مروری بر اهمیت ماکروجلبکها در صنعت آبزی پروری (با تاکید بر ماهیان)

نوع مقاله : مقاله ترویجی

نویسندگان

دانشگاه خلیج فارس

چکیده

افزایش قیمت آرد ماهی و همچنین کاهش دسترسی به آن موجب گردیده تا طی سالیان گذشته جستجو برای جایگزین های مناسب گیاهی به سرعت در حال توسعه باشد. در این میان ماکروجلبک ها به دلیل سهولت پرورش و قیمت مناسب جایگزین مناسبی محسوب می شوند. ماکروجلبک ها به عنوان مکمل های غذایی به منظور افزایش سلامتی و عملکرد رشد و تغذیه بسیاری از گونه های ماهیان دریایی، آب شیرین و ماهیان زینتی استفاده می شوند. اکثر مطالعات صورت گرفته نیز نتایج قابل قبولی را در استفاده از ماکروجلبک‌ها به عنوان جایگزین نسبی آرد ماهی گزارش کردهاند. نتیجه بررسی ها نشان می دهد هرچند در پرورش برخی گونه ها مانند شانک قرمز (Pagrus major)، سی باس اروپایی (Dicentrarchus labrax) و سی باس آسیایی (Lates calcarifer) استفاده از تا حد 10 درصد آرد جلبک باعث افزایش عملکرد رشد و تغذیه گردیده اما در استفاده بیشتر ار آرد جلبک در جیره غذایی برخی گونه ها تفاوت بین تیمارها مشاهده نشد و حتی تاثیرات منفی داشته است. بنابراین به نظر می رسد پژوهش های بیشتری در این زمینه مورد نیاز است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An overview of the importance of macroalgae in the aquaculture industry (with an emphasis on fish)

نویسندگان [English]

  • وحید morshedi
  • Rezvan Tamadoni
  • mohamad sarraf
چکیده [English]

The increase in the price of fish meal as well as the decrease in its availability has led to a rapidly expanding search for suitable herbal alternatives over the years. Macroalgae are a good alternative because of its easy growing and reasonable price. Macroalgae are used as dietary supplements to enhance the health and growth and feeding performance of many species of marine and fresh water fish and ornamental fish. Most studies have reported acceptable results in using macroalgae as a relative alternative to fish meal. Meanwhile, the amount of crude protein and polysaccharides in red macrophages is higher than in other species. The results show that although the use of algae flour by up to 10 % in the culture of some species such as red seabream (Pagrus major), European sea bass (Dicentrarchus labraxa) and Asian sea bass (Lates calcarifer) has increased the growth and feeding performance but using more from algae flour in the diet of some species, the difference was not observed between treatments and even had negative effects. Therefore, it seems that more research is needed in this field.

کلیدواژه‌ها [English]

  • aquaculture
  • Macroalgae
  • fish diet
  • Persian Gulf

مروری بر اهمیت ماکروجلبکها در صنعت آبزی پروری (با تاکید بر ماهیان)

رضوان تمدنی، وحید مرشدی* و محمد صراف

بوشهر، دانشگاه خلیج فارس، پژوهشکده خلیج فارس

چکیده

افزایش قیمت آرد ماهی و همچنین کاهش دسترسی به آن موجب شده تا طی سالیان گذشته جستجو برای جایگزین‌های مناسب گیاهی به سرعت در حال توسعه باشد. در این میان ماکروجلبک ها به دلیل سهولت پرورش و قیمت مناسب جایگزین مناسبی محسوب می‌شوند. ماکروجلبک ها به عنوان مکمل‌های غذایی به منظور افزایش سلامتی و عملکرد رشد و تغذیه بسیاری از گونه‌های ماهیان دریایی، آب شیرین و ماهیان زینتی استفاده می‌شوند. اکثر مطالعات صورت گرفته نیز نتایج قابل قبولی را در استفاده از ماکروجلبک­ها به عنوان جایگزین نسبی آرد ماهی گزارش کرده‌اند. نتیجه بررسی‌ها نشان می‌دهد هرچند در پرورش برخی گونه‌ها مانند شانک قرمز (Pagrus majorسی بأس اروپایی (Dicentrarchus labrax) و سی بأس آسیایی (Lates calcarifer) استفاده از تا حد 10 درصد آرد جلبک باعث افزایش عملکرد رشد و تغذیه گردیده اما در استفاده بیشتر آر آرد جلبک در جیره غذایی برخی گونه‌ها تفاوت بین تیمارها مشاهده نشد و حتی تاثیرات منفی داشته است. بنابراین به نظر می‌رسد پژوهش‌های بیشتری در این زمینه مورد نیاز است.

کلیدواژگان: آبزی پروری، ماکروجلبک، جیره ماهی، خلیج فارس

مقدمه

آبزیان یکی از منابع اصلی غذای انسان به شمار می‌روند (آیولا[1]، 2010). در حال حاضر سرانه مصرف جهانی آبزیان 20 کیلوگرم برآورد شده است که تقریباً نصف آن توسط آبزیان پرورشی تأمین می‌شود (فائو[2] ، 2016). از طرفی با توجه به پیشرفت صنعت آبزی پروری در دهه‌های اخیر، بخش مهمی از صید جهانی جهت تولید آرد و روغن ماهی به عنوان مواد اولیه در ساخت جیره غذایی آبزیان پرورشی، اختصاص یافته است. با توجه به افزایش تقاضای جهانی برای تولید آرد و روغن ماهی و برآورد میزان تولید آبزی پروری با رشد سالانه 5/6 درصد تا سال 2025، پیش بینی می­شود در مدت زمان کوتاهی، آبزی پروری تمام مصارف آرد و روغن ماهی تولید شده را به خود اختصاص خواهد داد (کولینز[3] و همکاران، 2011). علاوه بر این، پیش ‌بینی شده است که در آینده به دلیل کاهش ذخایر دریاها و افزایش قیمت آرد و روغن ماهی، توسعه صنعت آبزی پروری تا حد زیادی محدود خواهد شد و در نتیجه حفظ وضعیت و پایداری صنعت آبزی پروری تنها با استفاده از این منابع، دشوار خواهد شد (بوراوویی[4] و همکاران، 2011). بنابراین هر نوع جایگزین نمودن این ماده گران قیمت (آرد ماهی) حتی در درصد­های پایین، می‌تواند تأثیر معنی­داری در کاهش قیمت غذا و محصول تولیدی داشته باشد. متاسفانه به دلایل متعدد در بسیاری از موارد، صید آبزیان بی­کیفیت در دستور کار کارخانه‌های تولید کننده آرد ماهی قرار گرفته است (هاردی[5]، 1999)، و در نتیجه استفاده از منابع جایگزین در غذای آبزیان باید مورد توجه و بحث قرار بگیرد.

صنعت پرورش گیاهان آبزی و به طور ویژه جلبک‌های دریایی به سرعت در حال رشد است. در حال حاضر این جلبک‌ها در 50 کشور جهان پرورش داده می‌شوند و در بین گروه‌های آبزیان پرورشی، جلبک‌های دریایی با حجمی حدود 27 میلیون تن بیشترین سهم را به خود اختصاص داده است (فائو، 2016). در میان مواد مغذی، میزان پروتئین و چربی عامل مهمی است که آن‌ها را به عنوان مکمل ایده آل برای جیره غذایی آبزیان تبدیل می‌کند. پروتئین یکی از گران‌ترین و مهم‌ترین مواد تشکیل دهنده جیره غذایی آبزیان است. میزان پروتئین ماکروجلبک ها در محدود 5 تا 40 درصد وزن خشک (در موارد معدودی بیش از 40 درصد) گزارش شده است. در حالی که میزان چربی آن‌ها تنها بین 2 تا 5 درصد وزن خشک ثبت شده است. با وجود سطح پایین چربی کل، بخش زیادی از این منابع چربی شامل اسیدهای چرب غیراشباع است که برای رشد و نمو آبزیان بخصوص در دوران لاروی و بچه ماهی ضروری به نظر می‌رسد. علاوه بر موارد مذکور وجود ویتامین‌ها، مواد معدنی، رنگ دانه‌ها، آنتی اکسیدان و برخی از پلی ساکاریدها با قابلیت اتصال به مواد معدنی نقش مهمی در تعادل تغذیه‌ای و بهبود رشد در جیره‌های حاوی ماکروجلبک دارد (تیواری و تروی[6]، 2015). اکثر مطالعات صورت گرفته نتایج قابل قبولی را در استفاده از ماکروجلبک­ها به عنوان جایگزین نسبی آرد ماهی گزارش کرده‌اند. تحقیقات مختلف نشان داده است که حوزه تأثیر استفاده از ماکروجلبک ها در جیره غذایی آبزیان به گونه جلبک مورد استفاده، گونه ماهی مورد مطالعه و هم چنین سطح جایگزینی بستگی دارد (پریرا[7] و همکاران، 2012).

اهمیت ماکروجلبک ها

کشت جلبک‌های دریایی می‌تواند به عنوان یک فعالیت اقتصادی و سودآور به خصوص برای جوامع ساحلی باشد؛ چرا که چرخه تولید آن کوتاه، نیاز به سرمایه گذاری کم و تکنولوژی پرورش آن نسبتاً ساده است. از طرفی ماکروجلبک ها در زیستگاه طبیعی خود یعنی در دریاها و اقیانوس‌ها به فراوانی رشد می‌کنند. از طرف دیگر آب‌های کم عمق قسمت‌های ساحلی در سراسر جهان غنی از مواد غذایی و آلودگی‌ها می‌باشد که ناشی از فعالیت‌های اکوسیستمی نظیر جریان‌های ساحلی و گردش آّب از پایین به بالا (upwelling) و یا ناشی از فعالیت‌های کشاورزی و تخلیه فاضلاب در سواحل است. پررورش جلبک در این نواحی می‌تواند به عنوان یک فعالیت دوستدار محیط زیست موجب جذب این مواد مغذی باشد. علاوه بر موارد مذکور، پرورش جلبک‌های دریایی برخلاف فعالیت‌های کشاورزی که در خشکی صورت گرفته و نیاز به حجم بالای آب شیرین دارد، بدون نیاز به آب شیرین می‌تواند کاهش فشار بر منابع آبی و تولیدات کشاورزی را به همراه دارد (تیواری و تروی، 2015). تقریباً 300 گونه از جلبک­های دریایی در جنوب کشور شناسایی شده است که در دسته­های جلبک قرمز (Rhodophytes)، جلبک قهوه‌ای (Phaeophytes) و جلبک سبز (Chlorophytes)  طبقه بندی شده­اند (قرنجیک و آبکنار، 1379). مهم‌ترین جلبک‌های دریایی پرورشی جهان عبارت‌اند از: Echeuma spp.، Saccharina spp.، Gracilaria spp.، Undaria spp. و Porphyra spp.. از جمله خصوصیات بارز و مهم جلبک­ها که موجب اهمیت کاربرد آنها به عنوان مکمل یا یکی از اقلام اصلی در جیره غذایی آبزیان شده عبارت‌اند از: غنی بودن آنها از مواد فعال زیستی، پروتئین و کربوهیدرات­ها که از اجزاء مهم غذایی در انسان و حیوانات هستند. از سوی دیگر جلبک­ها حاوی درصد بالایی از اسیدهای چربی­ هستند که استفاده از آنها در جیره غذایی آبزیان بسیار با اهمیت و حیاتی است (ناکاگاوا[8] و مونت گومری[9]، 2007).

ماکرو و میکروجلبک­ها به عنوان مکمل­های غذایی به منظور افزایش سلامتی و عملکرد تغذیه­ای بسیاری از گونه­های ماهیان پرورشی استفاده می­شوند (گوری[10] و همکاران، 2011). ماکروجلبک­ها در مقایسه با میکروجلبک­ها پروتئین کمتری دارند، با این حال تأثیر استفاده از آن‌ها به لحاظ بهبود رشد، سوخت­وساز چربی­ها و بهبود کیفیت گوشت قابل توجه بوده است (واصف[11] و همکاران، 2001). همچنین ماکروجلبک ها حاوی پروتئین، کربوهیدرات (نشاسته، گلوکز، قندها و پلی ساکاریدهای غیر قابل هضم همچون آگار، کارآژینان و آلژینات)، چربی (گلیسرول و اسیدهای چرب سری n-3 (امگا-3) و n-6 (امگا-6) با خاصیت ضد باکتریایی، ضد ویروسی و ضد قارچی، ویتامین­های ضروری (A، B1، B2، B6، B12، C، E، بیوتین، فولیک اسید و پنتوتنیک اسید)، مواد معدنی (فسفر، روی، آهن، کلسیم، سلنیوم و منگنز) و همچنین آنتی اکسیدان‌ها هستند (کومار و همکاران، 2008). رنگ پوست یا گوشت ماهیان از ویژگی‌های مهم در صنعت آبزی پروری است که موجب ایجاد ظاهری جذاب و در نتیجه جلب رضایت مصرف کننده می‌شود. از این نظر وجود رنگدانه های طبیعی در ماکروجلبک ها و استفاده از آن در جیره غذایی ماهی می‌تواند رنگ موثری در گوشت و پوست ایجاد کند (تیواری و تروی، 2015). بهبود رشد، مصرف غذا، عملکرد کبد، متابولیسم چربی، فعالیت­های فیزیولوژیک، پاسخ­های استرس، مقاومت در برابر بیماری و کیفیت گوشت در جیره­های حاوی 5-1% ماکروجلبک گزارش شده است. همچنین برخی گزارش‌ها اضافه کردن مخلوطی از ماکروجلبک‌های دریایی را در جیره به جای استفاده از یک گونه ماکروجلبک توصیه کرده‌اند که در نتیجه بهبود عملکرد رشد و طعم بهتر ماهی را به همراه دارد (ناکاگاوا و مونت‍گومری، 2007).

با وجود موارد مذکور در تأیید ارزش تغذیه‌ای بالای ماکروجلبک ها و تاثیرات مثبت آن بر سلامت آبزیان و انسان باید عنوان کرد جلبک‌ها دارای چالش‌های خاصی نیز هستند و قبل از استفاده از آن‌ها در جیره‌های غذایی آبزیان یا انسان جانب احتیاط باید رعایت شود. به عنوان مثال در میان بیش از 200 هزار گونه جلبک تنها کمتر از 20 درصد آن‌ها به عنوان جلبک‌های غیرسمی گزارش شده‌اند. بسیاری از گونه‌های جلبک حاوی فلزات سنگین (جیوه، سرب و آرسنیک) بوده و در برخی موارد غلظت آن‌ها از محیط اطراف نیز بالاتر می‌رود. همچنین برخی گونه‌های جلبک با قابلیت تولید سم نیز گزارش شده است که با تولید سموم بیوژنیک و متابولیت های ثانویه ممکن است اختلالات عصبی را در موجود میزبان ایجاد کند (تیواری و تروی، 2015).

 

ترکیبات بیوشیمیایی ماکروجلبک ها

ترکیب بیوشیمیایی ماکروجلبک ها بین گونه‌ها، فصل برداشت، زیستگاه رشد و شرایط محیطی به میزان قابل توجهی متفاوت است. حتی در یک منطقه جغرافیایی کوچک، سرعت رشد و ترکیبات بیوشیمیایی ممکن است بسته به فصل برداشت، نور خورشید، شوری، عمق، جریان آب محلی در ماکروجلبک ها متفاوت باشد. گزارش‌ها نشان داده است که ترکیب بیوشیمیایی جلبک‌ها حتی می‌تواند در جنس‌های مشابه جلبک تفاوت‌های چشمگیر داشته باشند. ترکیب بیوشیمیایی برخی ماکروجلبک ها در جدول 1 آورده شده است (اورلند[12] و همکاران، 2019).

ماکروجلبک ها حاوی مقادیر بالای مواد معدنی (10 تا 50 درصد وزن خشک) ضروری شامل کلسیم، منیزیم، پتاسیم و سدیم و همچنین عناصر کمیاب (مس، منگنز، روی و آهن) می‌باشند که نقش مهمی در ساخت بافت‌های موجودات و به عنوان کوفاکتور در تنظیم بسیاری از واکنش‌های حیاتی دارد.

جدول 1- ترکیب بیوشیمیایی برخی ماکروجلبک ها

ترکیب شیمیایی

جلبک قهوه‍ایa

جلبک سبزb

جلبک قرمزc

رطوبت

610-940

780-920

720-910

پروتئین خام

24-168

32-352

64-376

چربی خام

3-96

3-28

2-129

پلی ساکارید

380-610

150-650

360-660

خاکستر

150-450

110-550

120-422

* مقادیر بر حسب گرم بر کیلوگرم

  • مقادیر برای گونه‌های خاص جلبک قهوه ایی می‌باشد که شامل: Laminaria، SaccharinaFucusAscophyllum, Alaria, Pelvetia and Undaria
  • مقادیر برای گونه‌های خاص جلبک سبز که شامل : Ulva,  Cladophora, Enteromorpha spp   
  • مقادیر برای گونه‌های خاص جلبک قرمز می‌باشد که شامل: Palmaria, Chondrus, Porphyra, Vertebrata, Vertebrata,

 

جلبک‌ها به دلیل دارا بودن پلی ساکاریدهای سطحی سلولی (مانند آگار، کارگینان، آلژینات و سلولز) قادر به جذب مواد معدنی از محیط هستند و بر همین اساس میزان مواد معدنی در ماکروجلبک ها ممکن است چندین برابر بیشتر از عناصر مشابه موجود در اکوسیستم است. میزان عناصر معدنی در ماکروجلبک ها نیز بسته به جنس جلبک، تغییرات فصل، موقعیت جغرافیایی، شدت نور می‌تواند متفاوت باشد (تیواری و تروی، 2015).

ماکروجلبک ها مقادیر نسبتاً اندکی چربی دارند ولی چربی‌ها به دلیل داشتن اسیدهای چرب غیراشباع اهمیت بالای دارند. اسیدهای چرب ایکوزهگزانوئیک اسید (EPA) و دکوزا پنتانونیک اسید (DHA) به دلیل کاربردهای فراوان در جیره غذایی تمام مراحل زندگی آبزیان شامل لاروی، بچه ماهی، ماهی پرواری و مولد و همچنین کاربردهای دارویی جز مهم‌ترین اسیدهای چرب چند غیراشباع (HUFA) در نظر گرفته می‌شوند. تحقیقات نشان می‌دهد که وجود اسیدهای چرب چند غیراشباع در روغن ماهی از مصرف فیتوپلانکتون ها توسط زئوپلانکتون ها و از طریق زنجیره غذایی دریایی حاصل می‌شود. بنابراین تحقیقات در زمینه استفاده مستقیم از ماکروجلبک ها در جیره غذایی آبزیان به منظور ارتقاء سطح اسیدهای چرب چندغیراشباع در ماهیان شروع شده است. لی و همکاران (2009) افزایش سطح اسیدهای چرب چند غیراشباع را همراه با افزایش وزن و مصرف جیره غذایی ماهی حتی با مقادیر بسیار پایین (1 تا 1.5 درصد) در گربه ماهی گزارش شده است. با این حال، نتایج مطالعات نشان می‌دهد با توجه به پایین بودن سطح EPA در جلبک‌های دریایی نمی‌توان از آن‌ها به عنوان جایگزین اسیدهای چرب چند غیراشباع در جیره ماهیان استفاده کرد (تیواری و تروی، 2015).

 

محتوی پروتئین و آمینو اسید ماکروجلبک ها

میزان پروتئین موجود در ماکروجلبک ها در دامنه بین 5 تا 40 درصد وزن خشک است و در فصول و گونه‌های مختلف نیز نوسان پیدا می‌کند. عموماً بالاترین میزان پروتئین در طول زمستان و اوایل بهار و کمترین مقدار آن نیز در تابستان و اوایل پاییز به دست می‌آید. به طور کلی جلبک‌های قرمز محتوای پروتئین ماکروجلبک قهوه‌ای به طور کلی کم است (معمولاً کمتر از 150 گرم بر کیلوگرم ماده خشک) در حالی که ماکروجلبک سبز و به خصوص ماکروجلبک قرمز دارای محتوای پروتئینی بالاتری است (گارسیا وکئرو و هاییز، 2016). برخی از ماکرو جلبک‌های قرمز، مانند پورفیرا (Porphyra sp.)، سطح پروتئینی قابل مقایسه با پودر سویا دارند (اسمیت و همکاران، 2010). مقایسه نتایج متفاوت پروتئین ماکروجلبک ها در مطالعات انجام گرفته می‌تواند ناشی از روشهای مختلف اندازه گیری باشد. نیتروژن در پروتئین‌ها، اسیدهای نوکلئیک و چندین ترکیبات آلی مانند کلروفیل یافت می‌شود. علاوه بر این، ماکروجلبک ها خود نیز حاوی مقادیر قابل توجهی از نیتروژن غیر پروتئینی معدنی )به عنوان مثال آمونیاک، نیترات و نیتریت( می‌باشند. روش‌های اسپکتروسکوپی (طیف سنجی) اغلب برای تعیین پروتئین استفاده می‌شود، اما بسیاری از پروتئین‌های ماکروجلبک ها می‌تواند استخراج و حاوی چندین ماده رنگی باشند که ممکن است روی اندازه گیری تأثیر بگذارد (آنجل و همکاران، 2016). با این حال برای اهداف تغذیه‌ای، تجزیه و تحلیل اسید آمینه از جلبک باید انجام شود. موضوع چالش برانگیز دیگر در مورد میزان پروتئین ماکروجلبک ها به هضم کامل پروتئین جلبک توسط آبزیان یا سایر موجودات برمی گردد. با وجود میزان بالای پروتئین در ماکروجلبک ها، همه بخش‌های پروتئینی جلبک دارای اهمیت بیولوژیک نیستند؛ چرا که حدود 10 درصد از پروتئین خام شامل پروتئین‌های غیرحقیقی مثل آمین‌ها، اسیدهای نوکلئیک و دیواره‌های سلولی حاوی نیتروژن است. پروتئین ماکروجلبک ها دارای همه اسیدهای آمینه از جمله گلیسین، آرژینین، آلانین و گلوتامیک اسید می‌باشند. میزان اسیدهای آمینه ضروری ماکروجلبک ها با میزان نیاز پروتئینی اعلام شده توسط سازمان‌های فائو و بهداشت جهانی قابل مقایسه است (اورلند و همکاران، 2019). یک مقایسه کلی در نسبت بین اسیدهای آمینه ضروری در پودر ماهی، پودر سویا، جلبک قرمز جلبک سبز و جلبک قهوه ایی در نمودار 1 آورده شده است (اورلند و همکاران، 2019).

 

محتوی کربوهیدرات ماکروجلبک ها

کربوهیدرات‌ها زیست مولکول‌هایی هستند که از اتم‌های کربن، هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده‌اند و به سه شکل مونوساکارید، الیگوساکارید و پلی ساکارید تقسیم بندی می‌شوند. ماکروجلبک ها امروزه به عنوان منبعی غنی از کربوهیدرات‌ها در صنایع مختلف استفاده می‌شوند. در بین جلبک‌های قرمز  Gracilaria sp.وsp.   Hypnea به دلیل دارا بودن پلی ساکارید هایی همچون آگار و کاراگینان (با استفاده‌های متعدد دارویی) بیشتر مورد مطالعه قرار گرفته است. از طرفی جلبک‌های سبز و قهوه‌ای  حاوی مقادیر قابل توجهی از پلی ساکاریدها و دیگر کربوهیدرات‌ها هستند که در جدول 2 آمده است. ماکروجلبک ها به علت داشتن مقادیر بالای پلی ساکارید غیرقابل هضم معمولاً به عنوان منابع مناسب فیبر شناخته می‌شوند (30 تا 60 درصد وزن خشک). در میان فیبرها هیدروکلوئیدها مانند آلژینات،  آگار، کاراگینان، فوکویدان و لامینارین به میزان زیادی در جلبک‌ها وجود دارند. فیبر معمولاً به کربوهیدرات‌های غیرقابل هضم غذا نسبت داده می‌شود. این ترکیبات به صورت دست نخورده از دستگاه گوارش عبور کرده و در انتهای روده تخمیر خواهند شد. بخشی از پلی ساکاریدها که از دیواره سلولی عبور کرده و در آب نیز محلول‌اند به عنوان فیبر محلول و بخشی که از ابتدای دستگاه گوارش عبور کرده و به انتهای روده می‌رسد فیبر نامحلول اطلاق می‌شود که اولی منجر به افزایش وزیسکوزیته در روده و دومی منجر به افزایش حجم مدفوع و کاهش زمان انتقال آن می‌شود. بنابراین زمانی که ماکروجلبک در جیره غذایی استفاده می‌شود فیبر بخش مهمی از آن می‌باشد.

در جدول ذیل اورلند و همکاران (2019) نشان داده‌اند که به طور متوسط فیبر محلول، فیبر نامحلول و فیبر کل در گونه‌های جلبک‌های قرمز کمتر از انواع سبز و قهوه‌ای است (اورلند و همکاران، 2019). میزان پلی ساکارید جلبک‌ها تحت تأثیر چندین فاکتور مختلف شامل زیستی، فیزیکی و محیطی قرار دارد به عنوان مثال زمان برداشت، گونه‌های جلبک و دستورالعمل و شیوه استخراج پلی ساکارید ممکن است میزان و ساختار آن را تحت تأثیر قرار دهد. این مسئله تأثیر قابل توجهی بر عملکرد و خواص پلی ساکاریدها می‌گذارد (هولدت (Holdt, S.L.) و کرن، 2011).

 

 

 

 

نمودار1- مقایسه کلی در نسبت بین اسیدهای آمینه ضروری در پودر ماهی، پودر سویا، جلبک قرمز جلبک سبز و جلبک قهوه ایی

 

جدول 2- محتوی کربوهیدرات و پلی ساکارید در ماکروجلبک ها (اورلند و همکاران، 2019)

ماده شیمیایی تشکیل دهنده a

جلبک قهوه ایی

جلبک سبز

جلبک قرمز

انواع پلی ساکاریدها

آلژینات، لامینارین، فوکوئیدان، سلولز، منیتال

الوان، مانن، گالاکتان، نشاسته، سلولز، لیگنین

کاراجینان، آگار، گلوکان، سلولز، لیگنین، فونوران

انواع مونو ساکارید ها

گلوکز، گالاکتوز، فوکوز،

زایلوز، ارونیک اسید، مونوریک اسید، گولورونیک اسید، گوکونوریک اسید

، گلوکوز، مانوز، رامنوز

زایلوز، اوریک اسید، گلوکورونیک

گلوکوز، گالاکتوز،  آگارز

فیبر کل

690-170

670-290

590-150

فیبر محلول

370-257

240-170

370-80

فیبر نامحلول

400-47

190-160

270-80

* مقادیر بر حسب گرم در کیلوگرم     a مقادیر بر حسب جلبک‌های خاص قرمز، قهوه ایی و سبز

 

کاربرد ماکرو جلبک‌ها در جیره ماهیان

از دهه 1960 تا کنون تحقیقات زیادی به منظور دستیابی به منابع پروتئینی ارزان قیمت جهت تغذیه جمعیت انسانی در حال رشد و نیز تغذیه حیوانات از جمله آبزیان صورت گرفته است. از آنجایی که آرد ماهی فراوانترین و در عین حال گرانترین منبع پروتئین حیوانی در تولید جیره غذایی طیور، دام­های پرورشی و آبزیان است، بازارهای جهانی همیشه به دنبال یک منبع جایگزین مناسب بوده­اند (فراز د آرودا و همکاران، 2007). منابع گیاهی و جانوری جایگزین برای آرد ماهی مانند آرد سویا، آرد کتان، آرد گلوتن ذرت، آردهای اسکوئید، میگو، استخوان و گوشت، آرد هیدرولیز شده پر، خون و ضایعات طیور در تحقیقات متعددی به منظور جایگزینی جزئی یا کامل با آرد ماهی مورد بررسی قرار گرفته‌اند؛ اما حتی این منابع پروتئینی برای صنعت رو به رشد آبزی پروری کافی نخواهند بود (رانگاچاریولو و همکاران، 2003). با وجود تحقیقات گسترده­ای که انجام شده، تا کنون منبع پروتئین جانوری یا گیاهی مناسب که بتواند بصورت کامل جایگزین آرد ماهی شود، گزارش نشده است. همانطور که گفته شد، کاهش وابستگی به آرد ماهی امری ممکن است، اما جایگزینی کامل آرد ماهی با سایر جایگزین­ها بدون تأثیر بر عملکرد رشد ماهی و میگو، امری غیر ممکن است (ماکار و همکاران، 2016). در ارتباط با جایگزینی آرد ماهی با پروتئین­های گیاهی مانند سویا، کلزا، ذرت و... در جیره آبزیان پرورشی، تحقیقات گسترده­ای در دنیا صورت گرفته و نتایج ارزشمند و سطوح بهینه متفاوتی نیز گزارش شده است. در این میان بیشتر تحقیقات در ارتباط با جایگزینی آرد ماهی با آرد سویا بوده و در مورد دیگر پروتئین­های گیاهی از جمله جلبک­های دریایی، تحقیقات کمتری صورت گرفته است. از سوی دیگر، کمبودهای موجود در پروفیل اسیدهای آمینه و وجود برخی مواد ضد تغذیه­ای (Anti-nutrients) در اکثر محصولات کشاورزی دامنه استفاده از آنها را محدود می­سازد و امروزه محققین با استفاده از تکنولوژی بدنبال حذف این عوامل ضد تغذیه­ای هستند (هاردی، 1999).

استفاده از آرد جلبک دریایی در غذای دام و آبزیان، اولین بار در سال ۱۹۶۰ در کشور نروژ بوده است که از جلبک‌های قهوه­ای خشک و آسیاب شده در غذای آبزیان استفاده شد. همچنین مصطفی و همکاران در سال 1995 بعد از نروژی­ها اهمیت ماکروجلبک­ها را به عنوان اقلام غذایی در جیره ماهیان مطرح کردند. پس از آن چندین مطالعه به منظور استفاده از ماکروجلبک‌های دریایی (سارگاسوم، پورفیرا، اولوا، گراسیلاریا و پادینا) در جیره غذایی آبزیان انجام گرفت که تعدادی از آن‌ها در ذیل اشاره خواهد شد.

مرشدی و همکاران (2018) گزارش کرده‌اند که گنجاندن گراسیلاریا پالویناتا (Gracilaria pulvinata) در جیره غذایی سی بأس آسیایی (Lates calcarifer) بر پارامترهای خون و ایمنی اثرگذار بوده ولی بر ترکیب لاشه ماهی تأثیر نداشت. در این مطالعه رژیم غذایی حاوی 3% گراسیلاریا پالویناتا (Gracilaria pulvinata) بر عملکرد رشد، ترکیب بدن و پارامترهای سلامت ماهی اثر بهتری را نشان داد (مرشدی و همکاران، 2018). در مطالعه دیگر روی سی بأس آسیایی، با جایگزینی ماکروجلبک های Kappaphycus alvarezii، Eucheuma denticulatum و Sargassum polycystum در سطح 5%، اختلاف معنی داری در پارامترهای رشد دیده نشد (شپاوی و زمری، 2016). مطالعه سولر ویلا و همکاران (2009) نیز نشان داده است که میزان ماکروجلبک قرمز پورفیرا dioica) Porphyra) اثر منفی روی رشد ماهی قزل آلای رنگین کمان (Oncorhynchus mykiss) در سطح 15 درصد داشته است اما در سطح 10 درصد جایگزینی ماکروجلبک پورفیرا بدون تأثیر منفی بر روی عملکرد رشد و تغذیه، ترکیب لاشه ماهی و رنگ گوشت ماهی را از نظر میزان رنگدانه بهبود بخشید. همچنین فام و همکاران (2006) گزارش کرده‌اند که استفاده از 6 % پودر ماکروجلبک هیزیکیا فسیفرم (Hizikia fusiformis) در جیره غذایی ماهی کفشک زیتونی (Paralichthys olivaceus) عملکرد رشد را در مقایسه با بقیه تیمارها ( سطوح صفر، 2 و %4) افزایش داد. نتایج مطالعه واصف و همکاران (2005) روی دو ماکروجلبک الوا لاکتوکا (Ulva lactuca) و پیتروکلادیا کاپیلاسیا (Pterocladia capillacea) نشان داده است که استفاده 5 درصدی از دو ماکروجلبک مذکور در جیره غذایی ماهی سی بأس (Dicentrarchus labrax) باعث بهبود رشد و افزایش بقا شد. همچنین نتایج پژوهش مصطفی و همکاران (1995) روی ماهی شانک قرمز (Pagrus major) نشان داد که تغذیه با سه نوع ماکروجلبک اسکوفیلوم نودوسوم (Ascophyllum nodosumپوفیرا یزونسیس (Porphyra yezoensisالوا پرتوسا (pertusa Ulva) به میزان 5% باعث بهبود رشد شد. در اکثر تحقیقات انجام گرفته، جایگزینی ماکروجلبک به میزان 10-5 درصد نقشی مثبت و تاثیرگذار داشته و در سطوح بالاتر از این مقدار عملکرد رشد و تغذیه ماهیان به صورت منفی و قابل توجهی تحت تأثیر قرار می‌گرفت (پریرا و همکاران، 2012) و این روند در مطالعات گوناگون گزارش شده (حسن و چکرابارتی، 2009) و علت آن کاهش قابلیت هضم پروتئین و چربی به دلیل خاصیت ضد تغذیه­ای پلی ساکاریدهای غیر نشاسته­ای محلول (Non-Starch Polysaccaride) در جلبک­ها ذکر شده است که میزان آن با افزایش درصد ماکروجلبک در جیره غذایی، افزایش می­یابد. پلی ساکاریدهای غیر نشاسته‌ای با مانع شدن از فعالیت آنزیم‌های گوارشی یا با اتصال به اسیدهای صفراوی، موجب کاهش هضم و جذب نوترینت ها می‌شوند.

 

نتیجه گیری

از آنجا که تغذیه نقش مهمی در رشد آبزیان دارد، استفاده از جیره غذایی مناسب می‌تواند نقش بسزایی در تأمین نیازهای غذایی آبزی ایفا کند. به طور کلی ماکروجلبک ها پتانسیل بالایی برای استفاده به عنوان مکمل یا ماده اولیه در جیره غذایی آبزیان و سایر حیوانات دارند. با این حال استفاده تجاری از آن‌ها به دسترسی اولیه بیشتر به محصول خام آن و کیفیت محصول از نظر ترکیب بیوشیمیایی دارد. علاوه بر این استفاده از پتانسیل بالقوه ماکروجلبک‌های دریایی در جیره آبزیان به هزینه‌های درگیر در تولید، برداشت و فرآوری آنها پیش از استفاده در جیره‌های غذایی آبزیان در مقایسه با محصولات کنونی استفاده شده در جیره‌ها بستگی دارد. از این نظر عوامل محدود کننده‌ای که باعث کاهش و حتی مانع هضم و مصرف ماکروجلبک ها توسط آبزیان می‌شود را باید در تحقیقات مختلف شناسایی کرده و اثرات تغذیه‌ای و فیزیولوژیک آن‌ها در دراز مدت مورد ارزیابی قرار گیرد. اکثر مطالعات صورت گرفته نتایج قابل قبولی را در استفاده از ماکروجلبک­ها به عنوان جایگزین نسبی آرد ماهی (به میزان حداکثر 10 درصد) گزارش کرده‌اند. با این حال نتایج تحقیقات نشان داده است که حوزه تأثیر استفاده از ماکروجلبک­ها در جیره غذایی آبزیان به گونه جلبک مورد استفاده، گونه ماهی مورد مطالعه و هم چنین سطح جایگزینی بستگی دارد و باید برای هر کدام از گونه‌های ماهیان پرورشی نوع و میزان استفاده از جلبک مورد مطالعه قرار گیرد.

 

[1] Ayoola, A.A.

[2] FAO

[3]Collins, S.A.

[4] Bouraoui, L.

[5] Hardy, R.W.

[6] Tiwari, B. K., & Troy, D. J.

[7] Pereira, R.

[8] Nakagawa, H.

[9] Montgomery, W.L.

[10] Guroy, D.

[11] Wassef, E.A.

[12] Overland, M.

  1. قرنجیک، ب.م.، آبکنار، ع. م. 1379. "شناسایی جلبک‌های دریایی سواحل استان سیستان و بلوچستان. "مجله علمی شیلات ایران، سال نهم، شماره 1، صفحه 37- 48.

 

  1. Ayoola, A.A. 2010. Replacement of Fish Meal with Alternative Protein Source in Aquaculture Diets. M.Sc. Thesis, North California State University, North Carolina, USA.
  2. Angell, A. R., Mata, L., de Nys, R., & Paul, N. A. 2016. The protein content of seaweeds: a universal nitrogen-to-protein conversion factor of five. Journal of Applied Phycology, 28(1): 511-524.
  3. Bouraoui, L., Sánchez-Gurmaches, J., Cruz-Garcia, L., Gutiérrez, J., Benedito-Palos, L., Pérez-Sánchez, J., & Navarro, I. 2011. Effect of dietary fish meal and fish oil replacement on lipogenic and lipoprotein lipase activities and plasma insulin in gilthead sea bream (Sparus auratus). Aquaculture Nutrition, 17: 54–63.
  4. Collins, S.A., Shand, P.J., & Drew, M.D. 2011. Stabilization of linseed oil with vitamin E, butylated hydroxytoluene and lipid encapsulation affects fillet lipid composition and sensory characteristics when fed to rainbow trout. Animal Feed Science and Technology, 170: 53-62.
  5. (2016). The State of World Fisheries and Aquaculture 2016‐Meeting the sustainable development goals: FAO Rome, Italy.
  6. Ferraz de Arruda, L., Borghesi, R., & Oetterer, M. 2007. Use of Fish Waste as Silage - A Review. Brazilian Archives of Biology and Technology, 50: 879-886.
  7. Garcia-Vaquero, M., & Hayes, M. 2016. Red and green macroalgae for fish and animal feed and human functional food development. Food Reviews International, 32(1): 15-45.
  8. Güroy, D., Güroy, B., Merrifield, D.L., Ergün, S., Tekinay, A.A., & Yiğit, M. 2011. Effect of dietary Ulva and Spirulina on weight loss and body composition of rainbow trout, Oncorhynchus mykiss (Walbaum), during a starvation period. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 95: 320–327.
  9. Hasan, M.R., & Chakrabarti, R. 2009. Use of Algae and Aquatic Macrophytes as Feed in Small-Scale Aquaculture: A Review. Food and Agriculture Organization of the United.
  10. Holdt, S.L., & Kraan, S. 2011. Bioactive compounds in seaweed: functional food applications and legislation. Journal of Applied Phycology, 23: 543–597.
  11. Hardy, R.W. 1999. Aquaculture’s rapid growth requirements for alternative protein sources. Feed Management Journal, 50: 25-28.
  12. Kumar, C.S., Ganesan, P., Suresh, P.V., & Bhaskar, N. 2008. Seaweeds as a source of nutritionally beneficial compounds- a review. Journal Food Science Technology, 45:1–
  13. Li, M. H., Robinson, E. H., Tucker, C. S., Manning, B. B., & Khoo, L. 2009. Effects of dried algae Schizochytrium, a rich source of docosahexaenoic acid, on growth, fatty acid composition, and sensory quality of channel catfish Ictalurus punctatus. Aquaculture, 292: 232-236.
  14. Makkar, H.P.S., Tran, G., Heuze, V., Giger-Reverdin, S., Lessire, M., Lebas, F., & Ankers, Ph. 2016. Seaweeds for livestock diets: a review. Animal Feed Science and Technology, 212:1–17.
  15. Morshedi, V., Nafisi Bahabadi, M., Sotoudeh, E., Azodi, M., & Hafezieh, M. 2018. Nutritional evaluation of Gracilaria pulvinata as partial substitute with fish meal in practical diets of barramundi (Lates calcarifer). Journal of Applied Phycology, 30(1): 619-628.
  16. G., Wakamatsufa. S., Takeda. T., Umino. T., & Nakagawa. H. 1995. Effects of algae meal as feed additive on growth, feed efficiency, and body composition in red sea bream. Fisheries Science, 61(1): 25-28.
  17. Nakagawa, H., & Montgomery, W.L. 2007. Algae. In: H. Nakagawa, M. Sato, Gatlin III D. M. (eds), Dietary supplements for the health and quality of cultured fish. Cabi International, Cambridge, USA, pp. 133–167.
  18. M., Mydland, L.T., & Skrede, A. 2019. Marine macroalgae as a source of protein and bioactive compounds in feed for monogastric animals. Norwegian University of Life Sciences, 99(1): 13-24.
  19. Pereira, R., Valente, L.M.P., Sousa-Pinto, I., & Rema, P. 2012. Apparent nutrient digestibility of seaweeds by rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) and Nile tilapia (Oreochromis niloticus). Algal Research, 1: 77–82.
  20. Pham, M. A., Lee, K. J., Lee, B. J., Lim, S. J., Kim, S. S., Lee, Y. D., & Lee, K. W. (2006). Effects of dietary Hizikia fusiformis on growth and immune responses in juvenile olive flounder (Paralichthys olivaceus). Asian-Australasian journal of animal sciences, 19(12), 1769-1775.
  21. Rangacharyulu, P.V., Giri, S.S., Paul, B.N., Yashoda, K.P., Rao, R.J., Mahendrakar, N.S., Mohanty, S.N., & Mukhopadhyay, P.K. 2003. Utilization of fermented silkworm pupae silage in feed for carps. Bioresource Technology, 86: 29–32.
  22. Shapawi, R., & Zamry, A.A. 2016. Response of Asian seabass, Lates calcarifer juvenile fed with different seaweed-based diets. Journal of Applied Animal Research, 44 (1): 121-125.
  23. Smith, J.L., Summers, G., & Wong, R. 2010. Nutrient and heavy metal content of edible seaweeds in New Zealand. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science, 38: 19–28.
  24. Soler-Vila, A., Coughlan, S., Guiry, M.D., & Stefan, K. 2009. The red algae Porphyra dioicaas a fish-feed ingredientfor rainbow trout (Oncorhynchus mykiss): effects on growth, feed efficiency, and carcass composition. Journal of Applied Phycology, 21: 617–624.
  25. Tiwari, B. K., & Troy, D. J. 2015. Seaweed sustainability. Academic Press. Elsevier Science. p 472.
  26. Wassef, E.A., Elmasry, M.H., & Mikhail, F.R. 2001. Growth enhancement and muscle structure of striped mullet, Mugil cephalus, fingerlings by feeding algal meal-based diets. Aquaculture Research, 32: 315–322.