Идеальный белок для продукционного рыбного корма

Соевая или рыбная мука ?
Соевая или рыбная мука ?

Корма, используемые в аквакультуре, характеризуются более высоким содержанием белка, чем корма для птицы, свиней и коров в сельском хозяйстве. Типичный коммерческий корм, разработанный для тилапии или сомов, содержит примерно 32-40% белка в сухом веществе, а корма для форели или лососевых около 44-50%. Корма для большинства сухопутных животных редко обладают 20%-ым содержанием белка, и даже для таких плотоядных животных, как кошки, концентрации составляют не более 38%. Повышенные значения данного показателя для рыбы приемлемы потому, что рыба требует меньше энергии для поддержания нормального функционирования организма, чем теплокровные животные (т.е. птица, свиньи, крупный рогатый скот, лошади и другие сухопутные животные). Кроме того, некоторые виды, например, лосось и форель, извлекают энергию из белков и жиров более эффективно, чем из углеводов.

Затраты на корм обычно основная статья издержек в аквакультуре, составляющая от 30% до 50% переменных эксплуатационных расходов. Как правило, белок является наиболее дорогостоящим компонентом в изготавливаемом питательной смеси. В большинстве кормов для рыб (по всему миру) его ценность зависит от рыбной муки, являющейся более дорогостоящей, чем высококачественные растительные источники белка, например, соевые.

Концепция идеального белка

Идеальный белок можно определить как компонент, обеспечивающий наиболее точный баланс между содержанием аминокислот, необходимых для оптимальной активности и максимальных темпов роста (достижения размеров, убойной массы и состава тела). Разработка корма, основанного на таком идеальном белке, является эффективным способом использования меньшего количества этого компонента для удовлетворения нужд в полном спектре аминокислот. Внесение идеального белка и минимизация необходимых количеств данного вещества в смеси может существенно снизить издержки производства, увеличить продуктивность хозяйств и снизить объемы вылавливаемой рыбы для производства рыбной муки (подробнее об этом).

Обращение к концепции идеального белка в разработке корма, которая уже успешно адаптирована в области птице- и свиноводства, также позволит решить проблему чрезмерного загрязнения воды токсичными азотосодержащими молекулами.


Не смотря на то, что в ряде пресноводных систем азот иногда является важнейшим питательным веществом, где его добавление стимулирует рост растений и водорослей, в сточных водах рыбоводческих хозяйствах он загрязнитель. Значительная его часть образуется из аммиака, выделяемого рыбой. Последний, в свою очередь, как побочный продукт формируется в процессе распада белков и избытка аминокислот, не используемых рыбой для формирования тканей.


В своем рационе рыбы предъявляют требования не к белкам, как таковым, а скорее к специфике аминокислот, их составляющих. При переваривании белков происходит высвобождение и поглощение одиночных аминокислот, либо в составе дипептидов, трипептидов и других цепочечных молекул. Существует около 20 известных аминокислот, используемых в качестве своеобразных строительных блоков для белков во всех живых организмах. Десять из них являются незаменимыми, они обязательно включаются в корма, так как рыба либо не может синтезировать их, либо может, но в недостаточных для ее нужд темпах. Другие аминокислоты относятся к заменимыми, потому что организм рыбы синтезирует их в количествах, достаточных для создания белков. И те, и другие аминокислоты необходимы клеткам организма во время сборки белков.

Если бы корм для рыб содержал белок, состоящий из точного количества аминокислот, необходимых определенным видам рыб, в особенности, для наращивания мышечных тканей, то, теоретически, данный белок являлся бы идеальным. Его использование исключало бы недостаток или избыток аминокислот. Более того, коррекция аминокислотного состава кормов производилась бы таким образом, чтобы не изменить их количественное соотношение. Другими словами, концепция идеального белка построена на принципе потребления аминокислот и их поглощения в определенных пропорциях. На подобном рационе выращиваемая рыба использовала бы лишь небольшое количество аминокислот для получения энергии, тогда как основная часть расходовалась бы на поддержание процессов жизнедеятельности, синтеза новых белков, что определяет максимальную скорость роста.

Озвученная концепция требует удовлетворения потребностей рыбы не столько в абсолютном, сколько в усвояемом количестве необходимых аминокислот. Ведь рыба, как и любое другое животное, не способна на 100% эффективно использовать то, что она потребляет.

Базовая аминокислота лизин

При рассмотрении концепции идеального белка, каждая из аминокислот в корме выражается через потребность в лизине (Таблица 1). Лизин является одной из десяти незаменимых аминокислот. При его использовании в качестве базовой аминокислоты, целевая концентрация каждой из девяти оставшихся необходимых аминокислот выражается в процентном соотношении к лизину (принятому за 100%) (Таблица 1). Например, в Таблице 1 необходимое содержание лизина составляет 1.43% корма, содержащего 3,000 калорий усваиваемой энергии на килограмм. При этом потребность в аргинине составляет 84% потребности в лизине или 1.20% корма. Таким образом, становится очевидно, что после определения необходимых количеств лизина для конкретного вида рыбы, корм для него разрабатывается легко.

АминокислотаНезаменимые аминокислоты (% от концентрации лизина)% аминокислот в корме (энергия рассчитана как 3000 ккал усвояемой энергии/кг корма)
Лизин1001,43
Фенилаланин+Тирозин1981,40
Аргинин851,20
Лейцин680,98
Валин590,84
Изолейцин510,73
Метионин+Цистеин2450,64
Треонин390,56
Гистидин290,42
Триптофан100,14
1. В клеточном метаболизме фенилаланин используется для синтеза тирозина;
2. В клеточном метаболизме метионин используется для синтеза цистеина

Таблица 1. Идеальный аминокислотный профиль и процентное соотношение аминокислот, рассчитанные для рациона питания канального сома.

Существует несколько причин для выбора лизина в качестве исходной аминокислоты. Во-первых, он имеют лишь одну главную функцию в организме животного, заключающуюся в отложении белков в тканях. Остальные метаболические процессы не влияют на потребность в нем. Во-вторых, в зависимости от вида рыбы и типа ингредиентов, лизин является наиболее лимитирующей аминокислотой, поэтому о потребностях в лизине известно больше, чем о других аминокислотах. В-третьих, анализ его содержания в кормах, как правило, осуществляете без каких-либо трудностей.

При использовании идеального белка в кормах скармливание избыточных количеств белка недопустимо

Корма, имеющие избыток белка, обычно получаются по двум причинам:

1. Белок не очень успешно усваивается, поэтому его нужно добавлять больше для удовлетворения потребностей в аминокислотах,

2. Неизвестна потребность в конкретных незаменимых аминокислотах. Избыток обеспечивает довольно большой резерв веществ, вследствие чего мала вероятность, что какой-либо незаменимой аминокислоты будет недостаточно.

Очевидно, данный подход экономически невыгоден.

Ситуация осложняется ещё и тем, что при питании насыщенным белковым рационом рыба начинает выделять в воду больше аммиака, который оказывает негативное влияние на окружающую среду и здоровье культивируемого вида.

Корм должен разрабатываться, основываясь на концепции идеального белка и, соответственно, на адекватных количествах усваиваемых аминокислот в смеси. Ввиду того, что каждый вид обладает индивидуальным составом белков в организме, построенных из уникальной комбинации аминокислот, идеальным является разработка корма с низким содержанием белков, что минимизирует выделение азота и, в то же время, удовлетворит все потребности в незаменимых аминокислотах. Сегодня в производстве птицы и свиней эта практика широко распространена, так как, активно  используемые данными животными, синтетические аминокислоты, например, метионин, лизин, треонин, находятся в свободной продаже.

Заключение

Аквакультура является динамично развивающейся индустрией, продолжающей предоставлять потребителям высококачественный белок по разумным ценам. Влияние, которое оказывает любая аквакультурная система на окружающую среду, сегодня является важнейшей темой при обсуждении экологических проблем. Сейчас необходимы лучшее понимание потребностей в питательных веществах культивируемых видов рыб и постоянный поиск доступного, легко усваиваемого белка для замены дорогостоящей рыбной муки. Такой подход в сочетании с применением концепции идеального белка в разработке рыбных кормов может значительно снизить уровни азотного загрязнения, являющего результатом деятельности рыбных хозяйств, и увеличить прибыльность.

——

по материалам Richard D. Miles and Frank A. Chapman. The Concept of Ideal Protein in Formulation of Aquaculture Feeds

edis.ifas.ufl.edu/fa144

Реакция постоянных читателей:

Заметил ошибку, тык*:

 Orphus

Комментарии Вконтакте:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *