ロベルト・アコスタ著、 Yoav Rosenと、 Ra'ananAriav、 Phibro Aqua、 Phibro Animal Health Corporation、 エクアドルとフィブロアクア、 Phibro Animal Health Corporation、 イスラエル
シーフードの生産は、養殖部門の貢献により、80年代後半から着実に増加しています。www.modernagriculturefarm.comさらに、 魚などの養殖種の需要、 貝、 甲殻類は近い将来成長し続けると予想されています。
この予測されるシーフードの需要に追いつくために、 養殖部門は、養殖種の生存と成長を改善する革新的で環境に優しいソリューションを開発する必要があります。 同時に製造コストを削減します。
養殖飼料は、養殖種のパフォーマンスと健康に重要な役割を果たします。 生産コストの大部分を占めています。です、 したがって、 飼料効率を高める飼料の開発を継続するために重要であり、 動物の健康を改善し、 廃棄物が少なくなります。
飼料添加物は、アクアフィードを改善するために重要な役割を果たしてきました。サポニン、 例、 シーフード養殖における重要で確立された飼料添加物です。記事上で、 飼料添加物としてのサポニンの有益な効果が調査され、 太平洋のバナメイエビ（Penaeus vannamei）の養殖への使用に特に重点を置いて、 これは甲殻類の養殖生産の約半分（53％）に相当します。
栄養素の吸収を改善するサポニンの効果、 消化能力、 成長性能は、エビの免疫系におけるサポニンのプラスの効果と病原体に対するその耐性と一緒に議論されています。さらに、 エビ養殖排水の栄養負荷を減らすためのサポニンの使用もレビューされています。
養殖：世界の状況と傾向
養殖生産は最も急速に成長している食品生産部門であり、人間が消費するためのシーフード供給の大幅な増加に責任があります。 特に、世界のシーフード捕獲生産が停滞した80年代後半以降。国連食糧農業機関が2018年に発表した最新の報告書によると、 養殖は2016年の世界の水産物生産全体の47％を占め、FAOの記録には8000万トンが登録されています。
さらに、 30.1百万トンの水生植物と37、 900トンの非食品が培養されました。 2016年の世界の養殖生産の推定初回販売額の合計は合計で243.5米ドルになります（FAO、 2018）および19、 27万1000人の農民が世界の雇用統計を説明しています。
シーフード生産の主なグループの中で、 甲殻類は世界の養殖生産の9.8パーセントを占めています。 合計64の培養種があります。他のグループには、養殖種の67.6パーセントと21.4パーセントを占めるナガスクジラと甲殻類が含まれます。 それぞれ。
養殖甲殻類の主な種はエビです。 ザリガニ、 とカニ、 最も一般的に生産されている種は、甲殻類の生産量の半分以上（53％）を占める太平洋のバナメイエビ（Penaeus vannamei）です。残りの上位5種の甲殻類は、アメリカザリガニ（Procambarusclarkii、 12％）、 チュウゴクモズク（Eriocheirsinensis、 10％）、 巨大なタイガーエビ（Penaeus monodon、 9％）、 オリエンタルリバーエビ（Macrobrachiumnipponense、 4％）とオニテナガエビ（Macrobrachiumrosenbergii、 3％）。海洋エビの生産は明らかに甲殻類の水産養殖を支配しています、 主にアジアとラテンアメリカの国々で行われ、 中国を含む、 ベトナム、 インドネシア、 インド、 エクアドルとタイ。
現在、 シーフードの世界的な需要は、さまざまな社会的および経済的要因により大幅に増加し続けています。 つまり、 人口増加、 収入の増加、 生産者から最終消費者へのサプライチェーンの流通を改善しました。一人当たりの消費量は、1961年以来、年平均1.5％増加しています。 1961年の9.0kgから2017年には推定20.5kgに増加しました。
人間の消費および非食品目的（例えば、動物飼料、 製薬、 栄養補助食品、 化粧品、 とりわけ）経済発展において主要な役割を果たし、 特に発展途上国では、 資源管理など幅広い産業や活動を後押しし、 インフラストラクチャおよび機器の建設、 研究と技術、 と食品加工。
需要に追いつき、持続可能な開発のための国連の2030アジェンダを満たすために、 養殖業には、変化する世界に照らして持続可能性を改善する機会があります。
そのような、 水産養殖生産の将来の傾向には、（i）耐性微生物株の拡大を緩和するための抗生物質の使用の削減が含まれます。 （ii）環境劣化と環境への窒素とリンの過剰な排泄を減らす統合多栄養養殖（IMTA）システムの急増。 （iii）飼料配合の改善、 餌を与えられた種の養殖は、餌を与えられていない種の養殖に関連して増加し続けているので、 （iv）および養殖システムと設備の進化、 生産性を向上させ、潜在的な環境への影響を減らします。
養殖飼料は、多くの場合、総生産コストの半分を占めます。です、 したがって、 シーフード製品の栄養価を向上させる革新的な飼料配合と新しい成分を開発するために重要です。 特に飼料効率と栄養素の代謝同化を高めることにより、 また、飼料流通システムを改善し、サーキュラーエコノミーの取り組みを促進することにより、飼料廃棄物を削減します。
これらは、 確かに、 養殖業界の最優先事項の1つです。飼料効率とより良い栄養プロファイルは、アクアフィードに飼料添加物を含めることで達成できます。 白斑症候群や早期死亡症候群などの感染症の発生率の増加と減少に貢献し、 エビ養殖は大量の死亡事故や大きな経済的損失につながるため、依然として大きな脅威となっています。
最終的には、 消化能力を改善し、害虫や病気の発生を減らす飼料添加物は、動物のストレスを減らすことに貢献します。 したがって、 養殖施設における動物福祉の改善。次のセクションでは、 水産養殖における飼料添加物の重要性を強調します。
水産養殖における食品添加物の重要性：サポニンの特定のケース
養殖生産の強化には課題がないわけではありません。 動物のストレスや水質の悪化につながる最適ではない培養条件につながる可能性があるため、 これは、培養動物の成長能力と福祉を制限します。
したがって、 飼料添加物は、ストレスを軽減する手段として水産養殖生産で一般的に使用されています。 繁殖効率を高め、 個人の健康状態と免疫応答を改善し、 栄養素の保持を改善することで成長能力を高め、 消化、 と同化。
エビは適応免疫システムを欠いており、病原体や病気と戦うために自然免疫のみに依存しているため、動物の福祉を促進する飼料添加物は、エビの水産養殖に特に関係があります。飼料添加物のいくつかの例には、グルカンが含まれます。 ビタミンC、 プロバイオティクス、 プレバイオティクス、 有機酸、 ヌクレオチド、 カロテノイド、 生物活性脂肪酸、 と植物由来のサプリメント。
現在、 最終消費者が化学物質を含まない食品や製品を好むという事実のために、アクアフィードに天然化合物を組み込む市場が成長しています。 また、環境に優しい生産プロセスを要求します。
さらに、 合成物質の使用、 抗生物質やホルモンなど、 いくつかの国ではもう受け入れられていません。それはそう、 水産養殖における成長促進剤としての抗生物質の使用は、2006年に欧州連合によって禁止されました（規則1831/2003 / EC）。その結果、 天然成分、 植物由来の飼料など、 現在、水産養殖ではサプリメントとして、また魚粉の代替品として一般的に使用されています。
それにもかかわらず、 植物飼料は、アクアフィードに含めるために特定の栄養的および非栄養的特性を満たさなければならないことを強調することが重要です。 低レベルの繊維など、 高タンパク含有量、 適切なアミノ酸プロファイル、 高い栄養素消化率、 飼料の受け入れと摂取を最大化するための適切な嗜好性と同様に。
非栄養特性の中で、 可用性、 持続可能性、 価格、 処理のしやすさ、 およびストレージと機能（耐久性、 拡張、 水の安定性、 吸油性）は、評価すべき重要な機能です。
アロエベラからのいくつかの植物および藻類の抽出物、 ターメリック、 シナモン、 プロポリス、 エキナセア、 ニンニク、 緑茶、 クミン、 ショウガ、 キラヤの木、 モハベユッカ、 微細藻類Naviculasp、 スピルリナ、 とウルバsp、 とりわけ、 生存率へのプラスの効果についてすでにテストされ、実証されています。 血液学的および免疫パラメーター、 魚やエビの成長能力の向上。
そのような栄養補助食品の中で、 キラヤ（Quillajasaponaria）とモハベユッカ（Yucca schidigera）から抽出されたサポニンは、天然の成長促進剤としてアクアフィードの非常に有望な成分であることが証明されています。
サポニンは複数の利点を持つ物質として分類されます、 特に飼料摂取量などの重要なパラメータでは、 栄養素消化率、 腸の生理学、 代謝、 成長、 と健康。これらの化合物は、ステロイドまたはトリテルペノイド構造を持ち、界面活性剤の特性を持っている天然に存在する植物配糖体です。
しかし、 高濃度で、 サポニンは水生動物に有害な影響を与える可能性があることに注意することが重要です。 飼料摂取量の低下など、 栄養素の能動的摂取の阻害、 出産する性の低下とタンパク質消化率の低下。
それにもかかわらず、 健康増進効果、 抗発がん性など、 抗菌、 コレステロールが減少し、 免疫調節および抗炎症作用、 サポニンが低濃度で適切にバランスの取れた飼料補給処方で使用された場合に報告されています。
栄養吸収におけるサポニンの有益な効果、 水産養殖種の消化能力と成長能力
養殖生産の主な課題の1つは、希少で高価な原料に代わる飼料配合の開発です。 魚粉や魚油など、 これにより、飼料要求率（FCR）と成長パフォーマンスが向上します。
サポニンは、小腸粘膜細胞の透過性を高めることが示されているため、飼料サプリメントとして確立された候補です。 したがって、栄養素の吸収が増加し、 特に高分子の。さらに、 それらの洗剤のような活性は、粘度を下げることによって炭水化物の消化率を改善します。
アミラーゼのような消化酵素活性の刺激、 トリプシン、 アルカリプロテアーゼ、 ロイシンアミノペプチダーゼ、 アルカリホスファターゼ、 リパーゼも報告されていますが、 シトクロムcオキシダーゼのような呼吸酵素のブーストと一緒に。そのような報告は、栄養素の消化率を高めるサポニンの可能性を強調しています、 主にタンパク質と炭水化物、 同時に、有酸素代謝を強化することによって同化プロセスを支持します。
いくつかの研究は、養殖魚やエビの成長能力を高めるサポニンの能力を示しています。例えば、 キラヤサポニンを含むコイを給餌した一般的な飼料は、より高い代謝効率と平均体重を示しました（37.5から73.2％と大幅に増加）。 より速い成長率（特定の成長率は1日あたり0.7から1.18％増加）、 利用効率指標の向上、 食品変換効率を含む、 タンパク質の生産的価値、 とタンパク質の増加と同時に、ルーチンの代謝率を維持します。
ナイルティラピアについても同様の結果が観察されました。 サポニンブレンドを補給すると、著しく高いエネルギー保持と脂質変換が明らかになります。 3パーセントのサポニンブレンドに基づくサプリメント、 特にQuillajaandYucca抽出物から、 体重と体長の増加に有益な効果を示しました、 成長率と生存率、 パシフィックホワイトシュリンプの飼料要求率の向上、 タンクあたりのバイオマス収量が増加し、総生産量が15〜26パーセント増加します。
同様に、 サポニンが豊富なキラヤ抽出物とビタミンCを補給した食事の使用、 パシフィックホワイトシュリンプの生産量が14％向上し、生存率が15％向上しました。 対照食の投与と比較して。別の科学的研究の結果も、サポニンを補給した餌を与えられたエビでは、FCRが23パーセント改善されたことを示しています。
要約すれば、 サポニンを補給した餌は、水産養殖種にとって重要な機能上の利点があります。 特に、飼料利用効率の向上によって推進される成長促進剤および腸の健康製品として。
このような結果は、サポニン補給に関連する消化酵素のより高い腸透過性とより高い活性によってもたらされるより大きな栄養吸収によると考えられています。
免疫系におけるサポニンの有益な効果と病原体への耐性
病気の蔓延は、エビ養殖において最も重大な問題の1つと考えられています。病気はしばしば水質の悪さによって引き起こされます、 エビの密度が高い、 栄養の不均衡、 施設間での生きた感染動物の取引に関連する適切なバイオセキュリティ測定の欠如。
エビの池は、原生動物を含むいくつかの病原体の侵入を受けやすいです、 菌類、 とバクテリア。しかし、 最大の脅威はウイルス感染の蔓延から来ています、 いくつかのエビ生産国で大きな損失を引き起こしました、 東南アジアを含む（台湾、 中国、 インドネシアとインド）および南アメリカ（エクアドル、 ホンジュラスとメキシコ）。
エビ養殖に影響を与える上位5つの最も重要なウイルスは、伝染性皮下造血器壊死症ウイルス（IHHNV）です。 イエローヘッドウイルス（YHV）、 タウラ症候群ウイルス（TSV）、 白斑症候群ウイルス（WSSV）、 および感染性筋壊死ウイルス（IMNV）。
エビ養殖施設でのウイルスパンデミックの発生に対する効果的な治療法がないため、予防措置は現在、ウイルス感染の拡大を減らすための最良のアプローチです。そのような、 最適な水質を維持することが最も重要です。 エビの免疫応答を高めるためだけでなく。
免疫賦活化合物、 飼料で簡単に投与でき、 感染症の問題を軽減し、その結果、生産量を改善するための解決策になる可能性があります。免疫賦活剤は、システムの細胞と直接相互作用することにより、自然免疫応答または非特異的免疫応答を増強する化合物として定義されます。 それらを活性化する」。
エビの健康状態を改善するために、養殖施設で免疫賦活剤としていくつかの化合物が投与されています。 ペプチドグリカンを含む、 リポ多糖、 オリゴ糖、 ビタミン、 ヌクレオチド、 抗菌ペプチド、 サイトカイン、 プロバイオティクス、 とハーブ、 植物および藻類の抽出物。
免疫賦活剤の作用のいくつかのモードは、クルマエビで使用されています、 例：（i）血リンパ中の食細胞の活性化を通じて病原体の食作用を増強する。 （ii）血リンパの抗菌性および防腐性の向上、 （iii）シグナル伝達およびプロフェノールオキシダーゼシステムの活性化。
すなわち、 植物抽出物は、白血球機能などの非特異的免疫特性を改善することが報告されています。 広範囲の病原体に対して作用します。それにもかかわらず、 免疫賦活剤を投与する際には、その効率が投与のタイミングに依存するため、いくつかの要因を考慮する必要があります。 投与量、 と行動様式。
サポニンは、エビの免疫応答と病原体に対する耐性を改善することが示されている植物抽出物の1つです。 Immune modulation induced by saponins is apparently related to (i) the induction of cytokines like interleukins and interferons, (ii) the formation of complexes between saponins and antigens and their incorporation into cell or endosomal membranes, exposing antigens to cytosolic proteases (which would otherwise be exposed to digestive degradation), and (iii) the inhibition of non-specific processes such as inflammation and monocyte proliferation.
White shrimp contaminated with Vibrio alginolyticus and immersed in saponin solutions showed increased phagocytic activity and greater clearance efficiency, having higher survival rates, proving the immunomodulatory capacity of saponins.
Immune parameters, such as hyaline cells, total haemocyte count, specific α2-macroglobulin activity, respiratory burst, and antioxidant enzyme activity have been shown to increase with saponin supplementation.
Other reports similarly showed the enhancement of bacterial clearance in rainbow trout and the enhancement of chemotactic activity of yellowtail leucocytes.さらに、 another study carried out using the giant freshwater prawn also showed that saponins can modulate the immune system by increasing total haemocyte count and, 最終的には increasing disease resistance.
Besides the established immunostimulant effect, saponins have also been shown to be good vaccine adjuvants, to have antifungal properties, to reduce viral replication, and to induce detrimental effects on protozoa due to their detergent effect on cell membranes. Such properties are important to reduce the load of internal parasites in cultured shrimps.
The use of saponins to reduce the nutrient load of shrimp aquaculture effluents
Shrimp aquaculture is one of major sources of pollution in tropical and subtropical coastal areas due to discharges from culture ponds, creating excessive nitrogen loads from cultured animals' excretion as an end product of protein metabolism.
Ammonia, and its intermediate product nitrite, are highly toxic to aquatic animals, including fish and crustaceans and should be kept to a minimum in order to maintain animal welfare and, したがって、 maximise shrimp survival.
Water quality deterioration due to excess ammonia is a major issue in shrimp aquaculture and has been associated with collapses in production, mainly due to the rapid spread of diseases and physiological stress.
さらに、 nutrient excess may lead to the eutrophication of coastal ecosystems, causing mass mortality events.例として、 for every ton of cultured fish, 44-to-66kg of nitrogen and 7.2-to-10.5kg of phosphorus waste are produced. Several innovative and technological solutions have been proposed, in order to mitigate the pollution induced by pond effluents, such as IMTA, improved pond design, construction of buffer ponds, and bioreactors or bio-filters, in addition to reduction agents to treat effluent water and reduce water exchange rates.
しかし、 the elevated costs of technology, poor planning, and lack of regulation may hamper the use of such innovative methods.したがって、 a straightforward way to reduce the load of nutrients into the coastal environments might be to improve the nutrient composition of feed, given that the dietary requirements and welfare of the animals are still met.
From this point of view, the use of saponins as feed additives is of major interest as plant extracts that contain saponins and glycocomponents are able to bind to ammonia and mediate the conversion of ammonia to nitrite and to nitrate, the latter far less toxic form of nitrogen.
さらに、 HCO3- may react with ammonia to form urea in the presence of saponins. Yucca extracts have been successfully used in livestock husbandry to control ammonia accumulation in the facilities as well as to reduce odour.
According to this latter study, Yucca extracts can also be used in aquaculture facilities. Bioassays using fish and shrimp in both freshwater and saltwater systems have shown that Yucca and Quillaja extracts reduce ammonia when used as feed additives or liquid extracts for water treatment.
例えば、 a Yucca extract added at 6mg.L-1 every 15 days to fish and shrimp systems achieved a 58-60 percent reduction in ammonia as compared to a control system.別の研究では、 the addition of Yucca extract at 430 mg.L-1 to 30 L tanks in a recirculating water system achieved an 82 percent reduction in ammonia.まだ、 the inhibition of ammonia leaching from feces and feed waste and, したがって、 the reduction of ammonia levels in water was improved when Yucca or Quillaja extracts were used as feed supplement as compared to water treatment solutions.
結論
Saponins are important and established feed additives in seafood aquaculture.全体、 and taking into consideration the positive digestive and growth performance effects particularly observed for Pacific white shrimp, there is overwhelming scientific evidence that saponins can notably contribute to boost shrimp aquaculture production and profitability.
さらに、 saponins have shown positive effects in the immune system of aquatic species and their resistance to pathogens. The integration of saponins in aquafeeds is, したがって、 a relevant step to improve animal welfare, control infectious diseases, and further advance health management strategies in aquaculture production.
最後に、 the use of saponins in feed formulations can help fish and shrimp farmers in ammonia management strategies, thereby contributing to the establishment of environmentally friendly production processes in order to achieve the sustainable development goals enacted by the United Nations for 2030.
要約すれば、 the recognised properties of saponins as growth prometers, immunostimulants, parasitic control, and ammonia reducing agents will certainly help seafood farmers to achieve not only higher production levels and profitability, but also establish effective health management strategies and eco-friendly production processes.
