Современная кормовая база в рыбоводстве


На сегодняшний день производство комбикормов для рыб в нашей стране характеризуется доминированием сегмента наиболее доступных, простых по составу и качеству кормов для наиболее распространённых к выращиванию на территории нашей страны рыб, таких как карп. Задача рационального подбора кормов в рыбоводстве сводится к тому, чтобы выбрать такие условия и установить такой рацион, при котором получаемая продукция отрасли рыбоводства отличалась наилучшими потребительскими качествами конечного продукта, а трудозатраты персонала были сведены к минимуму.


Рыбы как объект разведения неодинаковы по типу и характеру питания. Среди них встречаются хищные и мирные, животноядные, растительноядные и всеядные, планктоно- и бентосоядные. Однако на ранних стадиях развития все они проходят через фазу питания различными формами зоопланктона. У взрослых особей в процессе эволюции пищеварительная система приобрела способность адаптироваться к качеству пищи, что дало рыбам возможность осваивать различные экологические ниши. Это обстоятельство послужило биологическим обоснованием для применения в рыбоводстве искусственных кормов. В связи с этим рецептура комбикормов для различных видов и возрастов рыб предполагает вариабельность качественного состава и количественного сочетания сырьевых источников.
Под комбикормом понимается смесь двух и более компонентов, подобранных по определенному рецепту и обработанных по соответствующей технологии. Основной пункт — комбикорма должны быть сбалансированными, т.е. содержать все необходимые питательные вещества в нужном количестве и оптимальном сочетании и обеспечивать реализацию потенциальных способностей организма рыб к росту, нормальное развитие и хорошее физиологическое состояние. Последнее является необходимым условием для быстрой адаптации рыб к изменяющейся среде и стрессам рыбоводной или технологической природы. Теоретической и практической базой для создания рецептур комбикормов служат сведения о значении основных веществ и энергии в жизнедеятельности рыб, а также данные о потребностях в них в различные периоды развития. При этом необходимы знания о химическом составе и специфических свойствах кормового сырья, особенностях его переваривания в организме рыб. Кроме того, следует учитывать влияние технологии подготовки сырья и способов изготовления комбикормов на их питательные свойства.В зависимости от стадий развития рыб или целей их выращивания (посадочный материал, производители, товарная продукция) комбикорма подразделяются па следующие типы:
 Стартовые. Корма предназначенные для личинок, мальков и молоди. К составу, качеству и привлекательности этих кормов предъявляют наиболее строгие требования. Они должны быть не только концентратами питательных веществ, которые необходимы для поддержания интенсивного обмена, но и содержать их ввиде, доступном для развивающейся пищеварительной системы молоди рыб. Комбикорма этого типа делятся на три основные группы. Первая предназначена для рыб с длительным циклом эмбрионального и пред-личиночного развития, личинки которых при переходе на внешнее питание, имеют относительно развитую пищеварительную систему (типичные представители — лососи). Вторая — для рыб с коротким циклом эмбрионального развития и ранним переходом на внешнее питание при слабо сформированной пищеварительной системе (представитель — карп). Третья группа кормов, занимающая серединное положение, должна удовлетворять потребности личинок, обладающих к началу активного питания пищеварительной системой, функционально более развитой, чем у карповых, и менее, чем у лососевых рыб (осетровые, сиговые).  Ростовые. Корма для молоди старшего периода. Основные требования заключаются в том, что корма должны обеспечивать нормальное развитие и физиологическое состояние рыб, а также высокую интенсивность роста в период вегетации; накопление определенного запаса питательных веществ к осени и энергии, а также их экономную утилизацию в зимний период; способствовать высокой выживаемости и сохранению определенных запасов в организме для роста на последующих годах жизни. Эти комбикорма применяются при выращивании сеголеток в прудах.  Продукционные. Корма для возрастных групп, предназначенных для выращивания товарной продукции. Корма должны обеспечивать быстрый рост, нормальное здоровье рыб, а также высокое качество получаемой продукции и экономическую эффективность ее производства.  Репродукционные. Предназначаются для ремонтно-маточного стада и производителей. Должны способствовать хорошему росту рыб, нормальному развитию и функционированию воспроизводительной системы; обеспечивать высокую резистентность потомства.  Специального назначения. Эти комбикорма применяются с конкретной целью, как правило, в ограниченный период (лечебно-профилактические, антистрессовые, пигментирующие и т.д.). В практике существует два основных подхода к составлению рецептур комбикормов и подбору сырьевых источников — эмпирический и аналитический. Первый основан на традиционно применявшихся в хозяйствах рецептурах кормов и комбинации составляющих их ингредиентов в соответствии с их доступностью на рынке сырья и его стоимостью. Второй, аналитический, базируется на результатах научных работ по питанию рыб. В его основе лежит принцип соответствия содержания и соотношения отдельных питательных веществ в сумме подбираемого сырья физиологическим потребностям определенного вида рыб. К главным составляющим комбикорма для рыб, как и для других животных, относятся:  Белок и незаменимые аминокислоты;  Жир и незаменимые жирные кислоты;  Углеводы;  Витамины;  Минеральные вещества;  Энергия. Белки – одни из главных элементов клеток и тканей и выполняющих широкий диапазон функций. Они входят в состав клеточных мембран и обеспечивают эластичность и жесткость мышечных структур, эластичность скелета и тканей других органов. Белки принимают участие в транспортных и каталитических процессах внутри клеток, в межклеточных жидкостях и крови, входя в состав ферментов. Также обеспечивают защитную функцию, представляя собой основу антител, они принимают участие в процессах регуляции обмена веществ в составе гормонов. В процессе роста белки являются главной составной частью синтезируемого органического вещества. Организуя кормления тиляпии, количеству и качеству белка в корме как основному фактору, обеспечивающему рост, необходимо уделять особое внимание (табл 6.).

Таблица 6 – Белковая потребность отдельных видов тиляпии (Ю.А. Привезенцев, 2008)

Белковая потребность отдельных видов тиляпии

Santiago and Laron, 1991 Скорость синтеза белков различных органов у рыб так же, как и у высших позвоночных, неодинакова, что связано со специфическими функциями систем органов. Белки полостных органов вследствие их высокой метаболической активности синтезируются и обновляются значительно быстрее, чем белки мышц. Это подтверждается данными (табл. 7) (Mambrini, Guillaume, 1999), согласно которым скорость синтеза белков в различных тканях и органах рыб существенно различается.

Таблица 7 – Скорость синтеза белка и его отложение в различных органах и тканях рыб (Щербина, Гамыгин, 2015)


Скорость синтеза белка и его отложение в различных органах и тканях рыб

Наиболее активно обменные процессы идут в тканях жабр, печени и желудка, наименее – в относительно пассивных белых мышцах, за счет которых, однако, обеспечивается основной прирост массы рыб. При этом следует отметить, что химический состав тела рыб и, в частности, количественное содержание белка, отражая видовые различия и возрастные особенности, испытывает колебания в связи с сезонными изменениями условий среды и питания. Личинки тиляпий могут питаться искусственным кормом, перейдя на активное питание сразу после абсорбции желточного мешка. В связи с этим при промышленном выращивании необходимо знать потребности мальков и рыбы старшего возраста в энергии и протеине для обеспечения максимального роста.
Установлено, что личинки нильской тиляпии лучше росли при уровне протеина в корме 45% (по сравнению с 30, 35 и 50%) (El-Sayed, Teshima, 1992). Оптимальный уровень протеинов для личинок мозамбикской тиляпии, получавших пастообразные корма на основе продуктов микробиосинтеза, также составил 45%. (Скляров, Дюндик, 1995).
По мере увеличения массы рыб потребность в протеине уменьшается. Лучший рост мальков нильской и мозамбикской тиляпий наблюдался при содержании
протеина 40% (Kesamura et al, 1982; Teshima et al, 1987; Wang et al, 1985). Большинство учёных считает, что оптимум содержание протеина в комбикормах для более крупных тиляпий, выращиваемых для товарных целей, составляет 30-35% (Viola, Arieli, 1982; Gur, 1997). Сопоставление полусинтетических рационов с уровнями протеинов от 20 до 45% выявило преимущество корма с 35% протеина, причем его дальнейшее повышение не только отрицательно сказалось на эффективности использования протеина в корме в целом, но и снижало темп роста (Менькин и др.,1993).
При определении потребности в протеине большое значение имеет энерго-протеиновое отношение в комбикорме. Большинство исследователей сходятся в одном взгляде, что энергетическая ценность рациона нильской тиляпий должна составлять 350-400 ккал/100 г корма. Это показано для личинок, так и для товарной тиляпии при содержание протеина от 28 до 50 % (El Sayed, Teshima, 1992). Представляют интерес результаты исследования влияния уровня энергии на переваримость питательных веществ и рост нильской тиляпии. При содержании в опытных кормосмесях 33% протеина и энергии от 4280 до 4860 ккал/кг оптимальный уровень энергии составил 4800 ккал/кг корма (Gaber, 2006). Как и при кормлении других видов рыб, понижение уровня протеина в применяемых рационах должно сопровождаться снижением энергетической ценности рациона (Carneiro et al., 1981). Наилучшим источником протеинов в кормах для тиляпии является рыбная мука (Omar, 1986). Однако при кормлении тиляпии возможна (без заметного ущерба) частичная или полная замена рыбной муки некоторыми животными и растительными источниками протеинов.
Показана возможность замены рыбной муки (до 20-40%) в стандартном рационе для молоди тиляпии пекарскими дрожжами, содержащими до 50% сырого протеина. При этом был достигнут характерный рост (в среднем 1 г/сут) при затратах корма 1,28 кг/кг прироста (Привезенцев, 2008).
Основная масса белка в количественном отношении откладывается в белых мышцах. По данным Hulihan (1986), в мышцах радужной форели откладывается и используется на прирост массы 76% синтезированного этой тканью белка, а в жабрах – лишь 4%. У трески (при максимальном росте 2%/сут.) на прирост используется 60% белка, синтезированного в мышцах, и только 10-30% белка жабр, кишечника и желудка. Для питания организм использует не сам белок, а его структурные элементы – аминокислоты, оттого полноценность пищевых белков зависит во многом от их химического состава, то есть набора и количественного соотношения аминокислот, а также доступности их для организма в процессах переваривания (Куракин и др., 2015). Белки растительного и животного происхождения имеют в составе обычно 20 основных аминокислот, поэтому их называют протеиногенными. Десять из них (лизин, аргинин, гистидин, треонин, лейцин, изолейцин, валин, метионип, триптофан и фенилаланин) относятся к незаменимым (эссенциальным) аминокислотам, потому что они не могут синтезироваться в организме из других веществ и могут поступать только с пищей, а если они и синтезируются, то недостаточной скоростью для удовлетворения его потребностей. К заменимым аминокислотам относятся глютаминовая и аспаргиновая, глицин, серин, пролин, цистин, тирозин, цистеин и ряд других. Однако при недостатке цистина на его синтез используется незаменимый метионин, а тирозина – фенилаланин, в результате потребность организма в метионине и фенилаланине возрастает. Исходя из этого иногда цистин и тирозин называют условно незаменимыми аминокислотами, а потребность в серосодержащих и ароматических аминокислотах выражают в виде суммы метионина с цистином и фенилаланипа с тирозином (Аое et al., 1970; Nose et al., 1979; Halver, 1975; Wilson, 1984, 1989; Tacon, Cowey, 1985 и др.). Если по качественному составу незаменимых аминокислот белки кормов в основном одинаковы, то по их количественному соотношению резко различаются. Проявления недостаточности отдельных незаменимых аминокислот в питании рыб, как и других животных, не имеют в своём большинстве яркой клинической картины и характеризуются чаще всего признаками, которые проявляются при неполноценном питании. Эти признаки были обнаружены при проведении специальных экспериментов (Halver et al.,1964; Mertz, 1969; Nose, 1978; Wilson, 1984,1989; Luquet, 1991 и др.). К ним относятся потеря аппетита, замедление роста, снижение резистентности организма. Недостаточное колличество незаменимых аминокислот в рационах приводит к повышению потребления белка, что увеличивает в значительной мере затраты корма на единицу прироста рыб. Вследствие этого корма по содержанию незаменимых аминокислот делятся на полноценные и неполноценные. В полноценных для рыб белках корма содержание незаменимых аминокислот обычно составляет 35-50%, остальная часть приходится на долю заменимых. В жизнедеятельности и питании рыб они также имеют большое значение, так как являются поставщиками основного количества обменного азота. При их недостатке идет повышенный распад незаменимых аминокислот, в связи с чем снижается продуктивное действие пищи в целом (Кальченко и др., 2009). Определение потребности нильской тиляпии в аминокислотах показало, что корма для нее должны содержать (в % к массе корма): аргинина – 1,37, метионина – 0,51, фенилаланина – 1,04, гистидина – 0,63, изолейцина – 1,12, лейцина – 1,35, лизина – 1,63, треонина – 0,99, валина – 1,26 и триптофана – 0,35 (Gaber, 2006). Несколько иные, более высокие значения оптимальных уровней трех незаменимых аминокислот – аргинина, лизина и треонина получены в исследованиях Odum, Ejike (1991). Жиры (липиды), как питательные вещества – высококонцентрированные источники энергии, в то же время они в своем составе содержат многие жизненноважные вещества, такие как незаменимые жирные кислоты, жирорастворимые витамины и т.д. Физиологическое значение жиров пищи для рыб не ограничены их ролью в качестве поставщиков энергии. Жиры по своим функциям в организме служат рецепторными и структурными компонентами клеточных оболочек, и являются передатчиками биологических сигналов. В живом организме процессы синтеза и распада жиров происходят непрерывно. Синтез осуществляется в цитоплазме клеток, распад — в митохондриях с освобождением энергии. Жиры содержащиеся в кормах оказывают влияние на их структуру и химические свойства, включая прочность и водостойкость, на вкус и аромат, а также привлекательность для рыб. Жиры – это сложная смесь органических соединений, различных по своей химической природе, но обладающих общим специфическим свойством, таким как нерастворимость в воде и растворимость в органических растворителях (этаноле, ацетоне, эфире, гексане, хлороформе и т.д.). По принятой в зоотехнии схеме химических анализов эти соединения объединяются в группу "сырой жир". По химическому составу жиры относятся к классу эфиров и делятся на простые (липиды) и сложные (липоиды). Простые липиды – это эфиры трехатомного спирта глицерина (а также ряда других высокомолекулярных спиртов) и разнообразных жирных кислот. В зависимости от того, сколько гидроксильных групп глицерина замещено жирными кислотами, они носят название моно, ди и триацилглицеринов. К этой группе относятся еще воски и стериды. Сложную смесь триглицеридов (или триацилглицеринов) обычно называют нейтральными липидами, нейтральными жирами или просто жирами (Кизиветтер, 1973). Триглицериды – главный энергетический резерв организма. Они концентрируются в подкожной жировой ткани, тканях, окружающих внутренние органы — кишечнике, гонадах, селезенке, костях, а также в органах, активно участвующих в жизнедеятельности организма – печени, мозге, мышцах. В клетках тканей они очень тонко диспергированы, вследствие чего на большой поверхности соприкасаются со многими веществами, входящими в состав клеточных структур. В одноименных тканях различных видов рыб липиды накапливаются избирательно. Их содержание в мышцах находится в пределах 0,2–28%, печени – 0,5-80%, костной ткани – 0,5–2%;, крови, слизи – 0,01–0,05%), жировой ткани – 42–92% (Кизиветтер, 1973). Липоиды, или сложные липиды - многочисленная группа жироподобных веществ. Среди них очень важную физиологическую роль играют фосфолипиды. Фосфолипиды (или фосфатиды) представлены многообразной группой веществ различного состава и структуры. Это сложные эфиры многоатомных спиртов и высокомолекулярных жирных кислот, соединенных с фосфорной кислотой и азотистыми основаниями. Радикалы фосфорной кислоты несут отрицательный заряд, поэтому группа имеет еще одно название – полярные липиды. В число наиболее часто встречающихся азотистых соединений входят холин, этаноламин, серии. К фосфолипидам, образованным на основе глицерина, относят лецитины (например, фосфатидилхолин, лизолецитин), кефалины, серинфосфатиды, а на основе других спиртов (сфингозина, инозитола) – сфингофосфатиды и ипозитфо-сфатиды. Фосфатиды в виде протеолипидных комплексов входят в состав оболочек и протоплазмы клеток всех животных организмов. Вместе с другими липидами они образуют периферическую мембрану клеток и их органелл. Функциональное значение фосфолипидов обусловлено их бифазным характером, который позволяет регулировать проницаемость клеточных оболочек. Поддерживая постоянство внутренней среды и межклеточный обмен, фосфолипиды способствуют адаптации организма к изменяющимся условиям. В общих липидах рыб фосфолипиды составляют 10-20%, а иногда и более. Содержание структурных и плазматических липидов отличается относительным постоянством и, практически, не зависит от упитанности или истощенности организма. Состав запасных липидов определяется в основном особенностями пищевых жиров.
Жирные кислоты. Химические и физиологические свойства различных липидов во многом зависят от типа и количественного содержания жирных кислот. По характеру химических связей их делят па насыщенные, в которых все атомы углерода соединены между собой одной связью, и ненасыщенные, обычно имеющие от 1 до 6 двойных связей и получившие название моно- и полиненасыщенных (или моно- и полиеновых).
В липидных компонентах растений в преобладании ненасыщенные кислоты, потому растительные масла имеют жидкую консистенцию и низкую температуру плавления. Жиры теплокровных животных состоят из насыщенных и мононенасыщенных кислот (олеиновая, пальмитиновая, стеариновая). Поэтому их жир имеет более плотную консистенцию и более высокую точку плавления. Их основные полиненасыщенные кислоты – линолевая и арахидоновая, принадлежат к семейству линолеата.
По сравнению с теплокровными животными у рыб в составе полиненасыщенных жирных кислот заметно больше кислот ряда линолената. Соотношение полиеновых кислот служит отличительным признаком липидов морских и пресноводных рыб. У морских рыб оно значительно шире, чем у пресноводных. Причем в липидах морских рыб преобладают эйкозопентаеновая и докозогексаеновая кислоты.
Имеющиеся в литературе данные свидетельствуют о различии в метаболизме липидов у карпа и тиляпии. У тиляпии жир откладывается преимущественно в брюшной полости. Содержание жира не влияет на устойчивость тиляпии к холоду (Viola et al., 1988). Довольно часто в литературе можно встретить сведения о положительном опыте с выращиванием тиляпии на комбикормах с содержанием 8-10 % жиров (Papoutsoglou, Voutsinos, 1988). Тиляпия имеет четко выраженную потребность в кислотах линолевого ряда и слабо растет при высоких уровнях линоленовой кислоты. Для морских рыб требуется высоконенасыщенные кислоты, т.к. они обладают ограниченной способностью преобразовывать линоленовую кислоту в пентаены и гексаены. В опытах с использованием тест-диет с содержанием липидов от 8 до18% и дополнительного внесения в кормосмеси от 2 до 10% соевого масла максимальный рост отмечен на кормосмеси, содержавщей 4% соевого масла (12% общих липидов). Результаты химического анализа указывают на высокую положительную корреляцию содержания липидов в теле с уровнем липидов в корме (Gaber, 2006).
Предполагают, чтожиры, входящие в состав комбикормов для тиляпии, как и для других видов рыб должны отвечать определенным требованиям по жирнокислотному составу. Для тиляпии линолевая кислота является незаменимой жирной кислотой (Kanazawa et al.,1985; Takeuchi et al.,1980). Показано, что добавление 5% рыбьего жира в комбикорм (вместо птичьего жира), при общем уровне липидов 9%, обеспечивает получение продукции с хорошими вкусовыми качествами и достаточно хорошей «лежкостью» (Viola, Arieli., 1982). Уровень жиров в комбикормах для различных объектов отрасли рыбоводства варьирует в обширных пределах, в зависимости от характера питания вида, его биологии, возраста, условий среды (температуры, солености) и способа выращивания рыб (в прудах, садках, рециркуляционных системах). Оптимальный уровень липидов в кормах для пресноводных (форели, карпа, тиляпии) приведен в табл. 8.

Таблица 8 – Оптимальный уровень содержания липидов в кормах (Corraze, 1999)

Оптимальный уровень содержания липидов в кормах

 В организме рыб углеводы входят в состав клеток, плазмы крови и межклеточных жидкостей всех тканей. Они находятся в виде свободных Сахаров, олиго- или полисахаридов, а также в соединении с белками, минеральными элементами и другими веществами. Их количество в организме невелико и в расчете на сухое вещество в среднем составляет 2,5-5,0%. Основная масса находится в мышцах и печени в виде полисахарида гликогена, много их в соединительных тканях, в частности скелетной. В жизнедеятельности животных глюкоза и гликоген играют важную роль как вещества, легко подвергающиеся распаду в тканях с освобождением энергии. Основной биохимической ролью углеводов является поставка органических кислот, необходимых для осуществления пластического и энергетического обмена. Известно, что доля энергетических потребностей животного организма даже при наличии других источников должна компенсироваться за счет расщепления углеводов. В связи с этим организму небезразлично какие энергетические источники поступают с пищей. Питательная ценность углеводов имеет тесную связь с их химическим строением и соотношением в них различных структурных групп. Немаловажное значение имеет возможность пищеварительной системы осуществлять расщепление и всасывание этих соединений. При дефиците углеводов и в случае незначительного поступления жиров организм вынуждается покрывать энергетические потребности за счет расщепления белковой части кормов. Следовательно, от качества и количества углеводов в рационе, также степени их переваримости зависит эффективность использования белка на рост рыб. В отношении оптимального уровня углеводов в комбикормах для различных объектов аквакультуры сведения противоречивы. На начальных этапах создания искусственных кормов для хищных лососевых считалось, что максимально допустимое содержание общих углеводов не должно превышать 20-25% (переваримых – 8–12%) (Phillips et al., 1948; Cowey, Luquet, 1983). Это объяснялось недостаточной способностью поджелудочной железы форели адаптироваться к колебанию содержания углеводов в пище путем изменения секреции инсулина, с одной стороны, а с другой, – отсутствием фермента глюкокиназы в печени. Следствие этого – отсутствие способности регулировать уровень глюкозы в крови, что напоминает диабет у плотоядных млекопитающих (Palmer, Ryman, 1972; Подоскина, 1961). Кроме того, были выявлены такие особенности амилазы форели, которые замедляли гидролиз нативного (неизмененного) крахмала (Щербина, Остроумова, Судакова, 2008). Однако впоследствии эти особенности углеводного обмена не подтвердились. Гипотеза о неспособности поджелудочной железы форели адаптироваться к количеству углеводов в рационе была опровергнута (Hilton et al, 1983). Была обнаружена и глюкокиназа, которая наряду с гексокиназой катализирует превращения углеводов в печени; выявлена прямая зависимость их активности от температуры. Было доказано, что способность форели переваривать и усваивать полисахариды (в основном крахмал) зависит от степени разрушения зерен крахмала (клейстеризации) и его молекул (декстринизации). Если крахмал, подвергнут сильной декстринизации, то он хорошо переварим у всех видов рыб. К концу 80-х годов XX в. было установлено, что достаточно высокие уровни усвояемых углеводов не оказывают отрицательного влияния на рост, отложение белка и гепатосоматический индекс форели при температуре 18°С (Kaushik, 1990). В конце 90-х годов для форели и других лососевых был обоснован предельно допустимый уровень легкодоступных углеводов – 30% (или 400 мг/ 100 г форели в сутки) (Подоскина, 1996). Обязательное условие – наличие крахмальных зерен в разрушенной форме, которое достигается технологической обработкой сырья. Показано, что при 50%-ном содержании белка в корме количество пшеницы может достигать 37%, кукурузы, ячменя, овса – 43%. Переносимые уровни растительных волокон, в частности клетчатки, – до 10% (Hilton et al., 1983; Poslon, 1986; Kaushik, 1990). У теплолюбивых рыб хорошо переносимый уровень углеводов в рационах выше приблизительно в 1,5–2 раза. Это можно объяснить прямой зависимостью от температуры, как активности пищеварительных амилаз, так и тканевых ферментов, которые катализируют превращение углеводов в организме (Щербина, Казлаускене, 1971; Dixon, Hilton, 1985). Оптимальное количество углеводов в комбикормах для прудового карпа составляет 40-50% (Щербина и др., 1992). Однако при хорошем развитии в прудах естественной пищи карпы могут эффективно использовать в качестве объемной части рациона высокоуглеводистые и низкобелковые (протеин – 17–19%), которые сбалансированны по аминокислотам, а также зерна злаковых, в которых содержание углеводов достигает 70–80%. Эта эволюционно обусловленная способность карпа и других растительно и всеядных рыб хорошо утилизировать углеводы дает возможность применять при их выращивании корма с низким содержанием белка и высоким содержанием углеводов, что является одним из основных преимуществ прудового рыбоводства. У карпов, которых выращивали в условиях индустриальных тепловодных хозяйств, хорошие рыбоводно-биологические результаты получены при следующих уровнях общих углеводов в растительно-животных комбикормах: 29-37%) для сеголеток массой 1–150 г, 34–43%) для рыб массой от 150 г до 1 кг (Тимошина, 1976; Остроумова, 1978 и др.). Для других теплолюбивых объектов аквакультуры, таких как канальный сом, тиляпия, уторь, эффективный уровень углеводов колеблется в пределах от 38 до 46% (Shiay,1997; Garcia-Gallego et al.,1993). Витамины представляют группу пищевых органических веществ, которые обладают общим свойством – способностью катализировать (самостоятельно или в составе ферментов) биохимические реакции в организме. Не являясь источниками энергии или материалом для построения тканей и органов, они участвуют в регуляции обмена веществ. Следовательно недостаток витаминов приводит к сбою обменных процессов, что отрицательно сказывается на развитии, росте, продуктивности и воспроизводстве животных (Wan-qi, Si-fa, Jiang-yao, 2003). Если в пище у животных отсутствуют витамины, то развиваются авитаминозы. Как правило они вызываются крайне однообразным кормлением. Незначительное содержание витаминов в кормах обусловливает невидимые формы недостаточности – гиповитаминозы, которые наносят огромный ущерб отрасли рыбоводства, в особенности индустриальным хозяйствам и при уплотненных посадках рыб в прудах. Следствием этого является повышение смертности рыб, ухудшение эффективности использования комбикормов, снижение темпа роста рыб, увеличение себестоимости продукции. Однако добавка в комбикорма очень больших доз разных витаминов (в частности А, Д, Е) также может привести к серьезным заболеваниям – гипервитаминозам.
Классификация витаминов представляет определенные трудности, т.к. эта группа не является гомогенной ни химически, ни функционально. Поэтому витамины по признаку растворимости для удобства делят на водорастворимые и жирорастворимые. Активность витаминов выражается обычно двумя способами: в интернациональных (или международных) единицах, которые находятся под контролем экспертной комиссии ФАО ВОЗ; в миллиграммах (мг) или микрограммах (мкг) на 100 г или 1 кг корма. К водорастворимым относятся витамины группы В и витамин С. Их главным значением в жизнедеятельности животных является воздействие на промежуточный обмен. Большинство из них являются коэнзимами различных ферментов. Водорастворимые витамины не накапливаются в организме и могут откладываться в тканях в незначительных количествах. Учитывая это основным их источником является корм. Дефицит водорастворимых витаминов в течение некоторого времени способен привести к уменьшению активности огромного числа ферментных систем. Результатом будет – снижение аппетита, торможение роста и ослабление общей устойчивости организма. Витамины группы В главным образом синтезируются растениями, дрожжами и бактериями (Haygood, Jha, 2016). В особенности ими богаты кормовые дрожжи и в меньшей степени – отруби. В организм животных вместе с пищей должны поступать жирорастворимые витамины (А, Д, Е, К) и их предшественники. Также они имеют большое значение для жизнедеятельности организма и влияют на белковый, жировой и минеральный обмен. Витамин Е, также как и витамин С, выполняет функции антиокислителя. В отличии от водорастворимых жирорастворимые витамины могут накапливаться в организме: их основное депо – печень. Разрушаются эти витамины при наличии в корме окисленных жиров. Оттого для их сохранения в продукты, с высоким процентом жира, вводят синтетические или естественные антиокислители.
Содержание в комбикормах витаминoв зависит от состава сырьевых компонентов входящих в них. Компоненты, которые богаты витаминами, называют обычно витаминными концентратами. К таковым относятся различные виды кормовых дрожжей, содержащих крайне высокий уровень витаминов группы В (за исключением В9). Некоторые витамины, например А и Д, могут синтезироваться в значительном количестве в организме животных из неактивных форм (провитаминов). Показателем может послужить синтез витамина А из каротина у карпа. Предшественниками витамина А являются и такие каротиноиды, как астаксантин, кан-таксантин, зеаксантин, которые эффективны в кормлении лососевых рыб. Другие витамины, в частности витамин С и Д, инозит (В8), вырабатываются в недостаточных количествах, что не удовлетворяет потребности в них животных. Часть витаминов (В2, В3, В12), образовывается в результате жизнедеятельности кишечной микрофлоры и может использоваться для нужд организма. По современным данным, потребности в витаминах холодо- и теплолюбивых видов рыб несколько различаются между собой, но внутри групп достаточно близки. За потребность в витамине принято минимальное его количество, обеспечивающее максимальный рост рыб и накопление витаминов в тканях при отсутствии признаков витаминной недостаточности. В таблицах приведены нормы без учета возможных потерь витаминов в процессе переработки и хранения сырья и комбикормов; в них также не приняты во внимание изменения потребностей рыб при смене условий среды. Однако потребность в витаминах у рыб, зависит от массы и возраста, уровня продуктивности и планируемой скорости роста, физиологического состояния и состояния здоровья. Молодь, обладающая высоким потенциальным ростом, нуждается в набольшем количестве витаминов, чем взрослые особи. Это имеет отношение и к кормлению рыб, от которых ожидаются наибольшие приросты. Витаминная потребность рыб возрастает инвазионных заболеваниях и при инфекционных. Немалое влияние на это оказывают условия выращивания.Так при более высокой температуре воды (когда обмен веществ идет более интенсивно) потребность в витаминах больше, чем при низкой. При отсутствии в рационах рыб естественной пищи, в индустриальных хозяйствах уровень витаминов в комбикормах должен быть больше, чем при выращивании и прудах. Если во время выращивания рыбы часто подвергаются воздействию стрессирующих факторов, то для их налучшей адаптации к неблагоприятным условиям следует увеличивать введение витаминов в комбикорма. Помимо того, витаминная потребность зависит от соотношения главных питательных веществ в кормах и обеспеченности их микро- и макроэлементами. Повышенный уровень жирорастворимых витаминов может тормозить всасывание других витаминов той же группы и, напротив, недостаток ряда витаминов группы В может компенсироваться более высоким уровнем других витаминов этой группы. При условиях оптимального поступлении в организм фосфора обеспечивается благоприятная среда для более глубокого превращения каротина в витамин А и синтеза В12. Марганец участвует в стимулировании синтеза и депонирования аскорбиновой кислоты в тканях, понижает потребность организма в токофероле, проявляет благоприятное влияние на усвоение и утилизацию в организме витаминов А, С, Е и К и др. Гипо- и авитаминоз проявляются в основном у рыбы при недостатке в их рационе натуральной пищи, что можно рассматривать как следствие повышенной плотности посадки рыб в прудах или неполноценности комбикормов в условиях индустриальных хозяйств. Для предупреждения дефицита витаминов в комбикорма вводят специальные добавки – премиксы. Премикс представляет собой однородную смесь витаминов с разбавителем или веществом-носителем. Премиксы предназначены для облегчения равномерного распределения микроингредиентов в крупной партии кормосмеси. Уровни витаминов в премиксах должны не только покрывать потребности, но и учитывать возможные изменения, связанные с особенностями биологии определенных видов рыб, стадиями развития, возрастом и массой, естественной биологической вариабельностью, направленностью выращивания (посадочный материал, товарная продукция, производители), а также температурные, кислородные и санитарные условия выращивания, наличие стресса. Существенное влияние на устойчивость витаминных препаратов в комбикормах оказывает технология их изготовления. К снижению биологической активности витаминов приводят уже процессы дробления и смешивания компонентов корма. Putman (1986) доказал, что при введении премикса в комбикорма перед измельчением потери витамина А через 3 месяца хранения достигают 70%, витамина Е и В2 – 50%. При влаготепловой обработке и в процессе гранулирования обнаружено разрушение до 50% незащищенной формы витамина А. Полноценное кормление рыбы должно удовлетворять их потребностям в органических и в минеральных веществах, поскольку лишь при этом условии могут быть обеспечены нормальный рост и развитие организма ("мясо нарастает на костях"). Минералы выполняют структурную функцию и входят в состав опорных структур скелета и оболочек клеток всех тканей. Входя в состав различных соединений, принимают участие в процессах всасывания и переваривания, распада и синтеза, обеззараживают ядовитые вещества и выделения. Так же они играют огромную роль в поддержании коллоидного состояния белковых соединений и кислотно-щелочного равновесия жидкостей в тканых, обеспечивают поддержание осмотического давления и постоянства других физико-химических свойств внутренней среды организма. Присутствуя в составе биологически активных соединений (витаминов, гормонов, ферментов), минеральные вещества имеют возможность в значительной степени тормозить или активизировать процессы обмена веществ. По количеству содержащемуся в растительных и животных тканях они делятся на микро- и макроэлементы. К микроэлементам относятся Fe, Cu, Mn, Zn, Co, Se и другие (содержание в пределах 0,01-90 мг/кг).К макроэлементам относятся Ca, P, Mg, K, Na, Cl, S – их количество в организме у рыб колеблется в широких пределах и составляет более 100 мг/кг.
В среднем общее содержание минеральных элементов в теле рыб составляет 2,5–8,0 %, учитывая что на долю макроэлементов приходится более 99,5 %. Особенностью минерального питания рыб является наличие двух путей поступления минералов в организм рыб: с пищей через рот и посредством осмотического проникновения из воды через жабры и покровные ткани. Карзинкин (1962) и Шеханова (1956) доказали способность рыб активно сорбировать из воды Ca, Mg, Na, K, P, S, Cl и другие элементы. Вследствие этого потребность рыб в этих веществах, содержащихся в воде в значительных концентрациях, может удовлетворяться в большей мере или полностью (например, в Ca и Mg) осмотическим путем. В зависимости от того, в какой воде ведется выращивание рыб (пресной или солоноватой, мягкой или жесткой), они вынуждены постоянно либо восполнять недостаток определенных минеральных веществ, либо экскретировать их избыток. Количественный и качественный состав минеральных солей в разнообразных водоемах различен, что определяет разный уровень их абсорбции из воды и отличия в требованиях организма рыбы к минеральному составу корма. Следовательно, состав содержания солей в воде имеет возможность существенного влияния на обмен минералов у рыб. Элементы, которых в воде обычно немного, должны попадать в организм с пищей. К таковым относят: фосфор, цинк, иод, марганец, кобальт, селен и др. Помимо воды, источником минералов для рыб служат комбикорма и природная пища. Касательно особенностей компонентного состава комбикормов для прудовых карповых рыб (злаковые, жмыхи и шроты масличных культур, кормовые дрожжи и незначительные количества рыбной или мясокостной муки), нужно отметить, что они содержат крайне мало минеральных элементов.Так же, минеральные вещества, которые содержат некоторые сырьевые компоненты могут находиться в форме, которая плохо доступна пищеварительным ферментам рыб у которых отсутствует желудок (к примеру, фосфор рыбной муки представленный гидроксиапатитом или фосфор крупнозлаковых в составе с фитиновой кислотой, а также фитаты Fe, Zn, Mn). Комбикорма для форели и других видов рыб, содержащие значительно большее количество рыбной муки и другого животного сырья, более богаты минералами. Однако и у этих рыб, несмотря на присутствие в желудках соляной кислоты, значительная часть фитатов многих элементов, а также гидроксиапатиты костной ткани, перевариваются недостаточно хорошо. Естественная пища (в частности, планктон, бентос, насекомые, подводная растительность, рыбы) содержит все элементы, которые нужны в физиологически согласованных пропорциях в соответствии с солевым составом воды, вследствие чего она является немаловажным дополнением, которое нивелирует недостатки минерального состава комбикормов. Недостаток или избыток поступления минеральных веществ в организм рыб, обусловленный составом комбикормов, может приводить к понижению аппетита, возникновению аномальных изменений (в особенности на ранних этапах развития) и тормозить рост. Например, при недостаточном содержание в рационе P, Mg, Mn, Zn, Co в совокупности или хотя бы одного из этих элементов может развиться остеодистрофия, проявляющаяся в различных искривлениях позвоночника, деформациях лобных и челюстных костей, ротового аппарата, редукции жаберных крышек, искривлении рёбер, так же в ряде других патологий, в частности, в обмене жиров. Все эти изменения тормозят рост рыб и снижают их продуктивность. До конца 50–х годов XX века в нашей стране использовались только рассыпные комбикорма, которые для карпов замешивали в виде теста различной консистенции и вносили в воду, для форели готовили в виде пасты. С конца 50-х годов предпринимались попытки изготовления комбикормов для рыб в виде гранул влажного прессования. Для этого использовались макаронные прессы, применяемые в пищевой промышленности или аналогичное оборудование. Мягкие или влажные гранулы, содержащие значительный процент жидких компонентов, требующие специальной технологии подсушивания или охлаждения, применялись до 70-х годов. Особенно большое распространение они получили в США.
Первые исследования по применению гранулированных комбикормов для рыб в СССР были проведены во ВНИИПРХ (Виноградов, Ерохина, 1960). Было показано, что использование гранул влажного прессования в сравнении с рассыпным комбикормом при выращивании двухлетних карпов в прудах привело к повышению скорости роста рыб на 15 %, рыбопродуктивности — на 14 %, при снижение затрат корма на 27 % (2,2 против 3,0 ед.). А.Н Канидьевым и Е. А. Гамыгиным (1975) позже был разработан и испытан рецепт первого гранулированного комбикорма для ранних стадий постэмбрионального развития форели, эффективность которого оказалась на 40-50% выше, чем пастообразного, изготовленного на основе говяжьей селезенки. Близкие результаты показала оценка сравнительной эффективности продукционных гранулированных и пастообразных кормов при выращивании товарной форели (Канидьев, Гамыгин, 1979). В настоящее время в практике мировой аквакультуры практически повсеместно применяются комбикорма, представленные в виде сухих гранул. Они вырабатываются по разным технологиям, среди которых наибольшего распространения получили сухое прессование, экструдирование и эксиандирование с последующим гранулированием.