Форелевый корм с соевым шротом

Пища для размышлений: от плотоядных к травоядным

Генетический отбор в сторону травоядности может способствовать устойчивому производству радужной форели

Полностью растительный рацион рыбы был десятилетней программой устойчивого развития аквакультуры. За последнее десятилетие аквакультура стала более восприимчивой к использованию растительных ингредиентов в качестве источников белка или добавок в диетических рецептурах и производству экономически эффективных кормов. 

Соевый шрот – один из самых популярных растительных белков, используемых в кормах для аквакультуры. К сожалению, некоторые виды рыб, особенно хищные, такие как лососевые, не очень хорошо себя чувствуют на диетах с высоким содержанием соевого шрота. 

В процессе производства соевого шрота соевые бобы перед стадией измельчения подвергаются обжарке. Основная цель этого — устранить антипитательные факторы, которые могут оказать неблагоприятное воздействие на благополучие рыб. Несмотря на этап обжарки, некоторые антипитательные факторы (включая, среди прочего, ингибиторы трипсина, фитаты, глицинин и олигосахариды) остаются в зернах. 

Было показано, что эти факторы вызывают энтерит у рыб и воспаление тонкой кишки, очень похожее на болезнь Крона у людей. Энтерит ухудшает здоровье рыб и приводит к плохому росту. К счастью, в долгосрочной перспективе привычки могут влиять на нас на генетическом уровне. После неоднократного и длительного воздействия соевого шрота в экспериментальных установках у некоторых рыб обнаруживаются генетические изменения, которые помогают им справиться с изменениями в рационе. 

Исследовательская группа из Университета Айдахо в сотрудничестве со Службой сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США (USDA-ARS) смогла вывести «вегетарианскую» (травоядную) породу радужной форели, используя генетический отбор, а не модификацию генов. Используя рыбу восьмого поколения, команда сравнила экспрессию воспалительных генов у форели, которой давали диету без соевой муки, и диету с 40-процентным содержанием соевой муки.

Подход
Лаборатория смогла разработать штамм радужной форели, названный штаммом Хагермана (в честь лаборатории), который выбран для выращивания на 100-процентной растительной диете, состоящей примерно на 20 процентов из соевого шрота и почти на 26 процентов из концентрата соевого белка. Штамм Хагермана в настоящее время существует в девятом поколении и характеризуется хорошим ростом и устойчивостью к развитию дистального энтерита кишечника.

Были составлены два рациона, отвечающие диетическим потребностям радужной форели, в которых содержится 40 процентов белка и 20 процентов липидов. Первая диета не содержала соевого шрота, тогда как вторая содержала 40 процентов соевого шрота. Затем рационы случайным образом распределили по 12 бассейнам, в каждом из которых содержалось по 30 рыб (либо штамм Хагермана восьмого поколения, либо коммерческий штамм). 

Рыбам давали корм два раза в день до видимого насыщения, и корм определяли количественно. Эксперимент проводился в течение 12 недель, в течение которых рыб взвешивали и подсчитывали каждые четыре недели. 

Кроме того, при каждом взвешивании по пять рыб из каждого бассейна подвергали эвтаназии с целью сбора образцов дистальных отделов кишечника для анализа экспрессии генов и гистологии. По завершении рыбу взвешивали, подсчитывали, и, помимо рыбы, подвергнутой эвтаназии для сбора дистальных отделов кишечника, по три рыбы из каждого резервуара подвергали эвтаназии для анализа белка, липидов, энергии и влаги всего тела. 

Оставшуюся рыбу вернули в бассейны и предложили корм для сбора фекалий для анализа усвояемости питательных веществ и анализа микробиома, для чего фекалии собирали через 16 часов после кормления. 

Рост выражали в терминах конечной биомассы, привеса и удельной скорости роста (SGR). Также оценивали выживаемость и рассчитывали коэффициент упитанности (K) для оценки состояния тела рыбы. Учитывали потребление корма, рассчитывали коэффициент конверсии корма (FCR), а метаболизм и состояние организма рыб оценивали с использованием гепатосоматических (HSI) и висцеросоматических индексов (VSI), а также выхода филе. 

Симптомы энтерита оценивали гистологически путем измерения толщины собственной пластинки и подслизистой оболочки — тех слоев кишечника, которые при воспалении становятся толще, что затрудняет всасывание питательных веществ. Также были изучены воспалительные гены и гены, участвующие в регуляции иммунных клеток. 

Таблица 1. Показатели роста радужной форели (коммерческой и линии Хагермана) при использовании рационов, содержащих 0 или 40% соевого шрота, в течение 12 недель.
*Удельная скорость роста (SGR, %) = [(ln(конечная масса рыбы(г)) – ln(начальная масса рыбы(г)))/общее количество дней]×100
**Коэффициент кондиции (K) = [рыба вес (г)/(общая длина рыбы в мм)3]×105
***Коэффициент конверсии корма (FCR) = сухой вес потребленного корма (г)/набранный сырой вес (г)

Результаты 
Результаты настоящей работы показали, что штамм Хагермана рос лучше, чем коммерческий штамм, независимо от предлагаемой диеты. Кроме того, вегетарианский штамм имел меньший FCR, чем коммерческий штамм. 

Это означает, что новый сорт радужной форели не только может хорошо расти на экономичных растительных диетах, но и не требует много корма для роста, а значит, его дешевле выращивать. 

Результаты настоящего исследования также свидетельствуют о снижении воспалительной реакции у радужной форели Хагермана, даже когда им предлагали диету, богатую соевым шротом.

Принимая во внимание, что сегодня аквакультура покрывает более половины наших потребностей в морепродуктах, неудивительно, что устойчивое развитие является важным аспектом отрасли. Но когда мы думаем об устойчивости, наши мысли часто переключаются на более заметные ее аспекты, такие как корм, отходы и энергия, и мы склонны забывать заглянуть «поглубже» в саму рыбу. 

И все же гены существуют, и генетический отбор вполне может стать путем к увеличению производства естественно хищных рыб, таких как радужная форель. Будущее устойчивого аквакультурного производства заключается в сочетании генетического отбора с экономически эффективными кормами, экологически чистыми ингредиентами и умными рецептурами.