Garnelen haben sich heute als eines der am meisten konsumierten Meeresfrüchteprodukte etabliert und erfreuen sich weltweit großer Beliebtheit. mit zunehmender Expansion in vielen Ländern und Regionen. Es ist ein bedeutender Sektor der lukrativen Aquakulturindustrie.

Der weltweite Markt für Garnelen belief sich im Jahr 2020 auf 18,30 Milliarden US-Dollar und soll bis 2026 bei einer Ausweitung der Produktion in vielen Regionen der Welt rund 23,4 Milliarden US-Dollar erreichen. Garnelen gibt es in verschiedenen Arten wie L. vannamei, P. monodon , und M. rosenbergii , die riesige Süßwassergarnele.

Diese sind alle auf dem internationalen Markt sehr beliebt, und viele Länder fördern die Garnelenproduktion durch Anreize für Landwirte und bieten finanzielle Anreize. Um den wachsenden Anforderungen in Europa und Nordamerika gerecht zu werden, großen Garnelen produzierenden Ländern wie Indien, China, Vietnam, Indonesien, Thailand, Mexiko und Ecuador benötigen weiterhin ein ausreichend großes Angebot, um ihre starken Inlands- und Exportmärkte zu befriedigen.

Die Notwendigkeit einer effizienten kommerziellen Ernährung
Wie alle intensiven Aquakulturbetriebe Die Haupteinschränkung ist der Bedarf an effizienten kommerziellen Diäten, die ihren strengen Nährstoffanforderungen gerecht werden (NRC 2011) und auf einer nachhaltigen Plattform von Inhaltsstoffen basieren, die wichtige Nährstoffe in einer ausgewogenen Formulierung liefern, um maximales Wachstum und optimale Futtereffizienz zu ermöglichen.

Garnelenfutter kann geringe Mengen an marinen Zutaten wie Fischmehl und Fischereinebenprodukten (Tintenfischmehl, und Fischhydrolysate), sondern bestehen größtenteils aus pflanzlichen Inhaltsstoffen wie Sojabohnenmehl, Maisglutenmehl und Getreide als Füllstoffbestandteile und energiereiche Stärkequellen wie Weizenmittelfraktionen und Mais, die Nachhaltigkeit der verfügbaren Ressourcen zusätzlich belastet.

Die langfristigen Folgen einer weltweit expandierenden Garnelenzucht und der nachhaltigen Nutzung von Sojaschrot werden heute aufgrund der Umweltbelastungen im Zusammenhang mit ihrer Produktion in Ländern wie Brasilien und der zunehmenden Entwaldung sowie des Bedarfs an Wasser und Nährstoffen stark berücksichtigt .

Dies ist der Hauptgrund für das umstrittene Fish-in:fish-out-FIFO-Verhältnis für verschiedene Arten, wie es kürzlich von Kok et al. 2020 verfeinert wurde. die Aquakulturindustrie richtet ihre Aufmerksamkeit auf neuartige Inhaltsstoffe, die die Ziele und Anforderungen mit reduziertem CO2-Fußabdruck erfüllen können, mehr Transparenz der Futtermittellieferkette und Anerkennung der Verbraucher für die Erfüllung der Nachhaltigkeitsagenda.

Es gibt ein beträchtliches Potenzial für Proteinkonzentrate auf Getreidebasis, die aus der klassischen Fermentationsindustrie für Trinkalkohol gewonnen werden, aber in letzter Zeit gewinnen Kuppelprodukte aus dem industriellen Bioraffinationssektor für die Ethanolkraftstofferzeugung aus Mais und Weizen an Bedeutung. Diese wurden mit großem Erfolg für die Aquakultur und in formulierten Diäten für Karpfen und Tilapia befürwortet und getestet.

Innovative Biotechnologie-Plattform
Ein in den USA ansässiges Unternehmen mit dieser Absicht ist POET-Ernährung , die in Sioux Falls ansässig sind, Süddakota. Ihre innovative Biotechnologie-Plattform in Verbindung mit der Biokraftstofferzeugung aus Mais hat nun fortschrittliche Nebenprodukte hervorgebracht, nämlich eine Reihe von maisfermentierten Proteinen in Kombination mit Hefe und mit einem sehr hohen verdaulichen Aminosäureprofil und verdaulicher Energie, die sowohl für Flossenfische als auch für Garnelen verwendet werden können.

NexPro® Mais fermentiertes Protein, resultiert aus der mechanischen Trennung des DDG-Produkts nach der Fermentation unter Verwendung einer patentierten Technologie namens Maximized Schlempe Co-Products. Durch Fraktionierung des Materials nach der Gärung, Ermöglichen des Fermentationsprozesses, die Trennung zu verstärken sowie die Zellwandmatrix der faserigen Fraktionen zu schwächen.

Dies ermöglicht auch eine weitere Konzentration der inaktiven Saccharomyces cerevisae-Hefe, die zur Herstellung von Alkohol verwendet wird. Die Lösung hat ein überlegenes Rohprotein (~50 vs. ~28%), niedrigere Rohfasergehalte und verbesserte Nährstoffzusammensetzung im Vergleich zu herkömmlichen DDGS.

Poet Nutrition hat eine Reihe unabhängiger Studien mit verschiedenen Arten durchgeführt, darunter Atlantischer Lachs ( Salmo salar ) und Regenbogenforelle ( Onchorhyncus mykiss ), Tilapia und Garnelen mit hervorragenden Ergebnissen. Die Salmonidenarbeit wurde bereits im Jahr 2020 in der IAF gemeldet. 2021.

In diesem Artikel werden Studien mit L.vannamei um die Leistung von NexPro® unter klassischen experimentellen Bedingungen zu bewerten.
Um die Wirksamkeit zu beurteilen, Fütterungsversuche mit dem Hauptziel, die Wirksamkeit eines maisfermentierten Proteins (CFP) bei Garnelen zu bewerten, und seine Eignung als hochwertige Proteinquelle für die Verwendung in Aquafeed-Formulierungen.

Unser Ziel ist es, die Wachstumsleistung und die Futterverwertungskennzahlen für juvenile Garnelen zu charakterisieren und zu bestimmen
die optimale praktische Aufnahmemenge von CFP in typischen Produktions-Diäten für L. vannamei . Sequenzielle Wachstumsversuche wurden durchgeführt, um die Verwendung von maisfermentiertem Protein in praktischen pazifischen Weißbeingarnelen zu bewerten ( L. vannamei ) Futterformulierungen.

Experimentelle Diäten und Wachstumsversuche
Sequenzielle Wachstumsversuche wurden an der E. W. Shell Fisheries Research Station in Auburn, AL, VEREINIGTE STAATEN VON AMERIKA. Die CFP-Produkte wurden von Flint Hills Resources (Wichita, KS, USA) (jetzt POET Nutrition-Gruppe) Eine vorläufige Studie (Studie 1) mit 4 Diäten und eine zweite Studie (Studie II) mit fünf experimentellen Diäten (Tabellen 1, 2) wurden unter Verwendung von CFP als Ersatz für Fischmehl in Versuch 1 und dann einer Kombination aus Fischmehl und Sojabohnenmehl in Versuch II formuliert.

Die ungefähre Zusammensetzung der Nahrung wurde in den Chemical Laboratories der University of Missouri Agricultural Experiment Station (Columbia, MO, USA) nach AOAC-Methoden (2000) und für die jeweiligen Diätformulierungen vorgestellt (Tabellen 1 &2).
Die Diäten wurden durch Mischen der trockenen Zutaten in einem Mischer (Hobart, Troja, OH, USA) für etwa 15 Minuten.

Fischöl wurde dann eingearbeitet, gefolgt von der abgestuften Zugabe von kochendem Wasser zu der Mischung, bis eine geeignete Konsistenz zum Pelletieren erhalten wird. Die Diäten wurden dann durch eine 2,5-mm-Matrize in einem Fleischwolf geleitet. Die nassen Pellets wurden dann über Nacht in einen Umluftofen (<50 °C) gegeben, um einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 10 zu erreichen. Trockene Pellets wurden zerkrümelt, verpackt in versiegelten Beuteln, und in einem Gefrierschrank aufbewahrt, bis es benötigt wird.

Im ersten Versuch, juvenile Garnelen ( L. vannamei ) (1,24 g Ausgangsgewicht) wurden in Wiederholungsaquarien (vier Wiederholungen nach dem Zufallsprinzip pro Behandlung) mit je 80 l Volumen als Bestandteil eines Kreislaufsystems mit einer Besatzdichte von 10 Garnelen pro Becken gelagert. Das Indoor-Rezirkulationskultursystem bestand aus Kulturtanks, Sumpfbecken mit biologischem Filter, Perlenfilter, Umwälzpumpe und zusätzliche Belüftung.

Jede experimentelle Diät wurde zufällig vier replizierten Tanks pro Behandlung zugewiesen. Garnelen wurden zu Beginn und am Ende des Wachstumsversuchs (fünf Wochen) in Gruppen gewogen. Sie erhielten die Versuchsdiät viermal täglich mit zwei Fütterungen morgens und zwei nachmittags.

Die Futtermittelinputs wurden basierend auf dem historischen Wachstum und der Futteraufnahme festgelegt, Dabei wird die Menge des verzehrten Futters sorgfältig überwacht, um die Futterumwandlungsrate (FCR) und damit verbundene Metriken wie den thermischen Wachstumskoeffizienten (TGC) zu berechnen – ein Wachstumsparameter, der die Auswirkungen der Temperatur auf den Stoffwechsel berücksichtigt.

Testen eines spezifischeren Inklusionsbereichs
Diese Studie verwendete die gleichen Inhaltsstoffe wie in der ersten Studie, testete jedoch einen spezifischeren engeren Einschlussbereich, um den Einschluss für eine optimierte Leistung am besten zu finden. also 6, 12, 18 &24 Prozent, zum Beispiel. Es wurden die gleichen experimentellen Haltesysteme und Aufzuchtbedingungen verwendet. Wieder, Post-Larven-Garnelen wurden mit einem geringeren anfänglichen mittleren Gewicht von 0,25 g und einer Kapazität für einen höheren thermischen Wachstumskoeffizienten (TGC) verwendet.

Während der Aufzuchtzeit für beide Versuche I und II, gelöster Sauerstoff (DO), Temperatur, Salzgehalt, und der pH-Wert wurde zweimal täglich in einem der Aufzuchtbecken mit einem YSI 556 MPS-Messgerät (Yellow Spring Instrument Co, Gelbe Quellen, OH, VEREINIGTE STAATEN VON AMERIKA). In einem der Tanks wurden wöchentlich Wasserproben entnommen, um den Gesamt-Ammoniak-Stickstoff (TAN) zu bestimmen.

Alle Daten wurden unter Verwendung einer Einweg-Varianzanalyse statistisch analysiert, um signifikante Unterschiede zu bestimmen (P <0,05). Der Mehrfachvergleichstest wurde verwendet, um signifikante Unterschiede zwischen den Behandlungsmitteln zu bestimmen, wenn ein signifikanter Behandlungseffekt beobachtet wurde.
Ein Dunnet-T-Test wurde verwendet, um die Basalrate mit den anderen Behandlungen zu vergleichen. Alle statistischen Analysen wurden mit SAS (V9.4. SAS Institute, Tragen, NC, VEREINIGTE STAATEN VON AMERIKA).

Zusammenfassung der Ergebnisse
Im ersten Versuch, Fischmehl wurde auf iso-stickstoffhaltiger und iso-lipidischer Basis durch bis zu 30 Prozent CFP ersetzt. Die Ergebnisse zeigten, dass bis zu 20 und 30 Prozent machbare Mengen in der Ernährung enthalten waren. Die vollständigen Daten zu Wachstumsleistung und Futterverwertung sind in Tabelle 3 aufgeführt.

Im zweiten Versuch, 5 Diäten mit einer maximalen Aufnahme von 24 Prozent wurden in Stufen von 0 bewertet, 6, 12, 18 und 24 Prozent. In diesem Prozess, das niedrigste Niveau (6% CFP) verbesserte das Wachstum sogar gegenüber der Kontrollgruppe.

Obgleich, es gab keine signifikanten Unterschiede zwischen der höchsten Aufnahmemenge und der Grundnahrung, aber ein Gehalt von 24 Prozent wurde unter diesen Bedingungen als maximal angesehen, wie durch den Dunnet-T-Test bestätigt, verglichen mit dem höchsten Aufnahmegehalt von CFP in der mit der Grundnahrung gefütterten Garnelen (Tabelle 4).

Eine 18 Prozent optimale Inklusion für NexPro® auf einem viel höheren Inklusionsniveau, einige Nährstoffeinschränkungen, einschließlich marginaler essentieller Aminosäuren, Verdaulichkeitsunterschiede oder die Tatsache, dass Fischmehl auf sehr niedrigem Niveau der Nahrung ist, werden deutlich. Jedoch, Der wirtschaftliche Vorteil bleibt für den Landwirt aufgrund der Einsparungen bei den Gesamtfutterkosten bestehen.

Nachhaltigkeit ist ein großes internationales Ziel
Der Einsatz alternativer Zutaten als Ersatz für Fischmehl und Sojaschrot ist mittlerweile ein wichtiges internationales Ziel, die darauf abzielt, die ökologischen und ethischen Folgen auszugleichen, die mit der Verwendung mariner und terrestrischer proteinreicher Konzentrate wie Sojabohnenmehl verbunden sind.

Es gab viele Strategien, andere Zutaten in kommerziellen Garnelendiäten und in jüngerer Zeit in Insektenmehl zu verwenden. Algen und verschiedene Einzelzellproteine ​​(SCPs) aus Mikroben und Hefen wie Roy et al (2009).

Diese wurden mit gutem Erfolg an Garnelen getestet. Jedoch, Diese exotischen Zutaten haben sich aufgrund von Lieferbeschränkungen und hohen Produktionskosten als teuer erwiesen. Sie können auch einige Einschränkungen aufgrund des Vorhandenseins von Zellwandstrukturkomponenten und variablen Ernährungsspezifikationen haben.

Die Alternativen umfassten mit Erfolg Nebenprodukte aus industriellen Prozessen, einschließlich Strömen aus der Trink- und der Bioethanolindustrie, wobei letztere großes Interesse für die Ernährung der Aquakultur auf sich zogen. Obwohl viele Studien existieren, um die Berücksichtigung von getrocknetem Getreide und verschiedenen Formen von DDG und DDGS mit hohem Proteingehalt zu fördern, sind diese Rohstoffe von unterschiedlicher Qualität für die Aquakultur und weisen eine breite Palette von Proteingehalt und Energiewert auf.

Sie haben auch oft einen beträchtlichen Gehalt an unlöslichen Ballaststoffen und werden daher möglicherweise nicht vollständig im Magen-Darm-Trakt von Fischen oder bei Garnelen verdaut, wo der Darm kurz ist und die Transitzeit für die Verdauung ziemlich kurz ist. Die derzeitige Beschränkungsspanne für die Aufnahme von HP-DDGS mit hohem Proteingehalt kann teilweise auf die Ballaststoffe (Nicht-Stärke-Polysaccharide NSPs) in Getreideprodukten zurückgeführt werden. aber auch auf die reduzierten Werte von Cholesterin und Phospholipiden, wenn Fischmehl reduziert wird. Diese gelten als essentiell für das Wachstum und die Gesundheit von Garnelen und müssen in die Ernährung aufgenommen werden.

Ebenfalls, es gibt Probleme bezüglich der Gesamtverdaulichkeit und Verfügbarkeit von unverzichtbaren Aminosäuren, und diese können bei höheren Einschlüssen von Produkten vom HD-DDGS-Typ einschränkend sein. Es besteht auch ein potenzielles Problem der Schmackhaftigkeit, wenn Fischmehl in Formulierungen reduziert wird und Garnelen in Bezug auf die gustatorischen und olfaktorischen Eigenschaften des Futters besonders empfindlich sind.

Diese Arbeiter untersuchten die Fähigkeit von Thunfisch-Nebenprodukt-Proteinhydrolysaten (TBPH), die Qualität und Verdaulichkeit von pazifischen weißen Garnelen zu verbessern ( Litopenäus vannamei ) fütterte fischmehlarme Diäten. Viele dieser Faktoren können durch die Verwendung exogener Enzyme korrigiert werden, um die Verdauung zu unterstützen, wie Proteasen, Carbohydrasen, die Protein und Nicht-Stärke-Polysaccharide (NSPs) besser abbauen. Die Verwendung von Phytase kann die P-Verfügbarkeit in formulierten Diäten bei Wassertieren und Garnelen stark erhöhen.

In der Tat, Es ist mehr Arbeit erforderlich, um eine proteinreiche Ernährung mit essentiellen Aminosäuren wie Methionin zu ergänzen, Lysin und Threonin, um die Barriere zu erhöhen, um das Konzept der "idealen Aminosäure" zu erfüllen, von dem bekannt ist, dass es für das Erreichen einer maximalen Leistung wichtig ist und die Anforderungen für die Proteinakkretion in Schlüsselgeweben erfüllt, Organe wie Muskeln während intensiver Wachstumsphasen.

Die Schmackhaftigkeit und Akzeptanz der Ernährung kann durch die Zugabe von Lockstoffen in der Nahrung wie Muschel- und Tintenfischmehlextrakte/-öle und Nahrungsergänzungsmittel wie Glycin-Betain, getrocknete Fischlösliches – hohe biogene Amine in der Nahrung, um eine robuste Futterreaktion zu initiieren.

Sehr effektiv im optimalen Rahmen
Unsere Ergebnisse zeigen, dass NexPro® innerhalb optimaler Grenzen sehr effektiv ist, wenn es in die Ernährung von Garnelen auf Kosten von Fischmehl und Sojabohnenmehl aufgenommen wird, während gleichzeitig die ausgewogenen Protein- und Lipidspiegel für L. vannamei .

Es wurde festgestellt, dass wir ohne Kompromisse bei der Leistung bis zu 18-20 Prozent aufnehmen und Sojabohnen- und Fischmehlbestandteile in der Nahrung deutlich reduzieren konnten. Die Wachstumsleistung der Garnelen und die Futterverwertungsparameter lagen innerhalb der erwarteten Normalität für diese Art und nur bei 24 Prozent beobachteten wir in beiden Versuchen eine gewisse Wachstumsminderung im Vergleich zu den Kontrollfuttergruppen.

Jedoch, Die Leistung dieser Behandlung war aufgrund der geringeren Futterkosten kosteneffektiv und würde dem Landwirt bei einer Wachstumszeit von 100 Tagen bis zur Ernte im Vergleich zu einer Formulierung mit hohem Fischmehlanteil eine Gewinnspanne bringen.

Zukünftige Arbeiten zielen darauf ab, die Verwendung des Produkts zu optimieren und seinen Einschlussgrad zu erweitern. Ebenfalls, Es besteht die Notwendigkeit, potenzielle funktionelle Eigenschaften der Darmgesundheit bei Garnelen unter typischen Zuchtbedingungen zu bewerten. Die Untersuchungen umfassen eine Untersuchung der Auswirkungen auf die Krankheitsresistenz auf der Grundlage von Erregertests, Überlebensrate sowie mikrobielles Gleichgewicht im Darm und Untersuchung der histologischen Merkmale von Darm- und Hepato-Pankreas-Indikatoren für den Gesundheitszustand.

Die Aufnahme von NexPro® bietet bereits Kostenvorteile, da der Preis der Diätformulierung mit 20 Prozent Aufnahme, gemessen an der Wachstumsrate und dem wirtschaftlichen FCR, erheblich gesenkt wird.

Dies verspricht dem Landwirt einen höheren Gewinn, während es gleichzeitig die wichtige nachhaltige Agenda erfüllt und zur Reduzierung von marinen und terrestrischen Proteinen beiträgt, indem die entstehende „Proteinlücke“ in der globalen Aquakulturproduktion geschlossen wird.

Über die Autoren

Dieser Artikel wurde freundlicherweise von Professor Simon J. Davies zu dieser Veröffentlichung beigesteuert, Herausgeber des Internationalen Aquafeed-Magazins, Außerplanmäßiger Professor, Nationale Universität von Irland, Galway, Irland &Derek Balk und Melissa Jolly-Breithaupt, Dichter Ernährung, Sioux Falls, VEREINIGTE STAATEN VON AMERIKA.

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