Menggunakan asam amino tambahan untuk mengurangi kadar protein makanan dari ikan nila memberikan manfaat ekonomi dan lingkungan

oleh Karthik Masagounder1, Sofia Engrola2, Rita Teodosio2, 3, Rita Colen2 dan Cláudia Aragão2, 3
1 Evonik Nutrisi &Perawatan GmbH, Hanau-Wolfgang, Pusat Ilmu Kelautan Jerman 2 (CCMAR), Faro, Portugal 3 Universidade do Algarve, Faro, Portugal

Produksi budidaya ikan bersirip dunia telah semakin meningkat, dan sekarang menyumbang hampir 47 persen dari total produksi ikan. Dalam skala global, nila adalah kelompok ikan bersirip kedua yang paling banyak dibudidayakan, dengan nila Nil (Oreochromis niloticus) menyumbang delapan persen dari total finfish yang diproduksi pada tahun 2016. Spesies ini sangat populer karena tingkat pertumbuhannya yang cepat, resistensi penyakit, ketahanan dan kemampuan untuk beradaptasi dengan sistem pertanian yang berbeda.

Dalam akuakultur, pakan menyumbang 50 persen dari total biaya produksi. Tantangan utama adalah menemukan strategi baru untuk formulasi diet presisi yang meminimalkan biaya pakan, sekaligus meningkatkan keberlanjutan. Biaya pakan sangat ditentukan oleh sumber protein makanan dan tingkat inklusi.

Dalam beberapa tahun terakhir, kemajuan dalam pengetahuan nutrisi ikan nila, dan ketersediaan komersial asam amino tambahan telah memungkinkan produsen pakan fleksibel dalam memanfaatkan sumber tanaman untuk merumuskan diet seimbang. Selain memungkinkan industri untuk menerapkan pola makan tanpa tepung ikan, asam amino tambahan membuka jendela untuk mengurangi kadar protein makanan sambil menyeimbangkan diet untuk kadar asam amino.

Dalam industri babi dan unggas, konsep protein rendah dengan penggunaan asam amino tambahan telah menjadi praktik umum untuk waktu yang lama. Dalam akuakultur, konsep ini tidak umum, dan kuantitas protein masih digunakan sebagai indikator kualitas diet. Namun, kualitas diet lebih ditentukan oleh kualitas protein dan bukan kuantitas.

Ini membutuhkan perhatian tambahan pada kadar asam amino kuantitatif dan kualitatif. Respon ikan nila terhadap kadar protein pakan telah dipelajari secara luas dan bergantung pada ukuran/umur ikan, profil asam amino diet dan kecernaan.

Khas, Makanan starter atau benih ikan nila mengandung 45 persen protein kasar, sedangkan makanan untuk benih dan kinerja pertumbuhan optimal remaja tingkat lanjut mengandung 35 persen protein kasar. Untuk orang dewasa, 25-30 persen protein biasanya digunakan. Diet dengan kadar protein tinggi tetapi dengan profil asam amino yang tidak seimbang akan menghasilkan peningkatan katabolisme asam amino dan akibatnya kehilangan nitrogen yang lebih tinggi.

Mengingat volume produksi nila dan pertumbuhan budidaya yang diharapkan sebagai strategi untuk memberi makan sembilan miliar orang pada tahun 2050, sangat penting untuk menemukan diet yang hemat biaya dan ramah lingkungan.

Kami melakukan penelitian untuk mengurangi tingkat inklusi protein dalam diet berbasis protein nabati untuk nila nila remaja, melalui suplementasi asam amino yang memadai, untuk meminimalkan dampak lingkungan makanan sambil memaksimalkan efisiensi biologis. Lebih-lebih lagi, percobaan metabolisme dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan gambaran in vivo pemanfaatan protein pada remaja nila sebagai fungsi dari kandungan protein makanan.

Bahan dan metode

Diet eksperimental

Lima diet isoenergetik diformulasikan dengan kadar protein yang berbeda (36%, 34%, 32%, 30% dan 28% diet), menggunakan bahan nabati serta daging dan tepung tulang sebagai sumber protein. Diet diformulasikan untuk memenuhi kebutuhan minimum asam amino, atas dasar yang dapat dicerna, untuk ikan nila remaja menurut AMINOTilapia (alat yang dikembangkan oleh Evonik untuk rekomendasi asam amino dari ikan nila).

Koefisien cerna yang jelas (ADC) asam amino untuk bahan yang digunakan diambil dari laporan ulasan kami (Konnert dan Masagounder 2017). Diet dilengkapi dengan peningkatan kadar asam amino yang sangat diperlukan yang dipilih dan di-kalsium fosfat dengan penurunan kadar protein makanan untuk menghindari asam amino atau ketidakseimbangan mineral.

Percobaan pertumbuhan

Remaja nila nila dengan berat badan rata-rata 5,91 ± 1,66g digunakan dan percobaan dilakukan di CCMAR di Portugal.

Tangki rangkap tiga secara acak ditugaskan ke salah satu dari lima perawatan diet (D36, D34, D32, D30 dan D28). Ikan diberi makan sampai kenyang secara visual dengan tangan, tiga kali sehari (09:30, 12:30 dan 16:30). Parameter kualitas air dipantau setiap hari:suhu rata-rata 25,2 ± 0,1°C, oksigen terlarut dalam air dipertahankan di atas 80 persen saturasi, pH dipertahankan antara 7,70 dan 8,20 dan konsentrasi amonia dan nitrit dalam air adalah 0 mg/l selama seluruh periode percobaan. Ikan dipantau setiap hari untuk setiap kematian dan asupan pakan dicatat setiap hari selama 59 hari.

Percobaan metabolisme

Setelah percobaan pertumbuhan, ikan dari yang lebih tinggi, perawatan diet protein menengah dan rendah (D36, D32 dan D28) dipilih secara acak dan dipindahkan ke laboratorium fluks nutrisi. Pakan percobaan diberi label dengan campuran [U-14C]-L-asam amino

Pemberian makan tabung dilakukan pada ikan yang dibius, yang kemudian dipindahkan ke ruang inkubasi individu yang terhubung ke perangkap CO2 (Rust et al. 1993; Rønnestad et al. 2001). Setiap ruang tertutup rapat dan disuplai dengan aliran oksigen lembut selama 24 jam inkubasi. Pada akhir masa inkubasi, setiap ikan ditimbang dan difillet untuk menentukan radioaktivitas dalam otot.

hasil dan Diskusi

Performa pertumbuhan dan pemanfaatan pakan

Semua ikan mengalami peningkatan berat badan lima kali lipat pada akhir percobaan, terlepas dari diet, dan tidak ada perbedaan signifikan (p> .05) yang ditemukan pada akhir percobaan, dengan nilai rata-rata mulai dari 29,34 hingga 31,49g.

Pertambahan bobot ikan tidak dipengaruhi (p> 0,05) oleh tingkat protein pakan yang berbeda. Rasio konversi pakan (FCR) meningkat dengan penurunan kadar protein makanan tetapi berbeda secara signifikan (p <0,05) hanya antara kelompok yang diberi D28 (1,30 ± 0,05) dan mereka yang diberi diet D36 (1,16 ± 0,05). Rasio efisiensi protein (PER) meningkat dengan penurunan kadar protein makanan; karena itu, kelompok D28 menunjukkan PER tertinggi (2,60 ± 0,09) dan kelompok D36 menunjukkan nilai terendah (2,27 ± 0,09).

Kelompok diberi makan D28, Diet D30 dan D32 tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan di antara mereka (p> 0,05) dan berbeda secara signifikan dari kelompok yang diberi diet D36 (p <0,05). Tidak ada perbedaan yang terdeteksi antara perlakuan mengenai asupan pakan sukarela harian. Tidak ada perbedaan yang signifikan (p> 0,05) dalam kelangsungan hidup di antara ikan yang diberi pakan percobaan, yang secara keseluruhan adalah 98 ± 3 persen.

Pemanfaatan protein makanan

Ikan yang diberi diet D30 menunjukkan retensi protein tubuh yang lebih tinggi daripada mereka yang diberi diet D36 (41 vs 36% asupan, p <0,05). Retensi sebagian besar asam amino mengikuti pola yang sama dengan retensi protein, dengan ikan yang diberi makan diet D30 menghadirkan kecenderungan nilai retensi yang lebih tinggi daripada mereka yang diberi diet D36.

Pengecualian untuk tren ini adalah metionin, yang menyajikan retensi tertinggi pada ikan yang diberi diet D36, meskipun tidak ada perbedaan signifikan yang ditemukan antara perlakuan D36 dan D30 (p> 0,05). Ini karena ketika tingkat protein menurun dalam makanan dari 36 menjadi 28%, tingkat sistein (Cys) menurun dari 0,53 menjadi 0,44 persen, yang mengakibatkan Met+Cys (1,33-1,35%) lebih membatasi daripada Met (0,82-0,89%) per se.

Karena keterbatasan Cys dalam diet rendah protein, ikan lebih mungkin menggunakan Met sebagai prekursor untuk produksi Cys untuk memenuhi kebutuhan metabolisme lain daripada untuk sintesis protein langsung, menjelaskan penurunan retensi Met pada ikan yang diberi diet rendah protein.

Perolehan nitrogen harian serupa di antara perlakuan, tetapi ada perbedaan yang signifikan mengenai nilai kehilangan nitrogen harian. Ikan yang diberi diet rendah protein, D28 dan D30, menyajikan kehilangan nitrogen harian terendah meskipun hanya berbeda secara signifikan dari kelompok D36 (p <0,05).

Hasil percobaan metabolisme memberikan gambaran in vivo tentang bagaimana protein makanan digunakan oleh ikan. Nilai katabolisme asam amino tertinggi ditemukan pada ikan yang diberi pakan D36 dan nilai tersebut menunjukkan tren menurun seiring dengan menurunnya tingkat protein pakan. Mencerminkan keuntungan N, Retensi asam amino relatif pada otot (mg/g ikan) cukup mirip antar perlakuan dan tidak ditemukan perbedaan yang signifikan.

Pekerjaan ini menunjukkan bahwa kandungan protein makanan yang berlebihan pada akhirnya menghasilkan penggunaan asam amino sebagai sumber energi dan akibatnya pada dampak lingkungan yang lebih tinggi, karena peningkatan produksi nitrogen.

Kesimpulan

Kesimpulannya, penelitian ini menunjukkan bahwa adalah mungkin untuk mengurangi kadar protein dalam pakan ikan nila remaja hingga 30-32 persen tanpa mengorbankan pertumbuhan ikan dan FCR, sekaligus mengurangi kehilangan nitrogen ke lingkungan. Menggunakan suplementasi asam amino yang tepat dalam pakan ikan nila tampaknya merupakan strategi yang disarankan untuk meminimalkan kadar protein makanan, dan menjamin produksi ikan nila yang berkelanjutan secara ekonomi dan lingkungan.