CC BY
300
УДК [639.3.043.2:543] :639.371.2
О. Д. Сергазиева, Н. В. Долганова
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫРАЩИВАНИЯ МОЛОДИ ОСЕТРОВЫХ РЫБ НА СТАРТОВЫХ КОМБИКОРМАХ С ГИДРОЛИЗАТОМ ПОВЫШЕННОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ
Многофакторное антропогенное воздействие на водные экосистемы, зарегулирование стока рек, загрязнение и незаконный промысел привели к повсеместному снижению численности естественных популяций осетровых, обусловив появление фермерских хозяйств по выращиванию товарных осетровых.
Для увеличения продукции рыбоводства, в частности осетроводства, на юге России необходимо ускорить развитие и внедрение технологий выращивания молоди осетровых рыб с использованием сухих стартовых комбинированных кормов [1-4].
В настоящее время научные исследования, связанные с вопросами кормления личинок рыб, в России и за рубежом ведутся по трем направлениям: разработка рецептов стартовых комбикормов, массовое культивирование живых кормовых организмов (микроорганизмы, водоросли, беспозвоночные), поиск оптимального соотношения в рационе личинок сухих комбинированных и живых кормов [5]. Для выращивания молоди осетровых рыб стартовые корма, изготавливаемые промышленно, отсутствуют.
Белки живых кормовых организмов являются наиболее полноценными по составу входящих в них аминокислот, что способствует оптимальному росту и развитию молоди осетровых рыб [6]. Кроме того, мелкий зоопланктон богат растворимыми белками и диспергированными азотистыми продуктами - мелкими пептидами, свободными аминокислотами [7]. В условиях рыбоводных заводов и фермерских хозяйств по разведению осетровых, где процесс выращивания живых кормовых организмов является достаточно трудоемким и дорогостоящим, необходимо использовать комбикорма с гидролизатами рыбного сырья, которые являются полноценными заменителями живых кормов. Именно поэтому весьма актуальным является создание нового, доступного белоксодержащего компонента с благоприятной глубиной гидролиза и соотношением белковых веществ с различной молекулярной массой, близкого по составу к живым кормовым организмам для молоди осетровых рыб.
При воспроизводстве молоди следует использовать соответствующее кормовое сырье (рыбные гидролизаты, гидролизаты из гидробионтов), близкое по составу к естественной пище. В настоящее время существует множество научных разработок получения гидролизатов, однако они не учитывают молекулярно-массовое распределение белковых фракций, состав которых может быть приближен к составу естественной пищи [8].
Проведя анализ опубликованных в отечественной и зарубежной литературе данных, касающихся проблем кормления рыб и кормопроизводства в современных условиях, и проанализировав потребности рыб в протеине на ранних этапах онтогенеза и основные источники белка в составе стартовых комбикормов для ценных видов рыб, мы определили цели дальнейших изысканий.
Целью исследований явилась разработка технологии нового деструктурированного белкового компонента из рыбного сырья и оценка эффективности его использования в составе стартового комбикорма для молоди осетровых рыб для последующего выращивания товарной рыбы.
Поставленная цель определила следующие задачи:
— изучить эффективность использования стартового комбикорма с гидролизатом белка;
— оптимизировать параметры изготовления кормового гидролизата из отходов переработки рыб с повышенной биологической ценностью и изучить качественные характеристики кормов с различным количеством гидролизата;
— оценить вкусовое поведение ранней молоди осетровых при использовании стартового комбикорма с новым диспергированным продуктом белка;
— определить влияние нового белкового компонента в составе стартового комбикорма на рыбоводно-биологические показатели ранней молоди осетровых рыб;
— определить физиолого-биохимические показатели рыб, выращенных на стартовом комбикорме с новым гидролизованным белком.
Были рассмотрены технологические приемы увеличения биологической ценности белковых продуктов. За рубежом, в ряде европейских государств, а в последние годы и в России, для кормления молоди осетровых рыб используют датские, норвежские, польские и другие комбикорма. Однако их состав близок к составу лососевых комбикормов, а в рецептах используются неразрешенные заменители (мясная, перьевая мука и др.), поэтому нередко они, как потенциальные источники опасных инфекций, запрещаются для ввоза в Россию [9]. Кроме того, в их составе отсутствуют необходимые для личинок деструктурированные белковые соединения [4].
В последние десятилетия XX в. эффективность стартовых комбикормов для молоди рыб зависела от наличия в рецептурах высокоусвояемых белковых продуктов микробиального синтеза [10]. Физиологическая полноценность и эффективность использования таких кормов при воспроизводстве определялась доступностью протеина для переваривания собственными ферментами рыб в раннем постэмбриогенезе [11, 12]. Однако к 1996 г. российская биохимическая промышленность прекратила выпуск большинства продуктов микробиосинтеза [9], поэтому в настоящее время возникла необходимость поиска новых легкоусвояемых ранней молодью рыб компонентов стартовых кормов, особенно для сельскохозяйственных предприятий по воспроизводству.
Целесообразность включения в состав стартовых комбикормов легкоусвояемых белковых веществ обоснована особенностями строения их пищеварительной системы. При балансировке кормов для рыб качественный состав белка имеет первостепенное значение [13]. На начальных этапах экзогенного питания активность протеазы низка и преобладает мембранное пищеварение. Продукционное действие комбикорма зависит от адекватности содержания в нем белка и физиологической потребности рыб, которая, в свою очередь, определяется уровнем переваримости белков и их дисперсностью [14].
Анализ научной литературы показал, что потенциал отечественной и мировой науки по решению проблемы кормления рыб огромен. Однако исследований, касающихся научно обоснованного использования продуктов диспергированного белка с заданной глубиной гидролиза при разведении осетровых рыб, недостаточно.
Исследования выполнялись в Астраханском государственном техническом университет на базе кафедр «Товароведение, технология и экспертиза товаров» и «Аквакультура и водные биоресурсы», на базе лаборатории кафедры «Биохимия с курсом клиническо-лабораторной диагностики» Астраханской государственной медицинской академии. Производственные испытания проводились на Лебяжьем осетровом рыбоводном заводе (Астраханская область) и в ООО НТЦ «Астаквакорм» (г. Астрахань). Апробирование технологии изготовления проходило в ООО «Биотехсинтез» (г. Астрахань). В качестве объектов исследований использовали русского осетра и стерлядь.
Для изготовления нового белкового компонента использовали отходы рыбоперерабатывающей промышленности и малоценное рыбное сырье, отходы и внутренности осетровых рыб после взятия зрелых половых продуктов методом вскрытия на рыбоводных заводах Астраханской области и измельченную зеленую массу топинамбура. Отходы гидробионтов, образующиеся при их разделке, являются ценным источником биологически активных веществ [15, 16]. Особую биологическую ценность представляет желудочно-кишечный тракт рыб, который является источником специализированных ферментов, гормонов, минеральных веществ, водорастворимых витаминов. Общая протеолитическая активность пищеварительных органов осетровых составляла в среднем 12,2 мкМоль/(г • мин)-1. В связи с этим представляет интерес изучение возможности использования желудочно-кишечного тракта осетровых рыб в качестве гидролизующего агента при составлении реакционной смеси и источника биологически активных веществ в конечном продукте. В качестве консерванта использовали муравьиную кислоту. Введением растительной добавки (измельченной зеленой массы топинамбура) в фаршевую смесь, содержащую муравьиную кислоту, решалась задача по стабилизации саркоплазматических и мио-фибриллярных белков при сублимационной сушке, ускорялся гидролитический распад фрукто-занов и увеличивалась степень растворимости белка. Введение в фаршевую систему растительной добавки также способствовало стабилизации липидов, что подтверждалось соответствующими значениями тиобарбитуровых чисел. Величину тиобарбитурового числа жира определяли стандартным методом по ГОСТ 7636-85. Внешний вид, запах и цвет гидролизата определяли органолептически.
Таким образом, установлены оптимальные параметры процесса гидролиза фарша из мелкой рыбы с добавлением внутренних органов осетровых рыб в качестве гидролизующего агента реакционной смеси. Оптимальным условием для получения продукта гидролиза с глубиной 55-75 % является добавление воды к измельченному фаршу в количестве 0,5 л/кг (соотношение фарш : вода - 1 : 0,5); использование в качестве консерванта муравьиной кислоты в концентрации 2 %; проведение процесса гидролиза в течение 5 дней при рН 4,0 и температуре 45 °С. Для сохранения нативных свойств миофибриллярных белков при сублимационной сушке и стабилизации липидов рекомендуется вводить в гидролизуемую смесь 25 % измельченной зеленой массы топинамбура.
Исследование состава белковых фракций в гидролизуемом сырье, определение высокомолекулярного белка, пептидов и аминокислот выполняли методом гель-проникающей хроматографии на колонке объемом 62 см3, заполненной Sephadex 0-15, 25, 50, 75, 100, 150, 250.
Гидролиз белкового компонента животного происхождения до глубины 65 % обеспечивает оптимальное содержание в гидролизате таких конечных белковых продуктов, как свободные аминокислоты, олигопептиды с М. м. 600-1 800 дальтон (28,7 %), полипептиды с М. м. 2 500-3 700 дальтон (16,56 %), полипептиды с М. м. 4 500-6 500 дальтон (18,6 %), а также низкомолекулярный растворимый белок с М. м. 25-35 тыс. дальтон (18,7 %), белок с М. м. 55-60 тыс. дальтон (8,5 %), 70-76 тыс. дальтон (8,7 %) и высокомолекулярный белок с М. м. 120 тыс. дальтон (1,5 %). Наличие легкогидролизуемых полипептидов с М. м. до 1 000 дальтон позволяет эндопротеазам ранней молоди быстро адаптироваться к такой структуре белка [7, 12, 17].
Изучение аминокислотного состава компонентов комбикормов проводили на анализаторе «НйасЫ» КЬЛ-3Б после 24-часового гидролиза №С1 по прописи фирмы. Полученный белковый продукт богат лейцином, ароматическими аминокислотами: фенилаланином и тирозином и, особенно, лизином, что характерно для белка животного происхождения. Лимитирующими аминокислотами являются триптофан (скор - 70 %, первая лимитирующая аминокислота), серосодержащие аминокислоты (метионин и цистин, скор 82,9 %) и валин (86 %). Таким образом, новый белковый гидролизат может использоваться в составе стартовых комбикормов для ранней молоди рыб.
В настоящее время разработаны комбикорма, содержащие в своем составе диспергированные продукты белка [17-20]. Однако новый гидролизат по общему химическому составу и молекулярным характеристикам белковых фракций значительно отличается от ранее использовавшихся адекватных источников протеина. В связи с этим были проведены исследования по определению оптимальной нормы введения в комбикорм нового гидролизата. Опытные партии сухих комбикормов изготавливали в лабораторных условиях методом влажного прессования.
Выращивание ранней молоди осетровых рыб в лабораторных условиях проводили в бассейнах (площадью 1 м2) установки замкнутого водоснабжения, в производственных условиях -на Лебяжьем ОРЗ - в пластиковых прямоугольных бассейнах при прямоточном водоснабжении. Взвешивание и измерение рыбы проводили согласно рекомендациям И. Ф. Правдина. Для характеристики интенсивности роста использовали показатели абсолютного и среднесуточного приростов, среднесуточной скорости роста. Для изучения эффективности частичной замены рыбной муки на новый гидролизат были разработаны 5 вариантов кормосмеси с включением
5, 10, 15, 25 % гидролизата и контроль - корм без гидролизата. Показатели качества в полученных рецептурах оценивали по уровню жира, протеина, клетчатки, безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ), энергетической ценности, энерго-протеиновому отношению, количественному содержанию аминокислот, определенных расчетным методом [21] с использованием справочных материалов [19, 22]. Лучшие результаты выращивания личинок русского осетра были получены при введении в состав комбикорма 10 % гидролизата. В этом варианте отмечен самый высокий среднесуточный прирост - 8,74 %, тогда как в контроле - 7,61 %. Выживаемость рыб в этих вариантах также различалась и составляла 78 % (10 % гидролизата) и 62,5 % (контроль -без гидролизата).
В соответствии с Ветеринарными правилами и нормами безопасности кормов, кормовых добавок и сырья основным показателем безопасности кормовых компонентов является наличие ряда патогенных микроорганизмов. Результаты бактериологических анализов показали, что патогенная микрофлора в образцах гидролизата отсутствовала и не проявлялась в течение 6 месяцев хранения. Общая бактериальная обсемененность за весь период хранения не превышала 3 • 105 КОЕ/г.
Общий химический анализ кормов, компонентов и мышечной ткани рыб выполняли по общепринятым методикам. Для определения биологической ценности белков в комбикормах рассчитывали аминокислотный скор. Энергетическая ценность всех вариантов комбикормов находилась в пределах 1 378-1 435 кДж/100 г корма. Отмечали, что содержание протеина соответствовало оптимальным для молоди осетровых рыб значениям. Максимальный уровень жира был отмечен при введении в состав комбикорма 25 % гидрролизата.
Опыты по определению степени привлечения рыб пищевым аттрактантом проводили в лабораторных условиях. Определяли способность тестируемой рыбы находить пищевые объекты по запаху. Результаты выращивания молоди осетровых рыб оценивали по рыбоводнобиологическим и физиологическим показателям.
Для анализа гематологических показателей кровь у молоди брали из хвостовой артерии путем отсечения хвостового стебля.
Биологическая ценность комбинированных кормов определяется прежде всего соотношением аминокислот и их доступностью для усвоения организмом рыб.
Содержание нейтральных липидов, соотношение фосфолипидов к общим липидам, жирнокислотный состав липидов кормов в различных вариантах комбикормов с введением гидролизата в количестве 10 % были достаточно близкими к таковым в неоплодотворенной икре осетровых рыб, что, безусловно, является основным положительным фактором их использования при выращивании ранней молоди.
Таким образом, использование в составе стартовых комбикормов 10 % гидролизата привело к улучшению рыбоводно-биологических показателей, а также к увеличению уровня активности ферментов, осуществляющих гидролиз как белковых, так и углеводных компонентов корма.
Эффективность введения 10 % гидролизата в состав стартового комбикорма была подтверждена в производственных условиях. В качестве контроля использовали комбикорм Aller Performa, аналогичный по составу питательных веществ. Результаты испытаний стартового корма с диспергированным продуктом белка, полученные за первые 25 суток, показали его достаточно высокое продуктивное действие.
В связи с тем, что импортный комбикорм, используемый в контрольном варианте, не содержит легкодоступного протеина, в этом варианте применяли комбинированное кормление, т. е. чередование раздачи рыбам сухого комбикорма и живых кормовых организмов. В результате экспериментов было установлено, что показатели среднесуточного прироста и выживаемости при использовании комбикорма с гидролизатом были сопоставимы с таковыми в группе рыб, выращенных при комбинированном кормлении. Таким образом, кормление молоди осетровых комбикормом с гидролизованным белком позволило сократить затраты на выращивание живых кормовых организмов. Аналогичные результаты были получены при выращивании личинок русского осетра в производственных условиях.
Установлено, что при выращивании молоди на втором этапе (выращивание до 3 г) использование комбикорма с добавлением 10 % гидролизата предпочтительнее, чем использование комбикорма зарубежного производства. В этом варианте отмечали значительное увеличение темпа роста молоди. При исключении из рациона молоди контрольного варианта живых кормовых организмов в первые несколько суток наблюдали гибель некоторых особей. Выживаемость молоди в конце периода выращивания на комбикорме с гидролизатом была на 11-12 % выше, чем в контрольном варианте.
При проведении оценки пищевой реакции молоди русского осетра на кормовые компоненты установлено, что рыбный гидролизат обладает заметным привлекательным запахом для молоди русского осетра. В целом комбикорм, содержащий рыбный гидролизат, отличался лучшим привлекательным действием, чем комбикорм без гидролизата.
Таким образом, исследования позволили установить высокую пищевую привлекательность нового белкового гидролизата для ранней молоди осетровых рыб. Применение этого комбикорма при выращивании осетровых рыб позволит ранней молоди лучшим образом адаптироваться к условиям окружающей среды и преодолеть один из наиболее критических периодов развития - переход на активное питание, когда смертность рыб наиболее вероятна. Его состав максимально приближен к составу естественных кормовых компонентов. Использование стартовых комбикормов такого уровня позволяет разработать технологии выращивания молоди на интенсивной основе - в искусственно созданных условиях и без использования живых кормовых организмов.
При изучении гидролитической активности слизистой кишечника молоди русского осетра, выращенной на комбикорме с различным содержанием гидролизата, было выявлено, что уровень активности нейтральной протеазы в слизистой кишечника увеличился.
При введении в состав рецептов комбикормов новых компонентов необходимо обращать внимание на физиологическое состояние выращенных рыб. Анализ химического состава тела рыб после завершения экспериментов не выявил значительных различий между вариантами.
Анализ химического состава тела выращенной молоди русского осетра и стерляди показал, что количество основных питательных веществ в теле рыб находилось в пределах нормы. Кроме того, следует отметить, что при выращивании молоди осетровых рыб на комбикорме с добавлением нового гидролизата увеличивалась интенсивность накопления основных питательных веществ в теле.
При изучении красной крови выращенной молоди осетровых рыб отмечено, что во всех вариантах показатели были в пределах принятых физиологических. Однако выявлено незначительное увеличение уровня гемоглобина и гематокрита при использовании комбикорма с новым белковым компонентом.
Таким образом, анализ комплекса рыбоводно-биологических и физиологических показателей выращенных рыб позволил установить высокую эффективность использования нового продукта диспергированного белка в составе стартового комбикорма для ранней молоди осетровых рыб. Комбикорм с использованием нового продукта гидролиза отвечает физиологическим потребностям молоди осетровых рыб в основных питательных веществах и способствует быстрому росту и высокой выживаемости при низкой себестоимости корма.
Впервые дана оценка эффективности включения в состав стартового комбикорма нового продукта диспергированного белка с высокой глубиной гидролиза - 65 %, что обеспечивает нормальное развитие у личинок осетровых рыб ферментного комплекса протеаз.
Оптимизированы параметры изготовления белкового компонента на основе рыбного сырья и обоснована возможность его применения в составе стартовых комбикормов при воспроизводстве осетровых рыб. Проведены производственные (опытно-промышленные) испытания стартового комбикорма с новым белковым компонентом, использование которого позволяет сократить потребность в живых кормах при разведении осетровых.
Рекомендуется использовать гидролизат рыбного сырья с глубиной гидролиза 65 % и оптимальным составом белковых компонентов в составе стартовых сухих комбикормов для воспроизводства осетровых рыб. Результаты исследования позволяют повысить эффективность выращивания молоди осетровых рыб на фермерских хозяйствах по товарному выращиванию.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Концепция развития товарного осетроводства в России / Ю. П. Мамонтов, Н. Е. Гепецкий, В. М. Воронин, М. С. Чебанов // Конгресс ихтиологов России, Астрахань, сентябрь 1997 г.: тез. докл. -М.: Изд-во ВНИРО, 1997. - С. 287.
2. Дубинина В. Г. Эколого-рыбохозяйственные проблемы внутренних вод России // I Конгресс ихтиологов России, Астрахань, сентябрь 1997 г.: тез. докл. - М.: Изд-во ВНИРО, 1997. - С. 110.
3. Баранникова И. А., Никоноров С. И., Белоусов А. Н. Проблемы сохранения осетровых в современный период // Осетровые на рубеже XXI века: тез. докл. Междунар. конф. - Астрахань, 2000. - С. 7-9.
4. Пономарев С. В., Пономарева Е. Н. Биологические основы разведения осетровых и лососевых рыб на интенсивной основе: моногр. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2003. - 256 с.
5. Кренке Г. Я. Использование живых кормов в товарном рыбоводстве // Обзор. инфор. ЦНИИТЭИРХ. Сер.: Рыбохозяйственное использование внутренних водоемов. - М., 1981. - Вып. 2. - 54 с.
6. Сырбулов Д. Н. Оптимизация методов содержания и кормления ремонтно-маточного стада стерляди в условиях Нижней Волги: автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Астрахань, 2005. - 23 с.
7. Остроумова И. Н. Биологические основы кормления рыб. - СПб.: ГосНИОРХ, 2001. - 372 с.
8. Долганова Н. В. Разработка экологически чистых технологий белковых кормовых продуктов на основе вторичных ресурсов рыбной промышленности: автореф. дис. ... канд. техн. наук. - М., 1997. - 48 с.
9. Матишов Г. Г., Пономарев С. В., Пономарева Е. Н. Инновационные технологии индустриальной аквакультуры в осетроводстве. - Ростов н/Д: Изд-во ЮНЦ РАН, 2007. - 368 с.
10. Остроумова И. Н. Применение продуктов микробиологического синтеза в кормлении рыб // Тез. докл. Всесоюз. симпоз. с междунар. участием «Белковые продукты микробиологического синтеза: анализ качества, медико-биологическая оценка и эффективность применения в сельском хозяйстве». -М., 1989. - С. 91-92.
11. Ильина И. Д., Турецкий В. И. Физиолого-биохимические предпосылки введения белковых гидролизатов в стартовые комбикорма для рыб // Вопросы ихтиологии. - 1988. - Т. 28, вып. 5. - С. 828-836.
12. Пономарев С. В. Биологические основы кормления лососевых рыб в раннем постэмбриогенезе: авто-реф. дис. ... д-ра биол. наук. - М., 1996. - 373 с.
13. Комбикорма для рыб. Производство и методы кормления / Е. А. Гамыгин, В. Я. Лысенко, В. Я. Скляров и др. - М.: Агропромиздат, 1989. - 168 с.
14. Пономарев С. В. Новые комбикорма и методы кормления сиговых рыб в аквакультуре: автореф. дис. ... канд. биол. наук. - М.: ВНИИПРХ, 1987. - 24 с.
15. Технология продуктов из гидробионтов / С. А. Артюхова и др. - М.: Колос, 2001. - 496 с.
16. Биотехнология морепродуктов / Л. С. Байдалинова, А. С. Лысова, О. Я. Мезенова и др. - М.: Мир, 2006. - 560 с.
17. Пономарева Е. Н. Оптимизация методов выращивания объектов индустриальной аквакультуры на ранних этапах онтогенеза: дис. ... д-ра биол. наук.- М.: ВНИИПРХ, 2003. - 336 с.
18. Новый подход к созданию стартовых кормов для ценных рыб / Ю. А. Бойков, А. Г. Мухленов, Е. А. Г амыгин, Ж. Т. Дергалева // Рыбоводство и рыболовство. - 2001. - № 2. - С. 2-3.
19. Технологии выращивания и кормления объектов аквакультуры юга России / С. В. Пономарев, Е. А. Гамыгин, С. И. Никоноров и др. - Астрахань: Нова плюс, 2002. - 264 с.
20. Чипинова Г. М. Технологические особенности кормления молоди осетровых рыб при индустриальном выращивании: автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Астрахань, 2006. - 25 с.
21. Щербина М. А., Гамыгин Е. А. Кормление рыб в пресноводной аквакультуре. - М.: Изд-во ВНИРО, 2006. - 360 с.
22. Кормление птицы / В. И. Агеев, И. А. Егоров, Т. М. Околелова, П. Н. Паньков. - М.: Агропромиздат, 1987. - 322 с.
Статья поступила в редакцию 7.04.2011
INCREASE IN THE EFFICIENCY OF STURGEON FRY CULTIVATION ON STARTING COMBINED FEED WITH HYDROLYZATE WITH IMPROVED BIOLOGICAL VALUE
O. D. Sergazieva, N. V. Dolganova
A new albuminous component is developed on the basis of fish raw material with the hydrolysis depth of 65 %. The opportunity of its application in the structure of starting dry combined feed is proved at the sturgeon reproduction. Industrial (experimental-industrial) tests have shown that the application of starting combined feed with a new albuminous component enables to reduce the need in alive feed at the sturgeon cultivation.
Key words: artificial reproduction, sturgeon, hydrolyzate, starting combined feed, fry.
