Forskere erstatter fiskemel i akvakultur med mikrobielt protein, der stammer fra spildevand fra sojabønnebearbejdning

Forskere fra Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) og Temasek Polytechnic har med succes erstattet halvdelen af ​​fiskemelsproteinet i kosten af ​​opdrættet asiatisk havaborre med et "enkeltcellet protein" dyrket fra mikrober i sojabønneforarbejdningsspildevand, hvilket baner vejen for mere bæredygtig fiskeopdrætspraksis. Resultaterne er offentliggjort i tidsskriftet Scientific Reports .

Brugen af ​​et dyrket protein er nyt for akvakulturproduktion, siger forskerne fra Singapore Center for Environmental Life Sciences Engineering (SCELSE), der leder NTU's indsats i undersøgelsen, og Temasek Polytechnic's Aquaculture Innovation Center (AIC).

Opdrættede akvakulturarter er stærkt afhængige af foder lavet af vildfanget fisk, kendt som fiskemel, som ikke er bæredygtigt og bidrager til overfiskning af havene.

Enkeltcellet protein, et bæredygtigt alternativ, kan dyrkes fra spildevand fra fødevareforarbejdning. Især spildevandet fra sojabønneforarbejdning indeholder organismer med probiotisk potentiale, som er afgørende for sund fiskevækst.

Spildevand fra fødevareindustrien er fri for patogener og andre forurenende stoffer, hvilket gør dem velegnede til dyrkning af mikrober. Normalt efter behandling udledes spildevandet og strømmer ind i et spildevandsgenvindingsanlæg. Dens næringsstoffer genvindes ikke, hvilket resulterer i en mistet mulighed for at maksimere ressourceforbruget.

Medforfatter af undersøgelsen, Dr. Ezequiel Santillan, seniorforsker ved SCELSE, sagde:"Vores undersøgelse repræsenterer et væsentligt skridt fremad i bæredygtig akvakulturpraksis. Ved at udnytte mikrobielle samfund fra sojabønneforarbejdningsspildevand har vi demonstreret gennemførligheden af ​​at producere enkeltcellet protein som en levedygtig alternativ proteinerstatning i fiskefoder, der reducerer afhængigheden af ​​fiskemel og bidrager til bæredygtigheden af ​​akvakulturindustrien."

Det fælles forskerhold sagde, at deres affald-til-ressource-tilgang tackler fødevaresikkerhed og affaldsreduktion og understøtter udviklingen af ​​en cirkulær økonomi med nul affald som skitseret i FN's Paris-aftale.

Undersøgelsen er også i overensstemmelse med AIC's fokus på at øge fødevaresikkerheden og modstandsdygtigheden. Med akvakulturindustriens mål om at opfylde 30 % af Singapores samlede ernæringsbehov inden 2030, har AIC aktivt kæmpet for intensiv akvakulturproduktion med innovation og teknologi.

Erstatning af halvdelen af ​​det sædvanlige fiskefoder til asiatisk havaborre

For at demonstrere deres tilgang tilføjede holdet sojabønneforarbejdningsspildevand fra en fødevareforarbejdningsvirksomhed i Singapore til bioreaktorer - et kontrolleret miljø for biologiske og kemiske reaktioner - for at dyrke enkeltcelleprotein.

Bioreaktorerne i laboratorieskala blev drevet i gentagne cyklusser med kontrolleret næringsstof og lav lufttilførsel (mikroaerobe forhold) i over fire måneder ved 30°C. Disse forhold tyder på, at holdets metode let kan reproduceres ved omgivende temperaturer i tropiske områder som Singapore, hvilket yderligere reducerer det miljømæssige fodaftryk af fiskemelsproduktion.

Efter at have produceret deres enkeltcelleprotein fodrede forskerholdet to grupper af unge asiatisk havaborre i løbet af 24 dage. Den ene gruppe fik en konventionel fiskemelsdiæt, mens den anden gruppe fik en diæt bestående af halvt almindeligt fiskemel og halvt enkeltcellet protein. Begge diæter gav den samme mængde næringsindhold til de unge fisk.

Ved afslutningen af ​​eksperimentet blev væksten i begge grupper evalueret, og forskerne fandt ud af, at fisken var vokset lige meget. Interessant nok viste gruppen af ​​fisk på den nye diæt mere konsekvent og mindre variabel vækst end den traditionelle diætgruppe.

NTU-professor Stefan Wuertz ved School of Civil and Environmental Engineering og SCELSEs vicecenterdirektør sagde:"Resultaterne tyder på, at diæter inklusive enkeltcellet protein kan hjælpe fisk med at vokse mere ensartet, og at udforske, hvordan denne diæt påvirker fisk på et dybere plan, kunne være interessant. til fremtidig forskning.

Endnu vigtigere, vores undersøgelse har med succes demonstreret potentialet for at omdanne spildevand fra sojabønnebehandling til en værdifuld ressource for akvakulturfoder, hvilket bidrager til overgangen til en cirkulær bioøkonomi."

Co-principal investigator af undersøgelsen, Dr. Diana Chan, leder, Aquaculture Innovation Center ved Temasek Polytechnic sagde:"Resultaterne af vores fiskefodringspræstationsforsøg er lovende for akvakulturindustrien og tilbyder en alternativ proteinkilde til at imødekomme det stigende behov for at erstatte fiskemel, som er blevet meget dyrt og uholdbart i udbuddet."

For deres næste skridt vil forskerholdet udføre forsøg over længere vækstperioder med højere fiskemelserstatningsniveauer. Forskere vil også udvide undersøgelsen til at omfatte yderligere akvakulturarter og forskellige typer spildevand fra fødevareforarbejdning.

Flere oplysninger: Ezequiel Santillan et al., Mikrobielt samfundsbaseret protein fra spildevand fra sojabønnebearbejdning som en bæredygtig alternativ fiskefoderingrediens, Scientific Reports (2024). DOI:10.1038/s41598-024-51737-w

Journaloplysninger: Videnskabelige rapporter

Leveret af Nanyang Technological University