Διατροφικές προκλήσεις και φυσιολογία θρέψης σε εκτρεφόμενους υδρόβιους οργανισμούς

Abstract

The aim of the present study was to evaluate the effect of partially or totally replacement of fishmeal and fish oil by low trophic organisms, with or without the use of fishmeal trimmings in conventional and organic gilthead sea bream’s (Sparus aurata) growth performance, feed utilization, digestibility, metabolism, proximate composition of white muscle, amino acid and fatty acid profile of white muscle, midgut microbiota and histological alteration of liver, anterior and posterior gut. Such low trophic ingredients included single cell proteins from Methylococcus capsulatus, Saccharomyces cerevisiae, Schizochytrium limacinum and Phaeodactylum tricornutum, insect meal from Hermetia illucens and tunicate meal from Ciona intestinalis. In total, four experimental trials were conducted in the Aquaculture Laboratory of the University of Thessaly, in Greece. In the first feeding trial the fishmeal was partially replaced by a mixture of fishmeal trimmings, M. capsulatus, S. cerevisiae and sunflower meal, and fish oil was totally replaced by fish oil trimmings, rapeseed oil and Schizochytrium sp. in the diet. In the second feeding trial the organic fishmeal trimmings were replaced by a blend of M. capsulatus and S. cerevisiae and organic fish oil from fish trimmings was replaced by rapeseed oil and Schizochytrium sp. in organic diet. In the third feeding trial, fishmeal was partially replaced by H. illucens or C. intestinalis and totally replaced by a mixture of H. illucens, C. intestinalis, P. tricornutum και Schizochytrium sp. and in the fourth feeding trial was evaluated the use of Schizochytrium sp. as lipid source in diet without fish oil instead of the use of fish oil in combination with P. tricornutum in the diet.In the first feeding trial, 360 S. aurata juveniles with initial mean weight 5.91±0.03 g and initial mean length 7.74±0.01 cm were randomly allocated in 12 tanks. Four isonitrogenous (48.6% protein) and isolipid (16.5% lipids) diets were formulated, where fishmeal of Control diet was 50%, 75% and 100% replaced by LFiFo mixture at 20% (LFiFo20), 25% (LFiFo25) and 30% (LFiFo30) levels accordingly. LFiFo mixture contained fishmeal trimmings, bacterial protein (M. capsulatus), yeast (S. cerevisiae) and sunflower meals. Furthermore, the fish oil of Control diet was completely replaced by fish oil trimmings, rapeseed oil and Schizochytrium sp. Fish fed the experimental diets to apparent satiation for 45 days and at the end of the experimental trial, fish fed LFiFo diets had significantly (p<0.05) reduced feed consumption and growth performance, with no effect on their feed efficiency (p>0.05). Nonetheless, the intermediary liver metabolism remained unaffected (p>0.05) by dietary treatments, and only lactate dehydrogence (L-LDH) decreased (p<0.05) in fish fed LFiFo diets. In addition, muscle lipid content significantly (p<0.05) increased, and the protein content decreased (p<0.05) in the fish of LFiFo dietary treatments, as a result of dietary lipids usage for muscle storage instead of oxidizing for energy. In the second feeding trial, 480 S. aurata juveniles with initial mean weight 6.87±0.07 g and initial mean length 8.26±0.02 cm were randomly allocated in 12 tanks. Fish were fed three times a day at apparent satiation for 60 days with four organic isonitrogenous (48.2% protein), isolipid (16.2% lipids) and isoenergetic (21.3 Kj) diets, to evaluate the fish growth performance. After the end of 60 days, fish fed twice a day for 30 days, to evaluate the digestibility of feeds. The Control diet contained fishmeal trimmings and fish oil trimmings as the main protein and lipid sources, which were partially replaced at 5% (SCI12), 20% (SCI15) and 35% (SCI18) by a SCI mixture and rapeseed oil. SCI mixture consisted of bacterial protein (M. capsulatus) and yeast (S. cerevisiae) meal, with the addition of 1% Schizochytrium sp. At the end of the 60-day feeding trial, the results indicated that the replacement of fishmeal trimmings with SCI mixture at all tested levels significantly (p<0.05) increased the feed consumption, feed digestibility (lipid, starch, energy) and growth rate of the fish. Furthermore, citrate synthetase activity (CS) decreased (p<0,05) in fish of SCI dietary treatments, suggesting difficulties in using the Kreb’s cycle for energy supply. In addition, muscle lipid content increased, and protein content decreased (p<0.05) in fish fed SCI12 and SCI18 diets. SCI feeds had a positive impact on midgut bacteria of gilthead sea bream, causing an increase in host-beneficial bacterial families. Moreover, the histological observation of the liver revealed that fish fed SCI diets had small lipid droplets in hepatocytes, that were in accordance with the increased (p<0.05) hepatosomatic index. The anterior and posterior gut had a normal structure with no signs of inflammation. In the third feeding trial, 720 S. aurata juveniles with initial mean weight 6.57±0.04 g and initial mean length 8.16±0.01 cm were randomly allocated in 12 tanks and fed four diets using low-trophic-level ingredients for 65 days at apparent satiation. For this feeding trial, four isolipid (15% lipid) diets were formulated, where the fishmeal of the Control diet was replaced at 21.14% by insect meal (H. illucens) (IM) or at 21.12% by tunicate meal (C. intestinalis) (TM). An additional diet was formulated to completely replace the fishmeal and fish oil of Control diet with a mixture of Schizochytrium sp., insect (H. illucens), tunicate (C. intestinalis) and microalgae (P. tricornutum) meals (0%FMFO). At the end of the feeding trial the results showed that the fish fed the IM and ΤΜ diets had reduced (p<0.05) growth performance. Fish fed IM diet had significant (p<0.05) increased muscle and liver lipid content, although in the present study the insect meal was defatted. Histological observation of the liver revealed large lipid droplets around the pancreatic islets and nuclei displacement in hepatocytes of IM-treated fish. Growth performance of fish fed the 0%FMFO diet was unaffected (p>0.05) by the absence of fishmeal and fish oil in the feed, however voluntary feed intake was significantly (p<0.05) increased, without adverse effects on proximate composition of the muscle. However, excess fat accumulated in the liver, caused large lipid droplets around pancreatic islets. In all dietary treatments, the presence of beneficial bacteria in the midgut of fish and normal structure of anterior and posterior gut were observed. In addition, the fishmeal replacement feeds activated different metabolic pathways due to the different combinations of feed ingredients, without causing stress response in fish.In the fourth feeding trial, 360 S. aurata juveniles with initial mean weight 6.43±0.06 g and initial mean length 8.1±0.02 cm were randomly allocated in 6 tanks. For this feeding trial two isonitrogenous (44.4% protein), isolipid (14.8% lipids) and isoenergetic (22.6 Kj) diets were formulated. The PA diet contained 8% microalgal meal (P. tricornutum) and fish oil as the main lipid sources, while the HA diet contained 8.23% Schizochytrium sp., without fish oil. The fish were fed at apparent satiation for 45 days and at the end of the experimental trial the feed consumption and growth performance of the fish remained unaffected (p>0.05) by the dietary treatment, indicating that the use of Schizochytrium sp. instead of fish oil did not adversely affect the fish growth. Voluntary feed intake increased significantly (p<0.05) in fish fed the HA diet and resulted in a higher feed conversion ratio. Although both diets were isolipid, they activated different lipid metabolic pathways caused by the different dietary lipid sources. In addition, PA and HA feeds induced similar (p>0.05) stress response in fish. Regarding midgut microbiota, fish fed PA diet were observed with increased bacterial abundance, although bacterial diversity was similar between dietary treatments and included bacterial communities of nutritional interest. Regarding histological observation of fish liver, both diets caused the accumulation of lipid droplets in the tissue. In conclusion, the findings of the present Ph.D. thesis show that 50%-100% fishmeal replacement by a mixture of fishmeal trimmings, bacterial protein, yeast and sunflower meals with simultaneous fish oil replacement by fish oil trimmings, rapeseed oil and Schizochytrium sp. suppressed the growth performance of S. aurata juveniles. Feed intake reduced and dietary lipids induced the lipid accumulation in white muscle. However, the mixture of bacterial protein, yeast meal and Schizochytrium sp. can successfully replace 35% of organic fishmeal trimmings, and 55% fish oil trimmings can be replaced by rapeseed oil, without adverse effects on growth performance, feed digestibility, fish metabolism and midgut microbiota. The aforementioned mixture of ingredients enhanced the growth and physiological status of fish. In addition, the combination of Scizochytrium sp., insect, tunicate and microalgae meals can successfully completely replace fishmeal and fish oil in feeds, without affecting growth rate and feed utilization of fish. Furthermore, the total replacement of fish oil by Schizochytrium sp. is as effective as using fish oil and P. tricornutum in feeds, inducing similar growth rate in fish. The different lipid sources of both feeds activated different lipid metabolic pathways, without affecting the proximate composition of fish white muscle. The use of a mixture of low-trophic organisms in feed could lead the fish feed industry and aquaculture towards a sustainable, conscious and environmentally friendly future.

Η ιστορία του ανθρώπου είναι συνυφασμένη με την κατανάλωση ιχθυηρών μέσω της χρήσης αλιευτικών πρακτικών, η οποία αποτυπώνεται σε μια πληθώρα αρχαιολογικών χώρων και ευρημάτων. Στις μέρες μας, η αύξηση του ανθρώπινου πληθυσμού, η αλλαγή των διατροφικών συνηθειών και η εύκολη πρόσβαση στην πρώτη ύλη έχει οδηγήσει στην αύξηση της κατά κεφαλήν κατανάλωσης ιχθύων και θαλασσινών. Η ολοένα αυξανόμενη ζήτηση έχει ωθήσει την ανάπτυξη του κλάδου των υδατοκαλλιεργειών, σε μια προσπάθεια παροχής υψηλής ποιότητας και χαμηλής τιμής ιχθυηρών, συμβάλλοντας στη μείωση της αλιευτικής πίεσης των άγριων ιχθυοπληθυσμών που προορίζονται για ανθρώπινη κατανάλωση. Οι ταχείς ρυθμοί ανάπτυξης των υδατοκαλλιεργειών είναι απόρροια της εντατικοποίησης της παραγωγής των εκτρεφόμενων ειδών, μέσω της επιστημονικής μελέτης του κύκλου ζωής, της φυσιολογίας και των απαιτήσεων των οργανισμών που παρουσιάζουν υδατοκαλλιεργητικό ενδιαφέρον. Αυτή η επιστημονική γνώση συνέβαλλε και στη δημιουργία τροφών κατάλληλων για τον εκάστοτε οργανισμό και το στάδιο ανάπτυξής του, οδηγώντας στην επίσης ραγδαία ανάπτυξη της βιομηχανίας ιχθυοτροφών. Σε μεγάλο βαθμό, η παραγωγή ιχθυοτροφών βασίζεται στα ιχθυάλευρα και ιχθυέλαια, τα οποία προέρχονται από την αλίευση και επεξεργασία άγριων ιχθυοπληθυσμών που δεν προορίζονται για ανθρώπινη κατανάλωση. Η χρήση τέτοιων πρώτων υλών εντείνει την αλιευτική πίεση, αυξάνοντας τις τιμές των ιχθυαλεύρων και ιχθυελαίων και απομακρύνοντας τη βιομηχανία ιχθυοτροφών από την αειφορική και φιλική προς το περιβάλλον παραγωγή, όπου με τη σειρά της οδηγεί τον κλάδο των υδατοκαλλιεργειών σε ένα μη βιώσιμο μέλλον. Συνεπώς, τις δύο τελευταίες δεκαετίες πραγματοποιείται προσπάθεια μείωσης αυτών των δύο πρώτων υλών στις ιχθυοτροφές και υποκατάστασής τους από εναλλακτικές πηγές πρωτεϊνών και λιπών διαφορετικών συστατικών. Η μερική υποκατάστασή τους από φυτικές και ζωικές πρώτες ύλες χερσαίας παραγωγής επέφερε ποικίλα αποτελέσματα στην ανάπτυξη των ιχθύων, με τα σημαντικότερα κωλύματα να προκύπτουν από τους αντιδιατροφικούς παράγοντες των φυτικών πρωτεϊνών, αλλά και από την έλλειψη απαραίτητων αμινοξέων για την κάλυψη των αναγκών των σαρκοφάγων ιχθύων. Οι υποψήφιες πρώτες ύλες για την υποκατάσταση των ιχθυαλεύρων και ιχθυελαίων στις τροφές θα πρέπει να χαρακτηρίζονται από υψηλή διατροφική αξία, διαθεσιμότητα, βιωσιμότητα, ανταγωνιστικότητα ως προς την τιμή και να είναι φιλικές προς το περιβάλλον. Οι οργανισμοί χαμηλού τροφικού επιπέδου, όπως οι μονοκύτταροι οργανισμοί (βακτήρια, ζυμομύκητες, θραυστοχιτρίδια, μικροφύκη), τα έντομα και τα ασκίδια, αλλά και τα υποπροϊόντα φιλετοποίησης ιχθύων έχουν υψηλή διατροφική αξία, συνεισφέρουν στην ανακύκλωση των θρεπτικών στοιχείων και θα μπορούσαν να συμβάλουν στην ένταξη της βιομηχανίας ιχθυοτροφών στην κυκλική οικονομία. Η προέλευσή τους διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη θρεπτική τους σύσταση. Η θρεπτική αξία των υποπροϊόντων φιλετοποίησης ιχθύων εξαρτάται από το είδος του ιχθύος από το οποίο προέρχονται και από τον τύπο των υποπροϊόντων. Αντίστοιχα, η διατροφική αξία των οργανισμών χαμηλού τροφικού επιπέδου εξαρτάται τόσο το είδος του οργανισμού, όσο και από το υπόστρωμα καλλιέργειας και την επεξεργασία του τελικού προϊόντος. Επιπλέον, η ενίσχυση των υποστρωμάτων καλλιέργειάς τους με συγκεκριμένες θρεπτικές ενώσεις μπορεί να τους προσδώσει τα χαρακτηριστικά εκείνα που είναι επιθυμητά για το εκάστοτε είδος ιχθύος. Ωστόσο, αναφορικά με την ένταξη των εντόμων στις ιχθυοτροφές, η ύπαρξη της χιτίνης στον εξωσκελετό των εντόμων και η υψηλή περιεκτικότητά τους σε κορεσμένα λιπαρά οξέα αποτελούν τροχοπέδη, ενώ η περαιτέρω επεξεργασία τους αυξάνει το κόστος τους. Στην παρούσα Διδακτορική Διατριβή ερευνήθηκε η δυνατότητα μερικής ή ολικής υποκατάστασης του ιχθυαλεύρου και ιχθυελαίου από τη συνδυαστική δράση πρώτων υλών που ανήκουν στη βάση της τροφικής αλυσίδας με ή χωρίς τη χρήση ιχθυαλεύρου από υποπροϊόντα φιλετοποίησης στη διατροφή της τσιπούρας. Σε αυτές τις πρώτες ύλες συμπεριλαμβάνονται τα άλευρα των μονοκύτταρων οργανισμών Methylococcus capsulatus, Saccharomyces cerevisiae, Schizochytrium limacinum και Phaeodactylum tricornutum, το εντομάλευρο από Hermetia illucens και το άλευρο από το ασκίδιο Ciona intestinalis. Η διερεύνηση των παραπάνω πρώτων υλών πραγματοποιήθηκε μέσω τεσσάρων διατροφικών πειραματικών διαδικασιών. Στο πρώτο διατροφικό πείραμα διερευνήθηκε η μερική ή ολική υποκατάσταση του ιχθυαλεύρου από ένα μείγμα που περιείχε M. capsulatus, S. cerevisiae, ηλιάλευρο και υποπροϊόντα φιλετοποίησης ιχθύων, ενώ παράλληλα πραγματοποιήθηκε ολική υποκατάσταση του ιχθυελαίου από ιχθυέλαιο υποπροϊόντων φιλετοποίησης, κραμβέλαιο και Schizochytrium sp. Το δεύτερο διατροφικό πείραμα αφορούσε τη βιολογική υδατοκαλλιέργεια και ο σχεδιασμός του πραγματοποιήθηκε για την αξιολόγηση της μερικής υποκατάστασης του βιολογικού ιχθυαλεύρου από υποπροϊόντα φιλετοποίησης ιχθύων με ένα μείγμα από M. capsulatus και S. cerevisiae, με την παράλληλη υποκατάσταση του βιολογικού ιχθυελαίου από υποπροϊόντα φιλετοποίησης με κραμβέλαιο και Schizochytrium sp. Στο τρίτο διατροφικό πείραμα διερευνήθηκε η μερική υποκατάσταση του ιχθυαλεύρου είτε με άλευρο H. illucens είτε C. intestinalis και η ολική υποκατάσταση του ιχθυαλεύρου και ιχθυελαίου με τον συνδυασμό H. illucens, C. intestinalis, P. tricornutum και Schizochytrium sp. Επίσης, στο τέταρτο διατροφικό πείραμα αξιολογήθηκε η χρήση του Schizochytrium sp. απουσία ιχθυελαίου, έναντι της χρήσης ιχθυελαίου και P. tricornutum στη διατροφή της τσιπούρας. Στο πρώτο διατροφικό πείραμα συμμετείχαν 360 ιχθύδια τσιπούρας με αρχικό μέσο βάρος 5,91±0,03 g και αρχικό μέσο ολικό μήκος 7,74±0,01 cm, τα οποία τοποθετήθηκαν σε 12 δεξαμενές των 250 l για 45 ημέρες. Για τις ανάγκες του πειράματος καταρτίστηκαν τέσσερις ισοπρωτεϊνικές (48,6% ολικές πρωτεΐνες) και ισολιπιδικές (16,5% ολικό λίπος) δίαιτες, με το ιχθυάλευρο της δίαιτας μάρτυρα να υποκαθίσταται κατά 50%, 75% και 100% από το μείγμα LFiFo με ποσοστό συμπερίληψης 20% (LFiFo20), 25% (LFiFo25) και 30% (LFiFo30). Το μείγμα LFiFo περιείχε υποπροϊόντα φιλετοποίησης σολομού, άλευρο βακτηρίου Methylococcus capsulatus, άλευρο ζύμης Saccharomyces cerevisiae και ηλιάλευρο. Επίσης, το ιχθυέλαιο υποκαταστάθηκε πλήρως από ιχθυέλαιο από υποπροϊόντα φιλετοποίησης και κραμβέλαιο, με την προσθήκη 1% Schizochytrium sp. Η υποκατάσταση του ιχθυελαίου και του ιχθυαλεύρου από το μείγμα LFiFo οδήγησε στη στατιστικά σημαντική (p<0,05) μείωση της κατανάλωσης τροφής και του ρυθμού σωματικής αύξησης των ιχθυδίων, χωρίς να επηρεάζεται η αξιοποίηση της τροφής (p>0,05). Επιπλέον, δεν παρατηρήθηκαν διαφορές (p>0,05) στους μηχανισμούς εσωτερικού μεταβολισμού των ηπατοκυττάρων των ιχθυδίων των διατροφικών μεταχειρίσεων, με εξαίρεση τη μείωση (p<0,05) της ηπατικής γαλακτικής αφυδρογονάσης (L-LDH). Επίσης, στο μυϊκό ιστό των ιχθυδίων που διατράφηκαν με τις δίαιτες υποκατάστασης του ιχθυαλεύρου, παρατηρήθηκε σημαντική (p<0,05) αύξηση του λιπιδικού και μείωση του πρωτεϊνικού περιεχομένου. Στο δεύτερο διατροφικό πείραμα συμμετείχαν 480 ιχθύδια τσιπούρας με αρχικό μέσο βάρος 6,87±0,07 g και αρχικό μέσο ολικό μήκος 8,26±0,02 cm, τα οποία κατανεμήθηκαν σε 12 δεξαμενές 250 l. Τα ιχθύδια σιτίστηκαν τρεις φορές την ημέρα για 60 ημέρες με τέσσερις βιολογικές ισοπρωτεϊνικές (48,2% ολικές πρωτεΐνες), ισολιπιδικές (16,2% ολικό λίπος) και ισοενεργειακές (21,3 Kj) δίαιτες και έπειτα δύο φορές την ημέρα για 30 ημέρες για τον προσδιορισμό της πεπτικότητας των τροφών. Η δίαιτα μάρτυρας περιείχε βιολογικό ιχθυάλευρο και ιχθυέλαιο από υποπροϊόντα φιλετοποίησης σολομού ως κύριες πηγές πρωτεϊνών και λιπών. Το ιχθυάλευρο από υποπροϊόντα φιλετοποίησης υποκαταστάθηκε στις υπόλοιπες τρεις δίαιτες σε επίπεδα 5% (SCI12), 20% (SCI15) και 35% (SCI18) από ένα μείγμα μονοκύτταρων πρωτεϊνών (SCI), ενώ το ιχθυέλαιο υποκαταστάθηκε μερικώς (54%) με έλαιο ελαιοκράμβης. Το μείγμα SCI απαρτιζόταν από βακτηριακή πρωτεΐνη M. capsulatus και από άλευρο ζυμομύκητα S. cerevisiae, με την προσθήκη 1% Schizochytrium sp. Με το πέρας των 60 ημερών παρατηρήθηκε σημαντικά (p<0,05) αυξημένη κατανάλωση και μετατρεψιμότητα των τροφών SCI, που οδήγησε σε αυξημένη (p<0,05) σωματική αύξηση των ιχθυδίων. Η αποδοτικότερη αξιοποίηση των τροφών υποκατάστασης επιβεβαιώθηκε από την υψηλότερη (p<0,05) φαινόμενη πεπτικότητα λιπών, αμύλου και ενέργειας. Επιπλέον, εντοπίστηκε η σημαντικά αυξημένη δραστηριότητα (p<0,05) της αλκαλικής πρωτεάσης και της θρυψίνης στα ιχθύδια των διατροφικών ομάδων SCI, αλλά και η μειωμένη (p<0,05) ενεργότητα της ηπατικής κιτρικής συνθετάσης (CS). Αναφορικά με τη θρεπτική σύσταση του μυϊκού ιστού, στα ιχθύδια που διατράφηκαν με τις τροφές SCI12 και SCI18 παρατηρήθηκε αυξημένη (p<0,05) λιπιδική και μειωμένη (p<0,05) πρωτεϊνική σύσταση. Παράλληλα, τα αμινοξέα των τροφών όλων των διατροφικών μεταχειρίσεων φανέρωσαν ισχυρή συσχέτιση με τα αντίστοιχα αμινοξέα του μυϊκού ιστού των ιχθυδίων. Επίσης, οι τροφές SCI είχαν θετική επίδραση στους πληθυσμούς των εντερικών μικροβιωτών των ιχθυδίων τσιπούρας, οδηγώντας στην ενίσχυση των βακτηριακών κοινοτήτων με βακτηριακές οικογένειες ωφέλιμες προς τον ξενιστή. Επιπροσθέτως, το ήπαρ των ιχθυδίων των διατροφικών μεταχειρίσεων SCI εμφάνισε την ύπαρξη μικρών λιποσταγονιδίων εντός των ηπατοκυττάρων. Στο τρίτο διατροφικό πείραμα συμμετείχαν 720 ιχθύδια τσιπούρας με αρχικό μέσο βάρος 6,57±0,04 g και αρχικό μέσο ολικό μήκος 8,16±0,01 cm, τα οποία τοποθετήθηκαν σε 12 δεξαμενές 250 l, για 65 ημέρες. Τα ιχθύδια σιτίστηκαν με τέσσερις ισολιπιδικές (15% ολικά λίπη) δίαιτες, όπου στη δίαιτα IM το ιχθυάλευρο της δίαιτας μάρτυρα υποκαταστάθηκε κατά 21,14% με άλευρο εντόμου Hermetia illucens, στη δίαιτα TM υποκαταστάθηκε με 21,12% άλευρο ασκιδίου Ciona intestinalis, ενώ στη δίαιτα 0%FMFO υποκαταστάθηκε πλήρως το ιχθυάλευρο και το ιχθυέλαιο της δίαιτας μάρτυρα με ένα μείγμα που περιείχε H. illucens, C. intestinalis, μικροφύκος Phaeodactylum tricornutum και Schizochytrium sp. Η μερική υποκατάσταση του ιχθυαλεύρου είτε με εντομάλευρο (IM) είτε με ασκίδιο (ΤΜ) επέφερε σημαντική μείωση (p<0,05) της σωματικής αύξησης των ιχθυδίων. Παρόλο που στην παρούσα πειραματική διαδικασία το εντομάλευρο υπέστη μερική απολίπανση, παρατηρήθηκε σημαντική (p<0,05) αύξηση του λιπιδικού περιεχομένου του μυϊκού ιστού και του ήπατος των ιχθυδίων, με την ιστολογική εικόνα του ήπατος να φανερώνει μεγάλα λιποσταγονίδια περιμετρικά των παγκρεατικών νησιδίων και μετατόπιση των πυρήνων των ηπατοκυττάρων. Η δίαιτα απουσίας ιχθυαλεύρου και ιχθυελαίου δεν επηρέασε σημαντικά (p>0,05) τη σωματική αύξηση, την αξιοποίηση της τροφής και τη θρεπτική σύσταση του μυϊκού ιστού των ιχθυδίων, ενώ η παραγωγή της κυτταρικής ενέργειας στο έντερο προήλθε κυρίως από την οξείδωση του λίπους. Σε όλες τις διατροφικές μεταχειρίσεις παρατηρήθηκε η ύπαρξη βακτηριακών οικογενειών ωφέλιμων προς τον ξενιστή και φυσιολογική εικόνα πρόσθιου και οπίσθιου εντέρου. Επίσης, στις διατροφικές μεταχειρίσεις υποκατάστασης του ιχθυαλεύρου υπήρξε η ενεργοποίηση διαφορετικών μεταβολικών μονοπατιών, εξαιτίας της χρήσης διαφορετικών συστατικών των τροφών, η οποία, οδήγησε σε μείωση των πρωτεϊνών καταπόνησης στο ήπαρ. Στο τέταρτο διατροφικό πείραμα συμμετείχαν 360 ιχθύδια τσιπούρας με αρχικό μέσο βάρος 6,43±0,06 g και αρχικό μέσο ολικό μήκος 8,1±0,02 cm, τα οποία κατανεμήθηκαν σε 6 δεξαμενές των 250 l. Για τις ανάγκες του πειράματος καταρτίστηκαν δύο ισοπρωτεϊνικές (44,4% ολικές πρωτεΐνες), ισολιπιδικές (14,8% ολικά λίπη) και ισοενεργειακές (22,6 Kj) δίαιτες, με τη δίαιτα PA να περιέχει 8% άλευρο διαρρηγμένων κυττάρων P. tricornutum και 9,4% ιχθυέλαιο, ενώ η δίαιτα HA περιείχε 8,23% διαρρηγμένα κύτταρα S. limacinum, απουσία ιχθυελαίου. Η σίτιση των ιχθυδίων πραγματοποιήθηκε για 45 ημέρες, με το πέρας των οποίων τα ιχθύδια των δύο αυτών διατροφικών μεταχειρίσεων παρουσίασαν παρόμοια (p>0,05) κατανάλωση τροφής και σωματική αύξηση, υποδεικνύοντας ότι η απουσία ιχθυελαίου και υποκατάστασή του από Schizochytrium sp. δεν επηρέασε την αύξηση των ιχθυδίων. Η τροφή HA προκάλεσε την αύξηση της εθελούσιας τροφοληψίας και συνεπώς την αύξηση (p<0,05) του συντελεστή μετατρεψιμότητας της τροφής, χωρίς να επηρεάζεται η θρεπτική σύσταση του μυϊκού ιστού (p>0,05). Επίσης, παρατηρήθηκε αύξηση (p<0,05) του ηπατοσωματικού δείκτη και του συντελεστή αποδοτικότητας λίπους των ιχθυδίων της διατροφικής μεταχείρισης PA. Οι δύο τροφές ενεργοποίησαν διαφορετικά μονοπάτια μεταβολισμού του λίπους, ενώ η διατροφική καταπόνηση των ιχθυδίων ήταν παρόμοια (p>0,05) και ανεξάρτητη από την προέλευση της τροφής τους. Η βακτηριακή αφθονία στο έντερο των ιχθυδίων που διατράφηκαν με τη δίαιτα PA ήταν υψηλότερη, ενώ η βακτηριακή ποικιλότητα ήταν παρόμοια στις δύο διατροφικές μεταχειρίσεις, με τη σύνθεση των βακτηριακών κοινοτήτων να περιλαμβάνει βακτήρια που συσχετίζονται με το μεταβολισμό των θρεπτικών συστατικών. Αναφορικά με την ιστολογική παρατήρηση του ήπατος των ιχθυδίων που διατράφηκαν με τις τροφές PA και HA, εμφάνισε την ύπαρξη κενοτοπίων στα ηπατοκύτταρα. Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας φανέρωσαν ότι η υποκατάσταση του ιχθυαλεύρου σε επίπεδα 50%-100% από ένα μείγμα ιχθυαλεύρου από υποπροϊόντα φιλετοποίησης, βακτηριακή πρωτεΐνη, ζυμομύκητα και ηλιάλευρο, με την ταυτόχρονη ολική υποκατάσταση του ιχθυελαίου από ιχθυέλαιο υποπροϊόντων φιλετοποίησης, έλαιο ελαιοκράμβης και Schizochytrium sp., κατέστειλαν τη σωματική αύξηση των ιχθυδίων τσιπούρας. Η μειωμένη τροφοληψία των τροφών αυτών είχε αντίκτυπο στο ρυθμό σωματικής αύξησης, ενώ οι διαιτητικές λιπιδικές πηγές προκάλεσαν τη συσσώρευση λίπους στο μυϊκό ιστό των ιχθυδίων. Ωστόσο, είναι εφικτή η υποκατάσταση έως και 35% του βιολογικού ιχθυαλεύρου από υποπροϊόντα φιλετοποίησης ιχθύων με ένα μείγμα Schizochytrium sp., βακτηριακής πρωτεΐνης και ζυμομύκητα, με την παράλληλη υποκατάσταση του βιολογικού ιχθυελαίου από υποπροϊόντα φιλετοποίησης ιχθύων σε επίπεδο 55% με έλαιο ελαιοκράμβης, χωρίς αρνητικές επιπτώσεις στη σωματική αύξηση, την πεπτικότητα της τροφής, το μεταβολισμό και τις κοινότητες μικροβιωτών του εντέρου των ιχθυδίων τσιπούρας. Ο παραπάνω συνδυασμός έδρασε θετικά στους ιχθύες, ενισχύοντας την αύξηση και την φυσιολογία τους. Παράλληλα, η συνδυαστική συμπερίληψη του εντομάλευρου, του ασκιδίου, του μικροφύκους και του Schizochytrium sp. μπορεί να υποκαταστήσει πλήρως το ιχθυάλευρο και το ιχθυέλαιο στη διατροφή των ιχθυδίων τσιπούρας, χωρίς να επηρεάζεται ο ρυθμός σωματικής αύξησης και η αξιοποίηση της τροφής. Επιπλέον, η ολική υποκατάσταση του ιχθυελαίου από Schizochytrium sp. είναι το ίδιο αποδοτική στη σωματική αύξηση συγκριτικά με τη χρήση του συνδυασμού ιχθυελαίου και μικροφύκους. Οι διαφορές στο μεταβολισμό του λίπους που παρατηρήθηκαν ήταν αποτέλεσμα της διαφορετικής ποιοτικής σύστασης των τροφών σε λίπος, χωρίς ωστόσο, να υποβαθμίζουν τη σωματική αύξηση των ιχθυδίων τσιπούρας. Τόσο η τροφή με Schizochytrium sp. όσο και με μικροφύκος επηρέασαν θετικά τις εντερικές βακτηριακές κοινότητες των ιχθυδίων. Η χρήση μείγματος οργανισμών χαμηλής τροφικής αλυσίδας θα μπορούσε να συμβάλλει καθοριστικά στη βιομηχανία ιχθυοτροφών, ανοίγοντας νέους δρόμους προς την αειφορική, ενσυνείδητη και φιλική προς το περιβάλλον υδατοκαλλιέργεια.