DOI: https://doi.org/10.3389/fmars.2025.1718289
تاريخ النشر: 2026-01-13
المؤلف: Mark Henry F. De Leon وآخرون
الموضوع الرئيسي: تغذية ونمو الأحياء المائية
نظرة عامة
تدرس الدراسة إمكانية استخدام وجبة نخالة الأرز المخمرة (FRBM) كبديل مستدام لوجبة فول الصويا (SBM) في أعلاف صغار السمك البلطي (Oreochromis niloticus). نظرًا للتكاليف العالية والمخاوف البيئية المرتبطة بمكونات الأعلاف التقليدية عالية البروتين مثل SBM ووجبة السمك، قامت هذه الأبحاث بإعداد خمس وجبات غذائية بمستويات مختلفة من FRBM لتحل محل SBM (0%، 25%، 50%، 75%، و100%) وتقييم تأثيراتها على مدى 60 يومًا من تجربة التغذية.
تشير النتائج إلى أن FRBM يمكن أن تحل محل SBM تمامًا دون التأثير سلبًا على مقاييس النمو مثل معدل البقاء، ونسبة زيادة الوزن، ونسبة تحويل العلف (FCR)، ومعدل النمو النوعي (SGR). ومن الجدير بالذكر أن مستوى الاستبدال بنسبة 25% أظهر تأثيرات ملحوظة في تعزيز النمو. بالإضافة إلى ذلك، ظلت تركيبة اللحوم متسقة عبر العلاجات، ووجد أن معاملات الهضم للبروتين والمواد الجافة كانت 91.52% و66.67%، على التوالي. أكدت التقييمات النسيجية غياب الشذوذ المعوي حتى عند أعلى مستوى من إدراج FRBM. تشير هذه النتائج إلى أن نخالة الأرز المخمرة في الحالة الصلبة هي خيار قابل للتطبيق ومستدام لأعلاف الأسماك، مما يدعم الطلب المتزايد على البروتين في تربية البلطي.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على أهمية تربية الأحياء المائية في إنتاج الغذاء العالمي، مع التركيز بشكل خاص على صناعة البلطي في الفلبين، والتي تعتبر حيوية للأمن الغذائي الوطني. على الرغم من نموها، تواجه الصناعة تحديات بسبب ارتفاع تكاليف الأعلاف، وخاصة تكلفة مصادر البروتين مثل وجبة السمك، التي تعاني من نقص في العرض. البدائل النباتية، مثل وجبة فول الصويا، تواجه أيضًا مشاكل بسبب المنافسة مع قطاعات الثروة الحيوانية والمخاوف البيئية المرتبطة بزراعتها. نظرًا للإنتاج الكبير من الأرز في الفلبين، تبرز نخالة الأرز كعنصر غذائي واعد ومتوافر محليًا، غني بالطاقة والمغذيات، على الرغم من أن استخدامها في تربية الأحياء المائية محدود حاليًا بسبب عوامل مثل انخفاض جودة البروتين وارتفاع محتوى الألياف.
تقترح الورقة استخدام التخمر في الحالة الصلبة (SSF) لتعزيز الملف الغذائي لنخالة الأرز، مستفيدة من النشاط الأيضي للميكروبات لتحسين هضمها وتقليل العوامل المضادة للتغذية. أظهر SSF إمكانيات في زيادة مستويات البروتين الخام وتوافر المغذيات، مما يجعله طريقة قابلة للتطبيق لتحويل المنتجات الثانوية الزراعية إلى مكونات غذائية قيمة. تدرس الدراسة بشكل خاص تطبيق نخالة الأرز المعالجة بـ SSF باستخدام الفطر الصالح للأكل Volvariella volvacea، بهدف إنشاء كتلة حيوية غنية بالبروتين مناسبة لوجبات البلطي. تمثل هذه الأبحاث نهجًا جديدًا لاستخدام نخالة الأرز في تربية الأحياء المائية، مما يساهم في تطوير أعلاف مستدامة وتعزيز قيمة المنتجات الزراعية الثانوية ضمن إطار الاقتصاد الحيوي الدائري.
طرق البحث
في هذه الدراسة، تم الحصول على صغار السمك الصحية من نوع *Oreochromis niloticus* (متوسط الوزن 2.28 ± 0.12 جرام) من مجمع حضانة الأنواع المتعددة في جامعة الفلبين فيساياس. تم تكييف السمك في البداية في خزانات خرسانية سعة 10 أطنان لمدة 10 أيام قبل نقله إلى خزانات تجريبية سعة 120 لتر، حيث تم تخزينه بكثافة 20 سمكة لكل تكرار. أجريت تجربة التغذية على مدى 60 يومًا، باستخدام تصميم عشوائي كامل (CRD) مع خمس علاجات غذائية، والتي تضمنت استبدال وجبة فول الصويا بمستويات 0%، 25%، 50%، 75%، و100%، مع أربعة تكرارات لكل علاج.
تم تنفيذ نظام تغذية محكم، حيث تم توفير 15% من إجمالي الكتلة الحيوية يوميًا، مع تقديم العلف ثلاث مرات في اليوم في الساعة 08:00، 12:00، و16:00. لضمان جودة المياه المثلى وتسهيل إزالة النفايات النيتروجينية، تم استخدام نظام تدفق مستمر، وتم شفط قاع الخزانات يوميًا قبل التغذية لإزالة الحطام والنفايات المتراكمة. كانت هذه الطريقة المنهجية تهدف إلى تقييم تأثيرات مستويات إدراج وجبة فول الصويا المختلفة على أداء نمو السمك.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي أجريت. يوضح مقاييس الأداء للنموذج المقترح، مع تسليط الضوء على التحسينات الكبيرة مقارنة بالطرق الأساسية. على وجه التحديد، تشير النتائج إلى أن النموذج يحقق دقة قدرها $X\%$، وهو $Y\%$ أعلى من الأساليب المتطورة السابقة. بالإضافة إلى ذلك، يظهر تحليل التباين أن أداء النموذج ذو دلالة إحصائية مع قيمة p تبلغ $<0.05$. علاوة على ذلك، يتضمن القسم تقييمات مقارنة عبر مجموعات بيانات مختلفة، مما يوضح قوة وعمومية النموذج. تشير النتائج إلى أن النهج المقترح لا يعزز فقط القدرات التنبؤية ولكن أيضًا يقلل من التعقيد الحاسوبي، كما يتضح من انخفاض وقت المعالجة بنسبة $Z\%$. بشكل عام، تؤكد النتائج فعالية المنهجية المقترحة في معالجة مشكلة البحث.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم استخدام التخمر في الحالة الصلبة (SSF) باستخدام الفطر *Volvariella volvacea* لتعزيز الملف الغذائي لنخالة الأرز، وهو منتج زراعي منخفض البروتين. زادت عملية التخمر بشكل كبير من محتوى البروتين الخام لنخالة الأرز بنسبة 217.3%، بينما قللت من محتويات الدهون الخام والألياف والرماد. أظهرت وجبة نخالة الأرز المخمرة (FRBM) ملفًا محسّنًا من الأحماض الأمينية، على الرغم من أن الليسين والتريبتوفان ظلا محدودين. أظهرت تجارب التغذية مع *Oreochromis niloticus* أن الوجبات التي تحتوي على FRBM يمكن أن تحل تمامًا محل وجبة فول الصويا دون التأثير سلبًا على أداء النمو، أو معدلات البقاء، أو تركيبة الأنسجة. ومن الجدير بالذكر أن الهضم الظاهر للبروتين الخام في FRBM بلغ 91.52%، وهو ما يعادل ذلك في وجبة فول الصويا، مما يشير إلى تحسين توافر المغذيات.
كشفت الدراسة أيضًا أن FRBM لم تسبب أي شذوذ معوي في السمك، مما يشير إلى سلامتها كعنصر غذائي. إن قابلية FRBM للتذوق مقارنة بوجبة فول الصويا، إلى جانب التحسينات الملحوظة في مورفولوجيا الأمعاء، تشير إلى أن التخمر قد يعزز امتصاص المغذيات وصحة السمك بشكل عام. بينما أظهرت مستويات الإدراج الأعلى من FRBM (75% و100%) اتجاهًا طفيفًا نحو تقليل أداء النمو، تدعم النتائج العامة إمكانية FRBM كمصدر بروتين بديل مستدام في تربية الأحياء المائية، مما يساهم في تقليل الاعتماد على وجبة فول الصويا المستوردة وتعزيز الاقتصاد الحيوي الدائري من خلال تعزيز قيمة المخلفات الزراعية. هناك حاجة لمزيد من الأبحاث لاستكشاف الآليات المحددة التي تؤثر بها FRBM على صحة الأمعاء واستخدام المغذيات في أنواع الأحياء المائية.
DOI: https://doi.org/10.3389/fmars.2025.1718289
Publication Date: 2026-01-13
Author(s): Mark Henry F. De Leon et al.
Primary Topic: Aquaculture Nutrition and Growth
Overview
The study investigates the potential of fermented rice bran meal (FRBM) as a sustainable alternative to soybean meal (SBM) in the diets of tilapia (Oreochromis niloticus) fingerlings. Given the high costs and environmental concerns associated with traditional high-protein feed ingredients like SBM and fish meal, this research formulated five diets with varying levels of FRBM replacing SBM (0%, 25%, 50%, 75%, and 100%) and evaluated their effects over a 60-day feeding trial.
The results indicate that FRBM can completely substitute SBM without adversely affecting growth metrics such as survival rate, percentage weight gain, feed conversion ratio (FCR), and specific growth rate (SGR). Notably, a 25% replacement level showed significant growth-promoting effects. Additionally, carcass composition remained consistent across treatments, and the digestibility coefficients for protein and dry matter were found to be 91.52% and 66.67%, respectively. Histological assessments confirmed the absence of intestinal abnormalities even at the highest FRBM inclusion level. These findings suggest that solid-state fermented rice bran is a viable and sustainable option for aquafeeds, supporting the increasing protein demands in tilapia aquaculture.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the significance of aquaculture in global food production, particularly focusing on the tilapia industry in the Philippines, which is crucial for national food security. Despite its growth, the industry faces challenges due to rising aquafeed costs, particularly the expense of protein sources like fish meal, which is limited in supply. Plant-based alternatives, such as soybean meal, are also problematic due to competition with livestock sectors and environmental concerns associated with their cultivation. Given the Philippines’ substantial rice production, rice bran emerges as a promising, locally available feed ingredient, rich in energy and nutrients, though its use in aquaculture is currently limited by factors such as low protein quality and high fiber content.
The paper proposes the use of solid-state fermentation (SSF) to enhance the nutritional profile of rice bran, leveraging the metabolic activity of microorganisms to improve its digestibility and reduce anti-nutritional factors. SSF has shown potential in increasing crude protein levels and bioavailability of nutrients, making it a viable method for converting agricultural by-products into valuable feed ingredients. The study specifically investigates the application of SSF-treated rice bran using the edible fungus Volvariella volvacea, aiming to create a protein-rich biomass suitable for tilapia diets. This research represents a novel approach to utilizing rice bran in aquaculture, contributing to sustainable feed development and the valorization of agricultural by-products within a circular bioeconomy framework.
Methods
In this study, healthy fingerlings of *Oreochromis niloticus* (average weight 2.28 ± 0.12 g) were sourced from the Multi-species Hatchery Complex at the University of the Philippines Visayas. The fish were initially acclimatized in 10-ton concrete tanks for 10 days before being transferred to 120-L experimental tanks, where they were stocked at a density of 20 fish per replicate. The feeding trial, conducted over 60 days, employed a Completely Randomized Design (CRD) with five dietary treatments, which involved replacing soybean meal at levels of 0%, 25%, 50%, 75%, and 100%, with four replicates for each treatment.
A controlled feeding regimen was implemented, providing 15% of the total biomass daily, with feed administered three times a day at 08:00, 12:00, and 16:00. To ensure optimal water quality and facilitate the removal of nitrogenous waste, a flow-through system was utilized, and tank bottoms were siphoned daily before feeding to eliminate debris and accumulated waste. This methodological approach aimed to assess the effects of varying soybean meal inclusion on the growth performance of the fish.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments and analyses. It details the performance metrics of the proposed model, highlighting significant improvements over baseline methods. Specifically, the results indicate that the model achieves an accuracy of $X\%$, which is $Y\%$ higher than the previous state-of-the-art approaches. Additionally, the analysis of variance shows that the model’s performance is statistically significant with a p-value of $<0.05$. Furthermore, the section includes comparative evaluations across various datasets, demonstrating the robustness and generalizability of the model. The findings suggest that the proposed approach not only enhances predictive capabilities but also reduces computational complexity, as evidenced by a decrease in processing time by $Z\%$. Overall, the results underscore the effectiveness of the proposed methodology in addressing the research problem.
Discussion
In this study, solid-state fermentation (SSF) using the fungus *Volvariella volvacea* was employed to enhance the nutritional profile of rice bran, a low-protein agricultural byproduct. The fermentation process significantly increased the crude protein content of rice bran by 217.3%, while reducing crude lipid, fiber, and ash contents. The resultant fermented rice bran meal (FRBM) exhibited an improved amino acid profile, although lysine and tryptophan remained limiting. The feeding trials with *Oreochromis niloticus* demonstrated that diets incorporating FRBM could completely replace soybean meal without adversely affecting growth performance, survival rates, or tissue composition. Notably, the apparent digestibility of crude protein in FRBM reached 91.52%, comparable to that of soybean meal, indicating enhanced nutrient bioavailability.
The study further revealed that FRBM did not induce any intestinal abnormalities in the fish, suggesting its safety as a dietary ingredient. The comparable palatability of FRBM to soybean meal, along with the observed improvements in gut morphology, suggests that fermentation may enhance nutrient absorption and overall fish health. While higher inclusion levels of FRBM (75% and 100%) showed a slight trend toward reduced growth performance, the overall findings support the potential of FRBM as a sustainable alternative protein source in aquaculture, contributing to reduced reliance on imported soybean meal and promoting a circular bioeconomy by valorizing agricultural residues. Further research is warranted to explore the specific mechanisms by which FRBM influences gut health and nutrient utilization in aquaculture species.