oleh Jorge Dias, Manajer umum, Sparo, Olhao, Portugal, Paulo Gavaia, Peneliti, pusat Ilmu Kelautan, Faro, Portugal, dan Andrew Spicer, CEO, Algenuitas, Stewartby, Inggris
Sumber makanan berkelanjutan sangat penting untuk populasi dunia yang terus tumbuh, memberikan tekanan tambahan pada industri akuakultur yang berkembang pesat. Produksi yang efektif dari spesies akuakultur yang sehat membutuhkan nutrisi yang seimbang dan pakan akua yang hemat biaya; perumusan feed ini menghadirkan banyak tantangan, dan solusi baru terus dicari.
Artikel ini membahas tentang kesesuaian alga sebagai bahan baku berkelanjutan dalam aquafeeds, serta manfaat kesehatan yang dapat ditambahkan oleh ganggang yang dimodifikasi secara genetik, seperti peningkatan asupan nutrisi, imunostimulasi dan kesehatan usus dan kesejahteraan.
Industri aquafeed sangat didorong oleh biaya. Bahan baku yang digunakan dalam pakan harus menyediakan semua nutrisi penting yang dibutuhkan oleh spesies tertentu, tapi ini harus diimbangi dengan biaya. Ketersediaan bahan baku tersebut juga menjadi pertimbangan yang sangat penting, sebagai output pabrik untuk produksi pakan ikan bisa di wilayah 150 sampai 200 ribu ton per tahun.
Bahan-bahan yang bersifat musiman atau yang ketersediaan pasarnya sangat rendah adalah, karena itu, sebaiknya dihindari. Tidak mengherankan, peneliti terus mencari solusi pakan alternatif, dan salah satu yang paling menjanjikan adalah mikroalga.
Mencari aquafeeds baru
Mikroalga telah digunakan sebagai bagian dari rantai pakan hidup di pembenihan akuakultur selama beberapa waktu, tetapi sekarang ada dorongan untuk mengeksploitasi organisme ini dalam pakan yang diformulasikan. Teknologi ini masih dalam masa awal dan, saat sekarang, penggunaan mikroalga sebagai bahan pakan curah masih jauh, karena keterbatasan biaya dan ketersediaan produk.
Hasil dari, fokus saat ini adalah pada penggunaan produk alga sebagai bahan fungsional untuk meningkatkan pakan tradisional selama periode sensitif dari siklus produksi, atau dalam situasi tertentu yang timbul dari praktik pertanian. Mikroalga memiliki potensi besar sebagai sumber bahan fungsional, menawarkan manfaat tambahan di samping nutrisi dasar, mengisi kesenjangan penting di sektor aquafeed.
Membuka pintu untuk pendekatan baru dalam akuakultur
Satu dekade yang lalu, aquafeeds mengandung banyak tepung ikan yang dipanen dari laut, tetapi ini adalah sumber daya yang terbatas dan sumber protein dan lipid alternatif – terutama lipid yang kaya akan asam lemak omega-3 tak jenuh ganda, seperti asam docosahexaenoic (DHA) – akan sangat bermanfaat.
Makin, ikan sedang dipelihara di aquafeeds yang mengandung protein kedelai atau nabati tingkat tinggi, tetapi sering menunjukkan beberapa derajat respons inflamasi usus terhadap diet ini. Karena proporsi ikan yang dikonsumsi secara global yang dikaitkan dengan tangkapan liar berkurang, dan intensitas relatif tambak ikan dan tekanan untuk menghasilkan lebih banyak ikan per satuan luas meningkat, pentingnya kesehatan dan kesejahteraan ikan menjadi lebih mendesak dan lebih ditekankan pada pengembangan dan penerapan strategi pencegahan untuk mengurangi kerugian akibat penyakit umum.
Imunostimulan seperti laktoferin berpotensi bermanfaat bagi kesehatan usus ikan; penggabungan laktoferin ke dalam aquafeed akan menjadi cara yang mungkin untuk meminimalkan efek negatif dari komponen pakan lainnya. Laktoferin juga dapat bertindak dalam kapasitas pencegahan tambahan, meningkatkan kapasitas kekebalan ikan untuk menanggapi peristiwa stres atau penyakit, dan meningkatkan ketahanannya terhadap bakteri dan virus, berpotensi memodifikasi mikrobioma usus.
Pendekatan ini ditargetkan oleh spesialis alga yang berbasis di Inggris, Algenuity, yang telah membentuk teknologi untuk menghasilkan yang relevan secara komersial, galur mikroalga rekombinan yang mengekspresikan berbagai protein yang diinginkan - termasuk laktoferin dan lainnya - dengan tujuan menggabungkan ganggang yang dimodifikasi sebagai bahan fungsional aquafeed yang potensial.
Mikroalga rekayasa yang kaya protein dan lipid memberikan kontribusi nilai gizi, serta bioaktivitas spesifik dan manfaat kesehatan terkait, berpotensi mengurangi kerugian dan meningkatkan keuntungan dalam hal konversi pakan – situasi yang saling menguntungkan. Bekerja sama dengan Sparos, pengembang produk baru untuk industri akuakultur, dan Pusat Ilmu Kelautan (CCMAR), keduanya berlokasi di Portugal, percobaan bukti-konsep telah dilakukan untuk mengeksplorasi penggunaan dan kemanjuran biomassa ini sebagai bahan yang dimasukkan dalam pakan akuakultur.
Sparos memiliki pengalaman bertahun-tahun dalam menyediakan makanan eksperimental bagi para peneliti dan perusahaan akuakultur, serta menawarkan fasilitas pengujian untuk menganalisis diet tertentu. Saat ini, ia memproduksi sejumlah kecil pakan yang mengandung alga yang diperkaya laktoferin tingkat rendah dan mengevaluasinya untuk menentukan dosis yang paling efektif untuk dimasukkan ke dalam pakan, serta formulasi terbaik.
Meningkatkan perkembangan tulang
Sementara keuntungan dalam pertumbuhan secara keseluruhan dan pengurangan kerugian adalah manfaat utama, nilai dan kesehatan ikan yang dibudidayakan secara keseluruhan juga dapat menjadi fungsi dari perkembangan dan kesejahteraan kerangka mereka. Demikian, tim juga telah melihat secara dekat efek strain yang mengekspresikan laktoferin pada perkembangan tulang pada ikan, menggunakan ikan zebra – yang sering digunakan dalam penelitian biomedis, Misalnya, mempelajari kanker, diabetes dan penyakit kardiovaskular – sebagai spesies model.
Keuntungan besar ikan zebra adalah kecepatan perkembangannya; hasil yang berarti tersedia dalam beberapa hari, bukannya minggu, dan dapat dengan mudah dipindahkan ke spesies lain. CCMAR sedang menyelidiki efek mikroalga itu sendiri – dengan dan tanpa laktoferin – daripada diet, dengan hasil yang menjanjikan.
Pada percobaan awal, Larva terkena air, ekstrak etanol dan dimetil sulfoksida (DMSO) dari mikroalga selama tiga hari dan peningkatan perkembangan tulang operkulum dievaluasi. Ekstrak DMSO dan etanol menunjukkan peningkatan perkembangan tulang mulai dari 27-43 persen, menunjukkan bahwa, dalam konteks biomedis dan nutraceuticals, ada faktor anabolik yang terkait dengan mikroalga.
Baik mikroalga asli dan rekayasa diselidiki, dengan hasil positif yang diperoleh bahkan dari biomassa tipe liar, sementara biomassa transgenik menghasilkan manfaat positif yang ditingkatkan, menunjukkan bahwa efek yang diamati disebabkan oleh kombinasi senyawa dan/atau protein.
Eksperimen lebih lanjut telah dilakukan dengan memelihara ikan zebra dengan rotifera yang diberi makan alga jenis liar dan ganggang rekayasa selama satu bulan, dan perbedaan diamati dalam perkembangan tulang. Laktoferin dikenal untuk mempromosikan perkembangan osteoblastik dalam model lain, dan ini juga dicatat pada ikan zebra.
Dalam 30 hari, adalah mungkin untuk membuat analisis ekspresi gen yang andal dari gen penanda tulang yang bertanggung jawab atas perbedaan antara kedua jenis mikroalga. Dengan ganggang yang direkayasa, ada peningkatan yang jelas dalam perkembangan dan kualitas kerangka, dan gen yang berkaitan dengan perkembangan osteoblas juga diregulasi, memproduksi lebih banyak tulang dan sel tambahan.
Kesimpulan
Mikroalga memiliki potensi besar sebagai bahan baku yang berkelanjutan, tidak hanya dalam budidaya, tetapi dalam pakan ternak pada umumnya. Hingga saat ini, masalah utamanya adalah ketersediaan pasar yang rendah serta nilai tambah yang dirasakan. Kemajuan signifikan telah dibuat untuk mengatasi masalah ini dalam beberapa tahun terakhir. Pekerjaan telah dimulai, contohnya, dalam menciptakan model bisnis yang efisien dan hemat biaya untuk produksi aquafeeds berbasis alga skala besar.
Studi lebih lanjut tentang ikan zebra akan mengeksplorasi efek mikroalga yang direkayasa Algenuity pada gen sistem kekebalan, histologi dan pertumbuhan, sebelum transposisi menjadi spesies ikan lain untuk kepentingan komersial. Masa depan untuk bahan aquafeed berbasis mikroalga memang terlihat sangat menjanjikan.
