science-review.ru
Отличительным признаком аквакультуры является выращивание рыб в контролируемых условиях с использованием искусственных комбикормов при недостатке или полном отсутствии в пищевых рационах живых кормовых организмов. При разработке современных рецептур искусственных комбикормов, помимо их обязательной сбалансированности по основным питательным веществам, необходимо также уделять внимание наличию в них эссенциальных биологически активных веществ. К их числу наряду с витаминами и минеральными веществами относятся каротиноиды – природные пигменты, содержащиеся в естественной пище рыб [1–3].
Каротиноидные пигменты являются природными веществами, биосинтез которых осуществляется исключительно растениями и некоторыми микроорганизмами. Животные, в том числе и рыбы, не способны их синтезировать и должны регулярно получать с пищей, так как каротиноиды выполняют в организме целый ряд жизненно важных функций [4–6]. Многочисленными исследованиями доказано, что они принимают участие во всех основных биохимических процессах роста, развития и размножения, являются предшественниками ретинола, способствуют усвоению органических и минеральных веществ через клеточные мембраны, на молекулярном и клеточном уровне предотвращают трансформации, индуцированные окислителями, рентгеновским и ультрафиолетовым излучением, поддерживают стабильность генома и резистентность организма к мутагенезу и канцерогенезу [7–9].
Известно более 700 каротиноидных пигментов, среди которых одним из наиболее распространенных и изученных является бета-каротин. В органах и тканях рыб обнаружено около 40 каротиноидных пигментов и около 20 каротиноидов
Опыт широкого использования бета-каротина в различных отраслях животноводства [10–12] заставил более пристально исследовать возможности его применения и в аквакультуре [13–15].
Использование каротиноидных пигментов в составе специализированных рыбных комбикормов долгое время сдерживалось ограниченностью их источников. Традиционно используемые в нашей стране в 1970–1980-е гг. при производстве комбикормов продукты переработки ракообразных, несмотря на весьма впечатляющие результаты от их применения, не заняли прочного места в составе отечественных кормов, а когда их производство сократилось до критического минимума, им не нашлось замены. Пришедшие на смену естественным источникам каротиноидов синтетические препараты неплохо зарекомендовали себя. Однако из-за ежегодно возрастающей цены, а также сложившейся в последнее время неоднозначности мнений об их физиологическом действии и влиянии на здоровье очевидной является необходимость поиска альтернативных вариантов, направленного в сторону препаратов естественного происхождения.
В настоящее время на рынке кормовых добавок имеется продукт с высокой концентрацией бета-каротина, выпускаемый под торговой маркой «Витатон». Препарат «Витатон», в отличие от традиционно применяемых каротиноидов химического происхождения (астаксантина и кантоксантина), натуральный, с высоким уровнем содержания натурального β-каротина. Данный продукт является биологически активным препаратом биотехнологической переработки кукурузы грибом Blakeslea trispora с концентрацией бета-каротина около 8 %, насыщенным комплексом липидов (в том числе ненасыщенных жирных кислот), свободных и связанных аминокислот, микро- и макроэлементов, а также ряда витаминов [16–18].
Цель исследования: оценка введения в состав искусственных комбикормов для осетровых видов рыб при их аквакультурном выращивании различных дозировок препарата «Витатон» в качестве источника природного бета-каротина, комплекса питательных и биологически активных веществ, а также изучение антиоксидантных свойств испытуемого препарата и динамики содержания каротиноидных пигментов в процессе длительного хранения комбикормов.
Результаты исследования и их обсуждение
Препарат «Витатон» в сухом виде содержит 25–30 % протеина, 55–60 % липидов и 8–9 % зольных элементов.
В составе белка препарата присутствует 19 свободных аминокислот (суммарное содержание в 100 мг препарата – 1,3 мг) и 17 связанных (их суммарное содержание в 100 мг препарата – 9,1 мг). Лимитирующими аминокислотами препарата являются лизин, валин, лейцин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты, аргинин, фенилаланин.
Фракционный состав общих липидов представлен шестью основными фракциями, среди которых преобладают фосфолипиды (18,47 % от суммы), диглицериды (15,60 %), триглицериды (19,76 %), эфиры стеринов (17,57 %). Кроме того, в состав общих липидов входят стерины (14,18 %) и свободные жирные кислоты (14,42 %).
Компонентный состав свободных жирных кислот характеризуется высоким содержанием непредельных жирных кислот олеинового, линолевого и линоленового ряда, а также присутствием ряда непредельных кислот с 20 атомами углерода – пальмитолеиновой, арахиновой и арахидоновой. Отмечено также высокое содержание стеариновой (3,64 %) и пальмитиновой (10,16 %) кислот. Остальные жирные кислоты (с числом атомов углерода от 16 до 24) присутствуют в препарате, хотя и содержатся в меньших количествах.
Особое значение имеет наличие в препарате полного набора эссенциальных элементов (кобальт, медь, хром, железо, йод, марганец, молибден, селен, цинк).
В результате анализа выявлено следующее количество витаминов в 100 г препарата: витамин Е – 27,6 ± 1,8 мг; витамин В1 – 0,195 ± 0,003 мг; витамин В2 – 0,167 ± 0,011 мг; витамин В6 – 0,89 ± 0,02 мг; витамин РР – 1,33 ± 0,01 мг; пантеноловая кислота – 3,5 ± 0,1 мг; витамин В12 – 0,0014 мг; биотин – 0,09 ± 0,004 мг.
В процессе хранения химический состав и качественные свойства комбикормов изменяются под воздействием температуры, влажности воздуха, освещенности и других факторов. Наиболее значительно изменяются липидные компоненты кормов, гидролитическое расщепление и окисление которых приводит к образованию свободных жирных кислот, перекисей и накоплению особенно токсичных продуктов вторичного окисления, например альдегидов, кетонов, оксикислот. В конечном итоге комбикорм становится непригодным, а его дальнейшее использование ведет к ухудшению физиологического состояния рыбы и резкому снижению рыбоводных результатов.
Комплекс проведенных нами ранее рыбоводно-биологических экспериментов на разновозрастных группах осетровых рыб (русский осетр, бестер, ленский осетр, белуга) показал, что ожидаемый эффект от применения препарата «Витатон» в силу его свойств оказался более значимым, чем ожидалось. Введение препарата в комбикорма способствовало значительному повышению интенсивности роста и выживаемости подопытных рыб, существенному снижению кормовых затрат, улучшению физиологического статуса культивируемых гидробионтов, значительной активации биосинтетических процессов [19–21].
Принимая во внимание антиокислительные свойства входящих в состав препарата «Витатон» бета-каротина и токоферола, можно было предположить сочетание в нем свойства ростостимулирующей добавки и ингибитора окислительных процессов, что и определило наш интерес к его апробации в опытах по увеличению сроков хранения комбикормов.
В качестве объектов исследований использовали личинок, годовиков и двухгодовиков следующих видов и гибридов осетровых рыб: русского осетра (Acipenser gueldenstaedtii), ленского осетра (Acipenser baerii), бестера (гибрид белуги Huso huso и стерляди Acipenser ruthenus) и белуги (Huso huso) в аквариальных и производственных условиях.
Результаты наших исследований показали, что при хранении комбикормов с включением в их состав препарата «Витатон» в концентрациях 400, 800 и 1250 мг/кг рациона в течение девяти месяцев наблюдались относительно более медленные отрицательные процессы окисления находящихся в корме липидов по сравнению с контролем (рис. 1–2).
Рис. 1. Кислотное число экспериментальных комбикормов с введением препарата «Витатон» и базовой рецептуры комбикорма после девяти месяцев хранения
Рис. 2. Перекисное число экспериментальных комбикормов с введением препарата «Витатон» и базовой рецептуры комбикорма после девяти месяцев хранения
Кислотное число за период хранения в опытных вариантах повысилось соответственно с 20,0 до 54,2–62,2 мг КОН/г жира, в контроле с 20,0 до 70,4 мг КОН/г жира. Таким образом, по мере хранения комбикорма окисленность жира возрастала, однако присутствие бета-каротина в комбикорме сдерживало процесс окисления жира, причем степень влияния определялась дозировкой препарата «Витатон».
Максимальные результаты были получены при введении в состав комбикормов 800 мг препарата/кг рациона, кислотное число при этом в конце опыта было на 1,1–14,8 % ниже, чем при введении 1250 и 400 мг препарата «Витатон». Перекисное число за первые шесть месяцев эксперимента возросло в опытных вариантах с 0,18 до 0,29–0,34 % йода, в контроле – с 0,18 до 0,44 % йода.
В конце опыта проявилась устойчивая тенденция снижения перекисного числа как в опытных комбикормах, так и в контрольных. Так, уровень продуктов окисления в кормах по истечении девяти месяцев эксперимента в опытных вариантах составил 0,22–0,26 % йода, в контроле – 0,39 % йода.
Нами также были проведены опыты по изучению влияния препарата «Витатон» на степень обогащения комбикормов каротиноидными пигментами и изменение их концентраций в процессе длительного хранения.
Введение препарата «Витатон» в состав кормов способствовало значительному увеличению в них по сравнению с базовой рецептурой уровня каротиноидов, концентрация которых зависела от дозировки препарата.
При введении в комбикорма препарата «Витатон» в количестве, адекватном 32; 64 и 100 мг бета-каротина, фактическая концентрация каротиноидных пигментов оказалась несколько ниже расчетных данных (в среднем на 11,6–22,6 %), составив соответственно 27,4; 52,2 и 89,6 мг/кг корма. Следовательно, при нормированном обогащении комбикормов бета-каротином необходимо увеличивать количество вводимого препарата на вышеуказанную величину.
Степень расходования каротиноидных пигментов в процессе хранения зависит от их концентрации в комбикормах (рис. 3).
Так, при фактической концентрации каротиноидов в 27,4 мг/кг кормосмеси их полное расходование и разрушение наблюдается через шесть месяцев хранения, при концентрации 52,2 и 89,6 мг – через восемь. Содержание каротиноидов в базовой рецептуре проанализированных образцов отечественных комбикормов находится на очень низком уровне (0,4 мг/кг корма), и через месяц пигменты полностью расходуются.
Важнейший фактор повышения эффективности аквакультуры – обеспечение эпизоотического благополучия рыбоводных хозяйств.
В ходе эксперимента в опытных и контрольных бассейнах произошла спонтанная вспышка миксобактериоза, что предоставило нам возможность исследовать эффективность препарата «Витатон» к качестве детоксиканта в течение 42 дней экспериментами на годовиках русского осетра.
При обнаружении признаков болезни в контрольных бассейнах было проведено лечебное кормление рыб окситетрациклином, в то время как в опытных емкостях такой обработки не проводилось. Применение антибиотика позволило снизить повышенную гибель рыб в контрольных бассейнах. Однако по истечении опыта у осетров, потреблявших комбикорма, обогащенные препаратом «Витатон», кумулятивная смертность была на 41,7 % меньше, чем у рыб из контроля. Выживаемость осетра в контроле по окончании опыта составила 74,5 %, тогда как у рыб, потреблявших комбикорма с добавлением препарата «Витатон», где не проводили лечение миксобактериоза – 82 %. Следовательно, введение препарата «Витатон» в состав комбикормов положительно влияет на устойчивость осетровых рыб к заболеванию миксобактериозом (рис. 4).
Рис. 3. Динамика расходования каротиноидных пигментов в процессе длительного хранения комбикормов с введением в их состав различных доз препарата «Витатон»
Рис. 4. Кумулятивная гибель молоди русского осетра в опыте с препаратом «Витатон»
Таким образом, насыщенность препарата «Витатон» бета-каротином, токоферолом, витаминами группы В, витамином РР, биотином, пантеноловой кислотой, комплексом липидов, аминокислот, макро- и микроэлементов позволяет рекомендовать его не только как ростостимулирующую добавку, но также в качестве источника каротиноидных пигментов, эффективного антиоксиданта, способствующего значительно более медленным процессам окисления липидов искусственных кормов, а также детоксиканта, положительно влияющего на устойчивость осетровых рыб к заболеванию миксобактериозом.