmineraalniveaus. Overtollige voedingsmineralen kunnen de absorptie en biologische beschikbaarheid van andere sporenmineralen in digesta beïnvloeden. Bijvoorbeeld, een teveel aan voedingsfosfor kan de opname van zink verstoren (Lall 2003).

Een manier waarop voedingsdeskundigen overtollige minerale niveaus en antagonistische interacties tegengaan, is door de opname van mineraalprogramma's met organische bronnen van mineralen, omdat deze meer biologisch beschikbaar en zeer stabiel zijn gebleken.

Absorptie en biologische beschikbaarheid tussen organische en anorganische sporenmineralen

Verschillende bronnen van sporenelementen nemen verschillende moleculaire vormen en liganden aan, en daaropvolgende verbindingen die in het maagdarmkanaal van de aquatische soorten worden gevormd, kunnen de opname en het metabolisme van mineralen voorkomen (Watanabe et al., 1997). Het is tijdens deze omstandigheden in het maagdarmkanaal dat, vaak, anorganische bronnen van sporenmineralen dissociëren, en laten geladen minerale ionen vrij voordat ze de absorptieplaatsen in de dunne darm bereiken.

Deze ionen vormen vaak onoplosbare en onverteerbare verbindingen die als afvalstof worden uitgescheiden. Andere gevormde verbindingen kunnen concurreren met voedingscomponenten en andere sporenmineralen voor gunstige bindingsplaatsen op eiwitten die verantwoordelijk zijn voor absorptie en metallo-enzymsynthese (Chanda et al., 2015).

Er is toenemende belangstelling voor het gebruik van sporenmineralen gechelateerd aan organische aminozuurliganden of, in het geval van selenium, opgenomen en verrijkt met micro-organismen zoals gist (Prabhu et al., 2016). Chelaten worden geproduceerd door de reactie van minerale zouten met een enzymatisch bereid mengsel van aminozuren en peptiden, wat resulteert in een zeer stabiele bron van sporenmineralen.

De gechelateerde structuur van deze mineralen, specifiek Cu, Fe, mn, en Zn, beschermt de elementen tegen de vorming van onoplosbare complexen in het spijsverteringskanaal, transport over het darmslijmvlies vergemakkelijken (Katya et al., 2017).

Door een hoge mate van dissociatie, een hoger niveau van anorganische sporenmineralen is vereist om vergelijkbare groeiniveaus te produceren, weefselmineralisatie en enzymatische activiteit in vergelijking met organische bronnen (Katya et al., 2017). Het gebruik van organische minerale bronnen met een hogere stabiliteit en biologische beschikbaarheid in het voer kan het niveau van minerale suppletie verlagen zonder de voedingsbehoeften van de soort in gevaar te brengen (Watanabe et al., 1997).

Organische sporenmineralen:hoe de minerale vorm de functie en productiviteit beïnvloedt

Op peptiden gebaseerde organische minerale chelaten zoals Bioplex®[1] en organisch selenium opgenomen in gist (Sel-Plex®[2]) hebben een hogere biologische beschikbaarheid aangetoond in vergelijking met hun anorganische tegenhangers. Dit rechtvaardigt het gebruik van lagere opnamepercentages via de voeding via verminderde verspilling van niet-geassimileerde mineralen. Apart of in combinatie met andere voeroplossingen aangevuld, deze technologieën hebben veel immuun- en groeivoordelen aangetoond bij een verscheidenheid aan aquatische soorten:

Immuniteit, overlevingskansen en groei:in Pacifische witte garnalen, Reyes et al. (2018) ontdekten dat suppletie met Bioplex het totale aantal hemocyten verhoogde, plasma-eiwit, fenoloxidase-enzymniveaus en weefselmineraalconcentratie. Positieve trends naar koper werden waargenomen in weefsel, evenals verbeterde FCR en gemiddeld garnalengewicht.

Zeebrasem aangevuld met 100 mg/kg Bioplex-ijzer bereikte de hoogste respiratoire burst-activiteit vergeleken met 200 mg/kg anorganisch ijzersulfaat gedurende 12 weken (Rigos et al., 2010).

Proeven toonden ook aan dat diëten, waaronder Bioplex-mineralen en Sel-Plex, de normale gezondheidsstatus kunnen behouden. Atlantische zalmsmolts die 150 mg/kg Bioplex-zink kregen, lieten een sterftedaling van 33,4 procent zien in vergelijking met de controlegroep (Gatica, 2004).

Groei en efficiëntie:toen de Atlantische zalm na de smolt werd gekweekt in omstandigheden met suboptimale zuurstof, suppletie van Bioplex-zink en Sel-Plex met selenium verrijkte gist verbeterde FCR en groeisnelheid in vergelijking met die aangevuld met anorganische sporenmineralen. Tegen het einde van de proef, zalm uit deze groep vertoonde ook stevigere filets (Kousoulaki et al., 2016).

Bij regenboogforelvingertjes die Bioplex en Sel-Plex ontvingen op 66 procent van het niveau van de anorganische sporenmineraalgroep, FCR, gewichtstoename, mortaliteit en immuniteit (via lysozyme-activiteit) waren allemaal verbeterd (Staykov, 2005).

Rode hybride tilapia die Aquate Defender™ heeft gekregen, een voertechnologie waarin Bioplex en Sel-Plex zijn verwerkt, vertoonde verbeterde groei en verbeterd voergebruik na te zijn uitgedaagd met S. agalactiae en A. hydrophila-bacterie (Arifin et al., 2019).

Fukada en Kitagima (2019) schreven lagere niveaus van Bioplex en Sel-Plex toe aan verbeterde gewichtstoename, FCR en eindgewicht in yellowtail fingerlings wanneer het vismeel in de voeding werd verminderd. Ze concludeerden dat deze niveaus de hoeveelheid sporenmineralen die in het milieu worden uitgescheiden kunnen verminderen en kunnen bijdragen aan een duurzamere aquacultuurproductie.

Samenvatting

Organische sporenmineralen hebben verschillende positieve effecten op de gezondheid en prestaties van verschillende aquatische soorten, waaronder verhoogde ziekteresistentie, groei en verbeterde voederconversie (FCR). Dergelijke effecten hebben aanzienlijke voordelen in de aquacultuur, waaronder verminderde incidentie van ziekte, betere productie, verhoogde filetkwaliteit en verhoogde waterkwaliteit door minder mineraalverspilling.

Bij het vervangen van anorganische sporenmineralen voor Bioplex en Sel-Plex, het kan vaak worden gedaan met lagere opnamesnelheden zonder afbreuk te doen aan de prestaties bij vissen en garnalen. Lagere spoormineralen in een organische vorm kunnen ook de minerale output van het milieu verminderen, daardoor bijdragen aan duurzame productiesystemen voor aquacultuur. Vandaar, opname van een organisch sporenmineraalprogramma kan een belangrijke rol spelen bij het maximaliseren van de productie en winstgevendheid voor vissen en garnalen.