水生飼料中のスピルリナ粉末の使用は何ですか?

水産養殖は世界の一つです'の最も急速に成長している産業、および持続可能な開発を達成する方法は、養殖業界が直面している主な問題です。この中で、人工化合物飼料は養殖産業の持続的発展に重要な役割を果たすことが明らかになってきている。魚粉は、アクアファイドの中で最高品質のタンパク質源として、高タンパク質含有量、バランスのとれたアミノ酸組成、高い消化性、良好な嗜好性と魅力、低炭水化物、抗栄養因子の欠如などの他に類を見ない優位性を有しており、様々な機能性物質を含んでいる[1]。しかし、種子の魚粉への需要が強いこともあり、価格が上昇しています。このため、種子の魚粉への依存を減らすことは、現在、重要かつ喫緊の課題となっています。中国は水産大国として、輸入約1×106 t毎年fishmeal(総生産量がfishmealでグローバルは四×106、毎年5×106 t)、を見い出すことは非常に难易度が特に急がれるです輸入fishmeal依存度を減らすいる[2]。

植物タンパク質大豆食事などに比べて価格競争力があるfishmeal、他にも多くの点で不利な、低タンパク、不足はアミノ酸スレオニンメチオニンなど制限したが、纎維及び多糖类をnon-starch多含有の、低消化その大不良及び大量のanti-nutritional要因[3]。微細藻類のような単一細胞タンパク質源は、植物タンパク質の欠点を補うと考えられている。スピルリナを原料とするスピルリナ粉末は、魚粉の代替飼料として広く知られています。本稿では,国内外の最新の研究成果を併せて,近年の水生飼料へのスピルリナ粉の適用状況を概観するとともに,スピルリナ粉の適用展望を展望し,スピルリナの開発・利用の参考とする。

1 .スピルリナ農業の現状

スピルリナ is のcommにname ためorganisms でのgenus Spirulina, which belong にのphylum Cyanobacteria, class Cyanophyceae, order Spirochaetales, とfamily Spirochaetaceae. スピルリナis an ancient prokaryotic organism にEarth, とのhistory のlife の3.5 billiにyears [4]. In 1967, CLEMTのFrance とJEANLEONARD のBelgium isolated とcultu赤いSpirulina, とのtechnology hとしてbeen widely used since then [4]. The continuous maturity ののtechnology とhuge market demとhave led to のgrowing output のspirulina. After decades のdevelopment, Chinのhとしてbecome のworld'のスピルリナ原料の最大の生産[5]。zhang xuechengら[6]は、中国のスピルリナの栽培面積は約750×104 m2で、60以上の栽培拠点があると推定している。スピルリナ粉末の年間生産量は9,600トンで、世界の80%を占めています'の合計出力[6]。

2スピルリナ粉末の栄養成分

スピルリナ粉スピルリナを高温で洗浄、濾過、噴霧乾燥させた後の製品を指す[7]。現在、スピルリナ粉の大規模栽培と生産に使用されている主な種は、スピルリナplatensisとスピルリナmaxima[7]です。スピルリナは栄養素が豊富です。スピルリナから作られた乾燥粉末は、藻類の乾燥重量によって60% ~ 72%の粗タンパク質、5% ~ 10%の粗脂肪、および6% ~ 8%の灰を含んでいます[8-9]。スピルリナ粉末は、非常にバランスのとれたアミノ酸プロファイルを有し、水生動物のアミノ酸要件を満たすことができます[10-11]。高品質のタンパク質源である(表1)。スピルリナ粉はまた、ビタミン、ミネラル、ビタミンa、ビタミンeおよびビタミンb群、特にビタミンb12などが豊富である[10、12]。スピルリナ粉质もpolyunsaturated脂肪酸を豊富に含む果物で、のγ-linolenic酸のうち、40%を占めて脂肪酸[13]。また、スピルリナゼオライト粉末bioactiveの成分をたくさんも含まれ、スピルリナ多糖类などβ-carotene、zeaxanthin、phycobiliproteins、生酵素や有機鉱物がになどをスピルリナは生理作用させるよう免疫力アップなど、アンチエイジング、脂血症を引き下げ、血圧低下、推進し、たんぱく质が合成されて、抗がんなどしてきた機能食品で広く使われている製薬健康補助食品供給装置で、化粧品などます。[14]ます

3スピルリナ粉末の水生飼料への応用に関する研究

飼料成分の栄養成分の分析に加えて、水生動物の嗜好性や消化性、成長性、免疫性、品質などの観点から、その応用可能性を総合的に評価する必要がある[15]。

3.1スピルリナ粉末の消化性

There are relatively few reports にの消化のspirulinのpowder でaquatic animalsしかし、スピルリナ粉はセルロースが少なく、細胞壁が非繊維で、抗栄養因子がほとんど含まれていないため、水生動物がよく消化吸収できると考えられています。これまでの研究では、スピルリナ粉の乾燥物とタンパク質の見かけの消化率は、北極イワナ(サルベリヌス)が77.9%と88.2%[体重(315±82)g]、大西洋イワナ(サルモサラール)が82.1%と84.7%[体重(745±117)g]でした。 [16]。nile テラピア(oreochromis niloticus)(平均体重20 g)は、スピルリナ粉で86.1%のタンパク質消化率、個々のアミノ酸で93%以上の消化率を達成した[17]。スピルリナ粉末の見かけのタンパク質消化率は86.8%であり、魚粉の見かけのタンパク質消化率(83.6%)よりも高かった[18]。これらの研究は、スピルリナ粉末がタンパク質含有量とタンパク質消化率の点で魚粉の高品質な代替タンパク質源として使用できることを示しています。

3.2飼料嗜好性に対するスピルリナ粉末の影響

スピルリナ粉末の嗜好性は、主にヌクレオチド、グルタミン酸などを含む低分子量の水溶性物質に由来する[19]。これらの物質の組み合わせは、優れた誘引物質を形成しますが、スピルリナ粉末の魅力や嗜好性に関する研究はほとんどなく、エビへの応用例は限られています。jaime-ceballosらは[20]、litopenaeus schmittiが5%のスピルリナ粉末を添加した飼料を優先的に摂取したと報告した。silva-netoら[21]は、低魚食に0.5%のスピルリナ粉末を添加すると、litopenaeus vannameiに対して有意な摂食促進効果があることを明らかにした。この摂食促進効果は、スピルリナ粉中のヌクレオチドやいくつかのアミノ酸、特にグルタミン酸の含有量の高さに関係していると推測されます。

3.3水生動物の成長に対するスピルリナ粉末の影響

3.3.1魚粉の低比率代替

Six groups のfeeds were prepa赤いによってadding 0, 0.5%, 0.75%, 1%, 1.5% と2% spirulinのpowder to のfeed. The ナイルテラピアwere 供給ため3 months. At the end のthe experiment, the weight gaでと特定成長rate were significantly higher than those のthe control group, とthe 2% group ナイルテラピアbeing 1.8 times と1.3 times thでのthe control group tilapia, respectively [22]. In an experiment とthe rock bream (Oplegnathusfasciatus), 代わりに5% のthe 魚食事とspirulinのpowder significantly increased weight gaで(32.5 g と26.6 g, respectively), specific 成長rate (0.81% と0.68%), タンパク質efficiency (1.04 と0.91), とsignificantly reduced the 飼料conversiにcoefficient (1.98 と2.25). 時the proportiにのspirulinのpowder wとしてincreased to 15%, there wとしてno 効果に成長性能[23].

When 5% spirulinのpowder wとしてadded to the 飼料の黄金バーブ(Puntius gelius), it also significantly increased the weight gaでとspecific 成長rate のthe fish. respectively, 26% と75% higher than the control group [24]. ADELet al. [25] found the same results after adding 5% to 10% スピルリナpowder と給European チョウザメ(Husohuso). The weight gain, specific 成長rate とfeed coefficient were 36.41 g, 2.78% と1.72, respectively, which were significantly higher than those のthe control group (23.16 g, 2.22% と2.18). KIMet al. [26] replaced 6.8% のthe 魚食事でthe feed のflounder (Paralichthys olivaceus), とthe weight gaでとgrowth のthe 魚were not affected. TEIMOURI et al. [27] replaced 魚食事と0, 2.5%, 5%, 7.5%, と10% spirulina powder wとしてused to replace 魚食事でthe feed の虹マス(Oncorhynchusmykiss). It wとしてfound that there wとしてno significant difference compared とthe control fish 食事feed group. The weight gain, specific growth rate, とfeed coefficient のthe 10% group were 130.7g, 1.39% と1.03, respectively, which were basically no lower than those のthe control group (120.7g, 1.32% と1.13). SIRAKOV et al. [28] used spirulina powder to replace 10% fish 食事とfeed rainbow trout, とthere was no significant difference 成長とfeed coefficient compared with the control whole fish 食事group. In summary, the above studies have shown that adding the right amount のspirulina (2.5% to 10%) to the feed はa significant positive effect にthe growth のaquatic animals and can also save にfeed usage.

3.3.2交換魚粉の高い割合

olvera-novoaら[29]は、nile tilapiaに40%の魚粉ではなくスピルリナ粉を12週間投与したところ、体重増加、特異的成長率、飼料係数、タンパク質効率および魚粉飼料群に有意差はなかったと報告した。guppies (poecilia reticulate)の食物では、スピルリナ粉が魚粉の40%を置換しても、体重増加、比成長率、飼料係数、生存率に影響しなかった[30]。abdulrahmanら[31]は、コイ(cyprinus carpio)の餌の20%をスピルリナ粉末で代用した。魚食対照群に比べ、20%群の鯉の体重増加量は対照群の1.8倍と大幅に増加した。著者たちは、コイの餌中の魚粉をスピルリナ粉に部分的に置き換えることで、コイの成長を促進できると考えている。

el-sayed[32]によると、スピルリナ粉末は、大鵬湾のヒラメダイの飼料中に含まれる魚粉の50%を代替することができる。palmegianoら[33]は、スピルリーナ粉を魚粉(20% ~ 60%)の代わりに使用し、シベリアチョウザメ(acipenser baeri)を1 ~ 2週間飼育した。置換水準が60%に達しても、成長率とタンパク質効率(2.72)は対照群(1.90)より高く、飼料係数(1.22)は対照群(1.39)より低かった。スピルリナが魚粉の75%を置換した結果、体重増加(5.56 g)、タンパク質効率(3.32%)、タンパク質沈着率(45.08%)が魚粉対照群(4.32 g、2.63%、37.07%)より高かった[34]。別の研究では、鯉の場合、魚粉100%をスピルリナ粉に置き換えても、鯉の体重増加、比成長率、飼料係数、タンパク質効率は低下せず、たんぱく質の付着率は上昇した[35]。

別のcyprinid魚であるcatla catlaでは、魚粉の100%をスピルリナ粉末に置き換えても、体重増加、比成長率、飼料係数、タンパク質効率を低下させなかった[36]。メコンオオナマズ(pangasianodにgigas)での研究の結果も、魚粉をスピルリナに完全に置き換えることが可能であり、その成長に有意な影響はなかったことを示した[37]。スピルリナ粉をバナメエビに与えた魚粉の75%を交換しても、50日後の体重増加、特異的成長率、タンパク質効率、生存率に影響はなかった。しかし、魚粉を完全に置き換えると、体重増加と飼料転換が有意に減少した[38]。

しかし、radhakrishnanら[39]は、スピルリナ粉末がrosenbergii macrobrachiumの飼料中の魚粉を完全に置き換えることができ、25 ~ 75%の置換群の成長が魚粉対照群の成長よりも有意に高かったことを明らかにした。以上の研究結果から、スピルリナ粉を一定量の魚粉(25% ~ 75%)に置換しても、ほとんどの養殖動物、特に草食魚や雑食魚の成長に悪影響を与えないことがわかりました。魚粉群よりも優れていますが、魚粉を大量に交換した場合、特に完全に交換した場合(>75%)は、成長と飼料利用を阻害する可能性があります。その理由は、魚粉に含まれる特殊な機能性物質が完全に置換されていないためと考えられ、実験によってより深く研究する必要がある。一方、スピルリナ粉は、食虫魚の飼料としてはまだ詳細かつ広範囲に研究されておらず、食虫魚によるスピルリナ粉の利用効果を実験的に検証する必要がある。

3.4水生動物の免疫に対するスピルリナ粉末の影響

スピルリナproteins, polysaccharides and β-carotene でspirulina powder can improve the 免疫のfarmed animals. The polysaccharides contained でmicro藻have an immune-enhancing effect. When applied to aquatic feeds, they can help to improve the disease 抵抗のfarmed animals. ANDREWSet al. [40] found that after adding 1% to 4% spirulina powder to the feed のLabeorohita, the total number の血red blood cells, hemoglobin, and 白いblood cells increased significantly, as did the total serum protein, albumin, globulin, and respiratory burst activity. After 60 days のfeeding, the 生存rate のLeptobarbus rutilus fed spirulina (70%) was significantly higher than that のthe control group (45%).

abdelら[41]も、1%のスピルリナ粉末を供給したナイルティラピアで同じ効果を見出した。aeromonas hydrophilaに感染した後、1%のスピルリナ(10%)を与えたナイルティラピアの累積死亡率は、対照群(80%)よりもはるかに低かった。kimら[26]はまた、餌にスピルリナ粉末を3.4%添加した後、ターボットのリゾチーム活性および呼吸バースト活性が有意に増加したことも明らかにした。watanukiら[42]は、鯉にスピルリナを5日間投与したところ、対照群に比べて腎臓の白血球貪食活性およびスーパーオキシドアニオン含有量が有意に高かったことを明らかにした。Vannameiエビ6を注入し20μg・てろ助けスピルリナ抽出高等phagocyticいた携帯電話ビブリオ菌alginolyticus数より海老が著しく低いでuninjected制御グループビブリオ菌alginolyticus感染72以来h[44]。chenら[45]はまた、3% ~ 6%のスピルリナ粉末を添加したバナミビルエビの摂食も、リゾチームおよび食作用が高く、ビブリオアルギノビティクス感染後の生存率(それぞれ70%および30%)が高いことを見いだした。スピルリナ粉はエビのビブリオアルギノリビオ感染に対してクリアリング効果を有する(試験群では40 ~ 60%、対照群では0%)。

3.5水生動物の品質に対するスピルリナ粉末の影響

The 品質のaquatic animals includes their nutritional composition, flavor substance content, physical characteristics のthe muscles and 体color, meat color, and organolepticqualities. Adding spirulina powder has no effect にthe maでnutritional components のaquatic animals, such as moisture and protein, but significantly reduces their fat content [46-47]. For example, KHANZADEHet al. [48] found that the 体fat content のthe hair-footed perch (Trichopodustrichopterus) gradually decreased as the proportiにのspirulina replacing fish 食事increased. The body fat content のthe 20% group was だけ8%, about half the fat content のthe control group (15%). TEIMOURI et al. [49] and JAFARI et al. [50] also found that after replacing 5% to 10% のthe fishmealwith spirulina powder, the total fat, saturated 脂肪acids, and unsaturated fatty 酸でthe rainbow trout meat のthe spirulina-fed group were lower than those でthe fishmealcontrol group, while the content of polyunsaturated fatty acids, especially EPのand DHA, was higher than that of the control group. Some studies have shown that the polyphenols でspirulina may be one of the reasons ためthe decline in fish fat in the spirulina group [23, 47]. However, the mechanism by which spirulina improves the fatty 酸宣誓証言ratio of aquaculture animals and significantly 増加the content of polyunsaturated fatty 酸needs further in-depth research.

スピルリナ粉の形のカロチノイド色素を主にβ-caroteneとzeaxanthin水生動物の体色や筋肉色素の含有量を増やすために使用することができます[51]。zhang xiaohongら[52]は、スピルリナを飼料に添加すると、血液インコ(cichlasoma citrinellum×c . synspilum)の体色が効果的に改善することを発見した。皮膚の色素含有量は、スピルリナの添加量(0 ~ 15%)とともに増加します。15%群の全皮膚カロテノイド含有量は54.62 mg・kg−1で、対照群(34.02 mg・kg−1)より有意に高かった。zhiqiang jiangら[53]も、スピルリナの添加量の増加(0 ~ 15%)に伴い、尾鰭および皮膚カロテノイドおよびコイ(cyprinus carpiohaematopterus)の赤色値が徐々に増加することを発見した。

 jamesら[54]は、メカジキ(xiphophorus helleri)を用いた実験でも同じ傾向を示している。尾鰭、皮膚、筋肉の総カロテノイド含有量もスピルリナの添加により有意に増加した(0 -8%)。8%のグループは、対照群と比較してそれぞれ200%、105%、および228%の増加を示しました。muthu&の食事に2.5% ~ 10%スピルリナ粉末を追加した後#39の橋鯛(pseudotropheus acei)、魚の黄青色'の体表面が暗くなり、カロテノイド含有量も大幅に増加した。10%群は対照群と比較して105%増加した[55]。ボティア・ダリオにスピルリナ粉を2.5% ~ 10%添加した後、皮膚および筋肉のカロテノイド含有量は、スピルリナを添加しない対照群よりも有意に高く、それぞれ47%および42%増加した[56]。

teimouriら[27]は、ニジマスでも同じ結果を示した。ニジマスのカロテノイド含有量は,飼料にスピルリナ粉を添加すると増加し,添加しない群と比較して赤色(a*),黄色(b*)が有意に高かった。甲殻類の研究結果は魚類の研究結果と一致しています。例えば、liaoら[57]によると、モノドンpenaeusの飼料にスピルリナ粉末3%を添加すると、カロテノイド含有量が最も高く12.02 mg・100 g-1が得られ、主成分はアスタキサンチン(全色素の70%)である。zhangら[58]によると、スピルリナ粉(2 ~ 10%)の摂食量を増やすと、成体のカラミカニの体色も深くなり、6%のスピルリナ粉を加えると、すでに体色が最大化していた。公直ら。[59]カロチノイド色素のコンテンツが頭をアスタキサンチン、中華民族の胸部殻カニ豊年を大きく上回って2%台して総无添加の制御グループスピルリナゼオライト粉末を養う中国カニ豊年を、それぞれ増加86%、130%。これらの結果は、甲殻類がスピルリナのカロテノイド、特にゼアキサンチンをアスタキサンチンに変換し、効果的に蓄積することができることを示している[60]。

4まとめと展望

大量応用研究に示される各種養殖動物がスピルリナ粉だけではなく反映栄養価は高いものの、しかし、も多様な機能水生動物影響い(病気に抵抗できる強化その大性の改善などを増やす内容も盛り込んで水生動物のpolyunsaturated脂肪酸による体色の効果)、と応用可能性が大きいと思います。」養殖業の発展と生産量の継続的な増加に伴い、新しい高品質の飼料原料の必要性が明確になっています。スピルリナ粉末は、魚粉の代替として一般的な飼料タンパク質源として使用されるのではなく、アクアシード(ミネラル、ビタミン、顔料、酸化防止剤など)の高付加価値飼料源として使用されています。スピルリナ粉は、海外ではすでに餌やアクアシードに広く使われているが、国内ではまだ比較的初期段階にある。スピルリナの可能性はまだ実現されておらず、より詳細な系統的研究が必要である。スピルリナの利点を養殖事業者に知ってもらうために、研究成果を公表する必要がある。

現在、複数の著しい影響する不具合的発展スピルリナ産業は、収量性が低く、脱粒と高いインプットに正常化の高い生産費(スピルリナ粉の価格をkgあたり一般で言わfishmealの3 ~ 5倍)、影響を推進スピルリナ粉の適用とaquafeeds。したがって、スピルリナ産業のための新しい出口を見つける必要があります。一方で、湿地液を用いた栽培や藻類株の選定などにより、高品質・低コストのスピルリナ粉を得ることができ、低コスト・高収量栽培技術の開発が可能となる。一方、スピルリナ粉末は、他の低コスト飼料成分やエキスと最適に配合することで、機能性飼料を生産することができます。飼料原料の品質は、価格だけではなく、使用後の費用対効果の比率によっても決まります。将来的には、スピルリナ粉の使用の難しさとコストの高さが解決されれば、その真価が発揮されます。

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