pelo professor Simon J Davies FRSB, Editor, International Aquafeed, REINO UNIDO, Derek Balk e Melissa Jolly-Breithaupt, Especialistas em Nutrição em Biocombustíveis e Ingredientes da FHR, Flint Hill Resources LLC, EUA
Fundo
A busca por proteínas alternativas na aquicultura é cada vez mais importante, principalmente devido à rápida expansão da indústria e à restrição imposta aos ingredientes marinhos, como farinha de peixe e ingredientes vegetais terrestres, como farelo de soja, devido à preocupação quanto à sua sustentabilidade a longo prazo. A criação de espécies de peixes de alto valor exige formulações de rações com alto teor de proteína para atender às rigorosas exigências nutricionais desses peixes. O salmão é de particular importância, considerando a imagem icônica que retratam na piscicultura.
Estima-se que a produção global total de salmão do Atlântico de viveiro (Salmo salar) tenha aumentado cerca de sete por cento em 2019, para cerca de 2,6 milhões de toneladas. Isso marca o terceiro ano consecutivo de forte crescimento da oferta, após um aumento de cerca de cinco por cento em 2018. Os três principais contribuintes para essa expansão foram a Noruega, Chile e Escócia.
Estima-se que a indústria global de salmão vale mais de EU € 13 bilhões (US $ 14,7 bilhões) e é altamente dependente de um grande investimento e infraestrutura de apoio que inclui uma plataforma de fabricação de ração bem estabelecida. A este respeito, é fundamental que examinemos a utilização de novos ingredientes de rações para uma indústria sustentável para atender às demandas dos consumidores e números de produção confiáveis. A gama de opções é grande e uma dessas áreas de interesse ativo é o potencial de subprodutos de proteína aprimorada de grãos secos de destilaria, resultantes das indústrias de bioetanol.
Anteriormente, tem havido muito interesse nas fontes mais tradicionais de grãos secos de destilaria com e sem solúveis como matéria-prima para uma ampla gama de animais de produção, incluindo peixes até certo ponto, dependendo da espécie. DDGS da fermentação de álcool potável (ou seja, destilação de cerveja e uísque) foi utilizado principalmente em rações e a questão do alto teor de fibra limitou seu uso para animais monogástricos, com a maioria dos subprodutos sendo direcionados para ruminantes em frações concentradas da dieta. Algumas aplicações em alimentação aquática para tilápia e carpa (Omar, 2009) provou ser bastante bem-sucedido e foi digerido de forma eficiente por essas espécies de peixes onívoros, em comparação com as restrições dietéticas em peixes carnívoros, como truta e salmão.
A exploração de DDGS e leveduras para dietas de aquicultura passou a ser importante como estratégia de utilização de proteínas alternativas e fontes de alta energia. Relativamente poucos estudos enfocaram a alimentação de dietas contendo DDGS e leveduras com peixes de água doce e camarões (Stone et al., 2005; Schaeffer et al., 2009; Zhou et al., 2010).
Mais recentemente, houve avanços consideráveis no processamento de DDGS como consequência da expansão da indústria de biocombustíveis em muitas partes do mundo, baseado na fermentação controlada de milho e trigo. Este processo leva a uma biomassa significativa de grãos gastos e levedura residual que pode ser desfibrada e seca em um produto moído com alto teor de proteína e excelente teor de aminoácidos essenciais balanceados. Trabalho recente de Goda et al (2019, 2020) mostrou que um DDG rico em proteínas derivado da fermentação do milho para biocombustível com a inclusão de enzimas funcionou bem em dietas para robalo europeu (Dicentrarchus labrax).
Uma dessas empresas líderes é a FHR Biofuels &Ingredients localizada no Kansas, EUA, com seu produto avançado NexPro, que tem benefícios comprovados em formulações de rações para espécies de peixes de viveiro. NexPro tem muitos atributos em termos de seu perfil nutricional sendo de qualidade e disponibilidade de produto consistente com um alto teor de proteína de 50 por cento da levedura combinada (25%) e composto de glúten de milho no co-produto após a remoção do etanol. O material oferece digestibilidade superior da matéria seca, energia e proteína em comparação com produtos DDGS de primeira geração e é uma excelente fonte de EAA's e lisina e metionina geralmente limitantes em outros ingredientes de ração derivados de plantas independentes e é uma alternativa de custo competitivo comprovada para muitas outras proteínas terrestres, bem como farinha de peixe. Adicionalmente, NexPro tem uma vida útil e estabilidade muito boas, devido aos baixos níveis de gordura. Esses atributos foram totalmente testados em condições variadas para peixes e mais trabalho está sendo realizado para estender nossa base de conhecimento.
Nós relatamos testes preliminares conduzidos recentemente para avaliar NexPro em dietas de salmão do Atlântico pós-smolt (estágio de cultivo). O estudo abordou o desempenho de crescimento e utilização de ração em condições controladas. Os efeitos dos níveis de inclusão graduados de produto de levedura (NexPro) no crescimento, eficiência alimentar, utilização de nutrientes, pigmentação da carne, bioquímica do sangue e histologia intestinal foram avaliados.
Protocolo de ensaio de salmão do Atlântico
Cinco dietas de pesquisa foram formuladas conforme mostrado na Tabela 1, ou seja, uma dieta de controle (dieta 0, Tabela 1) sem NexPro foi formulado para atender aos requisitos de nutrientes conhecidos do salmão do Atlântico (NRC, 2011) com quatro dietas adicionais contendo níveis variados de NexPro em 5, 10, 15 e 20 por cento, respectivamente.
Os ingredientes foram misturados e extrudados usando uma co-rotação, extrusora de cozinha de dupla rosca entrelaçada (ZSK-57, Werner e Pfleiderer, Ramsey, NJ, EUA). Os óleos foram adicionados aos extrudados usando um revestidor a vácuo UAS Canada Inc. (Abbotsford, BC, Canadá). A composição aproximada das dietas de teste são apresentadas na Tabela 2, analisados de acordo com protocolos padrão AOAC 2019 e aminoácidos essenciais também foram determinados para cada dieta.
Salmão do Atlântico (cepa St John River; peso corporal inicial 304,0 ± 10,7g) aleatoriamente atribuído a 35 peixes por tanque foram criados em água salgada (25ppt) em um sistema de aquicultura recirculante (RAS) equipado com quinze tanques circulares de 750 litros. A temperatura da água foi mantida a 14,2 ± 0,6 ° C e o oxigênio dissolvido foi mantido a> 90 por cento de saturação. Estas eram as condições ideais para a espécie, permitindo excelente crescimento e utilização de ração.
O salmão era alimentado à mão até a saciedade, três vezes ao dia durante o estudo de 12 semanas. Amostras de sangue e amostras de intestino distal foram obtidas de salmão no término do teste de alimentação. O sangue foi analisado para uma gama de índices hematológicos para avaliar a saúde e indicadores de estresse. As seções do intestino foram fixadas e examinadas histologicamente para quaisquer lesões induzidas pela dieta, como enterite e alterações morfológicas associadas.
Resultados e discussão
Foi demonstrado que NexPro era de alto valor nutricional e um ingrediente alimentar aceitável para salmão do Atlântico e não teve impacto adverso significativo no crescimento, ingestão de ração de salmão, nível de inclusão de até 15 por cento neste estudo (ver Tabela 3).
A lacuna do Coeficiente de Crescimento Térmico (TGC) convergiu entre o salmão alimentado com o Controle e a Dieta D (NexPro-20) durante o período de estudo. O salmão alimentado com dieta C (NexPro-10) teve o maior peso corporal final após 84 dias (ver Figura 1).
A inclusão incremental de NexPro em dietas experimentais de salmão do Atlântico pós-smolt resultou em valores da Razão de Conversão Alimentar (FCR) em conformidade com os esperados para as espécies nas condições experimentais encontradas. A FCR foi excelente abaixo de 1,0 e variou entre 0,93 e 0,98 para todos os respectivos tratamentos. Não houve indicação de mudanças na qualidade do pellet ou na palatabilidade da ração quando apresentada aos peixes.
As respostas de crescimento e consumo de ração não foram significativamente influenciadas pelos teores de lipídios e / ou proteínas da dieta. O desempenho do salmão foi, Portanto, afetado principalmente pelo nível de inclusão de NexPro na formulação da dieta.
Foi interessante descobrir que o nível de inclusão de NexPro não teve efeito significativo na composição aproximada do corpo inteiro e no conteúdo de aminoácidos dos peixes (ver Tabela 4). Proteína de corpo inteiro, lípido, Os resultados de retenção de cinzas e aminoácidos estavam em linha com os dados relatados na literatura (por exemplo, Shearer et al., 1994; NRC, 2011). Esses achados estão de acordo com uma avaliação prévia de DDGS por salmonídeos com truta arco-íris (Oncorhynchus mykiss) conduzida por Overland et al. 2013
Em nosso estudo com salmão, composição de corpo inteiro, utilização de nutrientes, a pigmentação do filé e a histologia intestinal foram comparáveis ao salmão alimentado com uma dieta controle prática. A cor do filé de salmão também não foi afetada pela inclusão de DDG e os peixes mantiveram uma boa expressão de pigmentação com consistência em toda a gama de formulações da dieta. Isso mostrou que a distribuição geral da polpa do carotenóide e a retenção da astaxantina adicionada à ração como pigmento principal não foram mascarados pela inclusão de NexPro.
O exame histológico da morfologia intestinal com foco na saúde intestinal distal mostrou resultados interessantes que confirmam a neutralidade do NexPro quando medidas morfométricas foram aplicadas. Sabemos por experiência que certas categorias de farelo de soja podem promover enterite intestinal distal em peixes salmonídeos, especialmente no salmão, devido a vários fatores antinutricionais presentes na soja, como saponinas e polissacarídeos sem amido e, juntos, esses efeitos podem ser sinérgicos para causar reações inflamatórias localizadas e lesões.
Esses ANFs não estão presentes no High Protein DDG e não têm efeitos deletérios na saúde intestinal do salmão. Estes são mostrados claramente na Figura 2, retratando uma seção transversal distal típica do intestino de peixes alimentados com NexPro e um exemplo de enterite em uma imagem comparativa da região distal do intestino de salmão do Atlântico amostrada no final do ensaio. Adicionalmente, A Tabela 5 fornece dados sobre o respectivo comprimento e largura das dobras da mucosa do salmão sem nenhum efeito adverso registrado de aumento de NexPro na morfometria intestinal geral.
Resumo
a incorporação em uma formulação de dieta padrão de salmão do Atlântico foi capaz de sustentar o crescimento e a eficiência alimentar, contribuindo para a assimilação de proteína e energia na dieta. Não houve indicações de quaisquer efeitos adversos da incorporação nas dietas sobre os índices sanguíneos ou parâmetros metabólicos relacionados com a saúde e o estado de estresse do salmão nas condições experimentais. Esses valores estavam dentro dos intervalos normais para salmão do Atlântico de viveiro, mostrando que a homeostase metabólica e fisiológica não foi comprometida durante o período experimental. Resultados semelhantes para a inclusão bem-sucedida de HPDDG de alta proteína foram relatados para robalo europeu por Goda et al, 2019 e 2020. Jin et al. 2014 também não encontrou nenhum prejuízo e excelente desempenho da dourada juvenil (Pagrus major) quando alimentada com níveis semelhantes de um grão de destilaria à base de arroz, como nesta avaliação de salmão.
É provável que a expansão contínua da indústria de etanol biocombustível proporcione uma produção constante e crescente de DDGS e a melhoria das tecnologias de processamento proporcione oportunidades econômicas interessantes para um nível ideal de inclusão em rações animais. Essas novas proteínas oferecem a próxima geração de produtos para nutrição animal, com a aquicultura no topo da agenda. Este trabalho confirma a viabilidade de incluir até 15 por cento de NexPro nas rações para salmão e atender às expectativas de crescimento e utilização da ração para preencher a crescente "lacuna de proteína".
O trabalho futuro será direcionado para uma maior otimização para diferentes estágios de desenvolvimento e estudos que envolveriam avaliações de painel de sabor para o valor de varejo e aceitação do consumidor. O uso de NexPro provavelmente terá um significado positivo para o bem-estar dos peixes, especialmente em termos de desempenho gastrointestinal e melhor absorção de nutrientes, em comparação com a soja e outros ingredientes vegetais, devido a vários componentes relacionados com a levedura. Um arsenal de ingredientes de alto valor pode dar uma contribuição importante para estratégias de formulação de menor custo para mitigar o uso de farinha de peixe e concentrados de proteína de soja.
Uma estratégia adicional seria determinar se NexPro pode fortalecer o sistema imunológico do salmão, melhorando a interface da mucosa intestinal e conduzir desafios de doenças para testar sua funcionalidade potencial na dieta. Vários patógenos seriam selecionados em função dos possíveis modos de ação do NexPro no nível metabólico e fisiológico no salmão do Atlântico durante estágios cruciais da produção. Seria muito interessante explorar se o produto poderia modular positivamente o microbioma intestinal e influenciar a resposta imune na interface da mucosa intestinal.
tem, Portanto, potencial considerável como ingrediente alimentar de escolha para peixes de viveiro e o salmão do Atlântico respondeu bem como uma espécie carnívora típica. Isso é um bom augúrio para outras espécies de peixes marinhos, como robalo, sargo e linguado. É também um ingrediente mais sustentável quando se considera a economia cíclica e os requisitos para a gestão ambiental dos recursos na expansão da aqüicultura global. Terá vantagens de custo-benefício e valor agregado na dieta de peixes de viveiro.
* Este trabalho foi realizado pela Flint Hill Resources LLC como parte de uma estratégia para desenvolver NexPro e validar o produto para diferentes espécies de peixes e camarões para dietas de aquicultura.
