Fortschritte in der nachhaltigen Lachsaufzucht durch neues Stoffwechselmodell

Die Zucht von Atlantischem Lachs ist wichtig, weil sie Nahrung bietet und die Wirtschaft unterstützt. Allerdings gibt's einige harte Herausforderungen, was Nachhaltigkeit und Nährstoffgehalt angeht. Wildlachs isst andere Fische, aber es gibt nicht genug fischbasierte Futtermittel. Deshalb haben die Züchter angefangen, pflanzliche Quellen für Fett und Protein zu nutzen. Während dieser Wechsel Fortschritte in der Fütterungstechnologie zeigt, kann er negative Auswirkungen auf die Gesundheit des Lachses und die Nährstoffqualität des Fleisches haben, das wir essen.

Pflanzenöle haben typischerweise mehr Omega-6-Fettsäuren als Omega-3. Das verändert die Gesundheit von gezüchtetem Lachs, macht ihn weniger stressresistent und beeinflusst den Nährwert des Fleisches. Ausserdem wurde Sojaprotein mit Entzündungen im Darm von Fischen in Verbindung gebracht, was ihr Wachstum verlangsamen kann. Der Markt für Futtermittel kann sich auch schnell ändern, was Preise und Verfügbarkeit beeinflusst. Sogar pflanzliche Futtermittel können einen grossen ökologischen Fussabdruck haben. Forscher suchen nach neuen Zutaten wie Algen, mikrobiellen Mehlen und Insektenmehl, um bessere Quellen für gesunde Fette und Proteine für Fische zu finden.

Deshalb müssen die Züchter Futtermittel kreieren, die Profitabilität mit der Gesundheit der Fische, der Nährstoffqualität des Fleisches und der Reduzierung der Umweltbelastung in Einklang bringen.

#Neues Stoffwechselmodell für Lachs

Ein neues Stoffwechselmodell, das SALARECON heisst, wurde entwickelt, um Fischzüchtern zu helfen. Dieses Modell verwendet eine Methode namens constraint-based modeling, die helfen kann, bessere und nachhaltigere Fleischproduktionen zu identifizieren. Es wurde bereits verwendet, um zu erklären, wie Lachs wächst, um vorherzusagen, welche Ergänzungen bei der Futterverwendung helfen können, und um Daten über die Genaktivität im Lachs zu interpretieren.

Allerdings hat SALARECON Einschränkungen. Es betrachtet nur bestimmte Arten von Lipiden und ignoriert viele wichtige Fettsäuren, die oft in Fischdiäten und Lachsgeweben vorkommen. Das ist ein Problem, weil die Fettsäuren im Lachsfleisch stark davon abhängen, was sie gefüttert bekommen, und sie sind entscheidend für die Gesundheit der Fische und den Nährwert des Fleisches.

In traditionellen Stoffwechselmodellen werden Wachstum und Energiekosten durch eine einzige Reaktion dargestellt, die ein festes Verhältnis von Bausteinen und Energiequellen hat. Aber das ist nicht immer genau, besonders bei Lachs und ihren Lipiden, die sich je nach Umgebung ändern können.

Während es Fortschritte im Verständnis des Lipidstoffwechsels für andere Organismen gegeben hat, gibt es noch kein detailliertes Modell für Fische. Ein besseres Modell könnte helfen, Futterversuche genauer zu simulieren und so neue nachhaltige Futtermittelzusammensetzungen zu finden.

#Einführung des Simulierten Lachs-Lipidstoffwechsels (SimSaLipiM)

In dieser Studie präsentieren Forscher ein neues Stoffwechselmodell für Atlantischen Lachs namens Simulierter Lachs-Lipidstoffwechsel (SimSaLipiM). Dieses Modell bietet einen detaillierten Blick auf den Fettsäurestoffwechsel und baut auf dem vorherigen SALARECON-Modell auf. Es hilft zu verstehen, wie Lachs Fettsäuren synthetisiert, verlängert und abbaut.

Wenn man eine Liste von Fettsäuren hat, kann das Modell flexible Vorhersagen über die Lipidzusammensetzung von Lachs basierend auf tatsächlichen Messungen der Fettsäuren im Lachs machen. Dieses Modell ermöglicht auch die Simulation von Futterzutaten basierend auf ihren molekularen Zusammensetzungen, was hilft vorherzusagen, wie Veränderungen im Futter die Gesundheit und das Wachstum des Lachses beeinflussen könnten.

#So funktioniert SimSaLipiM

Um SimSaLipiM zu erstellen, erstellten die Forscher Tabellen, die angeben, welche Fettsäuren einbezogen werden sollen und wie sie durch verschiedene Reaktionen verbunden sind. Jede Fettsäure hat eine einzigartige Kennung und ist mit verschiedenen chemischen Details verknüpft. Das Modell gruppiert Fettsäure-Reaktionen in drei Teile: Verlängerung, Desaturierung und Beta-Oxidation.

Das Modell simuliert die Aufnahme von Futter, indem es Futtermittelzutaten als Mischungen chemischer Verbindungen behandelt. Durch die Verwendung der Menge jeder Verbindung im Futter können die Forscher simulieren, wie Lachs diese Nährstoffe aufnehmen würde. Das ermöglicht die Simulation verschiedener Diätkombinationen.

#Simulieren von Futterversuchen mit echten Daten

Die Forscher testeten dann das SimSaLipiM-Modell mit Daten aus einem Experiment, bei dem Lachs unterschiedliche Diäten gefüttert wurden. Das Ziel war zu sehen, wie gut das Modell Ergebnisse wie Wachstumsraten und Futtereffizienz vorhersagen konnte. Das Modell konnte das Energiebudget des Fisches nachbilden und sehen, wie Energie für Wachstum, Aktivität verwendet wurde und was als Abfall verloren ging.

Die Ergebnisse zeigten, dass Diäten mit mehr pflanzlichen Proteinen effizienter sein könnten, aber dies wurde durch die für die Aufrechterhaltung und Aktivitäten des Fisches benötigte Energie beeinflusst. Die Studie hob auch hervor, wie wichtig es ist, die richtige Mischung von Futtermitteln zu inkludieren, um das Wachstum und die Gesundheit des Lachses zu optimieren.

#Nachhaltige Futteroptionen finden

Um die Lachszucht nachhaltiger zu gestalten, verwendeten die Forscher Daten aus Lebenszyklusanalysen (LCA) von Futtermittelzutaten. Diese Daten helfen, die Umweltbelastung verschiedener Futteroptionen zu bewerten. Indem sie die Namen der Futtermittelzutaten mit deren molekularer Zusammensetzung abglichen, fanden die Forscher eine Reihe von Zutaten, die den CO2-Fussabdruck minimieren könnten, während sie gleichzeitig das Wachstum von Lachs unterstützen.

Durch Simulationen konnten sie Klassen von Fischmehl, Ölen und pflanzlichen Proteinen identifizieren, die kombiniert werden konnten, um optimale Futtermittel zu schaffen, die sowohl kosteneffektiv als auch umweltfreundlich sind.

#Die Bedeutung der Zutatenqualität

Studien haben gezeigt, dass Diäten, die hochwertigeres Fischmehl und Öl verwenden, tendenziell besseres Wachstum und Effizienz bei Lachs unterstützen. Durch die Betrachtung unterschiedlicher Kombinationen von Zutaten konnten die Forscher herausfinden, was eine gute Diät ausmacht. Sie fanden heraus, dass einige pflanzliche Proteine erfolgreich in die Diäten integriert werden konnten, um ein Gleichgewicht von Omega-3- und Omega-6-Fettsäuren aufrechtzuerhalten.

#Vergleich verschiedener Futterrezepte

Die Forscher verglichen verschiedene Futterrezepte und beobachteten, wie Variationen in den Zutaten Wachstum und Effizienz beeinflussten. Ihre Ergebnisse deuteten darauf hin, dass der CO2-Fussabdruck durch die verwendeten Zutaten beeinflusst wird und dass die Optimierung von Futterrezepten zu besseren Nachhaltigkeitspraktiken führen kann, ohne die Gesundheit der Fische zu beeinträchtigen.

Zum Beispiel wurden bestimmte Zutaten, wie Fischmehl und Fischöl, als vorteilhaft befunden, sowohl um die CO2-Emissionen zu reduzieren als auch um die Futterumwandlungsverhältnisse zu verbessern. Andere Zutaten, wie Sonnenblumenöl, wurden ebenfalls gezeigt, dass sie helfen, den CO2-Fussabdruck der Diät zu reduzieren, auch wenn sie die Menge an Futter, die für das Wachstum benötigt wird, leicht erhöhten.

#Fazit: Ein Schritt in Richtung nachhaltiger Lachszucht

Das neue SimSaLipiM-Modell ist eine entscheidende Entwicklung für die Atlantische Lachszucht. Durch einen detaillierteren Blick auf den Fettsäurestoffwechsel ermöglicht es bessere Vorhersagen über Fütterungsstrategien, Wachstumsraten und Nährstoffergebnisse.

Dieses Modell hilft nicht nur, die Futtereffizienz zu optimieren, sondern auch, Umweltbedenken in der Aquakultur anzugehen. Während die Forscher weiterhin an diesem Modell feilen, verspricht es, die Futterformulierung zu leiten, die sowohl die Gesundheit der Fische als auch nachhaltige Praktiken in der Landwirtschaft unterstützt.

Mit der steigenden Nachfrage nach Zuchtfischen werden Werkzeuge wie SimSaLipiM entscheidend sein, um dieser Nachfrage auf verantwortungsvolle Weise gerecht zu werden. Mit fortgesetzter Forschung und Entwicklung kann die Aquakulturindustrie daran arbeiten, eine Zukunft zu schaffen, die Profitabilität mit Nachhaltigkeit in Einklang bringt und gesunde Fische für Verbraucher gewährleistet, während die Umwelt geschützt wird.