Einsatz der Mikroalge Pavlova zur Ernährung juveniler Wolfsbarsche

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1 Einsatz der Mikroalge Pavlova zur Ernährung juveniler Wolfsbarsche Sabine Rehberg-Haas, Dipl.biol., 5. Juni er Fischtag Gesellschaft für 1

2 Einsatz der Mikroalge Pavlova zur Ernährung juveniler Wolfsbarsche 1. Mikroalgen: Was? Warum? 2. Mikroalgen in der Pavlova Was hat sie, was die anderen nicht haben? 3. Pavlova in der 2

3 Mikroalgen Algen 123rf.com Hotnewsblog.com Planet-wissen.de 3 House-sushi.com Kochen-und-lifestyle.de

4 Mikroalgen Mikroalgen Detail.de Wwfjugend.de 4 Firstlook.pnas.org

5 Mikroalgen Nutzung der Mikroalgen Energiegewinnung Nahrungsergänzung Bretagne-netz.de CO 2 -Fixierung Einsatz der Mikroalgen zur Ernährung Kosmetik mariner Fische Pharmazie Zentrum-der-gesundheit.de

6 Mikroalgen Nutzung der Mikroalgen Mikroalgen in der Ernährung Natürliche Basis aller aquatischer Nahrungsketten Makronährstoffe Proteine Kohlenhydrate Lipide Mikronährstoffe Pigmente Vitamine Mineralien essentielle Aminosäuren essentielle Fettsäuren Licht, CO 2, Nährstoffe Carnivore Carnivore Carnivore Zooplankton Phytoplankton 6

7 Mikroalgen Nutzung der Mikroalgen Essentielle Omega-3-Fettsäuren: Docosohexaensäure (DHA, 22:6n-3) Eicosapentaensäure (EPA, 20:5n-3) DHA 22:6(n-3) Baustein in Zellmembranen Herzkreislaufsystem Hormonregulation Gehirn- und Augenentwicklung Entzündungshemmende Wirkung EPA 20:5(n-3) 7 viacutan.de

8 DHA und EPA Mikroalgen Nutzung der Mikroalgen Omega-3-Fettsäuren: Docosohexaensäure (DHA, 22:6n-3) Eicosapentaensäure (EPA, 20:5n-3) AQUAKULTUR?! Alexander Raths Fotolia 8 Licht, CO 2, Nährstoffe

9 Mikroalgen Nutzung der Mikroalgen Fischöl als Omega-3-FS-Lieferant Fischöl: Stagnierende Produktion und steigende Preise Source: OECD Nachhaltige Rohstoffe als Alternative zu Fischöl Mikroalgen 9 Igb.fraunhofer.de

10 DHA und EPA Mikroalgen in der marinen Omega-3-Fettsäuren: Docosohexaensäure (DHA, 22:6n-3) Eicosapentaensäure (EPA, 20:5n-3) DHA EPA Licht, CO 2, Nährstoffe 10 Nwzonline.de

11 Mikroalgen in der marinen Pavlova Häufig genutzte Mikroalgen: Chlorella, Tetraselmis, Isochrysis, Nannochloropsis enthalten nur EPA ODER DHA Mikroalge Pavlova enthält DHA UND EPA!!! ABER: Bisher keine großtechnische Produktion möglich Pavlova sp. Sensible Zellen mit Flagellen Schwierigkeiten bei der Kultivierung und Ernte Geringe Haltbarkeit Nannochloropsis sp. 11

12 Mikroalgen in der marinen Pavlova Mikroalge Pavlova enthält DHA UND EPA!!! BBT ABER: Bisher keine großtechnische Produktion möglich Optimierung der Produktionsverfahren und Auswahl besonders toleranter Pavlova-Stämme Bereitstellung von Pavlova-Produkten für den Einsatz in der (BlueBioTech-BBT) FTZ 12

13 Mikroalgen in der marinen Anwendungsbereiche Direkte Ernährung von Mollusken und Garnelen Ernährung von Fischlarven Einsatz in Trockenfuttermitteln für juvenile und adulte Fische (als Alternative zu Fischöl) 13

14 Mikroalgen in der Süßwasserfische: Kompletter Fischölaustausch durch Pflanzenöle möglich (Desaturaseaktivität) Fische: Bisher können bis zu 50-65% des Fischöls durch Pflanzenöle ersetzt werden Höhere Austauschraten nicht möglich: 14 Fischölersatz durch Pavlova?! Fehlen von hochungesättigten Fettsäuren Antinutritive Stoffe Schlechte Verdaulichkeit Geschmacksbeeinträchtigung

15 Mikroalgen in der Experiment-Design Modellart: Europäischer Wolfsbarsch (Dicentrarchus labrax) Natürlicher Lebensraum: Ostatlantik, Mittelmeer, Schwarzes Meer Beliebter Speisefisch Wichtige art 15 Wolfsbarschproduktion Hauptproduzenten in Europa FAO

16 Mikroalgen in der Experiment-Design Juvenile Wolfsbarsche (~13g) Fütterung 2mal täglich Versuchsdauer 8 Wochen 6 Testfuttermittel (Triplikat) 18 Tanks 16

17 17 Mikroalgen in der Futtermittelzusammensetzung Kontrolle Basal P50 P100 N50 N100 Fischmehl Sojaprotein Erbsenprotein Weizenstärke Weizengluten Premixes Fischöl Sonnenblumenöl Rapsöl Leinsamenöl Pavlova viridis Nannochloropsis Methionin Inerter Füllstoff C B P50 P100 N50 N100 Protein: ~560 g kg -1 TM Energie: ~22.6 MJ kg 1 TM [g kg -1 TM]

18 Mikroalgen in der Zusammensetzung der Fettquellen in den Testfuttermitteln Kontrolle Basal P50 P100 N50 N100 Fischöl 100% 40% 20% - 20% - Pavlova % 40% - - Nannochloropsis % 40% Sonnenblumenöl - 20% 20% 20% 20% 20% Rapsöl - 20% 20% 20% 20% 20% Leinsamenöl - 20% 20% 20% 20% 20% Summe 100% 100% 100% 100% 100% 100% C P50 N50 B P100 N100 18

19 Mikroalgen in der Fettsäurezusammensetzung der Testfuttermittel [% der Gesamtfettsäuren] Kontrolle Basal P50 P100 N50 N100 Linolsäure α-linolensäure Arachidonsäure Eicosapentaensäure Docosahexaensäure Σ Mehrfach-ungesättigte FS Σ n Σ n DHA/EPA C P50 N50 B P100 N100 19

20 Mikroalgen in der Analysen Futteraufnahme Wachstum Futterverwertung Körperzusammensetzung Histologie (Leber) Fettsäurezusammensetzung 20

21 Mikroalgen in der Tägliche Futteraufnahme Keine Unterschiede der täglichen Futteraufnahme Keine Geschmacksbeeinträchtigung durch Algenzusatz 21

22 Mikroalgen in der Spezifische Wachstumsrate Positives Wachstumsergebnis der Algen-Gruppen Bestes Ergebnis: P100-Gruppe 22 Kompletter Fischölaustausch durch Algen möglich keine Wachstumseinbußen

23 Mikroalgen in der Futterverwertung Positiver Futterumsatz der Algen-Gruppen Beste Futterverwertung: P100-Gruppe 23 Kompletter Fischölaustausch durch Algen möglich gute Futterverwertung

24 Mikroalgen in der Körperzusammensetzung Kontrolle Basal P50 P100 N50 N100 Trockenmasse 334± ± ± ± ± ±7.1 Asche 38.6± ± ± ± ± ±0.7 Protein 175± ± ± ± ± ±0.3 Fett 116± ± ± ± ± ±6.3 Energie [MJ/kg OS] 25.26±0.08 a 25.22±0.8 a 24.45±0.7 ab 24.20±0.3 ab 23.98±0.4 ab 23.59±0.4 b [g kg -1 OS] 24

25 Mikroalgen in der Histologische Untersuchung der Leber Startprobe Erhöhte Vakuolisierung bei der Endbeprobung, aber keine Unterschiede innerhalb der Testgruppen Guter Gesundheitszustand der Fische 25

26 Mikroalgen in der Fettsäurezusammensetzung Kontrolle Basal P50 P100 N50 N100 Linolsäure-trans 0.21±0.00 ab 0.16±0.02 ab 0.12±0.01 ab 0.09±0.01 b 0.31±0.33 ab 0.68±0.04 ab Linolsäure-cis 9.17±0.03 a 14.7±0.1 ab 15.2±0.2 b 15.2±0.4 b 14.6±0.3 ab 14.7±0.3 ab γ-linolensäure 0.25±0.05 a 0.39±0.05 b 0.37±0.06 b 0.38±0.01 b 0.45±0.04 b 0.41±0.03 b α-linolensäure ALA 1.74±0.05 a 5.60±0.10 bc 6.04±0.14 cd 6.22±0.19 d 5.33±0.12 b 5.65±0.09 bc Arachidonsäure AA 0.32±0.04 a 0.21±0.03 b 0.39±0.02 c 0.55±0.01 d 0.35±0.01 ac 0.50±0.03 d Eicosapentaensäure EPA 4.01±0.03 a 2.53±0.13 b 3.35±0.07 d 4.27±0.14 c 2.97±0.02 e 3.37±0.08 d Docosahexaensäure DHA 5.30±0.14 a 3.70±0.18 ab 3.65±0.23 ab 3.48±0.24 ab 3.38±0.01 b 3.15±0.25 b Σ Mehrfach-ungesättigte FS 21.5±0.2 a 27.9±0.2 ab 29.8±0.1 c 30.9±0.3 d 28.0±0.7 ab 29.1±0.3 b Σ n3 11.1±0.2 a 11.9±0.3 b 13.0±0.2 c 14.0±0.3 d 11.7±0.2 ab 12.2±0.2 b Σ n6 10.4±0.1 a 16.0±0.1 ab 16.7±0.2 b 16.9±0.3 b 16.2±0.6 ab 16.9±0.3 b DHA/EPA 1.32±0.03 a 1.46±0.04 b 1.09±0.07 c 0.81±0.03 d 1.14±0.01 c 0.94±0.05 e [% der Gesamtfettsäuren] 26

27 Mikroalgen in der Fettsäurezusammensetzung Kontrolle Basal P50 P100 N50 N100 Linolsäure-trans 0.21±0.00 ab 0.16±0.02 ab 0.12±0.01 ab 0.09±0.01 b 0.31±0.33 ab 0.68±0.04 ab Linolsäure-cis 9.17±0.03 a 14.7±0.1 ab 15.2±0.2 b 15.2±0.4 b 14.6±0.3 ab 14.7±0.3 ab γ-linolensäure 0.25±0.05 a 0.39±0.05 b 0.37±0.06 b 0.38±0.01 b 0.45±0.04 b 0.41±0.03 b α-linolensäure ALA 1.74±0.05 a 5.60±0.10 bc 6.04±0.14 cd 6.22±0.19 d 5.33±0.12 b 5.65±0.09 bc Arachidonsäure AA 0.32±0.04 a 0.21±0.03 b 0.39±0.02 c 0.55±0.01 d 0.35±0.01 ac 0.50±0.03 d Eicosapentaensäure EPA 4.01±0.03 a 2.53±0.13 b 3.35±0.07 d 4.27±0.14 c 2.97±0.02 e 3.37±0.08 d Docosahexaensäure DHA 5.30±0.14 a 3.70±0.18 ab 3.65±0.23 ab 3.48±0.24 ab 3.38±0.01 b 3.15±0.25 b Σ Mehrfach-ungesättigte FS 21.5±0.2 a 27.9±0.2 ab 29.8±0.1 c 30.9±0.3 d 28.0±0.7 ab 29.1±0.3 b Σ n3 11.1±0.2 a 11.9±0.3 b 13.0±0.2 c 14.0±0.3 d 11.7±0.2 ab 12.2±0.2 b Σ n6 10.4±0.1 a 16.0±0.1 ab 16.7±0.2 b 16.9±0.3 b 16.2±0.6 ab 16.9±0.3 b DHA/EPA 1.32±0.03 a 1.46±0.04 b 1.09±0.07 c 0.81±0.03 d 1.14±0.01 c 0.94±0.05 e [% der Gesamtfettsäuren] 27

28 FS-Gehalt [mg g -1 TM] FS-Gehalt [mg g -1 TM] Mikroalgen in der Fettsäurezusammensetzung [% der Gesamtfettsäuren] Kontrolle Basal P50 P100 N50 N100 Linolsäure-trans 0.21±0.00 ab 0.16±0.02 ab 0.12±0.01 ab 0.09±0.01 b 0.31±0.33 ab 0.68±0.04 ab Linolsäure-cis 9.17±0.03 a 14.7±0.1 ab 15.2±0.2 b 15.2±0.4 b 14.6±0.3 ab 14.7±0.3 ab γ-linolensäure 0.25±0.05 a 0.39±0.05 b 0.37±0.06 b 0.38±0.01 b 0.45±0.04 b 0.41±0.03 b α-linolensäure ALA 1.74±0.05 a 5.60±0.10 bc 6.04±0.14 cd 6.22±0.19 d 5.33±0.12 b 5.65±0.09 bc Arachidonsäure AA 0.32±0.04 a 0.21±0.03 b 0.39±0.02 c 0.55±0.01 d 0.35±0.01 ac 0.50±0.03 d Eicosapentaensäure EPA 4.01±0.03 a 2.53±0.13 b 3.35±0.07 d 4.27±0.14 c 2.97±0.02 e 3.37±0.08 d Docosahexaensäure DHA 5.30±0.14 a 3.70±0.18 ab 3.65±0.23 ab 3.48±0.24 ab 3.38±0.01 b 3.15±0.25 b EPA DHA C B P50 P100 N50 N C B P50 P100 N50 N100

29 Zusammenfassung Pavlova Hohe Anteile an DHA und EPA (essentielle Fettsäuren) Wichtig für Fisch und Mensch Positive Ergebnisse in getesteten Anwendungsbereichen Fischölaustausch im Fischfutter Geeigneter Rohstoff für marine Ziel: kostengünstige Produktion von 29 Pavlova

30 Danke 30 Prof. C. Schulz, Prof. K. Schwarz, Dr. J. Bauer, Dr. S. Meyer, Dr. S. Lippemeier, A. Adakli