Годишното световно производство на водни животни, отглеждани в стопанства, се е увеличило драстично през последните 50 години, като в момента достига 80 милиона метрични тона, което съответства на улова от риболов. Ако приемем настоящия възходящ тренд, прогнозата за следващите 30 години би показала подобно увеличение на производството, което изисква двойно по-голямо от настоящото търсене на водни храни. Само в Испания през 2017 г. са използвани 129 тона фуражи за аквакултури, с 6,8% повече в сравнение с 2016 г. (APROMAR, 2018).
Адекватното използване на хранителни вещества, наложено от ефективността на храносмилателния процес, е ключов фактор, който определя търговския и екологичния баланс между разходи и ползи на сектора на аквакултурите. Тоест, докато усвоените хранителни вещества се използват за растеж (печалба), неизползваните съединения се екскретират като отпадъци (разходи).
Фирмите за фураж се опитват да формулират диети, които отговарят на хранителните нужди на много видове риби, отглеждани във ферми. Въпреки това, ефективността на хидролизата, дължаща се на храносмилането и усвояването на хранителните вещества, зависи и от няколко фактора, свързани с храносмилателния тракт, които почти не са проучени, като вътрешно рН, количеството и функционалността на храносмилателните ензими и времето, което е на разположение за смилане храна (скорост на транзит на храна).
В този контекст симулацията на храносмилателната система с помощта на биореактор (тестове in vitro) ще помогне да се разбере отделното или интерактивно влияние на тези фактори. За допълнително усложняване на нещата, процесът на хранене и храносмилане се управлява от контролна система, която генерира ежедневни ритми, за да помогне на тялото да се справи с предвидими събития в заобикалящата го среда, като например наличието на храна.
Циклите светлина/тъмнина и подаване/бързо са най-мощните синхронизатори в тази система. Въпреки това все още има голяма липса на знания в тази област и много операции, извършвани в аквакултурата, като протоколи за хранене, се решават по емпиричен начин от компании в сектора, като те не са синхронизирани с вътрешните биоритми на различните видове.
Нашата изследователска група в Института по морски науки на Андалусия (ICMAN-CSIC), в сътрудничество с Университета в Алмерия, Университета в Берген (Норвегия) и компанията Sparos Lda. (Португалия), и в рамките на проектите EFISHDIGEST (MINECO, AGL2014-52888-R) и WISEFEED (Програма на Европейския съюз „Хоризонт 2020“, безвъзмездна помощ на Мария Склодовска-Кюри № 691150), са изследвали реалния храносмилателен капацитет, за да повишат своята ефективност при угояването на два вида важни риби за Средиземноморска аквакултура, морска платика (Sparus aurata) и сенегалска подметка (Solea senegalensis).
За тази цел бяха проведени поредица експерименти in vivo за изследване на влиянието на различни протоколи за хранене върху ежедневния модел на различни стомашно-чревни параметри, свързани с храносмилателната функция. С други думи, за всеки вид рибите са разпределени в различни групи, които са хранени с едно и също количество и вид храна, но с различно време за хранене (време и честота).
Резултатите ни показаха, че най-подходящите протоколи за ежедневно хранене за морски и платика са съответно изключително нощно хранене и чести дневни дажби. Тези протоколи вероятно ще доведат до по-висок растеж и по-малко производство на отпадъци. От друга страна, еднократно сутрешно хранене на ден не е подходящо за нито един от двата изследвани вида, особено за морски език.
Използвайки данните, генерирани от тези in vivo експерименти, бяха проведени in vitro анализи в биореактори за допълнителна оценка на споменатите параметри. Биореакторът е устройство с две камери, разделени от полупропусклива мембрана (която прилича на чревен епител), като горната част съдържа смес от храносмилателни ензими и субстрат (който прилича на погълната храна). Малки молекули, освободени чрез хидролиза (аминокиселини и/или редуциращи захари) преминават през мембраната и се определят количествено.
Тези данни бяха използвани за създаване на математически модели, които биха могли да предскажат реакцията на рибата при различни условия. Нашите открития в експериментите in vitro бяха много сравними с физиологичните реакции на рибите, потвърждавайки полезността на тази методология в тези видове изследвания. Освен това тези модели могат да бъдат полезни за производителите на фуражи и рибовъдите да разработят стратегии за хранене/култивиране, които да отговарят на физиологичните изисквания на всеки от тези видове.
Тези резултати са публикувани (Gilannejad et al., 2017 и 2018) или в момента се подготвят, освен че са представени в докторска дисертация (Gilannejad, 2018).
Библиография
ОЦЕНКА. 2018. Бизнес асоциация на производителите на морски култури. Годишен отчет 2018. Аквакултури в Испания 2018. Достъпно на: http://www.apromar.es/sites/default/files/2018/APROMAR_Informe_ACUICULTURA_2018.pdf.
Gilannejad, N., Martínez-Rodríguez, G., Yúfera, M., Moyano, F.J., 2017. Оценка на ефекта на различни фактори върху храносмилателната биодостъпност на протеина от сенегалската подметка (Solea senegalensis); комбинация от методология на повърхността на отговор и анализи in vitro. Аквакултура 477, 28–34. doi: 10.1016/j.аквакултура.2017.04.037
Gilannejad, N., Martínez-Rodríguez, G., Yúfera, M., Moyano, F.J., 2018. Моделиране на храносмилателната хидролиза на хранителните вещества в рибите, използвайки факториален дизайн и функция за желателност. PLoS One 13 (11), e0206556. doi: 10.1371/journal.pone.0206556
Gilannejad, N., 2018. Механизми, участващи в ефективността на процеса на храносмилане при морски риби, отглеждани в стопанства. Докторска дисертация. Университет Кадис. Испания. 207 стр.
Годишното световно производство на водни животни, отглеждани във ферми, се е увеличило драстично през последните 50 години, като понастоящем достига 80 милиона метрични тона, което се равнява на улова от риболов. Ако приемем настоящия възходящ тренд, прогнозата за следващите 30 години би показала подобно увеличение на производството, което ще изисква двойно по-голямо от настоящото търсене на водни храни. Само в Испания през 2017 г. са използвани 129 тона фуражи за аквакултури, с 6,8% повече в сравнение с 2016 г. (APROMAR, 2018).
Правилното използване на хранителни вещества, наложено от ефективността на храносмилателния процес, е ключов фактор, който определя търговския и екологичния баланс на разходите/ползите на сектора на аквакултурите. Тоест, докато усвоените хранителни вещества се използват за растеж (печалба), неизползваните съединения се екскретират като отпадъци (разходи).