Diploma thesis - University of Veterinary Medicine Vienna - 2021

Diplomarbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2021

The continuous increase in human population has made continued access to sustainable sources of food, in particular nutrient-rich and high-quality proteins, an area of concern. At the same time, aquaculture has been the fastest growing food sector worldwide and the annual growth rate of global fish consumption increased twice as the population growth (FAO 2018, Hua et al. 2019). Traditionally for most farmed fish, fish meal derived from small pelagic fish has been the main dietary protein source. Notably, proteins are an important part of the fish diet, especially considering that the fish digestive system is ill-equipped to digest carbohydrates and that fish rely on gluconeogenesis more than carbohydrates as source of energy. Unfortunately, the availability of the fish meal and fish oil from forage fish has been continuously decreasing over the last twenty years and many resources have been overexploited and are unable to sustain the rapid expansion of the aquaculture (Hua et al. 2019). The total production of aqua feed for the aquaculture species is expected to increase by 75 % from 49.7 million tonnes in 2015 to 87.1 million tonnes in 2025 (Tacon und Methian 2015). Therefore, it is estimated to answer to this new demand, an additional 37.4 million tonnes of aqua feeds will be required by 2025. Because of the increased price and restricted availability of fish meal alternative protein sources are desperately needed. So far, plant-based protein ingredients have been the most commonly used sources of replacement for this fish meal in studies. Plant protein sources are easily available and they have a lower market price compared to fish meal. However, the presence of anti-nutritional factors limits their application in aqua feed. Many ingredients such as soybean meal are already commonly substituted for fish meal and some other plants like rapeseed meal, cottonseed, algae and distiller`s dried grains all have advantages as protein sources and might be applied in the future. In addition, that animal-based protein sources such as earthworm, insects or animal by-products are not only cheap sources comparatively but are nutritionally enriched. Therefore, developing and optimizing alternative sources of protein play an important role for the future in the aquaculture industry.

Der kontinuierliche Anstieg der menschlichen Bevölkerung hat den kontinuierlichen Zugang zu nachhaltigen Nahrungsquellen, insbesondere zu nährstoffreichen und hochwertigen Proteinen zu einem Anliegen gemacht. Gleichzeitig ist die Aquakultur der weltweit am schnellsten wachsende Lebensmittelsektor und die jährliche Wachstumsrate des globalen Fischkonsums stieg doppelt so schnell an, wie das Bevölkerungswachstum (FAO 2018, Hua et al. 2019). Traditionell ist für die meisten Zuchtfische Fischmehl aus kleinen pelagischen Fischen die Hauptproteinquelle in der Ernährung gewesen. Vor allem Proteine sind ein wichtiger Bestandteil der Fischnahrung, insbesondere, wenn man bedenkt, dass das Verdauungssystem von Fischen nicht in der Lage ist Kohlenhydrate zu verdauen. Zudem sind Fische mehr auf Glukoneogenese als auf Kohlenhydrate als Energiequelle angewiesen. Leider hat die Verfügbarkeit von Fischmehl und Fischöl aus Futterfischen in den letzten zwanzig Jahren kontinuierlich abgenommen und viele Ressourcen wurden übernutzt und sind nicht in der Lage, die schnelle Expansion der Aquakultur zu unterstützen (Hua et al. 2019). Es wird erwartet, dass die Gesamtproduktion von Aquafutter für die Aquakulturarten um 75 % von 49,7 Millionen Tonnen im Jahr 2015 auf 87,1 Millionen Tonnen im Jahr 2025 ansteigen wird (Tacon und Methian 2015). Daher wird geschätzt, dass zur Deckung dieser neuen Nachfrage bis 2025 zusätzlich 37,4 Millionen Tonnen Aquafutter benötigt werden. Aufgrund des gestiegenen Preises und der eingeschränkten Verfügbarkeit von Fischmehl werden dringend alternative Proteinquellen benötigt. Bisher wurden in Studien vor allem pflanzliche Eiweißbestandteile als Ersatz für dieses Fischmehl verwendet. Pflanzliche Proteinquellen sind leicht verfügbar und haben einen niedrigeren Marktpreis im Vergleich zu Fischmehl. Allerdings schränkt das Vorhandensein von antinutritiven Faktoren ihre Anwendung im Aquafutter ein. Viele Inhaltsstoffe wie Sojabohnenmehl werden bereits häufig als Ersatz für Fischmehl verwendet und einige andere Pflanzen wie Raps Mehl, Baumwollsamen, Algen und getrocknetes Getreide von Brennereien haben alle Vorteile als Proteinquellen und könnten in Zukunft eingesetzt werden.

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