Высокобелковый комбикорм для австралийских красноклешневых раков
Владельцы патента RU 2780538:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В.Ломоносова" (RU)
Изобретение относится к комбикормам для австралийских красноклешневых раков, выращиваемых в индустриальных условиях, и может быть использовано в частных аквафермерских хозяйствах. Комбикорм включает компоненты в следующем соотношении (мас.): протеин личинок мухи Черная львинка 40%, проросшая пшеница 30%, ламинария 5%, морковь 15%, подсолнечный жмых 10%. Изобретение обеспечивает быстрый набор массы выращиваемых раков. 4 табл.
Изобретение относится к кормовой промышленности, в частности к комбикормам для тропических раков австралийского красноклешневого рака (Cherax quadricarinatus), выращиваемых в индустриальных условиях, и может быть использовано в частных аквафермерских хозяйствах.
Известен корм для речных раков («Инструкция по разведению речных раков» Е.В. Колмыкова. - Астрахань: КаспНИРХ, 2004 г. - С. 21), включающий малоценную рыбу, мясные отходы, моллюсков и другие продукты животного происхождения. Однако данный корм содержит быстро разлагающиеся продукты, которые ухудшают эпизоотическое состояние водоема.
Также близким аналогом является Пат. 2437566. Комбикорм для тропических раков и пресноводных креветок / Лагуткина Л.Ю., Пономарёв С.В., Пахомов М.М.; заявл. 28.06.2010; опубл. 27.12.2011. Однако в данном патенте нет сведений о скорости набора биомассы раков и креветок с применением данного корма.
Наиболее близким аналогом является продукционный комбикорм на основе высушенной биомассы растительного и животного планктона прудовых экосистем, включающий рыбий жир, водорослевую муку, витаминный премикс, минеральные добавки (заявка РФ № 2010126498, 2011 г.). Недостатком прототипа является трудность получения кормовой добавки из высушенной биомассы растительного и животного планктона прудовых экосистем в связи с редким спуском воды на прудовых площадях.
Технический результат - создание высокобелкового комбикорма с протеином насекомых (протеин мухи Черная львинка) и определение эффективности данного протеина. Протеин насекомого использовали в качестве альтернативной замены рыбной муки при кормлении аквакультуры, на примере Австралийских красноклешневых раков. Последнее обстоятельство, по нахождению альтернативного источника протеина, позволит создать конкуренцию импортным кормам и обеспечить процесс импортозамещения российской кормовой продукции для аквакультуры.
Технический результат достигается высокобелковым комбикормом для австралийских красноклешневых раков, включающим протеин личинок мухи Черная львинка, проросшую пшеницу, водоросли Белого моря, морковь и подсолнечный жмых в следующем соотношении компонентов мас.%): протеин личинок мухи Черная львинка - 40; проросшая пшеница - 30; водоросли Белого моря - 5; морковь - 15; подсолнечный жмых - 10.
Создание кормов на основе белково-липидного комплекса из насекомых имеет большой потенциал для развития кормовой индустрии российских аквафермерских хозяйств. Муха Чёрная львинка (Hermetia illucens или Чёрный солдатик - Black Soldier Fly) (Rozkošný, 1983) - перспективный на сегодняшний день организм, который может быть использован для получения кормовых продуктов для аквакультуры, разрешенный в ЕС. В 2017 году компания Enterra Feed Corporation, специализирующаяся на разработке и производстве экологически чистой кормовой продукции для аквафермерских хозяйств, получила разрешение на продажу ингредиентов для кормов на основе насекомых в Соединенные Штаты Америки, Канаду и Европейский Союз. Ассоциация Американского Контроля за Кормами (The Association of American Feed Control Officials (AAFCO)) в Соединенных Штатах приняла просьбу Enterra включить в список разрешенных кормовых ингредиентов муку из личинок мухи Черная львинка в корма для лососевых, а именно для Атлантического лосося, форели и арктического гольца.
Возможность использования личинок мухи Черная львинка в качестве компонента в кормопроизводстве обусловлена высокой питательностью личинки, уникальным аминокислотным составом и высокой биоконверсией органических отходов. В результате жизнедеятельности личинки мухи Черной львинки накапливают в своем организме питательные вещества: белок, жир, аминокислоты, комплекс макро- и микроэлементов, процентное содержание которых зависит от вида отходов (Ushakova, Nekrasov, 2015; Alvarez, 2012; Newton et al., 1977; Newton, L., Sheppard, C. et al., 2005).
Объектом исследования служили представители аквакультуры - Австралийские красноклешневые раки (Cherax quadricarinatus). Молодь раков (в возрасте 4х месяцев) содержали в 2х аквариумах емкостью 150 л, в каждом находилось по 10 экземпляров (особей). Каждый аквариум оснащен искусственной аэрацией и фильтрацией, терморегуляторами для подогрева воды, а также керамическими и деревянными укрытиями-домиками в количественном соотношении 1:1.5, для каждого рака 1,5 укрытия.
Условия обитания являются важным фактором, оказывающим влияние на рост и развитие, на активность потребления пищи и на характер обмена веществ австралийских раков (Лагуткина, Мартьянов, 2016). Поэтому в ходе проведения эксперимента при искусственном содержании рачков были созданы оптимальные условия водообмена и аэрации воды: рН – 7,2; жесткость 7, содержание кислорода – 7,8; температура воды – 26°С.
Согласно литературному обзору установлено, что для Австралийских красноклешневых раков наиболее эффективными являются корма с содержанием белка 20-30% и низким содержанием жира (около 8%) (Lawrence, Jones, 2002, Cortes-Jacinto et al., 2004), а также углеводов, минеральных веществ, витаминов и других биологически активных компонентов, необходимых для роста и развития аквакультуры. Анализ литературных источников и рынка существующих комбикормов послужили основой для создания экспериментальных рецептур продукционных кормов для австралийских раков.
Экспериментальные корма, изготавливались в лабораторных условиях с применением кормовых компонентов российского и местного производства.
Высокобелковый комбикорм включает протеин личинок мухи Черная львинка, проросшую пшеницу, ламинарию, морковь и подсолнечный жмых в следующем соотношении компонентов (мас.): протеин личинок мухи Черная львинка – 40%, проросшая пшеница – 30%, ламинария – 5%, морковь – 15%, подсолнечный жмых – 10%.
Комбикорм изготовлялся способом влажного прессования.
В ходе исследований было разработано две рецептуры и на их основе создано два вида корма. Все компоненты в кормах идентичны, разница состояла в источнике главного действующего вещества протеина животного происхождения. В первом случае в рецептуре использовали рыбную муку, во втором - муку из высушенных личинок мухи Черная львинка. Белки (протеины) имеют важное значение в питании аквакультуры и являются поставщиком аминокислот, используемых организмом для построения белков тканей и органов тела, поэтому их доля в составе корма составляла большую часть и находилась в пределах 40%. В качестве источника кальция и витаминов группы В в состав рецептур были включены ростки проросшей пшеницы. Поскольку основной рацион раков - это корма растительного происхождения, то в рецептурах экспериментальных кормов использовали также:
- водоросли Белого моря (ламинария), в состав которых входит порядка 85% аминокислот, витаминов, минералов, микро- и макроэлементов;
- морковь, богатая витаминами А, В1, В2, В5, В6, В9, В12, D, С, Е, РР, и микроэлементами: кобальтом, молибденом, хромом, фтором, марганцем, йодом и медью. Кроме этого в моркови в достаточном количестве присутствуют фосфор, кальций, литий, никель, алюминий, бор;
- подсолнечный жмых, который получают выдавливанием масла из семян путем прессования, поэтому в жмыхах остается значительное количество жира (7–8%).
Состав разработанных кормов (все проценты массовые):
Корм №1: Рыбная мука – 40%, проросшая пшеница – 30%, ламинария – 5%, морковь – 15%, подсолнечный жмых – 10%.
Корм №2: протеин личинок мухи Черная львинка – 40%, проросшая пшеница – 30%, ламинария – 5%, морковь – 15%, подсолнечный жмых – 10%.
Норма кормления раков в эксперименте составляла 2% от массы тела, режим кормления - один раз в сутки в вечернее время. Продолжительность эксперимента составляла 2 месяца. Эффективность кормления австралийских раков определяли по рыбоводнобиологическим показателям выживаемости, приросту по длине и массе раков и значимости различий изучаемых показателей экспериментальных кормов. В качестве добавки к экспериментальным кормам в рацион ракам использовали дубовые листья.
На базе аккредитованной лаборатории проведен анализ главных действующих компонентов разработанных кормов - рыбной муки и муки из личинок мухи Черная львинка, на наличие массовой доли сырого протеина в каждом ингредиенте. Определение значений проводилось согласно ГОСТ 32044.1-2012 (таблица 1).
Таблица 1. Определение значений показателей
| Наименование определяемого показателя | Результат измерений, % | Характеристика погрешности |
| Массовая доля сырого протеина в рыбной муке | 56,7 | ±1,1 |
| Массовая доля сырого протеина в муке из личинок мухи Черная львинка | 50,8 | ±1,0 |
Также на базе лаборатории проведен биохимический анализ экспериментальных кормов для установления питательности и пищевой ценности (таблица 2). Определение значений проведено согласно ГОСТ.
Таблица 2 . Биохимический анализ экспериментальных кормов
| Наименование определяемого показателя | Обозначение нормативного документа на метод испытаний | Корм №1 на основе рыбной муки | Корм №2 на основе личинки мухи Черная львинка |
| Результат измерений ± ошибка | |||
| Массовая доля сырого протеина (в сухом веществе), % | ГОСТ 32044.1-2012 | 39.70±0.90 | 35.50±0.90 |
| Массовая доля сырой клетчатки (в сухом веществе), % | ГОСТ 31675-2012 п.6 | 5.60±1.20 | 9.60±1.40 |
| Массовая доля сырого жира (в сухом веществе), % | ГОСТ 13496.15-2016 п. 9.1 | 11.32±0.94 | 12.01±0.97 |
| Массовая доля сырой золы (в сухом веществе), % | ГОСТ 26226-95 п.1 | 12.00±0.50 | 11.90±0.50 |
| Массовая доля сухого вещества, % | ГОСТ 31640-2012 | 40.50±2.00 | 40.00±2.00 |
| Массовая доля мышьяка, мг/кг | ГОСТ 26930-86 | 0.22±0.08 | 0.12±0.04 |
| Массовая доля кальция, % | ГОСТ 26570-95 п. 2.2 | 2.50±0.24 | 1.99±0.20 |
| Массовая доля фосфора, % | ГОСТ 26657-97 п. 4.1 | 1.11±0.19 | 0.84±0.14 |
| Массовая доля натрия, % | ГОСТ 30503-97 | 0.73±0.15 | 0.67±0.14 |
| Массовая доля калия, % | ГОСТ 30504-97 п.4.5 | 1.38±0.12 | 1.72±0.14 |
Эффективность экспериментальных рецептур и созданных на их основе продукционных кормов определяли по разнице в значениях показателей прироста по массе и по длине раков путем взвешиванием раков на электронных весах с точностью до 0,1 мг и измерением линейкой с точностью до 0,1 мм на начальном этапе эксперимента и по истечении первого месяца, а затем по окончании опыта (через 2 месяца). В таблице 3 приведены данные динамики изменения средней длины и массы, прироста по массе и по длине тел рачков. Анализ значимости различий изучаемых показателей приведен в таблице 4.
Таблица 3. Динамика изменения показателей
| Наименование показателей | Корм на основе рыбной муки (Корм №1) | Корм на основе личинки мухи Черная львинка (Корм №2) | ||||
| На начало эксперимента1 | По истечении месяца2 | На конец эксперимента3 | На начало эксперимента4 | По истечении месяца5 | На конец эксперимента6 | |
| Средняя масса раков ± ошибка | 14.7±2.59 | 17.6±3.27 | 18.9±2.98 | 12.1±1.58 | 19.9±2.41 | 22.2±2.50 |
| Средняя длина раков ± ошибка | 7.9±0.53 | 8.8±0.63 | 9.0±0.56 | 7.7±0.39 | 9.1±0.44 | 9.4±0.41 |
| Прирост по массе, % | 100 | 120 | 129 | 100 | 164 | 182 |
| Прирост по длине, % | 100 | 111 | 114 | 100 | 118 | 122 |
| Выживаемость, % | 90 | 100 |
Таблица 4. Анализ значимости различий изучаемых показателей по экспериментальным кормам (tst 0.95=2.1)
| Наименование показателей | tst 1-2 | tst 2-3 | tst 1-3 | tst 4-5 | tst 5-6 | tst 4-6 | tst 2-5 | tst 3-6 |
| Средняя масса раков | 2.71 | 0.66 | 3.41 | 0.69 | 0.29 | 1.06 | 0.57 | 0.85 |
| Средняя длина раков | 2.37 | 0.5 | 3.01 | 1.09 | 0.24 | 1.43 | 0.39 | 0.58 |
Для обработки данных проведен расчет t-критерия Стьюдента при сравнении средних величин изучаемых показателей. Использованы стандартные методы описательной статистики с применением программного обеспечения Miсrоsоft Ехсеl 2007 и STATISTICA, version 10, StatSoft, Inc., 2011, с вычислением среднеарифметических величин и среднеквадратических ошибок.
Согласно результатам анализа определения массовой доли сырого протеина установлено, что доля протеина в рыбной муке незначительно превышает процент содержания данного показателя в муке из личинок мухи (56,7±1,1и 50,8±1,0, соответственно). Достоверность различий доказана (tst 0.95<2.1), что подтверждает возможность использования протеина насекомого в производстве кормов для раков, даже с более низким содержанием протеина.
Биохимический анализ экспериментальных кормов подтверждает содержание комплекса питательных веществ и минералов, необходимых для здоровья, жизнедеятельности, продуктивности и наращивания массы объектов аквакультуры, что позволяет рассматривать разработанный состав как полноценный, сбалансированный и высокобелковый корм и применять данную рецептуру в промышленном производстве аквакормов.
Анализ кормов не выявил значимых различий между установленными показателями разработанных рецептур. По количеству сырого протеина в корме на основе рыбной муки и на основе личинки мухи Черная львинка разница в значениях минимальна и составляет 4.2%. Данный факт определяет возможность использования личинки мухи в рецептуре комбикормов для аквакультуры в качестве альтернативной замены рыбной муки.
По результатам исследований отмечается динамика изменения показателей прироста по массе и длине раков на начало и на конец эксперимента. Австралийские раки, выращенные на корме № 2 с протеином насекомых, имеют более высокие показатели прироста по массе - 82% и по длине тела раков - 22%, относительно рачков, питающихся кормами на основе рыбной муки, где прирост по массе на начало и конец эксперимента - 29%, прирост по длине тела раков – 14%. Анализ значимости различий изучаемых показателей по экспериментальным кормам доказывает достоверность различий по средней массе и по длине рачков выращенных на корме из личинки мухи Черная львинка (tst 0.95>2.1).
По результатам эксперимента отмечается 100% выживаемость рачков, выращенных на корме №2, и 90% выживаемость рачков, питающихся кормом №1. Следовательно, можно говорить о положительном действии разработанных экспериментальных кормов из насекомого для австралийских раков, которые обеспечивают увеличение прироста массы, и повышение выживаемости молоди при наличии меньшей доли протеина в составе корма.
Высокобелковый комбикорм для австралийских красноклешневых раков, включающий протеин личинок мухи Черная львинка, проросшую пшеницу, ламинарию, морковь и подсолнечный жмых в следующем соотношении компонентов (мас.):
| протеин личинок мухи Черная львинка | 40% |
| проросшая пшеница | 30% |
| ламинария | 5% |
| морковь | 15% |
| подсолнечный жмых | 10% |
