サイモン・J・デイビス教授、 国際養殖編集者、 名誉教授、 ハーパーアダムス大学。
＆DerekBalkとMelissaJolly-Breithaupt、 フリントヒルズリソース、 米国
ニジマスの生産は世界のサケ科魚類産業に大きく貢献しており、価値が高く受容性の高い象徴的な種です。それは、米国など、世界の多くの温帯地域で広く飼育されています。 カナダ、 ノルウェー、 デンマーク、 英国、ヨーロッパのほとんどの地域、メキシコなどのラテンアメリカの地域では、 チリとオーストラリアの一部。
世界のニジマス市場は3米ドルと推定されました。 2018年には5億2,408万人で、4米ドルに達すると予測されています。 2025年までに9億9,819万人、 2018年から2025年の期間に5.14パーセントのCAGRで、100万トンをはるかに超える生産を達成しました。
ニジマスは肉食性の魚であり、市販の飼料に高レベルのタンパク質とエネルギーを油として含む食事（通常45％と25％）が必要です。その結果、 アクアフィードの生産は、需要を満たすために拡大し続ける必要があります。サケ科魚類の飼料配合物は、伝統的に魚粉に依存して大量の食物タンパク質を提供してきました。養殖飼料での魚粉の総使用量は2007-08年まで毎年増加しましたが、 飼料配合物中の魚粉の割合は、ほとんどの種で35〜50％減少しています（TaconおよびMetian、 2008）。大豆ミールなどの代替飼料成分、 大豆たんぱく質濃縮物、 カノーラミール、 カノーラタンパク質濃縮物、 コーングルテンミール、 綿実粕、 豆、 魚粉に取って代わり、魚の生産コストを削減するために、小麦グルテンミールが調査されています（Gatlin et al、 2007）。
特に、 多くの植物由来のタンパク質成分には、栄養素の同化を妨げるフィチン酸やプロテアーゼ阻害剤などの反栄養素が含まれています。植物性タンパク質ベースの食事には、メチオニンなどの制限アミノ酸が低レベルで含まれている場合もあります。 魚粉ベースの食事よりもリジンとスレオニン。しかし、 制限されているEAAを結晶源で補うことで、魚の成長率を回復させることができます。 ある程度（Cheng et al、 2003）。今日の消費者は、大豆ミールの持続可能性について深刻な倫理的懸念を提起しています。 主に森林破壊の問題によって推進されています。
2000年から2020年まで、 米国のバイオリファイナリー産業は、さまざまな穀物からエタノールとしても知られるアルコールを生産するための56から209の大規模発酵施設に成長しました。ドライミリングエタノールの生産により、2020年には33億ポンドのトウモロコシ蒸留油と2,940万メートルトンの乾燥蒸留穀物が生産されました（再生可能燃料協会、 2020）。
さまざまな穀物からのすべてのDDG製品の中で、 トウモロコシDDGSが優勢です。トウモロコシDDGSは、乾式粉砕法を使用してエタノールプラントで生産されます（Overland et al、 2013）。従来のDDGSは、魚粉や大豆タンパク質製品と比較して中程度のレベルの粗タンパク質（24〜32％）を含み、魚粉よりもリンが少ない（Gatlin et al、 2007）。
DDGSの使用は、ニジマスを含む多くの水産養殖種の餌で研究されてきました（Cheng et al。、 2003;チェンとハーディ、 2004;バーンズら、 2012）。また、 10％または20％のDDGSを含む飼料は、繊維含有量が高いため、必須アミノ酸とフィターゼを補給してもニジマスの成長を抑えるようでした（Barnes et al、 2012a）。
別の研究では、 DDGSは、リジンとメチオニンを補給した場合、成長に影響を与えることなく、最大22.5パーセントのニジマスの餌に含まれていました（Cheng and Hardy、 2004）。 Stone et al（2005）は、粗タンパク質含有量を増やし、難消化性繊維を減らすことができれば、 DDGSの含有レベルは、魚の飼料で増加する可能性があります。これは、エタノール生産の前後に非発酵性画分を分画して除去することで達成できます。高タンパク質DDG（HPDDG、 42％と45％の粗タンパク質）がニジマスで評価され、対照的な結果が得られました（Barnes et al、 2012;オーバーランド他、 2013）。
発酵後の機械的分離の結果
NexPro発酵タンパク質、 米国を拠点とするFlintHillsResourcesの製品 これは、Maximized StillageCo-Productsと呼ばれる特許技術を利用したDDG製品の発酵後の機械的分離の結果です。発酵後の製品の分画により、発酵プロセスは分離を助け、繊維画分の細胞壁構造と不活性なサッカロミセス・セレビサエ酵母の濃度を弱めることができます。 これはアルコールの生産に利用されます。
NexPro®は優れた粗タンパク質を持っています（〜50対〜28パーセント）、 従来のDDGSと比較して、粗繊維レベルが低く、栄養成分が改善されています。結果として、 （NexPro®）は大豆たんぱく質濃縮物と競合する可能性がありますが、 コーンプロテインコンセントレート、 魚飼料配合物の成分としてのコーングルテンミールおよび醸造用酵母。
この研究では、バランスの取れた一連の飼料で大豆タンパク質濃縮物（SPC）を置き換えることにより、ニジマスの飼料中の持続可能なタンパク質源としてNexPro®を評価しました。 他の材料や魚粉を含みます。研究の選択されたパラメータには、成長パフォーマンスが含まれます。 飼料効率、 消化率と栄養素の保持、 後者は、環境への影響（リンや窒素など）を引き起こす養魚場からの栄養素の損失を減らすという観点から重要です。
Flint Hills Resourcesは、NexPro®トウモロコシ発酵タンパク質をボーズマンフィッシュテクノロジーセンター（BFTC）に供給しました。 ボーズマン、 モンタナ、 以下に説明する実験飼料生産用。初め、 消化率試験とその後の成長試験は、アイダホ大学の水産養殖研究所によって実施されました。 具体的には、ハガーマンにあるハガーマン魚文化実験ステーション（HFCES）、 アイダホ。製品はHFCESで栄養素組成について分析されました。
食事の構成と用途
実験飼料：NexPro®のin vivoでの見かけの栄養消化率は、亜成体のニジマスの別々のグループに、製品を30％含む飼料を与えることによって決定されました。 HFCESでは、実用的な成分と0.1％の難消化性不活性マーカー（酸化イットリウム）を含む参照食（10 kgバッチ）を準備しました。乾物ベースで30％のNexPro®と70％の参照ダイエットマッシュを含むテストダイエットを準備しました。両方の食餌は、4ミリメートルのダイを備えたカリフォルニアペレットミルでコールドペレット化されました。ペレットを強制空気乾燥機で35°Cで48時間乾燥させました。各食事のサンプルは、近似組成とミネラル分析のために採取されました。 イットリウム分析を含む。
魚の維持と給餌体制：HFCESの社内種親（ハウスクリーク系統）のニジマスを研究に使用しました。 25匹の魚（〜250 g）が4つの145Lタンクに貯蔵されました。 それぞれに12L min-1の一定温度（15°C）の湧水が重力によって養殖実験室に供給されます。
参照食と試験食のそれぞれは、2つの魚の水槽にランダムに割り当てられました。魚は1日2回それぞれの餌を与えられました。 0830から0900および1530から1600hで、1週間の見かけの満腹感。 4日目と8日目 各水槽の魚は、トリカイン-メタンスルホン酸塩（MS-222、 100 mg L-1 pH 7.0に緩衝化）、 30〜60秒間水から取り出し、 ベント近くの腹部に軽い圧力をかけて糞便をやさしく排出し、 「ストリッピング」と呼ばれるプロセス。
実験用飼料：成長試験用のすべての実験用飼料は、飼料配合ソフトウェア（WinFeed 2.8、 ケンブリッジ、 英国）NexPro®の栄養素消化率データが利用可能になった後。
対照食と5つの実験飼料は、40％の可消化タンパク質と17.2 MJ / kgの可消化エネルギーを含むように配合されました。 3パーセントのリジンと約0.8パーセントの可消化リン（現状のまま）。
飼料は次のように処方されました。
飼料1：対照–市販のマス飼料中の標準レベルの魚粉：飼料2から5（SCPをNexPro®に25から100パーセント段階的に置き換える）。食事6：粗タンパク質ベースでSPCを乾燥醸造用酵母（BY）に25％置き換えます。
すべての食餌は、ニジマス（NRC、 2011）。乾燥醸造用酵母（Saccharomyces cerevisiae）も、粗タンパク質ベースで25％SPCを置き換えることによってテストされ、対照および粗タンパク質ベースで25％SPCを置き換えるNexPro®との食事と比較されました。飼料は、市販の魚飼料生産技術と同様の押出ペレット化によって生産されました。試験製品の栄養組成を表1に示します。NexPro®の粗タンパク質含有量（50.87パーセント）はDDGSの粗タンパク質含有量（28.36パーセント）よりも高かったのに対し、粗脂肪はDDGS（11.6）よりもNexPro®（4％）の方が低かった。 ％）。エネルギー含有量は、NexPro®よりもDDGSの方が高かった。
成長試験で使用された食事のおおよその組成とエネルギー含有量を表4に示します。 一方、飼料のミネラル組成は、表5に飼料ベースで示されています。
魚と餌：ニジマスの幼魚、 商業的供給源（TroutLodge、 サムナー、 WA）が研究で使用されました。 18匹のそれぞれに30匹の魚（初期平均体重：15.6g）を蓄えた。 145-Lタンク。各タンクには、重力によって養魚研究所に供給される10〜12 L / minの一定温度（15°C）の湧水が供給されました。
完全にランダム化された設計では、 6つの実験食のそれぞれは、タンク位置の影響を説明するために、実験室システム内の3つのタンクにランダムに割り当てられました。それぞれの餌は、明らかに満腹になるまで、それぞれの魚の水槽に手で与えられました。 1日3回、週6日で12週間。日長は、14時間の明期：10時間の暗期で一定に保たれました。
近似組成（水分、 タンパク質、 飼料の脂肪と灰）、 全身の魚と糞便のサンプルは、AOAC（2002）の手順を使用して決定されました。
食事の見かけの消化率係数の計算
見かけの消化率係数（ADC）、 ダイエットとNexPro®の両方で、 乾物用、 有機物、 タンパク質、 脂質、 エネルギーと鉱物、 （リンを含む）、 Bureau etal。によって記述された式を使用して計算されました。 （2002）：生体重と飼料消費量のデータを使用して、 Hardy and Barrows（2002）によって計算されたインデックス
データの統計分析：一元配置分散分析（ANOVA）の前に、データの正規性と等分散性をテストしました。必要な場合に、 データは正規分布を達成するために変換され、P <0.05の有意水準で平均を分離するためにテューキーのHSD検定にかけられました。不均一な分散の場合、 ウェルチのANOVAが実行されました。有意差が見つかった場合は、 テューキーの検定、 Games-Howellテストに対応しました。 手段を分離するために実施されました。非正規分布の場合、 ノンパラメトリックなクラスカル・ウォリス検定が実行されました。すべての統計的検定は、SAS9.3ソフトウェアを使用して実行されました。
飼料要求率は非常に良かった
消化性試験において、消化性試験に使用された参照食餌の栄養素組成を表2に示します。食餌には、当研究室での成長試験に使用された食餌に典型的な44.7％の粗タンパク質と17.8％の粗脂肪が含まれていました。ニジマスのDDGSの栄養素の見かけの消化率係数を表3に示します。乾物消化率（50.5％）は低かったものの、 粗タンパク質の消化率は非常に良好でした（86.4パーセント）。エネルギーのADCはわずかに低かった（59.6％）。鉱物、特にMg、 NS、 K、 CuとZnは消化性が高かった。
成長試験では、ニジマスの稚魚に、段階的なレベルのNexPro®（NXP）と単一レベルの醸造用酵母を含む飼料を12週間与えました。魚は実験食をすぐに受け入れました。全体、 魚は丈夫で、異常や奇形はありませんでした。魚の成長と飼料利用指数を表6に示します。
魚の平均最終体重は食餌群間で有意に異なっていた（P <0.05）。 75NXP（240 g）の餌を与えられた魚は、BYの餌（217 g）を与えられた魚よりも有意に高い最終体重を示しました。しかし、 NexPro®飼料を給餌した魚の間で最終体重に有意差はありませんでした。
体重増加は、75NXP食餌（224 g /魚）を給餌した魚の方がBY食餌（202 g /魚）を給餌した魚よりも高く、有意差がありました。体重増加率に有意差はありませんでした、 比増殖速度、 毎日の成長指数、 生存、 12週間の給餌後の食餌療法群における魚またはFCRの飼料消費量（P> 0.05）。
平均体重増加率は75NXP（1421）で最も高く、BY（1296）で最も低かった。具体的な成長率は、3.14パーセント/日（BY）から3.24パーセント/日（75NXP）の範囲でした。 12週間の終わりには、すべての食事療法群で生存率が高かった（93.3〜100％）。魚1匹あたりの飼料消費量は179g（BY）から209 g（100NXP）までさまざまでしたが、1日あたりの飼料消費量は1.83％体重/日（75NXPおよびBY）から2.02パーセント体重/日（100NXP）の範囲でした。
飼料要求率はすべての飼料で非常に良好でした（0.87から0.97）。タンパク質効率比は、100NXP飼料を給餌した魚（2.20）の方が、他の飼料を給餌した魚（2.33〜2.39）よりも有意に低かった。魚の状態因子は食餌全体で高く（1.55から1.63）、食餌療法間で有意差はありませんでした。
実験食を与えられた魚の全身の近接組成とミネラル組成を表7に示します。これは食餌処理間で有意差はありませんでした（P> 0.05）。リンは0.365パーセント（75NXP）から0.40パーセント（コントロール）の範囲であり、食事中のHP330レベルが増加するにつれて減少しました。全身の鉄レベルは14.5ppmから18.3ppmまで変化しました。亜鉛レベルは21.3ppm（25NXP）から31.0 ppm（100NXP）まで変化しました。
実験食を12週間与えたニジマスの幼魚の栄養素保持を表8に示します。脂肪とタンパク質の保持に関して食餌群間で有意差はありませんでした（P> 0.05）。脂肪の保持は71.62パーセント（100NXP）から82.3パーセント（コントロール）の範囲でした。
ニジマスのタンパク質保持率は37.8％（100NXP）から40.8％（50NXP）の範囲でした。エネルギー保持は、100NXPグループ（40.8％）よりもコントロール（45.3％）および75NXP（46％）グループで有意に高かった。カルシウム（18.6〜23.1パーセント）とリン（26.4〜29.8パーセント）の保持値は、食事療法間で有意差はありませんでした（P> 0.05）。
魚飼料のタンパク質源としての優れた候補
トウモロコシ発酵タンパク質、 回収されたトウモロコシタンパク質と使用済み酵母の組み合わせであり、 タンパク質が豊富で、従来のコーングルテンミールよりも優れたアミノ酸プロファイルを提供します。 特にリジン。 NexPro®は、DDGSよりも炭水化物と粗繊維の含有量が少なくなっています。さらに、 リンなどのミネラルのレベル、 鉄と亜鉛は、DDGSよりもNexPro®の方が大幅に高くなっています。 NexPro®はまた、エタノール生産後に生産されるという点で高タンパク質乾燥蒸留穀物とは異なりますが、HPDDGはエタノール生産前の分別によって生産されます。 NexProはHPDDGよりも粗タンパク質が高い（50対45パーセント）が、リジン（1.93および2.1パーセント）および同様のメチオニン（0.83および0.89パーセント）レベルがわずかに低い。 NexPro®のこれらすべての有利な特性により、魚飼料のタンパク質源として優れた候補となっています。
得られたADC値は、DDGSのさまざまな近接カテゴリについてCheng and Hardy（2004）によって得られた値と同等かそれよりも高く、後の成長試験に使用される飼料の配合に使用されました。本研究では、魚粉のレベルを維持しながら、ニジマスの餌に含まれる大豆タンパク質濃縮物の代替品としてNexPro®を評価しました。 他の動物性タンパク質、 大豆ミールは、さまざまなレベルの他のタンパク質源の交絡効果を避けるために一定に保たれました。
魚は、私たちの研究室で使用されている優れた市販の食餌で一般的に観察されるものと同様に、低いFCR（0.87〜0.97）でよく成長しました。食事療法の間で、魚1匹あたりの最終体重または体重増加に有意差があったとしても、 体重増加率または特定の成長率に有意差はありませんでした。また、 成長能力に関して、対照とNexPro®を含む食餌の間に違いはありませんでした。同様の調査結果は、Cheng and Hardy（2004）によっても得られました。 22.5パーセントのDDGSがリジンとメチオニンの補給でニジマスの餌に含まれ、魚粉の75パーセントを置き換えたとき。
This study also corroborates with the findings of Overland et al (2013) who successfully replaced a mixture of plant proteins such as SPC, sunflower meal and rapeseed meal with 22.5 and 45 an excellent candidate as a protein source in fish feed high protein dried distiller's grain (HPDDG) in the diets of 143 g rainbow trout.
In their study, just like in the present study, fishmeal level was constant across the diets (~21 percent). In another study with 34 g rainbow trout, similar results were obtained when 10% or 20% HPDDG was included by replacing fishmeal in the diets (30-40 percent fishmeal) but supplementing essential amino acids including lysine and methionine (Barnes et al, 2012）。
Rainbow trout fed the highest level of NexPro (24 percent, 100NXP) tended to consume more feed even though not significantly more than the control group. As the level of NexPro® increased (0-24 percent) in the diet, feed intake appeared to increase marginally indicating no palatability issue associated with tested levels of NexPro®.しかし、 protein efficiency ratio (weight gain per unit protein consumed) of fish was significantly lower in the 100NXP group than the other dietary groups.
Protein retention was numerically lower and energy retention was significantly lower in the 100NXP group than in the control group. The results suggested that when fish were fed the highest level of NexPro® (24%), they tended to eat more but not utilise the nutrients as efficiently as the control group. This is in contrast to the findings of Overland et al. (2013) who observed no differences in feed intake with 22.5 or 45 percent HPDDG in the diets of rainbow trout.
また、 they did not see significant differences in protein or energy retention among the dietary treatments despite a decrease in protein digestibility and an increase in energy digestibility.一般に、 protein and phosphorus retention were higher across the treatments in that study than in the present study due to lower dietary crude protein and phosphorus levels in the earlier study.その研究では、 HPDDG replaced a mixture of SPC, sunflower meal and rapeseed meal whereas NexPro® replaced only SPC in the present study. Soy protein concentrate is a highly digestible protein (90-95 percent crude protein digestibility).
Even though NexPro® replaced SPC in terms of digestible protein incrementally in the diets in the present investigation, the values used were actually of DDGS in the absence of digestibility values for NexPro®. Corn co-products' quality and nutrient profile vary widely due to the grain source and processing methods employed (Liu, 2011; Welker et al, 2014) but NexPro® has consistently uniform quality control and specifications.
Brewers' yeast in the diet (6.9 percent) reduced the weight but not the growth rate of fish as compared to control diet. It might have slightly reduced the palatability of the diet causing marginally lower feed intake that was not apparent during feeding of fish.
要約すれば、 NexPro® corn fermented protein can effectively replace SPC up to 100 percent in a rainbow trout diet without significantly affecting growth performance or feed efficiency.
An inclusion at 18 to 24 percent in the diet in the presence of other good quality protein sources was deemed to be optimal under the trial conditions. NexPro® is a viable solution for mitigating the 'protein gap' in advanced trout feeds for a sustainable trout industry. The relative prices of NexPro® and SPC and effects of NexPro® on feed conversion ratio will likely dictate decisions by feed formulators as to appropriate levels of SPC and/or NexPro® in rainbow trout diet formulations.
