Введение
Сектор мировой аквакультуры увеличивается примерно на 5,8 % в год из-за быстрого расширения и интенсификации всей отрасли [1]. Рыбная мука десятилетиями использовалась в качестве основного белкового ингредиента кормов в аквакультуре, она богата незаменимыми аминокислотами, отличается легкой усвояемостью и вкусовыми качествами, которые являются важнейшим условием для улучшения переваривания и усвояемости питательных веществ [2]. Но постепенное сокращение уловов дикой рыбы и растущий спрос на корма для аквакультуры привели к резкому сокращению качественной рыбной муки и повышению цен на нее [3, 4]. Считается, что производимых объемов рыбной муки больше недостаточно для поддержания развития индустрии аквакультуры в ближайшие годы [5, 6]. В связи с этим повышается необходимость поиска альтернативных источников белка для устойчивого производства комбикормовой промышленности [7]. Источники белка животного происхождения, такие как мука из насекомых, могут использоваться в качестве альтернативных источников рыбной муки в кормах для объектов аквакультуры [8–10]. В последние годы резко возрос интерес к изучению муки из насекомых как возможной альтернативы корму в рыбоводстве. Мука из насекомых – хороший источник белка, минералов и витаминов, аналогичный рыбной муке [11]. Она также богата незаменимыми аминокислотами, особенно лизином, метионином и лейцином. Среди насекомых личинки мухи черной львинки особенно перспективны из-за их способности превращать пищевые отходы в белок высшего сорта [7]. Мука из личинки является высокопитательным компонентом, т. к. в ее составе содержится 30–60 % белка, 10–30 % липидов, комплекс основных незаменимых аминокислот, необходимые для рыб макро- и микроэлементы и витамины. Частичная или полная замена в кормах рыбной муки на муку из личинок мухи черной львинки была успешно проведена на различных видах рыб, таких как радужная форель (Oncorhynchus mykiss) [12], японский морской окунь (Lateolabrax japonicus) [13], атлантический лосось (Salmo salar) [8], европейский морской окунь (Dicentrarchus labrax) [7], гибридная тилапия (Oreochromis niloticus × Oreochromis mos-
sambicus) [14]. Чтобы дополнительно охарактеризовать возможность использования сухой биомассы личинок мухи черной львинки в качестве нетрадиционного источника белка в аквакормах, целью данного исследования было изучение рыбоводно-биологических показателей молоди стерляди при выращивании на кормах с частичной заменой рыбной муки на муку из личинок мухи черной львинки.
Материалы и методы
В ходе анализа российской и зарубежной литературы было установлено, что в качестве субстрата для выращивания личинок черной львинки можно использовать отходы зерно-, масло-, спиртоперерабатывающих производств, фруктов и овощей. Питательные свойства выращиваемых насекомых можно регулировать путем изменения их рациона, добиваясь определенного содержания в них питательных веществ, необходимых для нормального роста и развития гидробионтов. Работы по изучению эффективности использования личинок мухи черной львинки Hermetia illucens в составе стартовых кормов для молоди стерляди проводились в Астраханском государственном университете им. В. Н. Татищева в период с июля по август 2024 г. Маточное стадо мухи содержали в пластиковом инкубаторе (рис. 1).
|
|
|
|
а |
б |
Рис. 1. Выращивание личинки мухи черной львинки:
а – пластиковый инкубатор для содержания маточного стада; б – личинка черной львинки
Fig. 1. Cultivation of the larva of the black lion fly:
a – plastic incubator for the maintenance of the breeding stock; б – larva of the black lion
Взрослых мух кормили растворами воды и сахара, поскольку это увеличивает продолжительность их жизни, согласно выводам Nakamura et al. [15]. Выращивание личинок мухи черной львинки осуществляли в пенопластовых контейнерах, накрытых перфорированной тканью для обеспечения циркуляции воздуха. Личинок в возрасте 6 суток насыпали слоем 5–7 см. Плотность посадки личинок составляла 5 экз. на 1 см2. Температуру воздуха в контейнерах поддерживали на уровне 28 ± 1 °C, относительная влажность воздуха составляла 8 %, а фотопериод 9 : 15. В качестве субстрата использовали отходы хлебобулочных изделий и пшеничные отруби. За временем развития (дни) личинок, а также за их выживаемостью регулярно следили. Образец из 50 личинок использовали для измерения среднего веса личинки и для непосредственного анализа состава питательных веществ. Окончание процесса биологической обработки субстрата определяли по появлению темно-коричневых куколок среди личинок более светлой окраски. Этап обработки субстрата личинками считался завершенным, если доля личинок составляла 50 % или более. Полученную личинку сушили в сушильном шкафу (ЭКРОС, модель 4610) с горячим воздухом при температуре 50 °C в течение 24 ч. Затем ее измельчали в мелкий порошок и выдерживали при температуре 4 °C для дальнейшего использования. Химический состав и питательную ценность высушенных личинок черной львинки анализировали по общепринятым методикам, описанным в ГОСТ 54951-2012, ГОСТ 31640-2012, ГОСТ 32044.1-2012, ГОСТ 32905-2014, ГОСТ 31675-2012. Обменную энергию определяли расчетным методом [16, 17]. В качестве объекта исследования использовали молодь стерляди (Acipenser ruthenus). Контрольные и опытные рационы для молоди готовили методом влажного прессования [18]. Кормосмесь при производстве кормовых гранул перемешивали и добавляли воду для получения крутого теста. Затем для формирования гранул (размер 0,1–0,2 мм) кормосмесь пропускали через пресс-гранулятор. Полученные влажные гранулы собирали и обезвоживали в сушильном шкафу с горячим воздухом при температуре 50 °C до достижения трехпроцентного содержания влаги, затем помещали в пластиковые пакеты и хранили при температуре 4 °C. Опытные рационы готовили с заменой рыбной муки на муку из личинок мухи черной львинки: 0 % (диета 1 – контроль), 10 % (диета 2 – опыт 1), 20 % (диета 3 – опыт 2). В состав рационов входили следующие компоненты: мука рыбная, крилевая мука, сухая биомасса личинки черной львинки (для диет 2 и 3), пшеница, пшеничная клейковина, витаминно-минеральный комплекс, пробиотическая добавка, рыбий жир. Содержание основных питательных веществ контрольного и опытных рационов кормов представлены в табл. 1.
Таблица 1
Table 1
Химический состав контрольного и опытных рационов стартовых кормов для малька стерляди
Chemical composition of the control and experimental rations of starter feeds for sterlet fry
|
Корм |
Содержание, % |
|||||
|
Сырой протеин |
Сырой жир |
Клетчатка |
Влага |
Зола |
Валовая энергия, МДж/кг |
|
|
Контроль |
46 ± 1,43 |
10 ± 0,02 |
3,0 ± 0,01 |
9 ± 0,10 |
10,8 ± 0,06 |
19,0 |
|
Опыт 1 |
45 ± 1,41 |
11 ± 0,02 |
9 ± 0,07 |
11,0 ± 0,05 |
18,1 |
|
|
Опыт 2 |
45,5 ± 1,41 |
12 ± 0,01 |
9 ± 0,10 |
18,8 |
||
Молодь выращивали в аквариумах объемом 100 л. Плотность посадки в каждом аквариуме составляла 40 шт. личинок стерляди [19]. В каждом аквариуме осуществлялась непрерывная аэрация сжатым воздухом. Кормление рыб проводили разработанными кормами до видимого насыщения в 6:00, 9:00, 12:00, 15:00, 18:00 и 21:00 ч в течение 45 сут. Освещение поддерживалось в режиме 12/12 ч по циклу «свет/темнота» при естественном освещении. Для поддержания чистой и здоровой воды в течение всего периода эксперимента три четверти аквариумной воды ежедневно откачивали для удаления фекалий и несъеденного корма и заменяли чистой, хорошо аэрированной водой из резервуара для хранения. Оценку качества воды проводили ежедневно. Температуру воды и растворенный кислород измеряли с помощью оксиметра марки OxyGuard Handy Polaris (точность температуры ±0,2 °С), рН с помощью портативного рН-метра Hanna. Температура воды в период постановки эксперимента в аквариумах составляла 24–25 ºС, содержание в воде растворенного кислорода 5,66–6,6 мг/л, рН – 4,9–7,1. С интервалом в 2 недели у всех рыб определяли параметры роста (абсолютный прирост массы, среднесуточный прирост массы, среднесуточную скорость роста) и выживаемость по следующим формулам [20–23]:
абсолютный прирост массы (АПМ) = Wf – Ws;
среднесуточный прирост массы (СРМ) = 
среднесуточная скорость роста (СКР) = 
удельная скорость роста (УСР) = 
коэффициент массонакопления (КМ) = 
где Ws и Wf – масса рыбы в начале и в конце эксперимента; t – продолжительность опыта. Все полученные числовые данные подвергли статистической обработке и представили в виде среднего значения и стандартной ошибки среднего (в указании среднего значения после знаков «±» (по тексту) приведена стандартная ошибка), достоверность различий рассчитывали с помощью t-критерия Стьюдента (Excel, Microsoft Office 2019, SigmaStat 3.5).
Результаты и обсуждение
Одной из особенностей мухи Hermetia illucens является то, что она способна осуществлять свою жизнедеятельность в полностью контролируемых условиях при ее искусственном выращивании. Вылупившиеся личинки мухи могут перерабатывать различные субстраты, решая тем самым проблему частичной биоутилизации органических отходов, а полученная биомасса личинок является отличной альтернативой рыбному белку в кормах [17]. Субстрат, на котором выращивается личинка, существенно влияет на ее биохимический состав. В табл. 2 приведены данные по биохимическому составу сухой биомассы личинок черной львинки, выращенной на кормовом субстрате из отрубей и хлебобулочных изделий, а также приведены литературные данные по биохимическому составу личинки, выращенной на других видах субстрата.
Таблица 2
Table 2
Биохимический состав сухой биомассы личинок черной львинки
Biochemical composition of the dry biomass of black lion larvae
|
Показатель |
Кормовой субстрат |
|||
|
Отходы |
Фруктово-зерно-овощная смесь* |
Сухая |
Фуражное |
|
|
Общая влага, % |
2,63 ± 0,03 |
2,18 |
6,28 |
7,45 |
|
Сухое вещество, % |
98,01 ± 2,24 |
97,82 |
93,72 |
92,5 |
|
Сырой протеин, % |
44,8 ± 0,19 |
35,5 |
48,3 |
37,6 |
|
Сырой жир, % |
16,8 ± 0,01 |
26,1 |
20,6 |
38,3 |
|
Сырая клетчатка, % |
6,84 ± 0,03 |
7,9 |
8,1 |
5,2 |
|
Обменная энергия, МДж/кг |
14,89 |
15,44 |
16,45 |
17,1 |
* Данные [17].
Питательная ценность личинок черной львинки во многом определяется способностью рыб переваривать основные компоненты личинок (протеин, жир, углеводы, включая хитин), что связано с возможностями пищеварительного тракта рыб. Содержание протеина в сухой биомассе личинок, выращенных на кормовом субстрате из отрубей и хлебобулочных изделий, составило 44,8 %, жира – 16,8 %, углеводов – 6,84 % (см. табл. 2), что говорит о том, что биомасса черной львинки подходит для производства кормового белка и жира. Эти данные свидетельствуют о возможности использования муки из личинок мухи в стартовых кормах для объектов аквакультуры. Параметры роста молоди стерляди при использовании корма с добавлением сухой биомассы из личинок мухи черной львинки приведены в табл. 3.
Таблица 3
Table 3
Рыбоводно-биологические показатели молоди стерляди,
выращенной на контрольном и опытных рационах
Fish-breeding and biological indicators
of juvenile sterlet raised on control and experimental diets
|
Показатель |
Вариант опыта |
||
|
Контроль |
Опыт 1 (10 % замены рыбной муки) |
Опыт 2 (20 % замены рыбной муки) |
|
|
Масса начальная, г |
2,1 ± 1,56 |
||
|
Масса конечная, г |
10,0 ± 0,62 |
10,16 ± 1,44 |
10,13 ± 1,38 |
|
Длина абсолютная начальная, мм |
7,82 ± 1,55 |
||
|
Длина абсолютная конечная, мм |
10,0 ± 0,53* |
10,14 ± 1,67* |
10,11 ± 0,99* |
|
Абсолютный прирост, г |
7,9 |
8,06 |
8,03 |
|
Среднесуточный прирост, г |
0,175 |
0,18 |
|
|
Среднесуточная скорость роста, % |
3,49 |
3,53 |
3,52 |
|
Коэффициент массонакопления, ед. |
0,055 |
0,058 |
|
|
Выживаемость, % |
51,8 |
52,0 |
51,8 |
|
Длительность эксперимента, сут. |
45 |
||
*P ≤ 0,01.
В конце эксперимента у рыб из контрольной и опытных групп конечные показатели массы тела были приблизительно одинаковыми. Эти данные не являются достоверными, т. к. прирост в контрольной и опытных группах шел одинаково равномерно (рис. 2).
Рис. 2. Прирост массы молоди стерляди на контрольном и опытных рационах
Fig. 2. Weight gain of juvenile sterlet on control and experimental diets
Величины прироста массы менялись (увеличивались) с постоянным коэффициентом (см. рис. 2), что говорит о достоверности полученных данных. Коэффициент детерминации (R2) приближается к значению 1, что говорит о том, что линия тренда точнее описывает зависимость полученных данных по результатам взвешивания. Не было замечено существенной разницы в потреблении корма и выживаемости всех рыб, получавших контрольный и экспериментальные рационы. Более того, не было выявлено существенных различий в общем потреблении корма и скорости потребления, эффективности корма и общей усвояемости между контрольной рыбой и рыбой, которую кормили опытными рационами. Это говорит о том, что можно рекомендовать частичную замену рыбной муки на муку из личинок мухи черной львинки в составе стартовых кормов для молоди стерляди.
Заключение
В ходе исследования было установлено, что порошок из личинок Hermetia illucens является хорошей заменой рыбной муке в рационе молоди стерляди. Проведенный биохимический анализ муки из личинок мухи черной львинки показал, что содержание протеина в сухой биомассе составляет 44,8 %, жира – 16,8 %, углеводов – 6,84 %, поэтому биомасса черной львинки подходит для производства кормового белка и жира. При оценке рыбоводно-биологических показателей молоди стерляди, получавшей корма с добавлением муки из личинок мухи черной львинки, можно сделать вывод о благополучном состоянии рыб. Рост молоди в контрольной и опытных группах шел равномерно, а показатели выживаемости были в пределах референсных значений, характерных для этого вида на данном этапе развития. Для практического применения в кормах рекомендуется использовать 10 и 20 % сухой биомассы Hermetia illucens в качестве альтернативного источника белка.
