Ioannis Nengas博士、 リサーチディレクター、 海洋研究のためのギリシャセンター、 ギリシャ

世紀半ばまでに90億人を超えると予想される人口への食糧供給を確保することは、依然として私たちの最大の課題の1つです。www.modernagriculturefarm.com 食糧農業機関（FAO、 2017）。水生生物の養殖は、世界で最も急速に成長している食品部門の1つであり、 世界で消費される魚の約半分を地球に提供します。 FAOによると、 養殖は、食料安全保障と大勢の人々の経済的幸福の両方に貢献します。今日、 水産養殖製品の世界生産は新記録を樹立しました、 生産されるシーフード全体の55％に相当し、 年間合計2億トンにのぼります。

しかし、 養殖生産の拡大には、それに比例した養殖生産の増加が必要です。そう、 養殖業が過去数十年にわたって直面した課題は、セクターの成長をサポートするための持続可能で栄養価の高い成分を特定することです。水産養殖産業は、水生種の生産のための植物飼料の利用が水産養殖の将来の発展にとって不可欠な要件であることを長年認識してきました。そのような植物飼料は、環境への影響を最小限に抑えて水生種を効率的に成長させ、費用効果の高い方法で人間の健康上の利益を促進するために高品質の魚の肉を生産する栄養成分を提供する必要があります（Gatlin et al。、 2017）。

多くの植物由来の動物飼料成分には許容量のタンパク質が含まれていますが、 必須アミノ酸、 カロリー、 特定のミネラルとビタミン、 酵素活性またはミネラルや他の栄養素の吸収に悪影響を与えるいくつかの内因性反栄養素（ANF）が存在するため、それらの使用は依然として制限されています（Rasha et al。、 2011）。植物成分の反栄養素のいくつかは、熱処理によって部分的または完全に不活化される可能性があります。 焙煎など、 オートクレーブ、 押し出しまたは調理、 魚の飼料に含める前（Francis et al。、 2001）。しかし、 高熱は、熱に敏感な栄養素の部分的な破壊のためにこれらの成分の栄養価を損ない、これらの反栄養素のいくつかには効果がありません。

栄養価を高め、反栄養素を最小限に抑えることで植物飼料成分の広範な使用を可能にする1つの方法は、バイオテクノロジープロセスを使用することです。これらのプロセスには、固体発酵（SSF）および外因性の食事酵素の使用が含まれます。

固体発酵

発酵は微生物が関与するプロセスです、 複雑な基質をより単純な化合物に変換する基質および特定の環境条件（Niba et al。、 2009）。発酵産物は微生物の特性によって異なりますが、 使用される基質および条件。条件には温度が含まれます、 pH、 溶存O2とCO2、 運用システム、 混合と発酵プロセスの長さ（Renge et al。、 2012）。発酵は、次の方法で飼料の栄養価を向上させます。

• 繊維を下げる
• タンパク質と脂質の含有量の増加
• ビタミンとミネラルの利用可能性の改善
• アミノ酸消化率の改善。

飼料の嗜好性を高めることも報告されています（Borresen et al。、 2012）。このプロセスの主な利点は、植物飼料成分の反栄養素含有量とマイコトキシンレベルが低下することです（Niba et al。、 2009;カニベとジェンセン、 2012）。

SSFは、固体基質を含む発酵プロセスです。 植物成分など、 液体がない場合。 SSFは一般的に、基本的な飼料ミックスに加えることができる発酵乾燥成分を生産するために利用されます。水分が少ないため、 SSF法は、限られた数の微生物によってのみ実行できます。 主にアスペルギルス属などの真菌。およびリゾプス属、 いくつかの細菌が、 ラクトバチルス属のように、 使用することもできます（Supriyati et al。、 2015）。 SSFで処理された原料は、アクアフィードの生産との互換性が高くなります。

発酵植物成分、 特にSSFを通じて生産されたもの、 アクアフィードの成分は潜在的な原材料であり、養殖業界の関心を集めているためです。表1は、さまざまな水産養殖種の飼料に発酵植物飼料を組み込んだ結果を示しています。

外因性の食事酵素

養殖、 他の動物生産部門と同様に、 飼料コストを最小限に抑えようとしています。 このために、 最近、植物成分が豊富な飼料での外因性食餌酵素の使用に注意が向けられました。これは、栄養素の消化率を改善する能力によるものです。 水生種は、植物成分の複雑な細胞壁構造を破壊し、栄養素を放出するために必要な内因性酵素を欠いているため、これは低いです。飼料配合物にそれらを組み込むことの別の重要な利点は、反栄養素の分解です。 繊維など、 フィチン酸塩および非デンプン多糖類（NSP）、 これはパフォーマンスを低下させ、動物の健康と幸福を損ないます（Alsersy et al。、 2015）。

飼料添加物としての外因性酵素は、家禽および豚の飼料産業のために広く研究されてきました。 そして、それらの食事の取り込みは、上記の理由から現在一般的な慣行です。しかし、 水産養殖種の場合、 外因性酵素サプリメントの研究は、主にフィターゼに焦点が当てられてきました。ごく最近、食事のカルボヒドラーゼに関心と研究があります。 プロテアーゼと酵素ミックスの補給が増加しました（Gatlin et al。、 2017）。

外因性カルボヒドラーゼの主な機能は、植物飼料に存在する複雑なNSPを加水分解することです。さらに、 カルボヒドラーゼの補給は、エネルギーを生み出す栄養素の消化率を高めます。 でんぷんや脂肪など。加えて、 カルボヒドラーゼは、消化プロテアーゼのタンパク質へのアクセスを増加させることにより、窒素とアミノ酸の利用を改善するようにも作用する可能性があります（Tahir et al。、 2008）。他の栄養素と同様に、 カルボヒドラーゼ酵素は、食事中のミネラルの標的生物への利用可能性の改善にも関与しています。さらに、 カルボヒドラーゼは有益なバクテリアの成長を促進し、サポートするかもしれません、 それにより、動物の腸と全体的な健康を改善します（Adeola and Cowieson、 2011）。

カルボヒドラーゼの分解は別として、 食事性プロテアーゼを補給することにより、植物成分内のタンパク質の利用可能性を改善することが不可欠です。プロテアーゼは、タンパク質をより小さなタンパク質に加水分解する酵素のクラスを含みます。 ペプチドとアミノ酸。プロテアーゼなしで、 これらの絆は簡単に壊すことはできません、 とタンパク質、 したがって、 魚や甲殻類では簡単に消化できませんでした。

外因性酵素の栄養補助食品または酵素複合体の使用に関する出版物の数が増えています、 主にカルボヒドラーゼとプロテアーゼで構成されており、非常に有望な結果が得られています。表2は、最新の調査結果をまとめたものです。

バイオテクノロジーのノベルティからのこれらすべての潜在的な利点により、 今日の配合者は、アクアフィードを栄養的および経済的に最適化するためのより多くのツールを持っています。さまざまな基質の影響に関する研究が進行中です。 微生物、 酵素と飼料成分を生産するさまざまな方法、 これらの革新と代謝との相互作用と同様に、 成長、 養殖水生生物の腸の健康と免疫システム。