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Agricoltura moderna
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di Mathieu Calmont, Area Business Manager EMEA (Europa – Medio Oriente – Africa), Francia, e Kristin Sandersen Gretland, Responsabile tecnico commerciale, Borregaard, Scandinavia, Norvegia
In molti paesi, la produzione di acquacoltura di gamberetti è depressa da malattie, particolarmente causata da vibrioni batteri. antibiotici, che sono stati usati in grandi quantità, sono in molti casi inefficaci, o provocare un aumento della virulenza dei patogeni. I prodotti di formaldeide sono stati ampiamente utilizzati, e il comportamento di resistenza ha iniziato a manifestarsi nell'allevamento di gamberetti.
Vibrio parahaemolyticus e Vibrio harveyi sono stati descritti come i principali patogeni nelle specie di gamberi. Questi agenti patogeni causano gravi infezioni e diminuiscono la produttività sia negli incubatoi che negli stagni. Inoltre, questo porta a una ridotta conversione del mangime ea un tasso di crescita ridotto negli individui sopravvissuti.
La maggior parte delle malattie acquatiche batteriche sono legate ai batteri vibrioni. Questi batteri di solito dominano la normale microflora dei gamberi peneoidei selvatici e d'allevamento. I batteri colonizzeranno nel tratto digestivo, rilasciare tossine, e infine distruggere l'organo digestivo noto come epatopancreas. Ciò sta portando a un'elevata mortalità, fino al 90%.
Un nuovo prodotto, SoftAcid Aqua Deca, è stato sviluppato e ottimizzato per essere utilizzato in tutte le fasi della produzione di gamberetti (dalle alghe alla fase di crescita). Il prodotto inibisce la crescita e la formazione di biofilm di vibrioni, non permettendo alle specie di vibrioni di colonizzare il tratto digestivo del gambero. Gli studi sull'alimentazione dei gamberetti hanno mostrato risultati positivi, con un tasso di sopravvivenza più elevato, aumento della biomassa e riduzione dei costi di conversione dei mangimi.
Introduzione al lavoro svolto
Gli obiettivi di questo progetto erano sviluppare un prodotto unico che potesse essere utilizzato in diverse fasi della produzione di gamberi, oltre ad avere un impatto positivo sulla riduzione della formazione di biofilm e batteri. Il lavoro è iniziato con prove di laboratorio in cui è stato studiato l'effetto battericida nei confronti di diversi ceppi di vibrioni. Come secondo passo, è stato studiato l'effetto batteriostatico rispetto al quorum sensing e alla formazione di biofilm.
Il quorum sensing (QS) è un meccanismo mediante il quale i batteri coordinano l'espressione di determinati geni in risposta alla presenza o assenza di piccole molecole segnale. Sembra che molti dei fattori di virulenza di Vibrio harveyi siano regolati dal QS e la produzione di tossine extracellulari è nota per essere una delle maggiori cause di tossicità da vibrio. I gamberetti coltivati possono essere protetti dalla vibriosi interrompendo il quorum sensing.
Risultati precedenti hanno affermato che le unità di pirogallolo distruggono il QS in Vibrio [1-2]. L'acido lignosolfonico presente in SoftAcid Aqua Deca ha una struttura polifenolica, simile all'unità pirogallolo vista in altri polifenoli.
Esperienze precedenti hanno mostrato effetti positivi sulla rimozione del biofilm quando si utilizza SoftAcid. Nel settore dei gamberetti, si ritiene che i vibrioni si attacchino al tratto digestivo dei gamberetti creando un biofilm. Sono state eseguite prove di laboratorio con l'adesione di biofilm per vedere l'effetto di SoftAcid Aqua Deca specificamente sui biofilm di vibrio.
Sulla base di studi iniziali, sono state avviate prove di mangime per gamberetti in Ecuador.
Prove in laboratorio:Concentrazione Inibente Minima (MIC)
L'effetto antimicrobico di SoftAcid Aqua Deca è stato testato utilizzando la procedura MIC. La MIC è stata determinata per tre additivi:SoftAcid Aqua Deca, un acido tamponato commerciale e una soluzione di formaldeide. L'antibiotico Enrofloxacin è stato utilizzato come riferimento.
Sono stati testati tre diversi ceppi di batteri:Vibrio parahaemolyticus (Vp), Vibrio harveyi (Vh) e Pseudomonas sp.(Ps). I risultati sono stati presentati come percentuali, e la OD (densità ottica) del controllo positivo (+) è stata impostata al 100%.
I valori MIC mostrano che SoftAcid Aqua Deca inibisce la crescita batterica di Vibrio parahaemolyticus, Vibrio Harveyi e Pseudomonas a 2000 ppm (riduzione della densità ottica> 98% per tutti i ceppi testati). L'acido tamponato commerciale ha mostrato un effetto limitato sui ceppi quando si utilizzava la concentrazione massima di prova di 4000 ppm:una riduzione della densità ottica del 31 percento, Lo 0 percento e l'otto percento sono stati trovati per i tre ceppi testati
La soluzione di formaldeide inibisce la crescita dell'80% di riduzione a 700 ppm per tutti i ceppi e ha lo stesso schema di inibizione con una riduzione dell'80% alla concentrazione massima di 4000 ppm. Il comportamento di resistenza è comunemente visto con i prodotti a base di formaldeide.
QS:Quorum sensing
Il quorum sensing nel vibrio può essere osservato seguendo la sua luminescenza. Sono state eseguite prove di laboratorio con SoftAcid Aqua Deca studiando lo spettro di luminescenza di Vibrio harveyi e Vibrio campbellii.
Dagli studi si può vedere che SoftAcid Deca interrompe il sistema di rilevamento del quorum. I gamberetti coltivati possono essere protetti dalla vibriosi da questo tipo di interruzione del sistema di rilevamento del quorum.
biofilm
Nel settore dei gamberetti, si ritiene che i vibrioni si attacchino al tratto digestivo dei gamberetti creando un biofilm. I risultati precedenti hanno mostrato un effetto positivo sulla rimozione del biofilm quando si utilizza SoftAcid.
L'adesione del biofilm è stata studiata per vedere l'effetto di SoftAcid Aqua Deca sui biofilm di vibrio tra cui Vibrio harveyi (Vh), Vibrio parahaemolyticus ATCC (Vp), Vibrio vulnificus (Vv), Vibrio campbelli (Vc) e Pseudomonas sp (Ps). Come riferimento è stato utilizzato un acido organico tamponato.
I risultati sono presentati in percentuale, dove la luminescenza del controllo positivo (+) è impostata al 100%. Nessuna adesione di biofilm nel trattamento con SoftAcid Aqua Deca, mentre tutti i ceppi testati con acido organico tamponato sono stati in grado di attaccare un biofilm.
Prove su piante
Sono state eseguite diverse prove di impianto; uno di questi era una sperimentazione vegetale eseguita in un allevamento di gamberi a terra in Ecuador, per studiare l'effetto di SoftAcid Aqua Deca. L'allevamento aveva un rinnovo idrico limitato e il tasso di sopravvivenza dei gamberetti era normalmente del 30-40%.
Sono stati studiati diversi parametri per le fasi di accrescimento e finissaggio del gambero:biomassa totale, densità di gamberi, indice di conversione, tasso di sopravvivenza così come il costo del mangime.
SoftAcid Aqua Deca - Effetto positivo sulla crescita delle alghe
Le alghe sono la fonte alimentare più importante per il gambero peneoideo, in particolare gli stadi larvali. Le specie algali utilizzate per nutrire i gamberetti negli incubatoi sono generalmente scelte in base alle dimensioni e alla capacità di crescere nelle colture. La composizione nutrizionale è importante per sostenere una buona crescita.
Durante l'ultima fase della crescita delle alghe, prima che ogni tipo venga aggiunto alle vasche delle larve, le alghe devono essere preservate dalla degradazione e dall'ossidazione. SoftAcid ha mostrato effetti positivi in questa applicazione, sia come conservante che come promotore della crescita.
I ligninsolfonati sono lignina solubile in acqua. Questi sono disponibili come sale dell'acido lignosolfonico. SoftAcid Aqua Deca è una combinazione di acido lignosulfonico e acidi grassi a catena corta.
Le sostanze umiche e fulviche hanno mostrato un effetto positivo sulla crescita delle microalghe. È risaputo che la lignina svolge un ruolo fondamentale nella formazione delle sostanze umiche e fulviche naturali, pari a quanto si troverà nelle vasche delle alghe.
Oggi l'opinione più accettata è che un importante elemento costitutivo delle sostanze umiche/fulviche provenga dai polifenoli della lignina. Un percorso di formazione di sostanze umiche/fulviche è attraverso la scomposizione dei biopolimeri vegetali, compresa la lignina, nelle loro unità strutturali [3].
Perciò, molti dei gruppi funzionali presenti negli acidi umici/fulvici si trovano anche nella lignina. Inoltre, la quantità di acido fulvico equivalente nell'acido lignosulfonico utilizzato in SoftAcid è del 94 percento [4]. L'effetto positivo di SoftAcid sulla crescita delle alghe, potrebbe quindi essere attribuito alla presenza di acidi fulvici.
SoftAcid Aqua Deca – Miglioramento delle condizioni igieniche
A seconda delle diverse fasi/ciclo di vita del gambero, il trattamento dell'acqua può essere effettuato utilizzando SoftAcid Aqua Deca. Il prodotto può essere utilizzato durante tutte le fasi dello sviluppo del gambero, dai protozoi alle fasi larvali.
Inoltre, SoftAcid Aqua Deca può essere utilizzato come disinfettante per tutti gli elementi all'interno del vivaio per evitare la colonizzazione di agenti patogeni.
Sostenibilità
Il mondo deve affrontare una serie di importanti sfide legate al clima e all'ambiente, produzione alimentare e gestione delle risorse. La bioraffineria avanzata di Borregaard può aiutare ad affrontare alcune di queste sfide. Borregaard utilizza materie prime rinnovabili e naturali e le converte in prodotti di valore che possono sostituire i prodotti chimici a base di petrolio.
Elevato utilizzo di materie prime, minori emissioni di gas serra e prodotti per sostituire le alternative a base di petrolio, fornire soluzioni sostenibili e orientate al futuro [5]. I prodotti SoftAcid, e più specificamente SoftAcid Aqua Deca, contribuire a un'alternativa più sostenibile per l'industria dei gamberetti.
Conclusione
SoftAcid Aqua Deca è stato sviluppato per funzionare come un unico, prodotto versatile e sostenibile che:
