RESULTS OF STARTER DIET DEVELOPMENT FOR STURGEON LARVAE BY USE OF SPART PROTEIN HYDROLYSATE AND PROBIOTIC "BIFITRILAK"
Authors:
1.
Behbahan Khatam Alanbia University of Technology
2.
Astrakhan State Technical University
(Doctor of Technical Sciences, Professor; Professor of the Department of Technology of Products and Merchandising)
Russian Federation
Russian Federation
3.
National University of Bioresources and Nature Management of Ukraine
4.
Astrakhan State Technical University
Type:
Article
Pages:
from 172
to 177
Status:
Published
Received:
05.06.2013
Accepted:
25.06.2013
Published:
25.06.2013
Subject area:
UDK [664.959.2:547.291]:[639.371.2.043.2]
GRNTI 34.39 Физиология человека и животных
GRNTI 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
GRNTI 69.31 Промышленное рыболовство
GRNTI 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
GRNTI 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
BBK [36.948-1:24.235]:[47.285-45:47.294]
GRNTI 34.39 Физиология человека и животных
GRNTI 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
GRNTI 69.31 Промышленное рыболовство
GRNTI 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
GRNTI 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
BBK [36.948-1:24.235]:[47.285-45:47.294]
Language:
Russian
Keywords:
probiotic, hydrolysate, starter diet
Abstract (English):
The purpose of these studies is to develop and biologically test a sturgeon larvae starter diet which includes fish disrupted protein component and probiotic “Bifitrilak” (Bifidobacterium spp. and Lactobacillus spp.). Six pilot batches of larvae feed are produced. Larvae of Russian sturgeon ( Acipenser güldenstädtii ) have been grown for 24 days until they reached the young fish sdevlopment stage. While using the probiotic “Bifitrilak” in the structure of sturgeon larvae starter diet with or without adding sprat hydrolysate, there has not been fixed its strong positive effect on the larvae mass growth during the process of transition to active feeding. Besides, there has been observed the increase of fish survival rate while using the probiotic without hydrolysate additive. In the following experiments it is recommended to use the technology of micro-encapsulation for water-soluble hydrolysate.
The purpose of these studies is to develop and biologically test a sturgeon larvae starter diet which includes fish disrupted protein component and probiotic “Bifitrilak” (Bifidobacterium spp. and Lactobacillus spp.). Six pilot batches of larvae feed are produced. Larvae of Russian sturgeon ( Acipenser güldenstädtii ) have been grown for 24 days until they reached the young fish sdevlopment stage. While using the probiotic “Bifitrilak” in the structure of sturgeon larvae starter diet with or without adding sprat hydrolysate, there has not been fixed its strong positive effect on the larvae mass growth during the process of transition to active feeding. Besides, there has been observed the increase of fish survival rate while using the probiotic without hydrolysate additive. In the following experiments it is recommended to use the technology of micro-encapsulation for water-soluble hydrolysate.
Keywords:
probiotic, hydrolysate, starter diet
probiotic, hydrolysate, starter diet
Введение В условиях катастрофического снижения численности естественных популяций осетровых рыб товарное осетроводство является единственным способом производства этой деликатесной продукции. В настоящее время разработаны и эффективно реализуются различные интенсивные технологии товарного выращивания осетровых рыб, которые предусматривают получение продукции только за счет использования искусственных комбикормов [1]. За рубежом, в ряде европейских государств, а в последние годы и в России, для кормления молоди осетровых рыб используют комбикорма, производимые в Дании, Норвегии, Польше и других странах. Однако их состав близок к составу лососевых комбикормов [2]. Кроме того, в них отсутствуют необходимые для личинок деструктурированные белковые соединения [3]. Одним из важных технологических этапов искусственного выращивания осетровых рыб является подращивание личинок до момента перехода на активное питание – именно в этот период отмечают их высокую смертность – до 50 %, обусловленную тем, что активность щелочных и кислых протеиназ кишечника у личинок недостаточно высокая [4]. Именно поэтому считается необходимым вводить в состав личиночного комбикорма значительное количество низкомолекулярных белковых веществ, способных перевариваться и усваиваться в процессе мембранного и внутриклеточного пищеварения [5]. Кроме того, ещё одним перспективным направлением улучшения эффективности стартовых комбикормов является использование пробиотических препаратов. Их применение способствует восстановлению и поддержанию нормального физиологического состояния желудочно-кишечного тракта рыб, повышению иммунитета организма на основе симбиотических отношений бактерий определенных штаммов и хозяина. Целью исследований явилась разработка и биологическая апробация стартового комбикорма для личинок осетровых рыб рецепта ОСТ-7, в состав которого входят деструктурированный белковый компонент из рыбного сырья (гидролизат) и пробиотик «Бифитрилак». Материалы и методы исследований Исследования выполнялись в Астраханском государственном техническом университете на базе кафедр «Товароведение, технология и экспертиза товаров» и «Аквакультура и водные биоресурсы». В качестве объекта исследований использовали личинок русского осетра (Acipenser güldenstädtii) в возрасте 3-х суток. Для изготовления нового белкового компонента в качестве рыбного сырья использовали неразделанную каспийскую кильку. Консервантом служила муравьиная кислота. Гидролизаты получали с помощью разработанного способа комбинированного гидролиза при следующих условиях: температура – 55 °С, продолжительность гидролиза – 72 часа, массовая доля муравьиной кислоты – 3 %, добавление кислоты – после суток гидролиза, гидромодуль – 1 : 3, измельчение рыбы – в мясорубке с диаметром решётки 4,5 мм, температура смеси гидролизата при фильтровании –25–30 °С. Жир отделяли путем центрифугирования горячего гидролизата на центрифуге при частоте вращения 3 000 об/мин в течение 20 минут. Внешний вид, запах и цвет гидролизата определяли органолептически. Шесть опытных партий личиночного комбикорма изготавливали в лабораторных условиях методом влажного прессования (табл. 1) с последующей сушкой и дроблением гранул до крупки [6]. Массовую долю пробиотика «Бифитрилак» (бифидумбактерии (Bifidobacterium spp.), лактобактерии (Lactobacillus spp.) и адсорбента (не менее 0,5·109 КОЕ, не менее 1,5·109 КОЕ, до 1 г соответственно)) в состав опытных вариантов стартового личиночного комбикорма ОСТ-7 вносили по результатам анализа научной литературы (табл. 1). Таблица 1 Состав опытных вариантов личиночного комбикорма ОСТ-7 КомбикормКоличество комбикорма, %Количество гиролизата, %Количество пробиотика, мг/1 кг корма Г.0 без пробиотика с пробиотиком10000 1000100 Г.15без пробиотика с пробиотиком85150 8515100 Г.30без пробиотика с пробиотиком70300 7030100 Бактериологические анализы гидролизата, химический состав личиночного комбикорма ОСТ-7 и гидролизата из каспийской кильки выполняли по общепринятым стандартным методикам [7]. Исследование состава белковых фракций в гидролизуемом сырье, определение высокомолекулярного белка, пептидов и аминокислот выполняли методом гель-проникающей хроматографии на колонке объемом 62 см3, заполненной Sephadex G-15, 25, 50, 75, 100, 150, 250 [8]. Выращивание личинок осетровых рыб в лабораторных условиях проводили в пластиковых проточных прямоугольных бассейнах (10 личинок в каждом литре). Взвешивание и измерение рыбы проводили согласно рекомендациям С. В. Пономарёва и др. [6]. Начальная средняя масса выращиваемых личинок русского осетра (количество – 37 шт.) составляла 21,35 ± 1,33 мг, начальная средняя длина – 13,27 ± 0,79 мм. Личинок выращивали в течение 24 суток – до достижения малькового периода развития. Для оценки интенсивности роста использовали показатели абсолютного и среднесуточного прироста, кроме того, определяли выживаемость и коэффициент упитанности по Фультону [6]. Результаты исследований и их обсуждение При оценке результатов анализа химического состава личиночного стартового комбикорма ОСТ-7 и килечного гидролизата было установлено, что они практически не отличаются по содержанию жира. Белка в гидролизате содержалось на 8 % больше, чем в комбикорме, кроме того, килечный гидролизат содержал на 7 % меньше золы и на 6,5 % больше воды (табл. 2). Однако, если белковые вещества самого комбикорма (определяемые как массовая доля общего азота, умноженная на коэффициент 6,25) состоят в основном (на 65 %) из нерастворимого белка и растворимого белка с молекулярной массой 300 тыс. Да, то белковые вещества гидролизата на 90 % состоят из веществ с молекулярной массой до 1 250 Да и только 10 % этих соединений содержат пептиды и белки с молекулярной массой более 1 300 Да. Таблица 2 Химический состав комбикорма и килечного гидролизата СоставКоммерческий комбикорм, %Гиролизат, % Простые белки6471,9 Жир910 Углеводы7,30,0 Клетчатка0,50,0 Зола12,75,1 Вода6,513 Результаты бактериологического анализа показали, что патогенная микрофлора в образцах гидролизата и коммерческого комбикорма отсутствовала. Количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) было не более 3∙10 5 КОЕ/г. В результате испытания опытных вариантов стартового комбикорма ОСТ-7 в течение 24 суток и анализа экспериментальных данных установлено, что лучший результат по выживаемости личинок русского осетра (47 %) был получен при введении пробиотика в состав комбикорма без гидролизата (рис. 1). Выживаемость личинок при их кормлении комбикормом без гидролизата и без добавления пробиотика была равна 41 %. В варианте с добавлением 15 % гидролизата выживаемость значительно не изменялась, но с введением 30 % гидролизата снижалась значительно – до 14 %. Таким образом, в этих экспериментах, с использованием данного вида белкового гидролизата, было показано, что начиная с массовой доли гидролизата в кормосмеси комбикорма ОСТ-7, составляющей 15 %, дальнейшее увеличение его количества приводит к увеличению смертности личинок. Рис. 1. Выживаемость ранних мальков в конце опыта, % Сравнительный анализ графиков прироста массы тела и коэффициента упитанности в процессе эксперимента (рис. 2–4) показывает, что данный белковый гидролизат в составе стартового комбикорма приводит к значительному уменьшению роста рыб и пробиотик не вызывает увеличения массы и длины личинок русского осетра. В [5] было показано, что без добавления белкового гидролизата в состав комбикорма для личинок рыб пробиотик не оказывает выраженного положительного влияния на их рыбоводно-биологические показатели. Вероятно, можно предположить, что в результате воздействия воды в опытных бассейнах гидролизат быстро растворялся и терялся в связи с малым размером частиц крупки комбикорма (100–200 мкр), кроме того, на 90 % гидролизат состоял в основном из свободных аминокислот и олигопептидов. Этот факт был проверен на модельных экспериментах, основанных на определении сухих веществ в гранулированных кормах, содержащих 15 и 30 % исследуемого гидролизата до и после нахождения корма в воде. Потери сухих веществ составляли 4–5 % при нахождении корма в воде в течение 20 минут. Примерно через 40 минут плавающие гранулы намокали и разрушались. Рис. 2. Коэффициент упитанности ранних мальков по Фультону в конце опыта Рис. 3. Абсолютный прирост ранних мальков в конце опыта, мг Рис. 4. Среднесуточный прирост ранних мальков в конце опыта, мг Проблему выщелачивания питательных веществ, как одну из основных проблем, возникающих при разработке стартовых кормов при выращивании креветок, отмечали и американские исследователи [9]. Водорастворимые белковые вещества, наличие которых является незаменимым условием для выживания и роста личинок, легко утрачиваются при погружении в воду. Было испытано много разработанных кормов, но положительные результаты были отмечены только при использовании в их составе вяжущего составляющего. Тип связующего вещества может повлиять на привлекательность, а также вкусовые качества и усвояемость стартовых кормов [10–12]. Корм, содержащий слишком много связующего вещества, усваивается хуже. Однако корм, содержащий слишком мало вяжущего компонента, нестабилен и легко разрушается в воде, что приводит к ухудшению качества воды и потере ценных пищевых питательных веществ. Данная проблема решается путем микрокапсулирования гидролизата, входящего в состав корма, что оказалась эффективным способом сохранить растворимые в воде питательные вещества в корме [13]. Заключение Таким образом, при использовании пробиотика «Бифитрилак» в составе стартового личиночного комбикорма ОСТ-7 для осетровых, как с добавлением, так и без добавления гидролизата из кильки, не отмечено его выраженное положительное влияние на увеличение массы личинок рыб в процессе перехода на активное питание. Вместе с тем отмечено повышение выживаемости рыб в варианте с пробиотиком без добавления гидролизата. В дальнейших экспериментах рекомендуется использовать технологию микрокапсулирования водорастворимого гидролизата. Это позволит сохранить белковые соединения малой молекулярной массы в составе мелкой крупки личиночного комбикорма и будет способствовать повышению его биологической активности.
1. Kazarnikova A. V. Osnovnye zabolevaniya osetrovyh ryb v akvakul'ture / A. V. Kazarnikova, E. V. Shestakovskaya. M.: VNIRO, 2005. 104 s.
2. Ponomarev S. V. Biologicheskie osnovy razvedeniya osetrovyh i lososevyh ryb na intensivnoy osnove / S. V. Ponomarev, E. N. Ponomareva. Astrahan': Izd-vo AGTU, 2003. 256 s.
3. Matishov G. G. Innovacionnye tehnologii industrial'noy akvakul'tury v osetrovodstve / G. G. Matishov, S. V. Ponomarev, E. N. Ponomareva. Rostov n/D: Izd-vo YuNC RAN, 2007. 368 s.
4. Ponomareva E. N. Optimizaciya sostava startovyh kombikormov dlya ranney molodi osetrovyh ryb / E. N. Ponomareva, A. A. Bahareva // Sovremennye problemy Kaspiya: Materialy Mezhdunar. konf., posvyaschennoy 105-letiyu KaspNIRH. 2002. S. 63-66.
5. Grozesku Yu. N. Biologicheskaya effektivnost' primeneniya probiotika «Subtilis» v sostave startovyh kombikormov dlya osetrovyh ryb / Yu. N. Grozesku, A. A. Bahareva, E. A. Shul'ga // Izv. Samar. nauch. centra Ros. akad. nauk. 2009. T. 11, № 1 (2). S. 42-45.
6. Ponomarev S. V. Tehnologii vyraschivaniya i kormleniya ob'ektov akvakul'tury Yuga Rossii / S. V. Ponomarev, E. A. Gamygin, S. I. Nikonorov, E. N. Ponomareva, Yu. N. Grozesku, A. A. Bahareva. Astrahan': Nova Plyus, 2002. 264 s.
7. GOST 10444.15-94. Produkty pischevye. Metody vyyavleniya i opredeleniya kolichestva mezofil'nyh aerobnyh i fakul'tativno-anaerobnyh mikroorganizmov.
8. Choupek Ya. Tehnika gel'-pronikayuschey hromatografii / Ya. Choupek, M. Kubin, Z. Deyl // Zhidkostnaya kolonochnaya hromatografiya. M.: Mir, 1978. S. 392-421.
9. Zhongguo X. Effects of diets microencapsulated with different wall materials on growth and digestive enzymes of the larvae of Penaeus japonicus bate / X. Zhongguo, W. Furong, Z. Aixia, N. Huaxin, L. Haiying, G. Shidong // Journal of Shellfish Research Publisher. 2011. N 30.
10. Partridge G. J. The effect of binder composition on ingestion and assimilation of microbound diets (MBD) by barramundi Lates calcarifer Bloch larvae / G. J. Partridge, P. C. Southgate // Aquacult. Res. 1999. N 30. P. 879-886.
11. Guthrie K. M. Acceptability of various microparticulate diets to first feeding walleye Stizostedion vitreum larvae / K. M. Guthrie, M. B. Rust, C. J. Langdon, F. T. Barrows // Aquacult. Nutr. 2000. N 6. P. 153-158.
12. Genodepa J. Influence of binder type on leaching rate and ingestion of microbound diets by mud crab, Scylla serrata (Forsskal), larvae / J. Genodepa, C. Zeng, P. C. Southgate // Aquacult. Res. 2007. N 38. P. 1486-1494.
13. Pantyuhin A. V. Razrabotka optimal'noy tehnologii i issledovanie processa mikrokapsulirovaniya gidrofobnyh veschestv / A. V. Pantyuhin // Vestn. Voronezh. gos. un-ta. Ser.: Himiya, biologiya, farmaciya. 2006. № 2. S. 338-339.
