oleh Karthik Masagounder, Evonik Operations GmbH
Seunghan Lee dan Brian Kecil, Universitas Idaho
Ikan trout pelangi (Oncorhynchus mykiss) sangat populer di kalangan konsumen – terutama karena ikan ini termasuk dalam lima besar ikan paling sehat untuk dimakan – sehingga merupakan spesies penting bagi produsen akuakultur. Peningkatan bahan baku dan biaya pakan selalu menjadi kekhawatiran bagi produsen pakan dan ikan trout. Biaya pakan sebagian besar disumbangkan oleh tingkat dan sumber protein makanan.
Tingkat protein kasar (CP) secara tradisional berkisar antara 42 persen hingga 48 persen, tergantung ukuran ikan, dalam pakan penanam komersial untuk rainbow trout (Hardy, 2002). Selama satu dekade terakhir, produsen pakan telah secara signifikan mengurangi tingkat tepung ikan (FM) dalam pakan, menggantinya dengan sumber protein alternatif, terutama yang berasal dari tumbuhan. Ini membantu produsen mengatasi harga FM yang tidak stabil di antara manfaat lainnya.
Ini bukan pertukaran langsung. Profil asam amino dari makanan protein nabati berbeda dari protein FM (NRC, 2011), dan ini dapat membatasi kadarnya dalam pakan ikan. Asam amino tambahan dapat membantu dalam memenuhi persyaratan fisiologis untuk membatasi asam amino dan telah semakin banyak digunakan dalam formulasi pakan ikan berdasarkan bahan pakan protein nabati.
Meminimalkan ketergantungan pada sumber protein utuh
Ikan membutuhkan diet yang seimbang dalam asam amino, bukannya CP, sendiri. Asam amino tambahan memungkinkan produsen untuk meminimalkan ketergantungan pada sumber protein utuh untuk memenuhi tingkat target asam amino individu dalam pakan dan mengurangi tingkat CP makanan.
Pemahaman yang lebih tepat tentang kebutuhan nutrisi ikan trout dan kecernaan bahan baku memainkan peran penting dalam berhasil mengurangi tingkat FM dan CP makanan yang mahal dan biaya pakan keseluruhan.
Sementara banyak ahli gizi menggunakan data National Research Council (2011) sebagai dasar untuk kebutuhan nutrisi ikan dan udang saat merumuskan pakan, industri aquafeed telah mengembangkan beberapa rekomendasi paralel yang lebih tinggi untuk menyangga kebutuhan ikan di bawah kondisi produksi yang dinamis.
Kebutuhan nutrisi ikan tidak konstan dalam kondisi produksi komersial dan dapat dipengaruhi oleh beberapa biotik (Misalnya:umur, potensi pertumbuhan, jenis kelamin dan kondisi kesehatan) dan faktor abiotik (kualitas air). Persyaratan asam amino dan energi tertentu juga dapat dipengaruhi oleh stres yang terkait dengan praktik budidaya ikan, seperti padat tebar, penilaian, kelambu, dan pengangkutan ikan.
Karena itu, persyaratan nutrisi tertentu yang dihasilkan di bawah kondisi pertumbuhan yang ideal mungkin menjadi terbatas di bawah kondisi kesehatan yang menantang. Bagaimana ikan yang mengikuti sejarah diet yang berbeda menangani stres tidak jelas, terutama selama periode stres kronis. Hubungan potensial antara diet dan stres memiliki implikasi yang signifikan bagi kesehatan dan kesejahteraan ikan.
Kami berhipotesis bahwa konten CP dan FM diet dapat dikurangi sambil tetap mempertahankan kinerja pertumbuhan dan efisiensi pakan, jika kebutuhan asam amino esensial (EAA) terpenuhi. Namun, pengurangan kandungan CP dan FM diet dapat mempengaruhi kinerja ikan di bawah kondisi stres kronis, karena persyaratan asam amino fungsional tertentu mungkin menjadi terbatas.
Oleh karena itu kami melakukan penelitian untuk mengevaluasi efek dari penurunan kadar FM dan CP diet, sambil mempertahankan level EAA, pada kinerja pertumbuhan, komposisi tubuh, ekspresi gen metabolisme otot, dan respon stres kronis ikan rainbow trout, dengan dan tanpa penanganan stres.
Menilai kinerja pertumbuhan di bawah kondisi pemeliharaan laboratorium
Delapan diet eksperimental (isokalorik) dengan desain faktorial 4x2 diformulasikan untuk mengandung dua tingkat FM (20%, 5%) dan empat tingkat CP (48%, 45%, 42%, 39%). Diet dilengkapi dengan peningkatan kadar asam amino pembatas untuk mempertahankan kadar EAA diet. Pengurangan tepung ikan (sebesar 15%) dalam makanan dikompensasi dengan peningkatan konsentrat protein kedelai (8-10%), konsentrat protein jagung (sebesar ~3%) dan tepung produk sampingan unggas (sebesar ~2%).
Tingkat protein dalam setiap tingkat FM dikurangi dengan mengurangi tingkat inklusi sumber protein (terutama produk sampingan unggas, DDGS, konsentrat protein jagung) dan meningkatkan kadar tepung terigu dan minyak ikan. Asam amino diseimbangkan dengan meningkatkan kadar sumber tambahan.
Semua diet diformulasikan untuk memiliki energi yang dapat dicerna konstan pada 17,8 MJ/kg. Ikan trout (~35 gram, berat badan awal) diberi makan sampai kenyang dua kali sehari selama sembilan minggu untuk menilai kinerja pertumbuhan di bawah kondisi pemeliharaan laboratorium, dan kemudian selama enam minggu tambahan dengan dan tanpa paparan penanganan stres (30 detik mengejar diikuti oleh 30 detik paparan udara terjaring) dua kali per minggu.
Uji coba pertumbuhan sembilan minggu menunjukkan bahwa mengurangi tingkat FM makanan dari 20 persen menjadi 5 persen secara signifikan mengurangi pertumbuhan ikan dan meningkatkan rasio konversi pakan (P<0,05). Mengurangi tingkat diet CP dari 48 persen menjadi 42 persen tidak mempengaruhi pertumbuhan ikan trout, asupan pakan atau FCR, sambil menunjukkan peningkatan yang signifikan dalam rasio efisiensi protein dan efisiensi retensi protein.
Namun, penurunan CP lebih lanjut menjadi 39 persen menyebabkan penurunan berat badan, meskipun itu juga menghasilkan peningkatan lebih lanjut dalam retensi protein. Tingkat FM diet 20 persen secara signifikan meningkatkan bahan kering seluruh tubuh, CP dan total EAAs (P<0,05) dibandingkan dengan 5 persen inklusi FM sambil meningkatkan tingkat CP diet secara signifikan menurunkan bahan kering, lemak kasar, dan energi kotor tetapi meningkatkan total EAA (P<0,05).
Meskipun tingkat energi yang dapat dicerna (17,8 MJ/kg) tetap konstan di seluruh diet, mengurangi tingkat protein makanan meningkatkan kandungan lemak seluruh tubuh ikan (13% lemak untuk diet 48% CP versus 15% lemak untuk diet 39% CP, secara basah). Diketahui bahwa pemanfaatan energi untuk protein lebih rendah dibandingkan dengan lipid pada ikan trout (Schrama et al. 2018), yang bisa memainkan peran dalam peningkatan deposisi lemak dalam diet protein yang dikurangi.
Penanganan stres secara signifikan meningkatkan indeks stres plasma termasuk kortisol, aktivitas glukosa dan lisozim. Namun, mengurangi tingkat FM dan CP tidak berpengaruh pada indeks stres yang diukur (P>0,05). Ekspresi mRNA dari gen di jalur gcn2/eif2α/atf4 di jaringan otot (dinormalisasi terhadap arp), diketahui dipicu sebagai respons terhadap kelaparan protein atau asam amino, dievaluasi.
Kontrol umum nonderepressible 2 (gcn2) menurun dengan meningkatnya tingkat CP diet di atas 42 persen (P<0,05), tetapi tidak ada efek diet (tingkat FM atau CP) pada ekspresi eif2α (faktor inisiasi eukariotik 2α) atau atf4 (mengaktifkan faktor transkripsi 4). Secara keseluruhan, hasil ekspresi gen menunjukkan keterbatasan asam amino pada metabolisme protein otot sebagai akibat dari diet makan di bawah 42 persen CP, bahkan ketika dilengkapi dengan EAA sintetis untuk memenuhi persyaratan diet yang diketahui. Pertumbuhan ikan yang berkurang dengan peningkatan ekspresi gcn2 pada CP di bawah 42 persen menunjukkan kemungkinan kebutuhan yang lebih tinggi untuk asam amino tertentu.
Meningkatkan keberlanjutan produksi ikan trout
Studi ini menunjukkan bahwa 5 persen FM diet tidak cukup untuk kinerja pertumbuhan maksimal, mungkin karena berkurangnya stimulan makan, dan promotor pertumbuhan tak dikenal yang terkait dengan FM. Juga, perbedaan dalam kecernaan nutrisi antara diet tidak dapat dikesampingkan.
Diet seimbang untuk EAA menunjukkan peluang untuk mengurangi tingkat CP dari 48 persen menjadi 42 persen pada pakan trout remaja tanpa pengurangan kinerja pertumbuhan, komposisi tubuh, kecukupan asam amino metabolik atau toleransi terhadap stres kronis, sambil meningkatkan pemanfaatan protein makanan. Hasil penelitian ini dapat digunakan untuk membantu meningkatkan keberlanjutan produksi ikan trout.
