Кормовая добавка на основе цисты рачка Artemia salina, увеличивающая выживаемость и темпы роста личинок и молоди объектов аквакультуры
FEED ADDITIVE BASED ON CYSTS OF THE CRUSTACEAN ARTEMIA SALINA FOR INCREASING THE SURVIVAL AND GROWTH RATES OF LARVAE AND JUVENILE SPECIMENS OF AQUACULTURE SPECIES

Изобретение относится к рыбному хозяйству, а именно, к парафармацевтикам и кормам, включающим пищевые концентраты, кормовые добавки, стартовый живой и искусственный сухой корм и может быть использовано для подращивания личинок и молоди рыб и ракообразных, в том числе в условиях интенсивной индустриальной аквакультуры в устройствах замкнутого водоснабжения (УЗВ).
Актуальной проблемой мировой индустриальной аквакультуры является высокий отход (до 50-90%) посадочного материала на начальных этапах подращивания личинок и молоди рыб и ракообразных возрастного диапазона от 15 до 65 суток в условиях УЗВ вследствие их высокой подверженности инфекционным заболеваниям на ранних стадиях онтогенеза.
В Китае, который является лидером по объемам выращивания и потребления объектов аквакультуры, традиционно применяется стартовый комбикорм ALPHA FEED (производство КНР). ALPHA FEED содержит такие компоненты, как рыбий жир, соевый шрот, витамины A, D и группы В; аминокислоты лизин и DL-метионин; муку из панциря креветки, рыбную и пшеничную муку, арахисовый жмых; экстракт секрета каракатицы; хлористый натрий, дигидрофосфат кальция. Таким образом, данный корм хорошо сбалансирован по нутритивным компонентам и калорийности, однако не обладает лечебно-профилактическими свойствами, особенно при инфекционных заболеваниях.
Недостатком стартового корма ALPHA FEED является его относительно низкая эффективность для кормления личинок и молоди рыб и ракообразных в возрасте от 15 до 65 суток, выживаемость которых при выращивании в УЗВ не превышает 50%.
Известна биологически активная добавка (БАД) на основе цист рачка Artemia salina (A. salina) и продукт для наружного и внутреннего применения на ее основе (патент РФ №2340215, 2005), предназначенная для использования в пищевой промышленности, косметике и медицине. БАД обладает антиоксидантными и мембрано-стабилизирующими свойствами. Она представляет собой липидно-витаминный комплекс из экстракта измельченных цист рачка A. salina. Белковая фракция и нуклеиновые кислоты, содержащиеся в цисте, в ее состав не входят, что снижает полезные свойства БАД.
Из патента РФ №_2316978 известна БАД к пище на основе цист рачка Artemia salina с размером частиц не более 20 мкм и влажностью не более 5 мас. %. БАД может быть использована в пищевой промышленности и медицине.
Средство, обладающее репаративным и ранозаживляющим действием, по патенту РФ №2429865, включает ультрадисперсный порошок цист рачка Artemia salina и обеспечивает сорбирующее и регенерирующее воздействие без проявления побочных эффектов. Сухие цисты рачка Artemia salina измельчают в шаровой мельнице до ультрадисперсного состояния с размером частиц не более 10-25 мкм.
Известна БАД на основе цист или науплий, или взрослых особей рачка Artemia salina (патент РФ №2317714). Изобретение относится к пищевым или косметическим БАД. БАД содержит липидную и белково-аминокислотную фракции из экстракта цист или науплий, или взрослых особей рачка Artemia salina. При этом соотношение липидной и белково-аминокислотной фракции составляет от 1000:1 до 1:1. Изобретение обеспечивает снижение аллергических реакций у потребителей данного продукта.
Вышеуказанные БАД не предназначены для добавления в корм и подращивания личинок и молоди рыб и ракообразных.
Известна белковая кормовая добавка для кормления молоди рыб, выращиваемых в естественных водоемах и в садово-бассейновых рыбохозяйственных системах (патент РФ №2479215). Белковая кормовая добавка для молоди рыб включает кормовую рыбную муку и гидролизат рыбной муки. Кормовая добавка позволяет обогатить корм для молоди рыб белком в доступной форме (прототип).
Следует указать, что практически все известные средства на основе А. salina имеют недостатки, касающиеся стабилизации этих средств. В них либо отсутствуют дополнительные стабилизаторы и консерванты (поскольку авторы исходят из предположения, что сам по себе субстрат из A. salina - и белковый, и липидный - содержит антиоксиданты и натуральные консерванты), либо в них добавляют химические консерванты вплоть до антибактериальных средств. Однако без дополнительных консервантов средства на основе A. salina не стабильны, а использование антибактериальных веществ существенно снижает лечебно-профилактическую эффективность композиций на основе A. salina. Использование антибиотиков в настоящий момент считается нежелательным в пищевой и кормовой промышленности, поэтому следует минимизировать их применение.
Раскрытие сущности изобретения
Предлагаемая кормовая добавка на основе цист рачка Artemia salina для личинок и молоди рыб и ракообразных, выращиваемых в условиях интенсивной индустриальной аквакультуры, представляет собой композицию, имеющую следующий качественный и количественный (мас. %) состав: порошок цист рачка Artemia salina после экстракции липидов, измельченный до мелкодисперсного (тонкодисперсного, ультрадисперсного, микронизированного) состояния - 47,5-48,5; порошок дрожжей вида Saccharomyces cerevisiae, измельченный до мелкодисперсного состояния - 47,5-48,5; липидный экстракт из цист рачка Artemia salina - 3-5.
Размер частиц порошков цист рачка Artemia salina и дрожжей вида Saccharornyces cerevisiae составляет 0,01-0,001 мм.
Для увеличения срока хранения кормовая добавка дополнительно содержит антиоксиданты и натуральные консерванты: 1-2% этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) и 0,01-0,03% дигидрокверцетина.
Предлагаемая кормовая добавка может представлять собой гранулы размером 0,5-1,5 мм с остаточной влажностью менее 10%.
Технические результаты
Добавление предлагаемой кормовой добавки в корм личинок или молоди рыб или ракообразных, содержавшихся в опытных УЗВ, бассейнах, и кормление личинок или молоди рыб или ракообразных без добавления кормовой добавки (контрольные УЗВ, бассейны) приводит к следующим сравнительным результатам:
1) увеличивается выживаемость молоди осетровых при поражении бактериозом (псевдомонозом). В опыте она составила 100%, в контроле оказалась в 1,4-2 раза ниже;
2) ослабленная молодь стерляди быстрее набирает массу. Внесение предлагаемой композиции в ее корм в течение 125 суток привело к увеличению массы тела рыбы в 2,4 раза по сравнению с контролем;
3) увеличивается длина тела мальков форели на 85%, масса тела в 2,8 раза, возрастает их выживаемость на 65%;
3
4) при подращивании личинок и молоди креветок в УЗВ, бассейнах объемом 2 м результаты в опыте превосходили результаты в контроле по выживаемости - в 11,28 раза, по массе тела - в 4,8 раза, длине тела - в 2,44 раза;
3
5) при подращивании личинок и молоди креветок в УЗВ, бассейнах объемом 28 м результаты в опыте превосходили контроль по выживаемости в 1,72 раза, массе тела - в 1,4 раза, длине тела - в 1,28 раза;
6) добавление ЭДТА и дигидрокверцетина тормозит рост микрофлоры и накопление гидроперекисей в предлагаемой кормовой добавке, благодаря чему она имеет пролонгированный срок хранения - до 4-х лет;
7) предлагаемая композиция особенно эффективна на ранних стадиях онтогенеза, существенно повышая выживаемость рыб и ракообразных;
8) предлагаемая композиция позволяет сократить в 1,3-2 раза (в зависимости от вида) традиционные сроки выращивания молоди до товарной навески;
9) проведенные в течение последних 4-х лет научно-производственные испытания применения данной кормовой добавки показали, что она безопасна, не токсична, не вызывает привыкания, подходит для обогащения традиционных искусственных кормов, придавая им лечебно-профилактические свойства.
Осуществление изобретения
Заявленную кормовую добавку получают в результате глубокой переработки цист рачка Artemia salina и дрожжей пивных кормовых Saccharomyces cerevisiae. Глубокая переработка грубого сырья до размеров частиц 0,01-0,001 мм многократно увеличивает биодоступность и эффективность нутритивных и биологически активных веществ (Tolstikova Т. G., Khvostov М. V., Lifshits G. I., Dushkin A.V., Meteleva E.S. Alteration of Warfarin's Pharmacologic Properties in Clathrates with Glycyrrhizic Acid and Arabinogalactan // Letters in Drug Design & Discovery. 2011. - Vol. 8, No. 3. - P. 201-204).
Для эффективной микронизации цист необходима экстракция из них липидной фракции, препятствующей механохимической обработке, поэтому она проводится на первом этапе приготовления кормовой добавки.
Первый этап начинают с погружения цист в диапаузу путем промывки и выдержки их в солевом растворе в течение 1,5-2,5 часов с удалением из цист внутренней влаги и последующим отделением органических и неорганических примесей.
После удаления остатков соли пресной промывкой и сушки, цисты измельчают до размера частиц 0,03-0,04 мм и добавляют к ним этиловый спирт, в котором растворяется липидная часть измельченных цист. Затем путем фильтрации взвесь разделяют на две фракции: жидкую - липидную и порошкообразную - белково-углеводную. Из обеих фракций удаляют этиловый спирт и получают два продукта - порошок измельченных цист и липидный экстракт. Порошок измельченных цист высушивают.
На втором этапе осуществляют раздельный механический помол на промышленных шаровых мельницах в специально подобранном режиме кормовых дрожжей и сухого порошка измельченных цист A. Salina до мелкодисперсного состояния с размером частиц 0,01-0,001 мм.
Сравнение качества материала, полученного в результате механического помола разной длительности, показало, что при длительности процесса более 30 часов происходило химическое разложение природных органических соединений, тем самым их содержание снижалось до величины менее 70% от теоретической; при длительности помола менее 20 часов размер полученных частиц отличался большой вариабельностью.
На основании полученных данных был выбран следующий режим механической обработки порошка цист и дрожжей:
- загрузка обрабатываемого материала по отношению к загрузке мелющих тел - 1:1-1:2;
- скорость вращения привода - 30-50 об/мин;
- время механической обработки - 24-30 часов.
Таким образом, на втором этапе в результате механохимической обработки раздельно получают сухие микронизированные порошки цист и кормовых дрожжей с размером частиц 0,01-0,001 мм.
Высушивание порошков цист и дрожжей до остаточной влажности менее 10% происходит в режиме термостатирования с сохранением исходных полезных свойств.
На последнем третьем этапе смешивают полученные порошки цист и дрожжей в соотношении 1:1 (по весу) и добавляют к ним липидный экстракт в конечной концентрации 3-5%.
Для длительного хранения кормовой добавки в нее вводят стабилизаторы: ЭДТА (1-2%) и антиоксидант дигидрокверцетин (0,01-0,03%), представляющий собой натуральный комплекс биофлавоноидов, полученный из лиственницы даурской (Larix gmelinii). Эффективность используемых стабилизаторов представлена в примере 3.
Для получения кормовой добавки в виде гранул к смеси порошков цист, дрожжей, ЭДТА и дигидрокверцетина добавляют воду (750-1000 мл воды на 1 кг смеси) для получения пасты, из которой в результате влажного гранулирования и высушивания до остаточной влажности менее 10% получают гранулы размером 0,5 до 1,5 мм.
Предложенная композиция добавляется в обычный корм для личинок и молоди рыб и ракообразных до конечной концентрации 5-10%. Корм с добавлением данной композиции используется в обычных для кормления данной возрастной группы дозировках 1-2 раза в день.
Эффективность использования предлагаемой кормовой добавки представлена в примерах 1, 2, 4-6.
Пример 1.
Лечебно-профилактическое действие предлагаемой кормовой добавки (композиции из микронизированных дрожжей, цисты артемии и липидного экстракта артемии) в случае бактериального заболевания аквакультурных организмов проявляется уже в первые сутки применения в условиях закрытых водоемов.
Лечение от бактериоза (псевдомоноза) молоди осетровых (стерляди и осетра) традиционными ветпрепаратами на фоне кормления с добавлением и без дабавления в комбикорм вышеуказанной композиции привело к следующим результатам.
Эксперимент 1 - период лечения 15 суток. При слабой степени поражения рыб выживаемость всех осетровых в опытной группе составила 100%. В контроле у стерляди выживаемость оказалась в два раза ниже; у осетра - в 1,4 раза ниже, чем в опыте.
Эксперимент 2 - период лечения 15 суток. За данный период при средней степени поражения в контрольных бассейнах отход у стерляди составил 50%, у осетра - 30%. В опыте выживаемость стерляди снизилась всего на 11%, у осетра выживаемость приближалась к 100%.
Пример 2
Кормление ослабленной молоди стерляди в течение полугода искусственным стартовым комбикормом с добавлением предлагаемой кормовой добавки (5% масс. доли) в опыте и без ее добавления (в контроле) привело к ускоренному росту рыбы в опыте по сравнению с контролем.
Уже через месяц относительный среднесуточный прирост в опыте составил 3,99% от массы тела рыбы, в то время как в контроле он был отрицательным (-0,9%). Кормление обогащенным предлагаемой композицией комбикормом способствовало увеличению в опыте как коэффициента массонакопления (Km) у рыбы, так и удельной скорости роста, составив в среднем за период 0,056 и 0,022 соответственно. В контроле показатель Km был в 2,5 раза меньше, а удельная скорость весового роста не превышала 0,009.
Через 125 суток отмечалось статистически достоверное (Р<0,01) увеличение массы рыбы в 2,4 раза в опыте по сравнению с контролем, составив в среднем у двухлеток 558,01±25 г и 232,4±16 г, соответственно.
Пример 3. Ускоренное хранение.
Образец предлагаемой композиции был помещен в термостат (36°С) для ускоренного хранения. Через 3 суток отмечены изменения органолептических свойств, гнилостный запах, при микробиологическом исследовании обнаружен массовый рост смешанной микрофлоры (более 105/г). Концентрация гидроперекисей липидов выросла на 420%.
Тот же концентрат, но с добавлением ЭДТА (1%) и дигидрокверцетина (0,01%) через 14 дней ускоренного хранения не изменил органолептических свойств. При микробиологическом исследовании отмечен рост менее 102/г микробных тел. Определение гидроперекисей липидов показало рост их концентрации на 17% по сравнению с исходными данными.
Таким образом, благодаря антиоксидантам в своем составе предложенная композиция имеет пролонгированный срок хранения - до 4-х лет, что играет важную роль для рыночной реализации и использования.
Пример 4. Подращивание мальков форели, возраст 30 дней.
В контрольной группе использовался коммерческий корм для мальков START PREMIUM (Alltech Coppens, Нидерланды), применимый в УЗВ. В опытной группе 2 раза в день в течение 1-го месяца использовали START PREMIUM с добавлением 5% предложенной композиции.
По окончании эксперимента проводился подсчет выживших особей и контрольное взвешивание каждой особи.
В опыте отмечено ускорение роста мальков на 85% по сравнению с контролем (р<0,01). Выживаемость мальков в опыте была выше выживаемости их в контроле на 65%.
Масса аквакультуры при использовании предложенной композиции увеличилась более чем в 2.8 раза.
Пример 5. Подращивание личинок и молоди креветок в возрасте от 15 до 60 суток.
Эксперимент был проведен с использованием УЗВ, бассейнов минимального промышленного объема - 2 м3. Кормление креветок контрольных и опытных бассейнов проводилось по стандартной методике, применяемой на данной ферме.
Креветки в контрольных бассейнах получали традиционный корм ALPHA FEED до достижения возраста 60 суток. Креветки в опытных бассейнах получали аналогичный объем питания, но дважды в сутки ALPHA FEED использовался с добавлением 10% предложенной кормовой добавки.
Результаты в опыте превосходили результаты в контроле по параметру выживаемости - в 11,28 раза, по массе тела - в 4,8 раза, длине тела - в 2,44 раза, что видно из таблицы 1.
Пример 6. Подращивание личинок и молоди креветок в возрасте от 15 до 65 суток.
3
Эксперимент был проведен с использованием УЗВ, бассейнов максимального промышленного объема - 28 м. Кормление креветок контрольных и опытных бассейнов проводилось по стандартной методике, применяемой на данной ферме. Креветки в контрольных бассейнах получали традиционный корм ALPHA FEED до достижения возраста 65 суток. Креветки в опытных бассейнах получали корм ALPHA FEED с добавлением 10% предложенной композиции до достижения возраста 65 суток.
Результаты в опыте превосходили результаты в контроле по параметру выживаемости в 1,72 раза, по массе тела - в 1,4 раза, длине тела - в 1,28 раза (см. таблицу 2).
Различия в выживаемости, полученные в примерах 5 и 6, объясняются различиями в условиях выращивания.
Предложенная композиция может быть использована как основа для приготовления новых кормов лечебно - профилактического действия.