av Cláudia Figueiredo-Silva, Zinpro, USA

Zink (Zn) identifierades som ett väsentligt mänskligt mikronäringsämne 1961. Symtom på Zn-brist inkluderar tillväxthämning, immuninsufficiens, kronisk inflammation, hudavvikelser, försämring av sårläkning, ihållande diarré, aptitlöshet och störningar i hjärnan, bland andra, hos både människor och djur. Dessutom, Zn är en strukturell beståndsdel av ~750 Zn-fingertranskriptionsfaktorer som möjliggör gentranskription och är en katalytisk komponent av cirka 2, 000 enzymer, som omfattar alla sex klasserna (hydrolas, transferas, oxidoreduktas, ligas, lyas, och isomeras). Därav, Zn är viktigt för cellulära processer, inklusive tillväxt och utveckling, såväl som DNA-syntes och RNA-transkription.

Även om information om Zn-funktioner i vattenlevande arter är begränsad, de grundläggande metaboliska funktionerna hos spårmineraler (TM) och särskilt Zn är kända för att vara likartade över arter (NRC, 2011). Zn är känt för att utöva positiva effekter utöver tillväxtprestanda, såsom utveckling av ben och nervsystem, förbättringar i reproduktion, minskning av oxidativ stress och ökad motståndskraft mot sjukdomar hos fisk och räkor.

En vanlig orsak till Zn-brist är undernäring. Sjukdom och/eller infektion och dieter med hög fytathalt minskar biotillgängligheten av Zn genom att hämma upptaget. Ersättningen av fiskmjöl (FM) i vattenbruksdieter kan avsevärt minska Zn-halten samtidigt som nivåerna av antinäringsfaktorer ökar, t.ex. fytinsyra. Fytinsyra kan binda TM och göra dem mindre tillgängliga för absorption, med direkta effekter på prestanda. Som tillskott, mineralaminosyrakomplex (AA) har en absorptionsfördel jämfört med oorganiska mineraler, eftersom de är minimalt antagoniserade av kostkomponenter som fytinsyra och använder AA-transportörer istället för vanliga metalljontransportörer (Gao et al. 2014; Sauer et al. 2017).

Paripatananont och Lovell (1995) var de första som visade att Zn-metioninkomplexet var tre till fem gånger mer biotillgängligt än oorganiskt Zn (ZnSO4) för att möta tillväxtkraven för kanalmalar som matades med renad och praktisk diet innehållande fytinsyra, respektive. Davis et al. (1993) rapporterade att L. vanammei krävde 33 ppm Zn för att bibehålla normal tillväxt och maximera Zn-koncentrationer i hepatopankreas. I samma studie, tillskott med 200 ppm Zn (oorganisk källa) krävdes för att övervinna försvagad Zn-biotillgänglighet orsakad av fytater och återställa Zn-nivåerna i hepatopankreas till det som observerades i halvrenade dieter utan fytater.

Nedan, är två nyare studier som visar hur justering av Zn-nivå och -källa i praktiska L. vannamei-dieter kan påverka tillväxten, hälsa och kvalitet.

Studie I, utförd av Yuan et al. (2020),

Jämför tillväxtprestanda, immunstatus och köttkvalitetssvar på partiell eller fullständig ersättning av oorganiskt Zn med Zn-AA-komplex (ZnAA vid 0,5x hastighet).

Studie II, utförd av Jintasataporn et al. (2015)

Jämför tillväxtprestanda, immunstatus och köttkvalitetssvar på partiell eller fullständig ersättning av oorganiska mineralkällor av Zn, Mn, Cu, Fe och Se med mineral-AA-komplex, (ZPM, Zinpro Performance Minerals med 0,5x hastighet).

Fördelar med att justera Zn-nivå och källa på tillväxtprestanda

Zn-tillskott i praktisk räkdieter har positivt och signifikant påverkat tillväxt och foderomvandlingskvot (FCR), trots hög FM-inkluderingsnivå. Viktigt, tillskott med ett ZnAA-komplex vid 0,5x hastighet (60 ppm Zn som ZnAA) jämfört med en oorganisk källa vid full hastighet (120 ppm som zinksulfat) bibehöll räkors tillväxt och FCR, visar att ZnAA-komplex är en mer effektiv Zn-källa. Den mest effektiva (lägsta) FCR sågs när man kombinerade 60 ppm Zn som ZnSO4 + 60 ppm Zn som ZnAA. Detta tydde på att högre Zn-tillskottsnivåer kan krävas för att maximera räkors prestanda och FCR.

Ersättning av oorganiska mineralförblandningar (sulfater) med mineral-AA-komplex med en halv hastighet av oorganiska (ZPM vid 0,5x) resulterade i en numeriskt högre slutlig kroppsvikt och 8,3 procent reducerad FCR. Avkastning på investeringen (ROI), mätt som extra inkomst över foderkostnad, var 16 procent mer för räkor som matades med ZPM med 0,5x hastighet jämfört med oorganiska mineraler.

Fördelar med att justera Zn-nivå och källa på hälsostatus

Zn-tillskott i praktisk räkdieter förbättrade avsevärt antioxidantkapaciteten och immunrelaterade enzymer, vilket indikeras av ökad Cu-Zn SOD, AKP, AVS- och LZM-verksamhet. Aktiviteten av hemolymffenoloxidas, en avgörande komponent i räkors immunsystem, ökade signifikant när ZnSO4 delvis eller helt ersattes med ett ZnAA-komplex. Dessutom, hepatopancreas antioxidantkapacitet och immunrelaterad enzymaktivitet var högre i räkor som fick en kombination av ZnSO4 och ZnAA-komplex eller ZnAA-komplex med 0,5x hastighet (60 ppm Zn som ZnAA) av oorganiskt (120 ppm).

Partiell eller fullständig ersättning av en oorganisk mineralförblandning med mineral-AA-komplexförblandning (ZPM Zn, Mn, Cu, Fe och Se) förbättrad immunstatus för räkor, vilket indikeras av det ökade antalet hemocyter och fenoloxidasaktivitet. Viktigt, den kumulativa dödligheten för räkor som utsatts för Vibrio harveyi minskade avsevärt när den oorganiska mineralförblandningen delvis eller fullständigt ersattes med mineral-AA-komplex.

Fördelar med att justera Zn-nivå och källa på produktkvalitet

Rollen Zn spelar i räkor går utöver tillväxtprestanda och immunstatus. Zn-nivå och källa hade en betydande effekt på räkors kvalitet, nämligen dropp- och tinförlust.

Tillskott av ZnAA-komplexet i kombination med ZnSO4 eller med halv hastighet av oorganiskt, avsevärt minskad droppförlust i muskler och upptining av hela räkor. Tillskott med 120 ppm Zn från ZnSO4 påverkade inte hela räkor eller förlust av muskeldropp. Dessutom, delvis (med 0,5x hastighet) eller fullständig ersättning av oorganisk mineralförblandning med en mineral-AA-komplex förblandning minskade också droppförlusten av skalade räkor fyra dagar efter kylning. Således, ZnAA-komplextillskott visade sig vara överlägset oorganiskt zinktillskott för förbättrad produktkvalitet.

Implikationer

Tillskott av 60 ppm Zn som Zn-AA-komplex i enbart räkdieter eller i kombination med andra mineral-AA-komplex visade sig vara ett effektivt tillvägagångssätt för att främja räkors tillväxt, antioxidant kapacitet, immunsvar och produktkvalitet.

Den höga biotillgängligheten av mineral-AA-komplex kan bidra till en mer kostnadseffektiv produktion av räkor samtidigt som näringsutsöndringen i miljön minskar, gör det till ett mer hållbart val. Potentiella ytterligare fördelar med Zn-tillskott vid nivåer högre än 60 ppm (Zn) i räkor som utfodras med låg eller FM-fri diet och odlas på fältet och därmed under mer utmanande förhållanden är förutsägbara och bör undersökas.

Referenser

Davis, D.A., A.L. Lawrence, och D.M. Gatlin III. 1993. Utvärdering av zinkbehovet i kosten för Penaeus vannamei och effekterna av fytinsyra på zink och fosfors biotillgänglighet. J. World Aquacult. Soc. 24:40–47.

Gao, S., T. Yin, B. Xu, Y. Ma, och M. Hu. 2014. Aminosyra underlättar absorptionen av koppar i cellodlingsmodellen Caco-2. Life Sci. 109:50–56.

Jintasataporn, O., T. Ward, S. Chumkam, och O. Jintasataporn. 2015. Effekten av mineral-aminosyrakomplex (Zn, Mn, Cu, Fe och Se) i Diets to Growth Performance, Immunstatus och köttkvalitet för vita räkor, Litopenaeus vannamei. Aquac. Indones. 16:33-37.

Paripatananont, T. och R. T. Lovell. 1995. Kelaterat zink minskar zinkbehovet hos kanalmalar, Ictalurus punctatus. Vattenbruk, 133:73-82.

Sauer, A.K., S. Pfaender, S. Hagmeyer, L. Tarana, A.K. Mattes, F. Briel, S. Küry, T. M. Boeckers, och A. M. Grabrucker. 2017. Karakterisering av zinkaminosyrakomplex för zinkleverans in vitro med hjälp av Caco-2-celler och enterocyter från hiPSC. Biometaller, 30(5):643-661.

Yuan, Y., J. Luo, T. Zhu, M. Jin, L. Jiao, P. Sun, T.L. Ward, F. Ji, G. Xu, Q. Zhou. 2020. Förändring av tillväxtresultat, köttkvalitet, antioxidant och immunkapacitet hos juvenil (Litopenaeus vannamei) som svar på olika kostdosformer av zink:jämförande fördelar med zinkaminosyrakomplex. Vattenbruk 522:735120