, Russian Federation
, Russian Federation
, Russian Federation
, Russian Federation
UDK 639.3 Рыбоводство (разведение рыб)
BBK 472 Рыбное хозяйство
Modern combined feeds provide high plastic growth of fish, but their composition differs from the natural food of fish, and first – by the presence or absence of biologically active substances (BAS) of natural origin in their composition, which regulate many metabolic processes in the body. The shortage of BAS in feed, in conditions of high-intensity aquaculture and super-intensive cultivation technologies, can affect the quality of producers and their offspring. Along with vitamins and minerals, this also in-cludes carotenoids – natural pigments contained in the natural food of fish. Caratinoids are a numerous and widespread group of pigments in nature that are part of the cells of microorganisms, algae and higher plants, as well as animal and human cells. It was found that the addition of astaxanthin 20.0 and 40.0 mg/kg to the composition of production feeds allowed increasing productiv-ity by 22.0% and 39.2%, respectively, and to have a positive effect on the physiological state of fish.
natural antioxidant, astaxanthin, carotenoids, tilapia, aquaculture, feeding, growth, physiological state
Введение
Актуальной задачей индустриального рыбоводства является улучшение состава комбикормов и технологии кормления. При разработке состава рецептов комбинированных кормов, помимо их сбалансированности по основным питательным веществам, значительное внимание уделяется адекватному использованию в них различных биологически активных веществ, к числу которых относятся природные пигменты каротиноиды [1].
Вопросом применения каротиноидов в аквакультуре ученые заинтересовались еще в прошлом столетии. Он возник в связи с тем, что при выращивании лососевых рыб в искусственных условиях мясо их приобретает несвойственный бледный цвет, что делает его непривлекательным для потребителя. В природной среде яркий розовый цвет мясу лососей и других гидробионтов придает пигмент астаксантин. Планктонные организмы, особенно ракообразные, являющиеся естественной пищей многих рыб, богаты этим пигментом [2]. Астаксантин – мощнейший антиоксидант, который оказывает огромное влияние на работу всех систем и общее состояние здоровья [3]. Но такая практика не коснулась массовых теплолюбивых видов аквакультуры, таких как тиляпия, у них мышечные ткани и икра не окрашиваются под действием астаксантина, а его влияние на физиологический статус рыб, а также антиоксидантные свойства так и не изучены.
Целью работы явилось изучение эффективности использования антиоксиданта астаксантина в составе комбикормов для перспективного объекта аквакультуры – мозамбикской тиляпии (Oreochromis Mossambicus).
Материал и методы исследований
Экспериментальные работы проводили на базе Инновационного центра «Биоаквапарк – НТЦ аквакультуры» ФГБОУ ВО «Астраханский государственный технический университет». Объектами исследования послужили годовики мозамбикской тиляпии (Oreochromis Mossambicus).
В исследовании изучалась эффективность применения природного антиоксиданта астаксантина – торговое название «Астапед». Исследование проводили на трех экспериментальных группах. Первая группа (контроль) получала продукционный корм, сбалансированный по всем элементам питания, согласно физиологическим потребностям. Вторая группа (вариант 1) получала рацион 1-й группы с добавлением природного антиоксиданта астаксантина в количестве 20 мг/кг. Третья группа (вариант 2) получала рацион 1-й группы с добавлением природного антиоксиданта астаксантина в количестве 40 мг/кг. Кормление рыб осуществляли вручную 3 раза в светлое время суток. Суточную норму кормления определяли согласно кормовым таблицам, в зависимости от средней массы рыб и температуры воды [4].
Состояние и развитие рыб определяли по комплексу показателей, анализируя скорость увеличения размеров тела и наращивания мышечной массы. Взвешивание и измерение рыбы проводили согласно рекомендациям [5], принятым в рыбоводстве, с использованием лабораторных весов Масса-К ВК-3000. Выживаемость рыб учитывали поштучным методом. Физиологическое состояние исследуемых объектов оценивали по биохимическим показателям белкового, липидного обмена (состав крови), согласно разработанным методикам [6; 7; 8; 9]. Кровь отбирали прижизненно из хвостовой вены у рыб в пробирки Эппендорфа [10]. Определяли следующие показатели: концентрацию гемоглобина фотометрически с помощью набора реактивов фирмы Агат-Мед [7], скорость оседания эритроцитов (СОЭ) на приборе Р.П. Панченкова [10]. Для измерения оптической плотности полученных проб использовали спектрофотометр Unico 2100. Результаты исследований обработаны с применением общепринятых методов биологической статистики и программы Microsoft Excel. Уровень различий оценивали с помощью критерия достоверности Стьюдента [11].
Результаты исследований
Учитывая важное значение каротиноидов в жизнедеятельности рыб, были выполнены исследования по оценке эффективности введения их в продукционные корма для молоди мозамбикской тиляпии (Oreochromis Mossambicus).
В исследованиях использовалась рыба массой от 150,0 г до 210,0 г, при этом коэффициент вариации не превышал 3,0%. Оценка эффективности применения природного антиоксиданта астаксантина в продукционных комбикормах показала, что наилучшие показатели роста были характерны для группы рыб, потреблявшей корма с добавлением астаксантина в количестве 40 мг/кг – вариант № 2.
Динамике темпа роста соответствовало изменение абсолютных значений. В процессе исследования выявлено, что достоверно (р≤0,05) более низкие значения прироста были характерны для рыб контрольной группы (табл. 1). В процессе эксперимента установлено, что во всех группах наблюдалась высокая интенсивность роста.
За весь период эксперимента абсолютный и среднесуточный прирост рыб опытных групп на 22,0-39,2% был выше, чем у рыб контрольной группы. Наилучший результат абсолютного прироста установлен для варианта № 2, данные показателя был выше контрольного в 1,4 раза (р<0,001). Среднесуточная скорость роста в контрольной группе была ниже на 22,2-39,1%, в отличие от вариантов №1 и № 2, соответственно.
Таблица 1. Динамика роста Oreochromis Mossambicus (n=25)
Table 1. Growth dynamics of Oreochromis Mossambicus (n=25)
|
Показатель |
Контроль |
Вариант № 1 |
Вариант № 2 |
|
Масса начальная, г |
160,1±1,02 |
161,5±1,1 |
159,7±1,4 |
|
Масса конечная, г |
222,1±1,3 |
236,8±1,2* |
245,5±1,8* |
|
Абсолютный прирост, г |
62,09 |
75,75* |
86,43* |
|
Среднесуточный прирост, г |
2,07 |
2,53* |
2,88* |
|
Среднесуточная скорость роста, % |
13,0 |
13,8* |
14,0** |
|
Коэффициент массонакопления, ед. |
0,0012 |
0,0014 |
0,0015 |
|
Продолжительность выращивания, сут. |
30 |
30 |
30 |
|
Выживаемость, % |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
Примечание: при * p<0,05, ** р<0,001 – различия достоверны
Для всех вариантов исследования условия выращивания поддерживались на оптимальном уровне, а кормление производили согласно установленным рекомендациям [4], очевидно энергетические ресурсы для выборки из контрольной группы, получаемые от комбикорма, в меньшей степени расходовались на пластический обмен. Это подтверждается более низкими данными рыбоводно-биологических показателей.
Объективно оценить состояние организма, в предложенных условиях среды, можно по физиолого-биохимическим показателям крови, которые выступают в качестве специфических индикаторов физиологических или патологических изменений организма. Результаты оценки биохимических показателей крови, при завершении экспериментов, представлены на рисунке 1. Анализ показателей красной крови не выявил существенных изменений. Достоверных различий по уровню гемоглобина у рыб контрольной и двух опытных групп не выявлено (р>0,05), показатели в исследуемых группах варьировали от 72,0-83,0 г/л. Однако отмечено, что гемоглобин в крови рыб всех вариантов исследования находился на высоком уровне, а за период исследования наблюдалось повышение показателя на 10,8% и 14,3% у рыб, выращиваемых на рационе с добавлением астаксантина, что свидетельствует о положительном влиянии кормовых компонентов на обмен веществ исследуемых рыб.
Рисунок 1. Физиолого-биохимические показатели Oreochromis Mossambicus (n=25)
Figure 1. Physiological and biochemical parameters of Oreochromis Mossambicus (n=25)
Важное значение при определении функционального состояния рыб имеет скорость оседания эритроцитов (СОЭ). Показатели СОЭ в исследуемых группах варьировали от 2,2 до 4,0 мм/ч. Статистические различия по вариантам исследования были недостоверны р>0,05.
Холестерин во всех вариантах эксперимента оставался в пределах нормативных значений, что свидетельствует о постоянном белковом составе плазмы крови, показатели в вариантах исследования составили от 3,0-3,5 ммоль/л и были величинами одного порядка (р>0,05).
В условиях исследования незначительное увеличение (9,2%) общего сывороточного белка отмечено у рыб контрольного варианта. Наибольшие изменения произошли в крови рыб, потреблявших тестируемые корма. Уровень общего сывороточного белка увеличился (p<0,05) на 27,8% и 58,5% в вариантах №1 и №2, соответственно. Подобная динамика отвечает данным по темпу роста. Учитывая, что рацион трех экспериментальных групп рыб содержал оптимальное количество аминокислот, которое соответствует потребностям текущего периода жизни, показатели белкового состава сыворотки крови условно можно считать нормальными.
Таким образом, показатели белкового и липидного обменов во всех трех вариантах эксперимента находились в пределах нормативных значений, а динамика изменений согласуется с рыбоводно-биологическими данными.
Заключение
Проведенные исследования свидетельствуют об эффективности использования астаксантина в кормлении перспективных объектов аквакультуры, в частности тиляпии. Установлено положительное влияние природного антиоксиданта астаксантина на рост и развитие культивируемой молоди. В целом полученные результаты гематологических и биохимических показателей согласуются с данными других авторов [12].
Рыба во время опыта с астаксантином не проявляла каких-либо беспокойств после кормления. В конце опыта мясо тиляпии сравнивали визуально, по оттенку мышц. Астаксантин не проявил пигментирующую роль в окраске тканей на тиляпии.
Таким образом, по данным биологических показателей роста, можно говорить об эффективности добавления астаксантина в корма для тиляпии в количестве 40 мг/кг, так как для данной выборки характерен высокий темп роста и более высокий уровень общих сывороточных белков.
Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда, проект № 22-76-00023 «Разработка и апробация инновационной технологии кормления для сохранения иммунного гомеостаза в условиях высокопродуктивного и экологически чистого аквахозяйства».
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Вклад в работу авторов: А.Б. Ахмеджанова – сбор и анализ данных, идея работы, подготовка введения, заключения, окончательная проверка статьи; С.В. Пономарев – подготовка введения, заключения, окончательная проверка статьи; Ю.В. Федоровых – подготовка введения, заключения, подготовка статьи; О.А. Левина – сбор и анализ данных, подготовка статьи; Н.В. Терганова – сбор, подготовка и анализ базы данных; А.Н. Хисамутдинова – подготовка и анализ базы данных; В.М. Насунова – подготовка и анализ базы данных.
The work was supported by a grant from the Russian Science Found, project No. 22-76-00023 "Development and testing of innovative feeding technology to preserve immune homeostasis in conditions of highly productive and environmentally friendly aquatic farming".
1. Ponomarev S.V. Carotenoids in aquaculture of sturgeon fish / S.V. Ponomarev. – Rostov-on-Don, 2010. – 148 p.
2. Grozescu Yu.N. A new carotene-containing preparation with compound feeds for sturgeon / Yu.N. Grozescu, M.A. Mitrofanova // Bulletin of the Astrakhan State Technical University. Series: Fisheries. – 2004. – №2 (21). – Pp. 81-88.
3. Ostroumova I.N. Biological bases of fish feeding / I.N. Ostroumova. Ed. 2. – St. Petersburg: GosNIORH, 2012. – 564 p.
4. Ponomarev S.V. Forage and feeding of fish in aquaculture / S.V. Ponomarev, A.A. Ba-hareva, Yu.N. Grozescu. – M.: Morkniga, 2013. – 417 p.
5. Pravdin I.F. Guide to the study of fish / I.F. Pravdin. – M.: Food industry, 1966. – 376 p.
6. Kolb V.G. Clinical biochemistry: a manual for laboratory doctors / V.G. Kolb, V.S. Kamyshnikov. – M.: Belarus, 1976. – 311 p.
7. Filippovich Yu.B. Practicum on general biochemistry / Yu.B. Filippovich, T.A. Egorova, G.A. Sevastyanova. – M.: Prosveshchenie, 1975. – 318 p.
8. Fish bach F. A manual of laboratory diagnostic tests. 7thed / F. Fish bach, M. Dunning. –Lppincott Williams & Wilkins, 2004. – 1291 p.
9. Trinder P. Determination of glucose in blood using glucose oxidase with an alternative oxygen acceptor / P. Trinder // Ann Clin Biochem. – 1969. – Pp. 24-25.
10. Usov M.M. Morphology and physiology of fish. Laboratory workshop: educational and methodical manual / M. M. Usov. – G.: BGSHA, 2017. – 114 p.
11. Lakin G.F. Biometrics / G.F. Lakin. – M.: Higher School, 1990. – 293 p.
12. Ableev D.R. The influence of the sex ratio in the breeding stock of tilapia on the efficiency of spawning and physiological and biochemical indicators of producers / D.R. Ableev, A.B. Akhmedzhanova, S.V. Ponomarev // Fish farming and fisheries. – 2020. –№ 5 (172). – Pp. 54-61.
