Neue Aspekte des Energiemetabolismus beim Karpfen (Cyprinus carpio)

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1 6. er Fischtag 11. Juni 2015 Neue Aspekte des Energiemetabolismus beim Karpfen (Cyprinus carpio) M.Sc. Christin Heinitz 1

2 Einleitung Karpfenproduktion in der Produktionsraten seit Jahren steigend Weltweite Produktionsrate 2012: 3.8 Mio. t +50% im Vergleich zu 2004 Weiterer Anstieg abzusehen Ernährung spielt hierbei Schlüsselrolle 1

3 Einleitung - Energiestoffwechsel Energie Proteine Fette Kohlenhydrate Wachstum Proteinsenkung ohne Wachstumseinbußen? Energieträger Interaktionen im Stoffwechsel 2 Wachstum, Futterverwertung, Körperzusammensetzung bei unterschiedlichen Kombinationen von Energieträgern? Bedeutung für den Nährstoffbedarf?

4 Einleitung - Versuche ❶,❷ und ❸ ❶ Nährstoffverdaulichkeiten von gängigen Rohstoffen verdauliche Basis Aminosäuren- Verdaulichkeiten ❷ Interaktionen von Energieträgern Anwendbarkeit Umweltaspekte: - Ammonium- Produktion - O 2 -Verbrauch 3 ❸ Energetische Bilanzierung von Diäten mit unterschiedlichem Proteingehalt / AS-Mangel

5 Versuch ❶ Evaluierung scheinbarer Nährstoff-, Energie- und Aminosäureverdaulichkeiten gängiger Rohstoffe 4

6 ❶ Futtermittelzusammensetzungen Basaldiät Testdiäten Differenzmethode 5

7 ❶ Testinhaltsstoffe Sojamehl Maisstärke Erbsenprotein- Konzentrat Weizenstärke Maisglutenmehl Sojaprotein- Konzentrat 6

8 ❶ Versuchsdurchführung Fütterung: manuell bis zur scheinbaren Sättigung 3 mal am Tag Dauer: 9 Wochen Besatz: 21 Becken mit jeweils 8 Karpfen (ca. 73g) Kotsammlung: Abstreifen 7

9 ❶ Ergebnisse scheinbare Nährstoff- und Energieverdaulichkeiten [%] a b ab a ab a c b 8

10 ❶ Ergebnisse Scheinbare AS-Verdaulichkeiten (%) der Testdiät- Rohstoffe 9 Essentielle Aminosäuren EPK SPC MGM SM Arginin 83.7 ± 1.7 b 91.2 ± 2.8 b 65.2 ± 6.0 a 91.6 ± 3.4 b Cystein 41.9 ± 5.7 a 55.4 ± 8.3 ab 55.6 ± 6.6 ab 67.6 ± 5.7 b Histidin 67.4 ± 3.3 a 80.9 ± 4.9 b 59.6 ± 6.2 a 88.4 ± 4.3 b Isoleucin 68.7 ± 2.5 a 78.8 ± 5.2 ab 66.9 ± 6.4 a 85.2 ± 6.2 b Leucin 74.1 ± 2.5 a 78.9 ± 4.7 a 79.9 ± 3.8 a 84.8 ± 5.5 a Lysin 76.4 ± 2.5 b 77.6 ± 5.0 b 18.2 ± 12.2 a 81.0 ± 5.5 b Methionin 26.1 ± 5.9 a 62.5 ± 8.5 b 67.0 ± 6.2 b 79.9 ± 10.7 b Phenylalanin 73.6 ± 2.7 a 83.3 ± 4.9 a 78.8 ± 5.2 a 85.2 ± 4.9 a Threonin 65.0 ± 3.4 ab 69.3 ± 6.9 ab 56.4 ± 7.8 a 80.7 ± 6.6 b Valin 64.7 ± 2.4 a 77.6 ± 5.4 ab 67.4 ± 6.3 a 85.3 ± 6.3 b Nicht-essentielle Aminosäuren Alanin 64.0 ± 3.1 a 73.9 ± 6.0 ab 76.5 ± 4.5 ab 82.4 ± 6.8 b Asparaginsäure 69.7 ± 2.3 b 64.4 ± 6.3 b 47.4 ± 9.5 a 77.7 ± 5.6 b Glutaminsäure 75.4 ± 2.0 ab 79.2 ± 6.6 ab 71.3 ± 4.8 a 85.0 ± 4.4 b Glycin 59.1 ± 2.5 b 57.0 ± 7.4 b 31.5 ± 11.0 a 70.1 ± 7.8 b Prolin 81.3 ± 2.4 a 71.6 ± 5.6 a 75.6 ± 5.1 a 80.8 ± 5.4 a Serin 78.1 ± 2.6 ab 78.3 ± 4.7 ab 67.5 ± 5.2 a 82.2 ± 4.2 b Tryptophan 64.2 ± 6.2 a 85.2 ± 4.7 b 54.7 ± 7.8 a 91.3 ± 3.2 b Durchschnittliche Werte EAS 64.2 ± 17.0 a 75.6 ± 11.2 b 61.5 ± 17.7 a 83.0 ± 8.1 c NEAS 70.3 ± 8.3 ab 72.8 ± 10.2 b 60.7 ± 17.1 a 81.4 ± 7.7 c TAS 66.7 ±14.3 a 74.4 ± 10.8 b 61.2 ± 17.2 a 82.3 ± 7.9 c

11 ❶ Ergebnisse Scheinbare AS-Verdaulichkeiten (%) der Testdiät- Rohstoffe 10 SV Pr = SV AS Essentielle Aminosäuren EPK SPC MGM SM Arginin 83.7 ± 1.7 b 91.2 ± 2.8 b 65.2 ± 6.0 a 91.6 ± 3.4 b Cystein 41.9 ± 5.7 a 55.4 ± 8.3 ab 55.6 ± 6.6 ab 67.6 ± 5.7 b Histidin 67.4 ± 3.3 a 80.9 ± 4.9 b 59.6 ± 6.2 a 88.4 ± 4.3 b Isoleucin 68.7 ± 2.5 a 78.8 ± 5.2 ab 66.9 ± 6.4 a 85.2 ± 6.2 b Leucin 74.1 ± 2.5 a 78.9 ± 4.7 a 79.9 ± 3.8 a 84.8 ± 5.5 a Lysin 76.4 ± 2.5 b 77.6 ± 5.0 b 18.2 ± 12.2 a 81.0 ± 5.5 b Methionin 26.1 ± 5.9 a 62.5 ± 8.5 b 67.0 ± 6.2 b 79.9 ± 10.7 b Phenylalanin 73.6 ± 2.7 a 83.3 ± 4.9 a 78.8 ± 5.2 a 85.2 ± 4.9 a Threonin 65.0 ± 3.4 ab 69.3 ± 6.9 ab 56.4 ± 7.8 a 80.7 ± 6.6 b Valin 64.7 ± 2.4 a 77.6 ± 5.4 ab 67.4 ± 6.3 a 85.3 ± 6.3 b Nicht-essentielle Aminosäuren Alanin 64.0 ± 3.1 a 73.9 ± 6.0 ab 76.5 ± 4.5 ab 82.4 ± 6.8 b Asparaginsäure 69.7 ± 2.3 b 64.4 ± 6.3 b 47.4 ± 9.5 a 77.7 ± 5.6 b Glutaminsäure 75.4 ± 2.0 ab 79.2 ± 6.6 ab 71.3 ± 4.8 a 85.0 ± 4.4 b Glycin 59.1 ± 2.5 b 57.0 ± 7.4 b 31.5 ± 11.0 a 70.1 ± 7.8 b Prolin 81.3 ± 2.4 a 71.6 ± 5.6 a 75.6 ± 5.1 a 80.8 ± 5.4 a Serin 78.1 ± 2.6 ab 78.3 ± 4.7 ab 67.5 ± 5.2 a 82.2 ± 4.2 b Tryptophan 64.2 ± 6.2 a 85.2 ± 4.7 b 54.7 ± 7.8 a 91.3 ± 3.2 b Durchschnittliche Werte EAS 64.2 ± 17.0 a 75.6 ± 11.2 b 61.5 ± 17.7 a 83.0 ± 8.1 c NEAS 70.3 ± 8.3 ab 72.8 ± 10.2 b 60.7 ± 17.1 a 81.4 ± 7.7 c TAS 66.7 ±14.3 a 74.4 ± 10.8 b 61.2 ± 17.2 a 82.3 ± 7.9 c

12 Versuch ❷ 11 Einfluss unterschiedlicher verdaulicher Proteingehalte und verdaulicher Fett/Kohlenhydrat- Energieverhältnisse auf Wachstum, Futterverwertung und Körperzusammensetzung

13 ❷ Versuchsdesign Central composite (CCD) Verd. E F /E K / / / isoenergetisch - verschiedene Energiequellen / 1 23 / / / / / Verd. Pr. [%]

14 ❷ Diätinhaltsstoffe /-zusammensetzungen [%] Weizenstärke Maisstärke Maisglutenmehl Erbsenproteinkonzentrat Sojaproteinkonzentrat Sojamehl Verdauliche Basis Lecithin Biolys ThreAMINO MetAMINO Monocalcium-Phosphat CaCO 3 Diamol / Cellulose Fischöl Sojaöl Vit. / Min.- Prämix Taurin Lipide NfE Protein Energie [MJ kg -1 ]

15 ❷ Versuchsdurchführung Fütterung: manuell 4 mal am Tag Fütterungsmenge: 2.5% der aktuellen Biomasse Dauer: 56 Tage Besatz: 48 Tanks mit jeweils10 Karpfen (ca. 57g) 14

16 ❷ Ergebnisse Wachstum / Futterverwertung Start-Körpergewicht in allen Gruppen mind. verfünffacht! FQ<1 SWR>2.5% / Tag PER verd. > 4.6 Versuchsregion Futterformulierung auf verdaulicher Basis 15 Grafische Identifizierung von Regionen für höchstes Wachstum und beste Futterverwertung

17 ❷ Ergebnisse - SWR SWR (%/Tag) SWR (%/Tag) 16

18 ❷ Ergebnisse PER verd. PER verd. PER verd. 17

19 ❷ Ergebnisse Körperfett Körperfett (%OS) Körperfett (%OS) 18

20 Versuch ❸ Energetische Bilanzierung von Diäten mit unterschiedlichem Proteingehalt / AS-Mangel 19

21 ❸ Diätzusammensetzungen [%] Gleiche Inhaltsstoffe wie bei ❷ Formulierung auf verdaulicher Basis Verd. EF/ EK = 1 Isoenergetische Diäten High- Pr (9) Low- Pr (1) Low-AS Bedarfsempfehlung Protein Methionin Lysin Threonin

22 ❸ Versuchsdurchführung im Respirometer Fütterungen: manuell 3 mal am Tag Fütterungsmenge: 1.5% der aktuellen Biomasse Dauer: 4 Tage Fütterungsphase, 5 Tage Hungerphase Besatz: 18 Tanks mit jeweils 80 Karpfen (ca. 14g) 21

23 ❸ Ergebnisse : O 2 -Verbrauch (Fütterungsphase) 22

24 ❸ Ergebnisse : NH 4 - Verluste (Nieren/Kiemen) 23

25 ❸ Ergebnisse - Energiebudgets 24

26 Zusammenfassung Sojaprotein- Konzentrat Sojamehl Weizenstärke Maisstärke Proteinquellen Kohlenhydratquellen Aminosäureverdaulichkeiten sind wichtig variieren und spiegeln Protein-Verdaulichkeit nicht immer wider Niedrigproteindiät 25 + Energie aus Fett = höchstes Wachstum und beste Futterverwertung = Körperfett Ammonium-Produktion O 2 -Verbrauch Energie für Leistung/Aktivität

27 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! A. Weitholz 11