av Alltech Mineral Management Technical Team, USA
Vattenbruk är en av de snabbast växande livsmedelsproducerande sektorerna i världen. Näring, specifikt spårmineraler, är bara en av flera nyckelaspekter som måste beaktas för att lyckas, lönsam och hållbar gårdsdrift. Spårmineraler absorberas från den marina miljön genom gälar eller kroppsytan, men de uppfyller sällan de totala kraven för odlade vattenlevande arter och måste tillföras i kosten genom tillskott (Katya et al., 2017).
Spåra mineraler, som krävs i milligram eller mikrogram mängder, är väsentliga element som krävs för normala livsprocesser och cellulär metabolism. De utgör komponenter i kroppsvätskor, hormoner och biologiska föreningar som hemoglobin. Av särskild betydelse är koppar (Cu), järn (Fe), mangan (Mn), zink (Zn) och selen (Se), som är associerade med proteiner inom metalloenzymer som ansvarar för katalytisk funktion (Lall, 1989). Att tillsätta rätt mängd spårmineraler bidrar i slutändan till att upprätthålla hälsan, fertilitet, kläckbarhet och immunitet, samt prestandaparametrar, inklusive tillväxttakt, fodereffektivitet och köttkvalitet.
Spårmineralbehov i vattenbruk:Vad behöver utforskas?
Även om en delikat balans av spårmineralnäring krävs för att upprätthålla fysiologiska processer (Lall, 1989), de exakta spårmineralkraven för olika vattenbruksarter undersöks fortfarande och är därför föremål för mycket debatt. överskott av mineralintag, antingen diet eller miljömässigt, kan orsaka toxicitet, medan en brist kan äventyra immuniteten, ökar därför mottagligheten för sjukdomar.
Lall (2003) rekommenderar följande intervall av spårmineraler från kosten i fisk.
Perspektivet från National Research Council (NRC) är att det finns mycket att utforska om kunskapen om spårmineralbehov för odlad fisk och räkor. Deras rekommendationer för dietära spårmineraler i alla djurarter har ännu inte gjort skillnad mellan spårmineralkällor och former. Detta kan påverka graden av inkludering i kosten, såväl som fysiologiska faktorer som mineralbiotillgänglighet och absorption och interaktion med andra foderkomponenter.
Form och nivå påverkar funktion:Foderingredienskällor och mineralinteraktioner
En ökning av efterfrågan på vattenfoder och begränsningar av tillgången på fiskmjöl har lett industrin att antingen minska mängden fiskmjöl i kosten eller utforska andra alternativ, såsom växtmjöl (Domínguez et al., 2020). Detta kan innebära en rad näringsmässiga utmaningar.
Växtmjöl innehåller ofta höga mängder fytinsyra, som är en känd antagonist. Fytinsyra binder starkt till mineraljoner, vilket gör dem otillgängliga för absorption av vattenlevande arter (Prabhu et al., 2016; Domínguez et al., 2020). I dieter som innehåller höga nivåer av växtprotein, mineraltillskott är nödvändigt för att förbättra tillväxt och benutveckling, särskilt hos köttätande laxfisk och havsfiskar.
Spårmineralsammansättning och biotillgänglighet kan också skilja sig markant mellan vattenlevande foderingredienser och helfoder, vilket kan resultera i exceptionellt höga spårmineralnivåer. Överskott av mineraler i kosten kan påverka absorptionen och biotillgängligheten av andra spårmineraler i matsmältningen. Till exempel, överskott av fosfor i kosten kan störa absorptionen av zink (Lall 2003).
Ett sätt som nutritionister motverkar överskott av mineralnivåer och antagonistiska interaktioner är genom att införliva mineralprogram som innehåller organiska mineralkällor, eftersom dessa har visat sig vara mer biotillgängliga och mycket stabila.
Absorption och biotillgänglighet mellan organiska och oorganiska spårmineralformer
Olika källor till spårämnen antar olika molekylära former och ligander, och efterföljande föreningar som bildas i mag-tarmkanalen hos vattenlevande arter kan förhindra mineralabsorption och metabolism (Watanabe et al., 1997). Det är under dessa tillstånd i mag-tarmkanalen som, ofta, oorganiska källor till spårmineral dissocierar, och frigör laddade mineraljoner innan de når absorptionsställen i tunntarmen.
Dessa joner bildar ofta olösliga och svårsmälta föreningar som utsöndras som avfall. Andra bildade föreningar kan konkurrera med dietkomponenter och andra spårmineraler om gynnsamma bindningsställen på proteiner som ansvarar för absorption och metalloenzymsyntes (Chanda et al., 2015).
Det finns ett ökande intresse för användningen av spårmineraler kelaterade till organiska aminosyraligander eller, när det gäller selen, införlivas och berikas i mikroorganismer såsom jäst (Prabhu et al., 2016). Kelater produceras genom reaktion av mineralsalter med en enzymatiskt framställd blandning av aminosyror och peptider, vilket resulterar i en mycket stabil spårmineralkälla.
Den kelaterade strukturen av dessa mineraler, specifikt Cu, Fe, Mn, och Zn, skyddar elementen från att bilda olösliga komplex i matsmältningskanalen, underlättar transport över tarmslemhinnan (Katya et al., 2017).
På grund av höga nivåer av dissociation, en högre nivå av oorganiskt spårmineral krävs för att producera liknande tillväxtnivåer, vävnadsmineralisering och enzymatisk aktivitet jämfört med organiska källor (Katya et al., 2017). Att använda organiska mineralkällor med högre stabilitet och biotillgänglighet i foder kan minska nivån av mineraltillskott utan att kompromissa med dietkraven för arten (Watanabe et al., 1997).
Organiska spårmineraler:Hur mineralform påverkar funktion och produktivitet
Peptidbaserade organiska mineralkelater som Bioplex®[1] och organiskt selen inkorporerat i jäst (Sel-Plex®[2]) har visat högre biotillgänglighet jämfört med deras oorganiska motsvarigheter. Detta garanterar användningen av lägre inkluderingshastigheter via kosten genom minskat slöseri med oassimilerade mineraler. Kompletteras antingen separat eller i kombination med andra foderlösningar, dessa teknologier har visat många immun- och tillväxtfördelar hos en mängd olika vattenlevande arter:
Immunitet, överlevnadsförmåga och tillväxt:Hos Stillahavsräkor, Reyes et al. (2018) fann att Bioplex-tillskott ökade antalet hemocyter, plasmaprotein, fenoloxidasenzymnivåer och vävnadsmineralkoncentration. Positiva trender mot koppar observerades i vävnad, samt förbättrad FCR och medelvikt för räkor.
Havsruda kompletterad med 100 mg/kg Bioplexjärn uppnådde den högsta respiratoriska sprängaktiviteten jämfört med 200 mg/kg oorganiskt järnsulfat under 12 veckor (Rigos et al., 2010).
Försök visade också att dieter inklusive Bioplex-mineraler och Sel-Plex kan upprätthålla normal hälsotillstånd. Atlantlaxsmolt som fick 150 mg/kg Bioplex-zink visade en 33,4 procents minskning av dödligheten jämfört med kontrollgruppen (Gatica, 2004).
Tillväxt och effektivitet:När post-smolt atlantlax föds upp under förhållanden med suboptimalt syre, tillskott av Bioplex zink och Sel-Plex selenberikad jäst förbättrade FCR och tillväxthastighet jämfört med de som kompletterats med oorganiska spårmineraler. I slutet av rättegången, Lax från denna grupp uppvisade också fastare filéer (Kousoulaki et al., 2016).
Hos regnbågsfingerungar som får Bioplex och Sel-Plex vid 66 procent av nivån av den oorganiska spårmineralgruppen, FCR, viktökning, dödlighet och immunitet (via lysozymaktivitet) förbättrades alla (Staykov, 2005).
Röd hybridtilapia som matades med Aquate Defender™, en foderteknologi som innehåller Bioplex och Sel-Plex, visade förbättrad tillväxt och förbättrat foderutnyttjande efter att ha blivit utmanad med S. agalactiae och A. hydrophila-bakterien (Arifin et al., 2019).
Fukada och Kitagima (2019) tillskrev lägre nivåer av Bioplex och Sel-Plex till förbättrad viktökning, FCR och slutvikt hos gulsvansfingerlingar när dietfiskmjöl reducerades. De drog slutsatsen att dessa nivåer kan minska mängden spårmineral som utsöndras i miljön och bidra till en mer hållbar vattenbruksproduktion.
Sammanfattning
Organiska spårmineraler har flera positiva effekter på hälsan och prestationsförmågan hos flera vattenlevande arter, inklusive ökad sjukdomsresistens, tillväxt och förbättrad foderomvandling (FCR). Sådana effekter har betydande fördelar inom vattenbruk, inklusive minskad förekomst av sjukdomar, bättre produktion, ökad filékvalitet och ökad vattenkvalitet från mindre mineralspill.
När Bioplex och Sel-Plex ersätts med oorganiska spårmineraler, det kan ofta göras med lägre inkluderingshastigheter utan att kompromissa med prestanda hos fisk och räkor. Lägre dietära spårmineraler i organisk form kan också minska miljömineralproduktionen, bidrar därför till hållbara vattenbruksproduktionssystem. Därav, Införandet av ett organiskt spårmineralprogram kan ha en betydande roll för att maximera produktion och lönsamhet för fisk och räkor.
