MIKROALGÁK ALKALMAZÁSI JELLEMZŐI A TAKARMÁNYOZÁSBAN

Átírás

1 MIKROALGÁK ALKALMAZÁSI JELLEMZŐI A TAKARMÁNYOZÁSBAN Mészáros Miklós Gazdasági, Agrár- és Egészségtudományi Kar, Szent István Egyetem, Szarvas 1. BEVEZETÉS A termesztett mikroalgák régóta szerves részei az akvakultúrák technológiájának, etetőanyaga lehet tenyésztett halfajoknak és egyéb fontos akvakultúra fajoknak. Kiterjedt szakirodalom vizsgálja a különböző algatörzsek alkalmasságát akvakultúrák és szárazföldi állatok takarmányozására. A jelenlegi technológiák az algát főleg a speciálisan jótékony hatású mikrotakarmány összetevőként, azaz takarmány kiegészítőként alkalmazzák. A véges gabona, halliszt és halolaj készletek azonban arra figyelmeztetnek, hogy az alga biomassza nagyobb mennyiségben történő rendelkezésre állása a jövőben jelentős összetevője lehet az állati takarmányoknak. A mikroalga kereskedelmi életképessége a rendelkezésre álló mennyiségtől, minőségtől és a hagyományosan használt etető anyagok költségeitől függ. Jelenleg a kedvezőtlen feltételek, a szűk kínálat és a magas ár megakadályozza az alga tömeges takarmányként történő használatát. A terjedő alga bioüzemanyag-biofinomító feldolgozók melléktermékekén várhatóan a jövőben nagyobb volumenű mennyiségekhez lehet majd hozzájutni. 2. AZ ALGA TAKARMÁNYOZÁS JELLEMZŐI Számos takarmányozással foglalkozó tanulmány az algát a szuper takarmány státuszába helyezi, állításaik alátámasztására tudományos bizonyítékokkal szolgálnak. A kísérleti vizsgálatok eredményei sok pozitívumot mutatnak, de az algában vannak vegyületek, amelyek zavaró hatásokat is okozhatnak. Számos tanulmány alátámasztja, hogy a takarmányokban az alga kis mennyiségben történő használata is javítja az immunrendszert, a lipid anyagcserét, hat a vírusok és baktériumok ellen, javítja a bélfunkciót, stresszel szemben fokozza az ellenállást, e mellett fehérje forrást, aminosavakat, zsírsavakat, vitaminokat, ásványi anyagokat és más biológiailag aktív fitokemikáliákat biztosít. A tanulmányok többsége szerint az alga lehetne az egyik legnagyobb volumenű takarmány összetevő a tenyésztett állatok számára, ehhez viszont nagy mennyiségű alga biomasszára lenne szükség. Jelenleg az alga inkább a standard takarmány készítmények hatékonyságának fokozójaként említhető. 41

2 3. AZ ALGA, MINT TAKARMÁNY KIEGÉSZÍTŐ A mikro- és makroalgák potenciálisan a takarmány ipar által leggyakrabban használ szervetlen ásványi sók helyett, mint ásványi adalékok használhatók fel. Azt tapasztalták, hogy az állatok számára a természetes formák biológiailag jobban értékesíthetők, mint a szintetikus anyagok, és még módosítani vagy manipulálni sem kell a biológiai felszívódás folyamatát. Az alga vitamin tartalma fajonként jelentős eltéréseket mutat, amit még befolyásol a feldolgozás, a tárolás és szárítás módszere is. Ezért az alga biomasszát elsősorban kiegészítő forrásként célszerű adni, nem pedig a teljes takarmányadag ásványi anyagokat, vagy vitaminokat helyettesítő állati takarmányként. Alga a pigmentek színező anyaga: A karotinoidok olyan sárga, narancssárga vagy piros természetes pigmentek, amelyek mindenütt megtalálhatók az élővilágban. Csak a mikroorganizmusok, gombák, algák és magasabb rendű növények képesek előállítani karotinoidokat. Az állatoknak szükségük van a pigmentekre vagy azokhoz szorosan kapcsolódó elővegyületekre a táplálkozásban, ami a természetben a táplálékláncon keresztül jut be a szervezetükbe. A brojlercsirkék és a tojás sárgája pigmentációjához a forgalmazott tápok hagyományosan dehidratált lucerna lisztet és /vagy kukoricát tartalmaznak, mindkettő gazdag lutein és zeaxantin forrás. A tengeri alga biomasszáról leírták, hogy növeli a tojássárga pigmentációját, ha a táplálék felvételnél legalább 15% arányban használják. Alga a telítetlen zsírsavak forrása: A tenyésztett halak és kagylók gazdag forrásai a hosszú szénláncú, többszörösen telítetlen zsírsavaknak, amelyeket halételként és halolajként fogyaszthatunk aquafeed, (aquatáplálék) formájában. A többszörösen telítetlen zsírsavak elengedhetetlenek az emberi egészség szempontjából és fontos szerepet játszanak a szívkoszorú-betegség, magas vérnyomás, cukorbetegség, ízületi gyulladás és más gyulladásos és autoimmun betegségek megelőzésében és kezelésében. A halételek és a halolaj globális hiánya miatt a kutatók egyre inkább keresik az alternatív lipid forrásokat, többek között az alga biomasszában. Ellentétben a szárazföldi növényekkel az algák közvetlenül elő tudnak állítani többszörösen telítetlen zsírsavakat. A legtöbb ilyen alga nem alkalmas közvetlen emberi fogyasztásra, de közvetett módon állati takarmányokhoz adagolva fokozza az állati eredetű ételek tápértékét az ember számára. Alga mint fehérje és energia forrás: Egyre nagyobb érdeklődés mutatkozik a halliszt és halolaj részleges vagy teljes, állati vagy növényi eredetű alternatív fehérje forrásokkal történő kiváltására. A halliszt kivételével a nyersanyagok kiválasztásának szempontjai a tápérték, aminosav egyensúly, fehérjék emészthetősége, a lipidek és a zsírsavak minősége, nem emészthető anyagok aránya, a rendelkezésre állás és a költség. Az egyik alternatív takarmány összetevőként a jövőben a lipidekben gazdag alga biomassza is tekinthető. Alga- és a hagyományos takarmányok összehasonlítása Ahhoz, hogy az algát, mint potenciális fehérje-, lipid-, és szénhidrát energiaforrást értékelni tudjuk, az 1. táblázatban összehasonlíthatjuk a kereskedelmi forgalomban hozzáférhető állati takarmány-összetevők és néhány algafaj jellemzőit. Annak érdekében, hogy a takarmányösszetevők tápértéke értékelhető legyen emészthetőségi ismeretekre van szükség. Jelenleg kevés mikro- és 42

3 makroalga emészthetőségi vizsgálat fejeződött be, részben az alga korlátozott mennyiségben történő rendelkezésre állása miatt. Amennyiben új takarmány alga kerül forgalomba az emészthetőségi vizsgálatok mellett megfelelő mennyiségű in vivo növekedési vizsgálatokat is kell végezni. Míg látszólag a tápanyag megfelelő a táplálékban, a gyakorlatban rossz súlygyarapodás is felléphet, mert a vizsgálati összetevők íz érzése csökkenhet, ezért csökken a takarmány felvétele is. Az alga biomassza strukturális és belső összetevőit alapul véve az várható, hogy a célzott állatok között a kérődzők a legalkalmasabbak, mivel az egyedi emésztő rendszerük miatt képesek lehetnek arra, hogy a még feldolgozatlan algák sejtfalát is lebontsák. 1. Táblázat: A kereskedelmi forgalomban kapható takarmány-összetevők és algafajok jellemzői Nyers fehérje [%] Nyers lipid [%] Nyers szénhid rát [%] Ásványi anyag [%] Bruttó energia [MJ/kg] Halliszt Baromfi takarmány Kukorica sikér Szója Búzadara Spirulina Chlorella Tetraselmis Schizochytrium Gracilaria sp Gracilaria sp Halnevelő elfolyó szennyvizében tenyésztett. 2-Természetes élőhelyen gyűjtött. 2. Táblázat: A takarmány összetevők és az algatermékek világpiaci árai Összetevők Fő felhasználás Ár (2013) [ / tonna száraz] Halliszt Takarmányozás Szójadara Takarmányozás 254 Repceolaj Étkezés 941 Búza Takarmányozás 190 Halolaj Takarmányozás Tetraselmis (alga) Kéthéjú kagyló Spirulina sp. Egészségügyi élelmiszer Chlorella sp. Egészségügyi élelmiszer Gracilaria sp. Agar, takarmányozás Laminaria napon szárított Élelmiszer

4 A korábban említetteknek megfelelően a halliszt és a halolaj költségei folyamatosan emelkednek. Így, ha a fehérjében és lipidben gazdag alga takarmányok megfizethető áron kerülnek piacra, a takarmányozási ipar az alga tápértékét megalapozó bizonyítékokra alapozva használni fogja. Azonban a 2. táblázat adatait megfigyelve látható, hogy az alga termékek minden kategóriája sokkal magasabb költséggel állítható elő, mint az állatok etetésére jelenleg használt takarmányok. Az első, hogy meg kell fontolni fehérjét vagy lipidet akarunk használni. Ennek bemutatására, egy fehérje forrás, például a szójaliszt csak 44% fehérjét, de emellett jelentős mennyiségű emészthetetlen tömeget is tartalmaz. A szója fehérje koncentrátumban akár 70% fehérje is rendelkezésre áll, de ez a koncentrálási folyamat megdrágítja a végterméket. A 2. táblázatban felsorolt alga termékek közül a Gracilaria ára a legalacsonyabb, de fehérje egységára továbbra is magas, ha összehasonlítjuk az áru takarmányokkal, amelyeknek magasabb a fehérje tartalma. 4. JÖVŐBENI KILÁTÁSOK A mikroalgák termesztése már közel fél évszázada szerves része a modern akvakultúráknak, fejlesztésük és bővülésük folyamatos, főleg az élelmiszer és üzemanyag ágazatban. Az elmúlt évtizedekben sokféle magas tápértékű mikroalga törzs tenyésztésének stabil módszere alakult ki. Ezek a törzsek azonban sokkal érzékenyebbek a sérülésekre és a szennyezésekre, mint a tömegesen, nyitott tavakban tenyésztett algafajok. Az ilyen akvakultúrában a szakmai ismeretekhez és az érzékeny mikroalga törzsek termesztéséhez kapcsolódó technológia, a bioüzemanyagok és az integrált biofinomítok révén megjelenő nagy értékű biomassza kivonatokhoz kapcsolódó mikroalga biotechnológia programok, hozzáadott értéket jelentenek. Várható, hogy a haszon a biotechnológiai beruházások formájában visszatér az akvakultúra ágazatba, hatékonyabb mikroalga termelési rendszerek és takarmányozásra használható, nagyobb rendelkezésre álló, jó minőségű mikroalga és mikroalga kivonatok formájában. A jövőben a termelt biomassza mennyisége, összetétele és költsége meghatározza, hogy az alga biomassza az állatok takarmányozásában fehérje és energiaforrásként tömegtakarmány lesz e, vagy csak kiegészítő takarmány marad. Az prognosztizálható, hogy amíg a készletek növelése és a költségek csökkenése nem valósul meg, az alga biomassza és a biomassza kivonatok a takarmányozásban továbbra is csak a piaci réseket tudják kitölteni. Az algára alapozott bioüzemanyag előállítás biofinomítóval összekapcsolva kínálhat elmozdulási lehetőséget, ami kedvező lehet az állatok takarmányozásában is. Amennyiben a megfelelő áron elegendő mennyiségű alga biomassza áll majd rendelkezésre, az alga termesztőknek és a takarmány előállítóknak figyelniük kell az algafajok beltartalmi jellemzőinek nagy eltéréseire, az összetételek közelítésére, a különböző algatörzsek emészthetőségére és a termesztési feltételekre. Fokozott odafigyelésre van szükség, hogy az alga biomassza összetétele kiegyenlített legyen, így a gyártók könnyebben beépíthetik új takarmányként a kívánt etetőanyagokba. 44

5 KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS A cikk az Izolált algafajok célzott alapkutatása c. project (TÁMOP A-11/1/KONV ) támogatásával készült. IRODALOM Adarme-Vega et al.: Microalgal biofactories: a promising approach towards sustainable omega-3 fatty acid production. Microbial Cell Factories Mészáros M., Köles P.: Alga hasznosításának lehetőségei, termesztés technológiái. ŐSTERMELŐ, 2013/5, 46-48pp. Robin J. Shields, Ingrid Lupatsch: Algae for Aquaculture and Animal Feeds. Technikfolgenabschätzung Theorie und Praxis 21. Jg., Heft 1, Juli

6 46