Su bitkileri de dahil olmak üzere küresel su ürünleri üretimi 110.2 milyon ton olarak kaydedilmiş olup bu mahsüllerin ilk satış değeri $243.5B olarak tahmin edilmektedir. Üretimin dağılımına bakacak olursak, toplam üretimin 80M tonunun tüketimlik olanlar oluştururken ve 30.1M tonunu da su bitkileri oluşturmakta. [Kaynak]

Dünya su ürünleri yetiştiriciliği endüstrisi, 2000 yılından bu yana artık 1980'ler ve 1990'lardaki yüksek yıllık büyüme oranlarını yakalayamamaktadır. Bununla birlikte, su ürünleri yetiştiriciliği diğer büyük gıda tedarik sektörlerinden daha hızlı büyüyor. 2001-2016 döneminde yıllık büyümenin ılımlı bir şekilde %5.8'e düşmesine rağmen büyüme hala devam ediyor. [İleri okuma]

Şu anda, su ürünleri yetiştiriciliği, küresel toplam balık üretiminin %46.8'ine katkıda bulunmaktadır. Su ürünleri yetiştiriciliğindeki bu artışın temel nedenleri arasında, mahsüllerin beslendiği yemlerdeki kalite artışı yadsınamaz bir gerçek.

Kalitesi yüksek bir yem, uygun ve gerekli yem katkı maddelerinden hazırlanır. Fonksiyonel yem katkı maddelerindeki son gelişmeler, su ürünleri yetiştiricilerinin operasyonlarında umut vermektedir. Fonksiyonel yem katkı maddeleri, balıkların büyüme performansını geliştirmenin yanı sıra balıkların sağlık performansını da arttırmaktadır.

Fonksiyonel olarak tanımlanan bu katkı maddeleri farklı kaynaklardan elde edilmektedir, organik olarak tanımlanırlar ve çevre ile dostturlar. Fonksiyonel yem katkı maddeleri arasında prebiyotikler, probiyotikler, deniz yosunları, mantarlar, mikroalgler, enzimler, organik asitler, mikotoksin bağlayıcılar, fotogenik veya fitobiyotik bileşikler ve mayalar bulunur.

Yem giderleri, su ürünleri yetiştiriciliğinde üretim maliyetinin yaklaşık %50-80 gibi, epey büyük bir kısmını temsil eder. Su ürünleri yetiştiriciliğinde başarılı olmak için beslenmenin dengeli olması, fakat aynı zamanda üretim maliyetinin de mümkün olduğu kadar düşük olması gerekir. Yetiştiricilik operasyonunda kullanılan yemin kalitesi ve maliyeti, yem formülasyonu için kullanılan yem hammaddelerinin ve katkı maddelerinin kalitesi ile fiyatına bağlıdır.

Yem hammaddeleri organik ve inorganik bileşenlerin karışımından oluşur. Bu bileşenler, ham madde ve çıkarma işlemine göre değişir. Yem hazırlama sırasında yem katkı maddeleri eklenerek yem kalitesi, sağlık performansı ve balıkların beslenme verimliliği artırılır. Yem katkı maddelerinin çoğu besleyici sınıfta yer almazlar fakat antioksidanlar, immünostimülanlar, probiyotikler, antibiyotikler büyümeyi, sağlığı ve su kalitesini iyileştirir. Bu bileşenlerin yemlere katılmasının yemlerin üretim maliyetini arttırdığı yadsınamaz bir gerçek olmakla birlikte artan maliyetleri aşmak için, yem şirketleri fonksiyonel yem katkı maddelerinin uygulanmasına daha fazla ağırlık vermeye başladılar.

Fonksiyonel yem katkı maddeleri, antibiyotikler ve kemoterapötiklere de iyi bir alternatif olmuştur. Normal katkılardan daha iyi büyüme, immün yanıtı artırma, fizyolojik fonksiyonları ve balıkların sağlık performansını artırma özellikleriyle öne çıkmaktadırlar. Şimdi bazı temel fonksiyonel yem katkılarına ve işlevlerine göz atalım.

Fito-biyotik veya fitojenik bileşikler, balıkların büyümesini ve sağlık performansını artırmak için yemlere eklenen bitki türevleridir. Bu bitki ürünleri antioksidan, antimikrobiyal, antikarsinojenik, analjezik, böcek öldürücü, antiparaziter, antikoksidyal, büyüme düzenleyici, iştah arttırıcı, safra salgısı ve sindirim enzim aktivitesi uyarıcısı gibi farklı özelliklere sahiptirler. Bu fitobiyotik bileşenler, bitkilerin yaprak, kök, yumru, meyve ve baharatları gibi bölümlerinden elde edilen heterojen yem katkı maddeleridir. Bu bileşenler yağ, toz yada ekstrakt gibi farklı formlarda kullanılır. Su ürünleri yetiştiriciliğinde kullanılan çeşitli fitojenik bileşikler şu şekildedir:

  • Sarımsak (Allium sativum) yetiştiricilik altındaki balıklarda bakteriyel hastalıklara karşı immünostimülasyonu kontrol eder ve arttırır. [Link]
  • Biberiye (Rosmarinus officinalis) Nil tilapyasında Streptococcus inae'nin neden olduğu ölümlere karşı direnci arttırır. [Link]
  • Kekik, Avrupa levreğinde Listonella anguillarum'a karşı %0.025 ve %0.05 karvakrolün kayda değer bir direnç sağladığı görülmüştür. [Link]

Mikroalg grubu, boyutları 2 ile 20 μm arasında değişen, fotosentetik tek hücreli canlılar grubudur. Mikroalgler protein (Spirulina - %60-90), yağ (poli-doymamış yağ asitleri, HUFA), polisakarit, vitamin, antioksidan, pigment, iz element vb. gibi birçok besin kaynağı yönünden oldukça zengindir. Şu anda balık ve kabuklu yavru besinlerinde canlı yem olarak  da kullanılmaktadır. Sık kullanılan mikroalg türleri Chlorella, Tetraselmis, Isochrysis, Pavlova, Phaeodactylum, Chaetoceros, Nannochloropsis, Skeletonema ve Thalassiosira'dır.

Farklı alg türlerinin kombinasyonu, balıkların büyüme performansı ve beslenmesi için daha iyi sonuçlar verir. Su ürünleri yetiştiriciliği için, bir mikroalg türü, kolay kültür edilebilir, toksik riski olmayan, doğru hücre boyutunda ve şeklinde, yüksek besin değeri olan ve besin maddelerini mevcut kılan bir sindirilebilir hücre duvarına sahip olmak gibi çeşitli kriterleri karşılamalıdır. Protein ve vitamin içeriği, mikroalglerin besin değerini belirleyen önemli bir faktördür. Yem katkısı olarak düşündüğümüzde, mikroalg içeren diyetler balıklarda daha iyi sonuçlar verir. Balık beslenmesi ile ilgili bazı mikroalg çalışmaları şu şekilde sıralanmıştır:

  • Spirulina ilave edilmiş yemler Pengze sazanında daha iyi büyüme performansı ve yem verimliliği göstermiştir. [Link] Yemdeki spirulina oranı %5 ve %10 olan diyetler Regalecus glesne, Koi ve Gold balıklarında daha iyi büyüme ve parlak renklenme göstermiştir. [Link] Gümüş sazanda süperoksit dismutaz ve lizozim serum aktivitesini artırmıştır. [Link]
  • Haematococcus pluvialis: Gökkuşağı alabalığında antioksidan sistemini ve belirli biyokimyasal parametreleri arttırır. [Link]
  • Crypthecodinium cohnii: genç çipurada büyüme performansını iyileştirdiği ve iyi bir sağ kalım oranı gösterdiği tespit edilmiştir. [Link]

Yüksek miktarda enzim, yağ asidi, amino asit, B vitamini kompleksi ve sayısız büyüme faktörü içeren bir grup maya, hem karasal hem de sucul hayvan beslenmesinde kullanılır. Sadece birkaç türü akvaryumculukta kullanılır ve bunların en yaygın olanı Saccharomyces cerevisiae'dir. Bu maya, ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) tarafından Genel Olarak Güvenli (GRAS) olarak kabul edilir ve hayvan yemlerinde kullanım için uygundur.

Fırıncı mayası hücre duvarı yüksek miktarda mannan oligosakaritler içerirken, bira mayası daha fazla miktarda selenyum ve krom gibi iz mineraller içerir. Maya, tatlı su balıkları ve kabuklularda büyümeyi, hayatta kalma oranını, olgunlaşmayı artırabilir; bağışıklık ve antioksidan sistemlerini geliştirebilir. β-glukan, manno proteinler, kitin (az bir bileşen olarak) ve nükleik asitler, mayaların bağışıklık uyarıcı özellikleri için ana bileşenlerdir. Mannan-Oligosakarit, bağırsaktaki bakterileri giderir, büyüme performansını artırır, besleme verimliliğini iyileştirir ve bağırsaktaki emilimi artırır. Maya farklı balık yemlerindeki etkisine örnekler şu şekilde sıralanmıştır:

  • Saccharomyces cerevisiae, Tilapyada büyüme performansını ve besleme verimliliğini artırdı. [Link] Hibrit çizgili levrekte enfeksiyonlara karşı hastalık ve bakteri direncini artırdı. [Link] Çipurada hücresel doğal bağışıklık tepkisini artırdı.[Link] Avrupa deniz levreği yavrularında (Dicentrarchus labrax) balık büyümesini ve antioksidan ana enzimlerin (katalaz, glutatyon peroksidaz ve süperoksit dismutaz) ifadesini artırdı. [Link]
  • Saccharomyces cerevisiae ve Saccharomyces boulardii, bağırsak mikrobiyotasını ve fırça sınırı enzim aktivitelerini artırdı. [Link]
  • Debaryomyces hansenii HF1, deniz levreği yavrularında sindirimi iyileştiren amilaz ve tripsin salgılar. [Link]

Anti-besin maddelerinin negatif etkisi, yem bileşenlerinin sindirimi ve balıkların büyüme performansını etkiler. Bu sorunlar, dış kaynaklı enzimlerle aşılabilir.

Su ürünleri yetiştiriciliğinde yaygın olarak kullanılan enzimler; fitaz, karbohidraz, proteaz, lipaz, alfa-amilaz, papain ve pepsindir. Bitki tohumlarının %80'indeki fosfor fitat şeklinde bulunur. Balıklar için, fitat fosforunun sindirilebilirliği ve biyoyararlanımı çok düşüktür. Bu nedenle, fitaz balık yemi ile verildiğinde fitat fosforunun sindirimi artar ve fosfor atılımı azalır. Ayrıca protein ve fosfor kullanımı da artar. Nişasta dışı polisakaritlerin sindirilebilirliği, yemlere nişasta dışı polisakaritleri parçalayan enzimlerin eklenmesi ile artar. Enzimlerin farklı balık yemlerindeki uygulamalarına örnekler şu şekildedir:

  • Fitaz: Nil tilapyasında büyümeyi, yem dönüşüm oranını, protein verimlilik oranını ve spesifik büyüme hızını arttırır.[Link] Pangasius yavrularında diyetlerine kg başına 500 U Fitaz ilavesi ağırlık kazancı, görünür net protein kullanımı ve enerji tutma değerini artırdı. [Link]
  • Pepsin, papain, amilaz: Nil tilapyası yavrularında büyümeyi ve yem kullanım verimliliğini artırdı. [Link]
  • Mikrobiyal fitaz: Diyetlerine kg başına 500 U mikrobiyal fıtaz eklenmesi, gökkuşağı alabalığındaki enerji ve fosforun kullanılabilirliğini arttırdı. [Link]
  • Alfa-amilaz: Genç gümüş çipura balığında nişasta sindirilebilirliğini artırdı. [Link]
  • Glukanaz, pentozanaz, selülaz, ksilanaz: Japon deniz levreğinde yem dönüşüm oranını, yem verimlilik oranını, azot retansiyonunu arttırdı ve amonyak salınımını azalttı. [Link]

Organik asitler, zayıf karboksilik kısa zincirli yağ asitleridir. Su içinde kısmen çözündükleri için hidrojen iyonu (H+) ve karboksilat iyonu (-COO-) oluştururlar. Organik asit örnekleri arasında formik asit, sitrik asit, benzoik asit, laktik asit, asetik asit, propiyonik asit, malik asit ve sorbik asit ile tuzları yer almaktadır.

Organik asitler balıkların büyümesini, besin kullanımını ve hastalık direncini arttırmaktadır ve  mide ile bağırsakta pH'ı düşürürken sindirim enzim aktivitesini arttırmaktadır. Bakterilerin hücre duvarına nüfuz ederler ve normal işlevini bozarak bakterilerin büyümelerini engellerler. Bu etkiler, balık türü, büyüklüğü, yaşı, organik asitlerin türleri ve düzeyi, yem yönetimi ve su kalitesi gibi çeşitli faktörlere bağlıdır. Organik asit ve tuzlarının farklı balık yemlerindeki kullanımlarına örnekler şu şekildedir:

  • Formik asit içeren yemle beslenen Gökkuşağı alabalıklarında, fosfor sindirilebilirliğinde belirgin bir iyileşme gözlemlenmiştir. [Link]
  • Sitrik asit, Deniz çipurasında azot ve fosfor tutulumuna yardımcı olur. [Link] Aynı zamanda, istiridyede kalsiyum ve fosfor biyoyararlanımını artırır. [Link]
  • Yüzde 1'lik Sodyum diformat takviyesi, gökkuşağı alabalığı yemi sindiriminde protein, lipid ve amino asitlerin sindirilebilirliğini artırmıştır. [Link] Yüzde 0,3'lük takviye, tilapya yavrularında protein verimlilik oranını ve protein retansiyonunu artırmıştır. [Link]

Farklı türlerden mantarların ürettiği ikincil metabolitlere mikotoksin denir. Bunlar genellikle tarımsal ürünlerde gelişirler. Formüle edilmiş yemde kullanıldığında bitkisel yem içerikleri kolayca bu mikotoksinlerden etkilenir, bu da balıklarda kilo alımını ve besleme verimliliğini azaltarak karaciğer ve böbrek hasarına neden olur.

İlk mikotoksin olan Aflatoksin, 1960'larda yer fıstığını hammadde olarak kullanan hindi yemlerinde keşfedilmiştir. İngiltere'de bu kirlenme nedeniyle 10M hayvan kaybedildi. Daha sonra pamuk tohumunu hammade olarak kullanan yemdeki aflatoksis kontaminasyonu nedeniyle ABD'de hükümet kontrolündeki ve ticari üretim çiftliklerinde gökkuşağı alabalıkları kaybedildi.

Aflatoksinler genellikle Aspergillus flavus, A. parasitcus ve A. nomius mantar türlerinden gelir. Fusarium mikotoksinleri de su ürünleri yemleri için büyük bir tehdittir.

Bu mikotoksinlerin olumsuz etkilerini gidermek için birkaç bağlayıcı mevcuttur. Alüminyum silikatlar, bentonit, montmorillonit, hidratlı sodyum kalsiyum alumina silikatlar, zeolitik malzemeler genellikle yemlerde 1 ila 10g/kg aralığında kullanılır. Farklı balık yemlerindeki mikotoksin bağlayıcılarının kullanımına dair örnekler şu şekildedir:

  • Hidrate sodyum kalsiyum alumina silikat: Nil tilapyasında alfatoksin B1 toksisitesini etkili bir şekilde azalttı. [Link]
  • %1 bentonit, Nil tilapyasının kaslarında AFB1'in inhibisyon etkisini ve biyolojik birikimini azalttı. [Link] Pangasius balığında daha iyi büyüme performansı ve AFB1 azaltımı gösterdi. [Link]
  • Montmorillonit + Bentonit (Kil adsorbanları): 5g/kg kil adsorbanları balık yemine eklenerek tilapyada AFB1'e karşı biyokimyasal ve histokimyasal parametreleri iyileştirdi. [Link]

Balık bağırsak mikrobiyal dengesi, probiyotik kullanımıyla iyileştirilebilir. Probiyotikler, yemlerle birlikte balık bağırsağına verilen canlı mikroplardır. Bağırsak mikrobiyal dengesini düzenleyerek antimikrobiyal etkiye sahiptir, antibakteriyel maddeler (bakteriosinler ve organik asitler) salgılayarak, patojenlerin bağırsağa yapışmasını önlemek için patojenlerle rekabet eder, patojenlerin hayatta kalması için gerekli olan besin maddeleri için rekabet eder ve antitoksin etkisi üretir.

Probiyotikler bağışıklık sistemini modüle edebilir, vücudun alerjik tepkisini düzenleyebilir ve memelilerde kanser proliferasyonunu azaltabilir. Bu nedenle, genellikle dost bakteriler veya sağlıklı bakteriler olarak tanımlanır. Ayrıca, akvakültür sistemlerinin su kalitesini de iyileştirir. Farklı balık yemlerinde probiyotik kullanımına dair örnekler şu şekildedir:

  • Bacillus subtilis ve Streptomyces, süs balıklarının (kılıç kuyruklu, guppy) büyümesini ve hayatta kalma oranını arttırdı.[Link]
  • Bacillus cereus yemlere eklenen 0.5g/kg'lık dozda, genç sinarit balığının büyüme performansını arttırdı.[Link]
  • B. subtilis, B. licheniformis ve Enterococcus faecium eklenen yemler, gökkuşağı alabalıklarının büyüme performansını arttırdı. [Link]
  • Lactobacillus delbrueckii ssp. Delbrueckii, Avrupa levreğinin büyümesini arttırdı ve stresi azalttı.[Link]
  • Lactobacillus rhamnosus, Gökkuşağı alabalığında bağışıklığı arttırdı. [Link]

Prebiyotikler, sindirim sistemi tarafından sindirilemeyen yem bileşenleri olup, gastroidde zaten bulunan bir veya sınırlı sayıda bakteri türünün büyümesini veya aktivitesini seçici olarak uyararak konak sağlığını iyileştirmeye çalışır. Su ürünleri yetiştiriciliğinde yaygın olarak kullanılan prebiyotikler; inülin, oligofruktoz, ksilo oligosakarit, fruktooligosakarit, mannan oligosakarit, galaktooligosakarit ve b-glukandır.Yemde kullanılan prebiyotikler için şu kriterler zorunlu olmalıdır:

i) balıkların üst sindirim kanalına dayanıklı olmalıdır.
ii). Bağırsak mikrobiyotası tarafından kolayca fermante edilebilmelidir.
iii). Konak sağlığına faydalı olmalıdır.
iv). Probiyotikleri seçici olarak uyarabilmelidir.

Prebiyotiklerin balık yemlerinde kullanımına dair bazı örnekler şu şekildedir:

  • İnülin: Genç Nil tilapyalarında, RBC, magnezyum, kalsiyum, demir içeriğini arttırdı, bağırsak villus uzunluğunu ve lizozim aktivitesini arttırdı. [Link]
  • Mannan oligosakaritler: %0,4 prebiyotik diyeti, bağırsak kıvrım yüksekliği ve bağırsak kas tabakası kalınlığını arttırdı. [Link]
  • Frukto oligosakaritler: 10g/kg FOS içeren yem, Atlantik somonunun yem tüketimini ve sindirilebilirliğini arttırdı. [Link]

Deniz yosunları makroalgdir ve türevleri insan ve hayvan besini sınıfında da yer bulmaktadır. Deniz yosunlarının besin değeri türüne ve mevsimine bağlıdır. Avrupa'da kahverengi deniz yosunları, mineral içerikleri ve polisakaritleri nedeniyle hayvan beslenmesi için katkı maddesi üretiminde kullanılmaktadır. Deniz yosunu çeşitlerinin mineral içeriği ve polisakaritleri, balık beslenmesinde fonksiyonel yem katkıları olarak kullanılmaktadır. Deniz yosunlarının yemlerde katkı olarak kullanılmasına dair bazı örnekler şu şekildedir:

  • Sodyum aljinat: İstiridyenin büyüme performansını, immünolojik ve hematolojik parametreleri ve Vibrio alginolyticus ve Streptococcus sp. enfeksiyonlarına karşı hastalık direncini artırdı. [Link] 50g/kg diyetlerindeki deniz levreğinde yağ ve kül içeriğini arttırdı. [Link]
  • Laminarin: Gökkuşağı alabalığında fagositoz aktivitesini arttırdı ve TNF-a ve IL-8 genlerini regüle etti [Link]. Çeşitli laminarin konsantrasyonları, çipura diyetinde spesifik büyüme hızını, yem dönüşüm verimliliğini, kreatinin, alkalen fosfataz, lizozim, SOD, katalaz ve IL-1, IL-8 ve TLR2 gen ekspresyonunu arttırdı [Link].
  • Gracilaria spp., Ulva spp. veya Fucus spp.: Avrupa deniz levreğinde lipaz aktivitesini, antioksidan cevapları, alternatif tamamlayıcı aktiviteyi ve lizozim aktivitesini artırdı. [Link]
  • K-karagenan: Kahverengi benekli çipura balığında lökosit sayısını, solunumu, fagositoz aktivitesini, fagositoz indeksini, alternatif tamamlayıcı aktiviteyi, lizozim aktivitesini ve Vibrio alginolyticus'a karşı direnci arttırdı. [Link]

Mantarlar kitin, hemiselüloz, b- ve a-glukanlar, mannalar, ksilanlar ve galaktanlar gibi farklı polisakaritler içerir. Mantarlardan elde edilen polisakaritler, antitümör, antimikrobiyal, antioksidan, antiviral ve immunomodülatuar özelliklere sahiptir. Bu nedenle, mantarların özellikleri ve çiftçiler arasında farkındalık arttıkça, aquaculture alanında kullanımları artmaktadır. Balık yemlerinde mantarların kullanımı ile ilgili örnekler şu şekildedir;

  • Pleurotus ostreatus: Metanolik ekstresi gökkuşağı alabalığında belirli büyüme hızını, nitroblu tetrazolium, fagositoz, lizozim ve miyeloperoksidaz aktivitelerini artırmış ve ayrıca A. hydrophila'ya karşı direnci artırmıştır. [Link]
  • Hericium erinaceum: Kelp levreğinde P. dicentrarchi'ye karşı bağışıklık yanıtını ve direnci artırdı.[Link]
  • Phellinus linteus: Pisibalığı yavrularında Vibrio anguillarum'a karşı korumayı artırdı ve büyüme performansını artırdı.[Link]
  • Agaricus bisporus: Levreklerin büyüme performansını arttırdı.
  • Innotus obliquus: Mycelium özütü, deniz çuprası balığında büyümeyi arttırırken iştahı uyarmaktadır. [Link]
  • Lentinula edodes: Gökkuşağı alabalığında L. garvieae'ye karşı direnç yanı sıra toplam lökositler, hematokrit seviyeleri, fagositoz aktivitesi, serum lysozym, myeloperoxidase aktiviteleri ve IgM'yi de arttırdı. [Link]

Su ürünleri yetiştiriciliğinin en önemli bileşenlerinden olan yemlerde kullanıklan fonksiyonel katkılar, verimlilikte artışı sağlamaya yardımcı olurken enfeksiyöz hastalıklara karşı direnci de arttırmaktadır. Sürdürülebilir su ürünleri yetiştiriciliğini sağlarken aynı zamanda çevre ile uyumlu yetiştiriciliğin gerçekleştirilmesi için iyi bir yardımcı olan fonksiyonel yem katkılarının, yemlerdeki etkileşimlerini ve hayvanın biyokimyasal ve fizyolojik fonksiyonlarını anlamak, fonksiyonel yemlerin daha fazla geliştirilmesi için önemlidir.

Fonksiyonel yem katkıları çevre dostudur ve su ürünleri yetiştiriciliği üzerinde pek olumsuz etkiye sahip değildirler ancak, bu tür fonksiyonel katkıların etkili uygulanması için yeterli araştırma çalışmaları önemlidir.