Principper for fiskeernæring

Vandopløselige vitaminer omfatter ascorbinsyre (C-vitamin), biotin, cholin, folinsyre, inositol, niacin, pantothensyre, pyridoxin, riboflavin, thiamin og B12-vitamin. De lagres ikke i nævneværdige mængder i kroppen, så tegn på mangel viser sig normalt inden for få uger hos unge, hurtigt voksende fisk.

De fleste af disse vandopløselige vitaminer er bestanddele af coenzymer, der har specifikke metaboliske funktioner. Der er blevet udarbejdet detaljerede oplysninger om disse vitaminers funktioner og de mængder, som fisk har brug for, for mange opdrættede fiskearter (Halver, 2002).
Vitaminpræmixer kan nu tilsættes til tilberedte diæter, således at fisk får tilstrækkelige mængder af hvert enkelt vitamin uafhængigt af indholdet i kostingredienserne. Dette giver producenterne en sikkerhedsmargen for tab i forbindelse med forarbejdning og opbevaring.

Stabiliteten af vitaminer under fremstilling og opbevaring af foder er blevet forbedret i årenes løb med beskyttende belægninger og/eller kemiske ændringer. Dette er især tydeligt i udviklingen af forskellige stabiliserede former af den meget labile ascorbinsyre (Halver, 2002). Derfor observeres vitaminmangel sjældent i kommerciel produktion.

Formidling og metabolisme

De næringsstoffer, som fisk indtager i tilberedt foder, nedbrydes af fordøjelsesvæsker og enzymer og absorberes derefter fra mave-tarmkanalen (GI) til blodet. Fordøjelsesprocessen hos fisk ligner den, der foregår hos andre monogastriske dyr; den omfatter fysiske, kemiske og fysiologiske processer i GI-kanalen.

Der er stor forskel på størrelser og former af GI-kanalerne hos fisk, men de består generelt af de samme grundstrukturer – spiserøret, den syreproducerende mave og tarmen (selv om nogle fisk, såsom cyprinider, ikke har en syreproducerende mave). GI-kanalen omfatter også pyloric ceca, som er fremspring bag mavesækken, der øger det absorberende område i GI-kanalen.

Akcessoriske organer, der indgår i grænsefladen til GI-kanalen, omfatter bugspytkirtlen, som producerer en række fordøjelsesenzymer, og leveren og galdeblæren, som producerer og opbevarer galdesalte til emulgering af lipider i GI-kanalen.
Proteinfordøjelsen begynder i maven, et miljø med lav pH som følge af sekretion af saltsyre og det proteolytiske enzym pepsin. Når de forlader mavesækken, neutraliseres den indtagne føde (chyme) af væsker i tarmen og påvirkes yderligere af enzymer fra bugspytkirtlen og tarmen. Disse enzymer hjælper med at nedbryde komplekse proteiner, kulhydrater og lipider til små molekyler, som i sidste ende optages i blodet.

Intermediær metabolisme

Leveren spiller en vigtig rolle i at lede de forskellige næringsstoffer til specifikke organer og væv for at blive omdannet til energi. De samme grundlæggende metaboliske veje til omdannelse af aminosyrer, kulhydrater og lipid til energi er blevet observeret hos fisk som hos landdyr.

Det er at foretrække, at kulhydrater eller lipid fra føden omsættes til energi, således at protein (aminosyrer) kan anvendes til vævssyntese. For at sikre dette skal der være en passende balance mellem protein og energi i foderet for at optimere fiskens vækst og tilvækst af magert væv. Et forhold mellem energi og protein på mellem 8 og 10 kcal DE/g protein (33 til 42 kJ/g) er optimalt for forskellige fiskearter.

Næringsstof- og energiudnyttelse

Den del af næringsstoffer eller energi fra kosten, der udskilles med afføringen, er ufordøjede komponenter, der ikke bidrager til fiskens ernæring. Det er derfor generelt ønskeligt at anvende foder, der har en høj grad af fordøjelighed.

Næringsstof- og energifordøjelighedskoefficienter for fuldfoder eller specifikke ingredienser kan anvendes til at vurdere den relative procentdel af de indtagne næringsstoffer, som fisken beholder.

Digestibilitetskoefficienter for specifikke foderstoffer kan hjælpe producenterne med at formulere foderet mere præcist, så det opfylder de opdrættede arters behov for næringsstoffer. Disse oplysninger er nu tilgængelige for mange almindelige foderstoffer og etablerede fiskearter.

Foderingredienser, formulering og fremstilling

Foderingredienser

Bivarer fra forarbejdning af vegetabilske og animalske produkter til menneskeføde er de primære ingredienser, der er tilgængelige til fiskefoder. De fleste af disse ingredienser har et begrænset indhold af næringsstoffer eller endog anti-næringsstoffer og indgår kun i foderformuleringer inden for specifikke grænser. Supplerende ingredienser kan dog kombineres for at opfylde fiskens ernæringsmæssige behov.
De vigtigste ingredienser i tilberedt fiskefoder er proteintilskud og energitilskud. Proteintilskud indeholder mere end 20 procent råprotein, mens energikoncentrater har mindre end 20 procent råprotein og mindre end 18 procent råfibre.
Plantfødevarer i kategorien proteintilskud omfatter oliefrømel såsom sojaskrå, bomuldsfrømel og rapsmel samt andre proteinkoncentrater fra kornsorter, herunder majsgluten, destilleringstørrede tørrede kerner med opløselig og hvedegluten.

Dyrefoder i proteinkategorien omfatter biprodukter fra kvæg og svin som f.eks. blodmel, kødmel og kød- og benmel, fjerkræbiprodukter og fjermel samt fiskemel fra forskellige reduktionsfiskerier eller forarbejdningsbiprodukter.
Energikoncentrater omfatter foderkorn som majs, hvede, sorghum og malebiprodukter som f.eks. hvedemel og risklid. Fedtstoffer og olier er den anden kilde til koncentreret energi til fiskefoder. De omfatter vegetabilske produkter af foderkvalitet såsom soja-, saflor- og rapsolie og animalske fedtstoffer såsom oksekødstalg, fjerkræfedt og fiskeolie. Blandinger af animalske og vegetabilske olier kan også anvendes i fiskefoder.
To andre klasser af foderstoffer er mineraltilskud og vitamintilskud, som almindeligvis købes som forblandinger og tilsættes til ernæringsmæssigt komplette foderstoffer for at sikre, at alle næringsstofbehov opfyldes.
En sidste klasse af foderstoffer er tilsætningsstoffer. Det er forbindelser såsom antioxidanter, bindemidler, enzymer, immunstimulerende stoffer, smagsforstærkere, præbiotika og probiotika, som kan tilsættes fiskefoder i relativt lave koncentrationer for at give specifikke fordele (Gatlin og Li, 2008).
De vigtigste foderstoffer, der rutinemæssigt anvendes i kommercielle foderfabrikker, produceres i store mængder og er normalt tilgængelige hele året. De fleste foderfabrikker har mindre end ti bulklagerenheder, så kun et begrænset antal foderstoffer købes og opbevares i bulk.

Næringsstofsammensætningen i almindeligt anvendte foderstoffer er veletableret og ajourføres regelmæssigt på grundlag af rutinemæssige analyser, der foretages af foderfabrikker og foderstofleverandører. Disse gennemsnitsværdier kan findes i referencepublikationer (NRC, 1993) og databaser og kan anvendes til foderformulering.
Foderfabrikker inspicerer regelmæssigt foderstoffer, inden de modtager dem, og prøver kan blive kemisk testet for at sikre, at de opfylder specifikationerne. Alle aspekter af foderproduktionen, fra den indledende modtagelse af foderstoffer gennem de mange trin i fremstillingsprocessen til den endelige inspektion af det færdige foder, styres af veletablerede kvalitetskontrolforanstaltninger. Disse foranstaltninger sikrer, at der produceres foder af høj kvalitet med de ønskede fysiske egenskaber og den ønskede næringssammensætning for at opfylde de pågældende fiskearters behov.

Foderformulering

Den faktiske formulering af foder til forskellige fiskearter tager hensyn til de specifikke næringsstofbehov hos de pågældende arter, næringssammensætningen og tilgængeligheden af næringsstoffer i forskellige foderstoffer samt ingrediensernes omkostninger og forarbejdningsegenskaber.

Mange foderformuleringer betragtes som “åbne”, fordi deres ingredienssammensætninger er blevet offentliggjort. Disse formuleringer kan anvendes som vejledninger for foderproducenter eller fiskeproducenter.

Nogle foderproducenter anvender computersoftware til “mindste omkostninger” eller “præcisionsformulering” for at finde frem til de mest omkostningseffektive formuleringer på grundlag af omkostningerne ved de tilgængelige ingredienser, deres næringsstofkoncentrationer og tilgængelighed for fiskene, de pågældende arters næringsstofbehov og eventuelle restriktioner.

Disse restriktioner kan omfatte maksimums- eller minimumsgrænser for specifikke næringsstoffer eller ingredienser af ernæringsmæssige og/eller ikke-næringsmæssige årsager. Ernæringsmæssige årsager vedrører generelt opfyldelse af fiskenes behov, mens ikke-næringsmæssige faktorer kan omfatte faktorer, der begrænser fremstillingsprocessen eller ændrer det fremstillede foders fysiske egenskaber på en uønsket måde.

Foderfremstilling

Under fremstillingen omdannes foderingredienser til en fysisk form, der kan gives til fisk. Fiskefoder kan fremstilles som finmalet mel, smuld og pellets af forskellig størrelse og tæthed (Hardy og Barrow, 2002).

De fleste foderformer sælges som tørre produkter med 10 procent vandindhold eller mindre, så de ikke behøver at blive opbevaret på køl eller frosset. Nogle halvfugtige diæter (20 til 35 procent vandindhold) fås primært til fodring af kødædende arters tidlige livsstadier. Disse foderstoffer skal køles eller fryses for langtidsopbevaring.
Fremstillingsprocesserne omfatter formaling af foderstoffer for at reducere partikelstørrelsen, blanding af foderstofferne, fugtning af dem (vand og/eller damp) og anvendelse af varme og tryk for at fremstille en bestemt produktform.

De mest almindelige former for fremstilling af vandfoder er kompressionspelletering, som fremstiller synkende pellets, og kogeekstrudering, som fremstiller pellets, der synker eller flyder.

Pillefabrikker bruger damp til at fugte og opvarme foderblandingen til ca. 160 til 185 °F og 15 til 18 procent vandindhold i et forkonditioneringskammer, inden den passerer gennem en pilleform for at fremstille en komprimeret pille af den ønskede størrelse.

Og selv om der sker en vis kogning af ingredienserne og gelatinering af stivelse under forkonditionerings- og pelleteringsprocessen, indgår der typisk et pelletbindemiddel i blandingen for at øge pellets holdbarhed.

Ekstruderingsbehandling anvender også et forkonditioneringskammer til at udsætte foderblandingen for varme og fugt fra damp, men den udsætter foderblandingen for højere fugt (~25 %) og meget højere temperaturer (190 til 300 °F), mens den passerer ned gennem ekstrudertromlen, indtil den presses ud i enden gennem en matrice.

Der udvikles betydelige mængder varme og tryk, mens blandingen passerer langs ekstrudertromlen. Et hurtigt fald i trykket, når blandingen kommer ud af matricen, resulterer i fordampning af en del af fugten i blandingen, således at pellets udvider sig og reducerer deres massefylde. Ekstruderede pellets skal tørres i en tørretumbler for at reducere fugtniveauet til 8-10 %, så de kan opbevares uden køling.
Der er grænser for den mængde lipid, der kan indgå i pellets, på grund af friktionstab under forarbejdningen. En af fordelene ved ekstruderingsprocessen i forhold til pelletering er, at ekspanderede pellets vil absorbere mere lipid, som påføres med en fedtcoater.

Fedt påføres normalt efter tørring og lige før foderet ledes til opbevaringsbunker. Fedtbelægningen tilfører energi til foderet og kan forbedre smagsoplevelsen og reducere foderstøv. Det færdige foder tages fra lagerbunkerne for enten at blive pakket i sække eller læsset på lastbiler til levering i løs vægt.
Diætformer til småfisk kan fremstilles ved forskellige metoder. Mikrobinding, mikrocoating og mikroindkapslingsprocedurer vil producere larvefoder i en størrelse fra 25 til 400 mikron (Hardy og Barrows, 2002).

Traditionelle mel og crumbles fremstilles ved at reducere partikelstørrelsen af pellets og sortere dem i specifikke størrelsesintervaller. De forarbejdningsprocedurer og foderformer, der vælges til fodring af småfisk af en given art, kan ikke kun afhænge af fiskens ernæringsmæssige behov, men også af, om foderets fysiske egenskaber passer til dyrkningssystemets egenskaber for at opnå den bedste distribution.