RIBÁCS Attila
SZIE Agrár- és Gazdaságtudományi Kar, 5540 – Szarvas, Szabadság u. 1-3. ribacs.attila@gk.szie.hu
Bevezetés, célkitűzés
Az elmúlt években világszerte felerősödtek az algák takarmányozási célú felhasználásával kapcsolatos kutatások. Az algák takarmányozásban betöltött szerepe alapvetően kétféle tulajdonságukra vezethető vissza; egyrészt a jelentős (55-67%) fehérjetartalmukra, másrészt a speciális zsírsav-összetételükre. Napjainkban a kis mennyiségű mikroalgának számos előnyös hatást tulajdonítanak a gazdasági állatok egészségi állapotára, ezáltal kedvezően befolyásolja az állatok takarmányhasznosítását, termelését, szaporodását. Egyes etetési kísérletekben a napi fehérjeigény 50%-áig is alkalmaztak már algákat, bár ennek hazai viszonyok között az algaliszt beszerzési vagy előállítási költségei mindenképpen határt szabnak (Vincze, 2012). Szakirodalmi adatok alapján, a következő kérdésekre kerestünk választ:
Miként alakul az algafehérje biológiai értéke…
onéhány gyakori takarmányfehérjéhez viszonyítva?
oa halak aminosav szükségleteihez viszonyítva?
Milyen eredménnyel használható fel az alga mint takarmány-összetevő, a halak számára?
Anyag és módszer
Az édesvízi algafehérje átlagos összetételét Boyd (1973) közleményéből, néhány gyakori takarmányfehérje aminosav-tartalmát Schmidt (2003) által közzétett táblázatokból vettük át. 3 esszenciális aminosav – lizin (Lys), metionin (Met) és treonin (Thr) – alapján, Oser módszerével (Kakuk és Schmidt, 1988) kiszámítottuk az egyes fehérjék nélkülözhetetlen aminosav indexét. A módszer lényege, hogy a vizsgált fehérjék aminosav összetételét egy referencia fehérjével (tojásfehérje) vetjük össze, úgy állítunk fel sorrendet a vizsgált fehérjék között.
3 tenyésztett halfaj – a ponty (Cyprinus carpio), a tilápia (Oreochromis niloticus) és a csatornaharcsa (Ictalurus punctatus) aminosav szükségleteiről Hancz (2011) munkájából tájékozódtunk. A haltápok szárazanyagának fehérjetartalmát egységesen 40%-nak vettük.
Eredmények és értékelésük
Boyd (1973) 13 édesvízi algafaj vizsgálatából megállapította, hogy az algafehérje átlagosan 7,0% lizint, 1,8% metionint és 5,0% treonint tartalmaz. Az algafehérje és – összehasonlításképpen – néhány, gyakran etetett takarmányfehérje nélkülözhetetlen aminosav indexét az 1. ábra mutatja be.
180
Megállapítható, hogy az algafehérje biológiai értéke jelentősen meghaladja a gabona-félékét. Sorrendben az extrahált szójadara és a halliszt közé tehető, de közelebb áll a halliszthez (a halliszt értékének 95%-a).
1. ábra: Néhány takarmányfehérje és édesvízi algafehérjék nélkülözhetetlen aminosav indexe
Figure 1. Essential amino acid index of some feed proteins and fresh water algae protein
Amino acid index compared to egg protein (1); wheat (2); corn (3); soybean meal (4); algae (5); fish meal (6) Néhány tenyésztett, melegvízi halfaj aminosav szükségleteit, valamint az algafehérje aminosav összetételét az 1. táblázat szemlélteti.
1. táblázat: Néhány halfaj esszenciális aminosav szükséglete
Aminosav (1)
Igény a szárazanyag %-ában (2) (Hancz, 2011)
Igény a fehérje %-ában,
40% fehérjetartalommal számolva (3) Algafehérje (7)
Table 1. Essencial amino acid requirements of some fish species
Amino acid (1); Requierments in per cent of dry matter (2); Requirements in per cent of protein, calculated with 40% protein content (3); common carp (Cyprinus carpio) (4); Nile tilapia (Oreochromis niloticus) (5);
channel catfish (Ictalurus punctatus) (6); algae protein (7)
A haltest szárazanyagtartalmának mintegy 70%-át a fehérje teszi ki. A halak növekedése általában egyenesen arányos a táp fehérjetartalmával, legalábbis a 20-40%
tartományban (Hancz, 2011). Az 1. táblázat a legnagyobb arányban szükséges esszenciális, valamint a kéntartalmú aminosavakat tartalmazza. Mindhárom halfaj esetében megállapítható, hogy az édesvízi algafehérje átlagos összetétele – a metionin kivételével – igen kedvező, a halak igényeihez viszonyítva 154-325%-ot (ponty), 172-315%-ot (tilápia), illetve 172-313%-ot (csatornaharcsa) tartalmaz a legfontosabb esszenciális aminosavakból. A (kén-tartalmú) metionin részaránya ugyanakkor kisebb a
181
ponty és a tilápia élettani igényeinél (azok 73 és 71%-a), míg csatornaharcsa esetén az eltérés nem számottevő (97%).
Meg szükséges jegyezni, hogy egyes algafajok aminosav készlete eltérhet a Boyd (1973) által közölt átlagtól, továbbá nem számoltunk az aminosavak emészthetőségével.
Algaetetés hatásai a halakra, szakirodalmi adatok alapján
A növekedésre, takarmányhasznosításra, egészségi állapotra kifejtett hatás Pontyalakúak
Pozitív eredménnyel zárultak azok a kísérletek, melyeket a Spirulina platensis kékalga-fajjal végeztek. Delhi Bai és mtsai (2014) ponty (Cyprinus carpio) esetében tapasztalták kedvező hatását a lárvák növekedésére és egyes élettani paramétereire. Növelte a halak ellenálló képességét az Aeromonas hydrophila baktériummal szemben. Nandeesha és mtsai (2001) vizsgálatai során a Spirulina etetése a rohu (Labeo rohita) fajban ugyancsak fokozta a halak növekedését, amennyiben a halliszt fehérje több mint 25%-át kiváltották. A catla (Catla catla) fajban nem volt hatással a halak növekedésére.
Mindkét faj esetében javult viszont a szárazanyag, a fehérje és a zsír emészthetősége, a Spirulina arányának növekedésével.
Kiron és mtsai (2012) nem tapasztaltak változást a ponty növekedésében és takarmány-hasznosításában, amikor a halliszt eredetű fehérjének 25-40%-át tengeri mikroalga fehérjével helyettesítették.
Coutinho és mtsai (2006) pedig az aranyhal (Carassius auratus) lárvák növekedésének csökkenéséről számolnak be, az Isochrysis galbana algafaj etetésének következtében. A növekedést hosszban mérve kisebb volt a lemaradás, mint súlyban kifejezve. A szerzők arra hívják fel a figyelmet, hogy mikroalga feldolgozása során fontos az értékes tápláló-anyag tartalom megőrzése.
Sügéralakúak
A Spirulina platensis hatásait Gomes és mtsai (2012), piros tilápia (Oreochromis sp.) esetében vizsgálták. Etetése fokozta a halak növekedését és hepato-szomatikus indexét (a máj részarányát a teljes testsúlyból). Ugyanebben a kísérletben édesvízi mikroalgát is etettek, de a Spirulina alkalmazása lényegesen kedvezőbbnek bizonyult.
Jó eredményt adtak a Porphyra spheroplast algafaj felhasználhatóságát tesztelő kísérletek is. Kalla és mtsai (2008) vörös tengeri sügérrel (Pagrus major) végzett vizsgálataiban az 5% mértékű alga-kiegészítés szignifikánsan javította a halak növekedési erélyét és takarmányhasznosítását. Ugyanezeket a kedvező hatásokat tapasztalták Khan és mtsai (2008) is, a tengeri keszeg (Acanthopagrus schlegelii) esetében. A szerzők adott halfaj számára 3% szintű algakiegészítést találtak optimálisnak.
Valente és mtsai (2006) 3 édesvízi algafaj: Gracilaria bursa-pastoris (=GP), Ulva rigida (=UR) és Gracilaria cornea (=GC) felhasználhatóságát vizsgálták, 2 etetési szinten (a halfehérje 5-10%-a helyett) a farkassügér (Dicentrarchus labrax) takarmányozásában. Eredményeik szerint GP és UR akár 10% arányban is értékes összetevői lehetnek a fiatal farkassügérek tápjának, mivel a halak növekedésére és
182
takarmányhasznosítására negatív hatásokat nem tapasztaltak. Ezzel szemben GC részarányát 5%-ra javasolják korlátozni.
Tokalakúak
Hasonlóan az előző halfajokhoz, a Spirulina platensis etetése ennél a csoportnál is pozitív eredményekre vezetett. Palmegiano és mtsai (2005) szibériai tokkal (Acipenser baerii) végzett kísérleteiben a Spirulina nagyarányú felhasználása javította a halak növekedését és takarmányhasznosítását. Adel és mtsai (2016) pedig viza (Huso huso) esetében írták le kedvező hatását a halak növekedésére, amellett az emésztési folyamatokra és az immunrendszer működésére. A szerzők szerint 10% szintű Spirulina-etetés hasznos lehet a viza egészségi állapotának fenntartásához.
Egyéb halfajok
Kim és mtsai (2013) vizsgálatai során a Spirulina platensis nem volt lényeges hatással egy lepényhal faj (Paralichthys olivaceus) növekedésére, azonban fokozta a természetes védekező képességet.
Kiron és mtsai (2012) etetési kísérleteiben a tengeri mikroalga etetése – a pontyhoz hasonlóan – lazac (Salmo salar) esetében sem befolyásolta a növekedést és a takarmány-hasznosítást. Ennél a fajnál a halliszt fehérje 5-10%-át helyettesítették algafehérjével.
Walker és Berlinsky (2011) Nannochloropsis és Isochrysis algafajokból álló kombinált kiegészítés hatását vizsgálták az atlanti tőkehal (Gadus morhua) fajon. Tapasztalataik szerint a halak takarmányfelvétele és növekedési erélye az etetett alga mennyiségével arányosan csökkent, amit a szerzők ízletességi problémára vezettek vissza. A takarmány-hasznosításra ugyanakkor nem volt hatással az algaetetés.
A haltest összetételére kifejtett hatás
A takarmány algával történő kiegészítése a kísérletek egy részében nem volt hatással a haltest összetételére (Valente és mtsai, 2006; Dantagnan és mtsai, 2010; Kim és mtsai, 2013). Hasonló tapasztalatot szereztek Kiron és mtsai (2012) is lazac esetében, pontynál viszont a test zsírtartalmának csökkenését figyelték meg az algát fogyasztó csoportban.
Ezzel szemben Nandeesha és mtsai (2001), valamint Khan és mtsai (2008) éppen a zsír-tartalom növekedéséről számoltak be az algaetetés következményeként. Az ellentmondó eredmények oka lehet, hogy az egyes kísérleteket más alga-, illetve halfajjal végezték, és a takarmány algatartalma is különbözött a vizsgálatokban.
Az emberi táplálkozás számára az ω-3 zsírsavak talán legközismertebb forrása a tengeri halak húsa. Legtöbb hal húsában domináns ω-3 zsírsav a DHA, míg az EPA (és DPA) annál kisebb mennyiségben fordul elő (Ackman és mtsai, 2001). Kyle (2001) szerint a szárazföldi takarmányokon nevelt halak testének DHA és EPA tartalma lényegesen elmaradhat a tengeri planktonokat vagy hallisztet fogyasztó halak ω-3 zsírsavtartalmától. A fotoszintetizáló mikroalgák többsége ugyancsak bőséges EPA és DHA források, bár léteznek olyan fajok is, melyekben – a szárazföldi növényekhez hasonlóan – linolénsav a domináns ω-3 zsírsav. Ilyen pl. az Aphanizomenon flos-aquae kékalga faj (Drapeau és mtsai, 2001). Az algák zsír- és azon belül PUFA (többszörösen
183
telítetlen zsírsav) tartalmát – faji hovatartozás mellett – sok más tényező is befolyásolja, mint pl. a tenyészet sűrűsége, tápanyag-ellátása, kora, és a hőmérséklet. A PUFA tartalomra kedvező hatással van a nagyobb sűrűség, a szűkös N-ellátás, az alacsony hőmérséklet. Az idősebb tenyészetben kevesebb a PUFA (Ördög és Bálint, 2009).
Az algaetetés a bemutatott kísérletek egy részében növelte a halak izomzatának PUFA (ω-3) tartalmát; ezt több algafaj (Spirulina platensis, Porphyra spheroplast, Macrocystis pyrifera), illetve több halfaj (szibériai tok, tengeri keszeg, szivárványos pisztráng = Oncorhynchus mykiss) esetében is leírták.
Ez utóbbi eredmények rendkívül fontosak a humán táplálkozás szempontjából, mert a hosszú szénláncú ω-3 zsírsavak számos kedvező hatással bírnak a szív- és érrendszerre;
csökkentik a vérzsírszintet, a vérnyomást, a pulzust, és az érelmeszesedés gyakoriságát (Soumia és mtsai, 2013). Biológiailag hatékonyabbnak tekinthetők azok a takarmány-kiegészítők, melyekkel az állati termékeknek az EPA és DHA tartalmát sikerül növelni (pl. halolaj, alga), mint amelyek csak a linolénsav arányát dúsítják (pl. lenolaj) (Harris, 1997; Wang és mtsai, 2006).
Az előzőek mellett ismert olyan kísérleti eredmény is, miszerint a Nannochloropsis és Isochrysis algafajok etetése nem volt szignifikáns hatással az atlanti tőkehal izomzatának ω-3 és ω-6 zsírsavtartalmára (Walker és Berlinsky, 2011).
Következtetések, összefoglalás
Egyes édesvízi algafajok fehérjetartalma eléri vagy meghaladja a szárazanyag 50%-át.
Az algafehérje biológiai értéke meghaladja a közönséges növényi takarmányokét, a hallisztéhez hasonló. Esszenciális aminosav-tartalma egyes tenyésztett halfajok igényeihez képest is bőséges, kivéve a metionint. Az algaetetés a legtöbb kísérletben kedvező vagy semleges hatással volt a halak növekedésére, takarmányhasznosítására. A halak egészségére, húsuk ω-3 zsírsavtartalmára ugyancsak előnyösnek bizonyult.
Kedvező ár esetén, bizonyos algafajok alkalmasak lehetnek a halliszt részleges kiváltására a haltápokból.
Kulcsszavak: alga, haltakarmányozás, ω-3 zsírsavak
Irodalom
Ackman, R. G. – Xu, X. – McLeod, C. A. (2001): Farmed Atlentic Salmon as Dietary Sources of Long-Chain Omega-3 Fatty Acids: Effect of High-Energy (High-Fat) Feeds on This Functional Food. In: Omega-3 fatty acids. Chemistry, Nutrition and Health Effects. Shahidi, F. – Finley, J. W. /eds./, American Chemical Society, Washington, DC, 191-207.
Adel, M. – Yeganeh, S. – Dadar, M. – Sakai, M. – Dawood, Mahmoud A. O. (2016): Effects of dietary Spirulina platensis on growth performance, humoral and mucosal immune responses and disease resistance in juvenile great sturgeon (Huso huso). Fish and Shellfish Immunology, 56, 436-444.
Boyd, C. E. (1973): Amino acid composition of freshwater algae. Archiv. Hydrobiol. 72, 1-6. In: Bowen, S. H.
(1987): Composition and nutritional value of detritus. In: Detritus and microbial ecology in aquaculture.
Proceedings of the conference on detrital systems for aquaculture. 26-31. August 1985. Bellagio, Como, Italy. 192-216.
Coutinho, P. – Rema, P. – Otero, A. – Pereira, O. – Fábregas, J. (2006): Use of biomass of the marine microalga Isochrysis galbana in the nutrition of goldfish (Carassius auratus) larvae as source of protein and vitamins. Aquaculture Research, 37, 793-798.
184
Dantagnan, P.; Hernández, A.; Borquez, A.; Mansilla, A. (2010): Inclusion of macroalgae meal (Macrocystis pyrifera) as feed ingredient for rainbow trout (Oncorhynchus mykiss): effect on flesh fatty acid composition. Aquaculture Research 41 (1) 87-94.
Delhi Bai, S. – Reddy, D. C. – Kalarani, V. (2014): Influence of Spirulina on growth and immunity of the fingerlings common carp (Cyprinus carpio), challenged with pathogenic Aeromonas hydrophila.
International J. Pharmacy and Life Sciences, 5 (6) 3590-3602.
Drapeau, C. – Kushak, R. I. – Van Cott, E. M. – Winter, H. H. (2001): Blue-green alga Aphanizomenon flos-aquae as a source of dietary poliunsaturated fatty acids and a hypocholeserolemic agent in rats. In:
Omega-3 fatty acids. Chemistry, Nutrition and Health Effects. Shahidi, F. – Finley, J. W. /eds./, American Chemical Society, Washington, DC, 125-141.
Gomes, I. G. R. F. – Chaves, F. H. – Barros, R. N. A. – Moreira, R. L. – Teixeira, E. G. – Mo-reira, A. G. L. – Farias, W. R. L. (2012): Dietary supplementation with Spirulina platensis increases growth and color of red tilapia. Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias, 25 (3) 462-471.
Hancz Cs. (2011): Haltakarmányozás. Kaposvári Egyetem. 1.
Harris W. S. (1997): n-3 fatty acids and serum lipoproteins: human studies. Am. J. Clin. Nutr. 65 (5) 1645-1654.
Kakuk T. – Schmidt J. (1988): Takarmányozástan. Mezőgazda Kiadó, Budapest, 242-243.
Kalla, A. – Yoshimatsu, T. – Araki, T. – Zhang DongMing – Yamamoto, T. – Sakamoto, S. (2008): Use of Porphyra spheroplasts as feed additive for red sea bream. Fisheries Science, 74 (1) 104-108.
Khan, M. N. D. – Yoshimatsu, T. – Kalla, A. – Araki, T. – Sakamoto, S. (2008): Supplemental effect of Porphyra spheroplasts on the growth and feed utilization of black sea bream. Fisheries Science, 74 (2) 397–404.
Kim, S. S. – Rahimnejad, S. – Kim, K. W. – Lee, B. J. – Lee, K. J. (2013): Effects of dietary supplementation of Spirulina and quercetin on growth, innate immune responses, disease resistance against edwardsiella tarda, and dietary antioxidant capacity in the juvenile olive flounder (Paralichthys olivaceus). Fisheries and Aquatic Sciences, 16 (1) 7-14.
Kiron, V. – Phromkunthong, W. – Huntley, M. – Archibald, I. – Scheemaker, G. (2012): Marine microalgae from biorefinery as a potential feed protein source for Atlantic salmon, common carp and whiteleg shrimp. Aquaculture Nutrition, 18 (5) 521-531.
Kyle, D. J. (2001): The Lagre-Scale Production and Use of a Single-Cell Oil Highly Enriched in Docosahexaenoic Acid. In: Omega-3 fatty acids. Chemistry, Nutrition and Health Effects. Shahidi, F. – Finley, J. W. /eds./, American Chemical Society, Washington, DC, 92-107.
Nandeesha, M. C. – Gangadhara, B. – Manissery, J. K. – Venkataraman, L. V. (2001): Growth performance of two Indian major carps, catla (Catla catla) and rohu (Labeo rohita) fed diets containing different levels of Spirulina platensis. Bioresource Technology 80 (2) 117-120.
Ördög V. – Bálint P. (2009): Vízminőséggel az algák/halak PUFA tartalmának növeléséért. XXXIII. Halászati Tudományos Tanácskozás, Szarvas, május 27-28.
(=http://hakinapok.haki.hu/tartalom/2009/090302_Ordog_Vince.pdf)
Palmegiano, G. B. – Agradi, E. – Forneris, G. – Gai, F. – Gasco, L. – Rigamonti, E. – Sicuro, B. – Zoccarato, I. (2005): Spirulina as a nutrient source in diets for growing sturgeon (Acipenser baerii). Aquaculture Research, 36, 188-195.
Schmidt J. (2003): A takarmányozás alapjai. Mezőgazda Kiadó, Budapest, 357-360.
Soumia, P. – Sandeep, C. – Jubbin, J. J. (2013): A fish a day, keeps the cardiologist away! – A review of the effect of omega-3 fatty acids in the cardiovascular system. Indian J. Endocrinology and Metabolism, 17 (3) 422-429.
Valente, L. M. P. - Gouveia, A. - Rema, P. - Matos, J. - Gomes, E. F. - Pinto, I. S. (2006): Evaluation of three seaweeds Gracilaria bursa-pastoris, Ulva rigida and Gracilaria cornea as dietary ingredients in European sea bass (Dicentrarchus labrax) juveniles. Aquaculture, 252 (1) 85-91.
Vincze L. (2012): Mikro alga: a jövő takarmánya? Magyar Állattenyésztők Lapja, 40. 24-25.
Walker, A. B. – Berlinsky, D. L. (2011): Effects of partial replacement of fish meal protein by microalgae on growth, feed intake, and body composition of Atlantic cod. North American J. Aquaculture, 73 (1) 76-83.
Wang, C. – Harris, W. S. – Chung, M. – Licheinstein, A. H. – Balk, E. M. – Kupelnick, B. – Jordan, H. S. – Lau, J. (2006): −3 Fatty acids from fish or fish-oil supplements, but not α-linolenic acid, benefit cardiovascular disease outcomes in primary- and secondary-prevention studies: a systematic review.
Am. J. Clin. Nutr. (2006) 84 (1) 5-17.
185