A tenyésztett víziállatok éves globális termelése az elmúlt 50 évben drámaian megnőtt, jelenleg eléri a 80 millió tonnát, ami megegyezik a halászatból származó fogással. Ezt a jelenlegi trendet feltételezve a következő 30 évre vonatkozó előrejelzések a termelés hasonló növekedését jelzik, amely a vízi élelmiszerek iránti jelenlegi kereslet kétszeresét igényelné. Csak Spanyolországban 129 tonna akvakultúra-takarmányt használtak fel 2017 folyamán, 6,8% -kal többet, mint 2016-ban (APROMAR, 2018).
Az emésztési folyamat hatékonysága miatt a tápanyagok megfelelő felhasználása kulcsfontosságú tényező, amely meghatározza az akvakultúra-ágazat kereskedelmi és környezeti költség-haszon egyensúlyát. Vagyis míg az elnyelt tápanyagokat a növekedéshez (nyereséghez) használják, a fel nem használt vegyületek hulladékként választódnak ki (költség).
A takarmányipari vállalatok olyan étrendeket próbálnak megfogalmazni, amelyek megfelelnek a tenyésztett halfajok táplálkozási igényeinek. A tápanyagok emésztése és felszívódása miatti hidrolízis hatékonysága azonban az emésztőrendszerrel kapcsolatos számos olyan tényezőtől is függ, amelyeket alig vizsgáltak, mint például a belső pH, az emésztőenzimek mennyisége és funkcionalitása, valamint az emésztésre rendelkezésre álló idő élelmiszer (élelmiszer-átviteli sebesség).
Ebben az összefüggésben az emésztőrendszer bioreaktorral történő szimulációja (in vitro tesztek) segít megérteni e tényezők különálló vagy interaktív hatását. A dolgok további bonyolítása érdekében az etetési és emésztési folyamatokat egy olyan vezérlőrendszer vezérli, amely napi ritmusokat generál, hogy segítsen a szervezetnek megbirkózni a környezetében kiszámítható eseményekkel, például az élelmiszerek rendelkezésre állásával.
A világos/sötét és az előtolás/gyors ciklusok a legerősebb szinkronizálók ebben a rendszerben. Azonban még mindig nagyon kevés az ismeret ezen a területen, és az akvakultúrában végzett számos műveletet, például az etetési protokollokat empirikus módon oldják meg az ágazat vállalatai, ezeket nem szinkronizálva a különböző fajok belső bioritmusaival.
Kutatócsoportunk az Andalúziai Tengerészeti Tudományok Intézetében (ICMAN-CSIC), az Almería Egyetemmel, a Bergeni Egyetemmel (Norvégia) és a Sparos Lda (Portugália) céggel együttműködve, a projektek keretében Az EFISHDIGEST (MINECO, AGL2014-52888-R) és a WISEFEED (az Európai Unió Horizont 2020 programja, a Marie Skłodowska-Curie 691150. sz. Támogatás) megvizsgálta a valódi emésztőrendszert annak érdekében, hogy növelje annak hatékonyságát két fontos halfaj hizlalásában. Mediterrán akvakultúra, tengeri keszeg (Sparus aurata) és szenegáli nyelvhal (Solea senegalensis).
Ebből a célból egy sor in vivo kísérletet hajtottak végre annak tanulmányozására, hogy a különböző etetési protokollok milyen hatást gyakorolnak az emésztőrendszer működésével kapcsolatos különféle emésztőrendszeri paraméterek napi mintázatára. Más szavakkal, az egyes fajok esetében a halakat különböző csoportokba osztották, amelyek azonos mennyiségű és típusú táplálékkal etettek, de eltérő etetési idővel (idővel és gyakorisággal).
Eredményeink azt mutatták, hogy a nyelvhal és a tengeri keszeg legmegfelelőbb napi etetési protokollja kizárólag az éjszakai etetés, illetve a gyakori nappali adagolás. Ezek a protokollok valószínűleg nagyobb növekedést és kevesebb hulladéktermelést eredményeznek. Másrészt a napi egyetlen reggeli étkezés a két vizsgált faj egyikének sem volt megfelelő, különösen a nyelvhal esetében.
Az ezen in vivo kísérletekből származó adatok felhasználásával bioreaktorokban in vitro teszteket hajtottak végre az említett paraméterek további értékeléséhez. A bioreaktor kétkamrás eszköz, amelyet féligáteresztő membrán választ el (amely a bél hámjához hasonlít), amelynek felső része emésztőenzimek keverékét és szubsztrátumot tartalmaz (amely a bevitt táplálékra hasonlít). A hidrolízissel felszabaduló kis molekulák (aminosavak és/vagy redukáló cukrok) áthaladnak a membránon és számszerűsítve vannak.
Ezeket az adatokat matematikai modellek létrehozására használták fel, amelyek megjósolhatták a halak reakcióit különböző körülmények között. Az in vitro kísérletek eredményeink nagymértékben összehasonlíthatók voltak a halak fiziológiai válaszaival, megerősítve e módszertan hasznosságát az ilyen típusú vizsgálatokban. Ezenkívül ezek a modellek hasznosak lehetnek a takarmánygyártók és a haltenyésztők számára olyan etetési/tenyésztési stratégiák kidolgozásában, amelyek megfelelnek e fajok fiziológiai követelményeinek.
Ezeket az eredményeket publikálták (Gilannejad et al., 2017 és 2018), vagy jelenleg előkészítés alatt állnak, amellett, hogy egy doktori disszertációban bemutatták őket (Gilannejad, 2018).
Bibliográfia
MÉLTÁNYOL. 2018. Tengeri növénytermesztők üzleti szövetsége. Éves jelentés 2018. Akvakultúra Spanyolországban 2018. Elérhető: http://www.apromar.es/sites/default/files/2018/APROMAR_Informe_ACUICULTURA_2018.pdf.
Gilannejad, N., Martínez-Rodríguez, G., Yúfera, M., Moyano, F.J., 2017. A különböző tényezők hatásának becslése a szenegáli nyelvhal (Solea senegalensis) által a fehérje emésztési biológiai hozzáférhetőségére; a válaszfelületi módszertan és az in vitro vizsgálatok kombinációja. Akvakultúra 477, 28–34. doi: 10.1016/j. akvakultúra.2017.04.037
Gilannejad, N., Martínez-Rodríguez, G., Yúfera, M., Moyano, F. J., 2018. A tápanyagok emésztési hidrolízisének modellezése a halakban faktoriális tervek és kívánatos funkció segítségével. PLoS One 13 (11), e0206556. doi: 10.1371/journal.pone.0206556
Gilannejad, N., 2018. A tenyésztett tengeri halak emésztési folyamatának hatékonyságában résztvevő mechanizmusok. Doktori tézis. Cadiz Egyetem. Spanyolország. 207 pp.
A tenyésztett víziállatok éves globális termelése az elmúlt 50 évben drámaian megnőtt, jelenleg eléri a 80 millió tonnát, ami megegyezik a halászatból származó fogással. Ezt a jelenlegi trendet feltételezve a következő 30 évre vonatkozó előrejelzések a termelés hasonló növekedését jelzik, amely a vízi élelmiszerek iránti jelenlegi kereslet kétszeresét igényelné. Csak Spanyolországban 129 tonna akvakultúra-takarmányt használtak fel 2017 folyamán, 6,8% -kal többet, mint 2016-ban (APROMAR, 2018).
Az emésztési folyamat hatékonysága miatt a tápanyagok megfelelő felhasználása kulcsfontosságú tényező, amely meghatározza az akvakultúra-ágazat kereskedelmi és környezeti költség-haszon egyensúlyát. Vagyis míg a felszívódó tápanyagokat a növekedéshez (nyereséghez) használják, a fel nem használt vegyületek hulladékként választódnak ki (költség).