Μεταποιημένες ζωικές πρωτεΐνες μη μηρυκαστικών στην εφαρμοσμένη διατροφή της τσιπούρας (Sparus aurata)

Abstract

The aim of the present study was to evaluate the effect of fishmeal protein replacement by poultry by-product meal (PBM), hydrolyzed feather meal (HFM) and porcine meat meal (POM), on growth, feed utilization and proximate composition of gilthead seabream (Sparus aurata) juveniles. In total, five feeding trials were conducted in the aquaculture facilities of University of Thessaly. In the first feeding trial, the fishmeal replacement by PBM was investigated at high levels, namely 50% and 100% (total replacement), and then in the second feeding trial lower fishmeal substitution levels were examined, namely 25% and 50% with or without the addition of essential amino acids to the diet. In the third feeding trial, the fishmeal replacement by HFM was investigated at high levels, namely 50% and 100% (total replacement), and then in the second feeding trial lower fishmeal substitution levels were examined, namely 25% and 50% with or without the addition of essential amino acids to the diet. Finally, in the fifth feeding trial, fishmeal replacement by POM was investigated at 25%, 35% and 45% with or without the addition of essential amino acids to the diet.In the first feeding trial, a total number of 300 juveniles of 2.52±0.25g mean weight were allocated at 12 glass tanks and fed at satiety for 100 days three isoenergetic (21 MJ/Kg) and isonitrogenous (50% CP) diets at which fishmeal protein of the control diet (FM) was replaced by poultry by-product meal (PBM) at 50%, 100%. At the end of the feeding trial, the results indicated that the replacement of dietary FM protein by PBM at all tested levels significantly (P<0,05) reduced the mean weight, specific growth tare (SGR), protein efficiency ratio (PER), protein and lipid retentions and significantly increased the food conversion ratio (FCR) of fish. Furthermore, the 50% or 100% fishmeal replacement by PBM did not significantly alter the muscle and whole-body proximate composition of fish, otherxixthan the reduced body fat and energy contents observed in fish fed with PBM100 diet. In addition, the incorporation of PBM into the diet, at all tested levels, did not cause histological lesions or any kind of inflammation in intestine of fish, indicating its normal digestion and absorption. Although there was no evidence of steatosis, partial (50%) and much more total (100%) fishmeal replacement by PBM caused mild to moderate hepatic impairment in the histomorphology of sea bream liver.In the second feeding trial, a total number of 300 juveniles of 2.52±0.25g mean weight were fed at satiety for 110 days four isoenergetic (21 MJ/Kg) and isonitrogenous (50% CP) diets at which fishmeal protein of the control diet (FM) was replaced by poultry by-product meal (PBM) at 25% (PBM25), at 25% with lysine and methionine supplementation (PBM25+) and at 50% with lysine and methionine supplementation (PBM50+). The results indicated that the replacement of dietary FM protein by PBM at all tested levels did not significantly (P>0,05) affect the mean weight, FCR, SGR, PER, whole body and muscle composition of seabream juveniles (S. aurata). The incorporation of PBM into the diet, at all tested levels, did not cause histological lesions or any kind of inflammation in intestine of fish, indicating its normal digestion and absorption. In addition, the liver histomorphology of fish was not affected by fishmeal replacement at 25%, but at 50% there was an increase in lipid vacuolization.In the third feeding trial, a total number of 300 juveniles of 2.52±0.25g mean weight were fed at satiety for 100 days, three isoenergetic (21 MJ/Kg) and isonitrogenous (50% CP) diets at which fishmeal protein of the control diet (FM) was replaced by hydrolyzed feather meal (HFM) at 50% and 100%. The results indicated that the replacement of dietary FM protein by HFM at all tested levels significantly reduced survival, feed intake, mean weight, SGR, PER and significantly increased FCR of fish. In addition, 100% fishmeal replacement reduced body fat, proteins and energy contents in fish. Although the intestinalxxhistomorphology of fish was unaffected there were severe alteration in the liver histomorphology of HFM50 and HFM100 fish.In the fourth trial, a total number of 300 juveniles of 2.97±0.31g mean weight were fed at satiety for 110 days four isoenergetic (21 MJ/Kg) and isonitrogenous (50% CP) diets at which fishmeal protein of the control diet (FM) was replaced by hydrolyzed feather meal (HFM) at 25% (HFM25), at 25% with lysine and methionine supplementation (HFM25+) and at 50% with lysine and methionine supplementation (HFM50+). The results showed that HFM25 and HFM25+ successfully replaced dietary fishmeal, but HFM50+ diet significantly reduced fish growth and feed utilization. Body and muscle composition as well as intestinal histomorphology were unaffected by the diet. Fishmeal replacement by HFM at 25% did not affect liver histomorphology, but the HFM50+ diet caused milt alterations and increased lipid vacuolization.In the fifth feeding trial, juveniles of 2,27 ± 0,20 g mean weight were fed at satiety for 90 days seven isoenergetic (21 MJ/Kg) and isonitrogenous (52% CP) diets at which fishmeal protein of the control diet (FM) was replaced by porcine meal (POM) at 25%, 35%, and 45%, with or without the supplementation of lysine. The results indicated that the replacement of dietary FM protein by POM was successful at 35%, with or without lysine supplementation, while at 45% there was a significant decreased in feed utilization. Muscle and body composition was in general unaffected by the diet.In conclusion, the findings of the present Ph.D. thesis show that the non-ruminants Processed Animal Proteins, namely poultry by-product meal, hydrolyzed feather meal and porcine meat meal are suitable dietary feedstuffs for S. aurata and can successfully replace dietary fishmeal of juveniles without adversely affecting fish performance and feed efficiency. The level of successful fishmeal replacement differs between these terrestrial animal proteins with poultry meal having the best efficiency (50% successful replacement),xxifollowed by porcine meal (35% successful replacement) and feather meal (25% successful replacement). These replacement levels are very important in leading the aquaculture industry to further reduce fishmeal, especially considering that they were applied at the young growth stage (2-50 g) of sea bream (S. aurata). The application of these results in industry, by reducing fishmeal with non-ruminant PAPs in the sea bream diet, can enhance the environmental sustainability and efficiency of its production, while reducing the production cost of the aquaculture operation.

Τα ψάρια, και γενικότερα τα ιχθυηρά, ανέκαθεν αποτελούσαν ένα σημαντικό κομμάτι της ανθρώπινης διατροφής, ενώ και ο ρόλος τους στη συμβολή μιας υγιεινής διατροφής είναι καθολικά αναγνωρισμένος. Η κατά κεφαλή ετήσια κατανάλωση ιχθυηρών παγκοσμίως έχει διπλασιαστεί από τη δεκαετία του 1960 και αναμένεται να συνεχίσει να αυξάνεται λόγω της αυξανόμενης ζήτησής της, που ενθαρρύνεται από την αύξηση του πληθυσμού και την στροφή προς μια πιο υγιεινή διατροφή, μεταξύ άλλων. Δεδομένης της στασιμότητας των φυσικών αλιευτικών αποθεμάτων, οι υδατοκαλλιέργειες διαδραματίζουν ένα ολοένα και σημαντικότερο ρόλο στην προσφορά ιχθυηρών και στην αντιμετώπιση της αυξανόμενης ζήτησης αυτών. Η ραγδαία αύξηση της ιχθυοκαλλιεργητικής παραγωγής οφείλεται κυρίως στην αυξημένη παραγωγή εντατικά εκτρεφόμενων ειδών, η οποία με τη σειρά της οφείλεται στη ραγδαία ανάπτυξη του τομέα των βιομηχανικά παρασκευαζόμενων ιχθυοτροφών. Η περαιτέρω ανάπτυξη του τομέα των ιχθυοκαλλιεργειών, ωστόσο, δυσχεραίνεται από μία πληθώρα εμποδίων και περιορισμών. Ένας από τους σημαντικότερους περιοριστικούς παράγοντες, ο οποίος μάλιστα απειλεί και την ίδια τη βιωσιμότητα του τομέα, είναι η εξάρτηση του από τα ιχθυάλευρα που αποτελούν την κύρια πρωτεϊνική πηγή των ιχθυοτροφών. Τα ιχθυάλευρα παρασκευάζονται κυρίως από τη μεταποίηση φυσικών αλιευμάτων με την παγκόσμια παραγωγή τους να παραμένει στάσιμη εδώ και δεκαετίες και την τιμή τους συνεχώς να αυξάνει, εκτινάσσοντας έτσι το κόστος παρασκευής ιχθυοτροφών και κατά συνέπεια το κόστος παραγωγής της ιχθυοκαλλιέργειας. Εδώ και δύο δεκαετίες έχουν πραγματοποιηθεί σημαντικές μειώσεις στα χορηγούμενα επίπεδα των ιχθυαλεύρων στις ιχθυοτροφές των κυριότερων εκτρεφόμενων ειδών χωρίς σημαντικές αρνητικές επιδράσεις στην ανάπτυξή τους και πλέον τα φυτικά άλευρα χρησιμοποιούνται ευρέως στις ιχθυοτροφές. Ωστόσο, η χρησιμοποίηση των φυτικών αλεύρων εμπεριέχει και αρκετά μειονεκτήματα, όπως είναι τα μειωμένα επίπεδα των απαραίτητων αμινοξέων τους, συγκριτικά με τα ιχθυάλευρα, ηviiπεριεκτικότητά τους σε διάφορες αντι-διατροφικές ουσίες, η μειωμένη αποδεκτή γεύση τους από τα ψάρια, η μειωμένη βιοδιαθεσιμότητα των θρεπτικών συστατικών στο σώμα των εκτρεφόμενων ψαριών και η συνεπαγόμενη υποβάθμιση του υδάτινου περιβάλλοντος, μεταξύ άλλων. Επίσης, η παραγωγή πολλών φυτικών αλεύρων σχετίζεται και η ίδια με προβλήματα περιβαλλοντικής αειφορίας. Για το λόγο αυτό, τα φυτικά άλευρα δεν μπορούν να αντικαταστήσουν πλήρως τα ιχθυάλευρα. Προκειμένου οι ιχθυοκαλλιέργειες να προσφέρουν αειφορικά παραγόμενο ψάρι στην παγκόσμια κοινότητα θα πρέπει ο τομέας να συνεχίσει την εξεύρεση αξιόπιστων εναλλακτικών των ιχθυαλεύρων συστατικών των ιχθυοτροφών, οι οποίες θα πρέπει να είναι κατάλληλες διατροφικά, βιώσιμες οικονομικά αλλά και φιλικές προς το περιβάλλον. Οι υποψήφιες εναλλακτικές πηγές πρωτεϊνών, θα πρέπει να έχουν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά συμπεριλαμβανομένης της ευρείας διαθεσιμότητάς τους στην αγορά και ανταγωνιστική τιμή αγοράς. Πρωταρχικά, θα πρέπει να διαθέτουν συγκεκριμένα θρεπτικά χαρακτηριστικά, όπως υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες, ευνοϊκό προφίλ αμινοξέων, υψηλή πεπτικότητα, κατάλληλη γευστικότητα, αλλά και χαμηλά επίπεδα άπεπτων ινωδών ουσιών, δύσπεπτων υδατανθράκων και αντι-διατροφικών ουσιών. Οι μεταποιημένες πρωτεΐνες χερσαίων μη μηρυκαστικών ζώων (ΜΖΠ) παγκοσμίως αποτελούν σημαντικά συστατικά ζωοτροφών. Πρόκειται για ζωικά υποπροϊόντα που παρασκευάζονται μέσω της θέρμανσης των υπολειμμάτων ζωικών ιστών και είναι υψηλής θρεπτικής αξίας αφού πρώτα έχουν επεξεργαστεί κατάλληλα, πλούσια σε πρωτεΐνες, βιταμίνες και ανόργανα στοιχεία. Ειδικότερα, η περιεκτικότητά τους σε πρωτεΐνες είναι υψηλότερη αυτής των φυτικών αλεύρων, ενώ περιέχουν πολύ υψηλά ποσοστά φωσφόρου, το οποίο είναι ένα περιορισμένο ανόργανο στοιχείο στο υδάτινο περιβάλλον. Περαιτέρω, η τιμή πώλησής τους στη διεθνή αγορά είναι σαφώς χαμηλότερη από εκείνη των ιχθυαλεύρων αλλά και πολλών φυτικών αλεύρων. Δυνητικά οι ΜΖΠ αποτελούν πολύ χρήσιμα καιviiiαποτελεσματικά συστατικά για τις ζωοτροφές, αλλά και από την άλλη προσφέρουν μία αξιόλογη λύση στη χρησιμοποίηση των ζωικών υποπροϊόντων που μέχρι σήμερα καταστρεφόταν. Η χρήση των ΜΖΠ είχε απαγορευτεί καθολικά στις ζωοτροφές της Ευρωπαϊκής Ένωσης το 2001, αλλά η απαγόρευση αυτή άρθηκε για τις ιχθυοτροφές την 1η Ιουνίου 2013, μετά τη διαπίστωση πως η χρησιμοποίηση των ΜΖΠ στις ιχθυοτροφές παρουσιάζει αμελητέο κίνδυνο για την ανθρώπινη υγεία, ενώ πρόσφατα (Σεπτέμβριος 2021) άρθηκε και η απαγόρευσή τους για τις ζωοτροφές πουλερικών και χοίρων. Σήμερα, το ενδιαφέρον της βιομηχανίας ιχθυοτροφών επικεντρώνεται σε συγκεκριμένα προϊόντα ΜΖΠ όπως είναι το άλευρο υποπροϊόντων πουλερικών (πτηνάλευρο), το άλευρο από υδρολυμένο πτεράλευρο το αιματάλευρο και δυνητικά το άλευρο υποπροϊόντων χοίρων (χοιράλευρο).Η επαναεισαγωγή των ΜΖΠ στις ιχθυοκαλλιέργειες θα ενισχύσει την προσπάθεια της Κοινής Αλιευτικής Πολιτικής για αειφορική ανάπτυξή τους με ταυτόχρονη αειφορική διαχείριση των φυσικών αλιευτικών αποθεμάτων. Εκτιμάται ότι η μελλοντική αύξηση της ιχθυοκαλλιεργητικής παραγωγής κυρίως θα επηρεαστεί από τη ποσοτική διαθεσιμότητα ποιοτικών ιχθυοτροφών, η οποία με τη σειρά της θα εξαρτηθεί σε μεγάλο βαθμό από τη χρησιμοποίηση των ΜΖΠ στις ιχθυοτροφές. Μέχρι σήμερα, η επιστημονική γνώση για την καταλληλότητα των ΜΖΠ στις ιχθυοτροφές των ευρωπαϊκών εκτρεφόμενων ειδών ψαριών, συμπεριλαμβανομένης της τσιπούρας, είναι περιορισμένη. Με γνώμονα την έλλειψη αυτή πραγματοποιήθηκε η παρούσα Διδακτορική Διατριβή που σκοπό είχε να μελετήσει την καταλληλότητά τους και να καθορίσει τα μέγιστα επιθυμητά ποσοστά χορήγησης των ΜΖΠ, υποκαθιστώντας περαιτέρω τα ιχθυάλευρα στις ιχθυοτροφές της εκτρεφόμενης τσιπούρας (Sparus aurata). Ο ειδικότερος σκοπός ήταν να εξετάσει την επίδραση των τροφών που περιέχουν ΜΖΠ σε σύγκριση με τροφές που δεν περιέχουν ΜΖΠ, σε μια σειρά παραμέτρων που σχετίζονται με την ανάπτυξη και τη φυσιολογία των ψαριών γενικότερα, την θρεπτική αξία των ψαριών, αλλά και τοixκόστος παραγωγής των ιχθυοτροφών. Συνεπώς, απώτερος στόχος της διατριβής ήταν να διαφωτίσει τον τομέα των ιχθυοκαλλιεργειών ως προς την καταλληλότητα των ΜΖΠ και την ενδεχόμενη μείωση των ποσοστών χορήγησης των ιχθυαλεύρων στις ιχθυοτροφές της τσιπούρας, ώστε να ενισχύσουν τη βιωσιμότητα και την αποδοτικότητα της παραγωγής της. Στην παρούσα Διδακτορική Διατριβή, λοιπόν, διερευνήθηκε η δυνατότητα υποκατάστασης του ιχθυαλεύρου από άλευρα μεταποιημένων ζωικών πρωτεϊνών μη μηρυκαστικών ζώων στο σιτηρέσιο της τσιπούρας. Συγκεκριμένα, διερευνήθηκαν οι επιδράσεις της υποκατάστασης του ιχθυαλεύρου από άλευρο υποπροϊόντων πουλερικών (πτηνάλευρο), από υδρολυμένο πτεράλευρο και από άλευρο χοίρων (χοιράλευρο) στην ανάπτυξη, τη θρεπτική σύσταση και στην ιστομορφολογία του είδους που μελετήθηκε. Για το σκοπό αυτόν διεξήχθησαν συνολικά πέντε διατροφικά πειράματα. Στο 1ο διατροφικό πείραμα διερευνήθηκε η υποκατάσταση του ιχθυαλεύρου από άλευρο υποπροϊόντων πουλερικών (πτηνάλευρο) σε υψηλά επίπεδα, και συγκεκριμένα 50% και 100% (πλήρης αντικατάσταση), και στη συνέχεια στο 2ο διατροφικό πείραμα δοκιμάστηκαν χαμηλότερα επίπεδα υποκατάστασης, και συγκεκριμένα 25% και 50% με ή χωρίς προσθήκη απαραίτητων αμινοξέων στο σιτηρέσιο. Στο 3ο διατροφικό πείραμα διερευνήθηκε η υποκατάσταση του ιχθυαλεύρου από υδρολυμένο πτεράλευρο σε υψηλά επίπεδα, και συγκεκριμένα 50% και 100% (πλήρης αντικατάσταση) και στη συνέχεια στο 4ο διατροφικό πείραμα δοκιμάστηκαν χαμηλότερα επίπεδα υποκατάστασης, και συγκεκριμένα 25% και 50% με ή χωρίς προσθήκη απαραίτητων αμινοξέων στο σιτηρέσιο. Τέλος, στο 5ο διατροφικό πείραμα διερευνήθηκε η υποκατάσταση του ιχθυαλεύρου από άλευρο χοίρων κατά 25%, 35% και 45% με ή χωρίς προσθήκη απαραίτητων αμινοξέων στο σιτηρέσιο.Στο 1ο διατροφικό πείραμα, διάρκεια 100 ημερών, χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 300 ιχθύδια τσιπούρας μέσου σωματικού βάρους 2,52 ± 0,25 g, μέσου ολικού μήκος 6,1 cm και τοποθετήθηκαν σε 12 γυάλινα ενυδρεία. Συνολικά, καταρτίστηκαν τρία ισοπρωτεϊνικάx(50% ολικές πρωτεΐνες) και ισοενεργειακά (21 ΚJ/g) σιτηρέσια, όπου η πρωτεΐνη του ιχθυαλεύρου της τροφής-μάρτυρα (FM) αντικαταστάθηκε κατά 50% από άλευρο υποπροϊόντων πουλερικών (poultry by-product meal) (PBM50) και 100% (PBM100). Η ενσωμάτωση του πτηναλεύρου (PBM) στο σιτηρέσιο, σε όλα τα εξεταζόμενα επίπεδα υποκατάστασης του ιχθυαλεύρου, δεν οδήγησε σε αύξηση των θνησιμοτήτων. Ωστόσο, η ολική αντικατάσταση του ιχθυαλεύρου από πτηνάλευρο οδήγησε σε σημαντικά (P<0,05) μειωμένη πρόσληψη τροφής από την τσιπούρα. Επίσης, η υποκατάσταση κατά 50%, καθώς και η ολική αντικατάσταση (100%) της πρωτεΐνης του ιχθυαλεύρου από πρωτεΐνη πτηναλεύρου οδήγησε σε μειωμένο ρυθμό ανάπτυξης (SGR), αποδοτικότητα τροφής και κατακράτηση θρεπτικών ουσιών, η οποία οφείλεται εν μέρει στη μειωμένη πρόσληψη τροφής και παράλληλα στα χαμηλότερα επίπεδα μεθειονίνης του πτηναλεύρου. Επιπρόσθετα, η υποκατάσταση κατά 50% ή 100% του ιχθυαλεύρου από πτηνάλευρο δεν επέφερε σημαντικές διαφοροποιήσεις στη θρεπτική σύσταση ολόκληρου του σώματος και του μυϊκού ιστού των ιχθυδίων, πέραν της μειωμένης λιποπεριεκτικότητας και ενέργειας που παρατηρήθηκε στα ιχθύδια όπου διατράφηκαν με πλήρη αντικατάσταση του ιχθυαλεύρου. Περαιτέρω, η ενσωμάτωση του πτηναλεύρου στο σιτηρέσιο, σε όλα τα εξεταζόμενα επίπεδα υποκατάστασης του ιχθυαλεύρου, δεν προκάλεσε ιστολογικές αλλοιώσεις ή κάποιου είδους φλεγμονή στο έντερό τους, υποδηλώνοντας φυσιολογική πέψη και απορρόφηση του. Παρόλο που δεν υπήρξαν ενδείξεις στεάτωσης, η μερική (50%) και πολύ περισσότερο η ολική (100%) αντικατάσταση του ιχθυαλεύρου από πτηνάλευρο προκάλεσαν ήπιες έως μέτριες ηπατικές αλλοιώσεις στην ιστομορφολογία του ήπατός τους. Στο 2ο διατροφικό πείραμα χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 300 ιχθύδια τσιπούρας μέσου σωματικού βάρους 2,97 ± 0,31 g, μέσου ολικού μήκους 6,35 ± 0,03 cm και τοποθετήθηκαν σε 12 γυάλινα ενυδρεία (125 L) για 110 ημέρες εκτροφής. Συνολικά, καταρτίστηκαν τέσσερα ισοπρωτεϊνικά (50% ολικές πρωτεΐνες) και ισοενεργειακά (21 ΚJ/g)xiσιτηρέσια, χρησιμοποιώντας την τροφή μάρτυρα (FM) του 1ου διατροφικού πειράματος, αλλά η πρωτεΐνη του ιχθυαλεύρου υποκαταστάθηκε σε χαμηλότερα επίπεδα με ή χωρίς συμπλήρωση απαραίτητων αμινοξέων: κατά 25% (PBM25), κατά 25% με ταυτόχρονη συμπλήρωση λυσίνης και μεθειονίνης (PBM25+) και κατά 50% με συμπλήρωση των συγκεκριμένων αμινοξέων (PBM50+). Η λυσίνη και η μεθειονίνη αποτέλεσαν τα δύο πιο ελλειμματικά απαραίτητα αμινοξέα στο πτηνάλευρο, συγκριτικά με το ιχθυάλευρο. Η επιβίωση των ψαριών ήταν υψηλή (>92%) και παρόμοια μεταξύ των ομάδων. H πρόσληψη της τροφής, το τελικό σωματικό βάρος, η αύξηση βάρους, ο ειδικός ρυθμός ανάπτυξης (SGR), ο συντελεστής μετατρεψιμότητας της τροφής (FCR) και ο συντελεστής αποδοτικότητας της πρωτεΐνης (PER) ήταν παρόμοιοι (P>0,05) μεταξύ των τεσσάρων διατροφικών ομάδων. Αν και ο δείκτης κατακράτησης λίπους ήταν, επίσης, παρόμοιος μεταξύ των ομάδων, ο δείκτης κατακράτησης πρωτεΐνης ήταν μειωμένος καθώς το επίπεδο χορήγησης του πτηναλεύρου αυξήθηκε στο σιτηρέσιο, με αποτέλεσμα η ομάδα PBM50+ να έχει σημαντικά χαμηλότερο δείκτη από την ομάδα FM. Παρόμοια εικόνα παρατηρήθηκε και με τον ενδοσπλαχνικό δείκτη (VSI), ο οποίος μειώθηκε σημαντικά με την αύξηση του επιπέδου χορήγησης του πτηναλεύρου στην τροφή, ενώ ο ηπατοσωματικό δείκτης (HSI) και ο δείκτης ευρωστίας (Κ) ήταν παρόμοιοι σε όλες τις διατροφικές ομάδες. Η συμπληρωματική προσθήκη αμινοξέων, και ιδιαίτερα μεθειονίνης, δείχθηκε ότι είναι απαραίτητη όταν το ιχθυάλευρο υποκαθίσταται από πτηνάλευρο σε ποσοστό 50%. Επιπρόσθετα, η υποκατάσταση του ιχθυαλεύρου από πτηνάλευρο κατά 25% και 50%, με ή χωρίς προσθήκη αμινοξέων, δεν επέφερε σημαντικές διαφοροποιήσεις στη θρεπτική σύσταση ολόκληρου του σώματος και του μυϊκού ιστού της τσιπούρας, ούτε προκάλεσε ιστολογικές αλλοιώσεις στο έντερο της τσιπούρας. Η ιστομορφολογία του ήπατος της τσιπούρας δεν επηρεάστηκε όταν το πτηνάλευρο υποκατέστησε το ιχθυάλευρο κατά 25%. Ωστόσο, σε υψηλότερα επίπεδα αντικατάστασης παρατηρήθηκαν περισσότερα λιποσταγονίδια μεγάλου μεγέθους και μιαxiiαυξημένη ηπατική λιπο-εναπόθεση. H συμπληρωματική χορήγηση λυσίνης και μεθειονίνης στο σιτηρέσιο φάνηκε να βοηθά τη φυσιολογία πέψης, καθώς τα ψάρια που διατράφηκαν με αυτά τα σιτηρέσια έδειξαν λιγότερες ηπατικές αλλοιώσεις και δυσμορφίες σε σύγκριση με εκείνα που διατράφηκαν με σιτηρέσια παρόμοιου επιπέδου αντικατάστασης αλλά χωρίς συμπλήρωση αμινοξέων.Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής, για τη χρήση του πτηναλεύρου, δείχνουν ότι η πιθανή υποκατάσταση της πρωτεΐνης του ιχθυαλεύρου της τροφής από πτηνάλευρο έως και 50% να είναι επιτυχής για τα νεαρά άτομα της τσιπούρας, εφόσον το σιτηρέσιο συμπληρωθεί με μεθειονίνη και λυσίνη, χωρίς να μειώνεται σημαντικά η πρόσληψη και η αποτελεσματικότητα της τροφής, η απόδοση της ανάπτυξης, η θρεπτική σύσταση και η ιστομορφολογία του εντέρου και του ήπατος των ιχθυδίων. Τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας έδειξαν ότι για τις τροφές ιχθυδίων τσιπούρας, μέσου βάρους 3-50 g, μπορεί να χρησιμοποιηθεί πτηνάλευρο στο επίπεδο του 27% επί της τροφής με συνχορήγηση λυσίνης, χωρίς να επιφέρει μειωμένη παραγωγική απόδοση, δεδομένου ότι το επίπεδο χορήγησης του ιχθυαλεύρου στην τροφή του μάρτυρα ήταν 58% και η πρωτεϊνική περιεκτικότητα του ήταν 64%.Στο 3ο διατροφικό πείραμα, διάρκεια 100 ημερών, χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 300 ιχθύδια τσιπούρας μέσου σωματικού βάρους 2,52 ± 0,25 g, μέσου ολικού μήκος 6,1 ± 0,1 cm και τοποθετήθηκαν σε 12 γυάλινα ενυδρεία Για το 3ο πείραμα καταρτίστηκαν συνολικά τρία ισοαζωτούχα (ολικές πρωτεΐνες 50% της τροφής) και ισοενεργειακά (21 MJ/Kg της τροφής) σιτηρέσια όπου η πρωτεΐνη του ιχθυαλεύρου της τροφής-μάρτυρα (FM) αντικαταστάθηκε κατά 50% από άλευρο υδρολυμένου πτεραλεύρου (hydrolyzed feather meal) (HFM50) και κατά 100% (HFM100). Με το πέρας του πειράματος παρατηρήθηκαν σημαντικά (P<0,05) υψηλότερες θνησιμότητες (16,0±3,2%) στην HFM100 διατροφική ομάδα. Ταυτόχρονα, η πρόσληψη τροφής, το τελικό βάρος σώματος, η αύξηση βάρους, ο ειδικός ρυθμός ανάπτυξηςxiii(SGR), ο συντελεστής μετατρεψιμότητας της τροφής (FCR) και ο συντελεστής αποδοτικότητας της πρωτεΐνης (PER), ήταν σταδιακά και σημαντικά (P<0,05) μειούμενοι με την αύξηση του επιπέδου χορήγησης του πτεραλεύρου στο σιτηρέσιο. Η τροφή HFM100 παρουσίασε μια εξαιρετικά χαμηλή (P<0,05) πρόσληψη και ένα μη αποδεκτά υψηλό συντελεστή μετατρεψιμότητας της τροφής (8,72±0,66). Η κατακράτηση πρωτεΐνης ακολούθησε την ίδια τάση μεταξύ των τριών ομάδων ιχθύων, όπου μειώνονταν με την αύξηση της χορήγησης πτηναλεύρου στο σιτηρέσιο. Ωστόσο, παρατηρήθηκε μια σημαντικά υψηλότερη κατακράτηση λίπους (81,9±1,72%) στην ομάδα HFM50 συγκριτικά με εκείνη της ομάδας FM (67,9±2,08%), ενώ η ομάδα HFM100 είχε μια υπερβολικά χαμηλή τιμή (3,60±0,17%). Επίσης ο ηπατοσωματικός δείκτης (HSI) και ο δείκτης ευρωστίας (Κ), είχαν παρόμοια εικόνα στις ομάδες FM και HFM50 αλλά σημαντικά (P<0,05) μειωμένοι στην ομάδα HFM100. Ο ενδοσπλαχνικός δείκτης (VSI) ήταν σημαντικά μειωμένος στις ομάδες HFM50 και HFM100. Αναφορικά με τη θρεπτική σύσταση ολόκληρου του σώματος και του μυϊκού ιστού των ιχθυδίων τσιπούρας, η υποκατάσταση του ιχθυαλεύρου από πτεράλευρο κατά 50% δεν επέφερε σημαντικές διαφοροποιήσεις. Ωστόσο, η ολική αντικατάσταση (HFM100) οδήγησε σε μειωμένα επίπεδα λιπιδίων και ενέργειας και αυξημένα επίπεδα υγρασίας και πρωτεϊνών στο σώμα και τον μυϊκό ιστό των ατόμων που μελετήθηκαν. Περαιτέρω, η ενσωμάτωση του υδρολυμένου πτεραλεύρου στο σιτηρέσιο δεν προκάλεσε ιστολογικές αλλοιώσεις ή κάποιου είδους φλεγμονή στο έντερο. Παρόλο που δεν υπήρξαν ενδείξεις στεάτωσης, η μερική (50%) και πολύ περισσότερο η ολική (100%) αντικατάσταση του ιχθυαλεύρου από υδρολυμένο πτεράλευρο προκάλεσαν μέτριες έως πολύ πιο σοβαρές ηπατικές αλλοιώσεις στην ιστομορφολογία των ιχθυδίων. Στο 4ο διατροφικό πείραμα μελετήθηκε η αντικατάσταση της πρωτεΐνης του ιχθυαλεύρου από πρωτεΐνη υδρολυμένου πτεραλεύρου σε χαμηλότερα επίπεδα. Ιχθύδια τσιπούρας τοποθετήθηκαν σε 12 γυάλινα ενυδρεία (125 L) και χωρίστηκαν σε 4 διατροφικέςxivομάδες (25 άτομα/ενυδρείο, 3 επαναλήψεις/διατροφική ομάδα), στις οποίες χορηγήθηκαν 4 διαφορετικά σιτηρέσια και η σίτισή τους γινόταν 2 φορές καθημερινά μέχρι κορεσμού για 110 ημέρες. Στο πρώτο σιτηρέσιο, την πηγή ζωικής πρωτεΐνης αποτέλεσε αποκλειστικά το ιχθυάλευρο (FM). Στα υπόλοιπα τρία σιτηρέσια πραγματοποιήθηκε αντικατάσταση της πρωτεΐνης του ιχθυαλεύρου με πρωτεΐνη υδρολυμένου πτεραλεύρου σε ποσοστό 25% χωρίς προσθήκη αμινοξέων (HFM25), σε ποσοστό 25% με παράλληλη προσθήκη μεθειονίνης και λυσίνης (HFM25+) και σε ποσοστό 50% με παράλληλη προσθήκη μεθειονίνης και λυσίνης (HFM50+). Η μερική αντικατάσταση του ιχθυάλευρου με υδρολυμένο πτεράλευρο σε όλα τα επίπεδα αντικατάστασης δεν επηρέασε στατιστικά σημαντικά την επιβίωση των ψαριών που σιτίστηκαν με αυτή. Η αύξηση του βάρους των ψαριών, ο ειδικός ρυθμός ανάπτυξης (SGR), ο συντελεστής μετατρεψιμότητας της τροφής (FCR), καθώς και ο συντελεστής αποδοτικότητας της πρωτεΐνης (PER) δεν διέφεραν σημαντικά (P>0,05) μεταξύ των ομάδων FM, HFM25 και HFM25+, αλλά επηρεάστηκαν αρνητικά (P<0,05) στην ομάδα HFM50+. Αναφορικά με τη θρεπτική σύσταση ολόκληρου του σώματος και του μυϊκού ιστού των ιχθυδίων τσιπούρας, η υποκατάσταση του ιχθυαλεύρου από πτεράλευρο έως και 50%, με ή χωρίς προσθήκη αμινοξέων, δεν παρουσιάσθηκαν σημαντικές διαφοροποιήσεις. Περαιτέρω, η ενσωμάτωση του υδρολυμένου πτεραλεύρου στο σιτηρέσιο κατά 25% ή 50% δεν προκάλεσε ιστολογικές αλλοιώσεις ή κάποιου είδους φλεγμονή στο έντερο. Η ιστομορφολογία του ήπατος των ιχθύων τσιπούρας δεν επηρεάστηκε όταν το πτεράλευρο υποκατέστησε το ιχθυάλευρο κατά 25%. Ωστόσο, σε υψηλότερα επίπεδα αντικατάστασης (50%) παρατηρήθηκαν περισσότερα λιποσταγονίδια μεγάλου μεγέθους και μια αυξημένη ηπατική λιπο-εναπόθεση. Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής για τη χρήση του υδρολυμένου πτεραλεύρου δείχνουν ότι η υποκατάσταση της πρωτεΐνης του ιχθυαλεύρου της τροφής από πτεράλευρο έως και 25%, με ή χωρίς προσθήκη λυσίνης και μεθειονίνης, είναιxvεπιτυχής για τα νεαρά άτομα της τσιπούρας, χωρίς να μειώνεται σημαντικά η αποτελεσματικότητα της τροφής, η απόδοση της ανάπτυξης, η θρεπτική σύσταση και η ιστομορφολογία του εντέρου και του ήπατος των ιχθύων. Σε υψηλότερα επίπεδα υποκατάστασης, το συγκριτικά φτωχότερο προφίλ αμινοξέων του πτεραλεύρου και η χαμηλότερη μεταβολική αποτελεσματικότητά του είναι οι κυριότεροι παράγοντες που μειώνουν την απόδοση των ψαριών. Συνεπώς, τα ερευνητικά αποτελέσματα οδηγούν στην πιθανή πρόταση ότι, για τις τροφές ιχθυδίων τσιπούρας μέσου βάρους 3-50 g, μπορεί να χρησιμοποιηθεί πτεράλευρο σε ένα επίπεδο ένταξης στο σιτηρέσιο της τάξης του 10,8%, χωρίς να επιφέρει μειωμένη παραγωγική απόδοση, δεδομένου ότι το επίπεδο χορήγησης του ιχθυαλεύρου στην τροφή του μάρτυρα ήταν 58% και η πρωτεϊνική περιεκτικότητα του ήταν 64%.Στο 5ο διατροφικό πείραμα, διάρκειας 90 ημερών, χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 630 ιχθύδια τσιπούρας μέσου σωματικού βάρους 2,27 ± 0,20 g, μέσου ολικού μήκος 6,0 ± 0,2 cm και τοποθετήθηκαν σε 21 γυάλινα ενυδρεία Συνολικά, καταρτίστηκαν επτά ισοαζωτούχα (52% της τροφής) και ισοενεργειακά (21 MJ/Kg της τροφής) σιτηρέσια. Η τροφή μάρτυρας (FM) περιείχε και στο πείραμα αυτό αποκλειστικά ιχθυάλευρο ως πηγή ζωικής πρωτεΐνης. Για την υποκατάσταση του ιχθυαλεύρου στις λοιπές πειραματικές τροφές χρησιμοποιήθηκε άλευρο χοίρων (PΟM, ολικών πρωτεϊνών 62%). Στις υπό εξέταση τροφές, η πρωτεΐνη του ιχθυαλεύρου υποκαταστάθηκε από πρωτεΐνη χοιραλεύρου κατά 25% (PΟM25), 35% (POM35) και 45% (POM45). Επίσης, σε άλλες τρεις πειραματικές τροφές η πρωτεΐνη του ιχθυαλεύρου υποκαταστάθηκε από πρωτεΐνη χοιραλεύρου κατά 25%, 35% και 45% με παράλληλη προσθήκη λυσίνης (PΟM25+, PΟM35+, PΟM45+, αντίστοιχα) σε ποσοστά ένταξης στο σιτηρέσιο τέτοια που εκτιμήθηκαν ότι εξισορροπούν τη μείωση της λυσίνης που επέρχεται λόγω της υποκατάστασης του ιχθυαλεύρου. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η επιβίωση των ιχθυδίων ήταν υψηλή (>83%) και παρόμοια μεταξύ των ομάδων (P>0,05). Ηxviαύξηση του επιπέδου χορήγησης του χοιραλεύρου στο σιτηρέσιο οδήγησε σε μια αυξανόμενη εθελούσια πρόσληψη τροφής, αν και η τάση αυτή ήταν μη σημαντική (P>0,05). Το αποτέλεσμα αυτό έδειξε ότι το χοιράλευρο δεν επιφέρει κάποια αρνητική επίδραση στην αποδεκτικότητα της τροφής στο σύνολό του, και φανερώνει την υψηλή γευστικότητά του. Περαιτέρω, η υποκατάσταση της πρωτεΐνης του ιχθυαλεύρου από πρωτεΐνη χοιραλεύρου έως και 45%, που ήταν το μέγιστο εξεταζόμενο επίπεδο, δεν μείωσε σημαντικά το σωματικό βάρος και τον ειδικό ρυθμό ανάπτυξη (SGR) των ιχθυδίων τσιπούρας. Ωστόσο, τα υψηλά αυτά επίπεδα υποκατάστασης (45%) οδήγησαν σε σημαντικά μειωμένη αξιοποίηση της τροφής (υψηλό FCR) και αποδοτικότητας των πρωτεϊνών (PER). Ήταν φανερή μια τάση αύξησης του FCR και μείωσης του PER, καθώς το επίπεδο υποκατάστασης του ιχθυαλεύρου από χοιράλευρο αυξήθηκε στο σιτηρέσιο. Αντίθετα, η υποκατάσταση της πρωτεΐνης του ιχθυαλεύρου από πρωτεΐνη χοιραλεύρου έως και 35%, με ή χωρίς προσθήκη λυσίνης, δεν επέφερε καμία αρνητική επίδραση σε όλους τους δείκτες ανάπτυξης των ιχθυδίων και αξιοποίησης της τροφής. Επιπρόσθετα, η θρεπτική σύσταση του σώματος και του μυϊκού ιστού των ιχθυδίων, γενικά, δεν επηρεάστηκε από τις υποκαταστάσεις του ιχθυαλεύρου με χοιράλευρο.Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα τη παρούσας Διδακτορικής Διατριβής έδειξαν ότι οι Μεταποιημένες Ζωικές Πρωτεΐνες μη-μηρυκαστικών, και συγκεκριμένα το άλευρο υποπροϊόντων πουλερικών, το άλευρο υδρολυμένου πτεραλεύρου και το άλευρο υποπροϊόντων χοίρων, είναι σε μεγάλο βαθμό κατάλληλες και αξιοποιήσιμες από ιχθύδια τσιπούρας και πιθανών δύνανται να υποκαταστήσουν μερικώς το ιχθυάλευρο στο σιτηρέσιό τους χωρίς να επιφέρουν αρνητικές επιδράσεις στην απόδοση των ιχθύων και την αποτελεσματικότητα της τροφής. Το επίπεδο της επιτυχούς υποκατάστασης ιχθυαλεύρου διαφέρει μεταξύ των χερσαίων αυτών ζωικών πρωτεϊνών με το πτηνάλευρο να έχει την καλύτερη αποδοτικότητα (50% επιτυχής υποκατάσταση), ακολουθούμενο από το χοιράλευροxvii(35% επιτυχής υποκατάσταση) και το πτεράλευρο (25% επιτυχής υποκατάσταση). Τα επίπεδα αυτά υποκατάστασης είναι πολύ σημαντικά στο να οδηγήσουν τον κλάδο των υδατοκαλλιεργειών στην περαιτέρω μείωση των ιχθυαλεύρων, ιδιαίτερα αν αναλογιστεί κανείς ότι εφαρμόστηκαν στο νεαρό στάδιο ανάπτυξης με αρχικό βάρος 2,27 g έως το τελικό βάρος των 26 g ιχθυδίων τσιπούρας. Η εφαρμογή αυτών των αποτελεσμάτων στην πράξη με τη μείωση αυτή των ιχθυαλεύρων από ΜΖΠ-μη μηρυκαστικών στο σιτηρέσιο των νεαρών ατόμων του μελετηθέντος είδους μπορούν να ενισχύσουν την περιβαλλοντική βιωσιμότητα και την αποδοτικότητα της παραγωγής της, μειώνοντας ταυτόχρονα το κόστος παραγωγής της ιχθυοκαλλιεργητικής προσπάθειας.Η παρούσα Διδακτορική Διατριβή αποτέλεσε μέρος της Πράξης (Κωδικός ΟΠΣΑΑ: 185372, Κωδικός ΣΑ: 086/8, 2014ΣΕ08680009) με τίτλο «ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΜΕΤΑΠΟΙΗΜΕΝΩΝ ΖΩΙΚΩΝ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ ΣΤΙΣ ΙΧΘΥΟΤΡΟΦΕΣ ΤΗΣ ΤΣΙΠΟΥΡΑΣ (Sparus aurata)» που χρηματοδοτήθηκε από την Ειδική Υπηρεσία Διαχείρισης Ε.Π. ΑΛΙΕΙΑΣ (Ε.Π.ΑΛ. 2007-2013) του Υπουργείου Αγροτικής Ανάπτυξης.