Su ürünleri yetiştiriciliğinde enzim teknolojileri ile yem verimliliğini en üst düzeye çıkarmak

Yem endüstrisi ve hayvan beslemesindeki için en büyük zorluklardan biri, toplam üretim giderlerinin %70'ini oluşturabilen ve sürekli artan yem maliyetleridir. Ayrıca, mevcut besin maddelerinin yaklaşık %25'i, yemdeki anti-besleyici faktörler nedeniyle hayvan tarafından tam olarak kullanılamamaktadır.

Gerçekten de yem endüstrisindeki beslenme uzmanları için en büyük zorluklardan biri, bu sindirilemeyen kısmı azaltmak ve genellikle değişken olan, beslenme faktörleri ve ekonomik şartlara göre üretim sistemlerinde farklılıklar gösteren yem verimliliğini en üst düzeye çıkarmaktır.

Yem inovasyonu ile su ürünlerinin ve yem performansının iyileştirilmesi

Bilimsel yenilikler, besleme ve protein üretiminin geleceği için kritik öneme sahiptir. Yem verimliliğini artırmak için global su ürünleri yem endüstrisinin odaklandığı bazı temel alanlar şunlardır:

• Su ürünleri performans özelliklerinin iyileştirilmesi (Örneğin; yem-ağırlık-kazanç oranları, daha besleyici hayvansal ürünler için akıllı yemler)
• Maliyetlerin en aza indirilmesi (Örneğin; daha az pahalı temel bileşenler, yem için tahılın daha verimli kullanımı)
• Sürdürülebilir bir şekilde yem üretim verimliliğini en üst düzeye çıkarmak (Örneğin; süreçler ve uygulamalar)

Geleneksel yem maddeleri yüksek oranlarda kullanılmaya devam ederken, yeni ve özgün yem maddeleri de artık hayvan yemi rasyonlarında uygulanmaktadır. Verim ve sürdürülebilirlikteki gelişmeleri optimize etmek ve değerlendirmek için kullanılan yeniliklerden biri de nutrigenomidir. Nutrigenomi gibi ileri teknolojiler, yem besin maddeleri ile gen ifadesi arasındaki ilişkiyi ortaya koymaktadır. Nutrigenomi, büyüme hızı, et kalitesi ve hastalıkların önlenmesinden sorumlu genleri doğrudan etkileyerek hayvanların genetik potansiyellerine ulaşmalarına yardımcı olabilecek yemleri belirlemeye olanak tanımaktadır.

Yem ham maddelerinin besin değerinin hızlı bir şekilde karakterizasyonuna izin veren bir başka teknoloji ise, in vitro (laboratuvar ortamında) sindirim modellemesidir. Bu modelleme, hayvansal üretimi geliştirirken yem kullanımını en üst düzeye çıkarmak için gerçek zamanlı karar verme seçenekleri sunar.

Yemdeki yeniliklerde üçüncü bir alan, tipik olarak mevcut olmayan besinlerin salınımını teşvik ederek sindirime yardımcı olan ve performansta sürdürülebilir bir iyileşmeyi amaçlayan -yeme dışarıdan katılan enzimleri içeren- katkılardır.

Yem endüstrisinde enzimlerin rolü

Yaşam için gerekli olan enzimler, çeşitli işlevlere hizmet ederler ve besinleri parçalama yetenekleri sayesinde özellikle yem endüstrisi için önemlidirler. Enzimler, hücreler içinde gerçekleşen çoğu kimyasal reaksiyonu hızlandıran doğal katalizörlerdir ve  hayvanın sindirim sürecinde önemli bir rol oynarlar.

Sindirim enzimleri, hayvanın kendisi tarafından veya hayvanın sindirim sisteminde doğal olarak oluşan mikrobiyal organizmalar tarafından üretilse de, besin kullanımı ve hayvan yeminde performansı artırmak için üreticiler uzun yıllardır yeme dışarıdan yem enzimleri eklemektedir.

Performans ve karlılık genellikle yem enzimlerinin kullanılmasının başlıca nedenidir. Çünkü enzimler gelişmiş sindirimi, fosfor, karbonhidrat ve amino asit gibi besin maddelerindeki ve dolayısıyla kullanılabilir enerjideki artışı doğrudan desteklemektedir.

Yem enzimleri, geleneksel olmayan kaynakların veya alternatif ham maddelerin kullanımına olanak tanıyarak rasyon formülasyonunda esnekliğe ve böylece daha geniş bir yem maddesi yelpazesinin kullanımına da olanak tanır. Bu alternatif kaynaklara eğilim, mısır, buğday ve soya küspesine yönelik artan talebin bir sonucudur. Tahıllara olan artan talep, onların değerini de artırmış, yem üreticilerini ve beslenme uzmanlarını maliyetleri düşürmek için alternatif yemler aramaya yöneltmiştir. Bununla birlikte, geleneksel olmayan rasyon kaynakları, hayvan gerekli endojen sindirim enzimlerinden yoksun olabileceğinden ve yemden daha az besin toplayabileceğinden, kolayca sindirilebilir olmayabilir. Yemi daha sindirilebilir hale getirmek için yeme dışarıdan katılan enzimlerin kullanılması, hayvan için bu geleneksel olmayan yem kaynaklarının besin değerini artırır.

Son 20 yılda, hayvan yemi sektöründe enzim takviyesi önemli ölçüde büyümüş ve gelişmiştir. Global yem enzimi pazarının şu anda 1 milyar ABD Dolarından fazla olduğu tahmin ediliyor ve önümüzdeki beş yıl içinde %8 daha büyümesi bekleniyor. Şu anda fitaz en büyük pazar payına sahiptir; bununla birlikte, ksilanaz gibi proteazlar ve NSP enzimleri rasyonların çok önemli bir bölümüne dahil edilmektedir. Kanatlı hayvan yemlerindeki enzimler en büyük segmenttir ve bunu domuz ve su ürünleri endüstrileri izlemektedir.

Hayvan yemlerinde enzim kullanımının kısa tarihçesi

İlk ekzojen enzim 1969 yılında sentezlenmiş olmasına rağmen, enzimler 30 yıldan daha kısa bir süredir hayvan beslemede kullanılmaktadır. Çalışmaların orijinal amacı, buğday, arpa ve buğday çimi gibi yem maddelerinde kullanılan tahıllardaki anti-beslenme moleküllerini parçalamaktı. Bu tahıllar, bir hayvan rasyonunda birincil karbonhidrat kaynağı olarak kullanıldığında, mısır ve sorgum gibi diğer tahıllarla karşılaştırıldığında daha az sindirebilirlik ve besin içeriği sunmaktaydı ve genellikle hayvan performansında düşüşlere neden olmaktaydı.

Biyoteknoloji endüstrisi tarafından geliştirilen ilk enzimler arabinoksilanlar ve beta glukanazlardı. Görevleri, tahılın lifli kısımları olan nişasta olmayan polisakkaritleri parçalamaktı. Bu enzimler, bağırsakta sindirilmeyen tahılın viskozitesini azalttı. İlk denemeler, buğday bazlı rasyonlara dışarıdan enzimlerin eklenmesinin tek mideli hayvanlarda sindirilebilirliği iyileştirdiğini kanıtladı. Bu erken çalışmalar aynı zamanda bilim adamlarının bu enzimlerin etki şeklini anlamalarına yardımcı oldu ve daha geniş çeşitlilikte substratlar üzerinde çalışabilen yeni enzimler geliştirmelerini sağladı.

80'li ve 90'lı yıllarda, lif içindeki NSP'lerin (Nişasta Olmayan Polisakkaritler) ve bunların hayvan performansı üzerindeki etkilerinin daha iyi anlaşılması, araştırmanın odak noktası haline geldi ve ksilanaz kullanımı da yaygınlaştı. 90'ların sonlarında fitaz kullanımı standart bir uygulama haline geldi. Halihazırda fitaz ve ksilanaz gibi karbonhidratları parçalayan enzimlerin yem penetrasyonu açısından yem enzimi sektörü olgun bir pazardır.

1990'ların başında, beslenme uzmanları ve araştırmacılar arasındaki ana tartışma konusu, hayvan yemlerindeki fosfor kaynaklarının kaçınılmaz olarak azalmasıydı. Yem katkı maddeleri endüstrisi, genellikle çiftlik hayvanlarında bulunmayan bir molekül aracılığıyla daha fazla fosfor salabilen enzimlere odaklanarak bu zorluğa hızla yanıt verdi:

Yeme dışarıdan enzim ilave etmenin yemdeki anti-beslenme faktörlerinin azaltmak, daha düşük maliyetli yem bileşenlerini kullanmak ve yem dönüşümü ile hayvan performansında iyileşme elde etmek gibi çeşitli faydaları bulunmaktadır. Ancak beslemeden en iyi sonucu almak ve ihtiyaçları tam olarak karşılamak için doğru yem enzimini seçmek kesinlikle önemlidir.

Enzim teknolojileri ile yem verimliliğini en üst düzeye çıkarmak

Enzimlerin yem verimliliğini optimize etmek için etkili bir çözüm olduğu bilinmektedir. Hayvan rasyonlarında enzim takviyesi, fitat ve NSP'ler gibi anti-besleyici bileşenleri hayvan tarafından daha kolay emilen formlara ayırarak besin sindirimini artırır, olumsuz çevresel etkiyi azaltır ve üreticiler için maliyetlerden tasarruf sağlar.

Su ürünleri beslemesinde, bitkisel kaynaklı nişastalar, proteinler ve lipidler gibi yem bileşenlerinden besinlerin serbest bırakılması ve yemden daha etkin şekilde yararlanılabilmesi için yeme dışarıdan enzim katılması ihtiyacı duyulmaktadır.

Yem verimliliği, hammaddelerin ve kalitelerinin doğru bir şekilde bilinmesi ile başlar ve yem formülasyonunun hassas bir şekilde ayarlanmasına olanak tanır. Bir enzimin ne kadar iyi performans gösterdiği, çoğu durumda, hayvana ulaşmadan önce belirlenir. Yem işleme yöntemleri- öğütme, ezme veya özellikle peletleme olsun- enzim stabilitesi üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Ayrıca, sindirim sistemi koşulları, özellikle pH değişiklikleri ve substrat mevcudiyeti, enzim verimliliğini de etkileyebilir.

Enzimler, hem bitki bazlı yem bileşenlerinin sindirilebilirliğini iyileştirirler hem de satın almak ve işlemek için daha az tahıla ihtiyaç duyulmasını sağlarlar. Böylece yem dönüşüm oranlarında, sürü üniformitesinde ve yem fabrikalarındaki verimlilikte gelişme sağlayarak  hayvansal üretime anında ekonomik faydalar sunarlar.

Üreticilere sunduğu mevcut avantajlara rağmen, su ürünleri besleme endüstrisi, üretimi daha da optimize etmek amacıyla enzim teknolojisini derinlemesine incelemeye daha da istekli görünüyor. Farklı substratların parçalanmasının etkileri, farklı enzim üretme yöntemleri, enzimlerin bağırsak oluşumunda ve gelişiminde epigenetik etkileri, mikrobiyota ve bağırsak sağlığı ile etkileşimi ve bunların bağışıklık sistemi üzerindeki doğrudan veya dolaylı etkileri üzerine çeşitli araştırmalar yapılmaya devam ediyor. Enzimlere olan bakışımız geliştikçe, sürüleri besleme şeklimizde de önemli dönüşümleri bekleyebiliriz.