サイモン・J・デイビス教授FRSB、 編集者、 インターナショナルアクアフィード、 イギリス、 デレク・バルクとメリッサ・ジョリー-ブライスハウプト、 FHRバイオ燃料および成分栄養スペシャリスト、 フリントヒルリソースLLC、 米国

バックグラウンド

水産養殖における代替タンパク質の探求はますます重要になっています、 主に業界の急速な拡大と、魚粉などの海洋成分や大豆ミールなどの陸生植物成分に課せられた制約のために、 彼らの長期的な持続可能性に関する懸念のため。www.modernagriculturefarm.com高価値の魚種の飼育は、これらの魚の厳しい栄養要件を満たすために、タンパク質を多く含む飼料配合物に要求を課します。鮭は特に重要です、 彼らが養殖で描写する象徴的なイメージを考慮して。

養殖タイセイヨウサケ（Salmosalar）の世界全体の生産量は、2019年に約7％増加したと推定されています。 約260万トンに。これは、3年連続で力強い供給の伸びを示しています。 2018年に約5％増加した後、この拡大の3つの主要な貢献者はノルウェーでした。 チリとスコットランド。

世界の鮭産業は130億EU（147億米ドル）を超える価値があり、確立された飼料製造プラットフォームを含む大規模な投資と支援インフラストラクチャに大きく依存していると推定されています。この点において、 消費者の需要と信頼できる生産量を満たすために、持続可能な産業のための新しい飼料成分の利用を検討することが重要です。オプションの範囲は広く、そのような積極的な関心のある分野の1つは、蒸留酒製造業者の乾燥穀物強化タンパク質副産物の可能性です。 バイオエタノール産業から生じます。

以前、 幅広い生産動物の原料として、可溶物の有無にかかわらず、蒸留器の乾燥穀物のより伝統的な供給源に大きな関心が寄せられています。 ある程度魚を含む、 種によって異なります。飲用アルコール発酵（ビールとウイスキーの蒸留）からのDDGSは主に飼料に利用され、繊維含有量が高いという問題により、単胃動物への使用が制限されていました。 副産物のほとんどは、飼料の濃縮画分に含まれる反芻動物用飼料に向けられています。ティラピアとコイのアクアフィードのいくつかのアプリケーション（オマール、 2009）は非常に成功し、これらの雑食性の魚種によって効率的に消化されました。 マスやサケなどの肉食性の魚の食事制限と比較して。

DDGSと酵母を水産養殖用飼料に利用することは、代替タンパク質と高エネルギー源を使用する戦略として重要になっています。 DDGSと酵母を含む餌に淡水魚とエビを与えることに焦点を当てた研究は比較的少ない（Stone et al。、 2005; Schaeffer et al。、 2009;周ら、 2010）。

最近になって、 世界の多くの地域でのバイオ燃料産業の拡大の結果として、DDGSの処理にはかなりの進歩がありました。 トウモロコシと小麦の制御された発酵に基づいています。このプロセスは、高タンパク質含有量と優れたバランスのとれた必須アミノ酸含有量の粉砕製品に脱繊維および乾燥することができる使用済み穀物および残留酵母の重要なバイオマスをもたらします。ゴダらによる最近の作品（2019、 2020）は、バイオ燃料用のトウモロコシ発酵に由来し、酵素を添加した高タンパク質DDGが、ヨーロピアンシーバス（Dicentrarchus labrax）の飼料でうまく機能することを示しています。

そのような大手企業の1つは、カンザス州にあるFHR Biofuels＆Ingredientsです。 米国、 養殖魚種の飼料配合において利点が証明されている高度な製品NexProを使用します。 NexProは、エタノール除去後の副産物に含まれる酵母（25％）とコーングルテン複合材料を組み合わせた50％の高タンパク質含有量で、一貫した製品品質と可用性という栄養プロファイルの点で多くの属性を持っています。材料は乾物の優れた消化率を提供し、 第一世代のDDGS製品と比較してエネルギーとタンパク質は、EAAとリジンとメチオニンの優れた供給源であり、通常、他の独立した植物由来の飼料成分を制限し、魚粉だけでなく他の多くの陸生タンパク質のコスト競争力のある代替品として証明されています。さらに、 NexProは非常に優れた貯蔵寿命と安定性を備えています。 低脂肪レベルのため。これらの属性は、魚のさまざまな条件下で完全にテストされており、現在、知識ベースを拡張するためにさらに多くの作業が行われています。

スモルト後（栽培段階）のタイセイヨウサケの餌に含まれるNexProを評価するために最近実施された予備試験について報告します。この研究は、管理された条件下での成長と飼料利用のパフォーマンスに取り組んだ。酵母製品（NexPro）の段階的含有レベルが成長に及ぼす影響、 飼料効率、 栄養利用、 肉の色素沈着、 血液生化学および腸組織学が評価された。

タイセイヨウサケ試験プロトコル

表1に示すように、5つの研究用飼料を処方しました。 つまり、1つのコントロールダイエット（ダイエット0、 表1）NexProを使用せずに、タイセイヨウサケ（NRC、 2011）5でさまざまなレベルのNexProを含む4つの追加の食事療法 10、 それぞれ15パーセントと20パーセント。

成分を混合し、共回転を使用して押し出しました。 かみ合い二軸調理押出機（ZSK-57、 Werner＆Pfleiderer、 ラムジー、 NJ、 米国）。油は、真空コーターUAS Canada Inc.（Abbotsford、 紀元前、 カナダ）。試験食の近似組成を表2に示す。 標準のAOAC2019プロトコルに従って分析され、必須アミノ酸も各食事について決定されました。

タンクあたり35匹の魚にランダムに割り当てられたタイセイヨウサケ（セントジョン川株;初期体重304.0±10.7g）は、15個の750リットル円形タンクを備えた再循環養殖システム（RAS）の塩水（25ppt）で飼育されました。水温は14.2±0.6°Cに維持され、溶存酸素は> 90％の飽和度に維持されました。これらは種にとって最適な条件でした、 優れた成長と飼料の利用を可能にします。

鮭は満腹になるまで手で与えられました、 12週間の研究期間中、1日3回。血液サンプルと遠位腸サンプルは、摂食試験の終了時にサケから採取されました。健康とストレスの指標を評価するために、血液をさまざまな血液学的指標について分析しました。腸の切片を固定し、腸炎や関連する形態学的変化などの食事による病変がないか組織学的に調べました。

結果と考察

NexProは栄養価が高く、タイセイヨウサケの許容可能な飼料成分であり、成長に重大な悪影響を及ぼさないことが示されました。 鮭の飼料摂取量、 この研究では最大15パーセントの包含レベル（表3を参照）。

熱膨張係数（TGC）のギャップは、調査期間中、コントロールとダイエットD（NexPro-20）を給餌したサーモンの間で収束しました。鮭を給餌したダイエットC（NexPro-10）は、84日後に最終体重が最も高かった（図1を参照）。

スモルト後のタイセイヨウサケの実験飼料にNexProを段階的に含めると、遭遇した実験条件下で種に期待される値に準拠した飼料要求率（FCR）値が得られました。 FCRは1.0未満で優れており、それぞれの処理すべてで0.93から0.98の間で変動しました。魚に提示されたとき、ペレットの品質または飼料の嗜好性に変化の兆候はありませんでした。

成長および飼料摂取反応は、食事の脂質および/またはタンパク質含有量によって有意に駆動されませんでした。サーモンのパフォーマンスは、 したがって、 主に食事処方内のNexProの含有レベルによって影響を受けます。

NexProの含有レベルが、魚の全身の近似組成およびアミノ酸含有量に有意な影響を及ぼさなかったことを発見することは興味深いことでした（表4を参照）。全身たんぱく質、 脂質、 灰分とアミノ酸の保持結果は、文献で報告されているデータと一致していました（例：Shearer et al。、 1994; NRC、 2011）。これらの調査結果は、Overland et al。が実施したニジマス（Oncorhynchus mykiss）を用いたDDGSの以前のサケ科の評価と一致していました。 2013年。

鮭を使った研究では、 全身構成、 栄養利用、 フィレットの色素沈着と腸の組織学は、実用的な対照飼料を与えられた鮭に匹敵しました。サーモンの切り身の色もDDGの含有による影響を受けず、魚はさまざまな飼料配合にわたって一貫した色素沈着の良好な発現を保持していました。これは、全体的なカロテノイドの肉の分布と、主要色素として飼料に添加されたアスタキサンチンの保持が、NexProの含有によってマスクされなかったことを示しています。

遠位腸の健康に焦点を当てた腸形態の組織学的検査は、形態計測が適用されたときのNexProの中立性を確認する興味深い結果を示しました。経験から、特定のカテゴリーの大豆ミールがサケ科の魚の遠位腸炎を促進する可能性があることがわかっています。 特にサーモンでは、 サポニンや非デンプン多糖類など、大豆に存在するさまざまな抗栄養因子のために、 一緒、 これらの効果は相乗的であり、局所的な炎症反応や病変を引き起こす可能性があります。

これらのANFは高タンパクDDGには存在せず、サーモンの腸の健康に悪影響を及ぼしません。これらは図2に明確に示されています。 NexProで飼育された魚の典型的な健康な遠位腸断面と、試験終了時にサンプリングされたタイセイヨウサケの遠位腸領域の比較画像における腸炎の例の両方を示しています。さらに、 表5は、鮭の粘膜のひだのそれぞれの長さと幅に関するデータを示していますが、腸の形態計測全体でNexProの増加による悪影響は記録されていません。

概要

標準的なタイセイヨウサケの飼料配合に組み込むことで、成長と飼料効率を維持し、飼料タンパク質とエネルギー同化の両方に貢献することができました。実験条件下でのサケの健康とストレス状態に関連する血液指数または代謝パラメーターに対する食餌への取り込みの悪影響の兆候はありませんでした。これらの値は、養殖タイセイヨウサケの通常の範囲内でした。 代謝的および生理学的恒常性が試験期間中に損なわれなかったことを示しています。高タンパク質HPDDGの包含に成功した場合の同様の結果が、ヨーロピアンシーバスについてGoda etalによって報告されました。 2019年と2020年。Jinetal。 2014年には、同様のレベルの米ベースの蒸留穀物を与えた場合にも、マダイ（Pagrus major）の害はなく、優れたパフォーマンスが見られました。 この鮭の評価のように。

エタノールバイオ燃料産業の継続的な拡大は、着実かつ成長するDDGSの生産量を提供し、処理技術の改善は、動物飼料に最適なレベルで含めるための興味深い経済的機会を提供する可能性があります。これらの新しいタンパク質は、水産養殖が最重要課題である動物栄養のための次世代製品を提供します。この作業により、鮭の飼料に最大15％のNexProを含め、成長と飼料利用の期待に応えて、成長する「タンパク質ギャップ」を埋めることが可能であることが確認されました。

今後の作業は、小売価格と消費者の受容性に関する味覚パネルの評価を含む、開発と研究のさまざまな段階のさらなる最適化に向けられます。 NexProの使用は、魚の福祉にとってプラスの意味を持つ可能性があります。 特に胃腸のパフォーマンスと改善された栄養素吸収の観点から、 大豆や他の植物成分と比較して、 さまざまな酵母関連成分によるものです。高価値の原料の兵器庫は、魚粉と大豆タンパク質濃縮物の両方の使用を軽減するための最小コストの処方戦略に大きく貢献することができます。

さらなる戦略は、NexProが腸粘膜インターフェースを改善することによってサケの免疫システムを強化できるかどうかを判断し、食事におけるその潜在的な機能をテストするために病気の挑戦を行うことです。さまざまな病原体が、生産の重要な段階でのタイセイヨウサケの代謝および生理学的レベルでのNexProの可能な作用機序の関数として選択されます。製品が腸内微生物叢を積極的に調節し、腸粘膜界面での免疫応答に影響を与えることができるかどうかを調査することは最も興味深いでしょう。

もっている、 したがって、 養殖魚やタイセイヨウサケの飼料成分としてかなりの可能性があり、典型的な肉食種としてよく反応しました。これは、シーバスなどの他の海水魚種に適しています。 マダイとヒラメ。また、世界的な養殖業の拡大における循環経済と資源の環境管理の要件を考慮すると、より持続可能な要素です。それは養殖魚の餌に費用便益の利点と付加価値をもたらすでしょう。

*この作業は、NexProを開発し、さまざまな魚種と水産養殖用エビの製品を検証する戦略の一環として、Flint Hill ResourcesLLCによって実施されました。