mikrodumbliŲ panaudojimas akvakultŪroje auginamŲ...
TRANSCRIPT
ALEKSANDRO STULGINSKIO UNIVERSITETAS
TVIRTINU helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
Prorektorius
Romualdas Zemeckis
2017 m helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipmėn hellipd
ŽEMĖS ŪKIO MAISTO ŪKIO
IR ŽUVININKYSTĖS MOKSLINIAI TYRIMAI IR TAIKOMOJI VEIKLA
MIKRODUMBLIŲ PANAUDOJIMAS AKVAKULTŪROJE AUGINAMŲ
ŽUVŲ PAŠARŲ GAMYBAI
2017 M GALUTINĖ ATASKAITA
Tyrimo vadovas
Alvydas Žibas
Akademija Kauno r
2017
2
VYKDYTOJŲ SĄRAŠAS
prof dr V Makarevičienė
doc dr M Gumbytė
ASU Akvakultūros centro vadovas A Žibas
3
TURINYS
1 ĮVADAS 4
2 TYRIMO OBJEKTAS IR METODAI 6
21 MEDŽIAGOS IR METODAI 6
211 MIKRODUMBLIŲ SKIRTŲ PAŠARŲ ŽUVIMS GAMYBAI AUGINIMO
TYRIMAI 6
212 MIKRODUMBLIŲ BIOMASĖS KONCENTRACIJOS BIOMASĖS IŠEIGOS IR
SANTYKINIO AUGIMO GREIČIO NUSTATYMAS 8
3 REZULTATAI 10
31 MIKRODUMBLIŲ SAVYBĖS IR AUGINIMO SĄLYGOS 10
32 MIKRODUMBLIŲ BIOMASĖS KONCENTRAVIMAS 17
33 MIKRODUMBLIŲ BIOMASĖS DŽIOVINIMAS 19
34 ŽUVŲ AUGINIMUI NAUDOJAMOS MIKRODUMBLIŲ RŪŠYS 19
35 MIKRODUMBLIŲ BIOMASĖS SUDĖTIS IR PANAUDOJIMO ŽUVŲ PAŠARŲ
GAMYBAI GALIMYBĖS 20
36 MIKRODUMBLIŲ TINKAMUMO ŽUVŲ MAILIAUS MAITINIMUI BANDYMAI 28
36 GYVŲ MIKRODUMBLIŲ PANAUDOJIMAS ŽUVŲ MAILIAUS ŠĖRIMUI 30
37 MIKRODUMBLIŲ PANAUDOJIMAS PLANKTONINIŲ VĖŽIAGYVIŲ
MAITINIMUI 31
38 LABORATORINIAI MIKRODUMBLIŲ AUGINIMO TYRIMAI IR OPTIMALIŲ
SĄLYGŲ NUSTATYMAS 33
39 PRINCIPINĖ MIKRODUMBLIŲ AUGINIMO IR PARUOŠIMO ŽUVŲ PAŠARŲ
GAMYBAI TECHNOLOGIJA 38
310 TECHNINIS EKONOMINIS MIKRODUMBLIŲ AUGINIMO IR PARUOŠIMO
PAŠARŲ GAMYBAI PAGRINDIMAS 40
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS 42
5 LITERATŪRA 44
4
1 ĮVADAS
Natūraliose sąlygose žuvų mailius minta planktonu t y smulkiais mikroorganizmais
(dumbliais pirmuonimis smulkiais gyvūnais) Auginant žuvis uždarose sistemose jų mailius
maitinamas zooplanktonu (artemijomis) ir kitais specialiais pašarais kurie labai brangiai
perkami iš užsienio kompanijų Šie pašarai Lietuvoje negaminami Bendraujant įvairių ASU
laboratorijų darbuotojams užsiimantiems mikrodumblių panaudojimo tyrimais bei
žuvininkystės technologijų tyrimais kilo mintis nagrinėti mikrodumblių panaudojimo žuvų
mailiaus maitinimui galimybes Pirmiausia numatyta apžvelgti įvairių šalių patirtį parinkti
optimalias dumblių rūšis ištirti jų auginimo galimybes įvertinti tinkamumą žuvų mailiui
maitinti detaliau apžvelgti mikrodumblių auginimo technologijas Jei pasiteisintų
mikrodumblius netolimoje ateityje galima būtų auginti Lietuvos įmonėse auginančiose žuvis
ar krevetes uždarose sistemose tai išspręstų žuvų mailiaus ar krevečių maisto problemą
Šios galimybių studijos tikslas ndash ištirti mikrodumblių panaudojimo žuvų mailiaus
pašarui galimybes
Vykdant projektą buvo numatyta spręsti tokius uždavinius
1) įvertinti mikrodumblių panaudojimo žuvų mailiaus pašarui galimybes
2) palyginti žuvų mailiaus augimo tempus šeriant juos dumbliais ir šeriant zooplanktonu
3) nustatyti optimalias mikrodumblių auginimo sąlygas
4) parengti mikrodumblių auginimo technologiją
5) atlikti techninį ekonominį mikrodumblių panaudojimo žuvų mailiaus pašarui
pagrindimą
Galimybių studija buvo atlikta ASU Aplinkos ir ekologijos institute Aplinkos
technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje Biologinių atliekų ir šalutinių
produktų panaudojimo laboratorijoje ASU Akvakultūros centre panaudojant šių padalinių
žmogiškuosius ir materialiuosius išteklius apjungiant šių padalinių darbuotojų patirtį
gebėjimus ir galimybes
Atlikus galimybių studiją apie mikrodumblių panaudojimą žuvų mailiaus šėrimui
stebint naujausius užsienio šalyse atliekamų tyrimų rezultatus (nemažai įvairių šios srities
tyrimų rezultatų buvo pateikta ką tik spalio 17-20 dienomis Dubrovnike Kroatijoje
vykusioje tarptautinėje konferencijoje ndash parodoje AQUACULTURE EUROPE 17) galima
teigti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai vis dar
nėra
5
Naujausios mokslinių tyrimų ir eksperimentinių bandymų tendencijos rodo kad
tikslinga į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
Ribojančiu veiksniu platesniam mikrodumblių taikymui žuvininkystėje yra
mikrodumblių kaina kuri ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų žaliavų todėl kol
kas mikrodumbliai plačiau naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai bet ne
baltyminių žaliavų pakaitalai Kitu reikšmingu veiksniu įtakojančiu mikrodumblių naudojimą
uždarose apytakinėse žuvų auginimo sistemose yra biosaugos reikalavimai siekiant
maksimaliai išvengti žuvų ligų pernašos su pašaru vandeniu pavojaus
6
2 TYRIMO OBJEKTAS IR METODAI
Tyrimo objektas ndash mikrodumbliai kaip žaliava žuvų mailiaus pašaro gamybai
21 MEDŽIAGOS IR METODAI
211 Mikrodumblių skirtų pašarų žuvims gamybai auginimo tyrimai
Pašarų žuvims gamybai iš mikrodumblių pasirinktos dvi žaliadumblių rūšys Chlorella
sp ir Scenedesmus sp (21 pav) Vienas iš požymių išskiriančių žaliadumblius iš kitų
dumblių yra žalia chloroplasto spalva Spalva priklauso nuo chlorofilo a ir b bei karotino
ksantofilų ir krakmolo (Jankavičiūtė 1996) Chlorella sp priklauso Chlorelinių šeimai
Chlorelės genčiai apimančiai apie 56 rūšis Minėtai genčiai priklausančių dumblių ląstelės
pavienės rutuliškos ar elipsės formos 2ndash10 microm dydžio Scenedesmus sp yra Scenedesminių
šeimos Scenedesmas genties atstovas Scenedesmas genčiai priklauso apie 200 rūšių
Scenedesmus sp ląstelės sudaro kolonijas iš 2 4ndash8 16 ar 32 ląstelių Ląstelės cilindro
elipsės ar verpstės formos sujungtos šonais išsidėsčiusios lygiagrečiai Minėtai genčiai
priklausančių dumblių ląstelės 2ndash10 microm pločio ir nuo 6 iki 40 microm ilgio Minėti žaliadumbliai
paplitę Lietuvos gėluosiuose vandenyse Gamtos tyrimų centro Botanikos instituto algologai
išskyrė juos iš Lietuvos paviršinių vandens telkinių Mikrodumbliai buvo auginami
autotrofinėmis ir miksotrofinėmis sąlygomis naudojant universalią mitybinę terpę BG11
Siekiant sumažinti savikainą universalioje terpėje esančios maisto medžiagos pakeistos
tinkamomis skystosiomis atliekomis Auginimo bandymai buvo atliekami dumblių auginimo
reaktoriuje 22 pav Mikrodumblių auginimo trukmė ndash 20ndash30 dienų
a b
21 pav Iš Lietuvos ežerų išskirti mikrodumbliai andashChlorella sp bndashScenedesmus sp
Dumbliai buvo auginami kambario temperatūroje esant 22 plusmn 2 degC apšviečiant juos
fluorescencinėmis lempomis sim250 μmolm2s balta šviesa vidutiniškai 10 val per parą
7
22 pav Laboratorinis dumblių auginimo reaktorius
Šviesos intensyvumas buvo matuojamas naudojant data logger (modelis LI-1400) LI-
190SA Quantum sensorių Siekiant išvengti užsistovėjimo ir nusėdimo mikrodumbliai buvo
maišomi į reaktorių tiekiant suspaustą orą Periodiškai į oro srautą buvo tiekiamas anglies
dvideginis palaikant auginimo terpės pH sim 7
Siekiant įvertinti dumblių auginimo atpiginimo galimybes dalis eksperimentų atlikta
įprastinėje maitinimo terpėje BG11 (21 lentelė) esančias chemines medžiagas pakeičiant
azoto ir fosforo turinčiomis atliekomis Tam buvo naudojama skystoji frakcija liekanti po
biodujų gamybos iš nuotekų dumblo
21 lentelė Universalios mitybinės terpės BG11 sudėtis
Medžiagos pavadinimas gamintojas Medžiagos kiekis mitybinėje
terpėje
Pagrindinės sudėtinės medžiagos mgl
Natrio nitratas NaNO3 (an gr Lach-Ner) 750
Dikalio hidrofosfato trihidratas K2HPO4 (an gr Girochem) 40
Magnio sulfato heptahidratas MgSO4middot7H2O (an gr
Chempur)
75
Kalcio chlorido dihidratas CaCl2middot2H2O (an gr Chempur) 36
Citrinos rūgštis 3
Amonio geležies (III) citratas (an gr Lach-Ner) 3
Dinatrio etilendiamintetraacto rūgšties druska (an gr
Chempur)
1
Natrio karbonatas Na2CO3 (an gr Lach-Ner) 20
Mikroelementai 1 mll mikroelementų
mišinio susidedančio iš gl
Boro rūgštis H3BO3 (an gr Chempur) 286
Mangano chlorido tetrahidratas MnCl2middot4H2O (an gr
Chempur)
181
Cinko sulfato heptahidratas ZnSO4middot7H2O (an gr Girochem) 0222
8
Natrio molibdato pentahidratas NaMoO4middot5H2O (an gr
Chempur)
039
Vario sulfato pentahidratas CuSO45H2O (an gr Girochem) 0079
Kobalto nitrato heksahidratas Co(NO3)2middot6H2O (an gr
Lach-Ner)
00494
Mikrodumbliai naudojant anaerobiškai perdirbtą nuotekų dumblą buvo auginami
taikant penkias skirtingas terpės kombinacijas
palyginamąją (kontrolinę) modifikuotą terpę BG11 (N konc 012 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 006 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 009 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 09 gl)
212 Mikrodumblių biomasės koncentracijos biomasės išeigos ir santykinio augimo
greičio nustatymas
Mikrodumblių augimas buvo stebimas taikant šviesos absorbcijos metodą Kas antrą ar
dvi dienas UVVIS spektrofotometru Lambda 25 buvo matuojamas mikrodumblių
suspensijos optinis tankis (OT) Prieš optinio tankio matavimus atliekama spektrofotometro
nulinė kalibracija vėliau išmatuojamas suspensijos optinis tankis esant 750 nm bangos ilgiui
Dumblių biomasės koncentracija nustatoma mėginį su dumblių biomase centrifuguojant 10
minučių (12000 aps min-1
) du kartus plaunant distiliuotu vandeniu ir džiovinant džiovinimo
spintoje esant 105 degC temperatūrai iki pastovios mėginio masės Sausos biomasės
koncentracija (SBK) (gl-1
) apskaičiuojama iš lygties (2)
SBK = S
S
V
m 1000 (1)
čia mS ndash sauso mėginio masė g VS ndash mėginio tūris ml
Nustačius eilės mėginių biomasės koncentraciją bei išmatavus optinį tankį sudaryta
kalibracinė kreivė Nustatyta tiesinė priklausomybė tarp OT750 ir SBK kiekvienai
mikrodumblių rūšiai aprašoma tokiomis lygtimis (2) ir (3)
Scenedesmus sp
R2=0974 (2)
9
Chlorella sp
R2=0972 (3)
Mikrodumblių biomasės išeiga (gl-1
p-1
) apskaičiuojama remiantis biomasės
koncentracijos (gl-1
) kitimu per laiko vienetą Biomasės išeiga (BI) apskaičiuojama pagal
formulę (4)
(4)
Mikrodumblių santykiniam augimo greičiui (biomasės prieaugiui per laiko vienetą (gg-
1p
-1 arba p
-1)) apskaičiuoti naudojama ši lygtis (5)
(5)
čia X1 ir X0 ndash biomasės koncentracija (gl-1
) paromis t1 ir t0
Pasibaigus auginimo periodui dumblių suspensija buvo centrifuguojama centrifuga
bdquoHeraeus Multifuge X3Rldquo esant 2000 min-1
sūkių dažniui 20 min Vandens kiekis suspensijoje
analizuotas svorio metodu mikrodumblius džiovinant iki pastovios masės 105 oC
temperatūroje džiovinimo krosnelėje bdquoBinderldquo (Vokietija) Dalis mikrodumblių suspensijos
buvo džiovinama šalčiu užšaldant šaldiklyje (minus 18 oC) kita dalis džiovinama
liofilizuojant 96 val esant -55 degC temperatūrai bdquoScanVac CoolSafeldquo įrangoje (Danija)
džiovinama esant 60 oC džiovinimo spintoje bdquoBinderldquo (Vokietija) Šaldymas pasirinktas tam
kad būtų suardomos mikrodumblių ląstelių membranos ir dumbliuose esančios maisto
medžiagos būtų lengviau prieinamos žuvims
Tokiu būdu ruošiant mėginius numatoma įvertinti įvairiai paruoštų mikrodumblių
(sausų sterilizuotos suspensijos išdžiovintų šalčiu mikrodumblių) panaudojimo žuvų mitybai
galimybes
10
3 REZULTATAI
31 Mikrodumblių savybės ir auginimo sąlygos
Gamtoje yra tūkstančiai dumblių rūšių nuo mikroskopinių iki 60 m ilgio Juos galima
suskirstyti į mikrodumblius ir makrodumblius Jie paplitę visame Žemės rutulyje net Arkties
sniege aptinkama mikrodumblių nors dauguma jų gyvena vandenyje Dumbliai yra tipiniai
autotrofai (organizmai gaminantys sudėtingus organinius junginius iš paprastų molekulių
naudojant šviesą ar neorganinių junginių cheminių reakcijų energiją)
Palyginus su aukštesniais augalais mikrodumbliai gali užauginti dešimt kartų didesnį
biomasės kiekį Tokia pagaminta biomasė po vandens pašalinimo žinomais būdais verčiama
biodyzelinu bioetanoliu ar biodujomis Vienaląsčiai ir daugialąsčiai dumbliai vykdo
fotosintezę ypatingai efektyviai Iki 347 fotosintezei aktyvių spindulių tai maždaug
atitinka saulės šviesos regimos šviesos spektrą fitoplanktonas naudoja biomasei gaminti Be
to kiekviena populiacijos ląstelė fotosintezę vykdo vienodai tuo tarpu pas aukštesniuosius
augalus tik žaliosios lapų ląstelės bet ne šaknų ar kamienų ląstelės Gaunamas dešimteriopai
didesnis dumblių biomasės prieaugis palyginus su aukštesniaisiais augalais Mikrodumblių
biomasės kiekis per parą palankiomis sąlygomis gali padvigubėti (Chisti 2007 Hu et al
2008) o esant pakankamai maisto medžiagų eksponentinio augimo metu dumblių ląstelės gali
dalintis net kas 35 val (Chisti 2007)
Mikrodumbliai gali būti įvairiausių rūšių skirtingos sudėties vienaląsčiai ir
daugialąsčiai Nors jų augimą galima kontroliuoti daug lengviau nei makrodumblių mažas jų
dydis komplikuoja derliaus nuėmimą Kad dumbliai augtų jiems reikalingos gana paprastos
sąlygos šviesa anglies šaltinis vanduo maistinės medžiagos ir atitinkama temperatūra
Pastaruoju metu buvo sukurta nemažai skirtingų sistemų kurios aukščiau minėtas sąlygas
išpildo vis dėlto tai padaryti yra gana sudėtinga Viena svarbiausių sąlygų norint dumblius
auginti komerciniais tikslais yra didelio masto sistemos Jos gali būti atviros esančios
sausumoje ir jūroje bei uždaros labiau kontroliuojamos bet brangesnės
Dėl savo sudėties ir gebėjimo kaupti įvairias naudingas medžiagas dumbliai šiuo metu
naudojami daugelyje sričių Viena jų pašarų gamyba nes mikrodumblių biomasėje gausu
įvairių baltymų angliavandenių riebalų mineralų vitaminų karotinoidų polinesočiųjų
riebalų rūgščių (omega-3) pigmentų natūralių antioksidantų (Lorenz and Cysewski 2000)
bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų (Spolaore et al 2006 Brennan and Owende
2010)
11
Pagrindiniai dumblių auginimo privalumai yra šie jų auginimui nereikalingi žemės ūkio
paskirties plotai todėl nekyla konkurencija su žemės ūkio produktais didelis masės prieaugis
ploto vienetui gali augti bet kur net dideliu atstumu nuo vandens CO2 emisijos iš elektrinių
ir kitų potencialių stacionarių aplinkos oro taršos šaltinių gali būti produktyviai naudojamos
dumblių todėl šių pagalba sumažinamas neigiamas minėtų dujų poveikis aplinkai
Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių (Saacutenchez Miroacuten et al 2003 Posten
2009) Ši dumblių savybė sunaudoti CO2 ir jį paversti biomase fotosintezės metu gali
pasitarnauti šalinant anglies dvideginį iš pramonės objektų išlakų ir tuo būdu mažinant
šiltnamio efektą sukeliančių dujų patenkančių į atmosferą iš stacionarių taršos šaltinių
koncentraciją Mikrodumbliai gali būti panaudojami ir šalinant anglies dvideginį iš biodujų
kuriose įprastai jo būna apie 30
Nustatyta kad naudojant mikrodumblius metano koncentraciją biodujose galima
padidinti nuo 70 iki 85ndash90 (Kao et al 2012a) Tačiau anglies dioksido šalinimo
efektyvumas ir mikrodumblių tolerancija anglies dioksidui yra skirtinga Nustatyta kad
didžiausia biomasės išeiga gaunama kai anglies dvideginio koncentracija dujose tiekiamose į
bioreaktorius nėra didelė (Kodama et al 1993 Hanagata et al 1992 Nakano et al 1996
Sakai et al 1995) Tai susiję su pH sumažėjimu dumblių auginimo terpėje dėl to sulėtėja kai
kurių dumblių rūšių augimas (Pires et al 2012) Dumbliai anglies dioksidą fiksuoja esant
šviesos šaltiniui Todėl auginant mikrodumblius uždarose sistemose būtinas dirbtinis
apšvietimas Nustatyta kad efektyviausiai fotosintezę veikia mėlyna (420ndash450 nm) ir raudona
(660ndash700 nm) šviesa kurios optimalus srautas 200ndash400 micromolm2s ribose Esant aukštesnei
temperatūrai dumbliai gali absorbuoti didesnį šviesos srautą (Carvalho et al 2010)
Mikrodumblių augimui ir dauginimuisi svarbi ir temperatūra Optimali temperatūra
dumbliams yra 20ndash30 degC ribose (Zebib 2008) Daugelis dumblių gali augti iki 15 degC
temperatūroje tačiau esant 2ndash4 degC temperatūrai dumbliai gali žūti (Mata et al 2010) Esant
aukštesnei kaip 30 degC temperatūrai dumblių dauginimosi greitis yra mažesnis
Pagrindinės maisto medžiagos mikrodumblių augimui kartu su anglimi yra azotas ir
fosforas Azotas sudaro 7ndash10 dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra amoniakinis
(NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas (Oliver and Ganf 2000) Azoto kiekis dumblių auginimo
terpėse siekia 007-04 gl Fosforo kiekis svyruoja 0002ndash03 gl ribose (Richmond 2004)
Atsižvelgiant į tai kad azoto ir fosforo yra gausu įvairiose nuotekose ir atliekose (nuotekų
dumble mėšle ir t t) siūloma jas naudoti mikrodumblių auginimui Tačiau azoto ir fosforo
12
kiekis auginimo terpėje neturi būti per didelis Didesnės amonio jonų koncentracijos
dumbliams yra nuodingos (Borowitzka 1998) Svarbu ir tai kad naudodami mikrodumblius
iš nuotekų galime šalinti ir sunkiuosius metalus (Vilchez et al 1997) bei kai kuriuos toksinius
organinius aromatinius junginius (Semple et al 1999)
Įvairių rūšių mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau daugiau nei kelis
dešimtmečius ir naudojami pašarų gamybai kosmetikai farmacijos pramonei ir kt
Paprasčiausios atviros sistemos dumblių auginimui yra negilūs stacionarūs baseinai su
įtaisytomis maišyklėmis arba be jų (Borowitzka 1999) kurių dydis siekia nuo kelių kv metrų
iki 250 ha (31 pav) Anglies šaltinis dumbliams yra CO2
31 pav Maži baseinai Spirulina kultūrai Azijoje (kairėje) baseinai Dunaliella salina kultūrai (Cognis
Western Australia ) (Algae-based biofuels 2009)
Anglies dvideginis į vandenį patenka iš oro tai riboja augimo tempą ir sąlygoja
palyginti mažesnį derlių iš 1 ha ploto Kitas neigiamas poveikis ndash lėtas maistinių medžiagų
pasiskirstymas bei gyvų ir negyvų dumblių plūduriavimas ir sedimentacija tai riboja saulės
šviesos prieigą (Algae-based biofuels 2009 Newman 2009) Minėtą poveikį galima
sumažinti arba panaikinti auginant dumblius kitokios formos baseinuose konkrečiai
apvaliuose su mechaniniu maišymu arba taip vadinamuose ldquoracewayrdquo kanalų pavidalo
baseinuose kuriuose irklaračio dėka sukuriama vandens cirkuliacija kanalais Maišymas
pagerina CO2 prieigą Anglies dvideginio šaltiniu gali būti oras suslėgtas anglies divideginis
arba CO2 turinčios išmetamos dujos 1 t dumblių biomasės reikia maždaug apie 18 t anglies
dvideginio Jei CO2 šaltiniu naudojamas oras kuriame anglies dvideginis sudaro tik 00383
tai 1 t dumblių užauginti reikės apie 37000 m3
oro (Algae-based biofuels 2009) Dumbliai
tokiose sistemose yra jautrūs dumblių plėšrūnams parazitams bei kitoms rūšims kurios
labiau prisitaikiusios gyventi esamomis sąlygomis Tik ribotas rūšių kiekis gali dominuoti ir
išlikti atvirose sistemose
13
Dumbliai tokiose sistemose auginami nepertraukiamu būdu reguliariai pašalinant iš
sistemos dalį užaugintos biomasės ir papildant sistemą naujomis maisto medžiagomis
(Demirbas 2010) Atvirų dumblių auginimo sistemų privalumas ndash jos yra paprastos lengvai
įrengiamos aptarnaujamos nedidelės energijos sąnaudos eksploatacijos metu (Singh and
Sharma 2012)
Tokias problemas kaip temperatūra dujų apykaita tarprūšinė konkurencija galima
eliminuoti dumblius auginant uždarose sistemose (Ugwu et al 2008) Nustatyta kad dumblių
biomasės išeiga uždarose sistemose viršija išeigą gautą atvirose sistemose apie 300 (Pulz
and Schreibenbogen 1998)
Pasaulyje yra gaminami įvairių konstrukcijų uždari fotobioreaktoriai Tai vertikalios
horizontalios bei spiralinės vamzdelinės plokštelinės cilindro kupolo ar piramidės formos
sistemos Populiariausi yra vamzdeliniai bei plokšteliniai bioreaktoriai (32 ir 33 pav)
Uždaros sistemos dažnai įrengiamos dengiant atviras sistemas permatoma skaidria medžiaga
ar sudarant oranžerijas tačiau tai yra brangu dideliems plotams Kitas paprastas bet
nebrangus pavyzdys būtų polietileno krepšių rankovių taikymas
32 pav Uždarų dumblių auginimo sistemų pavyzdžiai ldquoBig Bagrdquo dumblių kultūra (BEAM)
stulpelinis burbulų reaktorius (Tredici in Wijffels 2007) stulpelinių burbulų reaktorių laukas
(Wijffels 2007)
Tokia sistema yra pakankamai jautri išorės poveikiui ir neilgaamžė todėl tai daro ją
netinkama naudoti lauko sąlygomis Šiek tiek pažangesnės sistemos su ilgesnio tarnavimo
laiko danga stiklu polietilenu ar polikarbonatu Tokie reaktoriai veikia nepertraukiamai
gerai kontroliuojami gaunama didesnė biomasės koncentracija be ypatingų sąlygų ir didesnių
išlaidų tonai derliaus Tokio tipo reaktoriaus pavyzdys ndash vertikalus vamzdelinis arba
vertikalus stulpelinis (koloninis) reaktorius
14
33 pav Vamzdelinių reaktorių sistema (Algae production)
Vamzdeliniai reaktoriai yra tinkami naudoti turint didelį apšviečiamą paviršių Jei
naudotume minėto tipo reaktorių sistemą t y vamzdelinius vertikalius reaktorius sustatytume
vieną šalia kito šie kaimyninius užstotų (mestų šešėlį) taip sumažindami saulės spinduliuotės
prieigą (32 pav stulpelinių burbulų reaktorių laukas) Ši problema eliminuojama naudojant
horizontalius vamzdelinius reaktorius (33 pav) Tačiau pašalinti šią problemą ne taip
paprasta kaip iš pirmo žvilgsnio atrodo Problemos sprendimas abiem atvejais yra jų atstumų
funkcija Pagrindinis vamzdelinių reaktorių trūkumas ndash prastas masės pernešimas Masės
pernešimo problema didėja (deguonies kiekis didėja augimo sąlygos toliau išilgai vamzdelio
prastėja) didėjant vamzdeliniam bioreaktoriui (Ugwu et al 2008)
34 pav Alveolinis plokštelinis fotobioreaktorius (Tredici and Materassi 1992)
15
Siekiant optimaliau išnaudoti saulės energiją buvo sukurti plokšti taip vadinami flat-
plate fotobioreaktoriai (34 ir 35 pav) Šiuose reaktoriuose ištirpusio deguonies susikaupimas
yra pakankamai žemas palyginti su horizontaliais vamzdeliniais reaktoriais Skelbiama kad
plokšti reaktoriai gali pasiekti gana aukštą fotosintetinį efektyvumą Minėti įrenginiai yra
labai tinkami dumblių auginimui tačiau ir jie turi keletą trūkumų Įvairių sistemų dumbliams
auginti privalumai ir trūkumai yra išdėstyti žemiau pateiktoje 31 lentelėje
35 pav Flat-Plate-Airlift fotobioreaktorius reaktoriaus sudėtinė dalis ir biomasės srautai
reaktoriuje (Subitec)
31 lentelė Sistemų dumblių auginimui palyginimas (Ugwu et al 2008)
Sistemos
dumbliams
auginti
Privalumai Trūkumai
Atviri baseinai Palyginti ekonomiški lengva valyti
po auginimo tinka masiniam
dumblių auginimui
Sunkiau kontroliuoti kultūrų sąlygas
sunkumai auginant dumblius ilgesnį
periodą nedidelis produktyvumas
užima daug vietos limituotos dumblių
rūšys kultūras lengva užkrėsti
Vertikalūs
stulpeliniai
reaktoriai
Didelis masės pernešimas geras
susimaišymas su nedideliu šlyties
įtempiu nedideli energijos poreikiai
geras potencialas įvairiam masteliui
Nedidelis apšvietimo paviršiaus plotas
jų konstrukcijos reikalauja reiklesnių
medžiagų šlyties įtempiai dumblių
16
lengva sterilizuoti gerai tinka
dumblių imobilizavimui sumažinta
fotoinhibicija ir fotooksidacija
kultūroms mažėja apšvietimo plotas
didėjant masteliui
Plokštiniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšviečiamo paviršiaus
plotas tinkami lauko kultūroms geri
dumblių imobilizacijai geras
biomasės produktyvumas palyginti
pigūs lengva valyti nedideli
deguonies kiekiai
Didesniems įrenginiams reikia daugiau
sekcijų ir atraminių medžiagų sunki
temperatūrinė kontrolė galimybė
atsirasti hidrodinaminiam stresui kai
kurioms dumblių rūšims atsiranda
apnašų ant sienų
Vamzdeliniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšvietimo paviršiaus plotas
tinkami lauko kultūroms
pakankamai geras biomasės
produktyvumas palyginti pigūs
pH gradientas ištirpęs deguonis ir
anglies dvideginis išilgai vamzdelio
atsiranda apnašų ant sienų reikia
nemažų plotų auginimui
Fotosintezei vykdyti gali būti naudojama ne tik natūrali bet ir dirbtinė šviesa Žemiau
pateiktame 36 pav pavaizduotas fotobioreaktorius apšviečiamas dirbtine šviesa ndash
fluorescencine lempa
36 pav Tipinis fotobioreaktorius su dirbtiniu apšvietimu (Ugwu et al 2008 Newman
2009)
Įrenginys sumontuotas su rotoriumi ir sparnuotės įrenginiu kultūrų sumaišymui Šio
tipo reaktorių galima modifikuoti apšvietimui naudojant tiek dirbtinę tiek natūralią šviesą
Taigi šis įrenginys veikia naudojant dirbtinę šviesą tuomet kai natūralios šviesos
intensyvumas sumažėja ndash kuomet stipriai debesuota ar nakties periodu Yra duomenų kad
galima sukaupti optines skaidulas padalyti saulės šviesą cilindrinio reaktoriaus viduje
Pagrindinis viduje apšviečiamo reaktoriaus privalumas būtų tai kad šilumos ir slėgio dėka
minimizuojamas užkrėtimas Be to apšvietimas būtų nepertraukiamas (tiek šviesiu tiek
Reaktoriaus siena
Fluorescencinė lempa
Rotorius Anga aeracijai
Sparnuotė
17
tamsiu paros metu) Vis dėlto dumblių auginimas lauko sąlygomis naudojant minėto tipo
reaktorius reikalautų šiek tiek techninių pastangų
32 Mikrodumblių biomasės koncentravimas
Užaugintos mikrodumblių biomasės paruošimas apima kelis etapus biomasės
sukoncentravimą apdorojimą aliejaus ekstrakciją Biomasę sukoncentruoti galima įvairiais
metodais įskaitant mechaninius cheminius bei biologinius būdus sedimentaciją
centrifugavimą filtraciją (įskaitant ultrafiltraciją) flokuliaciją bei flotaciją ultragarsinę bei
magnetinę separaciją (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010 Carlsson et al 2007
Chen et al 2011 Wu et al 2012 Bilad et al 2012 Xu et al 2008) bei elektroforezę
(Christenson and Sims 2011) Universalaus metodo minėtam tikslui pasiekti nėra paprastai iš
daugelio jis pasirenkamas priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jų dydžio (mikrodumblių
dydis 3ndash30 microm) ląstelių tankio taip pat atsižvelgiant į metodo ekonomiškumą Sąlyginai
nedidelė dumblių koncentracija (05ndash5 kg m-3
auginimo terpės (Greenwell et al 2010 Grima
et al 2003)) ir jų dydis apsunkina ir pabrangina (sukoncentravimas sudaro apie 20ndash30 visų
biomasės apdorojimo išlaidų sumos (Grima et al 2003)) biomasės sukoncentravimo procesą
Techniškai pats paprasčiausias ir pigiausias mechaninis būdas sukoncentruoti
dumblius yra jų biomasės nusodinimas Pramoniniais tikslais auginami dumbliai nusodinami
nusodinimo baseinuose taip jų masė sukoncentruojama 85ndash95 (sausų medžiagų masė
sudaro apie 3 ) nusodinimo baseinų dugne Šis būdas gana pigus tačiau nepatrauklus tuo
kad reikalingas papildomas plotas nusodinimo baseinui įrengti Be to pats nusodinimo
procesas vyksta gana lėtai todėl jo metu esant aukštesnei aplinkos temperatūrai nusodinama
biomasė gali pradėti gesti (Greenwell et al 2010) Nusodinimo ir filtracijos procesus
paspartinti gali flokuliantų ar koaguliantų naudojimas susidarant dumblių ląstelių
aglomeratams Atlikta eilė tyrimų siekiant surasti optimalius flokuliantus ir koaguliantus
Dažniausiai tam tikslui naudojamos neorganinės geležies ar aliuminio druskos FeCl3
Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3 (Grima et al 2003) Elektrolitų efektyvumą sužadinti koaguliaciją
nusako kritinė koagulianto koncentracija arba kitaip tariant koagulianto koncentracija
reikalinga greitai sukelti koaguliaciją Metalo jonų koaguliacinis efektyvumas didėja didėjant
jono krūviui Poligeležies sulfatas Fe2(OH)n(SO4)3-n2]m yra bene efektyviausias lyginant šį su
tradiciniais nepolimerizuotais metalo druskų flokuliantais (Grima et al 2003) Flokulėms
sudaryti yra naudojami ir polimerai Ignacio de Godos ir bendratyrėjai nustatė kad naudojant
flokuliantus Drewfloc 447 Flocudex CS5000 Flocusol CM78 Chemifloc CV300 ir
18
chitozaną keletui dumblių rūšių biomasės sukoncentravimo efektyvumas 66ndash98
pasiekiamas su 5ndash6 kartus mažesne koncentracija nei naudojant FeCl3 ir Fe2(SO4)3 (De Godos
et al 2011) Be to tų pačių atliktų tyrimų duomenimis vienaląsčių ir kolonijinių dumblių
biomasės sukoncentravimo efektyvumai labai panašūs
Paprastas ir greitas būdas sukoncentruoti dumblių ląsteles yra magnetinė separacija
naudojant Fe3O4 nanomagnetines daleles Minėtos magnetinės dalelės buvo pritaikytos
mikrodumblių Botryococcus braunii ir Chlorella ellipsoidea sukoncentravimui Pridėjus
Fe3O4 į dumblių suspensiją dumblių ląstelės jas adsorbuoja o dumblių sukoncentravimas
vyksta dėl veikiančio išorinio magnetinio lauko Pasak tyrėjų taikant šį metodą pasiekiamas
didesnis nei 98 sukoncentravimo efektyvumas Be to tai laiką ir energiją tausojantis
dumblių biomasės sukoncentravimo būdas (Xu et al 2011)
Siekiant nenaudoti jokių cheminių medžiagų kiti galimi dumblių biomasės
sukoncentravimo būdai yra flotacija centrifugavimas filtracija bei elektroforezė Flotacija
atliekama naudojant suspaustą orą tiksliau disperguotus arba ištirpusio oro mikroburbuliukus
nukreipiamus į auginimo terpės dugną prie kurių prilipusios dumblių ląstelės susikaupia
flotuojamos terpės paviršiuje Siekiant suintensyvinti flotacijos procesą kartu su disperguotu
oru gali būti naudojami ir flokuliantai (Chen et al 2011) Kai kurios dumblių rūšys sugeba
natūraliai floatuoti terpės paviršiuje Šis procesas vyksta dėl fotosintezės metu gaminamo
deguonies kuris burbuliukų pavidalu kyla į terpės paviršių (Bruton et al 2009) Kitas būdas
dumblių biomasei sukoncentruoti yra filtracija Galima slėginė vakuuminė ir rotacinė
filtracija Ji labiau tinkama dumblių rūšims kurios pasižymi didesnėmis dumblių ląstelėmis
(gt70 microm) tokioms kaip Coelastrum ir Spirulina ir netinkamas Scenedesmus Dunaliella
Chlorella (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010) Minėtus dumblius galima
sukoncentruoti naudojant membraninę mikrofiltraciją bei ultrafiltraciją (Mata et al 2010)
Esminis filtracijos trūkumas yra tai kad ant filtro nusėdanti dumblių biomasė laikui bėgant
užkemša filtro poras tai apsunkina ir sulėtina patį procesą tuo pačiu padidinamos ir
energijos sąnaudos Be to membranų keitimas ir siurblių darbas ženkliai didina
eksploatacines išlaidas todėl šis metodas labiau taikytinas nedideliems tūriams filtruoti (lt 2
m3p
-1) didesniems tūriams labiau tiktų centrifugavimas (Grima et al 2003)
Centrifugavimas ndash tai gana dažnai naudojamas greitas gana efektyvus būdas
(sukoncentruojama gt95 ) sukoncentruoti biomasę Centrifugavimas yra pripažintas bene
geriausiu metodu sukoncentruoti smulkių vos kelių mikrometrų dydžio dumblių biomasę
(Grima et al 2003) Gaunama geros konsistencijos (tiršta) sukoncentruota biomasė tačiau šis
19
būdas reikalauja nemažai energetinių išlaidų ir techninės priežiūros dėl judančių detalių
(Brennan and Owende 2010 Grima et al 2003 Sim et al 1988)
33 Mikrodumblių biomasės džiovinimas
Sukoncentruota dumblių biomasė kurioje yra nuo 5 iki 20 ir daugiau sausų
medžiagų prieš atliekant ekstrahavimą turi būti džiovinama (iki 92 ir daugiau SM) nes
lipidų ekstrakcija iš sausos biomasės yra žymiai efektyvesnė už ekstrakciją iš drėgnos
medžiagos (Grima et al 2003 Zhu et al 2002) Džiovinimo procesas neturėtų būti atidėtas
ilgesniam laikui ypatingai karšto klimato šalyse (Brennan and Owende 2010 Grima et al
2003) Džiovinimas gali būti vykdomas įvairiais būdais (įskaitant ir džiovinimą saulėje) ir
gana plačiame temperatūrų diapazone Džiovinimas saulėje nors yra paprastas bei pigus deja
turi nemažai trūkumų jis ganėtinai ilgas tokiam biomasės džiovinimui reikalingi nemaži
plotai klimatinės sąlygos ir t t Kiti būdai apima žemo slėgio pakopinį džiovinimą (Prakash
et al 1997) išpurškiamąjį džiovinimą (Grima et al 2003 Prakash et al 1997) (džiovinama
medžiaga išpurškiama ir džiovinama karštomis dujomis tai labai plačiai naudojamas bet
vienas brangiausių džiovinimo metodų (Bruton et al 2009) būgninį džiovinimą (Grima et
al 2003 Prakash et al 1997) džiovinimą žemoje temperatūroje ndash šaltyje (taikant
liofilizaciją kuomet drėgmė pašalinama sublimacijos metu) (Grima et al 2003) ir tt
Liofilizacija yra gana brangus medžiagos džiovinimo būdas ypač jei medžiaga džiovinama
dideliais kiekiais tačiau nepaisant to didelis šio metodo privalumas yra tai kad iš
liofilizuotos medžiagos žymiai lengviau išekstrahuojami lipidai (Grima et al 2003) Visi
džiovinimo metodai išskyrus džiovinimą saulėje reikalauja nemažai energijos sąnaudų Šis
dumblių biomasės paruošimo etapas biodegalams gaminti gali sudaryti net iki 70 visų
žaliavos ruošimo išlaidų (Bruton et al 2009)
34 Žuvų auginimui naudojamos mikrodumblių rūšys
Nors sutinkama nepaprastai daug mikrodumblių rūšių tik nedidelis jų skaičius
auginamas dirbtinai akvakultūrų inkubatoriuose Tai lemia tam tikrų mikrodumblių rūšių
prieinamumas kultivavimo sudėtingumas fizinės ląstelių savybės jų sudėtis virškinamumas
toksinų ir dirgiklių buvimas biomasėje (Muller-Feuga et al 2003 (a) Muller-Feuga et al
2003 (b)) 32 lentelėje pateiktas nevisiškai išsamus paprastai akvakultūrose naudojamų
mikrodumblių rūšių sąrašas ir panaudojimo galimybės
20
32 lentelė Pagrindinių akvakultūrose naudojamų mikrodumblių grupės gentys ir rūšys bei
panaudojimo sritys
Grupė Gentis Rūšis Panaudojimo sritis
Cianobakterijos Arthrospira platensis Kombinuotų pašarų ingredientas
Chlorofita Tetraselmis suecica chui Dvigeldžiams moliuskams
Chlorella sp vulgaris
minutissima
virginica grossii
Plėšriųjų žuvų šėrimui
kombinuotų pašarų ingredientas
Dunaliella sp tertiolecta salina Kombinuotų pašarų ingredientas
Haematococcus pluvialis Kombinuotų pašarų ingredientas
Eustigmatophyceae
(Phyklum
Heterokontophyta)
Nanochloropsis sp oculata Plėšriųjų žuvų šėrimui bdquoŽaliasis
vanduoldquo (suspensija) pelėkinių
žuvų mailiui
Labyrinthulea
(Phyklum
Heterokonta)
Schizochytrium sp Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Ulkenia sp Gyvas maistas plėšriosioms žuvims
Bacillariophyta
(diatoms)
Chaetoceros calcitrans gracilis Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Skeletonema costatum Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Thalassiosira pseudonana Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Nitszchia sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Navicula sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Amphora sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Haptophyta Pavlova lutheri Dvigeldžiams moliuskams
Isochrysis galbana add galbana
bdquoTahitildquo
Dvigeldžiams moliuskams
bdquoŽaliasis vanduoldquo (suspensija)
pelėkinių žuvų mailiui
Dinophyta
(dinoflagellates)
Crypthecodinium cohnii Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Yra žinoma šių mikrodumblių rūšių biomasės sudėtis kuri gali būti keičiama
modifikuojant mikroorganizmus Paprastai žuvų pašaruose vyrauja ne viena kažkuri
mikrodumblių rūšis tačiau atitinkamai subalansuotos jų kompozicijos
35 Mikrodumblių biomasės sudėtis ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai galimybės
Mikrodumbliai savo sudėtyje turi vitaminų mineralų pigmentų nepakeičiamų riebalų
rūgščių todėl gali būti naudojami žuvų šėrimui Tyrinėjamos galimybės juos naudoti grynus
ar koncentratą taip pat analizuojamos galimybės mikrodumblius įterpti į pašarus žuvims
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
2
VYKDYTOJŲ SĄRAŠAS
prof dr V Makarevičienė
doc dr M Gumbytė
ASU Akvakultūros centro vadovas A Žibas
3
TURINYS
1 ĮVADAS 4
2 TYRIMO OBJEKTAS IR METODAI 6
21 MEDŽIAGOS IR METODAI 6
211 MIKRODUMBLIŲ SKIRTŲ PAŠARŲ ŽUVIMS GAMYBAI AUGINIMO
TYRIMAI 6
212 MIKRODUMBLIŲ BIOMASĖS KONCENTRACIJOS BIOMASĖS IŠEIGOS IR
SANTYKINIO AUGIMO GREIČIO NUSTATYMAS 8
3 REZULTATAI 10
31 MIKRODUMBLIŲ SAVYBĖS IR AUGINIMO SĄLYGOS 10
32 MIKRODUMBLIŲ BIOMASĖS KONCENTRAVIMAS 17
33 MIKRODUMBLIŲ BIOMASĖS DŽIOVINIMAS 19
34 ŽUVŲ AUGINIMUI NAUDOJAMOS MIKRODUMBLIŲ RŪŠYS 19
35 MIKRODUMBLIŲ BIOMASĖS SUDĖTIS IR PANAUDOJIMO ŽUVŲ PAŠARŲ
GAMYBAI GALIMYBĖS 20
36 MIKRODUMBLIŲ TINKAMUMO ŽUVŲ MAILIAUS MAITINIMUI BANDYMAI 28
36 GYVŲ MIKRODUMBLIŲ PANAUDOJIMAS ŽUVŲ MAILIAUS ŠĖRIMUI 30
37 MIKRODUMBLIŲ PANAUDOJIMAS PLANKTONINIŲ VĖŽIAGYVIŲ
MAITINIMUI 31
38 LABORATORINIAI MIKRODUMBLIŲ AUGINIMO TYRIMAI IR OPTIMALIŲ
SĄLYGŲ NUSTATYMAS 33
39 PRINCIPINĖ MIKRODUMBLIŲ AUGINIMO IR PARUOŠIMO ŽUVŲ PAŠARŲ
GAMYBAI TECHNOLOGIJA 38
310 TECHNINIS EKONOMINIS MIKRODUMBLIŲ AUGINIMO IR PARUOŠIMO
PAŠARŲ GAMYBAI PAGRINDIMAS 40
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS 42
5 LITERATŪRA 44
4
1 ĮVADAS
Natūraliose sąlygose žuvų mailius minta planktonu t y smulkiais mikroorganizmais
(dumbliais pirmuonimis smulkiais gyvūnais) Auginant žuvis uždarose sistemose jų mailius
maitinamas zooplanktonu (artemijomis) ir kitais specialiais pašarais kurie labai brangiai
perkami iš užsienio kompanijų Šie pašarai Lietuvoje negaminami Bendraujant įvairių ASU
laboratorijų darbuotojams užsiimantiems mikrodumblių panaudojimo tyrimais bei
žuvininkystės technologijų tyrimais kilo mintis nagrinėti mikrodumblių panaudojimo žuvų
mailiaus maitinimui galimybes Pirmiausia numatyta apžvelgti įvairių šalių patirtį parinkti
optimalias dumblių rūšis ištirti jų auginimo galimybes įvertinti tinkamumą žuvų mailiui
maitinti detaliau apžvelgti mikrodumblių auginimo technologijas Jei pasiteisintų
mikrodumblius netolimoje ateityje galima būtų auginti Lietuvos įmonėse auginančiose žuvis
ar krevetes uždarose sistemose tai išspręstų žuvų mailiaus ar krevečių maisto problemą
Šios galimybių studijos tikslas ndash ištirti mikrodumblių panaudojimo žuvų mailiaus
pašarui galimybes
Vykdant projektą buvo numatyta spręsti tokius uždavinius
1) įvertinti mikrodumblių panaudojimo žuvų mailiaus pašarui galimybes
2) palyginti žuvų mailiaus augimo tempus šeriant juos dumbliais ir šeriant zooplanktonu
3) nustatyti optimalias mikrodumblių auginimo sąlygas
4) parengti mikrodumblių auginimo technologiją
5) atlikti techninį ekonominį mikrodumblių panaudojimo žuvų mailiaus pašarui
pagrindimą
Galimybių studija buvo atlikta ASU Aplinkos ir ekologijos institute Aplinkos
technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje Biologinių atliekų ir šalutinių
produktų panaudojimo laboratorijoje ASU Akvakultūros centre panaudojant šių padalinių
žmogiškuosius ir materialiuosius išteklius apjungiant šių padalinių darbuotojų patirtį
gebėjimus ir galimybes
Atlikus galimybių studiją apie mikrodumblių panaudojimą žuvų mailiaus šėrimui
stebint naujausius užsienio šalyse atliekamų tyrimų rezultatus (nemažai įvairių šios srities
tyrimų rezultatų buvo pateikta ką tik spalio 17-20 dienomis Dubrovnike Kroatijoje
vykusioje tarptautinėje konferencijoje ndash parodoje AQUACULTURE EUROPE 17) galima
teigti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai vis dar
nėra
5
Naujausios mokslinių tyrimų ir eksperimentinių bandymų tendencijos rodo kad
tikslinga į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
Ribojančiu veiksniu platesniam mikrodumblių taikymui žuvininkystėje yra
mikrodumblių kaina kuri ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų žaliavų todėl kol
kas mikrodumbliai plačiau naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai bet ne
baltyminių žaliavų pakaitalai Kitu reikšmingu veiksniu įtakojančiu mikrodumblių naudojimą
uždarose apytakinėse žuvų auginimo sistemose yra biosaugos reikalavimai siekiant
maksimaliai išvengti žuvų ligų pernašos su pašaru vandeniu pavojaus
6
2 TYRIMO OBJEKTAS IR METODAI
Tyrimo objektas ndash mikrodumbliai kaip žaliava žuvų mailiaus pašaro gamybai
21 MEDŽIAGOS IR METODAI
211 Mikrodumblių skirtų pašarų žuvims gamybai auginimo tyrimai
Pašarų žuvims gamybai iš mikrodumblių pasirinktos dvi žaliadumblių rūšys Chlorella
sp ir Scenedesmus sp (21 pav) Vienas iš požymių išskiriančių žaliadumblius iš kitų
dumblių yra žalia chloroplasto spalva Spalva priklauso nuo chlorofilo a ir b bei karotino
ksantofilų ir krakmolo (Jankavičiūtė 1996) Chlorella sp priklauso Chlorelinių šeimai
Chlorelės genčiai apimančiai apie 56 rūšis Minėtai genčiai priklausančių dumblių ląstelės
pavienės rutuliškos ar elipsės formos 2ndash10 microm dydžio Scenedesmus sp yra Scenedesminių
šeimos Scenedesmas genties atstovas Scenedesmas genčiai priklauso apie 200 rūšių
Scenedesmus sp ląstelės sudaro kolonijas iš 2 4ndash8 16 ar 32 ląstelių Ląstelės cilindro
elipsės ar verpstės formos sujungtos šonais išsidėsčiusios lygiagrečiai Minėtai genčiai
priklausančių dumblių ląstelės 2ndash10 microm pločio ir nuo 6 iki 40 microm ilgio Minėti žaliadumbliai
paplitę Lietuvos gėluosiuose vandenyse Gamtos tyrimų centro Botanikos instituto algologai
išskyrė juos iš Lietuvos paviršinių vandens telkinių Mikrodumbliai buvo auginami
autotrofinėmis ir miksotrofinėmis sąlygomis naudojant universalią mitybinę terpę BG11
Siekiant sumažinti savikainą universalioje terpėje esančios maisto medžiagos pakeistos
tinkamomis skystosiomis atliekomis Auginimo bandymai buvo atliekami dumblių auginimo
reaktoriuje 22 pav Mikrodumblių auginimo trukmė ndash 20ndash30 dienų
a b
21 pav Iš Lietuvos ežerų išskirti mikrodumbliai andashChlorella sp bndashScenedesmus sp
Dumbliai buvo auginami kambario temperatūroje esant 22 plusmn 2 degC apšviečiant juos
fluorescencinėmis lempomis sim250 μmolm2s balta šviesa vidutiniškai 10 val per parą
7
22 pav Laboratorinis dumblių auginimo reaktorius
Šviesos intensyvumas buvo matuojamas naudojant data logger (modelis LI-1400) LI-
190SA Quantum sensorių Siekiant išvengti užsistovėjimo ir nusėdimo mikrodumbliai buvo
maišomi į reaktorių tiekiant suspaustą orą Periodiškai į oro srautą buvo tiekiamas anglies
dvideginis palaikant auginimo terpės pH sim 7
Siekiant įvertinti dumblių auginimo atpiginimo galimybes dalis eksperimentų atlikta
įprastinėje maitinimo terpėje BG11 (21 lentelė) esančias chemines medžiagas pakeičiant
azoto ir fosforo turinčiomis atliekomis Tam buvo naudojama skystoji frakcija liekanti po
biodujų gamybos iš nuotekų dumblo
21 lentelė Universalios mitybinės terpės BG11 sudėtis
Medžiagos pavadinimas gamintojas Medžiagos kiekis mitybinėje
terpėje
Pagrindinės sudėtinės medžiagos mgl
Natrio nitratas NaNO3 (an gr Lach-Ner) 750
Dikalio hidrofosfato trihidratas K2HPO4 (an gr Girochem) 40
Magnio sulfato heptahidratas MgSO4middot7H2O (an gr
Chempur)
75
Kalcio chlorido dihidratas CaCl2middot2H2O (an gr Chempur) 36
Citrinos rūgštis 3
Amonio geležies (III) citratas (an gr Lach-Ner) 3
Dinatrio etilendiamintetraacto rūgšties druska (an gr
Chempur)
1
Natrio karbonatas Na2CO3 (an gr Lach-Ner) 20
Mikroelementai 1 mll mikroelementų
mišinio susidedančio iš gl
Boro rūgštis H3BO3 (an gr Chempur) 286
Mangano chlorido tetrahidratas MnCl2middot4H2O (an gr
Chempur)
181
Cinko sulfato heptahidratas ZnSO4middot7H2O (an gr Girochem) 0222
8
Natrio molibdato pentahidratas NaMoO4middot5H2O (an gr
Chempur)
039
Vario sulfato pentahidratas CuSO45H2O (an gr Girochem) 0079
Kobalto nitrato heksahidratas Co(NO3)2middot6H2O (an gr
Lach-Ner)
00494
Mikrodumbliai naudojant anaerobiškai perdirbtą nuotekų dumblą buvo auginami
taikant penkias skirtingas terpės kombinacijas
palyginamąją (kontrolinę) modifikuotą terpę BG11 (N konc 012 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 006 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 009 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 09 gl)
212 Mikrodumblių biomasės koncentracijos biomasės išeigos ir santykinio augimo
greičio nustatymas
Mikrodumblių augimas buvo stebimas taikant šviesos absorbcijos metodą Kas antrą ar
dvi dienas UVVIS spektrofotometru Lambda 25 buvo matuojamas mikrodumblių
suspensijos optinis tankis (OT) Prieš optinio tankio matavimus atliekama spektrofotometro
nulinė kalibracija vėliau išmatuojamas suspensijos optinis tankis esant 750 nm bangos ilgiui
Dumblių biomasės koncentracija nustatoma mėginį su dumblių biomase centrifuguojant 10
minučių (12000 aps min-1
) du kartus plaunant distiliuotu vandeniu ir džiovinant džiovinimo
spintoje esant 105 degC temperatūrai iki pastovios mėginio masės Sausos biomasės
koncentracija (SBK) (gl-1
) apskaičiuojama iš lygties (2)
SBK = S
S
V
m 1000 (1)
čia mS ndash sauso mėginio masė g VS ndash mėginio tūris ml
Nustačius eilės mėginių biomasės koncentraciją bei išmatavus optinį tankį sudaryta
kalibracinė kreivė Nustatyta tiesinė priklausomybė tarp OT750 ir SBK kiekvienai
mikrodumblių rūšiai aprašoma tokiomis lygtimis (2) ir (3)
Scenedesmus sp
R2=0974 (2)
9
Chlorella sp
R2=0972 (3)
Mikrodumblių biomasės išeiga (gl-1
p-1
) apskaičiuojama remiantis biomasės
koncentracijos (gl-1
) kitimu per laiko vienetą Biomasės išeiga (BI) apskaičiuojama pagal
formulę (4)
(4)
Mikrodumblių santykiniam augimo greičiui (biomasės prieaugiui per laiko vienetą (gg-
1p
-1 arba p
-1)) apskaičiuoti naudojama ši lygtis (5)
(5)
čia X1 ir X0 ndash biomasės koncentracija (gl-1
) paromis t1 ir t0
Pasibaigus auginimo periodui dumblių suspensija buvo centrifuguojama centrifuga
bdquoHeraeus Multifuge X3Rldquo esant 2000 min-1
sūkių dažniui 20 min Vandens kiekis suspensijoje
analizuotas svorio metodu mikrodumblius džiovinant iki pastovios masės 105 oC
temperatūroje džiovinimo krosnelėje bdquoBinderldquo (Vokietija) Dalis mikrodumblių suspensijos
buvo džiovinama šalčiu užšaldant šaldiklyje (minus 18 oC) kita dalis džiovinama
liofilizuojant 96 val esant -55 degC temperatūrai bdquoScanVac CoolSafeldquo įrangoje (Danija)
džiovinama esant 60 oC džiovinimo spintoje bdquoBinderldquo (Vokietija) Šaldymas pasirinktas tam
kad būtų suardomos mikrodumblių ląstelių membranos ir dumbliuose esančios maisto
medžiagos būtų lengviau prieinamos žuvims
Tokiu būdu ruošiant mėginius numatoma įvertinti įvairiai paruoštų mikrodumblių
(sausų sterilizuotos suspensijos išdžiovintų šalčiu mikrodumblių) panaudojimo žuvų mitybai
galimybes
10
3 REZULTATAI
31 Mikrodumblių savybės ir auginimo sąlygos
Gamtoje yra tūkstančiai dumblių rūšių nuo mikroskopinių iki 60 m ilgio Juos galima
suskirstyti į mikrodumblius ir makrodumblius Jie paplitę visame Žemės rutulyje net Arkties
sniege aptinkama mikrodumblių nors dauguma jų gyvena vandenyje Dumbliai yra tipiniai
autotrofai (organizmai gaminantys sudėtingus organinius junginius iš paprastų molekulių
naudojant šviesą ar neorganinių junginių cheminių reakcijų energiją)
Palyginus su aukštesniais augalais mikrodumbliai gali užauginti dešimt kartų didesnį
biomasės kiekį Tokia pagaminta biomasė po vandens pašalinimo žinomais būdais verčiama
biodyzelinu bioetanoliu ar biodujomis Vienaląsčiai ir daugialąsčiai dumbliai vykdo
fotosintezę ypatingai efektyviai Iki 347 fotosintezei aktyvių spindulių tai maždaug
atitinka saulės šviesos regimos šviesos spektrą fitoplanktonas naudoja biomasei gaminti Be
to kiekviena populiacijos ląstelė fotosintezę vykdo vienodai tuo tarpu pas aukštesniuosius
augalus tik žaliosios lapų ląstelės bet ne šaknų ar kamienų ląstelės Gaunamas dešimteriopai
didesnis dumblių biomasės prieaugis palyginus su aukštesniaisiais augalais Mikrodumblių
biomasės kiekis per parą palankiomis sąlygomis gali padvigubėti (Chisti 2007 Hu et al
2008) o esant pakankamai maisto medžiagų eksponentinio augimo metu dumblių ląstelės gali
dalintis net kas 35 val (Chisti 2007)
Mikrodumbliai gali būti įvairiausių rūšių skirtingos sudėties vienaląsčiai ir
daugialąsčiai Nors jų augimą galima kontroliuoti daug lengviau nei makrodumblių mažas jų
dydis komplikuoja derliaus nuėmimą Kad dumbliai augtų jiems reikalingos gana paprastos
sąlygos šviesa anglies šaltinis vanduo maistinės medžiagos ir atitinkama temperatūra
Pastaruoju metu buvo sukurta nemažai skirtingų sistemų kurios aukščiau minėtas sąlygas
išpildo vis dėlto tai padaryti yra gana sudėtinga Viena svarbiausių sąlygų norint dumblius
auginti komerciniais tikslais yra didelio masto sistemos Jos gali būti atviros esančios
sausumoje ir jūroje bei uždaros labiau kontroliuojamos bet brangesnės
Dėl savo sudėties ir gebėjimo kaupti įvairias naudingas medžiagas dumbliai šiuo metu
naudojami daugelyje sričių Viena jų pašarų gamyba nes mikrodumblių biomasėje gausu
įvairių baltymų angliavandenių riebalų mineralų vitaminų karotinoidų polinesočiųjų
riebalų rūgščių (omega-3) pigmentų natūralių antioksidantų (Lorenz and Cysewski 2000)
bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų (Spolaore et al 2006 Brennan and Owende
2010)
11
Pagrindiniai dumblių auginimo privalumai yra šie jų auginimui nereikalingi žemės ūkio
paskirties plotai todėl nekyla konkurencija su žemės ūkio produktais didelis masės prieaugis
ploto vienetui gali augti bet kur net dideliu atstumu nuo vandens CO2 emisijos iš elektrinių
ir kitų potencialių stacionarių aplinkos oro taršos šaltinių gali būti produktyviai naudojamos
dumblių todėl šių pagalba sumažinamas neigiamas minėtų dujų poveikis aplinkai
Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių (Saacutenchez Miroacuten et al 2003 Posten
2009) Ši dumblių savybė sunaudoti CO2 ir jį paversti biomase fotosintezės metu gali
pasitarnauti šalinant anglies dvideginį iš pramonės objektų išlakų ir tuo būdu mažinant
šiltnamio efektą sukeliančių dujų patenkančių į atmosferą iš stacionarių taršos šaltinių
koncentraciją Mikrodumbliai gali būti panaudojami ir šalinant anglies dvideginį iš biodujų
kuriose įprastai jo būna apie 30
Nustatyta kad naudojant mikrodumblius metano koncentraciją biodujose galima
padidinti nuo 70 iki 85ndash90 (Kao et al 2012a) Tačiau anglies dioksido šalinimo
efektyvumas ir mikrodumblių tolerancija anglies dioksidui yra skirtinga Nustatyta kad
didžiausia biomasės išeiga gaunama kai anglies dvideginio koncentracija dujose tiekiamose į
bioreaktorius nėra didelė (Kodama et al 1993 Hanagata et al 1992 Nakano et al 1996
Sakai et al 1995) Tai susiję su pH sumažėjimu dumblių auginimo terpėje dėl to sulėtėja kai
kurių dumblių rūšių augimas (Pires et al 2012) Dumbliai anglies dioksidą fiksuoja esant
šviesos šaltiniui Todėl auginant mikrodumblius uždarose sistemose būtinas dirbtinis
apšvietimas Nustatyta kad efektyviausiai fotosintezę veikia mėlyna (420ndash450 nm) ir raudona
(660ndash700 nm) šviesa kurios optimalus srautas 200ndash400 micromolm2s ribose Esant aukštesnei
temperatūrai dumbliai gali absorbuoti didesnį šviesos srautą (Carvalho et al 2010)
Mikrodumblių augimui ir dauginimuisi svarbi ir temperatūra Optimali temperatūra
dumbliams yra 20ndash30 degC ribose (Zebib 2008) Daugelis dumblių gali augti iki 15 degC
temperatūroje tačiau esant 2ndash4 degC temperatūrai dumbliai gali žūti (Mata et al 2010) Esant
aukštesnei kaip 30 degC temperatūrai dumblių dauginimosi greitis yra mažesnis
Pagrindinės maisto medžiagos mikrodumblių augimui kartu su anglimi yra azotas ir
fosforas Azotas sudaro 7ndash10 dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra amoniakinis
(NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas (Oliver and Ganf 2000) Azoto kiekis dumblių auginimo
terpėse siekia 007-04 gl Fosforo kiekis svyruoja 0002ndash03 gl ribose (Richmond 2004)
Atsižvelgiant į tai kad azoto ir fosforo yra gausu įvairiose nuotekose ir atliekose (nuotekų
dumble mėšle ir t t) siūloma jas naudoti mikrodumblių auginimui Tačiau azoto ir fosforo
12
kiekis auginimo terpėje neturi būti per didelis Didesnės amonio jonų koncentracijos
dumbliams yra nuodingos (Borowitzka 1998) Svarbu ir tai kad naudodami mikrodumblius
iš nuotekų galime šalinti ir sunkiuosius metalus (Vilchez et al 1997) bei kai kuriuos toksinius
organinius aromatinius junginius (Semple et al 1999)
Įvairių rūšių mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau daugiau nei kelis
dešimtmečius ir naudojami pašarų gamybai kosmetikai farmacijos pramonei ir kt
Paprasčiausios atviros sistemos dumblių auginimui yra negilūs stacionarūs baseinai su
įtaisytomis maišyklėmis arba be jų (Borowitzka 1999) kurių dydis siekia nuo kelių kv metrų
iki 250 ha (31 pav) Anglies šaltinis dumbliams yra CO2
31 pav Maži baseinai Spirulina kultūrai Azijoje (kairėje) baseinai Dunaliella salina kultūrai (Cognis
Western Australia ) (Algae-based biofuels 2009)
Anglies dvideginis į vandenį patenka iš oro tai riboja augimo tempą ir sąlygoja
palyginti mažesnį derlių iš 1 ha ploto Kitas neigiamas poveikis ndash lėtas maistinių medžiagų
pasiskirstymas bei gyvų ir negyvų dumblių plūduriavimas ir sedimentacija tai riboja saulės
šviesos prieigą (Algae-based biofuels 2009 Newman 2009) Minėtą poveikį galima
sumažinti arba panaikinti auginant dumblius kitokios formos baseinuose konkrečiai
apvaliuose su mechaniniu maišymu arba taip vadinamuose ldquoracewayrdquo kanalų pavidalo
baseinuose kuriuose irklaračio dėka sukuriama vandens cirkuliacija kanalais Maišymas
pagerina CO2 prieigą Anglies dvideginio šaltiniu gali būti oras suslėgtas anglies divideginis
arba CO2 turinčios išmetamos dujos 1 t dumblių biomasės reikia maždaug apie 18 t anglies
dvideginio Jei CO2 šaltiniu naudojamas oras kuriame anglies dvideginis sudaro tik 00383
tai 1 t dumblių užauginti reikės apie 37000 m3
oro (Algae-based biofuels 2009) Dumbliai
tokiose sistemose yra jautrūs dumblių plėšrūnams parazitams bei kitoms rūšims kurios
labiau prisitaikiusios gyventi esamomis sąlygomis Tik ribotas rūšių kiekis gali dominuoti ir
išlikti atvirose sistemose
13
Dumbliai tokiose sistemose auginami nepertraukiamu būdu reguliariai pašalinant iš
sistemos dalį užaugintos biomasės ir papildant sistemą naujomis maisto medžiagomis
(Demirbas 2010) Atvirų dumblių auginimo sistemų privalumas ndash jos yra paprastos lengvai
įrengiamos aptarnaujamos nedidelės energijos sąnaudos eksploatacijos metu (Singh and
Sharma 2012)
Tokias problemas kaip temperatūra dujų apykaita tarprūšinė konkurencija galima
eliminuoti dumblius auginant uždarose sistemose (Ugwu et al 2008) Nustatyta kad dumblių
biomasės išeiga uždarose sistemose viršija išeigą gautą atvirose sistemose apie 300 (Pulz
and Schreibenbogen 1998)
Pasaulyje yra gaminami įvairių konstrukcijų uždari fotobioreaktoriai Tai vertikalios
horizontalios bei spiralinės vamzdelinės plokštelinės cilindro kupolo ar piramidės formos
sistemos Populiariausi yra vamzdeliniai bei plokšteliniai bioreaktoriai (32 ir 33 pav)
Uždaros sistemos dažnai įrengiamos dengiant atviras sistemas permatoma skaidria medžiaga
ar sudarant oranžerijas tačiau tai yra brangu dideliems plotams Kitas paprastas bet
nebrangus pavyzdys būtų polietileno krepšių rankovių taikymas
32 pav Uždarų dumblių auginimo sistemų pavyzdžiai ldquoBig Bagrdquo dumblių kultūra (BEAM)
stulpelinis burbulų reaktorius (Tredici in Wijffels 2007) stulpelinių burbulų reaktorių laukas
(Wijffels 2007)
Tokia sistema yra pakankamai jautri išorės poveikiui ir neilgaamžė todėl tai daro ją
netinkama naudoti lauko sąlygomis Šiek tiek pažangesnės sistemos su ilgesnio tarnavimo
laiko danga stiklu polietilenu ar polikarbonatu Tokie reaktoriai veikia nepertraukiamai
gerai kontroliuojami gaunama didesnė biomasės koncentracija be ypatingų sąlygų ir didesnių
išlaidų tonai derliaus Tokio tipo reaktoriaus pavyzdys ndash vertikalus vamzdelinis arba
vertikalus stulpelinis (koloninis) reaktorius
14
33 pav Vamzdelinių reaktorių sistema (Algae production)
Vamzdeliniai reaktoriai yra tinkami naudoti turint didelį apšviečiamą paviršių Jei
naudotume minėto tipo reaktorių sistemą t y vamzdelinius vertikalius reaktorius sustatytume
vieną šalia kito šie kaimyninius užstotų (mestų šešėlį) taip sumažindami saulės spinduliuotės
prieigą (32 pav stulpelinių burbulų reaktorių laukas) Ši problema eliminuojama naudojant
horizontalius vamzdelinius reaktorius (33 pav) Tačiau pašalinti šią problemą ne taip
paprasta kaip iš pirmo žvilgsnio atrodo Problemos sprendimas abiem atvejais yra jų atstumų
funkcija Pagrindinis vamzdelinių reaktorių trūkumas ndash prastas masės pernešimas Masės
pernešimo problema didėja (deguonies kiekis didėja augimo sąlygos toliau išilgai vamzdelio
prastėja) didėjant vamzdeliniam bioreaktoriui (Ugwu et al 2008)
34 pav Alveolinis plokštelinis fotobioreaktorius (Tredici and Materassi 1992)
15
Siekiant optimaliau išnaudoti saulės energiją buvo sukurti plokšti taip vadinami flat-
plate fotobioreaktoriai (34 ir 35 pav) Šiuose reaktoriuose ištirpusio deguonies susikaupimas
yra pakankamai žemas palyginti su horizontaliais vamzdeliniais reaktoriais Skelbiama kad
plokšti reaktoriai gali pasiekti gana aukštą fotosintetinį efektyvumą Minėti įrenginiai yra
labai tinkami dumblių auginimui tačiau ir jie turi keletą trūkumų Įvairių sistemų dumbliams
auginti privalumai ir trūkumai yra išdėstyti žemiau pateiktoje 31 lentelėje
35 pav Flat-Plate-Airlift fotobioreaktorius reaktoriaus sudėtinė dalis ir biomasės srautai
reaktoriuje (Subitec)
31 lentelė Sistemų dumblių auginimui palyginimas (Ugwu et al 2008)
Sistemos
dumbliams
auginti
Privalumai Trūkumai
Atviri baseinai Palyginti ekonomiški lengva valyti
po auginimo tinka masiniam
dumblių auginimui
Sunkiau kontroliuoti kultūrų sąlygas
sunkumai auginant dumblius ilgesnį
periodą nedidelis produktyvumas
užima daug vietos limituotos dumblių
rūšys kultūras lengva užkrėsti
Vertikalūs
stulpeliniai
reaktoriai
Didelis masės pernešimas geras
susimaišymas su nedideliu šlyties
įtempiu nedideli energijos poreikiai
geras potencialas įvairiam masteliui
Nedidelis apšvietimo paviršiaus plotas
jų konstrukcijos reikalauja reiklesnių
medžiagų šlyties įtempiai dumblių
16
lengva sterilizuoti gerai tinka
dumblių imobilizavimui sumažinta
fotoinhibicija ir fotooksidacija
kultūroms mažėja apšvietimo plotas
didėjant masteliui
Plokštiniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšviečiamo paviršiaus
plotas tinkami lauko kultūroms geri
dumblių imobilizacijai geras
biomasės produktyvumas palyginti
pigūs lengva valyti nedideli
deguonies kiekiai
Didesniems įrenginiams reikia daugiau
sekcijų ir atraminių medžiagų sunki
temperatūrinė kontrolė galimybė
atsirasti hidrodinaminiam stresui kai
kurioms dumblių rūšims atsiranda
apnašų ant sienų
Vamzdeliniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšvietimo paviršiaus plotas
tinkami lauko kultūroms
pakankamai geras biomasės
produktyvumas palyginti pigūs
pH gradientas ištirpęs deguonis ir
anglies dvideginis išilgai vamzdelio
atsiranda apnašų ant sienų reikia
nemažų plotų auginimui
Fotosintezei vykdyti gali būti naudojama ne tik natūrali bet ir dirbtinė šviesa Žemiau
pateiktame 36 pav pavaizduotas fotobioreaktorius apšviečiamas dirbtine šviesa ndash
fluorescencine lempa
36 pav Tipinis fotobioreaktorius su dirbtiniu apšvietimu (Ugwu et al 2008 Newman
2009)
Įrenginys sumontuotas su rotoriumi ir sparnuotės įrenginiu kultūrų sumaišymui Šio
tipo reaktorių galima modifikuoti apšvietimui naudojant tiek dirbtinę tiek natūralią šviesą
Taigi šis įrenginys veikia naudojant dirbtinę šviesą tuomet kai natūralios šviesos
intensyvumas sumažėja ndash kuomet stipriai debesuota ar nakties periodu Yra duomenų kad
galima sukaupti optines skaidulas padalyti saulės šviesą cilindrinio reaktoriaus viduje
Pagrindinis viduje apšviečiamo reaktoriaus privalumas būtų tai kad šilumos ir slėgio dėka
minimizuojamas užkrėtimas Be to apšvietimas būtų nepertraukiamas (tiek šviesiu tiek
Reaktoriaus siena
Fluorescencinė lempa
Rotorius Anga aeracijai
Sparnuotė
17
tamsiu paros metu) Vis dėlto dumblių auginimas lauko sąlygomis naudojant minėto tipo
reaktorius reikalautų šiek tiek techninių pastangų
32 Mikrodumblių biomasės koncentravimas
Užaugintos mikrodumblių biomasės paruošimas apima kelis etapus biomasės
sukoncentravimą apdorojimą aliejaus ekstrakciją Biomasę sukoncentruoti galima įvairiais
metodais įskaitant mechaninius cheminius bei biologinius būdus sedimentaciją
centrifugavimą filtraciją (įskaitant ultrafiltraciją) flokuliaciją bei flotaciją ultragarsinę bei
magnetinę separaciją (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010 Carlsson et al 2007
Chen et al 2011 Wu et al 2012 Bilad et al 2012 Xu et al 2008) bei elektroforezę
(Christenson and Sims 2011) Universalaus metodo minėtam tikslui pasiekti nėra paprastai iš
daugelio jis pasirenkamas priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jų dydžio (mikrodumblių
dydis 3ndash30 microm) ląstelių tankio taip pat atsižvelgiant į metodo ekonomiškumą Sąlyginai
nedidelė dumblių koncentracija (05ndash5 kg m-3
auginimo terpės (Greenwell et al 2010 Grima
et al 2003)) ir jų dydis apsunkina ir pabrangina (sukoncentravimas sudaro apie 20ndash30 visų
biomasės apdorojimo išlaidų sumos (Grima et al 2003)) biomasės sukoncentravimo procesą
Techniškai pats paprasčiausias ir pigiausias mechaninis būdas sukoncentruoti
dumblius yra jų biomasės nusodinimas Pramoniniais tikslais auginami dumbliai nusodinami
nusodinimo baseinuose taip jų masė sukoncentruojama 85ndash95 (sausų medžiagų masė
sudaro apie 3 ) nusodinimo baseinų dugne Šis būdas gana pigus tačiau nepatrauklus tuo
kad reikalingas papildomas plotas nusodinimo baseinui įrengti Be to pats nusodinimo
procesas vyksta gana lėtai todėl jo metu esant aukštesnei aplinkos temperatūrai nusodinama
biomasė gali pradėti gesti (Greenwell et al 2010) Nusodinimo ir filtracijos procesus
paspartinti gali flokuliantų ar koaguliantų naudojimas susidarant dumblių ląstelių
aglomeratams Atlikta eilė tyrimų siekiant surasti optimalius flokuliantus ir koaguliantus
Dažniausiai tam tikslui naudojamos neorganinės geležies ar aliuminio druskos FeCl3
Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3 (Grima et al 2003) Elektrolitų efektyvumą sužadinti koaguliaciją
nusako kritinė koagulianto koncentracija arba kitaip tariant koagulianto koncentracija
reikalinga greitai sukelti koaguliaciją Metalo jonų koaguliacinis efektyvumas didėja didėjant
jono krūviui Poligeležies sulfatas Fe2(OH)n(SO4)3-n2]m yra bene efektyviausias lyginant šį su
tradiciniais nepolimerizuotais metalo druskų flokuliantais (Grima et al 2003) Flokulėms
sudaryti yra naudojami ir polimerai Ignacio de Godos ir bendratyrėjai nustatė kad naudojant
flokuliantus Drewfloc 447 Flocudex CS5000 Flocusol CM78 Chemifloc CV300 ir
18
chitozaną keletui dumblių rūšių biomasės sukoncentravimo efektyvumas 66ndash98
pasiekiamas su 5ndash6 kartus mažesne koncentracija nei naudojant FeCl3 ir Fe2(SO4)3 (De Godos
et al 2011) Be to tų pačių atliktų tyrimų duomenimis vienaląsčių ir kolonijinių dumblių
biomasės sukoncentravimo efektyvumai labai panašūs
Paprastas ir greitas būdas sukoncentruoti dumblių ląsteles yra magnetinė separacija
naudojant Fe3O4 nanomagnetines daleles Minėtos magnetinės dalelės buvo pritaikytos
mikrodumblių Botryococcus braunii ir Chlorella ellipsoidea sukoncentravimui Pridėjus
Fe3O4 į dumblių suspensiją dumblių ląstelės jas adsorbuoja o dumblių sukoncentravimas
vyksta dėl veikiančio išorinio magnetinio lauko Pasak tyrėjų taikant šį metodą pasiekiamas
didesnis nei 98 sukoncentravimo efektyvumas Be to tai laiką ir energiją tausojantis
dumblių biomasės sukoncentravimo būdas (Xu et al 2011)
Siekiant nenaudoti jokių cheminių medžiagų kiti galimi dumblių biomasės
sukoncentravimo būdai yra flotacija centrifugavimas filtracija bei elektroforezė Flotacija
atliekama naudojant suspaustą orą tiksliau disperguotus arba ištirpusio oro mikroburbuliukus
nukreipiamus į auginimo terpės dugną prie kurių prilipusios dumblių ląstelės susikaupia
flotuojamos terpės paviršiuje Siekiant suintensyvinti flotacijos procesą kartu su disperguotu
oru gali būti naudojami ir flokuliantai (Chen et al 2011) Kai kurios dumblių rūšys sugeba
natūraliai floatuoti terpės paviršiuje Šis procesas vyksta dėl fotosintezės metu gaminamo
deguonies kuris burbuliukų pavidalu kyla į terpės paviršių (Bruton et al 2009) Kitas būdas
dumblių biomasei sukoncentruoti yra filtracija Galima slėginė vakuuminė ir rotacinė
filtracija Ji labiau tinkama dumblių rūšims kurios pasižymi didesnėmis dumblių ląstelėmis
(gt70 microm) tokioms kaip Coelastrum ir Spirulina ir netinkamas Scenedesmus Dunaliella
Chlorella (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010) Minėtus dumblius galima
sukoncentruoti naudojant membraninę mikrofiltraciją bei ultrafiltraciją (Mata et al 2010)
Esminis filtracijos trūkumas yra tai kad ant filtro nusėdanti dumblių biomasė laikui bėgant
užkemša filtro poras tai apsunkina ir sulėtina patį procesą tuo pačiu padidinamos ir
energijos sąnaudos Be to membranų keitimas ir siurblių darbas ženkliai didina
eksploatacines išlaidas todėl šis metodas labiau taikytinas nedideliems tūriams filtruoti (lt 2
m3p
-1) didesniems tūriams labiau tiktų centrifugavimas (Grima et al 2003)
Centrifugavimas ndash tai gana dažnai naudojamas greitas gana efektyvus būdas
(sukoncentruojama gt95 ) sukoncentruoti biomasę Centrifugavimas yra pripažintas bene
geriausiu metodu sukoncentruoti smulkių vos kelių mikrometrų dydžio dumblių biomasę
(Grima et al 2003) Gaunama geros konsistencijos (tiršta) sukoncentruota biomasė tačiau šis
19
būdas reikalauja nemažai energetinių išlaidų ir techninės priežiūros dėl judančių detalių
(Brennan and Owende 2010 Grima et al 2003 Sim et al 1988)
33 Mikrodumblių biomasės džiovinimas
Sukoncentruota dumblių biomasė kurioje yra nuo 5 iki 20 ir daugiau sausų
medžiagų prieš atliekant ekstrahavimą turi būti džiovinama (iki 92 ir daugiau SM) nes
lipidų ekstrakcija iš sausos biomasės yra žymiai efektyvesnė už ekstrakciją iš drėgnos
medžiagos (Grima et al 2003 Zhu et al 2002) Džiovinimo procesas neturėtų būti atidėtas
ilgesniam laikui ypatingai karšto klimato šalyse (Brennan and Owende 2010 Grima et al
2003) Džiovinimas gali būti vykdomas įvairiais būdais (įskaitant ir džiovinimą saulėje) ir
gana plačiame temperatūrų diapazone Džiovinimas saulėje nors yra paprastas bei pigus deja
turi nemažai trūkumų jis ganėtinai ilgas tokiam biomasės džiovinimui reikalingi nemaži
plotai klimatinės sąlygos ir t t Kiti būdai apima žemo slėgio pakopinį džiovinimą (Prakash
et al 1997) išpurškiamąjį džiovinimą (Grima et al 2003 Prakash et al 1997) (džiovinama
medžiaga išpurškiama ir džiovinama karštomis dujomis tai labai plačiai naudojamas bet
vienas brangiausių džiovinimo metodų (Bruton et al 2009) būgninį džiovinimą (Grima et
al 2003 Prakash et al 1997) džiovinimą žemoje temperatūroje ndash šaltyje (taikant
liofilizaciją kuomet drėgmė pašalinama sublimacijos metu) (Grima et al 2003) ir tt
Liofilizacija yra gana brangus medžiagos džiovinimo būdas ypač jei medžiaga džiovinama
dideliais kiekiais tačiau nepaisant to didelis šio metodo privalumas yra tai kad iš
liofilizuotos medžiagos žymiai lengviau išekstrahuojami lipidai (Grima et al 2003) Visi
džiovinimo metodai išskyrus džiovinimą saulėje reikalauja nemažai energijos sąnaudų Šis
dumblių biomasės paruošimo etapas biodegalams gaminti gali sudaryti net iki 70 visų
žaliavos ruošimo išlaidų (Bruton et al 2009)
34 Žuvų auginimui naudojamos mikrodumblių rūšys
Nors sutinkama nepaprastai daug mikrodumblių rūšių tik nedidelis jų skaičius
auginamas dirbtinai akvakultūrų inkubatoriuose Tai lemia tam tikrų mikrodumblių rūšių
prieinamumas kultivavimo sudėtingumas fizinės ląstelių savybės jų sudėtis virškinamumas
toksinų ir dirgiklių buvimas biomasėje (Muller-Feuga et al 2003 (a) Muller-Feuga et al
2003 (b)) 32 lentelėje pateiktas nevisiškai išsamus paprastai akvakultūrose naudojamų
mikrodumblių rūšių sąrašas ir panaudojimo galimybės
20
32 lentelė Pagrindinių akvakultūrose naudojamų mikrodumblių grupės gentys ir rūšys bei
panaudojimo sritys
Grupė Gentis Rūšis Panaudojimo sritis
Cianobakterijos Arthrospira platensis Kombinuotų pašarų ingredientas
Chlorofita Tetraselmis suecica chui Dvigeldžiams moliuskams
Chlorella sp vulgaris
minutissima
virginica grossii
Plėšriųjų žuvų šėrimui
kombinuotų pašarų ingredientas
Dunaliella sp tertiolecta salina Kombinuotų pašarų ingredientas
Haematococcus pluvialis Kombinuotų pašarų ingredientas
Eustigmatophyceae
(Phyklum
Heterokontophyta)
Nanochloropsis sp oculata Plėšriųjų žuvų šėrimui bdquoŽaliasis
vanduoldquo (suspensija) pelėkinių
žuvų mailiui
Labyrinthulea
(Phyklum
Heterokonta)
Schizochytrium sp Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Ulkenia sp Gyvas maistas plėšriosioms žuvims
Bacillariophyta
(diatoms)
Chaetoceros calcitrans gracilis Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Skeletonema costatum Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Thalassiosira pseudonana Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Nitszchia sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Navicula sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Amphora sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Haptophyta Pavlova lutheri Dvigeldžiams moliuskams
Isochrysis galbana add galbana
bdquoTahitildquo
Dvigeldžiams moliuskams
bdquoŽaliasis vanduoldquo (suspensija)
pelėkinių žuvų mailiui
Dinophyta
(dinoflagellates)
Crypthecodinium cohnii Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Yra žinoma šių mikrodumblių rūšių biomasės sudėtis kuri gali būti keičiama
modifikuojant mikroorganizmus Paprastai žuvų pašaruose vyrauja ne viena kažkuri
mikrodumblių rūšis tačiau atitinkamai subalansuotos jų kompozicijos
35 Mikrodumblių biomasės sudėtis ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai galimybės
Mikrodumbliai savo sudėtyje turi vitaminų mineralų pigmentų nepakeičiamų riebalų
rūgščių todėl gali būti naudojami žuvų šėrimui Tyrinėjamos galimybės juos naudoti grynus
ar koncentratą taip pat analizuojamos galimybės mikrodumblius įterpti į pašarus žuvims
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
3
TURINYS
1 ĮVADAS 4
2 TYRIMO OBJEKTAS IR METODAI 6
21 MEDŽIAGOS IR METODAI 6
211 MIKRODUMBLIŲ SKIRTŲ PAŠARŲ ŽUVIMS GAMYBAI AUGINIMO
TYRIMAI 6
212 MIKRODUMBLIŲ BIOMASĖS KONCENTRACIJOS BIOMASĖS IŠEIGOS IR
SANTYKINIO AUGIMO GREIČIO NUSTATYMAS 8
3 REZULTATAI 10
31 MIKRODUMBLIŲ SAVYBĖS IR AUGINIMO SĄLYGOS 10
32 MIKRODUMBLIŲ BIOMASĖS KONCENTRAVIMAS 17
33 MIKRODUMBLIŲ BIOMASĖS DŽIOVINIMAS 19
34 ŽUVŲ AUGINIMUI NAUDOJAMOS MIKRODUMBLIŲ RŪŠYS 19
35 MIKRODUMBLIŲ BIOMASĖS SUDĖTIS IR PANAUDOJIMO ŽUVŲ PAŠARŲ
GAMYBAI GALIMYBĖS 20
36 MIKRODUMBLIŲ TINKAMUMO ŽUVŲ MAILIAUS MAITINIMUI BANDYMAI 28
36 GYVŲ MIKRODUMBLIŲ PANAUDOJIMAS ŽUVŲ MAILIAUS ŠĖRIMUI 30
37 MIKRODUMBLIŲ PANAUDOJIMAS PLANKTONINIŲ VĖŽIAGYVIŲ
MAITINIMUI 31
38 LABORATORINIAI MIKRODUMBLIŲ AUGINIMO TYRIMAI IR OPTIMALIŲ
SĄLYGŲ NUSTATYMAS 33
39 PRINCIPINĖ MIKRODUMBLIŲ AUGINIMO IR PARUOŠIMO ŽUVŲ PAŠARŲ
GAMYBAI TECHNOLOGIJA 38
310 TECHNINIS EKONOMINIS MIKRODUMBLIŲ AUGINIMO IR PARUOŠIMO
PAŠARŲ GAMYBAI PAGRINDIMAS 40
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS 42
5 LITERATŪRA 44
4
1 ĮVADAS
Natūraliose sąlygose žuvų mailius minta planktonu t y smulkiais mikroorganizmais
(dumbliais pirmuonimis smulkiais gyvūnais) Auginant žuvis uždarose sistemose jų mailius
maitinamas zooplanktonu (artemijomis) ir kitais specialiais pašarais kurie labai brangiai
perkami iš užsienio kompanijų Šie pašarai Lietuvoje negaminami Bendraujant įvairių ASU
laboratorijų darbuotojams užsiimantiems mikrodumblių panaudojimo tyrimais bei
žuvininkystės technologijų tyrimais kilo mintis nagrinėti mikrodumblių panaudojimo žuvų
mailiaus maitinimui galimybes Pirmiausia numatyta apžvelgti įvairių šalių patirtį parinkti
optimalias dumblių rūšis ištirti jų auginimo galimybes įvertinti tinkamumą žuvų mailiui
maitinti detaliau apžvelgti mikrodumblių auginimo technologijas Jei pasiteisintų
mikrodumblius netolimoje ateityje galima būtų auginti Lietuvos įmonėse auginančiose žuvis
ar krevetes uždarose sistemose tai išspręstų žuvų mailiaus ar krevečių maisto problemą
Šios galimybių studijos tikslas ndash ištirti mikrodumblių panaudojimo žuvų mailiaus
pašarui galimybes
Vykdant projektą buvo numatyta spręsti tokius uždavinius
1) įvertinti mikrodumblių panaudojimo žuvų mailiaus pašarui galimybes
2) palyginti žuvų mailiaus augimo tempus šeriant juos dumbliais ir šeriant zooplanktonu
3) nustatyti optimalias mikrodumblių auginimo sąlygas
4) parengti mikrodumblių auginimo technologiją
5) atlikti techninį ekonominį mikrodumblių panaudojimo žuvų mailiaus pašarui
pagrindimą
Galimybių studija buvo atlikta ASU Aplinkos ir ekologijos institute Aplinkos
technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje Biologinių atliekų ir šalutinių
produktų panaudojimo laboratorijoje ASU Akvakultūros centre panaudojant šių padalinių
žmogiškuosius ir materialiuosius išteklius apjungiant šių padalinių darbuotojų patirtį
gebėjimus ir galimybes
Atlikus galimybių studiją apie mikrodumblių panaudojimą žuvų mailiaus šėrimui
stebint naujausius užsienio šalyse atliekamų tyrimų rezultatus (nemažai įvairių šios srities
tyrimų rezultatų buvo pateikta ką tik spalio 17-20 dienomis Dubrovnike Kroatijoje
vykusioje tarptautinėje konferencijoje ndash parodoje AQUACULTURE EUROPE 17) galima
teigti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai vis dar
nėra
5
Naujausios mokslinių tyrimų ir eksperimentinių bandymų tendencijos rodo kad
tikslinga į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
Ribojančiu veiksniu platesniam mikrodumblių taikymui žuvininkystėje yra
mikrodumblių kaina kuri ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų žaliavų todėl kol
kas mikrodumbliai plačiau naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai bet ne
baltyminių žaliavų pakaitalai Kitu reikšmingu veiksniu įtakojančiu mikrodumblių naudojimą
uždarose apytakinėse žuvų auginimo sistemose yra biosaugos reikalavimai siekiant
maksimaliai išvengti žuvų ligų pernašos su pašaru vandeniu pavojaus
6
2 TYRIMO OBJEKTAS IR METODAI
Tyrimo objektas ndash mikrodumbliai kaip žaliava žuvų mailiaus pašaro gamybai
21 MEDŽIAGOS IR METODAI
211 Mikrodumblių skirtų pašarų žuvims gamybai auginimo tyrimai
Pašarų žuvims gamybai iš mikrodumblių pasirinktos dvi žaliadumblių rūšys Chlorella
sp ir Scenedesmus sp (21 pav) Vienas iš požymių išskiriančių žaliadumblius iš kitų
dumblių yra žalia chloroplasto spalva Spalva priklauso nuo chlorofilo a ir b bei karotino
ksantofilų ir krakmolo (Jankavičiūtė 1996) Chlorella sp priklauso Chlorelinių šeimai
Chlorelės genčiai apimančiai apie 56 rūšis Minėtai genčiai priklausančių dumblių ląstelės
pavienės rutuliškos ar elipsės formos 2ndash10 microm dydžio Scenedesmus sp yra Scenedesminių
šeimos Scenedesmas genties atstovas Scenedesmas genčiai priklauso apie 200 rūšių
Scenedesmus sp ląstelės sudaro kolonijas iš 2 4ndash8 16 ar 32 ląstelių Ląstelės cilindro
elipsės ar verpstės formos sujungtos šonais išsidėsčiusios lygiagrečiai Minėtai genčiai
priklausančių dumblių ląstelės 2ndash10 microm pločio ir nuo 6 iki 40 microm ilgio Minėti žaliadumbliai
paplitę Lietuvos gėluosiuose vandenyse Gamtos tyrimų centro Botanikos instituto algologai
išskyrė juos iš Lietuvos paviršinių vandens telkinių Mikrodumbliai buvo auginami
autotrofinėmis ir miksotrofinėmis sąlygomis naudojant universalią mitybinę terpę BG11
Siekiant sumažinti savikainą universalioje terpėje esančios maisto medžiagos pakeistos
tinkamomis skystosiomis atliekomis Auginimo bandymai buvo atliekami dumblių auginimo
reaktoriuje 22 pav Mikrodumblių auginimo trukmė ndash 20ndash30 dienų
a b
21 pav Iš Lietuvos ežerų išskirti mikrodumbliai andashChlorella sp bndashScenedesmus sp
Dumbliai buvo auginami kambario temperatūroje esant 22 plusmn 2 degC apšviečiant juos
fluorescencinėmis lempomis sim250 μmolm2s balta šviesa vidutiniškai 10 val per parą
7
22 pav Laboratorinis dumblių auginimo reaktorius
Šviesos intensyvumas buvo matuojamas naudojant data logger (modelis LI-1400) LI-
190SA Quantum sensorių Siekiant išvengti užsistovėjimo ir nusėdimo mikrodumbliai buvo
maišomi į reaktorių tiekiant suspaustą orą Periodiškai į oro srautą buvo tiekiamas anglies
dvideginis palaikant auginimo terpės pH sim 7
Siekiant įvertinti dumblių auginimo atpiginimo galimybes dalis eksperimentų atlikta
įprastinėje maitinimo terpėje BG11 (21 lentelė) esančias chemines medžiagas pakeičiant
azoto ir fosforo turinčiomis atliekomis Tam buvo naudojama skystoji frakcija liekanti po
biodujų gamybos iš nuotekų dumblo
21 lentelė Universalios mitybinės terpės BG11 sudėtis
Medžiagos pavadinimas gamintojas Medžiagos kiekis mitybinėje
terpėje
Pagrindinės sudėtinės medžiagos mgl
Natrio nitratas NaNO3 (an gr Lach-Ner) 750
Dikalio hidrofosfato trihidratas K2HPO4 (an gr Girochem) 40
Magnio sulfato heptahidratas MgSO4middot7H2O (an gr
Chempur)
75
Kalcio chlorido dihidratas CaCl2middot2H2O (an gr Chempur) 36
Citrinos rūgštis 3
Amonio geležies (III) citratas (an gr Lach-Ner) 3
Dinatrio etilendiamintetraacto rūgšties druska (an gr
Chempur)
1
Natrio karbonatas Na2CO3 (an gr Lach-Ner) 20
Mikroelementai 1 mll mikroelementų
mišinio susidedančio iš gl
Boro rūgštis H3BO3 (an gr Chempur) 286
Mangano chlorido tetrahidratas MnCl2middot4H2O (an gr
Chempur)
181
Cinko sulfato heptahidratas ZnSO4middot7H2O (an gr Girochem) 0222
8
Natrio molibdato pentahidratas NaMoO4middot5H2O (an gr
Chempur)
039
Vario sulfato pentahidratas CuSO45H2O (an gr Girochem) 0079
Kobalto nitrato heksahidratas Co(NO3)2middot6H2O (an gr
Lach-Ner)
00494
Mikrodumbliai naudojant anaerobiškai perdirbtą nuotekų dumblą buvo auginami
taikant penkias skirtingas terpės kombinacijas
palyginamąją (kontrolinę) modifikuotą terpę BG11 (N konc 012 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 006 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 009 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 09 gl)
212 Mikrodumblių biomasės koncentracijos biomasės išeigos ir santykinio augimo
greičio nustatymas
Mikrodumblių augimas buvo stebimas taikant šviesos absorbcijos metodą Kas antrą ar
dvi dienas UVVIS spektrofotometru Lambda 25 buvo matuojamas mikrodumblių
suspensijos optinis tankis (OT) Prieš optinio tankio matavimus atliekama spektrofotometro
nulinė kalibracija vėliau išmatuojamas suspensijos optinis tankis esant 750 nm bangos ilgiui
Dumblių biomasės koncentracija nustatoma mėginį su dumblių biomase centrifuguojant 10
minučių (12000 aps min-1
) du kartus plaunant distiliuotu vandeniu ir džiovinant džiovinimo
spintoje esant 105 degC temperatūrai iki pastovios mėginio masės Sausos biomasės
koncentracija (SBK) (gl-1
) apskaičiuojama iš lygties (2)
SBK = S
S
V
m 1000 (1)
čia mS ndash sauso mėginio masė g VS ndash mėginio tūris ml
Nustačius eilės mėginių biomasės koncentraciją bei išmatavus optinį tankį sudaryta
kalibracinė kreivė Nustatyta tiesinė priklausomybė tarp OT750 ir SBK kiekvienai
mikrodumblių rūšiai aprašoma tokiomis lygtimis (2) ir (3)
Scenedesmus sp
R2=0974 (2)
9
Chlorella sp
R2=0972 (3)
Mikrodumblių biomasės išeiga (gl-1
p-1
) apskaičiuojama remiantis biomasės
koncentracijos (gl-1
) kitimu per laiko vienetą Biomasės išeiga (BI) apskaičiuojama pagal
formulę (4)
(4)
Mikrodumblių santykiniam augimo greičiui (biomasės prieaugiui per laiko vienetą (gg-
1p
-1 arba p
-1)) apskaičiuoti naudojama ši lygtis (5)
(5)
čia X1 ir X0 ndash biomasės koncentracija (gl-1
) paromis t1 ir t0
Pasibaigus auginimo periodui dumblių suspensija buvo centrifuguojama centrifuga
bdquoHeraeus Multifuge X3Rldquo esant 2000 min-1
sūkių dažniui 20 min Vandens kiekis suspensijoje
analizuotas svorio metodu mikrodumblius džiovinant iki pastovios masės 105 oC
temperatūroje džiovinimo krosnelėje bdquoBinderldquo (Vokietija) Dalis mikrodumblių suspensijos
buvo džiovinama šalčiu užšaldant šaldiklyje (minus 18 oC) kita dalis džiovinama
liofilizuojant 96 val esant -55 degC temperatūrai bdquoScanVac CoolSafeldquo įrangoje (Danija)
džiovinama esant 60 oC džiovinimo spintoje bdquoBinderldquo (Vokietija) Šaldymas pasirinktas tam
kad būtų suardomos mikrodumblių ląstelių membranos ir dumbliuose esančios maisto
medžiagos būtų lengviau prieinamos žuvims
Tokiu būdu ruošiant mėginius numatoma įvertinti įvairiai paruoštų mikrodumblių
(sausų sterilizuotos suspensijos išdžiovintų šalčiu mikrodumblių) panaudojimo žuvų mitybai
galimybes
10
3 REZULTATAI
31 Mikrodumblių savybės ir auginimo sąlygos
Gamtoje yra tūkstančiai dumblių rūšių nuo mikroskopinių iki 60 m ilgio Juos galima
suskirstyti į mikrodumblius ir makrodumblius Jie paplitę visame Žemės rutulyje net Arkties
sniege aptinkama mikrodumblių nors dauguma jų gyvena vandenyje Dumbliai yra tipiniai
autotrofai (organizmai gaminantys sudėtingus organinius junginius iš paprastų molekulių
naudojant šviesą ar neorganinių junginių cheminių reakcijų energiją)
Palyginus su aukštesniais augalais mikrodumbliai gali užauginti dešimt kartų didesnį
biomasės kiekį Tokia pagaminta biomasė po vandens pašalinimo žinomais būdais verčiama
biodyzelinu bioetanoliu ar biodujomis Vienaląsčiai ir daugialąsčiai dumbliai vykdo
fotosintezę ypatingai efektyviai Iki 347 fotosintezei aktyvių spindulių tai maždaug
atitinka saulės šviesos regimos šviesos spektrą fitoplanktonas naudoja biomasei gaminti Be
to kiekviena populiacijos ląstelė fotosintezę vykdo vienodai tuo tarpu pas aukštesniuosius
augalus tik žaliosios lapų ląstelės bet ne šaknų ar kamienų ląstelės Gaunamas dešimteriopai
didesnis dumblių biomasės prieaugis palyginus su aukštesniaisiais augalais Mikrodumblių
biomasės kiekis per parą palankiomis sąlygomis gali padvigubėti (Chisti 2007 Hu et al
2008) o esant pakankamai maisto medžiagų eksponentinio augimo metu dumblių ląstelės gali
dalintis net kas 35 val (Chisti 2007)
Mikrodumbliai gali būti įvairiausių rūšių skirtingos sudėties vienaląsčiai ir
daugialąsčiai Nors jų augimą galima kontroliuoti daug lengviau nei makrodumblių mažas jų
dydis komplikuoja derliaus nuėmimą Kad dumbliai augtų jiems reikalingos gana paprastos
sąlygos šviesa anglies šaltinis vanduo maistinės medžiagos ir atitinkama temperatūra
Pastaruoju metu buvo sukurta nemažai skirtingų sistemų kurios aukščiau minėtas sąlygas
išpildo vis dėlto tai padaryti yra gana sudėtinga Viena svarbiausių sąlygų norint dumblius
auginti komerciniais tikslais yra didelio masto sistemos Jos gali būti atviros esančios
sausumoje ir jūroje bei uždaros labiau kontroliuojamos bet brangesnės
Dėl savo sudėties ir gebėjimo kaupti įvairias naudingas medžiagas dumbliai šiuo metu
naudojami daugelyje sričių Viena jų pašarų gamyba nes mikrodumblių biomasėje gausu
įvairių baltymų angliavandenių riebalų mineralų vitaminų karotinoidų polinesočiųjų
riebalų rūgščių (omega-3) pigmentų natūralių antioksidantų (Lorenz and Cysewski 2000)
bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų (Spolaore et al 2006 Brennan and Owende
2010)
11
Pagrindiniai dumblių auginimo privalumai yra šie jų auginimui nereikalingi žemės ūkio
paskirties plotai todėl nekyla konkurencija su žemės ūkio produktais didelis masės prieaugis
ploto vienetui gali augti bet kur net dideliu atstumu nuo vandens CO2 emisijos iš elektrinių
ir kitų potencialių stacionarių aplinkos oro taršos šaltinių gali būti produktyviai naudojamos
dumblių todėl šių pagalba sumažinamas neigiamas minėtų dujų poveikis aplinkai
Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių (Saacutenchez Miroacuten et al 2003 Posten
2009) Ši dumblių savybė sunaudoti CO2 ir jį paversti biomase fotosintezės metu gali
pasitarnauti šalinant anglies dvideginį iš pramonės objektų išlakų ir tuo būdu mažinant
šiltnamio efektą sukeliančių dujų patenkančių į atmosferą iš stacionarių taršos šaltinių
koncentraciją Mikrodumbliai gali būti panaudojami ir šalinant anglies dvideginį iš biodujų
kuriose įprastai jo būna apie 30
Nustatyta kad naudojant mikrodumblius metano koncentraciją biodujose galima
padidinti nuo 70 iki 85ndash90 (Kao et al 2012a) Tačiau anglies dioksido šalinimo
efektyvumas ir mikrodumblių tolerancija anglies dioksidui yra skirtinga Nustatyta kad
didžiausia biomasės išeiga gaunama kai anglies dvideginio koncentracija dujose tiekiamose į
bioreaktorius nėra didelė (Kodama et al 1993 Hanagata et al 1992 Nakano et al 1996
Sakai et al 1995) Tai susiję su pH sumažėjimu dumblių auginimo terpėje dėl to sulėtėja kai
kurių dumblių rūšių augimas (Pires et al 2012) Dumbliai anglies dioksidą fiksuoja esant
šviesos šaltiniui Todėl auginant mikrodumblius uždarose sistemose būtinas dirbtinis
apšvietimas Nustatyta kad efektyviausiai fotosintezę veikia mėlyna (420ndash450 nm) ir raudona
(660ndash700 nm) šviesa kurios optimalus srautas 200ndash400 micromolm2s ribose Esant aukštesnei
temperatūrai dumbliai gali absorbuoti didesnį šviesos srautą (Carvalho et al 2010)
Mikrodumblių augimui ir dauginimuisi svarbi ir temperatūra Optimali temperatūra
dumbliams yra 20ndash30 degC ribose (Zebib 2008) Daugelis dumblių gali augti iki 15 degC
temperatūroje tačiau esant 2ndash4 degC temperatūrai dumbliai gali žūti (Mata et al 2010) Esant
aukštesnei kaip 30 degC temperatūrai dumblių dauginimosi greitis yra mažesnis
Pagrindinės maisto medžiagos mikrodumblių augimui kartu su anglimi yra azotas ir
fosforas Azotas sudaro 7ndash10 dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra amoniakinis
(NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas (Oliver and Ganf 2000) Azoto kiekis dumblių auginimo
terpėse siekia 007-04 gl Fosforo kiekis svyruoja 0002ndash03 gl ribose (Richmond 2004)
Atsižvelgiant į tai kad azoto ir fosforo yra gausu įvairiose nuotekose ir atliekose (nuotekų
dumble mėšle ir t t) siūloma jas naudoti mikrodumblių auginimui Tačiau azoto ir fosforo
12
kiekis auginimo terpėje neturi būti per didelis Didesnės amonio jonų koncentracijos
dumbliams yra nuodingos (Borowitzka 1998) Svarbu ir tai kad naudodami mikrodumblius
iš nuotekų galime šalinti ir sunkiuosius metalus (Vilchez et al 1997) bei kai kuriuos toksinius
organinius aromatinius junginius (Semple et al 1999)
Įvairių rūšių mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau daugiau nei kelis
dešimtmečius ir naudojami pašarų gamybai kosmetikai farmacijos pramonei ir kt
Paprasčiausios atviros sistemos dumblių auginimui yra negilūs stacionarūs baseinai su
įtaisytomis maišyklėmis arba be jų (Borowitzka 1999) kurių dydis siekia nuo kelių kv metrų
iki 250 ha (31 pav) Anglies šaltinis dumbliams yra CO2
31 pav Maži baseinai Spirulina kultūrai Azijoje (kairėje) baseinai Dunaliella salina kultūrai (Cognis
Western Australia ) (Algae-based biofuels 2009)
Anglies dvideginis į vandenį patenka iš oro tai riboja augimo tempą ir sąlygoja
palyginti mažesnį derlių iš 1 ha ploto Kitas neigiamas poveikis ndash lėtas maistinių medžiagų
pasiskirstymas bei gyvų ir negyvų dumblių plūduriavimas ir sedimentacija tai riboja saulės
šviesos prieigą (Algae-based biofuels 2009 Newman 2009) Minėtą poveikį galima
sumažinti arba panaikinti auginant dumblius kitokios formos baseinuose konkrečiai
apvaliuose su mechaniniu maišymu arba taip vadinamuose ldquoracewayrdquo kanalų pavidalo
baseinuose kuriuose irklaračio dėka sukuriama vandens cirkuliacija kanalais Maišymas
pagerina CO2 prieigą Anglies dvideginio šaltiniu gali būti oras suslėgtas anglies divideginis
arba CO2 turinčios išmetamos dujos 1 t dumblių biomasės reikia maždaug apie 18 t anglies
dvideginio Jei CO2 šaltiniu naudojamas oras kuriame anglies dvideginis sudaro tik 00383
tai 1 t dumblių užauginti reikės apie 37000 m3
oro (Algae-based biofuels 2009) Dumbliai
tokiose sistemose yra jautrūs dumblių plėšrūnams parazitams bei kitoms rūšims kurios
labiau prisitaikiusios gyventi esamomis sąlygomis Tik ribotas rūšių kiekis gali dominuoti ir
išlikti atvirose sistemose
13
Dumbliai tokiose sistemose auginami nepertraukiamu būdu reguliariai pašalinant iš
sistemos dalį užaugintos biomasės ir papildant sistemą naujomis maisto medžiagomis
(Demirbas 2010) Atvirų dumblių auginimo sistemų privalumas ndash jos yra paprastos lengvai
įrengiamos aptarnaujamos nedidelės energijos sąnaudos eksploatacijos metu (Singh and
Sharma 2012)
Tokias problemas kaip temperatūra dujų apykaita tarprūšinė konkurencija galima
eliminuoti dumblius auginant uždarose sistemose (Ugwu et al 2008) Nustatyta kad dumblių
biomasės išeiga uždarose sistemose viršija išeigą gautą atvirose sistemose apie 300 (Pulz
and Schreibenbogen 1998)
Pasaulyje yra gaminami įvairių konstrukcijų uždari fotobioreaktoriai Tai vertikalios
horizontalios bei spiralinės vamzdelinės plokštelinės cilindro kupolo ar piramidės formos
sistemos Populiariausi yra vamzdeliniai bei plokšteliniai bioreaktoriai (32 ir 33 pav)
Uždaros sistemos dažnai įrengiamos dengiant atviras sistemas permatoma skaidria medžiaga
ar sudarant oranžerijas tačiau tai yra brangu dideliems plotams Kitas paprastas bet
nebrangus pavyzdys būtų polietileno krepšių rankovių taikymas
32 pav Uždarų dumblių auginimo sistemų pavyzdžiai ldquoBig Bagrdquo dumblių kultūra (BEAM)
stulpelinis burbulų reaktorius (Tredici in Wijffels 2007) stulpelinių burbulų reaktorių laukas
(Wijffels 2007)
Tokia sistema yra pakankamai jautri išorės poveikiui ir neilgaamžė todėl tai daro ją
netinkama naudoti lauko sąlygomis Šiek tiek pažangesnės sistemos su ilgesnio tarnavimo
laiko danga stiklu polietilenu ar polikarbonatu Tokie reaktoriai veikia nepertraukiamai
gerai kontroliuojami gaunama didesnė biomasės koncentracija be ypatingų sąlygų ir didesnių
išlaidų tonai derliaus Tokio tipo reaktoriaus pavyzdys ndash vertikalus vamzdelinis arba
vertikalus stulpelinis (koloninis) reaktorius
14
33 pav Vamzdelinių reaktorių sistema (Algae production)
Vamzdeliniai reaktoriai yra tinkami naudoti turint didelį apšviečiamą paviršių Jei
naudotume minėto tipo reaktorių sistemą t y vamzdelinius vertikalius reaktorius sustatytume
vieną šalia kito šie kaimyninius užstotų (mestų šešėlį) taip sumažindami saulės spinduliuotės
prieigą (32 pav stulpelinių burbulų reaktorių laukas) Ši problema eliminuojama naudojant
horizontalius vamzdelinius reaktorius (33 pav) Tačiau pašalinti šią problemą ne taip
paprasta kaip iš pirmo žvilgsnio atrodo Problemos sprendimas abiem atvejais yra jų atstumų
funkcija Pagrindinis vamzdelinių reaktorių trūkumas ndash prastas masės pernešimas Masės
pernešimo problema didėja (deguonies kiekis didėja augimo sąlygos toliau išilgai vamzdelio
prastėja) didėjant vamzdeliniam bioreaktoriui (Ugwu et al 2008)
34 pav Alveolinis plokštelinis fotobioreaktorius (Tredici and Materassi 1992)
15
Siekiant optimaliau išnaudoti saulės energiją buvo sukurti plokšti taip vadinami flat-
plate fotobioreaktoriai (34 ir 35 pav) Šiuose reaktoriuose ištirpusio deguonies susikaupimas
yra pakankamai žemas palyginti su horizontaliais vamzdeliniais reaktoriais Skelbiama kad
plokšti reaktoriai gali pasiekti gana aukštą fotosintetinį efektyvumą Minėti įrenginiai yra
labai tinkami dumblių auginimui tačiau ir jie turi keletą trūkumų Įvairių sistemų dumbliams
auginti privalumai ir trūkumai yra išdėstyti žemiau pateiktoje 31 lentelėje
35 pav Flat-Plate-Airlift fotobioreaktorius reaktoriaus sudėtinė dalis ir biomasės srautai
reaktoriuje (Subitec)
31 lentelė Sistemų dumblių auginimui palyginimas (Ugwu et al 2008)
Sistemos
dumbliams
auginti
Privalumai Trūkumai
Atviri baseinai Palyginti ekonomiški lengva valyti
po auginimo tinka masiniam
dumblių auginimui
Sunkiau kontroliuoti kultūrų sąlygas
sunkumai auginant dumblius ilgesnį
periodą nedidelis produktyvumas
užima daug vietos limituotos dumblių
rūšys kultūras lengva užkrėsti
Vertikalūs
stulpeliniai
reaktoriai
Didelis masės pernešimas geras
susimaišymas su nedideliu šlyties
įtempiu nedideli energijos poreikiai
geras potencialas įvairiam masteliui
Nedidelis apšvietimo paviršiaus plotas
jų konstrukcijos reikalauja reiklesnių
medžiagų šlyties įtempiai dumblių
16
lengva sterilizuoti gerai tinka
dumblių imobilizavimui sumažinta
fotoinhibicija ir fotooksidacija
kultūroms mažėja apšvietimo plotas
didėjant masteliui
Plokštiniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšviečiamo paviršiaus
plotas tinkami lauko kultūroms geri
dumblių imobilizacijai geras
biomasės produktyvumas palyginti
pigūs lengva valyti nedideli
deguonies kiekiai
Didesniems įrenginiams reikia daugiau
sekcijų ir atraminių medžiagų sunki
temperatūrinė kontrolė galimybė
atsirasti hidrodinaminiam stresui kai
kurioms dumblių rūšims atsiranda
apnašų ant sienų
Vamzdeliniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšvietimo paviršiaus plotas
tinkami lauko kultūroms
pakankamai geras biomasės
produktyvumas palyginti pigūs
pH gradientas ištirpęs deguonis ir
anglies dvideginis išilgai vamzdelio
atsiranda apnašų ant sienų reikia
nemažų plotų auginimui
Fotosintezei vykdyti gali būti naudojama ne tik natūrali bet ir dirbtinė šviesa Žemiau
pateiktame 36 pav pavaizduotas fotobioreaktorius apšviečiamas dirbtine šviesa ndash
fluorescencine lempa
36 pav Tipinis fotobioreaktorius su dirbtiniu apšvietimu (Ugwu et al 2008 Newman
2009)
Įrenginys sumontuotas su rotoriumi ir sparnuotės įrenginiu kultūrų sumaišymui Šio
tipo reaktorių galima modifikuoti apšvietimui naudojant tiek dirbtinę tiek natūralią šviesą
Taigi šis įrenginys veikia naudojant dirbtinę šviesą tuomet kai natūralios šviesos
intensyvumas sumažėja ndash kuomet stipriai debesuota ar nakties periodu Yra duomenų kad
galima sukaupti optines skaidulas padalyti saulės šviesą cilindrinio reaktoriaus viduje
Pagrindinis viduje apšviečiamo reaktoriaus privalumas būtų tai kad šilumos ir slėgio dėka
minimizuojamas užkrėtimas Be to apšvietimas būtų nepertraukiamas (tiek šviesiu tiek
Reaktoriaus siena
Fluorescencinė lempa
Rotorius Anga aeracijai
Sparnuotė
17
tamsiu paros metu) Vis dėlto dumblių auginimas lauko sąlygomis naudojant minėto tipo
reaktorius reikalautų šiek tiek techninių pastangų
32 Mikrodumblių biomasės koncentravimas
Užaugintos mikrodumblių biomasės paruošimas apima kelis etapus biomasės
sukoncentravimą apdorojimą aliejaus ekstrakciją Biomasę sukoncentruoti galima įvairiais
metodais įskaitant mechaninius cheminius bei biologinius būdus sedimentaciją
centrifugavimą filtraciją (įskaitant ultrafiltraciją) flokuliaciją bei flotaciją ultragarsinę bei
magnetinę separaciją (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010 Carlsson et al 2007
Chen et al 2011 Wu et al 2012 Bilad et al 2012 Xu et al 2008) bei elektroforezę
(Christenson and Sims 2011) Universalaus metodo minėtam tikslui pasiekti nėra paprastai iš
daugelio jis pasirenkamas priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jų dydžio (mikrodumblių
dydis 3ndash30 microm) ląstelių tankio taip pat atsižvelgiant į metodo ekonomiškumą Sąlyginai
nedidelė dumblių koncentracija (05ndash5 kg m-3
auginimo terpės (Greenwell et al 2010 Grima
et al 2003)) ir jų dydis apsunkina ir pabrangina (sukoncentravimas sudaro apie 20ndash30 visų
biomasės apdorojimo išlaidų sumos (Grima et al 2003)) biomasės sukoncentravimo procesą
Techniškai pats paprasčiausias ir pigiausias mechaninis būdas sukoncentruoti
dumblius yra jų biomasės nusodinimas Pramoniniais tikslais auginami dumbliai nusodinami
nusodinimo baseinuose taip jų masė sukoncentruojama 85ndash95 (sausų medžiagų masė
sudaro apie 3 ) nusodinimo baseinų dugne Šis būdas gana pigus tačiau nepatrauklus tuo
kad reikalingas papildomas plotas nusodinimo baseinui įrengti Be to pats nusodinimo
procesas vyksta gana lėtai todėl jo metu esant aukštesnei aplinkos temperatūrai nusodinama
biomasė gali pradėti gesti (Greenwell et al 2010) Nusodinimo ir filtracijos procesus
paspartinti gali flokuliantų ar koaguliantų naudojimas susidarant dumblių ląstelių
aglomeratams Atlikta eilė tyrimų siekiant surasti optimalius flokuliantus ir koaguliantus
Dažniausiai tam tikslui naudojamos neorganinės geležies ar aliuminio druskos FeCl3
Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3 (Grima et al 2003) Elektrolitų efektyvumą sužadinti koaguliaciją
nusako kritinė koagulianto koncentracija arba kitaip tariant koagulianto koncentracija
reikalinga greitai sukelti koaguliaciją Metalo jonų koaguliacinis efektyvumas didėja didėjant
jono krūviui Poligeležies sulfatas Fe2(OH)n(SO4)3-n2]m yra bene efektyviausias lyginant šį su
tradiciniais nepolimerizuotais metalo druskų flokuliantais (Grima et al 2003) Flokulėms
sudaryti yra naudojami ir polimerai Ignacio de Godos ir bendratyrėjai nustatė kad naudojant
flokuliantus Drewfloc 447 Flocudex CS5000 Flocusol CM78 Chemifloc CV300 ir
18
chitozaną keletui dumblių rūšių biomasės sukoncentravimo efektyvumas 66ndash98
pasiekiamas su 5ndash6 kartus mažesne koncentracija nei naudojant FeCl3 ir Fe2(SO4)3 (De Godos
et al 2011) Be to tų pačių atliktų tyrimų duomenimis vienaląsčių ir kolonijinių dumblių
biomasės sukoncentravimo efektyvumai labai panašūs
Paprastas ir greitas būdas sukoncentruoti dumblių ląsteles yra magnetinė separacija
naudojant Fe3O4 nanomagnetines daleles Minėtos magnetinės dalelės buvo pritaikytos
mikrodumblių Botryococcus braunii ir Chlorella ellipsoidea sukoncentravimui Pridėjus
Fe3O4 į dumblių suspensiją dumblių ląstelės jas adsorbuoja o dumblių sukoncentravimas
vyksta dėl veikiančio išorinio magnetinio lauko Pasak tyrėjų taikant šį metodą pasiekiamas
didesnis nei 98 sukoncentravimo efektyvumas Be to tai laiką ir energiją tausojantis
dumblių biomasės sukoncentravimo būdas (Xu et al 2011)
Siekiant nenaudoti jokių cheminių medžiagų kiti galimi dumblių biomasės
sukoncentravimo būdai yra flotacija centrifugavimas filtracija bei elektroforezė Flotacija
atliekama naudojant suspaustą orą tiksliau disperguotus arba ištirpusio oro mikroburbuliukus
nukreipiamus į auginimo terpės dugną prie kurių prilipusios dumblių ląstelės susikaupia
flotuojamos terpės paviršiuje Siekiant suintensyvinti flotacijos procesą kartu su disperguotu
oru gali būti naudojami ir flokuliantai (Chen et al 2011) Kai kurios dumblių rūšys sugeba
natūraliai floatuoti terpės paviršiuje Šis procesas vyksta dėl fotosintezės metu gaminamo
deguonies kuris burbuliukų pavidalu kyla į terpės paviršių (Bruton et al 2009) Kitas būdas
dumblių biomasei sukoncentruoti yra filtracija Galima slėginė vakuuminė ir rotacinė
filtracija Ji labiau tinkama dumblių rūšims kurios pasižymi didesnėmis dumblių ląstelėmis
(gt70 microm) tokioms kaip Coelastrum ir Spirulina ir netinkamas Scenedesmus Dunaliella
Chlorella (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010) Minėtus dumblius galima
sukoncentruoti naudojant membraninę mikrofiltraciją bei ultrafiltraciją (Mata et al 2010)
Esminis filtracijos trūkumas yra tai kad ant filtro nusėdanti dumblių biomasė laikui bėgant
užkemša filtro poras tai apsunkina ir sulėtina patį procesą tuo pačiu padidinamos ir
energijos sąnaudos Be to membranų keitimas ir siurblių darbas ženkliai didina
eksploatacines išlaidas todėl šis metodas labiau taikytinas nedideliems tūriams filtruoti (lt 2
m3p
-1) didesniems tūriams labiau tiktų centrifugavimas (Grima et al 2003)
Centrifugavimas ndash tai gana dažnai naudojamas greitas gana efektyvus būdas
(sukoncentruojama gt95 ) sukoncentruoti biomasę Centrifugavimas yra pripažintas bene
geriausiu metodu sukoncentruoti smulkių vos kelių mikrometrų dydžio dumblių biomasę
(Grima et al 2003) Gaunama geros konsistencijos (tiršta) sukoncentruota biomasė tačiau šis
19
būdas reikalauja nemažai energetinių išlaidų ir techninės priežiūros dėl judančių detalių
(Brennan and Owende 2010 Grima et al 2003 Sim et al 1988)
33 Mikrodumblių biomasės džiovinimas
Sukoncentruota dumblių biomasė kurioje yra nuo 5 iki 20 ir daugiau sausų
medžiagų prieš atliekant ekstrahavimą turi būti džiovinama (iki 92 ir daugiau SM) nes
lipidų ekstrakcija iš sausos biomasės yra žymiai efektyvesnė už ekstrakciją iš drėgnos
medžiagos (Grima et al 2003 Zhu et al 2002) Džiovinimo procesas neturėtų būti atidėtas
ilgesniam laikui ypatingai karšto klimato šalyse (Brennan and Owende 2010 Grima et al
2003) Džiovinimas gali būti vykdomas įvairiais būdais (įskaitant ir džiovinimą saulėje) ir
gana plačiame temperatūrų diapazone Džiovinimas saulėje nors yra paprastas bei pigus deja
turi nemažai trūkumų jis ganėtinai ilgas tokiam biomasės džiovinimui reikalingi nemaži
plotai klimatinės sąlygos ir t t Kiti būdai apima žemo slėgio pakopinį džiovinimą (Prakash
et al 1997) išpurškiamąjį džiovinimą (Grima et al 2003 Prakash et al 1997) (džiovinama
medžiaga išpurškiama ir džiovinama karštomis dujomis tai labai plačiai naudojamas bet
vienas brangiausių džiovinimo metodų (Bruton et al 2009) būgninį džiovinimą (Grima et
al 2003 Prakash et al 1997) džiovinimą žemoje temperatūroje ndash šaltyje (taikant
liofilizaciją kuomet drėgmė pašalinama sublimacijos metu) (Grima et al 2003) ir tt
Liofilizacija yra gana brangus medžiagos džiovinimo būdas ypač jei medžiaga džiovinama
dideliais kiekiais tačiau nepaisant to didelis šio metodo privalumas yra tai kad iš
liofilizuotos medžiagos žymiai lengviau išekstrahuojami lipidai (Grima et al 2003) Visi
džiovinimo metodai išskyrus džiovinimą saulėje reikalauja nemažai energijos sąnaudų Šis
dumblių biomasės paruošimo etapas biodegalams gaminti gali sudaryti net iki 70 visų
žaliavos ruošimo išlaidų (Bruton et al 2009)
34 Žuvų auginimui naudojamos mikrodumblių rūšys
Nors sutinkama nepaprastai daug mikrodumblių rūšių tik nedidelis jų skaičius
auginamas dirbtinai akvakultūrų inkubatoriuose Tai lemia tam tikrų mikrodumblių rūšių
prieinamumas kultivavimo sudėtingumas fizinės ląstelių savybės jų sudėtis virškinamumas
toksinų ir dirgiklių buvimas biomasėje (Muller-Feuga et al 2003 (a) Muller-Feuga et al
2003 (b)) 32 lentelėje pateiktas nevisiškai išsamus paprastai akvakultūrose naudojamų
mikrodumblių rūšių sąrašas ir panaudojimo galimybės
20
32 lentelė Pagrindinių akvakultūrose naudojamų mikrodumblių grupės gentys ir rūšys bei
panaudojimo sritys
Grupė Gentis Rūšis Panaudojimo sritis
Cianobakterijos Arthrospira platensis Kombinuotų pašarų ingredientas
Chlorofita Tetraselmis suecica chui Dvigeldžiams moliuskams
Chlorella sp vulgaris
minutissima
virginica grossii
Plėšriųjų žuvų šėrimui
kombinuotų pašarų ingredientas
Dunaliella sp tertiolecta salina Kombinuotų pašarų ingredientas
Haematococcus pluvialis Kombinuotų pašarų ingredientas
Eustigmatophyceae
(Phyklum
Heterokontophyta)
Nanochloropsis sp oculata Plėšriųjų žuvų šėrimui bdquoŽaliasis
vanduoldquo (suspensija) pelėkinių
žuvų mailiui
Labyrinthulea
(Phyklum
Heterokonta)
Schizochytrium sp Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Ulkenia sp Gyvas maistas plėšriosioms žuvims
Bacillariophyta
(diatoms)
Chaetoceros calcitrans gracilis Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Skeletonema costatum Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Thalassiosira pseudonana Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Nitszchia sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Navicula sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Amphora sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Haptophyta Pavlova lutheri Dvigeldžiams moliuskams
Isochrysis galbana add galbana
bdquoTahitildquo
Dvigeldžiams moliuskams
bdquoŽaliasis vanduoldquo (suspensija)
pelėkinių žuvų mailiui
Dinophyta
(dinoflagellates)
Crypthecodinium cohnii Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Yra žinoma šių mikrodumblių rūšių biomasės sudėtis kuri gali būti keičiama
modifikuojant mikroorganizmus Paprastai žuvų pašaruose vyrauja ne viena kažkuri
mikrodumblių rūšis tačiau atitinkamai subalansuotos jų kompozicijos
35 Mikrodumblių biomasės sudėtis ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai galimybės
Mikrodumbliai savo sudėtyje turi vitaminų mineralų pigmentų nepakeičiamų riebalų
rūgščių todėl gali būti naudojami žuvų šėrimui Tyrinėjamos galimybės juos naudoti grynus
ar koncentratą taip pat analizuojamos galimybės mikrodumblius įterpti į pašarus žuvims
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
4
1 ĮVADAS
Natūraliose sąlygose žuvų mailius minta planktonu t y smulkiais mikroorganizmais
(dumbliais pirmuonimis smulkiais gyvūnais) Auginant žuvis uždarose sistemose jų mailius
maitinamas zooplanktonu (artemijomis) ir kitais specialiais pašarais kurie labai brangiai
perkami iš užsienio kompanijų Šie pašarai Lietuvoje negaminami Bendraujant įvairių ASU
laboratorijų darbuotojams užsiimantiems mikrodumblių panaudojimo tyrimais bei
žuvininkystės technologijų tyrimais kilo mintis nagrinėti mikrodumblių panaudojimo žuvų
mailiaus maitinimui galimybes Pirmiausia numatyta apžvelgti įvairių šalių patirtį parinkti
optimalias dumblių rūšis ištirti jų auginimo galimybes įvertinti tinkamumą žuvų mailiui
maitinti detaliau apžvelgti mikrodumblių auginimo technologijas Jei pasiteisintų
mikrodumblius netolimoje ateityje galima būtų auginti Lietuvos įmonėse auginančiose žuvis
ar krevetes uždarose sistemose tai išspręstų žuvų mailiaus ar krevečių maisto problemą
Šios galimybių studijos tikslas ndash ištirti mikrodumblių panaudojimo žuvų mailiaus
pašarui galimybes
Vykdant projektą buvo numatyta spręsti tokius uždavinius
1) įvertinti mikrodumblių panaudojimo žuvų mailiaus pašarui galimybes
2) palyginti žuvų mailiaus augimo tempus šeriant juos dumbliais ir šeriant zooplanktonu
3) nustatyti optimalias mikrodumblių auginimo sąlygas
4) parengti mikrodumblių auginimo technologiją
5) atlikti techninį ekonominį mikrodumblių panaudojimo žuvų mailiaus pašarui
pagrindimą
Galimybių studija buvo atlikta ASU Aplinkos ir ekologijos institute Aplinkos
technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje Biologinių atliekų ir šalutinių
produktų panaudojimo laboratorijoje ASU Akvakultūros centre panaudojant šių padalinių
žmogiškuosius ir materialiuosius išteklius apjungiant šių padalinių darbuotojų patirtį
gebėjimus ir galimybes
Atlikus galimybių studiją apie mikrodumblių panaudojimą žuvų mailiaus šėrimui
stebint naujausius užsienio šalyse atliekamų tyrimų rezultatus (nemažai įvairių šios srities
tyrimų rezultatų buvo pateikta ką tik spalio 17-20 dienomis Dubrovnike Kroatijoje
vykusioje tarptautinėje konferencijoje ndash parodoje AQUACULTURE EUROPE 17) galima
teigti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai vis dar
nėra
5
Naujausios mokslinių tyrimų ir eksperimentinių bandymų tendencijos rodo kad
tikslinga į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
Ribojančiu veiksniu platesniam mikrodumblių taikymui žuvininkystėje yra
mikrodumblių kaina kuri ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų žaliavų todėl kol
kas mikrodumbliai plačiau naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai bet ne
baltyminių žaliavų pakaitalai Kitu reikšmingu veiksniu įtakojančiu mikrodumblių naudojimą
uždarose apytakinėse žuvų auginimo sistemose yra biosaugos reikalavimai siekiant
maksimaliai išvengti žuvų ligų pernašos su pašaru vandeniu pavojaus
6
2 TYRIMO OBJEKTAS IR METODAI
Tyrimo objektas ndash mikrodumbliai kaip žaliava žuvų mailiaus pašaro gamybai
21 MEDŽIAGOS IR METODAI
211 Mikrodumblių skirtų pašarų žuvims gamybai auginimo tyrimai
Pašarų žuvims gamybai iš mikrodumblių pasirinktos dvi žaliadumblių rūšys Chlorella
sp ir Scenedesmus sp (21 pav) Vienas iš požymių išskiriančių žaliadumblius iš kitų
dumblių yra žalia chloroplasto spalva Spalva priklauso nuo chlorofilo a ir b bei karotino
ksantofilų ir krakmolo (Jankavičiūtė 1996) Chlorella sp priklauso Chlorelinių šeimai
Chlorelės genčiai apimančiai apie 56 rūšis Minėtai genčiai priklausančių dumblių ląstelės
pavienės rutuliškos ar elipsės formos 2ndash10 microm dydžio Scenedesmus sp yra Scenedesminių
šeimos Scenedesmas genties atstovas Scenedesmas genčiai priklauso apie 200 rūšių
Scenedesmus sp ląstelės sudaro kolonijas iš 2 4ndash8 16 ar 32 ląstelių Ląstelės cilindro
elipsės ar verpstės formos sujungtos šonais išsidėsčiusios lygiagrečiai Minėtai genčiai
priklausančių dumblių ląstelės 2ndash10 microm pločio ir nuo 6 iki 40 microm ilgio Minėti žaliadumbliai
paplitę Lietuvos gėluosiuose vandenyse Gamtos tyrimų centro Botanikos instituto algologai
išskyrė juos iš Lietuvos paviršinių vandens telkinių Mikrodumbliai buvo auginami
autotrofinėmis ir miksotrofinėmis sąlygomis naudojant universalią mitybinę terpę BG11
Siekiant sumažinti savikainą universalioje terpėje esančios maisto medžiagos pakeistos
tinkamomis skystosiomis atliekomis Auginimo bandymai buvo atliekami dumblių auginimo
reaktoriuje 22 pav Mikrodumblių auginimo trukmė ndash 20ndash30 dienų
a b
21 pav Iš Lietuvos ežerų išskirti mikrodumbliai andashChlorella sp bndashScenedesmus sp
Dumbliai buvo auginami kambario temperatūroje esant 22 plusmn 2 degC apšviečiant juos
fluorescencinėmis lempomis sim250 μmolm2s balta šviesa vidutiniškai 10 val per parą
7
22 pav Laboratorinis dumblių auginimo reaktorius
Šviesos intensyvumas buvo matuojamas naudojant data logger (modelis LI-1400) LI-
190SA Quantum sensorių Siekiant išvengti užsistovėjimo ir nusėdimo mikrodumbliai buvo
maišomi į reaktorių tiekiant suspaustą orą Periodiškai į oro srautą buvo tiekiamas anglies
dvideginis palaikant auginimo terpės pH sim 7
Siekiant įvertinti dumblių auginimo atpiginimo galimybes dalis eksperimentų atlikta
įprastinėje maitinimo terpėje BG11 (21 lentelė) esančias chemines medžiagas pakeičiant
azoto ir fosforo turinčiomis atliekomis Tam buvo naudojama skystoji frakcija liekanti po
biodujų gamybos iš nuotekų dumblo
21 lentelė Universalios mitybinės terpės BG11 sudėtis
Medžiagos pavadinimas gamintojas Medžiagos kiekis mitybinėje
terpėje
Pagrindinės sudėtinės medžiagos mgl
Natrio nitratas NaNO3 (an gr Lach-Ner) 750
Dikalio hidrofosfato trihidratas K2HPO4 (an gr Girochem) 40
Magnio sulfato heptahidratas MgSO4middot7H2O (an gr
Chempur)
75
Kalcio chlorido dihidratas CaCl2middot2H2O (an gr Chempur) 36
Citrinos rūgštis 3
Amonio geležies (III) citratas (an gr Lach-Ner) 3
Dinatrio etilendiamintetraacto rūgšties druska (an gr
Chempur)
1
Natrio karbonatas Na2CO3 (an gr Lach-Ner) 20
Mikroelementai 1 mll mikroelementų
mišinio susidedančio iš gl
Boro rūgštis H3BO3 (an gr Chempur) 286
Mangano chlorido tetrahidratas MnCl2middot4H2O (an gr
Chempur)
181
Cinko sulfato heptahidratas ZnSO4middot7H2O (an gr Girochem) 0222
8
Natrio molibdato pentahidratas NaMoO4middot5H2O (an gr
Chempur)
039
Vario sulfato pentahidratas CuSO45H2O (an gr Girochem) 0079
Kobalto nitrato heksahidratas Co(NO3)2middot6H2O (an gr
Lach-Ner)
00494
Mikrodumbliai naudojant anaerobiškai perdirbtą nuotekų dumblą buvo auginami
taikant penkias skirtingas terpės kombinacijas
palyginamąją (kontrolinę) modifikuotą terpę BG11 (N konc 012 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 006 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 009 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 09 gl)
212 Mikrodumblių biomasės koncentracijos biomasės išeigos ir santykinio augimo
greičio nustatymas
Mikrodumblių augimas buvo stebimas taikant šviesos absorbcijos metodą Kas antrą ar
dvi dienas UVVIS spektrofotometru Lambda 25 buvo matuojamas mikrodumblių
suspensijos optinis tankis (OT) Prieš optinio tankio matavimus atliekama spektrofotometro
nulinė kalibracija vėliau išmatuojamas suspensijos optinis tankis esant 750 nm bangos ilgiui
Dumblių biomasės koncentracija nustatoma mėginį su dumblių biomase centrifuguojant 10
minučių (12000 aps min-1
) du kartus plaunant distiliuotu vandeniu ir džiovinant džiovinimo
spintoje esant 105 degC temperatūrai iki pastovios mėginio masės Sausos biomasės
koncentracija (SBK) (gl-1
) apskaičiuojama iš lygties (2)
SBK = S
S
V
m 1000 (1)
čia mS ndash sauso mėginio masė g VS ndash mėginio tūris ml
Nustačius eilės mėginių biomasės koncentraciją bei išmatavus optinį tankį sudaryta
kalibracinė kreivė Nustatyta tiesinė priklausomybė tarp OT750 ir SBK kiekvienai
mikrodumblių rūšiai aprašoma tokiomis lygtimis (2) ir (3)
Scenedesmus sp
R2=0974 (2)
9
Chlorella sp
R2=0972 (3)
Mikrodumblių biomasės išeiga (gl-1
p-1
) apskaičiuojama remiantis biomasės
koncentracijos (gl-1
) kitimu per laiko vienetą Biomasės išeiga (BI) apskaičiuojama pagal
formulę (4)
(4)
Mikrodumblių santykiniam augimo greičiui (biomasės prieaugiui per laiko vienetą (gg-
1p
-1 arba p
-1)) apskaičiuoti naudojama ši lygtis (5)
(5)
čia X1 ir X0 ndash biomasės koncentracija (gl-1
) paromis t1 ir t0
Pasibaigus auginimo periodui dumblių suspensija buvo centrifuguojama centrifuga
bdquoHeraeus Multifuge X3Rldquo esant 2000 min-1
sūkių dažniui 20 min Vandens kiekis suspensijoje
analizuotas svorio metodu mikrodumblius džiovinant iki pastovios masės 105 oC
temperatūroje džiovinimo krosnelėje bdquoBinderldquo (Vokietija) Dalis mikrodumblių suspensijos
buvo džiovinama šalčiu užšaldant šaldiklyje (minus 18 oC) kita dalis džiovinama
liofilizuojant 96 val esant -55 degC temperatūrai bdquoScanVac CoolSafeldquo įrangoje (Danija)
džiovinama esant 60 oC džiovinimo spintoje bdquoBinderldquo (Vokietija) Šaldymas pasirinktas tam
kad būtų suardomos mikrodumblių ląstelių membranos ir dumbliuose esančios maisto
medžiagos būtų lengviau prieinamos žuvims
Tokiu būdu ruošiant mėginius numatoma įvertinti įvairiai paruoštų mikrodumblių
(sausų sterilizuotos suspensijos išdžiovintų šalčiu mikrodumblių) panaudojimo žuvų mitybai
galimybes
10
3 REZULTATAI
31 Mikrodumblių savybės ir auginimo sąlygos
Gamtoje yra tūkstančiai dumblių rūšių nuo mikroskopinių iki 60 m ilgio Juos galima
suskirstyti į mikrodumblius ir makrodumblius Jie paplitę visame Žemės rutulyje net Arkties
sniege aptinkama mikrodumblių nors dauguma jų gyvena vandenyje Dumbliai yra tipiniai
autotrofai (organizmai gaminantys sudėtingus organinius junginius iš paprastų molekulių
naudojant šviesą ar neorganinių junginių cheminių reakcijų energiją)
Palyginus su aukštesniais augalais mikrodumbliai gali užauginti dešimt kartų didesnį
biomasės kiekį Tokia pagaminta biomasė po vandens pašalinimo žinomais būdais verčiama
biodyzelinu bioetanoliu ar biodujomis Vienaląsčiai ir daugialąsčiai dumbliai vykdo
fotosintezę ypatingai efektyviai Iki 347 fotosintezei aktyvių spindulių tai maždaug
atitinka saulės šviesos regimos šviesos spektrą fitoplanktonas naudoja biomasei gaminti Be
to kiekviena populiacijos ląstelė fotosintezę vykdo vienodai tuo tarpu pas aukštesniuosius
augalus tik žaliosios lapų ląstelės bet ne šaknų ar kamienų ląstelės Gaunamas dešimteriopai
didesnis dumblių biomasės prieaugis palyginus su aukštesniaisiais augalais Mikrodumblių
biomasės kiekis per parą palankiomis sąlygomis gali padvigubėti (Chisti 2007 Hu et al
2008) o esant pakankamai maisto medžiagų eksponentinio augimo metu dumblių ląstelės gali
dalintis net kas 35 val (Chisti 2007)
Mikrodumbliai gali būti įvairiausių rūšių skirtingos sudėties vienaląsčiai ir
daugialąsčiai Nors jų augimą galima kontroliuoti daug lengviau nei makrodumblių mažas jų
dydis komplikuoja derliaus nuėmimą Kad dumbliai augtų jiems reikalingos gana paprastos
sąlygos šviesa anglies šaltinis vanduo maistinės medžiagos ir atitinkama temperatūra
Pastaruoju metu buvo sukurta nemažai skirtingų sistemų kurios aukščiau minėtas sąlygas
išpildo vis dėlto tai padaryti yra gana sudėtinga Viena svarbiausių sąlygų norint dumblius
auginti komerciniais tikslais yra didelio masto sistemos Jos gali būti atviros esančios
sausumoje ir jūroje bei uždaros labiau kontroliuojamos bet brangesnės
Dėl savo sudėties ir gebėjimo kaupti įvairias naudingas medžiagas dumbliai šiuo metu
naudojami daugelyje sričių Viena jų pašarų gamyba nes mikrodumblių biomasėje gausu
įvairių baltymų angliavandenių riebalų mineralų vitaminų karotinoidų polinesočiųjų
riebalų rūgščių (omega-3) pigmentų natūralių antioksidantų (Lorenz and Cysewski 2000)
bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų (Spolaore et al 2006 Brennan and Owende
2010)
11
Pagrindiniai dumblių auginimo privalumai yra šie jų auginimui nereikalingi žemės ūkio
paskirties plotai todėl nekyla konkurencija su žemės ūkio produktais didelis masės prieaugis
ploto vienetui gali augti bet kur net dideliu atstumu nuo vandens CO2 emisijos iš elektrinių
ir kitų potencialių stacionarių aplinkos oro taršos šaltinių gali būti produktyviai naudojamos
dumblių todėl šių pagalba sumažinamas neigiamas minėtų dujų poveikis aplinkai
Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių (Saacutenchez Miroacuten et al 2003 Posten
2009) Ši dumblių savybė sunaudoti CO2 ir jį paversti biomase fotosintezės metu gali
pasitarnauti šalinant anglies dvideginį iš pramonės objektų išlakų ir tuo būdu mažinant
šiltnamio efektą sukeliančių dujų patenkančių į atmosferą iš stacionarių taršos šaltinių
koncentraciją Mikrodumbliai gali būti panaudojami ir šalinant anglies dvideginį iš biodujų
kuriose įprastai jo būna apie 30
Nustatyta kad naudojant mikrodumblius metano koncentraciją biodujose galima
padidinti nuo 70 iki 85ndash90 (Kao et al 2012a) Tačiau anglies dioksido šalinimo
efektyvumas ir mikrodumblių tolerancija anglies dioksidui yra skirtinga Nustatyta kad
didžiausia biomasės išeiga gaunama kai anglies dvideginio koncentracija dujose tiekiamose į
bioreaktorius nėra didelė (Kodama et al 1993 Hanagata et al 1992 Nakano et al 1996
Sakai et al 1995) Tai susiję su pH sumažėjimu dumblių auginimo terpėje dėl to sulėtėja kai
kurių dumblių rūšių augimas (Pires et al 2012) Dumbliai anglies dioksidą fiksuoja esant
šviesos šaltiniui Todėl auginant mikrodumblius uždarose sistemose būtinas dirbtinis
apšvietimas Nustatyta kad efektyviausiai fotosintezę veikia mėlyna (420ndash450 nm) ir raudona
(660ndash700 nm) šviesa kurios optimalus srautas 200ndash400 micromolm2s ribose Esant aukštesnei
temperatūrai dumbliai gali absorbuoti didesnį šviesos srautą (Carvalho et al 2010)
Mikrodumblių augimui ir dauginimuisi svarbi ir temperatūra Optimali temperatūra
dumbliams yra 20ndash30 degC ribose (Zebib 2008) Daugelis dumblių gali augti iki 15 degC
temperatūroje tačiau esant 2ndash4 degC temperatūrai dumbliai gali žūti (Mata et al 2010) Esant
aukštesnei kaip 30 degC temperatūrai dumblių dauginimosi greitis yra mažesnis
Pagrindinės maisto medžiagos mikrodumblių augimui kartu su anglimi yra azotas ir
fosforas Azotas sudaro 7ndash10 dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra amoniakinis
(NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas (Oliver and Ganf 2000) Azoto kiekis dumblių auginimo
terpėse siekia 007-04 gl Fosforo kiekis svyruoja 0002ndash03 gl ribose (Richmond 2004)
Atsižvelgiant į tai kad azoto ir fosforo yra gausu įvairiose nuotekose ir atliekose (nuotekų
dumble mėšle ir t t) siūloma jas naudoti mikrodumblių auginimui Tačiau azoto ir fosforo
12
kiekis auginimo terpėje neturi būti per didelis Didesnės amonio jonų koncentracijos
dumbliams yra nuodingos (Borowitzka 1998) Svarbu ir tai kad naudodami mikrodumblius
iš nuotekų galime šalinti ir sunkiuosius metalus (Vilchez et al 1997) bei kai kuriuos toksinius
organinius aromatinius junginius (Semple et al 1999)
Įvairių rūšių mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau daugiau nei kelis
dešimtmečius ir naudojami pašarų gamybai kosmetikai farmacijos pramonei ir kt
Paprasčiausios atviros sistemos dumblių auginimui yra negilūs stacionarūs baseinai su
įtaisytomis maišyklėmis arba be jų (Borowitzka 1999) kurių dydis siekia nuo kelių kv metrų
iki 250 ha (31 pav) Anglies šaltinis dumbliams yra CO2
31 pav Maži baseinai Spirulina kultūrai Azijoje (kairėje) baseinai Dunaliella salina kultūrai (Cognis
Western Australia ) (Algae-based biofuels 2009)
Anglies dvideginis į vandenį patenka iš oro tai riboja augimo tempą ir sąlygoja
palyginti mažesnį derlių iš 1 ha ploto Kitas neigiamas poveikis ndash lėtas maistinių medžiagų
pasiskirstymas bei gyvų ir negyvų dumblių plūduriavimas ir sedimentacija tai riboja saulės
šviesos prieigą (Algae-based biofuels 2009 Newman 2009) Minėtą poveikį galima
sumažinti arba panaikinti auginant dumblius kitokios formos baseinuose konkrečiai
apvaliuose su mechaniniu maišymu arba taip vadinamuose ldquoracewayrdquo kanalų pavidalo
baseinuose kuriuose irklaračio dėka sukuriama vandens cirkuliacija kanalais Maišymas
pagerina CO2 prieigą Anglies dvideginio šaltiniu gali būti oras suslėgtas anglies divideginis
arba CO2 turinčios išmetamos dujos 1 t dumblių biomasės reikia maždaug apie 18 t anglies
dvideginio Jei CO2 šaltiniu naudojamas oras kuriame anglies dvideginis sudaro tik 00383
tai 1 t dumblių užauginti reikės apie 37000 m3
oro (Algae-based biofuels 2009) Dumbliai
tokiose sistemose yra jautrūs dumblių plėšrūnams parazitams bei kitoms rūšims kurios
labiau prisitaikiusios gyventi esamomis sąlygomis Tik ribotas rūšių kiekis gali dominuoti ir
išlikti atvirose sistemose
13
Dumbliai tokiose sistemose auginami nepertraukiamu būdu reguliariai pašalinant iš
sistemos dalį užaugintos biomasės ir papildant sistemą naujomis maisto medžiagomis
(Demirbas 2010) Atvirų dumblių auginimo sistemų privalumas ndash jos yra paprastos lengvai
įrengiamos aptarnaujamos nedidelės energijos sąnaudos eksploatacijos metu (Singh and
Sharma 2012)
Tokias problemas kaip temperatūra dujų apykaita tarprūšinė konkurencija galima
eliminuoti dumblius auginant uždarose sistemose (Ugwu et al 2008) Nustatyta kad dumblių
biomasės išeiga uždarose sistemose viršija išeigą gautą atvirose sistemose apie 300 (Pulz
and Schreibenbogen 1998)
Pasaulyje yra gaminami įvairių konstrukcijų uždari fotobioreaktoriai Tai vertikalios
horizontalios bei spiralinės vamzdelinės plokštelinės cilindro kupolo ar piramidės formos
sistemos Populiariausi yra vamzdeliniai bei plokšteliniai bioreaktoriai (32 ir 33 pav)
Uždaros sistemos dažnai įrengiamos dengiant atviras sistemas permatoma skaidria medžiaga
ar sudarant oranžerijas tačiau tai yra brangu dideliems plotams Kitas paprastas bet
nebrangus pavyzdys būtų polietileno krepšių rankovių taikymas
32 pav Uždarų dumblių auginimo sistemų pavyzdžiai ldquoBig Bagrdquo dumblių kultūra (BEAM)
stulpelinis burbulų reaktorius (Tredici in Wijffels 2007) stulpelinių burbulų reaktorių laukas
(Wijffels 2007)
Tokia sistema yra pakankamai jautri išorės poveikiui ir neilgaamžė todėl tai daro ją
netinkama naudoti lauko sąlygomis Šiek tiek pažangesnės sistemos su ilgesnio tarnavimo
laiko danga stiklu polietilenu ar polikarbonatu Tokie reaktoriai veikia nepertraukiamai
gerai kontroliuojami gaunama didesnė biomasės koncentracija be ypatingų sąlygų ir didesnių
išlaidų tonai derliaus Tokio tipo reaktoriaus pavyzdys ndash vertikalus vamzdelinis arba
vertikalus stulpelinis (koloninis) reaktorius
14
33 pav Vamzdelinių reaktorių sistema (Algae production)
Vamzdeliniai reaktoriai yra tinkami naudoti turint didelį apšviečiamą paviršių Jei
naudotume minėto tipo reaktorių sistemą t y vamzdelinius vertikalius reaktorius sustatytume
vieną šalia kito šie kaimyninius užstotų (mestų šešėlį) taip sumažindami saulės spinduliuotės
prieigą (32 pav stulpelinių burbulų reaktorių laukas) Ši problema eliminuojama naudojant
horizontalius vamzdelinius reaktorius (33 pav) Tačiau pašalinti šią problemą ne taip
paprasta kaip iš pirmo žvilgsnio atrodo Problemos sprendimas abiem atvejais yra jų atstumų
funkcija Pagrindinis vamzdelinių reaktorių trūkumas ndash prastas masės pernešimas Masės
pernešimo problema didėja (deguonies kiekis didėja augimo sąlygos toliau išilgai vamzdelio
prastėja) didėjant vamzdeliniam bioreaktoriui (Ugwu et al 2008)
34 pav Alveolinis plokštelinis fotobioreaktorius (Tredici and Materassi 1992)
15
Siekiant optimaliau išnaudoti saulės energiją buvo sukurti plokšti taip vadinami flat-
plate fotobioreaktoriai (34 ir 35 pav) Šiuose reaktoriuose ištirpusio deguonies susikaupimas
yra pakankamai žemas palyginti su horizontaliais vamzdeliniais reaktoriais Skelbiama kad
plokšti reaktoriai gali pasiekti gana aukštą fotosintetinį efektyvumą Minėti įrenginiai yra
labai tinkami dumblių auginimui tačiau ir jie turi keletą trūkumų Įvairių sistemų dumbliams
auginti privalumai ir trūkumai yra išdėstyti žemiau pateiktoje 31 lentelėje
35 pav Flat-Plate-Airlift fotobioreaktorius reaktoriaus sudėtinė dalis ir biomasės srautai
reaktoriuje (Subitec)
31 lentelė Sistemų dumblių auginimui palyginimas (Ugwu et al 2008)
Sistemos
dumbliams
auginti
Privalumai Trūkumai
Atviri baseinai Palyginti ekonomiški lengva valyti
po auginimo tinka masiniam
dumblių auginimui
Sunkiau kontroliuoti kultūrų sąlygas
sunkumai auginant dumblius ilgesnį
periodą nedidelis produktyvumas
užima daug vietos limituotos dumblių
rūšys kultūras lengva užkrėsti
Vertikalūs
stulpeliniai
reaktoriai
Didelis masės pernešimas geras
susimaišymas su nedideliu šlyties
įtempiu nedideli energijos poreikiai
geras potencialas įvairiam masteliui
Nedidelis apšvietimo paviršiaus plotas
jų konstrukcijos reikalauja reiklesnių
medžiagų šlyties įtempiai dumblių
16
lengva sterilizuoti gerai tinka
dumblių imobilizavimui sumažinta
fotoinhibicija ir fotooksidacija
kultūroms mažėja apšvietimo plotas
didėjant masteliui
Plokštiniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšviečiamo paviršiaus
plotas tinkami lauko kultūroms geri
dumblių imobilizacijai geras
biomasės produktyvumas palyginti
pigūs lengva valyti nedideli
deguonies kiekiai
Didesniems įrenginiams reikia daugiau
sekcijų ir atraminių medžiagų sunki
temperatūrinė kontrolė galimybė
atsirasti hidrodinaminiam stresui kai
kurioms dumblių rūšims atsiranda
apnašų ant sienų
Vamzdeliniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšvietimo paviršiaus plotas
tinkami lauko kultūroms
pakankamai geras biomasės
produktyvumas palyginti pigūs
pH gradientas ištirpęs deguonis ir
anglies dvideginis išilgai vamzdelio
atsiranda apnašų ant sienų reikia
nemažų plotų auginimui
Fotosintezei vykdyti gali būti naudojama ne tik natūrali bet ir dirbtinė šviesa Žemiau
pateiktame 36 pav pavaizduotas fotobioreaktorius apšviečiamas dirbtine šviesa ndash
fluorescencine lempa
36 pav Tipinis fotobioreaktorius su dirbtiniu apšvietimu (Ugwu et al 2008 Newman
2009)
Įrenginys sumontuotas su rotoriumi ir sparnuotės įrenginiu kultūrų sumaišymui Šio
tipo reaktorių galima modifikuoti apšvietimui naudojant tiek dirbtinę tiek natūralią šviesą
Taigi šis įrenginys veikia naudojant dirbtinę šviesą tuomet kai natūralios šviesos
intensyvumas sumažėja ndash kuomet stipriai debesuota ar nakties periodu Yra duomenų kad
galima sukaupti optines skaidulas padalyti saulės šviesą cilindrinio reaktoriaus viduje
Pagrindinis viduje apšviečiamo reaktoriaus privalumas būtų tai kad šilumos ir slėgio dėka
minimizuojamas užkrėtimas Be to apšvietimas būtų nepertraukiamas (tiek šviesiu tiek
Reaktoriaus siena
Fluorescencinė lempa
Rotorius Anga aeracijai
Sparnuotė
17
tamsiu paros metu) Vis dėlto dumblių auginimas lauko sąlygomis naudojant minėto tipo
reaktorius reikalautų šiek tiek techninių pastangų
32 Mikrodumblių biomasės koncentravimas
Užaugintos mikrodumblių biomasės paruošimas apima kelis etapus biomasės
sukoncentravimą apdorojimą aliejaus ekstrakciją Biomasę sukoncentruoti galima įvairiais
metodais įskaitant mechaninius cheminius bei biologinius būdus sedimentaciją
centrifugavimą filtraciją (įskaitant ultrafiltraciją) flokuliaciją bei flotaciją ultragarsinę bei
magnetinę separaciją (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010 Carlsson et al 2007
Chen et al 2011 Wu et al 2012 Bilad et al 2012 Xu et al 2008) bei elektroforezę
(Christenson and Sims 2011) Universalaus metodo minėtam tikslui pasiekti nėra paprastai iš
daugelio jis pasirenkamas priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jų dydžio (mikrodumblių
dydis 3ndash30 microm) ląstelių tankio taip pat atsižvelgiant į metodo ekonomiškumą Sąlyginai
nedidelė dumblių koncentracija (05ndash5 kg m-3
auginimo terpės (Greenwell et al 2010 Grima
et al 2003)) ir jų dydis apsunkina ir pabrangina (sukoncentravimas sudaro apie 20ndash30 visų
biomasės apdorojimo išlaidų sumos (Grima et al 2003)) biomasės sukoncentravimo procesą
Techniškai pats paprasčiausias ir pigiausias mechaninis būdas sukoncentruoti
dumblius yra jų biomasės nusodinimas Pramoniniais tikslais auginami dumbliai nusodinami
nusodinimo baseinuose taip jų masė sukoncentruojama 85ndash95 (sausų medžiagų masė
sudaro apie 3 ) nusodinimo baseinų dugne Šis būdas gana pigus tačiau nepatrauklus tuo
kad reikalingas papildomas plotas nusodinimo baseinui įrengti Be to pats nusodinimo
procesas vyksta gana lėtai todėl jo metu esant aukštesnei aplinkos temperatūrai nusodinama
biomasė gali pradėti gesti (Greenwell et al 2010) Nusodinimo ir filtracijos procesus
paspartinti gali flokuliantų ar koaguliantų naudojimas susidarant dumblių ląstelių
aglomeratams Atlikta eilė tyrimų siekiant surasti optimalius flokuliantus ir koaguliantus
Dažniausiai tam tikslui naudojamos neorganinės geležies ar aliuminio druskos FeCl3
Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3 (Grima et al 2003) Elektrolitų efektyvumą sužadinti koaguliaciją
nusako kritinė koagulianto koncentracija arba kitaip tariant koagulianto koncentracija
reikalinga greitai sukelti koaguliaciją Metalo jonų koaguliacinis efektyvumas didėja didėjant
jono krūviui Poligeležies sulfatas Fe2(OH)n(SO4)3-n2]m yra bene efektyviausias lyginant šį su
tradiciniais nepolimerizuotais metalo druskų flokuliantais (Grima et al 2003) Flokulėms
sudaryti yra naudojami ir polimerai Ignacio de Godos ir bendratyrėjai nustatė kad naudojant
flokuliantus Drewfloc 447 Flocudex CS5000 Flocusol CM78 Chemifloc CV300 ir
18
chitozaną keletui dumblių rūšių biomasės sukoncentravimo efektyvumas 66ndash98
pasiekiamas su 5ndash6 kartus mažesne koncentracija nei naudojant FeCl3 ir Fe2(SO4)3 (De Godos
et al 2011) Be to tų pačių atliktų tyrimų duomenimis vienaląsčių ir kolonijinių dumblių
biomasės sukoncentravimo efektyvumai labai panašūs
Paprastas ir greitas būdas sukoncentruoti dumblių ląsteles yra magnetinė separacija
naudojant Fe3O4 nanomagnetines daleles Minėtos magnetinės dalelės buvo pritaikytos
mikrodumblių Botryococcus braunii ir Chlorella ellipsoidea sukoncentravimui Pridėjus
Fe3O4 į dumblių suspensiją dumblių ląstelės jas adsorbuoja o dumblių sukoncentravimas
vyksta dėl veikiančio išorinio magnetinio lauko Pasak tyrėjų taikant šį metodą pasiekiamas
didesnis nei 98 sukoncentravimo efektyvumas Be to tai laiką ir energiją tausojantis
dumblių biomasės sukoncentravimo būdas (Xu et al 2011)
Siekiant nenaudoti jokių cheminių medžiagų kiti galimi dumblių biomasės
sukoncentravimo būdai yra flotacija centrifugavimas filtracija bei elektroforezė Flotacija
atliekama naudojant suspaustą orą tiksliau disperguotus arba ištirpusio oro mikroburbuliukus
nukreipiamus į auginimo terpės dugną prie kurių prilipusios dumblių ląstelės susikaupia
flotuojamos terpės paviršiuje Siekiant suintensyvinti flotacijos procesą kartu su disperguotu
oru gali būti naudojami ir flokuliantai (Chen et al 2011) Kai kurios dumblių rūšys sugeba
natūraliai floatuoti terpės paviršiuje Šis procesas vyksta dėl fotosintezės metu gaminamo
deguonies kuris burbuliukų pavidalu kyla į terpės paviršių (Bruton et al 2009) Kitas būdas
dumblių biomasei sukoncentruoti yra filtracija Galima slėginė vakuuminė ir rotacinė
filtracija Ji labiau tinkama dumblių rūšims kurios pasižymi didesnėmis dumblių ląstelėmis
(gt70 microm) tokioms kaip Coelastrum ir Spirulina ir netinkamas Scenedesmus Dunaliella
Chlorella (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010) Minėtus dumblius galima
sukoncentruoti naudojant membraninę mikrofiltraciją bei ultrafiltraciją (Mata et al 2010)
Esminis filtracijos trūkumas yra tai kad ant filtro nusėdanti dumblių biomasė laikui bėgant
užkemša filtro poras tai apsunkina ir sulėtina patį procesą tuo pačiu padidinamos ir
energijos sąnaudos Be to membranų keitimas ir siurblių darbas ženkliai didina
eksploatacines išlaidas todėl šis metodas labiau taikytinas nedideliems tūriams filtruoti (lt 2
m3p
-1) didesniems tūriams labiau tiktų centrifugavimas (Grima et al 2003)
Centrifugavimas ndash tai gana dažnai naudojamas greitas gana efektyvus būdas
(sukoncentruojama gt95 ) sukoncentruoti biomasę Centrifugavimas yra pripažintas bene
geriausiu metodu sukoncentruoti smulkių vos kelių mikrometrų dydžio dumblių biomasę
(Grima et al 2003) Gaunama geros konsistencijos (tiršta) sukoncentruota biomasė tačiau šis
19
būdas reikalauja nemažai energetinių išlaidų ir techninės priežiūros dėl judančių detalių
(Brennan and Owende 2010 Grima et al 2003 Sim et al 1988)
33 Mikrodumblių biomasės džiovinimas
Sukoncentruota dumblių biomasė kurioje yra nuo 5 iki 20 ir daugiau sausų
medžiagų prieš atliekant ekstrahavimą turi būti džiovinama (iki 92 ir daugiau SM) nes
lipidų ekstrakcija iš sausos biomasės yra žymiai efektyvesnė už ekstrakciją iš drėgnos
medžiagos (Grima et al 2003 Zhu et al 2002) Džiovinimo procesas neturėtų būti atidėtas
ilgesniam laikui ypatingai karšto klimato šalyse (Brennan and Owende 2010 Grima et al
2003) Džiovinimas gali būti vykdomas įvairiais būdais (įskaitant ir džiovinimą saulėje) ir
gana plačiame temperatūrų diapazone Džiovinimas saulėje nors yra paprastas bei pigus deja
turi nemažai trūkumų jis ganėtinai ilgas tokiam biomasės džiovinimui reikalingi nemaži
plotai klimatinės sąlygos ir t t Kiti būdai apima žemo slėgio pakopinį džiovinimą (Prakash
et al 1997) išpurškiamąjį džiovinimą (Grima et al 2003 Prakash et al 1997) (džiovinama
medžiaga išpurškiama ir džiovinama karštomis dujomis tai labai plačiai naudojamas bet
vienas brangiausių džiovinimo metodų (Bruton et al 2009) būgninį džiovinimą (Grima et
al 2003 Prakash et al 1997) džiovinimą žemoje temperatūroje ndash šaltyje (taikant
liofilizaciją kuomet drėgmė pašalinama sublimacijos metu) (Grima et al 2003) ir tt
Liofilizacija yra gana brangus medžiagos džiovinimo būdas ypač jei medžiaga džiovinama
dideliais kiekiais tačiau nepaisant to didelis šio metodo privalumas yra tai kad iš
liofilizuotos medžiagos žymiai lengviau išekstrahuojami lipidai (Grima et al 2003) Visi
džiovinimo metodai išskyrus džiovinimą saulėje reikalauja nemažai energijos sąnaudų Šis
dumblių biomasės paruošimo etapas biodegalams gaminti gali sudaryti net iki 70 visų
žaliavos ruošimo išlaidų (Bruton et al 2009)
34 Žuvų auginimui naudojamos mikrodumblių rūšys
Nors sutinkama nepaprastai daug mikrodumblių rūšių tik nedidelis jų skaičius
auginamas dirbtinai akvakultūrų inkubatoriuose Tai lemia tam tikrų mikrodumblių rūšių
prieinamumas kultivavimo sudėtingumas fizinės ląstelių savybės jų sudėtis virškinamumas
toksinų ir dirgiklių buvimas biomasėje (Muller-Feuga et al 2003 (a) Muller-Feuga et al
2003 (b)) 32 lentelėje pateiktas nevisiškai išsamus paprastai akvakultūrose naudojamų
mikrodumblių rūšių sąrašas ir panaudojimo galimybės
20
32 lentelė Pagrindinių akvakultūrose naudojamų mikrodumblių grupės gentys ir rūšys bei
panaudojimo sritys
Grupė Gentis Rūšis Panaudojimo sritis
Cianobakterijos Arthrospira platensis Kombinuotų pašarų ingredientas
Chlorofita Tetraselmis suecica chui Dvigeldžiams moliuskams
Chlorella sp vulgaris
minutissima
virginica grossii
Plėšriųjų žuvų šėrimui
kombinuotų pašarų ingredientas
Dunaliella sp tertiolecta salina Kombinuotų pašarų ingredientas
Haematococcus pluvialis Kombinuotų pašarų ingredientas
Eustigmatophyceae
(Phyklum
Heterokontophyta)
Nanochloropsis sp oculata Plėšriųjų žuvų šėrimui bdquoŽaliasis
vanduoldquo (suspensija) pelėkinių
žuvų mailiui
Labyrinthulea
(Phyklum
Heterokonta)
Schizochytrium sp Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Ulkenia sp Gyvas maistas plėšriosioms žuvims
Bacillariophyta
(diatoms)
Chaetoceros calcitrans gracilis Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Skeletonema costatum Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Thalassiosira pseudonana Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Nitszchia sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Navicula sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Amphora sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Haptophyta Pavlova lutheri Dvigeldžiams moliuskams
Isochrysis galbana add galbana
bdquoTahitildquo
Dvigeldžiams moliuskams
bdquoŽaliasis vanduoldquo (suspensija)
pelėkinių žuvų mailiui
Dinophyta
(dinoflagellates)
Crypthecodinium cohnii Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Yra žinoma šių mikrodumblių rūšių biomasės sudėtis kuri gali būti keičiama
modifikuojant mikroorganizmus Paprastai žuvų pašaruose vyrauja ne viena kažkuri
mikrodumblių rūšis tačiau atitinkamai subalansuotos jų kompozicijos
35 Mikrodumblių biomasės sudėtis ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai galimybės
Mikrodumbliai savo sudėtyje turi vitaminų mineralų pigmentų nepakeičiamų riebalų
rūgščių todėl gali būti naudojami žuvų šėrimui Tyrinėjamos galimybės juos naudoti grynus
ar koncentratą taip pat analizuojamos galimybės mikrodumblius įterpti į pašarus žuvims
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
5
Naujausios mokslinių tyrimų ir eksperimentinių bandymų tendencijos rodo kad
tikslinga į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
Ribojančiu veiksniu platesniam mikrodumblių taikymui žuvininkystėje yra
mikrodumblių kaina kuri ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų žaliavų todėl kol
kas mikrodumbliai plačiau naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai bet ne
baltyminių žaliavų pakaitalai Kitu reikšmingu veiksniu įtakojančiu mikrodumblių naudojimą
uždarose apytakinėse žuvų auginimo sistemose yra biosaugos reikalavimai siekiant
maksimaliai išvengti žuvų ligų pernašos su pašaru vandeniu pavojaus
6
2 TYRIMO OBJEKTAS IR METODAI
Tyrimo objektas ndash mikrodumbliai kaip žaliava žuvų mailiaus pašaro gamybai
21 MEDŽIAGOS IR METODAI
211 Mikrodumblių skirtų pašarų žuvims gamybai auginimo tyrimai
Pašarų žuvims gamybai iš mikrodumblių pasirinktos dvi žaliadumblių rūšys Chlorella
sp ir Scenedesmus sp (21 pav) Vienas iš požymių išskiriančių žaliadumblius iš kitų
dumblių yra žalia chloroplasto spalva Spalva priklauso nuo chlorofilo a ir b bei karotino
ksantofilų ir krakmolo (Jankavičiūtė 1996) Chlorella sp priklauso Chlorelinių šeimai
Chlorelės genčiai apimančiai apie 56 rūšis Minėtai genčiai priklausančių dumblių ląstelės
pavienės rutuliškos ar elipsės formos 2ndash10 microm dydžio Scenedesmus sp yra Scenedesminių
šeimos Scenedesmas genties atstovas Scenedesmas genčiai priklauso apie 200 rūšių
Scenedesmus sp ląstelės sudaro kolonijas iš 2 4ndash8 16 ar 32 ląstelių Ląstelės cilindro
elipsės ar verpstės formos sujungtos šonais išsidėsčiusios lygiagrečiai Minėtai genčiai
priklausančių dumblių ląstelės 2ndash10 microm pločio ir nuo 6 iki 40 microm ilgio Minėti žaliadumbliai
paplitę Lietuvos gėluosiuose vandenyse Gamtos tyrimų centro Botanikos instituto algologai
išskyrė juos iš Lietuvos paviršinių vandens telkinių Mikrodumbliai buvo auginami
autotrofinėmis ir miksotrofinėmis sąlygomis naudojant universalią mitybinę terpę BG11
Siekiant sumažinti savikainą universalioje terpėje esančios maisto medžiagos pakeistos
tinkamomis skystosiomis atliekomis Auginimo bandymai buvo atliekami dumblių auginimo
reaktoriuje 22 pav Mikrodumblių auginimo trukmė ndash 20ndash30 dienų
a b
21 pav Iš Lietuvos ežerų išskirti mikrodumbliai andashChlorella sp bndashScenedesmus sp
Dumbliai buvo auginami kambario temperatūroje esant 22 plusmn 2 degC apšviečiant juos
fluorescencinėmis lempomis sim250 μmolm2s balta šviesa vidutiniškai 10 val per parą
7
22 pav Laboratorinis dumblių auginimo reaktorius
Šviesos intensyvumas buvo matuojamas naudojant data logger (modelis LI-1400) LI-
190SA Quantum sensorių Siekiant išvengti užsistovėjimo ir nusėdimo mikrodumbliai buvo
maišomi į reaktorių tiekiant suspaustą orą Periodiškai į oro srautą buvo tiekiamas anglies
dvideginis palaikant auginimo terpės pH sim 7
Siekiant įvertinti dumblių auginimo atpiginimo galimybes dalis eksperimentų atlikta
įprastinėje maitinimo terpėje BG11 (21 lentelė) esančias chemines medžiagas pakeičiant
azoto ir fosforo turinčiomis atliekomis Tam buvo naudojama skystoji frakcija liekanti po
biodujų gamybos iš nuotekų dumblo
21 lentelė Universalios mitybinės terpės BG11 sudėtis
Medžiagos pavadinimas gamintojas Medžiagos kiekis mitybinėje
terpėje
Pagrindinės sudėtinės medžiagos mgl
Natrio nitratas NaNO3 (an gr Lach-Ner) 750
Dikalio hidrofosfato trihidratas K2HPO4 (an gr Girochem) 40
Magnio sulfato heptahidratas MgSO4middot7H2O (an gr
Chempur)
75
Kalcio chlorido dihidratas CaCl2middot2H2O (an gr Chempur) 36
Citrinos rūgštis 3
Amonio geležies (III) citratas (an gr Lach-Ner) 3
Dinatrio etilendiamintetraacto rūgšties druska (an gr
Chempur)
1
Natrio karbonatas Na2CO3 (an gr Lach-Ner) 20
Mikroelementai 1 mll mikroelementų
mišinio susidedančio iš gl
Boro rūgštis H3BO3 (an gr Chempur) 286
Mangano chlorido tetrahidratas MnCl2middot4H2O (an gr
Chempur)
181
Cinko sulfato heptahidratas ZnSO4middot7H2O (an gr Girochem) 0222
8
Natrio molibdato pentahidratas NaMoO4middot5H2O (an gr
Chempur)
039
Vario sulfato pentahidratas CuSO45H2O (an gr Girochem) 0079
Kobalto nitrato heksahidratas Co(NO3)2middot6H2O (an gr
Lach-Ner)
00494
Mikrodumbliai naudojant anaerobiškai perdirbtą nuotekų dumblą buvo auginami
taikant penkias skirtingas terpės kombinacijas
palyginamąją (kontrolinę) modifikuotą terpę BG11 (N konc 012 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 006 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 009 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 09 gl)
212 Mikrodumblių biomasės koncentracijos biomasės išeigos ir santykinio augimo
greičio nustatymas
Mikrodumblių augimas buvo stebimas taikant šviesos absorbcijos metodą Kas antrą ar
dvi dienas UVVIS spektrofotometru Lambda 25 buvo matuojamas mikrodumblių
suspensijos optinis tankis (OT) Prieš optinio tankio matavimus atliekama spektrofotometro
nulinė kalibracija vėliau išmatuojamas suspensijos optinis tankis esant 750 nm bangos ilgiui
Dumblių biomasės koncentracija nustatoma mėginį su dumblių biomase centrifuguojant 10
minučių (12000 aps min-1
) du kartus plaunant distiliuotu vandeniu ir džiovinant džiovinimo
spintoje esant 105 degC temperatūrai iki pastovios mėginio masės Sausos biomasės
koncentracija (SBK) (gl-1
) apskaičiuojama iš lygties (2)
SBK = S
S
V
m 1000 (1)
čia mS ndash sauso mėginio masė g VS ndash mėginio tūris ml
Nustačius eilės mėginių biomasės koncentraciją bei išmatavus optinį tankį sudaryta
kalibracinė kreivė Nustatyta tiesinė priklausomybė tarp OT750 ir SBK kiekvienai
mikrodumblių rūšiai aprašoma tokiomis lygtimis (2) ir (3)
Scenedesmus sp
R2=0974 (2)
9
Chlorella sp
R2=0972 (3)
Mikrodumblių biomasės išeiga (gl-1
p-1
) apskaičiuojama remiantis biomasės
koncentracijos (gl-1
) kitimu per laiko vienetą Biomasės išeiga (BI) apskaičiuojama pagal
formulę (4)
(4)
Mikrodumblių santykiniam augimo greičiui (biomasės prieaugiui per laiko vienetą (gg-
1p
-1 arba p
-1)) apskaičiuoti naudojama ši lygtis (5)
(5)
čia X1 ir X0 ndash biomasės koncentracija (gl-1
) paromis t1 ir t0
Pasibaigus auginimo periodui dumblių suspensija buvo centrifuguojama centrifuga
bdquoHeraeus Multifuge X3Rldquo esant 2000 min-1
sūkių dažniui 20 min Vandens kiekis suspensijoje
analizuotas svorio metodu mikrodumblius džiovinant iki pastovios masės 105 oC
temperatūroje džiovinimo krosnelėje bdquoBinderldquo (Vokietija) Dalis mikrodumblių suspensijos
buvo džiovinama šalčiu užšaldant šaldiklyje (minus 18 oC) kita dalis džiovinama
liofilizuojant 96 val esant -55 degC temperatūrai bdquoScanVac CoolSafeldquo įrangoje (Danija)
džiovinama esant 60 oC džiovinimo spintoje bdquoBinderldquo (Vokietija) Šaldymas pasirinktas tam
kad būtų suardomos mikrodumblių ląstelių membranos ir dumbliuose esančios maisto
medžiagos būtų lengviau prieinamos žuvims
Tokiu būdu ruošiant mėginius numatoma įvertinti įvairiai paruoštų mikrodumblių
(sausų sterilizuotos suspensijos išdžiovintų šalčiu mikrodumblių) panaudojimo žuvų mitybai
galimybes
10
3 REZULTATAI
31 Mikrodumblių savybės ir auginimo sąlygos
Gamtoje yra tūkstančiai dumblių rūšių nuo mikroskopinių iki 60 m ilgio Juos galima
suskirstyti į mikrodumblius ir makrodumblius Jie paplitę visame Žemės rutulyje net Arkties
sniege aptinkama mikrodumblių nors dauguma jų gyvena vandenyje Dumbliai yra tipiniai
autotrofai (organizmai gaminantys sudėtingus organinius junginius iš paprastų molekulių
naudojant šviesą ar neorganinių junginių cheminių reakcijų energiją)
Palyginus su aukštesniais augalais mikrodumbliai gali užauginti dešimt kartų didesnį
biomasės kiekį Tokia pagaminta biomasė po vandens pašalinimo žinomais būdais verčiama
biodyzelinu bioetanoliu ar biodujomis Vienaląsčiai ir daugialąsčiai dumbliai vykdo
fotosintezę ypatingai efektyviai Iki 347 fotosintezei aktyvių spindulių tai maždaug
atitinka saulės šviesos regimos šviesos spektrą fitoplanktonas naudoja biomasei gaminti Be
to kiekviena populiacijos ląstelė fotosintezę vykdo vienodai tuo tarpu pas aukštesniuosius
augalus tik žaliosios lapų ląstelės bet ne šaknų ar kamienų ląstelės Gaunamas dešimteriopai
didesnis dumblių biomasės prieaugis palyginus su aukštesniaisiais augalais Mikrodumblių
biomasės kiekis per parą palankiomis sąlygomis gali padvigubėti (Chisti 2007 Hu et al
2008) o esant pakankamai maisto medžiagų eksponentinio augimo metu dumblių ląstelės gali
dalintis net kas 35 val (Chisti 2007)
Mikrodumbliai gali būti įvairiausių rūšių skirtingos sudėties vienaląsčiai ir
daugialąsčiai Nors jų augimą galima kontroliuoti daug lengviau nei makrodumblių mažas jų
dydis komplikuoja derliaus nuėmimą Kad dumbliai augtų jiems reikalingos gana paprastos
sąlygos šviesa anglies šaltinis vanduo maistinės medžiagos ir atitinkama temperatūra
Pastaruoju metu buvo sukurta nemažai skirtingų sistemų kurios aukščiau minėtas sąlygas
išpildo vis dėlto tai padaryti yra gana sudėtinga Viena svarbiausių sąlygų norint dumblius
auginti komerciniais tikslais yra didelio masto sistemos Jos gali būti atviros esančios
sausumoje ir jūroje bei uždaros labiau kontroliuojamos bet brangesnės
Dėl savo sudėties ir gebėjimo kaupti įvairias naudingas medžiagas dumbliai šiuo metu
naudojami daugelyje sričių Viena jų pašarų gamyba nes mikrodumblių biomasėje gausu
įvairių baltymų angliavandenių riebalų mineralų vitaminų karotinoidų polinesočiųjų
riebalų rūgščių (omega-3) pigmentų natūralių antioksidantų (Lorenz and Cysewski 2000)
bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų (Spolaore et al 2006 Brennan and Owende
2010)
11
Pagrindiniai dumblių auginimo privalumai yra šie jų auginimui nereikalingi žemės ūkio
paskirties plotai todėl nekyla konkurencija su žemės ūkio produktais didelis masės prieaugis
ploto vienetui gali augti bet kur net dideliu atstumu nuo vandens CO2 emisijos iš elektrinių
ir kitų potencialių stacionarių aplinkos oro taršos šaltinių gali būti produktyviai naudojamos
dumblių todėl šių pagalba sumažinamas neigiamas minėtų dujų poveikis aplinkai
Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių (Saacutenchez Miroacuten et al 2003 Posten
2009) Ši dumblių savybė sunaudoti CO2 ir jį paversti biomase fotosintezės metu gali
pasitarnauti šalinant anglies dvideginį iš pramonės objektų išlakų ir tuo būdu mažinant
šiltnamio efektą sukeliančių dujų patenkančių į atmosferą iš stacionarių taršos šaltinių
koncentraciją Mikrodumbliai gali būti panaudojami ir šalinant anglies dvideginį iš biodujų
kuriose įprastai jo būna apie 30
Nustatyta kad naudojant mikrodumblius metano koncentraciją biodujose galima
padidinti nuo 70 iki 85ndash90 (Kao et al 2012a) Tačiau anglies dioksido šalinimo
efektyvumas ir mikrodumblių tolerancija anglies dioksidui yra skirtinga Nustatyta kad
didžiausia biomasės išeiga gaunama kai anglies dvideginio koncentracija dujose tiekiamose į
bioreaktorius nėra didelė (Kodama et al 1993 Hanagata et al 1992 Nakano et al 1996
Sakai et al 1995) Tai susiję su pH sumažėjimu dumblių auginimo terpėje dėl to sulėtėja kai
kurių dumblių rūšių augimas (Pires et al 2012) Dumbliai anglies dioksidą fiksuoja esant
šviesos šaltiniui Todėl auginant mikrodumblius uždarose sistemose būtinas dirbtinis
apšvietimas Nustatyta kad efektyviausiai fotosintezę veikia mėlyna (420ndash450 nm) ir raudona
(660ndash700 nm) šviesa kurios optimalus srautas 200ndash400 micromolm2s ribose Esant aukštesnei
temperatūrai dumbliai gali absorbuoti didesnį šviesos srautą (Carvalho et al 2010)
Mikrodumblių augimui ir dauginimuisi svarbi ir temperatūra Optimali temperatūra
dumbliams yra 20ndash30 degC ribose (Zebib 2008) Daugelis dumblių gali augti iki 15 degC
temperatūroje tačiau esant 2ndash4 degC temperatūrai dumbliai gali žūti (Mata et al 2010) Esant
aukštesnei kaip 30 degC temperatūrai dumblių dauginimosi greitis yra mažesnis
Pagrindinės maisto medžiagos mikrodumblių augimui kartu su anglimi yra azotas ir
fosforas Azotas sudaro 7ndash10 dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra amoniakinis
(NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas (Oliver and Ganf 2000) Azoto kiekis dumblių auginimo
terpėse siekia 007-04 gl Fosforo kiekis svyruoja 0002ndash03 gl ribose (Richmond 2004)
Atsižvelgiant į tai kad azoto ir fosforo yra gausu įvairiose nuotekose ir atliekose (nuotekų
dumble mėšle ir t t) siūloma jas naudoti mikrodumblių auginimui Tačiau azoto ir fosforo
12
kiekis auginimo terpėje neturi būti per didelis Didesnės amonio jonų koncentracijos
dumbliams yra nuodingos (Borowitzka 1998) Svarbu ir tai kad naudodami mikrodumblius
iš nuotekų galime šalinti ir sunkiuosius metalus (Vilchez et al 1997) bei kai kuriuos toksinius
organinius aromatinius junginius (Semple et al 1999)
Įvairių rūšių mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau daugiau nei kelis
dešimtmečius ir naudojami pašarų gamybai kosmetikai farmacijos pramonei ir kt
Paprasčiausios atviros sistemos dumblių auginimui yra negilūs stacionarūs baseinai su
įtaisytomis maišyklėmis arba be jų (Borowitzka 1999) kurių dydis siekia nuo kelių kv metrų
iki 250 ha (31 pav) Anglies šaltinis dumbliams yra CO2
31 pav Maži baseinai Spirulina kultūrai Azijoje (kairėje) baseinai Dunaliella salina kultūrai (Cognis
Western Australia ) (Algae-based biofuels 2009)
Anglies dvideginis į vandenį patenka iš oro tai riboja augimo tempą ir sąlygoja
palyginti mažesnį derlių iš 1 ha ploto Kitas neigiamas poveikis ndash lėtas maistinių medžiagų
pasiskirstymas bei gyvų ir negyvų dumblių plūduriavimas ir sedimentacija tai riboja saulės
šviesos prieigą (Algae-based biofuels 2009 Newman 2009) Minėtą poveikį galima
sumažinti arba panaikinti auginant dumblius kitokios formos baseinuose konkrečiai
apvaliuose su mechaniniu maišymu arba taip vadinamuose ldquoracewayrdquo kanalų pavidalo
baseinuose kuriuose irklaračio dėka sukuriama vandens cirkuliacija kanalais Maišymas
pagerina CO2 prieigą Anglies dvideginio šaltiniu gali būti oras suslėgtas anglies divideginis
arba CO2 turinčios išmetamos dujos 1 t dumblių biomasės reikia maždaug apie 18 t anglies
dvideginio Jei CO2 šaltiniu naudojamas oras kuriame anglies dvideginis sudaro tik 00383
tai 1 t dumblių užauginti reikės apie 37000 m3
oro (Algae-based biofuels 2009) Dumbliai
tokiose sistemose yra jautrūs dumblių plėšrūnams parazitams bei kitoms rūšims kurios
labiau prisitaikiusios gyventi esamomis sąlygomis Tik ribotas rūšių kiekis gali dominuoti ir
išlikti atvirose sistemose
13
Dumbliai tokiose sistemose auginami nepertraukiamu būdu reguliariai pašalinant iš
sistemos dalį užaugintos biomasės ir papildant sistemą naujomis maisto medžiagomis
(Demirbas 2010) Atvirų dumblių auginimo sistemų privalumas ndash jos yra paprastos lengvai
įrengiamos aptarnaujamos nedidelės energijos sąnaudos eksploatacijos metu (Singh and
Sharma 2012)
Tokias problemas kaip temperatūra dujų apykaita tarprūšinė konkurencija galima
eliminuoti dumblius auginant uždarose sistemose (Ugwu et al 2008) Nustatyta kad dumblių
biomasės išeiga uždarose sistemose viršija išeigą gautą atvirose sistemose apie 300 (Pulz
and Schreibenbogen 1998)
Pasaulyje yra gaminami įvairių konstrukcijų uždari fotobioreaktoriai Tai vertikalios
horizontalios bei spiralinės vamzdelinės plokštelinės cilindro kupolo ar piramidės formos
sistemos Populiariausi yra vamzdeliniai bei plokšteliniai bioreaktoriai (32 ir 33 pav)
Uždaros sistemos dažnai įrengiamos dengiant atviras sistemas permatoma skaidria medžiaga
ar sudarant oranžerijas tačiau tai yra brangu dideliems plotams Kitas paprastas bet
nebrangus pavyzdys būtų polietileno krepšių rankovių taikymas
32 pav Uždarų dumblių auginimo sistemų pavyzdžiai ldquoBig Bagrdquo dumblių kultūra (BEAM)
stulpelinis burbulų reaktorius (Tredici in Wijffels 2007) stulpelinių burbulų reaktorių laukas
(Wijffels 2007)
Tokia sistema yra pakankamai jautri išorės poveikiui ir neilgaamžė todėl tai daro ją
netinkama naudoti lauko sąlygomis Šiek tiek pažangesnės sistemos su ilgesnio tarnavimo
laiko danga stiklu polietilenu ar polikarbonatu Tokie reaktoriai veikia nepertraukiamai
gerai kontroliuojami gaunama didesnė biomasės koncentracija be ypatingų sąlygų ir didesnių
išlaidų tonai derliaus Tokio tipo reaktoriaus pavyzdys ndash vertikalus vamzdelinis arba
vertikalus stulpelinis (koloninis) reaktorius
14
33 pav Vamzdelinių reaktorių sistema (Algae production)
Vamzdeliniai reaktoriai yra tinkami naudoti turint didelį apšviečiamą paviršių Jei
naudotume minėto tipo reaktorių sistemą t y vamzdelinius vertikalius reaktorius sustatytume
vieną šalia kito šie kaimyninius užstotų (mestų šešėlį) taip sumažindami saulės spinduliuotės
prieigą (32 pav stulpelinių burbulų reaktorių laukas) Ši problema eliminuojama naudojant
horizontalius vamzdelinius reaktorius (33 pav) Tačiau pašalinti šią problemą ne taip
paprasta kaip iš pirmo žvilgsnio atrodo Problemos sprendimas abiem atvejais yra jų atstumų
funkcija Pagrindinis vamzdelinių reaktorių trūkumas ndash prastas masės pernešimas Masės
pernešimo problema didėja (deguonies kiekis didėja augimo sąlygos toliau išilgai vamzdelio
prastėja) didėjant vamzdeliniam bioreaktoriui (Ugwu et al 2008)
34 pav Alveolinis plokštelinis fotobioreaktorius (Tredici and Materassi 1992)
15
Siekiant optimaliau išnaudoti saulės energiją buvo sukurti plokšti taip vadinami flat-
plate fotobioreaktoriai (34 ir 35 pav) Šiuose reaktoriuose ištirpusio deguonies susikaupimas
yra pakankamai žemas palyginti su horizontaliais vamzdeliniais reaktoriais Skelbiama kad
plokšti reaktoriai gali pasiekti gana aukštą fotosintetinį efektyvumą Minėti įrenginiai yra
labai tinkami dumblių auginimui tačiau ir jie turi keletą trūkumų Įvairių sistemų dumbliams
auginti privalumai ir trūkumai yra išdėstyti žemiau pateiktoje 31 lentelėje
35 pav Flat-Plate-Airlift fotobioreaktorius reaktoriaus sudėtinė dalis ir biomasės srautai
reaktoriuje (Subitec)
31 lentelė Sistemų dumblių auginimui palyginimas (Ugwu et al 2008)
Sistemos
dumbliams
auginti
Privalumai Trūkumai
Atviri baseinai Palyginti ekonomiški lengva valyti
po auginimo tinka masiniam
dumblių auginimui
Sunkiau kontroliuoti kultūrų sąlygas
sunkumai auginant dumblius ilgesnį
periodą nedidelis produktyvumas
užima daug vietos limituotos dumblių
rūšys kultūras lengva užkrėsti
Vertikalūs
stulpeliniai
reaktoriai
Didelis masės pernešimas geras
susimaišymas su nedideliu šlyties
įtempiu nedideli energijos poreikiai
geras potencialas įvairiam masteliui
Nedidelis apšvietimo paviršiaus plotas
jų konstrukcijos reikalauja reiklesnių
medžiagų šlyties įtempiai dumblių
16
lengva sterilizuoti gerai tinka
dumblių imobilizavimui sumažinta
fotoinhibicija ir fotooksidacija
kultūroms mažėja apšvietimo plotas
didėjant masteliui
Plokštiniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšviečiamo paviršiaus
plotas tinkami lauko kultūroms geri
dumblių imobilizacijai geras
biomasės produktyvumas palyginti
pigūs lengva valyti nedideli
deguonies kiekiai
Didesniems įrenginiams reikia daugiau
sekcijų ir atraminių medžiagų sunki
temperatūrinė kontrolė galimybė
atsirasti hidrodinaminiam stresui kai
kurioms dumblių rūšims atsiranda
apnašų ant sienų
Vamzdeliniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšvietimo paviršiaus plotas
tinkami lauko kultūroms
pakankamai geras biomasės
produktyvumas palyginti pigūs
pH gradientas ištirpęs deguonis ir
anglies dvideginis išilgai vamzdelio
atsiranda apnašų ant sienų reikia
nemažų plotų auginimui
Fotosintezei vykdyti gali būti naudojama ne tik natūrali bet ir dirbtinė šviesa Žemiau
pateiktame 36 pav pavaizduotas fotobioreaktorius apšviečiamas dirbtine šviesa ndash
fluorescencine lempa
36 pav Tipinis fotobioreaktorius su dirbtiniu apšvietimu (Ugwu et al 2008 Newman
2009)
Įrenginys sumontuotas su rotoriumi ir sparnuotės įrenginiu kultūrų sumaišymui Šio
tipo reaktorių galima modifikuoti apšvietimui naudojant tiek dirbtinę tiek natūralią šviesą
Taigi šis įrenginys veikia naudojant dirbtinę šviesą tuomet kai natūralios šviesos
intensyvumas sumažėja ndash kuomet stipriai debesuota ar nakties periodu Yra duomenų kad
galima sukaupti optines skaidulas padalyti saulės šviesą cilindrinio reaktoriaus viduje
Pagrindinis viduje apšviečiamo reaktoriaus privalumas būtų tai kad šilumos ir slėgio dėka
minimizuojamas užkrėtimas Be to apšvietimas būtų nepertraukiamas (tiek šviesiu tiek
Reaktoriaus siena
Fluorescencinė lempa
Rotorius Anga aeracijai
Sparnuotė
17
tamsiu paros metu) Vis dėlto dumblių auginimas lauko sąlygomis naudojant minėto tipo
reaktorius reikalautų šiek tiek techninių pastangų
32 Mikrodumblių biomasės koncentravimas
Užaugintos mikrodumblių biomasės paruošimas apima kelis etapus biomasės
sukoncentravimą apdorojimą aliejaus ekstrakciją Biomasę sukoncentruoti galima įvairiais
metodais įskaitant mechaninius cheminius bei biologinius būdus sedimentaciją
centrifugavimą filtraciją (įskaitant ultrafiltraciją) flokuliaciją bei flotaciją ultragarsinę bei
magnetinę separaciją (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010 Carlsson et al 2007
Chen et al 2011 Wu et al 2012 Bilad et al 2012 Xu et al 2008) bei elektroforezę
(Christenson and Sims 2011) Universalaus metodo minėtam tikslui pasiekti nėra paprastai iš
daugelio jis pasirenkamas priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jų dydžio (mikrodumblių
dydis 3ndash30 microm) ląstelių tankio taip pat atsižvelgiant į metodo ekonomiškumą Sąlyginai
nedidelė dumblių koncentracija (05ndash5 kg m-3
auginimo terpės (Greenwell et al 2010 Grima
et al 2003)) ir jų dydis apsunkina ir pabrangina (sukoncentravimas sudaro apie 20ndash30 visų
biomasės apdorojimo išlaidų sumos (Grima et al 2003)) biomasės sukoncentravimo procesą
Techniškai pats paprasčiausias ir pigiausias mechaninis būdas sukoncentruoti
dumblius yra jų biomasės nusodinimas Pramoniniais tikslais auginami dumbliai nusodinami
nusodinimo baseinuose taip jų masė sukoncentruojama 85ndash95 (sausų medžiagų masė
sudaro apie 3 ) nusodinimo baseinų dugne Šis būdas gana pigus tačiau nepatrauklus tuo
kad reikalingas papildomas plotas nusodinimo baseinui įrengti Be to pats nusodinimo
procesas vyksta gana lėtai todėl jo metu esant aukštesnei aplinkos temperatūrai nusodinama
biomasė gali pradėti gesti (Greenwell et al 2010) Nusodinimo ir filtracijos procesus
paspartinti gali flokuliantų ar koaguliantų naudojimas susidarant dumblių ląstelių
aglomeratams Atlikta eilė tyrimų siekiant surasti optimalius flokuliantus ir koaguliantus
Dažniausiai tam tikslui naudojamos neorganinės geležies ar aliuminio druskos FeCl3
Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3 (Grima et al 2003) Elektrolitų efektyvumą sužadinti koaguliaciją
nusako kritinė koagulianto koncentracija arba kitaip tariant koagulianto koncentracija
reikalinga greitai sukelti koaguliaciją Metalo jonų koaguliacinis efektyvumas didėja didėjant
jono krūviui Poligeležies sulfatas Fe2(OH)n(SO4)3-n2]m yra bene efektyviausias lyginant šį su
tradiciniais nepolimerizuotais metalo druskų flokuliantais (Grima et al 2003) Flokulėms
sudaryti yra naudojami ir polimerai Ignacio de Godos ir bendratyrėjai nustatė kad naudojant
flokuliantus Drewfloc 447 Flocudex CS5000 Flocusol CM78 Chemifloc CV300 ir
18
chitozaną keletui dumblių rūšių biomasės sukoncentravimo efektyvumas 66ndash98
pasiekiamas su 5ndash6 kartus mažesne koncentracija nei naudojant FeCl3 ir Fe2(SO4)3 (De Godos
et al 2011) Be to tų pačių atliktų tyrimų duomenimis vienaląsčių ir kolonijinių dumblių
biomasės sukoncentravimo efektyvumai labai panašūs
Paprastas ir greitas būdas sukoncentruoti dumblių ląsteles yra magnetinė separacija
naudojant Fe3O4 nanomagnetines daleles Minėtos magnetinės dalelės buvo pritaikytos
mikrodumblių Botryococcus braunii ir Chlorella ellipsoidea sukoncentravimui Pridėjus
Fe3O4 į dumblių suspensiją dumblių ląstelės jas adsorbuoja o dumblių sukoncentravimas
vyksta dėl veikiančio išorinio magnetinio lauko Pasak tyrėjų taikant šį metodą pasiekiamas
didesnis nei 98 sukoncentravimo efektyvumas Be to tai laiką ir energiją tausojantis
dumblių biomasės sukoncentravimo būdas (Xu et al 2011)
Siekiant nenaudoti jokių cheminių medžiagų kiti galimi dumblių biomasės
sukoncentravimo būdai yra flotacija centrifugavimas filtracija bei elektroforezė Flotacija
atliekama naudojant suspaustą orą tiksliau disperguotus arba ištirpusio oro mikroburbuliukus
nukreipiamus į auginimo terpės dugną prie kurių prilipusios dumblių ląstelės susikaupia
flotuojamos terpės paviršiuje Siekiant suintensyvinti flotacijos procesą kartu su disperguotu
oru gali būti naudojami ir flokuliantai (Chen et al 2011) Kai kurios dumblių rūšys sugeba
natūraliai floatuoti terpės paviršiuje Šis procesas vyksta dėl fotosintezės metu gaminamo
deguonies kuris burbuliukų pavidalu kyla į terpės paviršių (Bruton et al 2009) Kitas būdas
dumblių biomasei sukoncentruoti yra filtracija Galima slėginė vakuuminė ir rotacinė
filtracija Ji labiau tinkama dumblių rūšims kurios pasižymi didesnėmis dumblių ląstelėmis
(gt70 microm) tokioms kaip Coelastrum ir Spirulina ir netinkamas Scenedesmus Dunaliella
Chlorella (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010) Minėtus dumblius galima
sukoncentruoti naudojant membraninę mikrofiltraciją bei ultrafiltraciją (Mata et al 2010)
Esminis filtracijos trūkumas yra tai kad ant filtro nusėdanti dumblių biomasė laikui bėgant
užkemša filtro poras tai apsunkina ir sulėtina patį procesą tuo pačiu padidinamos ir
energijos sąnaudos Be to membranų keitimas ir siurblių darbas ženkliai didina
eksploatacines išlaidas todėl šis metodas labiau taikytinas nedideliems tūriams filtruoti (lt 2
m3p
-1) didesniems tūriams labiau tiktų centrifugavimas (Grima et al 2003)
Centrifugavimas ndash tai gana dažnai naudojamas greitas gana efektyvus būdas
(sukoncentruojama gt95 ) sukoncentruoti biomasę Centrifugavimas yra pripažintas bene
geriausiu metodu sukoncentruoti smulkių vos kelių mikrometrų dydžio dumblių biomasę
(Grima et al 2003) Gaunama geros konsistencijos (tiršta) sukoncentruota biomasė tačiau šis
19
būdas reikalauja nemažai energetinių išlaidų ir techninės priežiūros dėl judančių detalių
(Brennan and Owende 2010 Grima et al 2003 Sim et al 1988)
33 Mikrodumblių biomasės džiovinimas
Sukoncentruota dumblių biomasė kurioje yra nuo 5 iki 20 ir daugiau sausų
medžiagų prieš atliekant ekstrahavimą turi būti džiovinama (iki 92 ir daugiau SM) nes
lipidų ekstrakcija iš sausos biomasės yra žymiai efektyvesnė už ekstrakciją iš drėgnos
medžiagos (Grima et al 2003 Zhu et al 2002) Džiovinimo procesas neturėtų būti atidėtas
ilgesniam laikui ypatingai karšto klimato šalyse (Brennan and Owende 2010 Grima et al
2003) Džiovinimas gali būti vykdomas įvairiais būdais (įskaitant ir džiovinimą saulėje) ir
gana plačiame temperatūrų diapazone Džiovinimas saulėje nors yra paprastas bei pigus deja
turi nemažai trūkumų jis ganėtinai ilgas tokiam biomasės džiovinimui reikalingi nemaži
plotai klimatinės sąlygos ir t t Kiti būdai apima žemo slėgio pakopinį džiovinimą (Prakash
et al 1997) išpurškiamąjį džiovinimą (Grima et al 2003 Prakash et al 1997) (džiovinama
medžiaga išpurškiama ir džiovinama karštomis dujomis tai labai plačiai naudojamas bet
vienas brangiausių džiovinimo metodų (Bruton et al 2009) būgninį džiovinimą (Grima et
al 2003 Prakash et al 1997) džiovinimą žemoje temperatūroje ndash šaltyje (taikant
liofilizaciją kuomet drėgmė pašalinama sublimacijos metu) (Grima et al 2003) ir tt
Liofilizacija yra gana brangus medžiagos džiovinimo būdas ypač jei medžiaga džiovinama
dideliais kiekiais tačiau nepaisant to didelis šio metodo privalumas yra tai kad iš
liofilizuotos medžiagos žymiai lengviau išekstrahuojami lipidai (Grima et al 2003) Visi
džiovinimo metodai išskyrus džiovinimą saulėje reikalauja nemažai energijos sąnaudų Šis
dumblių biomasės paruošimo etapas biodegalams gaminti gali sudaryti net iki 70 visų
žaliavos ruošimo išlaidų (Bruton et al 2009)
34 Žuvų auginimui naudojamos mikrodumblių rūšys
Nors sutinkama nepaprastai daug mikrodumblių rūšių tik nedidelis jų skaičius
auginamas dirbtinai akvakultūrų inkubatoriuose Tai lemia tam tikrų mikrodumblių rūšių
prieinamumas kultivavimo sudėtingumas fizinės ląstelių savybės jų sudėtis virškinamumas
toksinų ir dirgiklių buvimas biomasėje (Muller-Feuga et al 2003 (a) Muller-Feuga et al
2003 (b)) 32 lentelėje pateiktas nevisiškai išsamus paprastai akvakultūrose naudojamų
mikrodumblių rūšių sąrašas ir panaudojimo galimybės
20
32 lentelė Pagrindinių akvakultūrose naudojamų mikrodumblių grupės gentys ir rūšys bei
panaudojimo sritys
Grupė Gentis Rūšis Panaudojimo sritis
Cianobakterijos Arthrospira platensis Kombinuotų pašarų ingredientas
Chlorofita Tetraselmis suecica chui Dvigeldžiams moliuskams
Chlorella sp vulgaris
minutissima
virginica grossii
Plėšriųjų žuvų šėrimui
kombinuotų pašarų ingredientas
Dunaliella sp tertiolecta salina Kombinuotų pašarų ingredientas
Haematococcus pluvialis Kombinuotų pašarų ingredientas
Eustigmatophyceae
(Phyklum
Heterokontophyta)
Nanochloropsis sp oculata Plėšriųjų žuvų šėrimui bdquoŽaliasis
vanduoldquo (suspensija) pelėkinių
žuvų mailiui
Labyrinthulea
(Phyklum
Heterokonta)
Schizochytrium sp Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Ulkenia sp Gyvas maistas plėšriosioms žuvims
Bacillariophyta
(diatoms)
Chaetoceros calcitrans gracilis Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Skeletonema costatum Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Thalassiosira pseudonana Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Nitszchia sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Navicula sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Amphora sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Haptophyta Pavlova lutheri Dvigeldžiams moliuskams
Isochrysis galbana add galbana
bdquoTahitildquo
Dvigeldžiams moliuskams
bdquoŽaliasis vanduoldquo (suspensija)
pelėkinių žuvų mailiui
Dinophyta
(dinoflagellates)
Crypthecodinium cohnii Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Yra žinoma šių mikrodumblių rūšių biomasės sudėtis kuri gali būti keičiama
modifikuojant mikroorganizmus Paprastai žuvų pašaruose vyrauja ne viena kažkuri
mikrodumblių rūšis tačiau atitinkamai subalansuotos jų kompozicijos
35 Mikrodumblių biomasės sudėtis ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai galimybės
Mikrodumbliai savo sudėtyje turi vitaminų mineralų pigmentų nepakeičiamų riebalų
rūgščių todėl gali būti naudojami žuvų šėrimui Tyrinėjamos galimybės juos naudoti grynus
ar koncentratą taip pat analizuojamos galimybės mikrodumblius įterpti į pašarus žuvims
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
6
2 TYRIMO OBJEKTAS IR METODAI
Tyrimo objektas ndash mikrodumbliai kaip žaliava žuvų mailiaus pašaro gamybai
21 MEDŽIAGOS IR METODAI
211 Mikrodumblių skirtų pašarų žuvims gamybai auginimo tyrimai
Pašarų žuvims gamybai iš mikrodumblių pasirinktos dvi žaliadumblių rūšys Chlorella
sp ir Scenedesmus sp (21 pav) Vienas iš požymių išskiriančių žaliadumblius iš kitų
dumblių yra žalia chloroplasto spalva Spalva priklauso nuo chlorofilo a ir b bei karotino
ksantofilų ir krakmolo (Jankavičiūtė 1996) Chlorella sp priklauso Chlorelinių šeimai
Chlorelės genčiai apimančiai apie 56 rūšis Minėtai genčiai priklausančių dumblių ląstelės
pavienės rutuliškos ar elipsės formos 2ndash10 microm dydžio Scenedesmus sp yra Scenedesminių
šeimos Scenedesmas genties atstovas Scenedesmas genčiai priklauso apie 200 rūšių
Scenedesmus sp ląstelės sudaro kolonijas iš 2 4ndash8 16 ar 32 ląstelių Ląstelės cilindro
elipsės ar verpstės formos sujungtos šonais išsidėsčiusios lygiagrečiai Minėtai genčiai
priklausančių dumblių ląstelės 2ndash10 microm pločio ir nuo 6 iki 40 microm ilgio Minėti žaliadumbliai
paplitę Lietuvos gėluosiuose vandenyse Gamtos tyrimų centro Botanikos instituto algologai
išskyrė juos iš Lietuvos paviršinių vandens telkinių Mikrodumbliai buvo auginami
autotrofinėmis ir miksotrofinėmis sąlygomis naudojant universalią mitybinę terpę BG11
Siekiant sumažinti savikainą universalioje terpėje esančios maisto medžiagos pakeistos
tinkamomis skystosiomis atliekomis Auginimo bandymai buvo atliekami dumblių auginimo
reaktoriuje 22 pav Mikrodumblių auginimo trukmė ndash 20ndash30 dienų
a b
21 pav Iš Lietuvos ežerų išskirti mikrodumbliai andashChlorella sp bndashScenedesmus sp
Dumbliai buvo auginami kambario temperatūroje esant 22 plusmn 2 degC apšviečiant juos
fluorescencinėmis lempomis sim250 μmolm2s balta šviesa vidutiniškai 10 val per parą
7
22 pav Laboratorinis dumblių auginimo reaktorius
Šviesos intensyvumas buvo matuojamas naudojant data logger (modelis LI-1400) LI-
190SA Quantum sensorių Siekiant išvengti užsistovėjimo ir nusėdimo mikrodumbliai buvo
maišomi į reaktorių tiekiant suspaustą orą Periodiškai į oro srautą buvo tiekiamas anglies
dvideginis palaikant auginimo terpės pH sim 7
Siekiant įvertinti dumblių auginimo atpiginimo galimybes dalis eksperimentų atlikta
įprastinėje maitinimo terpėje BG11 (21 lentelė) esančias chemines medžiagas pakeičiant
azoto ir fosforo turinčiomis atliekomis Tam buvo naudojama skystoji frakcija liekanti po
biodujų gamybos iš nuotekų dumblo
21 lentelė Universalios mitybinės terpės BG11 sudėtis
Medžiagos pavadinimas gamintojas Medžiagos kiekis mitybinėje
terpėje
Pagrindinės sudėtinės medžiagos mgl
Natrio nitratas NaNO3 (an gr Lach-Ner) 750
Dikalio hidrofosfato trihidratas K2HPO4 (an gr Girochem) 40
Magnio sulfato heptahidratas MgSO4middot7H2O (an gr
Chempur)
75
Kalcio chlorido dihidratas CaCl2middot2H2O (an gr Chempur) 36
Citrinos rūgštis 3
Amonio geležies (III) citratas (an gr Lach-Ner) 3
Dinatrio etilendiamintetraacto rūgšties druska (an gr
Chempur)
1
Natrio karbonatas Na2CO3 (an gr Lach-Ner) 20
Mikroelementai 1 mll mikroelementų
mišinio susidedančio iš gl
Boro rūgštis H3BO3 (an gr Chempur) 286
Mangano chlorido tetrahidratas MnCl2middot4H2O (an gr
Chempur)
181
Cinko sulfato heptahidratas ZnSO4middot7H2O (an gr Girochem) 0222
8
Natrio molibdato pentahidratas NaMoO4middot5H2O (an gr
Chempur)
039
Vario sulfato pentahidratas CuSO45H2O (an gr Girochem) 0079
Kobalto nitrato heksahidratas Co(NO3)2middot6H2O (an gr
Lach-Ner)
00494
Mikrodumbliai naudojant anaerobiškai perdirbtą nuotekų dumblą buvo auginami
taikant penkias skirtingas terpės kombinacijas
palyginamąją (kontrolinę) modifikuotą terpę BG11 (N konc 012 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 006 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 009 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 09 gl)
212 Mikrodumblių biomasės koncentracijos biomasės išeigos ir santykinio augimo
greičio nustatymas
Mikrodumblių augimas buvo stebimas taikant šviesos absorbcijos metodą Kas antrą ar
dvi dienas UVVIS spektrofotometru Lambda 25 buvo matuojamas mikrodumblių
suspensijos optinis tankis (OT) Prieš optinio tankio matavimus atliekama spektrofotometro
nulinė kalibracija vėliau išmatuojamas suspensijos optinis tankis esant 750 nm bangos ilgiui
Dumblių biomasės koncentracija nustatoma mėginį su dumblių biomase centrifuguojant 10
minučių (12000 aps min-1
) du kartus plaunant distiliuotu vandeniu ir džiovinant džiovinimo
spintoje esant 105 degC temperatūrai iki pastovios mėginio masės Sausos biomasės
koncentracija (SBK) (gl-1
) apskaičiuojama iš lygties (2)
SBK = S
S
V
m 1000 (1)
čia mS ndash sauso mėginio masė g VS ndash mėginio tūris ml
Nustačius eilės mėginių biomasės koncentraciją bei išmatavus optinį tankį sudaryta
kalibracinė kreivė Nustatyta tiesinė priklausomybė tarp OT750 ir SBK kiekvienai
mikrodumblių rūšiai aprašoma tokiomis lygtimis (2) ir (3)
Scenedesmus sp
R2=0974 (2)
9
Chlorella sp
R2=0972 (3)
Mikrodumblių biomasės išeiga (gl-1
p-1
) apskaičiuojama remiantis biomasės
koncentracijos (gl-1
) kitimu per laiko vienetą Biomasės išeiga (BI) apskaičiuojama pagal
formulę (4)
(4)
Mikrodumblių santykiniam augimo greičiui (biomasės prieaugiui per laiko vienetą (gg-
1p
-1 arba p
-1)) apskaičiuoti naudojama ši lygtis (5)
(5)
čia X1 ir X0 ndash biomasės koncentracija (gl-1
) paromis t1 ir t0
Pasibaigus auginimo periodui dumblių suspensija buvo centrifuguojama centrifuga
bdquoHeraeus Multifuge X3Rldquo esant 2000 min-1
sūkių dažniui 20 min Vandens kiekis suspensijoje
analizuotas svorio metodu mikrodumblius džiovinant iki pastovios masės 105 oC
temperatūroje džiovinimo krosnelėje bdquoBinderldquo (Vokietija) Dalis mikrodumblių suspensijos
buvo džiovinama šalčiu užšaldant šaldiklyje (minus 18 oC) kita dalis džiovinama
liofilizuojant 96 val esant -55 degC temperatūrai bdquoScanVac CoolSafeldquo įrangoje (Danija)
džiovinama esant 60 oC džiovinimo spintoje bdquoBinderldquo (Vokietija) Šaldymas pasirinktas tam
kad būtų suardomos mikrodumblių ląstelių membranos ir dumbliuose esančios maisto
medžiagos būtų lengviau prieinamos žuvims
Tokiu būdu ruošiant mėginius numatoma įvertinti įvairiai paruoštų mikrodumblių
(sausų sterilizuotos suspensijos išdžiovintų šalčiu mikrodumblių) panaudojimo žuvų mitybai
galimybes
10
3 REZULTATAI
31 Mikrodumblių savybės ir auginimo sąlygos
Gamtoje yra tūkstančiai dumblių rūšių nuo mikroskopinių iki 60 m ilgio Juos galima
suskirstyti į mikrodumblius ir makrodumblius Jie paplitę visame Žemės rutulyje net Arkties
sniege aptinkama mikrodumblių nors dauguma jų gyvena vandenyje Dumbliai yra tipiniai
autotrofai (organizmai gaminantys sudėtingus organinius junginius iš paprastų molekulių
naudojant šviesą ar neorganinių junginių cheminių reakcijų energiją)
Palyginus su aukštesniais augalais mikrodumbliai gali užauginti dešimt kartų didesnį
biomasės kiekį Tokia pagaminta biomasė po vandens pašalinimo žinomais būdais verčiama
biodyzelinu bioetanoliu ar biodujomis Vienaląsčiai ir daugialąsčiai dumbliai vykdo
fotosintezę ypatingai efektyviai Iki 347 fotosintezei aktyvių spindulių tai maždaug
atitinka saulės šviesos regimos šviesos spektrą fitoplanktonas naudoja biomasei gaminti Be
to kiekviena populiacijos ląstelė fotosintezę vykdo vienodai tuo tarpu pas aukštesniuosius
augalus tik žaliosios lapų ląstelės bet ne šaknų ar kamienų ląstelės Gaunamas dešimteriopai
didesnis dumblių biomasės prieaugis palyginus su aukštesniaisiais augalais Mikrodumblių
biomasės kiekis per parą palankiomis sąlygomis gali padvigubėti (Chisti 2007 Hu et al
2008) o esant pakankamai maisto medžiagų eksponentinio augimo metu dumblių ląstelės gali
dalintis net kas 35 val (Chisti 2007)
Mikrodumbliai gali būti įvairiausių rūšių skirtingos sudėties vienaląsčiai ir
daugialąsčiai Nors jų augimą galima kontroliuoti daug lengviau nei makrodumblių mažas jų
dydis komplikuoja derliaus nuėmimą Kad dumbliai augtų jiems reikalingos gana paprastos
sąlygos šviesa anglies šaltinis vanduo maistinės medžiagos ir atitinkama temperatūra
Pastaruoju metu buvo sukurta nemažai skirtingų sistemų kurios aukščiau minėtas sąlygas
išpildo vis dėlto tai padaryti yra gana sudėtinga Viena svarbiausių sąlygų norint dumblius
auginti komerciniais tikslais yra didelio masto sistemos Jos gali būti atviros esančios
sausumoje ir jūroje bei uždaros labiau kontroliuojamos bet brangesnės
Dėl savo sudėties ir gebėjimo kaupti įvairias naudingas medžiagas dumbliai šiuo metu
naudojami daugelyje sričių Viena jų pašarų gamyba nes mikrodumblių biomasėje gausu
įvairių baltymų angliavandenių riebalų mineralų vitaminų karotinoidų polinesočiųjų
riebalų rūgščių (omega-3) pigmentų natūralių antioksidantų (Lorenz and Cysewski 2000)
bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų (Spolaore et al 2006 Brennan and Owende
2010)
11
Pagrindiniai dumblių auginimo privalumai yra šie jų auginimui nereikalingi žemės ūkio
paskirties plotai todėl nekyla konkurencija su žemės ūkio produktais didelis masės prieaugis
ploto vienetui gali augti bet kur net dideliu atstumu nuo vandens CO2 emisijos iš elektrinių
ir kitų potencialių stacionarių aplinkos oro taršos šaltinių gali būti produktyviai naudojamos
dumblių todėl šių pagalba sumažinamas neigiamas minėtų dujų poveikis aplinkai
Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių (Saacutenchez Miroacuten et al 2003 Posten
2009) Ši dumblių savybė sunaudoti CO2 ir jį paversti biomase fotosintezės metu gali
pasitarnauti šalinant anglies dvideginį iš pramonės objektų išlakų ir tuo būdu mažinant
šiltnamio efektą sukeliančių dujų patenkančių į atmosferą iš stacionarių taršos šaltinių
koncentraciją Mikrodumbliai gali būti panaudojami ir šalinant anglies dvideginį iš biodujų
kuriose įprastai jo būna apie 30
Nustatyta kad naudojant mikrodumblius metano koncentraciją biodujose galima
padidinti nuo 70 iki 85ndash90 (Kao et al 2012a) Tačiau anglies dioksido šalinimo
efektyvumas ir mikrodumblių tolerancija anglies dioksidui yra skirtinga Nustatyta kad
didžiausia biomasės išeiga gaunama kai anglies dvideginio koncentracija dujose tiekiamose į
bioreaktorius nėra didelė (Kodama et al 1993 Hanagata et al 1992 Nakano et al 1996
Sakai et al 1995) Tai susiję su pH sumažėjimu dumblių auginimo terpėje dėl to sulėtėja kai
kurių dumblių rūšių augimas (Pires et al 2012) Dumbliai anglies dioksidą fiksuoja esant
šviesos šaltiniui Todėl auginant mikrodumblius uždarose sistemose būtinas dirbtinis
apšvietimas Nustatyta kad efektyviausiai fotosintezę veikia mėlyna (420ndash450 nm) ir raudona
(660ndash700 nm) šviesa kurios optimalus srautas 200ndash400 micromolm2s ribose Esant aukštesnei
temperatūrai dumbliai gali absorbuoti didesnį šviesos srautą (Carvalho et al 2010)
Mikrodumblių augimui ir dauginimuisi svarbi ir temperatūra Optimali temperatūra
dumbliams yra 20ndash30 degC ribose (Zebib 2008) Daugelis dumblių gali augti iki 15 degC
temperatūroje tačiau esant 2ndash4 degC temperatūrai dumbliai gali žūti (Mata et al 2010) Esant
aukštesnei kaip 30 degC temperatūrai dumblių dauginimosi greitis yra mažesnis
Pagrindinės maisto medžiagos mikrodumblių augimui kartu su anglimi yra azotas ir
fosforas Azotas sudaro 7ndash10 dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra amoniakinis
(NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas (Oliver and Ganf 2000) Azoto kiekis dumblių auginimo
terpėse siekia 007-04 gl Fosforo kiekis svyruoja 0002ndash03 gl ribose (Richmond 2004)
Atsižvelgiant į tai kad azoto ir fosforo yra gausu įvairiose nuotekose ir atliekose (nuotekų
dumble mėšle ir t t) siūloma jas naudoti mikrodumblių auginimui Tačiau azoto ir fosforo
12
kiekis auginimo terpėje neturi būti per didelis Didesnės amonio jonų koncentracijos
dumbliams yra nuodingos (Borowitzka 1998) Svarbu ir tai kad naudodami mikrodumblius
iš nuotekų galime šalinti ir sunkiuosius metalus (Vilchez et al 1997) bei kai kuriuos toksinius
organinius aromatinius junginius (Semple et al 1999)
Įvairių rūšių mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau daugiau nei kelis
dešimtmečius ir naudojami pašarų gamybai kosmetikai farmacijos pramonei ir kt
Paprasčiausios atviros sistemos dumblių auginimui yra negilūs stacionarūs baseinai su
įtaisytomis maišyklėmis arba be jų (Borowitzka 1999) kurių dydis siekia nuo kelių kv metrų
iki 250 ha (31 pav) Anglies šaltinis dumbliams yra CO2
31 pav Maži baseinai Spirulina kultūrai Azijoje (kairėje) baseinai Dunaliella salina kultūrai (Cognis
Western Australia ) (Algae-based biofuels 2009)
Anglies dvideginis į vandenį patenka iš oro tai riboja augimo tempą ir sąlygoja
palyginti mažesnį derlių iš 1 ha ploto Kitas neigiamas poveikis ndash lėtas maistinių medžiagų
pasiskirstymas bei gyvų ir negyvų dumblių plūduriavimas ir sedimentacija tai riboja saulės
šviesos prieigą (Algae-based biofuels 2009 Newman 2009) Minėtą poveikį galima
sumažinti arba panaikinti auginant dumblius kitokios formos baseinuose konkrečiai
apvaliuose su mechaniniu maišymu arba taip vadinamuose ldquoracewayrdquo kanalų pavidalo
baseinuose kuriuose irklaračio dėka sukuriama vandens cirkuliacija kanalais Maišymas
pagerina CO2 prieigą Anglies dvideginio šaltiniu gali būti oras suslėgtas anglies divideginis
arba CO2 turinčios išmetamos dujos 1 t dumblių biomasės reikia maždaug apie 18 t anglies
dvideginio Jei CO2 šaltiniu naudojamas oras kuriame anglies dvideginis sudaro tik 00383
tai 1 t dumblių užauginti reikės apie 37000 m3
oro (Algae-based biofuels 2009) Dumbliai
tokiose sistemose yra jautrūs dumblių plėšrūnams parazitams bei kitoms rūšims kurios
labiau prisitaikiusios gyventi esamomis sąlygomis Tik ribotas rūšių kiekis gali dominuoti ir
išlikti atvirose sistemose
13
Dumbliai tokiose sistemose auginami nepertraukiamu būdu reguliariai pašalinant iš
sistemos dalį užaugintos biomasės ir papildant sistemą naujomis maisto medžiagomis
(Demirbas 2010) Atvirų dumblių auginimo sistemų privalumas ndash jos yra paprastos lengvai
įrengiamos aptarnaujamos nedidelės energijos sąnaudos eksploatacijos metu (Singh and
Sharma 2012)
Tokias problemas kaip temperatūra dujų apykaita tarprūšinė konkurencija galima
eliminuoti dumblius auginant uždarose sistemose (Ugwu et al 2008) Nustatyta kad dumblių
biomasės išeiga uždarose sistemose viršija išeigą gautą atvirose sistemose apie 300 (Pulz
and Schreibenbogen 1998)
Pasaulyje yra gaminami įvairių konstrukcijų uždari fotobioreaktoriai Tai vertikalios
horizontalios bei spiralinės vamzdelinės plokštelinės cilindro kupolo ar piramidės formos
sistemos Populiariausi yra vamzdeliniai bei plokšteliniai bioreaktoriai (32 ir 33 pav)
Uždaros sistemos dažnai įrengiamos dengiant atviras sistemas permatoma skaidria medžiaga
ar sudarant oranžerijas tačiau tai yra brangu dideliems plotams Kitas paprastas bet
nebrangus pavyzdys būtų polietileno krepšių rankovių taikymas
32 pav Uždarų dumblių auginimo sistemų pavyzdžiai ldquoBig Bagrdquo dumblių kultūra (BEAM)
stulpelinis burbulų reaktorius (Tredici in Wijffels 2007) stulpelinių burbulų reaktorių laukas
(Wijffels 2007)
Tokia sistema yra pakankamai jautri išorės poveikiui ir neilgaamžė todėl tai daro ją
netinkama naudoti lauko sąlygomis Šiek tiek pažangesnės sistemos su ilgesnio tarnavimo
laiko danga stiklu polietilenu ar polikarbonatu Tokie reaktoriai veikia nepertraukiamai
gerai kontroliuojami gaunama didesnė biomasės koncentracija be ypatingų sąlygų ir didesnių
išlaidų tonai derliaus Tokio tipo reaktoriaus pavyzdys ndash vertikalus vamzdelinis arba
vertikalus stulpelinis (koloninis) reaktorius
14
33 pav Vamzdelinių reaktorių sistema (Algae production)
Vamzdeliniai reaktoriai yra tinkami naudoti turint didelį apšviečiamą paviršių Jei
naudotume minėto tipo reaktorių sistemą t y vamzdelinius vertikalius reaktorius sustatytume
vieną šalia kito šie kaimyninius užstotų (mestų šešėlį) taip sumažindami saulės spinduliuotės
prieigą (32 pav stulpelinių burbulų reaktorių laukas) Ši problema eliminuojama naudojant
horizontalius vamzdelinius reaktorius (33 pav) Tačiau pašalinti šią problemą ne taip
paprasta kaip iš pirmo žvilgsnio atrodo Problemos sprendimas abiem atvejais yra jų atstumų
funkcija Pagrindinis vamzdelinių reaktorių trūkumas ndash prastas masės pernešimas Masės
pernešimo problema didėja (deguonies kiekis didėja augimo sąlygos toliau išilgai vamzdelio
prastėja) didėjant vamzdeliniam bioreaktoriui (Ugwu et al 2008)
34 pav Alveolinis plokštelinis fotobioreaktorius (Tredici and Materassi 1992)
15
Siekiant optimaliau išnaudoti saulės energiją buvo sukurti plokšti taip vadinami flat-
plate fotobioreaktoriai (34 ir 35 pav) Šiuose reaktoriuose ištirpusio deguonies susikaupimas
yra pakankamai žemas palyginti su horizontaliais vamzdeliniais reaktoriais Skelbiama kad
plokšti reaktoriai gali pasiekti gana aukštą fotosintetinį efektyvumą Minėti įrenginiai yra
labai tinkami dumblių auginimui tačiau ir jie turi keletą trūkumų Įvairių sistemų dumbliams
auginti privalumai ir trūkumai yra išdėstyti žemiau pateiktoje 31 lentelėje
35 pav Flat-Plate-Airlift fotobioreaktorius reaktoriaus sudėtinė dalis ir biomasės srautai
reaktoriuje (Subitec)
31 lentelė Sistemų dumblių auginimui palyginimas (Ugwu et al 2008)
Sistemos
dumbliams
auginti
Privalumai Trūkumai
Atviri baseinai Palyginti ekonomiški lengva valyti
po auginimo tinka masiniam
dumblių auginimui
Sunkiau kontroliuoti kultūrų sąlygas
sunkumai auginant dumblius ilgesnį
periodą nedidelis produktyvumas
užima daug vietos limituotos dumblių
rūšys kultūras lengva užkrėsti
Vertikalūs
stulpeliniai
reaktoriai
Didelis masės pernešimas geras
susimaišymas su nedideliu šlyties
įtempiu nedideli energijos poreikiai
geras potencialas įvairiam masteliui
Nedidelis apšvietimo paviršiaus plotas
jų konstrukcijos reikalauja reiklesnių
medžiagų šlyties įtempiai dumblių
16
lengva sterilizuoti gerai tinka
dumblių imobilizavimui sumažinta
fotoinhibicija ir fotooksidacija
kultūroms mažėja apšvietimo plotas
didėjant masteliui
Plokštiniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšviečiamo paviršiaus
plotas tinkami lauko kultūroms geri
dumblių imobilizacijai geras
biomasės produktyvumas palyginti
pigūs lengva valyti nedideli
deguonies kiekiai
Didesniems įrenginiams reikia daugiau
sekcijų ir atraminių medžiagų sunki
temperatūrinė kontrolė galimybė
atsirasti hidrodinaminiam stresui kai
kurioms dumblių rūšims atsiranda
apnašų ant sienų
Vamzdeliniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšvietimo paviršiaus plotas
tinkami lauko kultūroms
pakankamai geras biomasės
produktyvumas palyginti pigūs
pH gradientas ištirpęs deguonis ir
anglies dvideginis išilgai vamzdelio
atsiranda apnašų ant sienų reikia
nemažų plotų auginimui
Fotosintezei vykdyti gali būti naudojama ne tik natūrali bet ir dirbtinė šviesa Žemiau
pateiktame 36 pav pavaizduotas fotobioreaktorius apšviečiamas dirbtine šviesa ndash
fluorescencine lempa
36 pav Tipinis fotobioreaktorius su dirbtiniu apšvietimu (Ugwu et al 2008 Newman
2009)
Įrenginys sumontuotas su rotoriumi ir sparnuotės įrenginiu kultūrų sumaišymui Šio
tipo reaktorių galima modifikuoti apšvietimui naudojant tiek dirbtinę tiek natūralią šviesą
Taigi šis įrenginys veikia naudojant dirbtinę šviesą tuomet kai natūralios šviesos
intensyvumas sumažėja ndash kuomet stipriai debesuota ar nakties periodu Yra duomenų kad
galima sukaupti optines skaidulas padalyti saulės šviesą cilindrinio reaktoriaus viduje
Pagrindinis viduje apšviečiamo reaktoriaus privalumas būtų tai kad šilumos ir slėgio dėka
minimizuojamas užkrėtimas Be to apšvietimas būtų nepertraukiamas (tiek šviesiu tiek
Reaktoriaus siena
Fluorescencinė lempa
Rotorius Anga aeracijai
Sparnuotė
17
tamsiu paros metu) Vis dėlto dumblių auginimas lauko sąlygomis naudojant minėto tipo
reaktorius reikalautų šiek tiek techninių pastangų
32 Mikrodumblių biomasės koncentravimas
Užaugintos mikrodumblių biomasės paruošimas apima kelis etapus biomasės
sukoncentravimą apdorojimą aliejaus ekstrakciją Biomasę sukoncentruoti galima įvairiais
metodais įskaitant mechaninius cheminius bei biologinius būdus sedimentaciją
centrifugavimą filtraciją (įskaitant ultrafiltraciją) flokuliaciją bei flotaciją ultragarsinę bei
magnetinę separaciją (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010 Carlsson et al 2007
Chen et al 2011 Wu et al 2012 Bilad et al 2012 Xu et al 2008) bei elektroforezę
(Christenson and Sims 2011) Universalaus metodo minėtam tikslui pasiekti nėra paprastai iš
daugelio jis pasirenkamas priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jų dydžio (mikrodumblių
dydis 3ndash30 microm) ląstelių tankio taip pat atsižvelgiant į metodo ekonomiškumą Sąlyginai
nedidelė dumblių koncentracija (05ndash5 kg m-3
auginimo terpės (Greenwell et al 2010 Grima
et al 2003)) ir jų dydis apsunkina ir pabrangina (sukoncentravimas sudaro apie 20ndash30 visų
biomasės apdorojimo išlaidų sumos (Grima et al 2003)) biomasės sukoncentravimo procesą
Techniškai pats paprasčiausias ir pigiausias mechaninis būdas sukoncentruoti
dumblius yra jų biomasės nusodinimas Pramoniniais tikslais auginami dumbliai nusodinami
nusodinimo baseinuose taip jų masė sukoncentruojama 85ndash95 (sausų medžiagų masė
sudaro apie 3 ) nusodinimo baseinų dugne Šis būdas gana pigus tačiau nepatrauklus tuo
kad reikalingas papildomas plotas nusodinimo baseinui įrengti Be to pats nusodinimo
procesas vyksta gana lėtai todėl jo metu esant aukštesnei aplinkos temperatūrai nusodinama
biomasė gali pradėti gesti (Greenwell et al 2010) Nusodinimo ir filtracijos procesus
paspartinti gali flokuliantų ar koaguliantų naudojimas susidarant dumblių ląstelių
aglomeratams Atlikta eilė tyrimų siekiant surasti optimalius flokuliantus ir koaguliantus
Dažniausiai tam tikslui naudojamos neorganinės geležies ar aliuminio druskos FeCl3
Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3 (Grima et al 2003) Elektrolitų efektyvumą sužadinti koaguliaciją
nusako kritinė koagulianto koncentracija arba kitaip tariant koagulianto koncentracija
reikalinga greitai sukelti koaguliaciją Metalo jonų koaguliacinis efektyvumas didėja didėjant
jono krūviui Poligeležies sulfatas Fe2(OH)n(SO4)3-n2]m yra bene efektyviausias lyginant šį su
tradiciniais nepolimerizuotais metalo druskų flokuliantais (Grima et al 2003) Flokulėms
sudaryti yra naudojami ir polimerai Ignacio de Godos ir bendratyrėjai nustatė kad naudojant
flokuliantus Drewfloc 447 Flocudex CS5000 Flocusol CM78 Chemifloc CV300 ir
18
chitozaną keletui dumblių rūšių biomasės sukoncentravimo efektyvumas 66ndash98
pasiekiamas su 5ndash6 kartus mažesne koncentracija nei naudojant FeCl3 ir Fe2(SO4)3 (De Godos
et al 2011) Be to tų pačių atliktų tyrimų duomenimis vienaląsčių ir kolonijinių dumblių
biomasės sukoncentravimo efektyvumai labai panašūs
Paprastas ir greitas būdas sukoncentruoti dumblių ląsteles yra magnetinė separacija
naudojant Fe3O4 nanomagnetines daleles Minėtos magnetinės dalelės buvo pritaikytos
mikrodumblių Botryococcus braunii ir Chlorella ellipsoidea sukoncentravimui Pridėjus
Fe3O4 į dumblių suspensiją dumblių ląstelės jas adsorbuoja o dumblių sukoncentravimas
vyksta dėl veikiančio išorinio magnetinio lauko Pasak tyrėjų taikant šį metodą pasiekiamas
didesnis nei 98 sukoncentravimo efektyvumas Be to tai laiką ir energiją tausojantis
dumblių biomasės sukoncentravimo būdas (Xu et al 2011)
Siekiant nenaudoti jokių cheminių medžiagų kiti galimi dumblių biomasės
sukoncentravimo būdai yra flotacija centrifugavimas filtracija bei elektroforezė Flotacija
atliekama naudojant suspaustą orą tiksliau disperguotus arba ištirpusio oro mikroburbuliukus
nukreipiamus į auginimo terpės dugną prie kurių prilipusios dumblių ląstelės susikaupia
flotuojamos terpės paviršiuje Siekiant suintensyvinti flotacijos procesą kartu su disperguotu
oru gali būti naudojami ir flokuliantai (Chen et al 2011) Kai kurios dumblių rūšys sugeba
natūraliai floatuoti terpės paviršiuje Šis procesas vyksta dėl fotosintezės metu gaminamo
deguonies kuris burbuliukų pavidalu kyla į terpės paviršių (Bruton et al 2009) Kitas būdas
dumblių biomasei sukoncentruoti yra filtracija Galima slėginė vakuuminė ir rotacinė
filtracija Ji labiau tinkama dumblių rūšims kurios pasižymi didesnėmis dumblių ląstelėmis
(gt70 microm) tokioms kaip Coelastrum ir Spirulina ir netinkamas Scenedesmus Dunaliella
Chlorella (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010) Minėtus dumblius galima
sukoncentruoti naudojant membraninę mikrofiltraciją bei ultrafiltraciją (Mata et al 2010)
Esminis filtracijos trūkumas yra tai kad ant filtro nusėdanti dumblių biomasė laikui bėgant
užkemša filtro poras tai apsunkina ir sulėtina patį procesą tuo pačiu padidinamos ir
energijos sąnaudos Be to membranų keitimas ir siurblių darbas ženkliai didina
eksploatacines išlaidas todėl šis metodas labiau taikytinas nedideliems tūriams filtruoti (lt 2
m3p
-1) didesniems tūriams labiau tiktų centrifugavimas (Grima et al 2003)
Centrifugavimas ndash tai gana dažnai naudojamas greitas gana efektyvus būdas
(sukoncentruojama gt95 ) sukoncentruoti biomasę Centrifugavimas yra pripažintas bene
geriausiu metodu sukoncentruoti smulkių vos kelių mikrometrų dydžio dumblių biomasę
(Grima et al 2003) Gaunama geros konsistencijos (tiršta) sukoncentruota biomasė tačiau šis
19
būdas reikalauja nemažai energetinių išlaidų ir techninės priežiūros dėl judančių detalių
(Brennan and Owende 2010 Grima et al 2003 Sim et al 1988)
33 Mikrodumblių biomasės džiovinimas
Sukoncentruota dumblių biomasė kurioje yra nuo 5 iki 20 ir daugiau sausų
medžiagų prieš atliekant ekstrahavimą turi būti džiovinama (iki 92 ir daugiau SM) nes
lipidų ekstrakcija iš sausos biomasės yra žymiai efektyvesnė už ekstrakciją iš drėgnos
medžiagos (Grima et al 2003 Zhu et al 2002) Džiovinimo procesas neturėtų būti atidėtas
ilgesniam laikui ypatingai karšto klimato šalyse (Brennan and Owende 2010 Grima et al
2003) Džiovinimas gali būti vykdomas įvairiais būdais (įskaitant ir džiovinimą saulėje) ir
gana plačiame temperatūrų diapazone Džiovinimas saulėje nors yra paprastas bei pigus deja
turi nemažai trūkumų jis ganėtinai ilgas tokiam biomasės džiovinimui reikalingi nemaži
plotai klimatinės sąlygos ir t t Kiti būdai apima žemo slėgio pakopinį džiovinimą (Prakash
et al 1997) išpurškiamąjį džiovinimą (Grima et al 2003 Prakash et al 1997) (džiovinama
medžiaga išpurškiama ir džiovinama karštomis dujomis tai labai plačiai naudojamas bet
vienas brangiausių džiovinimo metodų (Bruton et al 2009) būgninį džiovinimą (Grima et
al 2003 Prakash et al 1997) džiovinimą žemoje temperatūroje ndash šaltyje (taikant
liofilizaciją kuomet drėgmė pašalinama sublimacijos metu) (Grima et al 2003) ir tt
Liofilizacija yra gana brangus medžiagos džiovinimo būdas ypač jei medžiaga džiovinama
dideliais kiekiais tačiau nepaisant to didelis šio metodo privalumas yra tai kad iš
liofilizuotos medžiagos žymiai lengviau išekstrahuojami lipidai (Grima et al 2003) Visi
džiovinimo metodai išskyrus džiovinimą saulėje reikalauja nemažai energijos sąnaudų Šis
dumblių biomasės paruošimo etapas biodegalams gaminti gali sudaryti net iki 70 visų
žaliavos ruošimo išlaidų (Bruton et al 2009)
34 Žuvų auginimui naudojamos mikrodumblių rūšys
Nors sutinkama nepaprastai daug mikrodumblių rūšių tik nedidelis jų skaičius
auginamas dirbtinai akvakultūrų inkubatoriuose Tai lemia tam tikrų mikrodumblių rūšių
prieinamumas kultivavimo sudėtingumas fizinės ląstelių savybės jų sudėtis virškinamumas
toksinų ir dirgiklių buvimas biomasėje (Muller-Feuga et al 2003 (a) Muller-Feuga et al
2003 (b)) 32 lentelėje pateiktas nevisiškai išsamus paprastai akvakultūrose naudojamų
mikrodumblių rūšių sąrašas ir panaudojimo galimybės
20
32 lentelė Pagrindinių akvakultūrose naudojamų mikrodumblių grupės gentys ir rūšys bei
panaudojimo sritys
Grupė Gentis Rūšis Panaudojimo sritis
Cianobakterijos Arthrospira platensis Kombinuotų pašarų ingredientas
Chlorofita Tetraselmis suecica chui Dvigeldžiams moliuskams
Chlorella sp vulgaris
minutissima
virginica grossii
Plėšriųjų žuvų šėrimui
kombinuotų pašarų ingredientas
Dunaliella sp tertiolecta salina Kombinuotų pašarų ingredientas
Haematococcus pluvialis Kombinuotų pašarų ingredientas
Eustigmatophyceae
(Phyklum
Heterokontophyta)
Nanochloropsis sp oculata Plėšriųjų žuvų šėrimui bdquoŽaliasis
vanduoldquo (suspensija) pelėkinių
žuvų mailiui
Labyrinthulea
(Phyklum
Heterokonta)
Schizochytrium sp Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Ulkenia sp Gyvas maistas plėšriosioms žuvims
Bacillariophyta
(diatoms)
Chaetoceros calcitrans gracilis Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Skeletonema costatum Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Thalassiosira pseudonana Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Nitszchia sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Navicula sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Amphora sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Haptophyta Pavlova lutheri Dvigeldžiams moliuskams
Isochrysis galbana add galbana
bdquoTahitildquo
Dvigeldžiams moliuskams
bdquoŽaliasis vanduoldquo (suspensija)
pelėkinių žuvų mailiui
Dinophyta
(dinoflagellates)
Crypthecodinium cohnii Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Yra žinoma šių mikrodumblių rūšių biomasės sudėtis kuri gali būti keičiama
modifikuojant mikroorganizmus Paprastai žuvų pašaruose vyrauja ne viena kažkuri
mikrodumblių rūšis tačiau atitinkamai subalansuotos jų kompozicijos
35 Mikrodumblių biomasės sudėtis ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai galimybės
Mikrodumbliai savo sudėtyje turi vitaminų mineralų pigmentų nepakeičiamų riebalų
rūgščių todėl gali būti naudojami žuvų šėrimui Tyrinėjamos galimybės juos naudoti grynus
ar koncentratą taip pat analizuojamos galimybės mikrodumblius įterpti į pašarus žuvims
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
7
22 pav Laboratorinis dumblių auginimo reaktorius
Šviesos intensyvumas buvo matuojamas naudojant data logger (modelis LI-1400) LI-
190SA Quantum sensorių Siekiant išvengti užsistovėjimo ir nusėdimo mikrodumbliai buvo
maišomi į reaktorių tiekiant suspaustą orą Periodiškai į oro srautą buvo tiekiamas anglies
dvideginis palaikant auginimo terpės pH sim 7
Siekiant įvertinti dumblių auginimo atpiginimo galimybes dalis eksperimentų atlikta
įprastinėje maitinimo terpėje BG11 (21 lentelė) esančias chemines medžiagas pakeičiant
azoto ir fosforo turinčiomis atliekomis Tam buvo naudojama skystoji frakcija liekanti po
biodujų gamybos iš nuotekų dumblo
21 lentelė Universalios mitybinės terpės BG11 sudėtis
Medžiagos pavadinimas gamintojas Medžiagos kiekis mitybinėje
terpėje
Pagrindinės sudėtinės medžiagos mgl
Natrio nitratas NaNO3 (an gr Lach-Ner) 750
Dikalio hidrofosfato trihidratas K2HPO4 (an gr Girochem) 40
Magnio sulfato heptahidratas MgSO4middot7H2O (an gr
Chempur)
75
Kalcio chlorido dihidratas CaCl2middot2H2O (an gr Chempur) 36
Citrinos rūgštis 3
Amonio geležies (III) citratas (an gr Lach-Ner) 3
Dinatrio etilendiamintetraacto rūgšties druska (an gr
Chempur)
1
Natrio karbonatas Na2CO3 (an gr Lach-Ner) 20
Mikroelementai 1 mll mikroelementų
mišinio susidedančio iš gl
Boro rūgštis H3BO3 (an gr Chempur) 286
Mangano chlorido tetrahidratas MnCl2middot4H2O (an gr
Chempur)
181
Cinko sulfato heptahidratas ZnSO4middot7H2O (an gr Girochem) 0222
8
Natrio molibdato pentahidratas NaMoO4middot5H2O (an gr
Chempur)
039
Vario sulfato pentahidratas CuSO45H2O (an gr Girochem) 0079
Kobalto nitrato heksahidratas Co(NO3)2middot6H2O (an gr
Lach-Ner)
00494
Mikrodumbliai naudojant anaerobiškai perdirbtą nuotekų dumblą buvo auginami
taikant penkias skirtingas terpės kombinacijas
palyginamąją (kontrolinę) modifikuotą terpę BG11 (N konc 012 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 006 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 009 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 09 gl)
212 Mikrodumblių biomasės koncentracijos biomasės išeigos ir santykinio augimo
greičio nustatymas
Mikrodumblių augimas buvo stebimas taikant šviesos absorbcijos metodą Kas antrą ar
dvi dienas UVVIS spektrofotometru Lambda 25 buvo matuojamas mikrodumblių
suspensijos optinis tankis (OT) Prieš optinio tankio matavimus atliekama spektrofotometro
nulinė kalibracija vėliau išmatuojamas suspensijos optinis tankis esant 750 nm bangos ilgiui
Dumblių biomasės koncentracija nustatoma mėginį su dumblių biomase centrifuguojant 10
minučių (12000 aps min-1
) du kartus plaunant distiliuotu vandeniu ir džiovinant džiovinimo
spintoje esant 105 degC temperatūrai iki pastovios mėginio masės Sausos biomasės
koncentracija (SBK) (gl-1
) apskaičiuojama iš lygties (2)
SBK = S
S
V
m 1000 (1)
čia mS ndash sauso mėginio masė g VS ndash mėginio tūris ml
Nustačius eilės mėginių biomasės koncentraciją bei išmatavus optinį tankį sudaryta
kalibracinė kreivė Nustatyta tiesinė priklausomybė tarp OT750 ir SBK kiekvienai
mikrodumblių rūšiai aprašoma tokiomis lygtimis (2) ir (3)
Scenedesmus sp
R2=0974 (2)
9
Chlorella sp
R2=0972 (3)
Mikrodumblių biomasės išeiga (gl-1
p-1
) apskaičiuojama remiantis biomasės
koncentracijos (gl-1
) kitimu per laiko vienetą Biomasės išeiga (BI) apskaičiuojama pagal
formulę (4)
(4)
Mikrodumblių santykiniam augimo greičiui (biomasės prieaugiui per laiko vienetą (gg-
1p
-1 arba p
-1)) apskaičiuoti naudojama ši lygtis (5)
(5)
čia X1 ir X0 ndash biomasės koncentracija (gl-1
) paromis t1 ir t0
Pasibaigus auginimo periodui dumblių suspensija buvo centrifuguojama centrifuga
bdquoHeraeus Multifuge X3Rldquo esant 2000 min-1
sūkių dažniui 20 min Vandens kiekis suspensijoje
analizuotas svorio metodu mikrodumblius džiovinant iki pastovios masės 105 oC
temperatūroje džiovinimo krosnelėje bdquoBinderldquo (Vokietija) Dalis mikrodumblių suspensijos
buvo džiovinama šalčiu užšaldant šaldiklyje (minus 18 oC) kita dalis džiovinama
liofilizuojant 96 val esant -55 degC temperatūrai bdquoScanVac CoolSafeldquo įrangoje (Danija)
džiovinama esant 60 oC džiovinimo spintoje bdquoBinderldquo (Vokietija) Šaldymas pasirinktas tam
kad būtų suardomos mikrodumblių ląstelių membranos ir dumbliuose esančios maisto
medžiagos būtų lengviau prieinamos žuvims
Tokiu būdu ruošiant mėginius numatoma įvertinti įvairiai paruoštų mikrodumblių
(sausų sterilizuotos suspensijos išdžiovintų šalčiu mikrodumblių) panaudojimo žuvų mitybai
galimybes
10
3 REZULTATAI
31 Mikrodumblių savybės ir auginimo sąlygos
Gamtoje yra tūkstančiai dumblių rūšių nuo mikroskopinių iki 60 m ilgio Juos galima
suskirstyti į mikrodumblius ir makrodumblius Jie paplitę visame Žemės rutulyje net Arkties
sniege aptinkama mikrodumblių nors dauguma jų gyvena vandenyje Dumbliai yra tipiniai
autotrofai (organizmai gaminantys sudėtingus organinius junginius iš paprastų molekulių
naudojant šviesą ar neorganinių junginių cheminių reakcijų energiją)
Palyginus su aukštesniais augalais mikrodumbliai gali užauginti dešimt kartų didesnį
biomasės kiekį Tokia pagaminta biomasė po vandens pašalinimo žinomais būdais verčiama
biodyzelinu bioetanoliu ar biodujomis Vienaląsčiai ir daugialąsčiai dumbliai vykdo
fotosintezę ypatingai efektyviai Iki 347 fotosintezei aktyvių spindulių tai maždaug
atitinka saulės šviesos regimos šviesos spektrą fitoplanktonas naudoja biomasei gaminti Be
to kiekviena populiacijos ląstelė fotosintezę vykdo vienodai tuo tarpu pas aukštesniuosius
augalus tik žaliosios lapų ląstelės bet ne šaknų ar kamienų ląstelės Gaunamas dešimteriopai
didesnis dumblių biomasės prieaugis palyginus su aukštesniaisiais augalais Mikrodumblių
biomasės kiekis per parą palankiomis sąlygomis gali padvigubėti (Chisti 2007 Hu et al
2008) o esant pakankamai maisto medžiagų eksponentinio augimo metu dumblių ląstelės gali
dalintis net kas 35 val (Chisti 2007)
Mikrodumbliai gali būti įvairiausių rūšių skirtingos sudėties vienaląsčiai ir
daugialąsčiai Nors jų augimą galima kontroliuoti daug lengviau nei makrodumblių mažas jų
dydis komplikuoja derliaus nuėmimą Kad dumbliai augtų jiems reikalingos gana paprastos
sąlygos šviesa anglies šaltinis vanduo maistinės medžiagos ir atitinkama temperatūra
Pastaruoju metu buvo sukurta nemažai skirtingų sistemų kurios aukščiau minėtas sąlygas
išpildo vis dėlto tai padaryti yra gana sudėtinga Viena svarbiausių sąlygų norint dumblius
auginti komerciniais tikslais yra didelio masto sistemos Jos gali būti atviros esančios
sausumoje ir jūroje bei uždaros labiau kontroliuojamos bet brangesnės
Dėl savo sudėties ir gebėjimo kaupti įvairias naudingas medžiagas dumbliai šiuo metu
naudojami daugelyje sričių Viena jų pašarų gamyba nes mikrodumblių biomasėje gausu
įvairių baltymų angliavandenių riebalų mineralų vitaminų karotinoidų polinesočiųjų
riebalų rūgščių (omega-3) pigmentų natūralių antioksidantų (Lorenz and Cysewski 2000)
bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų (Spolaore et al 2006 Brennan and Owende
2010)
11
Pagrindiniai dumblių auginimo privalumai yra šie jų auginimui nereikalingi žemės ūkio
paskirties plotai todėl nekyla konkurencija su žemės ūkio produktais didelis masės prieaugis
ploto vienetui gali augti bet kur net dideliu atstumu nuo vandens CO2 emisijos iš elektrinių
ir kitų potencialių stacionarių aplinkos oro taršos šaltinių gali būti produktyviai naudojamos
dumblių todėl šių pagalba sumažinamas neigiamas minėtų dujų poveikis aplinkai
Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių (Saacutenchez Miroacuten et al 2003 Posten
2009) Ši dumblių savybė sunaudoti CO2 ir jį paversti biomase fotosintezės metu gali
pasitarnauti šalinant anglies dvideginį iš pramonės objektų išlakų ir tuo būdu mažinant
šiltnamio efektą sukeliančių dujų patenkančių į atmosferą iš stacionarių taršos šaltinių
koncentraciją Mikrodumbliai gali būti panaudojami ir šalinant anglies dvideginį iš biodujų
kuriose įprastai jo būna apie 30
Nustatyta kad naudojant mikrodumblius metano koncentraciją biodujose galima
padidinti nuo 70 iki 85ndash90 (Kao et al 2012a) Tačiau anglies dioksido šalinimo
efektyvumas ir mikrodumblių tolerancija anglies dioksidui yra skirtinga Nustatyta kad
didžiausia biomasės išeiga gaunama kai anglies dvideginio koncentracija dujose tiekiamose į
bioreaktorius nėra didelė (Kodama et al 1993 Hanagata et al 1992 Nakano et al 1996
Sakai et al 1995) Tai susiję su pH sumažėjimu dumblių auginimo terpėje dėl to sulėtėja kai
kurių dumblių rūšių augimas (Pires et al 2012) Dumbliai anglies dioksidą fiksuoja esant
šviesos šaltiniui Todėl auginant mikrodumblius uždarose sistemose būtinas dirbtinis
apšvietimas Nustatyta kad efektyviausiai fotosintezę veikia mėlyna (420ndash450 nm) ir raudona
(660ndash700 nm) šviesa kurios optimalus srautas 200ndash400 micromolm2s ribose Esant aukštesnei
temperatūrai dumbliai gali absorbuoti didesnį šviesos srautą (Carvalho et al 2010)
Mikrodumblių augimui ir dauginimuisi svarbi ir temperatūra Optimali temperatūra
dumbliams yra 20ndash30 degC ribose (Zebib 2008) Daugelis dumblių gali augti iki 15 degC
temperatūroje tačiau esant 2ndash4 degC temperatūrai dumbliai gali žūti (Mata et al 2010) Esant
aukštesnei kaip 30 degC temperatūrai dumblių dauginimosi greitis yra mažesnis
Pagrindinės maisto medžiagos mikrodumblių augimui kartu su anglimi yra azotas ir
fosforas Azotas sudaro 7ndash10 dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra amoniakinis
(NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas (Oliver and Ganf 2000) Azoto kiekis dumblių auginimo
terpėse siekia 007-04 gl Fosforo kiekis svyruoja 0002ndash03 gl ribose (Richmond 2004)
Atsižvelgiant į tai kad azoto ir fosforo yra gausu įvairiose nuotekose ir atliekose (nuotekų
dumble mėšle ir t t) siūloma jas naudoti mikrodumblių auginimui Tačiau azoto ir fosforo
12
kiekis auginimo terpėje neturi būti per didelis Didesnės amonio jonų koncentracijos
dumbliams yra nuodingos (Borowitzka 1998) Svarbu ir tai kad naudodami mikrodumblius
iš nuotekų galime šalinti ir sunkiuosius metalus (Vilchez et al 1997) bei kai kuriuos toksinius
organinius aromatinius junginius (Semple et al 1999)
Įvairių rūšių mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau daugiau nei kelis
dešimtmečius ir naudojami pašarų gamybai kosmetikai farmacijos pramonei ir kt
Paprasčiausios atviros sistemos dumblių auginimui yra negilūs stacionarūs baseinai su
įtaisytomis maišyklėmis arba be jų (Borowitzka 1999) kurių dydis siekia nuo kelių kv metrų
iki 250 ha (31 pav) Anglies šaltinis dumbliams yra CO2
31 pav Maži baseinai Spirulina kultūrai Azijoje (kairėje) baseinai Dunaliella salina kultūrai (Cognis
Western Australia ) (Algae-based biofuels 2009)
Anglies dvideginis į vandenį patenka iš oro tai riboja augimo tempą ir sąlygoja
palyginti mažesnį derlių iš 1 ha ploto Kitas neigiamas poveikis ndash lėtas maistinių medžiagų
pasiskirstymas bei gyvų ir negyvų dumblių plūduriavimas ir sedimentacija tai riboja saulės
šviesos prieigą (Algae-based biofuels 2009 Newman 2009) Minėtą poveikį galima
sumažinti arba panaikinti auginant dumblius kitokios formos baseinuose konkrečiai
apvaliuose su mechaniniu maišymu arba taip vadinamuose ldquoracewayrdquo kanalų pavidalo
baseinuose kuriuose irklaračio dėka sukuriama vandens cirkuliacija kanalais Maišymas
pagerina CO2 prieigą Anglies dvideginio šaltiniu gali būti oras suslėgtas anglies divideginis
arba CO2 turinčios išmetamos dujos 1 t dumblių biomasės reikia maždaug apie 18 t anglies
dvideginio Jei CO2 šaltiniu naudojamas oras kuriame anglies dvideginis sudaro tik 00383
tai 1 t dumblių užauginti reikės apie 37000 m3
oro (Algae-based biofuels 2009) Dumbliai
tokiose sistemose yra jautrūs dumblių plėšrūnams parazitams bei kitoms rūšims kurios
labiau prisitaikiusios gyventi esamomis sąlygomis Tik ribotas rūšių kiekis gali dominuoti ir
išlikti atvirose sistemose
13
Dumbliai tokiose sistemose auginami nepertraukiamu būdu reguliariai pašalinant iš
sistemos dalį užaugintos biomasės ir papildant sistemą naujomis maisto medžiagomis
(Demirbas 2010) Atvirų dumblių auginimo sistemų privalumas ndash jos yra paprastos lengvai
įrengiamos aptarnaujamos nedidelės energijos sąnaudos eksploatacijos metu (Singh and
Sharma 2012)
Tokias problemas kaip temperatūra dujų apykaita tarprūšinė konkurencija galima
eliminuoti dumblius auginant uždarose sistemose (Ugwu et al 2008) Nustatyta kad dumblių
biomasės išeiga uždarose sistemose viršija išeigą gautą atvirose sistemose apie 300 (Pulz
and Schreibenbogen 1998)
Pasaulyje yra gaminami įvairių konstrukcijų uždari fotobioreaktoriai Tai vertikalios
horizontalios bei spiralinės vamzdelinės plokštelinės cilindro kupolo ar piramidės formos
sistemos Populiariausi yra vamzdeliniai bei plokšteliniai bioreaktoriai (32 ir 33 pav)
Uždaros sistemos dažnai įrengiamos dengiant atviras sistemas permatoma skaidria medžiaga
ar sudarant oranžerijas tačiau tai yra brangu dideliems plotams Kitas paprastas bet
nebrangus pavyzdys būtų polietileno krepšių rankovių taikymas
32 pav Uždarų dumblių auginimo sistemų pavyzdžiai ldquoBig Bagrdquo dumblių kultūra (BEAM)
stulpelinis burbulų reaktorius (Tredici in Wijffels 2007) stulpelinių burbulų reaktorių laukas
(Wijffels 2007)
Tokia sistema yra pakankamai jautri išorės poveikiui ir neilgaamžė todėl tai daro ją
netinkama naudoti lauko sąlygomis Šiek tiek pažangesnės sistemos su ilgesnio tarnavimo
laiko danga stiklu polietilenu ar polikarbonatu Tokie reaktoriai veikia nepertraukiamai
gerai kontroliuojami gaunama didesnė biomasės koncentracija be ypatingų sąlygų ir didesnių
išlaidų tonai derliaus Tokio tipo reaktoriaus pavyzdys ndash vertikalus vamzdelinis arba
vertikalus stulpelinis (koloninis) reaktorius
14
33 pav Vamzdelinių reaktorių sistema (Algae production)
Vamzdeliniai reaktoriai yra tinkami naudoti turint didelį apšviečiamą paviršių Jei
naudotume minėto tipo reaktorių sistemą t y vamzdelinius vertikalius reaktorius sustatytume
vieną šalia kito šie kaimyninius užstotų (mestų šešėlį) taip sumažindami saulės spinduliuotės
prieigą (32 pav stulpelinių burbulų reaktorių laukas) Ši problema eliminuojama naudojant
horizontalius vamzdelinius reaktorius (33 pav) Tačiau pašalinti šią problemą ne taip
paprasta kaip iš pirmo žvilgsnio atrodo Problemos sprendimas abiem atvejais yra jų atstumų
funkcija Pagrindinis vamzdelinių reaktorių trūkumas ndash prastas masės pernešimas Masės
pernešimo problema didėja (deguonies kiekis didėja augimo sąlygos toliau išilgai vamzdelio
prastėja) didėjant vamzdeliniam bioreaktoriui (Ugwu et al 2008)
34 pav Alveolinis plokštelinis fotobioreaktorius (Tredici and Materassi 1992)
15
Siekiant optimaliau išnaudoti saulės energiją buvo sukurti plokšti taip vadinami flat-
plate fotobioreaktoriai (34 ir 35 pav) Šiuose reaktoriuose ištirpusio deguonies susikaupimas
yra pakankamai žemas palyginti su horizontaliais vamzdeliniais reaktoriais Skelbiama kad
plokšti reaktoriai gali pasiekti gana aukštą fotosintetinį efektyvumą Minėti įrenginiai yra
labai tinkami dumblių auginimui tačiau ir jie turi keletą trūkumų Įvairių sistemų dumbliams
auginti privalumai ir trūkumai yra išdėstyti žemiau pateiktoje 31 lentelėje
35 pav Flat-Plate-Airlift fotobioreaktorius reaktoriaus sudėtinė dalis ir biomasės srautai
reaktoriuje (Subitec)
31 lentelė Sistemų dumblių auginimui palyginimas (Ugwu et al 2008)
Sistemos
dumbliams
auginti
Privalumai Trūkumai
Atviri baseinai Palyginti ekonomiški lengva valyti
po auginimo tinka masiniam
dumblių auginimui
Sunkiau kontroliuoti kultūrų sąlygas
sunkumai auginant dumblius ilgesnį
periodą nedidelis produktyvumas
užima daug vietos limituotos dumblių
rūšys kultūras lengva užkrėsti
Vertikalūs
stulpeliniai
reaktoriai
Didelis masės pernešimas geras
susimaišymas su nedideliu šlyties
įtempiu nedideli energijos poreikiai
geras potencialas įvairiam masteliui
Nedidelis apšvietimo paviršiaus plotas
jų konstrukcijos reikalauja reiklesnių
medžiagų šlyties įtempiai dumblių
16
lengva sterilizuoti gerai tinka
dumblių imobilizavimui sumažinta
fotoinhibicija ir fotooksidacija
kultūroms mažėja apšvietimo plotas
didėjant masteliui
Plokštiniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšviečiamo paviršiaus
plotas tinkami lauko kultūroms geri
dumblių imobilizacijai geras
biomasės produktyvumas palyginti
pigūs lengva valyti nedideli
deguonies kiekiai
Didesniems įrenginiams reikia daugiau
sekcijų ir atraminių medžiagų sunki
temperatūrinė kontrolė galimybė
atsirasti hidrodinaminiam stresui kai
kurioms dumblių rūšims atsiranda
apnašų ant sienų
Vamzdeliniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšvietimo paviršiaus plotas
tinkami lauko kultūroms
pakankamai geras biomasės
produktyvumas palyginti pigūs
pH gradientas ištirpęs deguonis ir
anglies dvideginis išilgai vamzdelio
atsiranda apnašų ant sienų reikia
nemažų plotų auginimui
Fotosintezei vykdyti gali būti naudojama ne tik natūrali bet ir dirbtinė šviesa Žemiau
pateiktame 36 pav pavaizduotas fotobioreaktorius apšviečiamas dirbtine šviesa ndash
fluorescencine lempa
36 pav Tipinis fotobioreaktorius su dirbtiniu apšvietimu (Ugwu et al 2008 Newman
2009)
Įrenginys sumontuotas su rotoriumi ir sparnuotės įrenginiu kultūrų sumaišymui Šio
tipo reaktorių galima modifikuoti apšvietimui naudojant tiek dirbtinę tiek natūralią šviesą
Taigi šis įrenginys veikia naudojant dirbtinę šviesą tuomet kai natūralios šviesos
intensyvumas sumažėja ndash kuomet stipriai debesuota ar nakties periodu Yra duomenų kad
galima sukaupti optines skaidulas padalyti saulės šviesą cilindrinio reaktoriaus viduje
Pagrindinis viduje apšviečiamo reaktoriaus privalumas būtų tai kad šilumos ir slėgio dėka
minimizuojamas užkrėtimas Be to apšvietimas būtų nepertraukiamas (tiek šviesiu tiek
Reaktoriaus siena
Fluorescencinė lempa
Rotorius Anga aeracijai
Sparnuotė
17
tamsiu paros metu) Vis dėlto dumblių auginimas lauko sąlygomis naudojant minėto tipo
reaktorius reikalautų šiek tiek techninių pastangų
32 Mikrodumblių biomasės koncentravimas
Užaugintos mikrodumblių biomasės paruošimas apima kelis etapus biomasės
sukoncentravimą apdorojimą aliejaus ekstrakciją Biomasę sukoncentruoti galima įvairiais
metodais įskaitant mechaninius cheminius bei biologinius būdus sedimentaciją
centrifugavimą filtraciją (įskaitant ultrafiltraciją) flokuliaciją bei flotaciją ultragarsinę bei
magnetinę separaciją (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010 Carlsson et al 2007
Chen et al 2011 Wu et al 2012 Bilad et al 2012 Xu et al 2008) bei elektroforezę
(Christenson and Sims 2011) Universalaus metodo minėtam tikslui pasiekti nėra paprastai iš
daugelio jis pasirenkamas priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jų dydžio (mikrodumblių
dydis 3ndash30 microm) ląstelių tankio taip pat atsižvelgiant į metodo ekonomiškumą Sąlyginai
nedidelė dumblių koncentracija (05ndash5 kg m-3
auginimo terpės (Greenwell et al 2010 Grima
et al 2003)) ir jų dydis apsunkina ir pabrangina (sukoncentravimas sudaro apie 20ndash30 visų
biomasės apdorojimo išlaidų sumos (Grima et al 2003)) biomasės sukoncentravimo procesą
Techniškai pats paprasčiausias ir pigiausias mechaninis būdas sukoncentruoti
dumblius yra jų biomasės nusodinimas Pramoniniais tikslais auginami dumbliai nusodinami
nusodinimo baseinuose taip jų masė sukoncentruojama 85ndash95 (sausų medžiagų masė
sudaro apie 3 ) nusodinimo baseinų dugne Šis būdas gana pigus tačiau nepatrauklus tuo
kad reikalingas papildomas plotas nusodinimo baseinui įrengti Be to pats nusodinimo
procesas vyksta gana lėtai todėl jo metu esant aukštesnei aplinkos temperatūrai nusodinama
biomasė gali pradėti gesti (Greenwell et al 2010) Nusodinimo ir filtracijos procesus
paspartinti gali flokuliantų ar koaguliantų naudojimas susidarant dumblių ląstelių
aglomeratams Atlikta eilė tyrimų siekiant surasti optimalius flokuliantus ir koaguliantus
Dažniausiai tam tikslui naudojamos neorganinės geležies ar aliuminio druskos FeCl3
Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3 (Grima et al 2003) Elektrolitų efektyvumą sužadinti koaguliaciją
nusako kritinė koagulianto koncentracija arba kitaip tariant koagulianto koncentracija
reikalinga greitai sukelti koaguliaciją Metalo jonų koaguliacinis efektyvumas didėja didėjant
jono krūviui Poligeležies sulfatas Fe2(OH)n(SO4)3-n2]m yra bene efektyviausias lyginant šį su
tradiciniais nepolimerizuotais metalo druskų flokuliantais (Grima et al 2003) Flokulėms
sudaryti yra naudojami ir polimerai Ignacio de Godos ir bendratyrėjai nustatė kad naudojant
flokuliantus Drewfloc 447 Flocudex CS5000 Flocusol CM78 Chemifloc CV300 ir
18
chitozaną keletui dumblių rūšių biomasės sukoncentravimo efektyvumas 66ndash98
pasiekiamas su 5ndash6 kartus mažesne koncentracija nei naudojant FeCl3 ir Fe2(SO4)3 (De Godos
et al 2011) Be to tų pačių atliktų tyrimų duomenimis vienaląsčių ir kolonijinių dumblių
biomasės sukoncentravimo efektyvumai labai panašūs
Paprastas ir greitas būdas sukoncentruoti dumblių ląsteles yra magnetinė separacija
naudojant Fe3O4 nanomagnetines daleles Minėtos magnetinės dalelės buvo pritaikytos
mikrodumblių Botryococcus braunii ir Chlorella ellipsoidea sukoncentravimui Pridėjus
Fe3O4 į dumblių suspensiją dumblių ląstelės jas adsorbuoja o dumblių sukoncentravimas
vyksta dėl veikiančio išorinio magnetinio lauko Pasak tyrėjų taikant šį metodą pasiekiamas
didesnis nei 98 sukoncentravimo efektyvumas Be to tai laiką ir energiją tausojantis
dumblių biomasės sukoncentravimo būdas (Xu et al 2011)
Siekiant nenaudoti jokių cheminių medžiagų kiti galimi dumblių biomasės
sukoncentravimo būdai yra flotacija centrifugavimas filtracija bei elektroforezė Flotacija
atliekama naudojant suspaustą orą tiksliau disperguotus arba ištirpusio oro mikroburbuliukus
nukreipiamus į auginimo terpės dugną prie kurių prilipusios dumblių ląstelės susikaupia
flotuojamos terpės paviršiuje Siekiant suintensyvinti flotacijos procesą kartu su disperguotu
oru gali būti naudojami ir flokuliantai (Chen et al 2011) Kai kurios dumblių rūšys sugeba
natūraliai floatuoti terpės paviršiuje Šis procesas vyksta dėl fotosintezės metu gaminamo
deguonies kuris burbuliukų pavidalu kyla į terpės paviršių (Bruton et al 2009) Kitas būdas
dumblių biomasei sukoncentruoti yra filtracija Galima slėginė vakuuminė ir rotacinė
filtracija Ji labiau tinkama dumblių rūšims kurios pasižymi didesnėmis dumblių ląstelėmis
(gt70 microm) tokioms kaip Coelastrum ir Spirulina ir netinkamas Scenedesmus Dunaliella
Chlorella (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010) Minėtus dumblius galima
sukoncentruoti naudojant membraninę mikrofiltraciją bei ultrafiltraciją (Mata et al 2010)
Esminis filtracijos trūkumas yra tai kad ant filtro nusėdanti dumblių biomasė laikui bėgant
užkemša filtro poras tai apsunkina ir sulėtina patį procesą tuo pačiu padidinamos ir
energijos sąnaudos Be to membranų keitimas ir siurblių darbas ženkliai didina
eksploatacines išlaidas todėl šis metodas labiau taikytinas nedideliems tūriams filtruoti (lt 2
m3p
-1) didesniems tūriams labiau tiktų centrifugavimas (Grima et al 2003)
Centrifugavimas ndash tai gana dažnai naudojamas greitas gana efektyvus būdas
(sukoncentruojama gt95 ) sukoncentruoti biomasę Centrifugavimas yra pripažintas bene
geriausiu metodu sukoncentruoti smulkių vos kelių mikrometrų dydžio dumblių biomasę
(Grima et al 2003) Gaunama geros konsistencijos (tiršta) sukoncentruota biomasė tačiau šis
19
būdas reikalauja nemažai energetinių išlaidų ir techninės priežiūros dėl judančių detalių
(Brennan and Owende 2010 Grima et al 2003 Sim et al 1988)
33 Mikrodumblių biomasės džiovinimas
Sukoncentruota dumblių biomasė kurioje yra nuo 5 iki 20 ir daugiau sausų
medžiagų prieš atliekant ekstrahavimą turi būti džiovinama (iki 92 ir daugiau SM) nes
lipidų ekstrakcija iš sausos biomasės yra žymiai efektyvesnė už ekstrakciją iš drėgnos
medžiagos (Grima et al 2003 Zhu et al 2002) Džiovinimo procesas neturėtų būti atidėtas
ilgesniam laikui ypatingai karšto klimato šalyse (Brennan and Owende 2010 Grima et al
2003) Džiovinimas gali būti vykdomas įvairiais būdais (įskaitant ir džiovinimą saulėje) ir
gana plačiame temperatūrų diapazone Džiovinimas saulėje nors yra paprastas bei pigus deja
turi nemažai trūkumų jis ganėtinai ilgas tokiam biomasės džiovinimui reikalingi nemaži
plotai klimatinės sąlygos ir t t Kiti būdai apima žemo slėgio pakopinį džiovinimą (Prakash
et al 1997) išpurškiamąjį džiovinimą (Grima et al 2003 Prakash et al 1997) (džiovinama
medžiaga išpurškiama ir džiovinama karštomis dujomis tai labai plačiai naudojamas bet
vienas brangiausių džiovinimo metodų (Bruton et al 2009) būgninį džiovinimą (Grima et
al 2003 Prakash et al 1997) džiovinimą žemoje temperatūroje ndash šaltyje (taikant
liofilizaciją kuomet drėgmė pašalinama sublimacijos metu) (Grima et al 2003) ir tt
Liofilizacija yra gana brangus medžiagos džiovinimo būdas ypač jei medžiaga džiovinama
dideliais kiekiais tačiau nepaisant to didelis šio metodo privalumas yra tai kad iš
liofilizuotos medžiagos žymiai lengviau išekstrahuojami lipidai (Grima et al 2003) Visi
džiovinimo metodai išskyrus džiovinimą saulėje reikalauja nemažai energijos sąnaudų Šis
dumblių biomasės paruošimo etapas biodegalams gaminti gali sudaryti net iki 70 visų
žaliavos ruošimo išlaidų (Bruton et al 2009)
34 Žuvų auginimui naudojamos mikrodumblių rūšys
Nors sutinkama nepaprastai daug mikrodumblių rūšių tik nedidelis jų skaičius
auginamas dirbtinai akvakultūrų inkubatoriuose Tai lemia tam tikrų mikrodumblių rūšių
prieinamumas kultivavimo sudėtingumas fizinės ląstelių savybės jų sudėtis virškinamumas
toksinų ir dirgiklių buvimas biomasėje (Muller-Feuga et al 2003 (a) Muller-Feuga et al
2003 (b)) 32 lentelėje pateiktas nevisiškai išsamus paprastai akvakultūrose naudojamų
mikrodumblių rūšių sąrašas ir panaudojimo galimybės
20
32 lentelė Pagrindinių akvakultūrose naudojamų mikrodumblių grupės gentys ir rūšys bei
panaudojimo sritys
Grupė Gentis Rūšis Panaudojimo sritis
Cianobakterijos Arthrospira platensis Kombinuotų pašarų ingredientas
Chlorofita Tetraselmis suecica chui Dvigeldžiams moliuskams
Chlorella sp vulgaris
minutissima
virginica grossii
Plėšriųjų žuvų šėrimui
kombinuotų pašarų ingredientas
Dunaliella sp tertiolecta salina Kombinuotų pašarų ingredientas
Haematococcus pluvialis Kombinuotų pašarų ingredientas
Eustigmatophyceae
(Phyklum
Heterokontophyta)
Nanochloropsis sp oculata Plėšriųjų žuvų šėrimui bdquoŽaliasis
vanduoldquo (suspensija) pelėkinių
žuvų mailiui
Labyrinthulea
(Phyklum
Heterokonta)
Schizochytrium sp Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Ulkenia sp Gyvas maistas plėšriosioms žuvims
Bacillariophyta
(diatoms)
Chaetoceros calcitrans gracilis Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Skeletonema costatum Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Thalassiosira pseudonana Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Nitszchia sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Navicula sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Amphora sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Haptophyta Pavlova lutheri Dvigeldžiams moliuskams
Isochrysis galbana add galbana
bdquoTahitildquo
Dvigeldžiams moliuskams
bdquoŽaliasis vanduoldquo (suspensija)
pelėkinių žuvų mailiui
Dinophyta
(dinoflagellates)
Crypthecodinium cohnii Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Yra žinoma šių mikrodumblių rūšių biomasės sudėtis kuri gali būti keičiama
modifikuojant mikroorganizmus Paprastai žuvų pašaruose vyrauja ne viena kažkuri
mikrodumblių rūšis tačiau atitinkamai subalansuotos jų kompozicijos
35 Mikrodumblių biomasės sudėtis ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai galimybės
Mikrodumbliai savo sudėtyje turi vitaminų mineralų pigmentų nepakeičiamų riebalų
rūgščių todėl gali būti naudojami žuvų šėrimui Tyrinėjamos galimybės juos naudoti grynus
ar koncentratą taip pat analizuojamos galimybės mikrodumblius įterpti į pašarus žuvims
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
8
Natrio molibdato pentahidratas NaMoO4middot5H2O (an gr
Chempur)
039
Vario sulfato pentahidratas CuSO45H2O (an gr Girochem) 0079
Kobalto nitrato heksahidratas Co(NO3)2middot6H2O (an gr
Lach-Ner)
00494
Mikrodumbliai naudojant anaerobiškai perdirbtą nuotekų dumblą buvo auginami
taikant penkias skirtingas terpės kombinacijas
palyginamąją (kontrolinę) modifikuotą terpę BG11 (N konc 012 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 006 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 009 gl)
modifikuotą BG11 terpę kurioje N šaltinis pakeistas skystąja atidirbusio substrato
frakcija (N konc 09 gl)
212 Mikrodumblių biomasės koncentracijos biomasės išeigos ir santykinio augimo
greičio nustatymas
Mikrodumblių augimas buvo stebimas taikant šviesos absorbcijos metodą Kas antrą ar
dvi dienas UVVIS spektrofotometru Lambda 25 buvo matuojamas mikrodumblių
suspensijos optinis tankis (OT) Prieš optinio tankio matavimus atliekama spektrofotometro
nulinė kalibracija vėliau išmatuojamas suspensijos optinis tankis esant 750 nm bangos ilgiui
Dumblių biomasės koncentracija nustatoma mėginį su dumblių biomase centrifuguojant 10
minučių (12000 aps min-1
) du kartus plaunant distiliuotu vandeniu ir džiovinant džiovinimo
spintoje esant 105 degC temperatūrai iki pastovios mėginio masės Sausos biomasės
koncentracija (SBK) (gl-1
) apskaičiuojama iš lygties (2)
SBK = S
S
V
m 1000 (1)
čia mS ndash sauso mėginio masė g VS ndash mėginio tūris ml
Nustačius eilės mėginių biomasės koncentraciją bei išmatavus optinį tankį sudaryta
kalibracinė kreivė Nustatyta tiesinė priklausomybė tarp OT750 ir SBK kiekvienai
mikrodumblių rūšiai aprašoma tokiomis lygtimis (2) ir (3)
Scenedesmus sp
R2=0974 (2)
9
Chlorella sp
R2=0972 (3)
Mikrodumblių biomasės išeiga (gl-1
p-1
) apskaičiuojama remiantis biomasės
koncentracijos (gl-1
) kitimu per laiko vienetą Biomasės išeiga (BI) apskaičiuojama pagal
formulę (4)
(4)
Mikrodumblių santykiniam augimo greičiui (biomasės prieaugiui per laiko vienetą (gg-
1p
-1 arba p
-1)) apskaičiuoti naudojama ši lygtis (5)
(5)
čia X1 ir X0 ndash biomasės koncentracija (gl-1
) paromis t1 ir t0
Pasibaigus auginimo periodui dumblių suspensija buvo centrifuguojama centrifuga
bdquoHeraeus Multifuge X3Rldquo esant 2000 min-1
sūkių dažniui 20 min Vandens kiekis suspensijoje
analizuotas svorio metodu mikrodumblius džiovinant iki pastovios masės 105 oC
temperatūroje džiovinimo krosnelėje bdquoBinderldquo (Vokietija) Dalis mikrodumblių suspensijos
buvo džiovinama šalčiu užšaldant šaldiklyje (minus 18 oC) kita dalis džiovinama
liofilizuojant 96 val esant -55 degC temperatūrai bdquoScanVac CoolSafeldquo įrangoje (Danija)
džiovinama esant 60 oC džiovinimo spintoje bdquoBinderldquo (Vokietija) Šaldymas pasirinktas tam
kad būtų suardomos mikrodumblių ląstelių membranos ir dumbliuose esančios maisto
medžiagos būtų lengviau prieinamos žuvims
Tokiu būdu ruošiant mėginius numatoma įvertinti įvairiai paruoštų mikrodumblių
(sausų sterilizuotos suspensijos išdžiovintų šalčiu mikrodumblių) panaudojimo žuvų mitybai
galimybes
10
3 REZULTATAI
31 Mikrodumblių savybės ir auginimo sąlygos
Gamtoje yra tūkstančiai dumblių rūšių nuo mikroskopinių iki 60 m ilgio Juos galima
suskirstyti į mikrodumblius ir makrodumblius Jie paplitę visame Žemės rutulyje net Arkties
sniege aptinkama mikrodumblių nors dauguma jų gyvena vandenyje Dumbliai yra tipiniai
autotrofai (organizmai gaminantys sudėtingus organinius junginius iš paprastų molekulių
naudojant šviesą ar neorganinių junginių cheminių reakcijų energiją)
Palyginus su aukštesniais augalais mikrodumbliai gali užauginti dešimt kartų didesnį
biomasės kiekį Tokia pagaminta biomasė po vandens pašalinimo žinomais būdais verčiama
biodyzelinu bioetanoliu ar biodujomis Vienaląsčiai ir daugialąsčiai dumbliai vykdo
fotosintezę ypatingai efektyviai Iki 347 fotosintezei aktyvių spindulių tai maždaug
atitinka saulės šviesos regimos šviesos spektrą fitoplanktonas naudoja biomasei gaminti Be
to kiekviena populiacijos ląstelė fotosintezę vykdo vienodai tuo tarpu pas aukštesniuosius
augalus tik žaliosios lapų ląstelės bet ne šaknų ar kamienų ląstelės Gaunamas dešimteriopai
didesnis dumblių biomasės prieaugis palyginus su aukštesniaisiais augalais Mikrodumblių
biomasės kiekis per parą palankiomis sąlygomis gali padvigubėti (Chisti 2007 Hu et al
2008) o esant pakankamai maisto medžiagų eksponentinio augimo metu dumblių ląstelės gali
dalintis net kas 35 val (Chisti 2007)
Mikrodumbliai gali būti įvairiausių rūšių skirtingos sudėties vienaląsčiai ir
daugialąsčiai Nors jų augimą galima kontroliuoti daug lengviau nei makrodumblių mažas jų
dydis komplikuoja derliaus nuėmimą Kad dumbliai augtų jiems reikalingos gana paprastos
sąlygos šviesa anglies šaltinis vanduo maistinės medžiagos ir atitinkama temperatūra
Pastaruoju metu buvo sukurta nemažai skirtingų sistemų kurios aukščiau minėtas sąlygas
išpildo vis dėlto tai padaryti yra gana sudėtinga Viena svarbiausių sąlygų norint dumblius
auginti komerciniais tikslais yra didelio masto sistemos Jos gali būti atviros esančios
sausumoje ir jūroje bei uždaros labiau kontroliuojamos bet brangesnės
Dėl savo sudėties ir gebėjimo kaupti įvairias naudingas medžiagas dumbliai šiuo metu
naudojami daugelyje sričių Viena jų pašarų gamyba nes mikrodumblių biomasėje gausu
įvairių baltymų angliavandenių riebalų mineralų vitaminų karotinoidų polinesočiųjų
riebalų rūgščių (omega-3) pigmentų natūralių antioksidantų (Lorenz and Cysewski 2000)
bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų (Spolaore et al 2006 Brennan and Owende
2010)
11
Pagrindiniai dumblių auginimo privalumai yra šie jų auginimui nereikalingi žemės ūkio
paskirties plotai todėl nekyla konkurencija su žemės ūkio produktais didelis masės prieaugis
ploto vienetui gali augti bet kur net dideliu atstumu nuo vandens CO2 emisijos iš elektrinių
ir kitų potencialių stacionarių aplinkos oro taršos šaltinių gali būti produktyviai naudojamos
dumblių todėl šių pagalba sumažinamas neigiamas minėtų dujų poveikis aplinkai
Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių (Saacutenchez Miroacuten et al 2003 Posten
2009) Ši dumblių savybė sunaudoti CO2 ir jį paversti biomase fotosintezės metu gali
pasitarnauti šalinant anglies dvideginį iš pramonės objektų išlakų ir tuo būdu mažinant
šiltnamio efektą sukeliančių dujų patenkančių į atmosferą iš stacionarių taršos šaltinių
koncentraciją Mikrodumbliai gali būti panaudojami ir šalinant anglies dvideginį iš biodujų
kuriose įprastai jo būna apie 30
Nustatyta kad naudojant mikrodumblius metano koncentraciją biodujose galima
padidinti nuo 70 iki 85ndash90 (Kao et al 2012a) Tačiau anglies dioksido šalinimo
efektyvumas ir mikrodumblių tolerancija anglies dioksidui yra skirtinga Nustatyta kad
didžiausia biomasės išeiga gaunama kai anglies dvideginio koncentracija dujose tiekiamose į
bioreaktorius nėra didelė (Kodama et al 1993 Hanagata et al 1992 Nakano et al 1996
Sakai et al 1995) Tai susiję su pH sumažėjimu dumblių auginimo terpėje dėl to sulėtėja kai
kurių dumblių rūšių augimas (Pires et al 2012) Dumbliai anglies dioksidą fiksuoja esant
šviesos šaltiniui Todėl auginant mikrodumblius uždarose sistemose būtinas dirbtinis
apšvietimas Nustatyta kad efektyviausiai fotosintezę veikia mėlyna (420ndash450 nm) ir raudona
(660ndash700 nm) šviesa kurios optimalus srautas 200ndash400 micromolm2s ribose Esant aukštesnei
temperatūrai dumbliai gali absorbuoti didesnį šviesos srautą (Carvalho et al 2010)
Mikrodumblių augimui ir dauginimuisi svarbi ir temperatūra Optimali temperatūra
dumbliams yra 20ndash30 degC ribose (Zebib 2008) Daugelis dumblių gali augti iki 15 degC
temperatūroje tačiau esant 2ndash4 degC temperatūrai dumbliai gali žūti (Mata et al 2010) Esant
aukštesnei kaip 30 degC temperatūrai dumblių dauginimosi greitis yra mažesnis
Pagrindinės maisto medžiagos mikrodumblių augimui kartu su anglimi yra azotas ir
fosforas Azotas sudaro 7ndash10 dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra amoniakinis
(NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas (Oliver and Ganf 2000) Azoto kiekis dumblių auginimo
terpėse siekia 007-04 gl Fosforo kiekis svyruoja 0002ndash03 gl ribose (Richmond 2004)
Atsižvelgiant į tai kad azoto ir fosforo yra gausu įvairiose nuotekose ir atliekose (nuotekų
dumble mėšle ir t t) siūloma jas naudoti mikrodumblių auginimui Tačiau azoto ir fosforo
12
kiekis auginimo terpėje neturi būti per didelis Didesnės amonio jonų koncentracijos
dumbliams yra nuodingos (Borowitzka 1998) Svarbu ir tai kad naudodami mikrodumblius
iš nuotekų galime šalinti ir sunkiuosius metalus (Vilchez et al 1997) bei kai kuriuos toksinius
organinius aromatinius junginius (Semple et al 1999)
Įvairių rūšių mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau daugiau nei kelis
dešimtmečius ir naudojami pašarų gamybai kosmetikai farmacijos pramonei ir kt
Paprasčiausios atviros sistemos dumblių auginimui yra negilūs stacionarūs baseinai su
įtaisytomis maišyklėmis arba be jų (Borowitzka 1999) kurių dydis siekia nuo kelių kv metrų
iki 250 ha (31 pav) Anglies šaltinis dumbliams yra CO2
31 pav Maži baseinai Spirulina kultūrai Azijoje (kairėje) baseinai Dunaliella salina kultūrai (Cognis
Western Australia ) (Algae-based biofuels 2009)
Anglies dvideginis į vandenį patenka iš oro tai riboja augimo tempą ir sąlygoja
palyginti mažesnį derlių iš 1 ha ploto Kitas neigiamas poveikis ndash lėtas maistinių medžiagų
pasiskirstymas bei gyvų ir negyvų dumblių plūduriavimas ir sedimentacija tai riboja saulės
šviesos prieigą (Algae-based biofuels 2009 Newman 2009) Minėtą poveikį galima
sumažinti arba panaikinti auginant dumblius kitokios formos baseinuose konkrečiai
apvaliuose su mechaniniu maišymu arba taip vadinamuose ldquoracewayrdquo kanalų pavidalo
baseinuose kuriuose irklaračio dėka sukuriama vandens cirkuliacija kanalais Maišymas
pagerina CO2 prieigą Anglies dvideginio šaltiniu gali būti oras suslėgtas anglies divideginis
arba CO2 turinčios išmetamos dujos 1 t dumblių biomasės reikia maždaug apie 18 t anglies
dvideginio Jei CO2 šaltiniu naudojamas oras kuriame anglies dvideginis sudaro tik 00383
tai 1 t dumblių užauginti reikės apie 37000 m3
oro (Algae-based biofuels 2009) Dumbliai
tokiose sistemose yra jautrūs dumblių plėšrūnams parazitams bei kitoms rūšims kurios
labiau prisitaikiusios gyventi esamomis sąlygomis Tik ribotas rūšių kiekis gali dominuoti ir
išlikti atvirose sistemose
13
Dumbliai tokiose sistemose auginami nepertraukiamu būdu reguliariai pašalinant iš
sistemos dalį užaugintos biomasės ir papildant sistemą naujomis maisto medžiagomis
(Demirbas 2010) Atvirų dumblių auginimo sistemų privalumas ndash jos yra paprastos lengvai
įrengiamos aptarnaujamos nedidelės energijos sąnaudos eksploatacijos metu (Singh and
Sharma 2012)
Tokias problemas kaip temperatūra dujų apykaita tarprūšinė konkurencija galima
eliminuoti dumblius auginant uždarose sistemose (Ugwu et al 2008) Nustatyta kad dumblių
biomasės išeiga uždarose sistemose viršija išeigą gautą atvirose sistemose apie 300 (Pulz
and Schreibenbogen 1998)
Pasaulyje yra gaminami įvairių konstrukcijų uždari fotobioreaktoriai Tai vertikalios
horizontalios bei spiralinės vamzdelinės plokštelinės cilindro kupolo ar piramidės formos
sistemos Populiariausi yra vamzdeliniai bei plokšteliniai bioreaktoriai (32 ir 33 pav)
Uždaros sistemos dažnai įrengiamos dengiant atviras sistemas permatoma skaidria medžiaga
ar sudarant oranžerijas tačiau tai yra brangu dideliems plotams Kitas paprastas bet
nebrangus pavyzdys būtų polietileno krepšių rankovių taikymas
32 pav Uždarų dumblių auginimo sistemų pavyzdžiai ldquoBig Bagrdquo dumblių kultūra (BEAM)
stulpelinis burbulų reaktorius (Tredici in Wijffels 2007) stulpelinių burbulų reaktorių laukas
(Wijffels 2007)
Tokia sistema yra pakankamai jautri išorės poveikiui ir neilgaamžė todėl tai daro ją
netinkama naudoti lauko sąlygomis Šiek tiek pažangesnės sistemos su ilgesnio tarnavimo
laiko danga stiklu polietilenu ar polikarbonatu Tokie reaktoriai veikia nepertraukiamai
gerai kontroliuojami gaunama didesnė biomasės koncentracija be ypatingų sąlygų ir didesnių
išlaidų tonai derliaus Tokio tipo reaktoriaus pavyzdys ndash vertikalus vamzdelinis arba
vertikalus stulpelinis (koloninis) reaktorius
14
33 pav Vamzdelinių reaktorių sistema (Algae production)
Vamzdeliniai reaktoriai yra tinkami naudoti turint didelį apšviečiamą paviršių Jei
naudotume minėto tipo reaktorių sistemą t y vamzdelinius vertikalius reaktorius sustatytume
vieną šalia kito šie kaimyninius užstotų (mestų šešėlį) taip sumažindami saulės spinduliuotės
prieigą (32 pav stulpelinių burbulų reaktorių laukas) Ši problema eliminuojama naudojant
horizontalius vamzdelinius reaktorius (33 pav) Tačiau pašalinti šią problemą ne taip
paprasta kaip iš pirmo žvilgsnio atrodo Problemos sprendimas abiem atvejais yra jų atstumų
funkcija Pagrindinis vamzdelinių reaktorių trūkumas ndash prastas masės pernešimas Masės
pernešimo problema didėja (deguonies kiekis didėja augimo sąlygos toliau išilgai vamzdelio
prastėja) didėjant vamzdeliniam bioreaktoriui (Ugwu et al 2008)
34 pav Alveolinis plokštelinis fotobioreaktorius (Tredici and Materassi 1992)
15
Siekiant optimaliau išnaudoti saulės energiją buvo sukurti plokšti taip vadinami flat-
plate fotobioreaktoriai (34 ir 35 pav) Šiuose reaktoriuose ištirpusio deguonies susikaupimas
yra pakankamai žemas palyginti su horizontaliais vamzdeliniais reaktoriais Skelbiama kad
plokšti reaktoriai gali pasiekti gana aukštą fotosintetinį efektyvumą Minėti įrenginiai yra
labai tinkami dumblių auginimui tačiau ir jie turi keletą trūkumų Įvairių sistemų dumbliams
auginti privalumai ir trūkumai yra išdėstyti žemiau pateiktoje 31 lentelėje
35 pav Flat-Plate-Airlift fotobioreaktorius reaktoriaus sudėtinė dalis ir biomasės srautai
reaktoriuje (Subitec)
31 lentelė Sistemų dumblių auginimui palyginimas (Ugwu et al 2008)
Sistemos
dumbliams
auginti
Privalumai Trūkumai
Atviri baseinai Palyginti ekonomiški lengva valyti
po auginimo tinka masiniam
dumblių auginimui
Sunkiau kontroliuoti kultūrų sąlygas
sunkumai auginant dumblius ilgesnį
periodą nedidelis produktyvumas
užima daug vietos limituotos dumblių
rūšys kultūras lengva užkrėsti
Vertikalūs
stulpeliniai
reaktoriai
Didelis masės pernešimas geras
susimaišymas su nedideliu šlyties
įtempiu nedideli energijos poreikiai
geras potencialas įvairiam masteliui
Nedidelis apšvietimo paviršiaus plotas
jų konstrukcijos reikalauja reiklesnių
medžiagų šlyties įtempiai dumblių
16
lengva sterilizuoti gerai tinka
dumblių imobilizavimui sumažinta
fotoinhibicija ir fotooksidacija
kultūroms mažėja apšvietimo plotas
didėjant masteliui
Plokštiniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšviečiamo paviršiaus
plotas tinkami lauko kultūroms geri
dumblių imobilizacijai geras
biomasės produktyvumas palyginti
pigūs lengva valyti nedideli
deguonies kiekiai
Didesniems įrenginiams reikia daugiau
sekcijų ir atraminių medžiagų sunki
temperatūrinė kontrolė galimybė
atsirasti hidrodinaminiam stresui kai
kurioms dumblių rūšims atsiranda
apnašų ant sienų
Vamzdeliniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšvietimo paviršiaus plotas
tinkami lauko kultūroms
pakankamai geras biomasės
produktyvumas palyginti pigūs
pH gradientas ištirpęs deguonis ir
anglies dvideginis išilgai vamzdelio
atsiranda apnašų ant sienų reikia
nemažų plotų auginimui
Fotosintezei vykdyti gali būti naudojama ne tik natūrali bet ir dirbtinė šviesa Žemiau
pateiktame 36 pav pavaizduotas fotobioreaktorius apšviečiamas dirbtine šviesa ndash
fluorescencine lempa
36 pav Tipinis fotobioreaktorius su dirbtiniu apšvietimu (Ugwu et al 2008 Newman
2009)
Įrenginys sumontuotas su rotoriumi ir sparnuotės įrenginiu kultūrų sumaišymui Šio
tipo reaktorių galima modifikuoti apšvietimui naudojant tiek dirbtinę tiek natūralią šviesą
Taigi šis įrenginys veikia naudojant dirbtinę šviesą tuomet kai natūralios šviesos
intensyvumas sumažėja ndash kuomet stipriai debesuota ar nakties periodu Yra duomenų kad
galima sukaupti optines skaidulas padalyti saulės šviesą cilindrinio reaktoriaus viduje
Pagrindinis viduje apšviečiamo reaktoriaus privalumas būtų tai kad šilumos ir slėgio dėka
minimizuojamas užkrėtimas Be to apšvietimas būtų nepertraukiamas (tiek šviesiu tiek
Reaktoriaus siena
Fluorescencinė lempa
Rotorius Anga aeracijai
Sparnuotė
17
tamsiu paros metu) Vis dėlto dumblių auginimas lauko sąlygomis naudojant minėto tipo
reaktorius reikalautų šiek tiek techninių pastangų
32 Mikrodumblių biomasės koncentravimas
Užaugintos mikrodumblių biomasės paruošimas apima kelis etapus biomasės
sukoncentravimą apdorojimą aliejaus ekstrakciją Biomasę sukoncentruoti galima įvairiais
metodais įskaitant mechaninius cheminius bei biologinius būdus sedimentaciją
centrifugavimą filtraciją (įskaitant ultrafiltraciją) flokuliaciją bei flotaciją ultragarsinę bei
magnetinę separaciją (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010 Carlsson et al 2007
Chen et al 2011 Wu et al 2012 Bilad et al 2012 Xu et al 2008) bei elektroforezę
(Christenson and Sims 2011) Universalaus metodo minėtam tikslui pasiekti nėra paprastai iš
daugelio jis pasirenkamas priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jų dydžio (mikrodumblių
dydis 3ndash30 microm) ląstelių tankio taip pat atsižvelgiant į metodo ekonomiškumą Sąlyginai
nedidelė dumblių koncentracija (05ndash5 kg m-3
auginimo terpės (Greenwell et al 2010 Grima
et al 2003)) ir jų dydis apsunkina ir pabrangina (sukoncentravimas sudaro apie 20ndash30 visų
biomasės apdorojimo išlaidų sumos (Grima et al 2003)) biomasės sukoncentravimo procesą
Techniškai pats paprasčiausias ir pigiausias mechaninis būdas sukoncentruoti
dumblius yra jų biomasės nusodinimas Pramoniniais tikslais auginami dumbliai nusodinami
nusodinimo baseinuose taip jų masė sukoncentruojama 85ndash95 (sausų medžiagų masė
sudaro apie 3 ) nusodinimo baseinų dugne Šis būdas gana pigus tačiau nepatrauklus tuo
kad reikalingas papildomas plotas nusodinimo baseinui įrengti Be to pats nusodinimo
procesas vyksta gana lėtai todėl jo metu esant aukštesnei aplinkos temperatūrai nusodinama
biomasė gali pradėti gesti (Greenwell et al 2010) Nusodinimo ir filtracijos procesus
paspartinti gali flokuliantų ar koaguliantų naudojimas susidarant dumblių ląstelių
aglomeratams Atlikta eilė tyrimų siekiant surasti optimalius flokuliantus ir koaguliantus
Dažniausiai tam tikslui naudojamos neorganinės geležies ar aliuminio druskos FeCl3
Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3 (Grima et al 2003) Elektrolitų efektyvumą sužadinti koaguliaciją
nusako kritinė koagulianto koncentracija arba kitaip tariant koagulianto koncentracija
reikalinga greitai sukelti koaguliaciją Metalo jonų koaguliacinis efektyvumas didėja didėjant
jono krūviui Poligeležies sulfatas Fe2(OH)n(SO4)3-n2]m yra bene efektyviausias lyginant šį su
tradiciniais nepolimerizuotais metalo druskų flokuliantais (Grima et al 2003) Flokulėms
sudaryti yra naudojami ir polimerai Ignacio de Godos ir bendratyrėjai nustatė kad naudojant
flokuliantus Drewfloc 447 Flocudex CS5000 Flocusol CM78 Chemifloc CV300 ir
18
chitozaną keletui dumblių rūšių biomasės sukoncentravimo efektyvumas 66ndash98
pasiekiamas su 5ndash6 kartus mažesne koncentracija nei naudojant FeCl3 ir Fe2(SO4)3 (De Godos
et al 2011) Be to tų pačių atliktų tyrimų duomenimis vienaląsčių ir kolonijinių dumblių
biomasės sukoncentravimo efektyvumai labai panašūs
Paprastas ir greitas būdas sukoncentruoti dumblių ląsteles yra magnetinė separacija
naudojant Fe3O4 nanomagnetines daleles Minėtos magnetinės dalelės buvo pritaikytos
mikrodumblių Botryococcus braunii ir Chlorella ellipsoidea sukoncentravimui Pridėjus
Fe3O4 į dumblių suspensiją dumblių ląstelės jas adsorbuoja o dumblių sukoncentravimas
vyksta dėl veikiančio išorinio magnetinio lauko Pasak tyrėjų taikant šį metodą pasiekiamas
didesnis nei 98 sukoncentravimo efektyvumas Be to tai laiką ir energiją tausojantis
dumblių biomasės sukoncentravimo būdas (Xu et al 2011)
Siekiant nenaudoti jokių cheminių medžiagų kiti galimi dumblių biomasės
sukoncentravimo būdai yra flotacija centrifugavimas filtracija bei elektroforezė Flotacija
atliekama naudojant suspaustą orą tiksliau disperguotus arba ištirpusio oro mikroburbuliukus
nukreipiamus į auginimo terpės dugną prie kurių prilipusios dumblių ląstelės susikaupia
flotuojamos terpės paviršiuje Siekiant suintensyvinti flotacijos procesą kartu su disperguotu
oru gali būti naudojami ir flokuliantai (Chen et al 2011) Kai kurios dumblių rūšys sugeba
natūraliai floatuoti terpės paviršiuje Šis procesas vyksta dėl fotosintezės metu gaminamo
deguonies kuris burbuliukų pavidalu kyla į terpės paviršių (Bruton et al 2009) Kitas būdas
dumblių biomasei sukoncentruoti yra filtracija Galima slėginė vakuuminė ir rotacinė
filtracija Ji labiau tinkama dumblių rūšims kurios pasižymi didesnėmis dumblių ląstelėmis
(gt70 microm) tokioms kaip Coelastrum ir Spirulina ir netinkamas Scenedesmus Dunaliella
Chlorella (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010) Minėtus dumblius galima
sukoncentruoti naudojant membraninę mikrofiltraciją bei ultrafiltraciją (Mata et al 2010)
Esminis filtracijos trūkumas yra tai kad ant filtro nusėdanti dumblių biomasė laikui bėgant
užkemša filtro poras tai apsunkina ir sulėtina patį procesą tuo pačiu padidinamos ir
energijos sąnaudos Be to membranų keitimas ir siurblių darbas ženkliai didina
eksploatacines išlaidas todėl šis metodas labiau taikytinas nedideliems tūriams filtruoti (lt 2
m3p
-1) didesniems tūriams labiau tiktų centrifugavimas (Grima et al 2003)
Centrifugavimas ndash tai gana dažnai naudojamas greitas gana efektyvus būdas
(sukoncentruojama gt95 ) sukoncentruoti biomasę Centrifugavimas yra pripažintas bene
geriausiu metodu sukoncentruoti smulkių vos kelių mikrometrų dydžio dumblių biomasę
(Grima et al 2003) Gaunama geros konsistencijos (tiršta) sukoncentruota biomasė tačiau šis
19
būdas reikalauja nemažai energetinių išlaidų ir techninės priežiūros dėl judančių detalių
(Brennan and Owende 2010 Grima et al 2003 Sim et al 1988)
33 Mikrodumblių biomasės džiovinimas
Sukoncentruota dumblių biomasė kurioje yra nuo 5 iki 20 ir daugiau sausų
medžiagų prieš atliekant ekstrahavimą turi būti džiovinama (iki 92 ir daugiau SM) nes
lipidų ekstrakcija iš sausos biomasės yra žymiai efektyvesnė už ekstrakciją iš drėgnos
medžiagos (Grima et al 2003 Zhu et al 2002) Džiovinimo procesas neturėtų būti atidėtas
ilgesniam laikui ypatingai karšto klimato šalyse (Brennan and Owende 2010 Grima et al
2003) Džiovinimas gali būti vykdomas įvairiais būdais (įskaitant ir džiovinimą saulėje) ir
gana plačiame temperatūrų diapazone Džiovinimas saulėje nors yra paprastas bei pigus deja
turi nemažai trūkumų jis ganėtinai ilgas tokiam biomasės džiovinimui reikalingi nemaži
plotai klimatinės sąlygos ir t t Kiti būdai apima žemo slėgio pakopinį džiovinimą (Prakash
et al 1997) išpurškiamąjį džiovinimą (Grima et al 2003 Prakash et al 1997) (džiovinama
medžiaga išpurškiama ir džiovinama karštomis dujomis tai labai plačiai naudojamas bet
vienas brangiausių džiovinimo metodų (Bruton et al 2009) būgninį džiovinimą (Grima et
al 2003 Prakash et al 1997) džiovinimą žemoje temperatūroje ndash šaltyje (taikant
liofilizaciją kuomet drėgmė pašalinama sublimacijos metu) (Grima et al 2003) ir tt
Liofilizacija yra gana brangus medžiagos džiovinimo būdas ypač jei medžiaga džiovinama
dideliais kiekiais tačiau nepaisant to didelis šio metodo privalumas yra tai kad iš
liofilizuotos medžiagos žymiai lengviau išekstrahuojami lipidai (Grima et al 2003) Visi
džiovinimo metodai išskyrus džiovinimą saulėje reikalauja nemažai energijos sąnaudų Šis
dumblių biomasės paruošimo etapas biodegalams gaminti gali sudaryti net iki 70 visų
žaliavos ruošimo išlaidų (Bruton et al 2009)
34 Žuvų auginimui naudojamos mikrodumblių rūšys
Nors sutinkama nepaprastai daug mikrodumblių rūšių tik nedidelis jų skaičius
auginamas dirbtinai akvakultūrų inkubatoriuose Tai lemia tam tikrų mikrodumblių rūšių
prieinamumas kultivavimo sudėtingumas fizinės ląstelių savybės jų sudėtis virškinamumas
toksinų ir dirgiklių buvimas biomasėje (Muller-Feuga et al 2003 (a) Muller-Feuga et al
2003 (b)) 32 lentelėje pateiktas nevisiškai išsamus paprastai akvakultūrose naudojamų
mikrodumblių rūšių sąrašas ir panaudojimo galimybės
20
32 lentelė Pagrindinių akvakultūrose naudojamų mikrodumblių grupės gentys ir rūšys bei
panaudojimo sritys
Grupė Gentis Rūšis Panaudojimo sritis
Cianobakterijos Arthrospira platensis Kombinuotų pašarų ingredientas
Chlorofita Tetraselmis suecica chui Dvigeldžiams moliuskams
Chlorella sp vulgaris
minutissima
virginica grossii
Plėšriųjų žuvų šėrimui
kombinuotų pašarų ingredientas
Dunaliella sp tertiolecta salina Kombinuotų pašarų ingredientas
Haematococcus pluvialis Kombinuotų pašarų ingredientas
Eustigmatophyceae
(Phyklum
Heterokontophyta)
Nanochloropsis sp oculata Plėšriųjų žuvų šėrimui bdquoŽaliasis
vanduoldquo (suspensija) pelėkinių
žuvų mailiui
Labyrinthulea
(Phyklum
Heterokonta)
Schizochytrium sp Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Ulkenia sp Gyvas maistas plėšriosioms žuvims
Bacillariophyta
(diatoms)
Chaetoceros calcitrans gracilis Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Skeletonema costatum Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Thalassiosira pseudonana Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Nitszchia sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Navicula sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Amphora sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Haptophyta Pavlova lutheri Dvigeldžiams moliuskams
Isochrysis galbana add galbana
bdquoTahitildquo
Dvigeldžiams moliuskams
bdquoŽaliasis vanduoldquo (suspensija)
pelėkinių žuvų mailiui
Dinophyta
(dinoflagellates)
Crypthecodinium cohnii Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Yra žinoma šių mikrodumblių rūšių biomasės sudėtis kuri gali būti keičiama
modifikuojant mikroorganizmus Paprastai žuvų pašaruose vyrauja ne viena kažkuri
mikrodumblių rūšis tačiau atitinkamai subalansuotos jų kompozicijos
35 Mikrodumblių biomasės sudėtis ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai galimybės
Mikrodumbliai savo sudėtyje turi vitaminų mineralų pigmentų nepakeičiamų riebalų
rūgščių todėl gali būti naudojami žuvų šėrimui Tyrinėjamos galimybės juos naudoti grynus
ar koncentratą taip pat analizuojamos galimybės mikrodumblius įterpti į pašarus žuvims
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
9
Chlorella sp
R2=0972 (3)
Mikrodumblių biomasės išeiga (gl-1
p-1
) apskaičiuojama remiantis biomasės
koncentracijos (gl-1
) kitimu per laiko vienetą Biomasės išeiga (BI) apskaičiuojama pagal
formulę (4)
(4)
Mikrodumblių santykiniam augimo greičiui (biomasės prieaugiui per laiko vienetą (gg-
1p
-1 arba p
-1)) apskaičiuoti naudojama ši lygtis (5)
(5)
čia X1 ir X0 ndash biomasės koncentracija (gl-1
) paromis t1 ir t0
Pasibaigus auginimo periodui dumblių suspensija buvo centrifuguojama centrifuga
bdquoHeraeus Multifuge X3Rldquo esant 2000 min-1
sūkių dažniui 20 min Vandens kiekis suspensijoje
analizuotas svorio metodu mikrodumblius džiovinant iki pastovios masės 105 oC
temperatūroje džiovinimo krosnelėje bdquoBinderldquo (Vokietija) Dalis mikrodumblių suspensijos
buvo džiovinama šalčiu užšaldant šaldiklyje (minus 18 oC) kita dalis džiovinama
liofilizuojant 96 val esant -55 degC temperatūrai bdquoScanVac CoolSafeldquo įrangoje (Danija)
džiovinama esant 60 oC džiovinimo spintoje bdquoBinderldquo (Vokietija) Šaldymas pasirinktas tam
kad būtų suardomos mikrodumblių ląstelių membranos ir dumbliuose esančios maisto
medžiagos būtų lengviau prieinamos žuvims
Tokiu būdu ruošiant mėginius numatoma įvertinti įvairiai paruoštų mikrodumblių
(sausų sterilizuotos suspensijos išdžiovintų šalčiu mikrodumblių) panaudojimo žuvų mitybai
galimybes
10
3 REZULTATAI
31 Mikrodumblių savybės ir auginimo sąlygos
Gamtoje yra tūkstančiai dumblių rūšių nuo mikroskopinių iki 60 m ilgio Juos galima
suskirstyti į mikrodumblius ir makrodumblius Jie paplitę visame Žemės rutulyje net Arkties
sniege aptinkama mikrodumblių nors dauguma jų gyvena vandenyje Dumbliai yra tipiniai
autotrofai (organizmai gaminantys sudėtingus organinius junginius iš paprastų molekulių
naudojant šviesą ar neorganinių junginių cheminių reakcijų energiją)
Palyginus su aukštesniais augalais mikrodumbliai gali užauginti dešimt kartų didesnį
biomasės kiekį Tokia pagaminta biomasė po vandens pašalinimo žinomais būdais verčiama
biodyzelinu bioetanoliu ar biodujomis Vienaląsčiai ir daugialąsčiai dumbliai vykdo
fotosintezę ypatingai efektyviai Iki 347 fotosintezei aktyvių spindulių tai maždaug
atitinka saulės šviesos regimos šviesos spektrą fitoplanktonas naudoja biomasei gaminti Be
to kiekviena populiacijos ląstelė fotosintezę vykdo vienodai tuo tarpu pas aukštesniuosius
augalus tik žaliosios lapų ląstelės bet ne šaknų ar kamienų ląstelės Gaunamas dešimteriopai
didesnis dumblių biomasės prieaugis palyginus su aukštesniaisiais augalais Mikrodumblių
biomasės kiekis per parą palankiomis sąlygomis gali padvigubėti (Chisti 2007 Hu et al
2008) o esant pakankamai maisto medžiagų eksponentinio augimo metu dumblių ląstelės gali
dalintis net kas 35 val (Chisti 2007)
Mikrodumbliai gali būti įvairiausių rūšių skirtingos sudėties vienaląsčiai ir
daugialąsčiai Nors jų augimą galima kontroliuoti daug lengviau nei makrodumblių mažas jų
dydis komplikuoja derliaus nuėmimą Kad dumbliai augtų jiems reikalingos gana paprastos
sąlygos šviesa anglies šaltinis vanduo maistinės medžiagos ir atitinkama temperatūra
Pastaruoju metu buvo sukurta nemažai skirtingų sistemų kurios aukščiau minėtas sąlygas
išpildo vis dėlto tai padaryti yra gana sudėtinga Viena svarbiausių sąlygų norint dumblius
auginti komerciniais tikslais yra didelio masto sistemos Jos gali būti atviros esančios
sausumoje ir jūroje bei uždaros labiau kontroliuojamos bet brangesnės
Dėl savo sudėties ir gebėjimo kaupti įvairias naudingas medžiagas dumbliai šiuo metu
naudojami daugelyje sričių Viena jų pašarų gamyba nes mikrodumblių biomasėje gausu
įvairių baltymų angliavandenių riebalų mineralų vitaminų karotinoidų polinesočiųjų
riebalų rūgščių (omega-3) pigmentų natūralių antioksidantų (Lorenz and Cysewski 2000)
bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų (Spolaore et al 2006 Brennan and Owende
2010)
11
Pagrindiniai dumblių auginimo privalumai yra šie jų auginimui nereikalingi žemės ūkio
paskirties plotai todėl nekyla konkurencija su žemės ūkio produktais didelis masės prieaugis
ploto vienetui gali augti bet kur net dideliu atstumu nuo vandens CO2 emisijos iš elektrinių
ir kitų potencialių stacionarių aplinkos oro taršos šaltinių gali būti produktyviai naudojamos
dumblių todėl šių pagalba sumažinamas neigiamas minėtų dujų poveikis aplinkai
Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių (Saacutenchez Miroacuten et al 2003 Posten
2009) Ši dumblių savybė sunaudoti CO2 ir jį paversti biomase fotosintezės metu gali
pasitarnauti šalinant anglies dvideginį iš pramonės objektų išlakų ir tuo būdu mažinant
šiltnamio efektą sukeliančių dujų patenkančių į atmosferą iš stacionarių taršos šaltinių
koncentraciją Mikrodumbliai gali būti panaudojami ir šalinant anglies dvideginį iš biodujų
kuriose įprastai jo būna apie 30
Nustatyta kad naudojant mikrodumblius metano koncentraciją biodujose galima
padidinti nuo 70 iki 85ndash90 (Kao et al 2012a) Tačiau anglies dioksido šalinimo
efektyvumas ir mikrodumblių tolerancija anglies dioksidui yra skirtinga Nustatyta kad
didžiausia biomasės išeiga gaunama kai anglies dvideginio koncentracija dujose tiekiamose į
bioreaktorius nėra didelė (Kodama et al 1993 Hanagata et al 1992 Nakano et al 1996
Sakai et al 1995) Tai susiję su pH sumažėjimu dumblių auginimo terpėje dėl to sulėtėja kai
kurių dumblių rūšių augimas (Pires et al 2012) Dumbliai anglies dioksidą fiksuoja esant
šviesos šaltiniui Todėl auginant mikrodumblius uždarose sistemose būtinas dirbtinis
apšvietimas Nustatyta kad efektyviausiai fotosintezę veikia mėlyna (420ndash450 nm) ir raudona
(660ndash700 nm) šviesa kurios optimalus srautas 200ndash400 micromolm2s ribose Esant aukštesnei
temperatūrai dumbliai gali absorbuoti didesnį šviesos srautą (Carvalho et al 2010)
Mikrodumblių augimui ir dauginimuisi svarbi ir temperatūra Optimali temperatūra
dumbliams yra 20ndash30 degC ribose (Zebib 2008) Daugelis dumblių gali augti iki 15 degC
temperatūroje tačiau esant 2ndash4 degC temperatūrai dumbliai gali žūti (Mata et al 2010) Esant
aukštesnei kaip 30 degC temperatūrai dumblių dauginimosi greitis yra mažesnis
Pagrindinės maisto medžiagos mikrodumblių augimui kartu su anglimi yra azotas ir
fosforas Azotas sudaro 7ndash10 dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra amoniakinis
(NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas (Oliver and Ganf 2000) Azoto kiekis dumblių auginimo
terpėse siekia 007-04 gl Fosforo kiekis svyruoja 0002ndash03 gl ribose (Richmond 2004)
Atsižvelgiant į tai kad azoto ir fosforo yra gausu įvairiose nuotekose ir atliekose (nuotekų
dumble mėšle ir t t) siūloma jas naudoti mikrodumblių auginimui Tačiau azoto ir fosforo
12
kiekis auginimo terpėje neturi būti per didelis Didesnės amonio jonų koncentracijos
dumbliams yra nuodingos (Borowitzka 1998) Svarbu ir tai kad naudodami mikrodumblius
iš nuotekų galime šalinti ir sunkiuosius metalus (Vilchez et al 1997) bei kai kuriuos toksinius
organinius aromatinius junginius (Semple et al 1999)
Įvairių rūšių mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau daugiau nei kelis
dešimtmečius ir naudojami pašarų gamybai kosmetikai farmacijos pramonei ir kt
Paprasčiausios atviros sistemos dumblių auginimui yra negilūs stacionarūs baseinai su
įtaisytomis maišyklėmis arba be jų (Borowitzka 1999) kurių dydis siekia nuo kelių kv metrų
iki 250 ha (31 pav) Anglies šaltinis dumbliams yra CO2
31 pav Maži baseinai Spirulina kultūrai Azijoje (kairėje) baseinai Dunaliella salina kultūrai (Cognis
Western Australia ) (Algae-based biofuels 2009)
Anglies dvideginis į vandenį patenka iš oro tai riboja augimo tempą ir sąlygoja
palyginti mažesnį derlių iš 1 ha ploto Kitas neigiamas poveikis ndash lėtas maistinių medžiagų
pasiskirstymas bei gyvų ir negyvų dumblių plūduriavimas ir sedimentacija tai riboja saulės
šviesos prieigą (Algae-based biofuels 2009 Newman 2009) Minėtą poveikį galima
sumažinti arba panaikinti auginant dumblius kitokios formos baseinuose konkrečiai
apvaliuose su mechaniniu maišymu arba taip vadinamuose ldquoracewayrdquo kanalų pavidalo
baseinuose kuriuose irklaračio dėka sukuriama vandens cirkuliacija kanalais Maišymas
pagerina CO2 prieigą Anglies dvideginio šaltiniu gali būti oras suslėgtas anglies divideginis
arba CO2 turinčios išmetamos dujos 1 t dumblių biomasės reikia maždaug apie 18 t anglies
dvideginio Jei CO2 šaltiniu naudojamas oras kuriame anglies dvideginis sudaro tik 00383
tai 1 t dumblių užauginti reikės apie 37000 m3
oro (Algae-based biofuels 2009) Dumbliai
tokiose sistemose yra jautrūs dumblių plėšrūnams parazitams bei kitoms rūšims kurios
labiau prisitaikiusios gyventi esamomis sąlygomis Tik ribotas rūšių kiekis gali dominuoti ir
išlikti atvirose sistemose
13
Dumbliai tokiose sistemose auginami nepertraukiamu būdu reguliariai pašalinant iš
sistemos dalį užaugintos biomasės ir papildant sistemą naujomis maisto medžiagomis
(Demirbas 2010) Atvirų dumblių auginimo sistemų privalumas ndash jos yra paprastos lengvai
įrengiamos aptarnaujamos nedidelės energijos sąnaudos eksploatacijos metu (Singh and
Sharma 2012)
Tokias problemas kaip temperatūra dujų apykaita tarprūšinė konkurencija galima
eliminuoti dumblius auginant uždarose sistemose (Ugwu et al 2008) Nustatyta kad dumblių
biomasės išeiga uždarose sistemose viršija išeigą gautą atvirose sistemose apie 300 (Pulz
and Schreibenbogen 1998)
Pasaulyje yra gaminami įvairių konstrukcijų uždari fotobioreaktoriai Tai vertikalios
horizontalios bei spiralinės vamzdelinės plokštelinės cilindro kupolo ar piramidės formos
sistemos Populiariausi yra vamzdeliniai bei plokšteliniai bioreaktoriai (32 ir 33 pav)
Uždaros sistemos dažnai įrengiamos dengiant atviras sistemas permatoma skaidria medžiaga
ar sudarant oranžerijas tačiau tai yra brangu dideliems plotams Kitas paprastas bet
nebrangus pavyzdys būtų polietileno krepšių rankovių taikymas
32 pav Uždarų dumblių auginimo sistemų pavyzdžiai ldquoBig Bagrdquo dumblių kultūra (BEAM)
stulpelinis burbulų reaktorius (Tredici in Wijffels 2007) stulpelinių burbulų reaktorių laukas
(Wijffels 2007)
Tokia sistema yra pakankamai jautri išorės poveikiui ir neilgaamžė todėl tai daro ją
netinkama naudoti lauko sąlygomis Šiek tiek pažangesnės sistemos su ilgesnio tarnavimo
laiko danga stiklu polietilenu ar polikarbonatu Tokie reaktoriai veikia nepertraukiamai
gerai kontroliuojami gaunama didesnė biomasės koncentracija be ypatingų sąlygų ir didesnių
išlaidų tonai derliaus Tokio tipo reaktoriaus pavyzdys ndash vertikalus vamzdelinis arba
vertikalus stulpelinis (koloninis) reaktorius
14
33 pav Vamzdelinių reaktorių sistema (Algae production)
Vamzdeliniai reaktoriai yra tinkami naudoti turint didelį apšviečiamą paviršių Jei
naudotume minėto tipo reaktorių sistemą t y vamzdelinius vertikalius reaktorius sustatytume
vieną šalia kito šie kaimyninius užstotų (mestų šešėlį) taip sumažindami saulės spinduliuotės
prieigą (32 pav stulpelinių burbulų reaktorių laukas) Ši problema eliminuojama naudojant
horizontalius vamzdelinius reaktorius (33 pav) Tačiau pašalinti šią problemą ne taip
paprasta kaip iš pirmo žvilgsnio atrodo Problemos sprendimas abiem atvejais yra jų atstumų
funkcija Pagrindinis vamzdelinių reaktorių trūkumas ndash prastas masės pernešimas Masės
pernešimo problema didėja (deguonies kiekis didėja augimo sąlygos toliau išilgai vamzdelio
prastėja) didėjant vamzdeliniam bioreaktoriui (Ugwu et al 2008)
34 pav Alveolinis plokštelinis fotobioreaktorius (Tredici and Materassi 1992)
15
Siekiant optimaliau išnaudoti saulės energiją buvo sukurti plokšti taip vadinami flat-
plate fotobioreaktoriai (34 ir 35 pav) Šiuose reaktoriuose ištirpusio deguonies susikaupimas
yra pakankamai žemas palyginti su horizontaliais vamzdeliniais reaktoriais Skelbiama kad
plokšti reaktoriai gali pasiekti gana aukštą fotosintetinį efektyvumą Minėti įrenginiai yra
labai tinkami dumblių auginimui tačiau ir jie turi keletą trūkumų Įvairių sistemų dumbliams
auginti privalumai ir trūkumai yra išdėstyti žemiau pateiktoje 31 lentelėje
35 pav Flat-Plate-Airlift fotobioreaktorius reaktoriaus sudėtinė dalis ir biomasės srautai
reaktoriuje (Subitec)
31 lentelė Sistemų dumblių auginimui palyginimas (Ugwu et al 2008)
Sistemos
dumbliams
auginti
Privalumai Trūkumai
Atviri baseinai Palyginti ekonomiški lengva valyti
po auginimo tinka masiniam
dumblių auginimui
Sunkiau kontroliuoti kultūrų sąlygas
sunkumai auginant dumblius ilgesnį
periodą nedidelis produktyvumas
užima daug vietos limituotos dumblių
rūšys kultūras lengva užkrėsti
Vertikalūs
stulpeliniai
reaktoriai
Didelis masės pernešimas geras
susimaišymas su nedideliu šlyties
įtempiu nedideli energijos poreikiai
geras potencialas įvairiam masteliui
Nedidelis apšvietimo paviršiaus plotas
jų konstrukcijos reikalauja reiklesnių
medžiagų šlyties įtempiai dumblių
16
lengva sterilizuoti gerai tinka
dumblių imobilizavimui sumažinta
fotoinhibicija ir fotooksidacija
kultūroms mažėja apšvietimo plotas
didėjant masteliui
Plokštiniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšviečiamo paviršiaus
plotas tinkami lauko kultūroms geri
dumblių imobilizacijai geras
biomasės produktyvumas palyginti
pigūs lengva valyti nedideli
deguonies kiekiai
Didesniems įrenginiams reikia daugiau
sekcijų ir atraminių medžiagų sunki
temperatūrinė kontrolė galimybė
atsirasti hidrodinaminiam stresui kai
kurioms dumblių rūšims atsiranda
apnašų ant sienų
Vamzdeliniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšvietimo paviršiaus plotas
tinkami lauko kultūroms
pakankamai geras biomasės
produktyvumas palyginti pigūs
pH gradientas ištirpęs deguonis ir
anglies dvideginis išilgai vamzdelio
atsiranda apnašų ant sienų reikia
nemažų plotų auginimui
Fotosintezei vykdyti gali būti naudojama ne tik natūrali bet ir dirbtinė šviesa Žemiau
pateiktame 36 pav pavaizduotas fotobioreaktorius apšviečiamas dirbtine šviesa ndash
fluorescencine lempa
36 pav Tipinis fotobioreaktorius su dirbtiniu apšvietimu (Ugwu et al 2008 Newman
2009)
Įrenginys sumontuotas su rotoriumi ir sparnuotės įrenginiu kultūrų sumaišymui Šio
tipo reaktorių galima modifikuoti apšvietimui naudojant tiek dirbtinę tiek natūralią šviesą
Taigi šis įrenginys veikia naudojant dirbtinę šviesą tuomet kai natūralios šviesos
intensyvumas sumažėja ndash kuomet stipriai debesuota ar nakties periodu Yra duomenų kad
galima sukaupti optines skaidulas padalyti saulės šviesą cilindrinio reaktoriaus viduje
Pagrindinis viduje apšviečiamo reaktoriaus privalumas būtų tai kad šilumos ir slėgio dėka
minimizuojamas užkrėtimas Be to apšvietimas būtų nepertraukiamas (tiek šviesiu tiek
Reaktoriaus siena
Fluorescencinė lempa
Rotorius Anga aeracijai
Sparnuotė
17
tamsiu paros metu) Vis dėlto dumblių auginimas lauko sąlygomis naudojant minėto tipo
reaktorius reikalautų šiek tiek techninių pastangų
32 Mikrodumblių biomasės koncentravimas
Užaugintos mikrodumblių biomasės paruošimas apima kelis etapus biomasės
sukoncentravimą apdorojimą aliejaus ekstrakciją Biomasę sukoncentruoti galima įvairiais
metodais įskaitant mechaninius cheminius bei biologinius būdus sedimentaciją
centrifugavimą filtraciją (įskaitant ultrafiltraciją) flokuliaciją bei flotaciją ultragarsinę bei
magnetinę separaciją (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010 Carlsson et al 2007
Chen et al 2011 Wu et al 2012 Bilad et al 2012 Xu et al 2008) bei elektroforezę
(Christenson and Sims 2011) Universalaus metodo minėtam tikslui pasiekti nėra paprastai iš
daugelio jis pasirenkamas priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jų dydžio (mikrodumblių
dydis 3ndash30 microm) ląstelių tankio taip pat atsižvelgiant į metodo ekonomiškumą Sąlyginai
nedidelė dumblių koncentracija (05ndash5 kg m-3
auginimo terpės (Greenwell et al 2010 Grima
et al 2003)) ir jų dydis apsunkina ir pabrangina (sukoncentravimas sudaro apie 20ndash30 visų
biomasės apdorojimo išlaidų sumos (Grima et al 2003)) biomasės sukoncentravimo procesą
Techniškai pats paprasčiausias ir pigiausias mechaninis būdas sukoncentruoti
dumblius yra jų biomasės nusodinimas Pramoniniais tikslais auginami dumbliai nusodinami
nusodinimo baseinuose taip jų masė sukoncentruojama 85ndash95 (sausų medžiagų masė
sudaro apie 3 ) nusodinimo baseinų dugne Šis būdas gana pigus tačiau nepatrauklus tuo
kad reikalingas papildomas plotas nusodinimo baseinui įrengti Be to pats nusodinimo
procesas vyksta gana lėtai todėl jo metu esant aukštesnei aplinkos temperatūrai nusodinama
biomasė gali pradėti gesti (Greenwell et al 2010) Nusodinimo ir filtracijos procesus
paspartinti gali flokuliantų ar koaguliantų naudojimas susidarant dumblių ląstelių
aglomeratams Atlikta eilė tyrimų siekiant surasti optimalius flokuliantus ir koaguliantus
Dažniausiai tam tikslui naudojamos neorganinės geležies ar aliuminio druskos FeCl3
Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3 (Grima et al 2003) Elektrolitų efektyvumą sužadinti koaguliaciją
nusako kritinė koagulianto koncentracija arba kitaip tariant koagulianto koncentracija
reikalinga greitai sukelti koaguliaciją Metalo jonų koaguliacinis efektyvumas didėja didėjant
jono krūviui Poligeležies sulfatas Fe2(OH)n(SO4)3-n2]m yra bene efektyviausias lyginant šį su
tradiciniais nepolimerizuotais metalo druskų flokuliantais (Grima et al 2003) Flokulėms
sudaryti yra naudojami ir polimerai Ignacio de Godos ir bendratyrėjai nustatė kad naudojant
flokuliantus Drewfloc 447 Flocudex CS5000 Flocusol CM78 Chemifloc CV300 ir
18
chitozaną keletui dumblių rūšių biomasės sukoncentravimo efektyvumas 66ndash98
pasiekiamas su 5ndash6 kartus mažesne koncentracija nei naudojant FeCl3 ir Fe2(SO4)3 (De Godos
et al 2011) Be to tų pačių atliktų tyrimų duomenimis vienaląsčių ir kolonijinių dumblių
biomasės sukoncentravimo efektyvumai labai panašūs
Paprastas ir greitas būdas sukoncentruoti dumblių ląsteles yra magnetinė separacija
naudojant Fe3O4 nanomagnetines daleles Minėtos magnetinės dalelės buvo pritaikytos
mikrodumblių Botryococcus braunii ir Chlorella ellipsoidea sukoncentravimui Pridėjus
Fe3O4 į dumblių suspensiją dumblių ląstelės jas adsorbuoja o dumblių sukoncentravimas
vyksta dėl veikiančio išorinio magnetinio lauko Pasak tyrėjų taikant šį metodą pasiekiamas
didesnis nei 98 sukoncentravimo efektyvumas Be to tai laiką ir energiją tausojantis
dumblių biomasės sukoncentravimo būdas (Xu et al 2011)
Siekiant nenaudoti jokių cheminių medžiagų kiti galimi dumblių biomasės
sukoncentravimo būdai yra flotacija centrifugavimas filtracija bei elektroforezė Flotacija
atliekama naudojant suspaustą orą tiksliau disperguotus arba ištirpusio oro mikroburbuliukus
nukreipiamus į auginimo terpės dugną prie kurių prilipusios dumblių ląstelės susikaupia
flotuojamos terpės paviršiuje Siekiant suintensyvinti flotacijos procesą kartu su disperguotu
oru gali būti naudojami ir flokuliantai (Chen et al 2011) Kai kurios dumblių rūšys sugeba
natūraliai floatuoti terpės paviršiuje Šis procesas vyksta dėl fotosintezės metu gaminamo
deguonies kuris burbuliukų pavidalu kyla į terpės paviršių (Bruton et al 2009) Kitas būdas
dumblių biomasei sukoncentruoti yra filtracija Galima slėginė vakuuminė ir rotacinė
filtracija Ji labiau tinkama dumblių rūšims kurios pasižymi didesnėmis dumblių ląstelėmis
(gt70 microm) tokioms kaip Coelastrum ir Spirulina ir netinkamas Scenedesmus Dunaliella
Chlorella (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010) Minėtus dumblius galima
sukoncentruoti naudojant membraninę mikrofiltraciją bei ultrafiltraciją (Mata et al 2010)
Esminis filtracijos trūkumas yra tai kad ant filtro nusėdanti dumblių biomasė laikui bėgant
užkemša filtro poras tai apsunkina ir sulėtina patį procesą tuo pačiu padidinamos ir
energijos sąnaudos Be to membranų keitimas ir siurblių darbas ženkliai didina
eksploatacines išlaidas todėl šis metodas labiau taikytinas nedideliems tūriams filtruoti (lt 2
m3p
-1) didesniems tūriams labiau tiktų centrifugavimas (Grima et al 2003)
Centrifugavimas ndash tai gana dažnai naudojamas greitas gana efektyvus būdas
(sukoncentruojama gt95 ) sukoncentruoti biomasę Centrifugavimas yra pripažintas bene
geriausiu metodu sukoncentruoti smulkių vos kelių mikrometrų dydžio dumblių biomasę
(Grima et al 2003) Gaunama geros konsistencijos (tiršta) sukoncentruota biomasė tačiau šis
19
būdas reikalauja nemažai energetinių išlaidų ir techninės priežiūros dėl judančių detalių
(Brennan and Owende 2010 Grima et al 2003 Sim et al 1988)
33 Mikrodumblių biomasės džiovinimas
Sukoncentruota dumblių biomasė kurioje yra nuo 5 iki 20 ir daugiau sausų
medžiagų prieš atliekant ekstrahavimą turi būti džiovinama (iki 92 ir daugiau SM) nes
lipidų ekstrakcija iš sausos biomasės yra žymiai efektyvesnė už ekstrakciją iš drėgnos
medžiagos (Grima et al 2003 Zhu et al 2002) Džiovinimo procesas neturėtų būti atidėtas
ilgesniam laikui ypatingai karšto klimato šalyse (Brennan and Owende 2010 Grima et al
2003) Džiovinimas gali būti vykdomas įvairiais būdais (įskaitant ir džiovinimą saulėje) ir
gana plačiame temperatūrų diapazone Džiovinimas saulėje nors yra paprastas bei pigus deja
turi nemažai trūkumų jis ganėtinai ilgas tokiam biomasės džiovinimui reikalingi nemaži
plotai klimatinės sąlygos ir t t Kiti būdai apima žemo slėgio pakopinį džiovinimą (Prakash
et al 1997) išpurškiamąjį džiovinimą (Grima et al 2003 Prakash et al 1997) (džiovinama
medžiaga išpurškiama ir džiovinama karštomis dujomis tai labai plačiai naudojamas bet
vienas brangiausių džiovinimo metodų (Bruton et al 2009) būgninį džiovinimą (Grima et
al 2003 Prakash et al 1997) džiovinimą žemoje temperatūroje ndash šaltyje (taikant
liofilizaciją kuomet drėgmė pašalinama sublimacijos metu) (Grima et al 2003) ir tt
Liofilizacija yra gana brangus medžiagos džiovinimo būdas ypač jei medžiaga džiovinama
dideliais kiekiais tačiau nepaisant to didelis šio metodo privalumas yra tai kad iš
liofilizuotos medžiagos žymiai lengviau išekstrahuojami lipidai (Grima et al 2003) Visi
džiovinimo metodai išskyrus džiovinimą saulėje reikalauja nemažai energijos sąnaudų Šis
dumblių biomasės paruošimo etapas biodegalams gaminti gali sudaryti net iki 70 visų
žaliavos ruošimo išlaidų (Bruton et al 2009)
34 Žuvų auginimui naudojamos mikrodumblių rūšys
Nors sutinkama nepaprastai daug mikrodumblių rūšių tik nedidelis jų skaičius
auginamas dirbtinai akvakultūrų inkubatoriuose Tai lemia tam tikrų mikrodumblių rūšių
prieinamumas kultivavimo sudėtingumas fizinės ląstelių savybės jų sudėtis virškinamumas
toksinų ir dirgiklių buvimas biomasėje (Muller-Feuga et al 2003 (a) Muller-Feuga et al
2003 (b)) 32 lentelėje pateiktas nevisiškai išsamus paprastai akvakultūrose naudojamų
mikrodumblių rūšių sąrašas ir panaudojimo galimybės
20
32 lentelė Pagrindinių akvakultūrose naudojamų mikrodumblių grupės gentys ir rūšys bei
panaudojimo sritys
Grupė Gentis Rūšis Panaudojimo sritis
Cianobakterijos Arthrospira platensis Kombinuotų pašarų ingredientas
Chlorofita Tetraselmis suecica chui Dvigeldžiams moliuskams
Chlorella sp vulgaris
minutissima
virginica grossii
Plėšriųjų žuvų šėrimui
kombinuotų pašarų ingredientas
Dunaliella sp tertiolecta salina Kombinuotų pašarų ingredientas
Haematococcus pluvialis Kombinuotų pašarų ingredientas
Eustigmatophyceae
(Phyklum
Heterokontophyta)
Nanochloropsis sp oculata Plėšriųjų žuvų šėrimui bdquoŽaliasis
vanduoldquo (suspensija) pelėkinių
žuvų mailiui
Labyrinthulea
(Phyklum
Heterokonta)
Schizochytrium sp Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Ulkenia sp Gyvas maistas plėšriosioms žuvims
Bacillariophyta
(diatoms)
Chaetoceros calcitrans gracilis Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Skeletonema costatum Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Thalassiosira pseudonana Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Nitszchia sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Navicula sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Amphora sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Haptophyta Pavlova lutheri Dvigeldžiams moliuskams
Isochrysis galbana add galbana
bdquoTahitildquo
Dvigeldžiams moliuskams
bdquoŽaliasis vanduoldquo (suspensija)
pelėkinių žuvų mailiui
Dinophyta
(dinoflagellates)
Crypthecodinium cohnii Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Yra žinoma šių mikrodumblių rūšių biomasės sudėtis kuri gali būti keičiama
modifikuojant mikroorganizmus Paprastai žuvų pašaruose vyrauja ne viena kažkuri
mikrodumblių rūšis tačiau atitinkamai subalansuotos jų kompozicijos
35 Mikrodumblių biomasės sudėtis ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai galimybės
Mikrodumbliai savo sudėtyje turi vitaminų mineralų pigmentų nepakeičiamų riebalų
rūgščių todėl gali būti naudojami žuvų šėrimui Tyrinėjamos galimybės juos naudoti grynus
ar koncentratą taip pat analizuojamos galimybės mikrodumblius įterpti į pašarus žuvims
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
10
3 REZULTATAI
31 Mikrodumblių savybės ir auginimo sąlygos
Gamtoje yra tūkstančiai dumblių rūšių nuo mikroskopinių iki 60 m ilgio Juos galima
suskirstyti į mikrodumblius ir makrodumblius Jie paplitę visame Žemės rutulyje net Arkties
sniege aptinkama mikrodumblių nors dauguma jų gyvena vandenyje Dumbliai yra tipiniai
autotrofai (organizmai gaminantys sudėtingus organinius junginius iš paprastų molekulių
naudojant šviesą ar neorganinių junginių cheminių reakcijų energiją)
Palyginus su aukštesniais augalais mikrodumbliai gali užauginti dešimt kartų didesnį
biomasės kiekį Tokia pagaminta biomasė po vandens pašalinimo žinomais būdais verčiama
biodyzelinu bioetanoliu ar biodujomis Vienaląsčiai ir daugialąsčiai dumbliai vykdo
fotosintezę ypatingai efektyviai Iki 347 fotosintezei aktyvių spindulių tai maždaug
atitinka saulės šviesos regimos šviesos spektrą fitoplanktonas naudoja biomasei gaminti Be
to kiekviena populiacijos ląstelė fotosintezę vykdo vienodai tuo tarpu pas aukštesniuosius
augalus tik žaliosios lapų ląstelės bet ne šaknų ar kamienų ląstelės Gaunamas dešimteriopai
didesnis dumblių biomasės prieaugis palyginus su aukštesniaisiais augalais Mikrodumblių
biomasės kiekis per parą palankiomis sąlygomis gali padvigubėti (Chisti 2007 Hu et al
2008) o esant pakankamai maisto medžiagų eksponentinio augimo metu dumblių ląstelės gali
dalintis net kas 35 val (Chisti 2007)
Mikrodumbliai gali būti įvairiausių rūšių skirtingos sudėties vienaląsčiai ir
daugialąsčiai Nors jų augimą galima kontroliuoti daug lengviau nei makrodumblių mažas jų
dydis komplikuoja derliaus nuėmimą Kad dumbliai augtų jiems reikalingos gana paprastos
sąlygos šviesa anglies šaltinis vanduo maistinės medžiagos ir atitinkama temperatūra
Pastaruoju metu buvo sukurta nemažai skirtingų sistemų kurios aukščiau minėtas sąlygas
išpildo vis dėlto tai padaryti yra gana sudėtinga Viena svarbiausių sąlygų norint dumblius
auginti komerciniais tikslais yra didelio masto sistemos Jos gali būti atviros esančios
sausumoje ir jūroje bei uždaros labiau kontroliuojamos bet brangesnės
Dėl savo sudėties ir gebėjimo kaupti įvairias naudingas medžiagas dumbliai šiuo metu
naudojami daugelyje sričių Viena jų pašarų gamyba nes mikrodumblių biomasėje gausu
įvairių baltymų angliavandenių riebalų mineralų vitaminų karotinoidų polinesočiųjų
riebalų rūgščių (omega-3) pigmentų natūralių antioksidantų (Lorenz and Cysewski 2000)
bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų (Spolaore et al 2006 Brennan and Owende
2010)
11
Pagrindiniai dumblių auginimo privalumai yra šie jų auginimui nereikalingi žemės ūkio
paskirties plotai todėl nekyla konkurencija su žemės ūkio produktais didelis masės prieaugis
ploto vienetui gali augti bet kur net dideliu atstumu nuo vandens CO2 emisijos iš elektrinių
ir kitų potencialių stacionarių aplinkos oro taršos šaltinių gali būti produktyviai naudojamos
dumblių todėl šių pagalba sumažinamas neigiamas minėtų dujų poveikis aplinkai
Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių (Saacutenchez Miroacuten et al 2003 Posten
2009) Ši dumblių savybė sunaudoti CO2 ir jį paversti biomase fotosintezės metu gali
pasitarnauti šalinant anglies dvideginį iš pramonės objektų išlakų ir tuo būdu mažinant
šiltnamio efektą sukeliančių dujų patenkančių į atmosferą iš stacionarių taršos šaltinių
koncentraciją Mikrodumbliai gali būti panaudojami ir šalinant anglies dvideginį iš biodujų
kuriose įprastai jo būna apie 30
Nustatyta kad naudojant mikrodumblius metano koncentraciją biodujose galima
padidinti nuo 70 iki 85ndash90 (Kao et al 2012a) Tačiau anglies dioksido šalinimo
efektyvumas ir mikrodumblių tolerancija anglies dioksidui yra skirtinga Nustatyta kad
didžiausia biomasės išeiga gaunama kai anglies dvideginio koncentracija dujose tiekiamose į
bioreaktorius nėra didelė (Kodama et al 1993 Hanagata et al 1992 Nakano et al 1996
Sakai et al 1995) Tai susiję su pH sumažėjimu dumblių auginimo terpėje dėl to sulėtėja kai
kurių dumblių rūšių augimas (Pires et al 2012) Dumbliai anglies dioksidą fiksuoja esant
šviesos šaltiniui Todėl auginant mikrodumblius uždarose sistemose būtinas dirbtinis
apšvietimas Nustatyta kad efektyviausiai fotosintezę veikia mėlyna (420ndash450 nm) ir raudona
(660ndash700 nm) šviesa kurios optimalus srautas 200ndash400 micromolm2s ribose Esant aukštesnei
temperatūrai dumbliai gali absorbuoti didesnį šviesos srautą (Carvalho et al 2010)
Mikrodumblių augimui ir dauginimuisi svarbi ir temperatūra Optimali temperatūra
dumbliams yra 20ndash30 degC ribose (Zebib 2008) Daugelis dumblių gali augti iki 15 degC
temperatūroje tačiau esant 2ndash4 degC temperatūrai dumbliai gali žūti (Mata et al 2010) Esant
aukštesnei kaip 30 degC temperatūrai dumblių dauginimosi greitis yra mažesnis
Pagrindinės maisto medžiagos mikrodumblių augimui kartu su anglimi yra azotas ir
fosforas Azotas sudaro 7ndash10 dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra amoniakinis
(NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas (Oliver and Ganf 2000) Azoto kiekis dumblių auginimo
terpėse siekia 007-04 gl Fosforo kiekis svyruoja 0002ndash03 gl ribose (Richmond 2004)
Atsižvelgiant į tai kad azoto ir fosforo yra gausu įvairiose nuotekose ir atliekose (nuotekų
dumble mėšle ir t t) siūloma jas naudoti mikrodumblių auginimui Tačiau azoto ir fosforo
12
kiekis auginimo terpėje neturi būti per didelis Didesnės amonio jonų koncentracijos
dumbliams yra nuodingos (Borowitzka 1998) Svarbu ir tai kad naudodami mikrodumblius
iš nuotekų galime šalinti ir sunkiuosius metalus (Vilchez et al 1997) bei kai kuriuos toksinius
organinius aromatinius junginius (Semple et al 1999)
Įvairių rūšių mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau daugiau nei kelis
dešimtmečius ir naudojami pašarų gamybai kosmetikai farmacijos pramonei ir kt
Paprasčiausios atviros sistemos dumblių auginimui yra negilūs stacionarūs baseinai su
įtaisytomis maišyklėmis arba be jų (Borowitzka 1999) kurių dydis siekia nuo kelių kv metrų
iki 250 ha (31 pav) Anglies šaltinis dumbliams yra CO2
31 pav Maži baseinai Spirulina kultūrai Azijoje (kairėje) baseinai Dunaliella salina kultūrai (Cognis
Western Australia ) (Algae-based biofuels 2009)
Anglies dvideginis į vandenį patenka iš oro tai riboja augimo tempą ir sąlygoja
palyginti mažesnį derlių iš 1 ha ploto Kitas neigiamas poveikis ndash lėtas maistinių medžiagų
pasiskirstymas bei gyvų ir negyvų dumblių plūduriavimas ir sedimentacija tai riboja saulės
šviesos prieigą (Algae-based biofuels 2009 Newman 2009) Minėtą poveikį galima
sumažinti arba panaikinti auginant dumblius kitokios formos baseinuose konkrečiai
apvaliuose su mechaniniu maišymu arba taip vadinamuose ldquoracewayrdquo kanalų pavidalo
baseinuose kuriuose irklaračio dėka sukuriama vandens cirkuliacija kanalais Maišymas
pagerina CO2 prieigą Anglies dvideginio šaltiniu gali būti oras suslėgtas anglies divideginis
arba CO2 turinčios išmetamos dujos 1 t dumblių biomasės reikia maždaug apie 18 t anglies
dvideginio Jei CO2 šaltiniu naudojamas oras kuriame anglies dvideginis sudaro tik 00383
tai 1 t dumblių užauginti reikės apie 37000 m3
oro (Algae-based biofuels 2009) Dumbliai
tokiose sistemose yra jautrūs dumblių plėšrūnams parazitams bei kitoms rūšims kurios
labiau prisitaikiusios gyventi esamomis sąlygomis Tik ribotas rūšių kiekis gali dominuoti ir
išlikti atvirose sistemose
13
Dumbliai tokiose sistemose auginami nepertraukiamu būdu reguliariai pašalinant iš
sistemos dalį užaugintos biomasės ir papildant sistemą naujomis maisto medžiagomis
(Demirbas 2010) Atvirų dumblių auginimo sistemų privalumas ndash jos yra paprastos lengvai
įrengiamos aptarnaujamos nedidelės energijos sąnaudos eksploatacijos metu (Singh and
Sharma 2012)
Tokias problemas kaip temperatūra dujų apykaita tarprūšinė konkurencija galima
eliminuoti dumblius auginant uždarose sistemose (Ugwu et al 2008) Nustatyta kad dumblių
biomasės išeiga uždarose sistemose viršija išeigą gautą atvirose sistemose apie 300 (Pulz
and Schreibenbogen 1998)
Pasaulyje yra gaminami įvairių konstrukcijų uždari fotobioreaktoriai Tai vertikalios
horizontalios bei spiralinės vamzdelinės plokštelinės cilindro kupolo ar piramidės formos
sistemos Populiariausi yra vamzdeliniai bei plokšteliniai bioreaktoriai (32 ir 33 pav)
Uždaros sistemos dažnai įrengiamos dengiant atviras sistemas permatoma skaidria medžiaga
ar sudarant oranžerijas tačiau tai yra brangu dideliems plotams Kitas paprastas bet
nebrangus pavyzdys būtų polietileno krepšių rankovių taikymas
32 pav Uždarų dumblių auginimo sistemų pavyzdžiai ldquoBig Bagrdquo dumblių kultūra (BEAM)
stulpelinis burbulų reaktorius (Tredici in Wijffels 2007) stulpelinių burbulų reaktorių laukas
(Wijffels 2007)
Tokia sistema yra pakankamai jautri išorės poveikiui ir neilgaamžė todėl tai daro ją
netinkama naudoti lauko sąlygomis Šiek tiek pažangesnės sistemos su ilgesnio tarnavimo
laiko danga stiklu polietilenu ar polikarbonatu Tokie reaktoriai veikia nepertraukiamai
gerai kontroliuojami gaunama didesnė biomasės koncentracija be ypatingų sąlygų ir didesnių
išlaidų tonai derliaus Tokio tipo reaktoriaus pavyzdys ndash vertikalus vamzdelinis arba
vertikalus stulpelinis (koloninis) reaktorius
14
33 pav Vamzdelinių reaktorių sistema (Algae production)
Vamzdeliniai reaktoriai yra tinkami naudoti turint didelį apšviečiamą paviršių Jei
naudotume minėto tipo reaktorių sistemą t y vamzdelinius vertikalius reaktorius sustatytume
vieną šalia kito šie kaimyninius užstotų (mestų šešėlį) taip sumažindami saulės spinduliuotės
prieigą (32 pav stulpelinių burbulų reaktorių laukas) Ši problema eliminuojama naudojant
horizontalius vamzdelinius reaktorius (33 pav) Tačiau pašalinti šią problemą ne taip
paprasta kaip iš pirmo žvilgsnio atrodo Problemos sprendimas abiem atvejais yra jų atstumų
funkcija Pagrindinis vamzdelinių reaktorių trūkumas ndash prastas masės pernešimas Masės
pernešimo problema didėja (deguonies kiekis didėja augimo sąlygos toliau išilgai vamzdelio
prastėja) didėjant vamzdeliniam bioreaktoriui (Ugwu et al 2008)
34 pav Alveolinis plokštelinis fotobioreaktorius (Tredici and Materassi 1992)
15
Siekiant optimaliau išnaudoti saulės energiją buvo sukurti plokšti taip vadinami flat-
plate fotobioreaktoriai (34 ir 35 pav) Šiuose reaktoriuose ištirpusio deguonies susikaupimas
yra pakankamai žemas palyginti su horizontaliais vamzdeliniais reaktoriais Skelbiama kad
plokšti reaktoriai gali pasiekti gana aukštą fotosintetinį efektyvumą Minėti įrenginiai yra
labai tinkami dumblių auginimui tačiau ir jie turi keletą trūkumų Įvairių sistemų dumbliams
auginti privalumai ir trūkumai yra išdėstyti žemiau pateiktoje 31 lentelėje
35 pav Flat-Plate-Airlift fotobioreaktorius reaktoriaus sudėtinė dalis ir biomasės srautai
reaktoriuje (Subitec)
31 lentelė Sistemų dumblių auginimui palyginimas (Ugwu et al 2008)
Sistemos
dumbliams
auginti
Privalumai Trūkumai
Atviri baseinai Palyginti ekonomiški lengva valyti
po auginimo tinka masiniam
dumblių auginimui
Sunkiau kontroliuoti kultūrų sąlygas
sunkumai auginant dumblius ilgesnį
periodą nedidelis produktyvumas
užima daug vietos limituotos dumblių
rūšys kultūras lengva užkrėsti
Vertikalūs
stulpeliniai
reaktoriai
Didelis masės pernešimas geras
susimaišymas su nedideliu šlyties
įtempiu nedideli energijos poreikiai
geras potencialas įvairiam masteliui
Nedidelis apšvietimo paviršiaus plotas
jų konstrukcijos reikalauja reiklesnių
medžiagų šlyties įtempiai dumblių
16
lengva sterilizuoti gerai tinka
dumblių imobilizavimui sumažinta
fotoinhibicija ir fotooksidacija
kultūroms mažėja apšvietimo plotas
didėjant masteliui
Plokštiniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšviečiamo paviršiaus
plotas tinkami lauko kultūroms geri
dumblių imobilizacijai geras
biomasės produktyvumas palyginti
pigūs lengva valyti nedideli
deguonies kiekiai
Didesniems įrenginiams reikia daugiau
sekcijų ir atraminių medžiagų sunki
temperatūrinė kontrolė galimybė
atsirasti hidrodinaminiam stresui kai
kurioms dumblių rūšims atsiranda
apnašų ant sienų
Vamzdeliniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšvietimo paviršiaus plotas
tinkami lauko kultūroms
pakankamai geras biomasės
produktyvumas palyginti pigūs
pH gradientas ištirpęs deguonis ir
anglies dvideginis išilgai vamzdelio
atsiranda apnašų ant sienų reikia
nemažų plotų auginimui
Fotosintezei vykdyti gali būti naudojama ne tik natūrali bet ir dirbtinė šviesa Žemiau
pateiktame 36 pav pavaizduotas fotobioreaktorius apšviečiamas dirbtine šviesa ndash
fluorescencine lempa
36 pav Tipinis fotobioreaktorius su dirbtiniu apšvietimu (Ugwu et al 2008 Newman
2009)
Įrenginys sumontuotas su rotoriumi ir sparnuotės įrenginiu kultūrų sumaišymui Šio
tipo reaktorių galima modifikuoti apšvietimui naudojant tiek dirbtinę tiek natūralią šviesą
Taigi šis įrenginys veikia naudojant dirbtinę šviesą tuomet kai natūralios šviesos
intensyvumas sumažėja ndash kuomet stipriai debesuota ar nakties periodu Yra duomenų kad
galima sukaupti optines skaidulas padalyti saulės šviesą cilindrinio reaktoriaus viduje
Pagrindinis viduje apšviečiamo reaktoriaus privalumas būtų tai kad šilumos ir slėgio dėka
minimizuojamas užkrėtimas Be to apšvietimas būtų nepertraukiamas (tiek šviesiu tiek
Reaktoriaus siena
Fluorescencinė lempa
Rotorius Anga aeracijai
Sparnuotė
17
tamsiu paros metu) Vis dėlto dumblių auginimas lauko sąlygomis naudojant minėto tipo
reaktorius reikalautų šiek tiek techninių pastangų
32 Mikrodumblių biomasės koncentravimas
Užaugintos mikrodumblių biomasės paruošimas apima kelis etapus biomasės
sukoncentravimą apdorojimą aliejaus ekstrakciją Biomasę sukoncentruoti galima įvairiais
metodais įskaitant mechaninius cheminius bei biologinius būdus sedimentaciją
centrifugavimą filtraciją (įskaitant ultrafiltraciją) flokuliaciją bei flotaciją ultragarsinę bei
magnetinę separaciją (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010 Carlsson et al 2007
Chen et al 2011 Wu et al 2012 Bilad et al 2012 Xu et al 2008) bei elektroforezę
(Christenson and Sims 2011) Universalaus metodo minėtam tikslui pasiekti nėra paprastai iš
daugelio jis pasirenkamas priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jų dydžio (mikrodumblių
dydis 3ndash30 microm) ląstelių tankio taip pat atsižvelgiant į metodo ekonomiškumą Sąlyginai
nedidelė dumblių koncentracija (05ndash5 kg m-3
auginimo terpės (Greenwell et al 2010 Grima
et al 2003)) ir jų dydis apsunkina ir pabrangina (sukoncentravimas sudaro apie 20ndash30 visų
biomasės apdorojimo išlaidų sumos (Grima et al 2003)) biomasės sukoncentravimo procesą
Techniškai pats paprasčiausias ir pigiausias mechaninis būdas sukoncentruoti
dumblius yra jų biomasės nusodinimas Pramoniniais tikslais auginami dumbliai nusodinami
nusodinimo baseinuose taip jų masė sukoncentruojama 85ndash95 (sausų medžiagų masė
sudaro apie 3 ) nusodinimo baseinų dugne Šis būdas gana pigus tačiau nepatrauklus tuo
kad reikalingas papildomas plotas nusodinimo baseinui įrengti Be to pats nusodinimo
procesas vyksta gana lėtai todėl jo metu esant aukštesnei aplinkos temperatūrai nusodinama
biomasė gali pradėti gesti (Greenwell et al 2010) Nusodinimo ir filtracijos procesus
paspartinti gali flokuliantų ar koaguliantų naudojimas susidarant dumblių ląstelių
aglomeratams Atlikta eilė tyrimų siekiant surasti optimalius flokuliantus ir koaguliantus
Dažniausiai tam tikslui naudojamos neorganinės geležies ar aliuminio druskos FeCl3
Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3 (Grima et al 2003) Elektrolitų efektyvumą sužadinti koaguliaciją
nusako kritinė koagulianto koncentracija arba kitaip tariant koagulianto koncentracija
reikalinga greitai sukelti koaguliaciją Metalo jonų koaguliacinis efektyvumas didėja didėjant
jono krūviui Poligeležies sulfatas Fe2(OH)n(SO4)3-n2]m yra bene efektyviausias lyginant šį su
tradiciniais nepolimerizuotais metalo druskų flokuliantais (Grima et al 2003) Flokulėms
sudaryti yra naudojami ir polimerai Ignacio de Godos ir bendratyrėjai nustatė kad naudojant
flokuliantus Drewfloc 447 Flocudex CS5000 Flocusol CM78 Chemifloc CV300 ir
18
chitozaną keletui dumblių rūšių biomasės sukoncentravimo efektyvumas 66ndash98
pasiekiamas su 5ndash6 kartus mažesne koncentracija nei naudojant FeCl3 ir Fe2(SO4)3 (De Godos
et al 2011) Be to tų pačių atliktų tyrimų duomenimis vienaląsčių ir kolonijinių dumblių
biomasės sukoncentravimo efektyvumai labai panašūs
Paprastas ir greitas būdas sukoncentruoti dumblių ląsteles yra magnetinė separacija
naudojant Fe3O4 nanomagnetines daleles Minėtos magnetinės dalelės buvo pritaikytos
mikrodumblių Botryococcus braunii ir Chlorella ellipsoidea sukoncentravimui Pridėjus
Fe3O4 į dumblių suspensiją dumblių ląstelės jas adsorbuoja o dumblių sukoncentravimas
vyksta dėl veikiančio išorinio magnetinio lauko Pasak tyrėjų taikant šį metodą pasiekiamas
didesnis nei 98 sukoncentravimo efektyvumas Be to tai laiką ir energiją tausojantis
dumblių biomasės sukoncentravimo būdas (Xu et al 2011)
Siekiant nenaudoti jokių cheminių medžiagų kiti galimi dumblių biomasės
sukoncentravimo būdai yra flotacija centrifugavimas filtracija bei elektroforezė Flotacija
atliekama naudojant suspaustą orą tiksliau disperguotus arba ištirpusio oro mikroburbuliukus
nukreipiamus į auginimo terpės dugną prie kurių prilipusios dumblių ląstelės susikaupia
flotuojamos terpės paviršiuje Siekiant suintensyvinti flotacijos procesą kartu su disperguotu
oru gali būti naudojami ir flokuliantai (Chen et al 2011) Kai kurios dumblių rūšys sugeba
natūraliai floatuoti terpės paviršiuje Šis procesas vyksta dėl fotosintezės metu gaminamo
deguonies kuris burbuliukų pavidalu kyla į terpės paviršių (Bruton et al 2009) Kitas būdas
dumblių biomasei sukoncentruoti yra filtracija Galima slėginė vakuuminė ir rotacinė
filtracija Ji labiau tinkama dumblių rūšims kurios pasižymi didesnėmis dumblių ląstelėmis
(gt70 microm) tokioms kaip Coelastrum ir Spirulina ir netinkamas Scenedesmus Dunaliella
Chlorella (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010) Minėtus dumblius galima
sukoncentruoti naudojant membraninę mikrofiltraciją bei ultrafiltraciją (Mata et al 2010)
Esminis filtracijos trūkumas yra tai kad ant filtro nusėdanti dumblių biomasė laikui bėgant
užkemša filtro poras tai apsunkina ir sulėtina patį procesą tuo pačiu padidinamos ir
energijos sąnaudos Be to membranų keitimas ir siurblių darbas ženkliai didina
eksploatacines išlaidas todėl šis metodas labiau taikytinas nedideliems tūriams filtruoti (lt 2
m3p
-1) didesniems tūriams labiau tiktų centrifugavimas (Grima et al 2003)
Centrifugavimas ndash tai gana dažnai naudojamas greitas gana efektyvus būdas
(sukoncentruojama gt95 ) sukoncentruoti biomasę Centrifugavimas yra pripažintas bene
geriausiu metodu sukoncentruoti smulkių vos kelių mikrometrų dydžio dumblių biomasę
(Grima et al 2003) Gaunama geros konsistencijos (tiršta) sukoncentruota biomasė tačiau šis
19
būdas reikalauja nemažai energetinių išlaidų ir techninės priežiūros dėl judančių detalių
(Brennan and Owende 2010 Grima et al 2003 Sim et al 1988)
33 Mikrodumblių biomasės džiovinimas
Sukoncentruota dumblių biomasė kurioje yra nuo 5 iki 20 ir daugiau sausų
medžiagų prieš atliekant ekstrahavimą turi būti džiovinama (iki 92 ir daugiau SM) nes
lipidų ekstrakcija iš sausos biomasės yra žymiai efektyvesnė už ekstrakciją iš drėgnos
medžiagos (Grima et al 2003 Zhu et al 2002) Džiovinimo procesas neturėtų būti atidėtas
ilgesniam laikui ypatingai karšto klimato šalyse (Brennan and Owende 2010 Grima et al
2003) Džiovinimas gali būti vykdomas įvairiais būdais (įskaitant ir džiovinimą saulėje) ir
gana plačiame temperatūrų diapazone Džiovinimas saulėje nors yra paprastas bei pigus deja
turi nemažai trūkumų jis ganėtinai ilgas tokiam biomasės džiovinimui reikalingi nemaži
plotai klimatinės sąlygos ir t t Kiti būdai apima žemo slėgio pakopinį džiovinimą (Prakash
et al 1997) išpurškiamąjį džiovinimą (Grima et al 2003 Prakash et al 1997) (džiovinama
medžiaga išpurškiama ir džiovinama karštomis dujomis tai labai plačiai naudojamas bet
vienas brangiausių džiovinimo metodų (Bruton et al 2009) būgninį džiovinimą (Grima et
al 2003 Prakash et al 1997) džiovinimą žemoje temperatūroje ndash šaltyje (taikant
liofilizaciją kuomet drėgmė pašalinama sublimacijos metu) (Grima et al 2003) ir tt
Liofilizacija yra gana brangus medžiagos džiovinimo būdas ypač jei medžiaga džiovinama
dideliais kiekiais tačiau nepaisant to didelis šio metodo privalumas yra tai kad iš
liofilizuotos medžiagos žymiai lengviau išekstrahuojami lipidai (Grima et al 2003) Visi
džiovinimo metodai išskyrus džiovinimą saulėje reikalauja nemažai energijos sąnaudų Šis
dumblių biomasės paruošimo etapas biodegalams gaminti gali sudaryti net iki 70 visų
žaliavos ruošimo išlaidų (Bruton et al 2009)
34 Žuvų auginimui naudojamos mikrodumblių rūšys
Nors sutinkama nepaprastai daug mikrodumblių rūšių tik nedidelis jų skaičius
auginamas dirbtinai akvakultūrų inkubatoriuose Tai lemia tam tikrų mikrodumblių rūšių
prieinamumas kultivavimo sudėtingumas fizinės ląstelių savybės jų sudėtis virškinamumas
toksinų ir dirgiklių buvimas biomasėje (Muller-Feuga et al 2003 (a) Muller-Feuga et al
2003 (b)) 32 lentelėje pateiktas nevisiškai išsamus paprastai akvakultūrose naudojamų
mikrodumblių rūšių sąrašas ir panaudojimo galimybės
20
32 lentelė Pagrindinių akvakultūrose naudojamų mikrodumblių grupės gentys ir rūšys bei
panaudojimo sritys
Grupė Gentis Rūšis Panaudojimo sritis
Cianobakterijos Arthrospira platensis Kombinuotų pašarų ingredientas
Chlorofita Tetraselmis suecica chui Dvigeldžiams moliuskams
Chlorella sp vulgaris
minutissima
virginica grossii
Plėšriųjų žuvų šėrimui
kombinuotų pašarų ingredientas
Dunaliella sp tertiolecta salina Kombinuotų pašarų ingredientas
Haematococcus pluvialis Kombinuotų pašarų ingredientas
Eustigmatophyceae
(Phyklum
Heterokontophyta)
Nanochloropsis sp oculata Plėšriųjų žuvų šėrimui bdquoŽaliasis
vanduoldquo (suspensija) pelėkinių
žuvų mailiui
Labyrinthulea
(Phyklum
Heterokonta)
Schizochytrium sp Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Ulkenia sp Gyvas maistas plėšriosioms žuvims
Bacillariophyta
(diatoms)
Chaetoceros calcitrans gracilis Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Skeletonema costatum Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Thalassiosira pseudonana Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Nitszchia sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Navicula sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Amphora sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Haptophyta Pavlova lutheri Dvigeldžiams moliuskams
Isochrysis galbana add galbana
bdquoTahitildquo
Dvigeldžiams moliuskams
bdquoŽaliasis vanduoldquo (suspensija)
pelėkinių žuvų mailiui
Dinophyta
(dinoflagellates)
Crypthecodinium cohnii Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Yra žinoma šių mikrodumblių rūšių biomasės sudėtis kuri gali būti keičiama
modifikuojant mikroorganizmus Paprastai žuvų pašaruose vyrauja ne viena kažkuri
mikrodumblių rūšis tačiau atitinkamai subalansuotos jų kompozicijos
35 Mikrodumblių biomasės sudėtis ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai galimybės
Mikrodumbliai savo sudėtyje turi vitaminų mineralų pigmentų nepakeičiamų riebalų
rūgščių todėl gali būti naudojami žuvų šėrimui Tyrinėjamos galimybės juos naudoti grynus
ar koncentratą taip pat analizuojamos galimybės mikrodumblius įterpti į pašarus žuvims
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
11
Pagrindiniai dumblių auginimo privalumai yra šie jų auginimui nereikalingi žemės ūkio
paskirties plotai todėl nekyla konkurencija su žemės ūkio produktais didelis masės prieaugis
ploto vienetui gali augti bet kur net dideliu atstumu nuo vandens CO2 emisijos iš elektrinių
ir kitų potencialių stacionarių aplinkos oro taršos šaltinių gali būti produktyviai naudojamos
dumblių todėl šių pagalba sumažinamas neigiamas minėtų dujų poveikis aplinkai
Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių (Saacutenchez Miroacuten et al 2003 Posten
2009) Ši dumblių savybė sunaudoti CO2 ir jį paversti biomase fotosintezės metu gali
pasitarnauti šalinant anglies dvideginį iš pramonės objektų išlakų ir tuo būdu mažinant
šiltnamio efektą sukeliančių dujų patenkančių į atmosferą iš stacionarių taršos šaltinių
koncentraciją Mikrodumbliai gali būti panaudojami ir šalinant anglies dvideginį iš biodujų
kuriose įprastai jo būna apie 30
Nustatyta kad naudojant mikrodumblius metano koncentraciją biodujose galima
padidinti nuo 70 iki 85ndash90 (Kao et al 2012a) Tačiau anglies dioksido šalinimo
efektyvumas ir mikrodumblių tolerancija anglies dioksidui yra skirtinga Nustatyta kad
didžiausia biomasės išeiga gaunama kai anglies dvideginio koncentracija dujose tiekiamose į
bioreaktorius nėra didelė (Kodama et al 1993 Hanagata et al 1992 Nakano et al 1996
Sakai et al 1995) Tai susiję su pH sumažėjimu dumblių auginimo terpėje dėl to sulėtėja kai
kurių dumblių rūšių augimas (Pires et al 2012) Dumbliai anglies dioksidą fiksuoja esant
šviesos šaltiniui Todėl auginant mikrodumblius uždarose sistemose būtinas dirbtinis
apšvietimas Nustatyta kad efektyviausiai fotosintezę veikia mėlyna (420ndash450 nm) ir raudona
(660ndash700 nm) šviesa kurios optimalus srautas 200ndash400 micromolm2s ribose Esant aukštesnei
temperatūrai dumbliai gali absorbuoti didesnį šviesos srautą (Carvalho et al 2010)
Mikrodumblių augimui ir dauginimuisi svarbi ir temperatūra Optimali temperatūra
dumbliams yra 20ndash30 degC ribose (Zebib 2008) Daugelis dumblių gali augti iki 15 degC
temperatūroje tačiau esant 2ndash4 degC temperatūrai dumbliai gali žūti (Mata et al 2010) Esant
aukštesnei kaip 30 degC temperatūrai dumblių dauginimosi greitis yra mažesnis
Pagrindinės maisto medžiagos mikrodumblių augimui kartu su anglimi yra azotas ir
fosforas Azotas sudaro 7ndash10 dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra amoniakinis
(NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas (Oliver and Ganf 2000) Azoto kiekis dumblių auginimo
terpėse siekia 007-04 gl Fosforo kiekis svyruoja 0002ndash03 gl ribose (Richmond 2004)
Atsižvelgiant į tai kad azoto ir fosforo yra gausu įvairiose nuotekose ir atliekose (nuotekų
dumble mėšle ir t t) siūloma jas naudoti mikrodumblių auginimui Tačiau azoto ir fosforo
12
kiekis auginimo terpėje neturi būti per didelis Didesnės amonio jonų koncentracijos
dumbliams yra nuodingos (Borowitzka 1998) Svarbu ir tai kad naudodami mikrodumblius
iš nuotekų galime šalinti ir sunkiuosius metalus (Vilchez et al 1997) bei kai kuriuos toksinius
organinius aromatinius junginius (Semple et al 1999)
Įvairių rūšių mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau daugiau nei kelis
dešimtmečius ir naudojami pašarų gamybai kosmetikai farmacijos pramonei ir kt
Paprasčiausios atviros sistemos dumblių auginimui yra negilūs stacionarūs baseinai su
įtaisytomis maišyklėmis arba be jų (Borowitzka 1999) kurių dydis siekia nuo kelių kv metrų
iki 250 ha (31 pav) Anglies šaltinis dumbliams yra CO2
31 pav Maži baseinai Spirulina kultūrai Azijoje (kairėje) baseinai Dunaliella salina kultūrai (Cognis
Western Australia ) (Algae-based biofuels 2009)
Anglies dvideginis į vandenį patenka iš oro tai riboja augimo tempą ir sąlygoja
palyginti mažesnį derlių iš 1 ha ploto Kitas neigiamas poveikis ndash lėtas maistinių medžiagų
pasiskirstymas bei gyvų ir negyvų dumblių plūduriavimas ir sedimentacija tai riboja saulės
šviesos prieigą (Algae-based biofuels 2009 Newman 2009) Minėtą poveikį galima
sumažinti arba panaikinti auginant dumblius kitokios formos baseinuose konkrečiai
apvaliuose su mechaniniu maišymu arba taip vadinamuose ldquoracewayrdquo kanalų pavidalo
baseinuose kuriuose irklaračio dėka sukuriama vandens cirkuliacija kanalais Maišymas
pagerina CO2 prieigą Anglies dvideginio šaltiniu gali būti oras suslėgtas anglies divideginis
arba CO2 turinčios išmetamos dujos 1 t dumblių biomasės reikia maždaug apie 18 t anglies
dvideginio Jei CO2 šaltiniu naudojamas oras kuriame anglies dvideginis sudaro tik 00383
tai 1 t dumblių užauginti reikės apie 37000 m3
oro (Algae-based biofuels 2009) Dumbliai
tokiose sistemose yra jautrūs dumblių plėšrūnams parazitams bei kitoms rūšims kurios
labiau prisitaikiusios gyventi esamomis sąlygomis Tik ribotas rūšių kiekis gali dominuoti ir
išlikti atvirose sistemose
13
Dumbliai tokiose sistemose auginami nepertraukiamu būdu reguliariai pašalinant iš
sistemos dalį užaugintos biomasės ir papildant sistemą naujomis maisto medžiagomis
(Demirbas 2010) Atvirų dumblių auginimo sistemų privalumas ndash jos yra paprastos lengvai
įrengiamos aptarnaujamos nedidelės energijos sąnaudos eksploatacijos metu (Singh and
Sharma 2012)
Tokias problemas kaip temperatūra dujų apykaita tarprūšinė konkurencija galima
eliminuoti dumblius auginant uždarose sistemose (Ugwu et al 2008) Nustatyta kad dumblių
biomasės išeiga uždarose sistemose viršija išeigą gautą atvirose sistemose apie 300 (Pulz
and Schreibenbogen 1998)
Pasaulyje yra gaminami įvairių konstrukcijų uždari fotobioreaktoriai Tai vertikalios
horizontalios bei spiralinės vamzdelinės plokštelinės cilindro kupolo ar piramidės formos
sistemos Populiariausi yra vamzdeliniai bei plokšteliniai bioreaktoriai (32 ir 33 pav)
Uždaros sistemos dažnai įrengiamos dengiant atviras sistemas permatoma skaidria medžiaga
ar sudarant oranžerijas tačiau tai yra brangu dideliems plotams Kitas paprastas bet
nebrangus pavyzdys būtų polietileno krepšių rankovių taikymas
32 pav Uždarų dumblių auginimo sistemų pavyzdžiai ldquoBig Bagrdquo dumblių kultūra (BEAM)
stulpelinis burbulų reaktorius (Tredici in Wijffels 2007) stulpelinių burbulų reaktorių laukas
(Wijffels 2007)
Tokia sistema yra pakankamai jautri išorės poveikiui ir neilgaamžė todėl tai daro ją
netinkama naudoti lauko sąlygomis Šiek tiek pažangesnės sistemos su ilgesnio tarnavimo
laiko danga stiklu polietilenu ar polikarbonatu Tokie reaktoriai veikia nepertraukiamai
gerai kontroliuojami gaunama didesnė biomasės koncentracija be ypatingų sąlygų ir didesnių
išlaidų tonai derliaus Tokio tipo reaktoriaus pavyzdys ndash vertikalus vamzdelinis arba
vertikalus stulpelinis (koloninis) reaktorius
14
33 pav Vamzdelinių reaktorių sistema (Algae production)
Vamzdeliniai reaktoriai yra tinkami naudoti turint didelį apšviečiamą paviršių Jei
naudotume minėto tipo reaktorių sistemą t y vamzdelinius vertikalius reaktorius sustatytume
vieną šalia kito šie kaimyninius užstotų (mestų šešėlį) taip sumažindami saulės spinduliuotės
prieigą (32 pav stulpelinių burbulų reaktorių laukas) Ši problema eliminuojama naudojant
horizontalius vamzdelinius reaktorius (33 pav) Tačiau pašalinti šią problemą ne taip
paprasta kaip iš pirmo žvilgsnio atrodo Problemos sprendimas abiem atvejais yra jų atstumų
funkcija Pagrindinis vamzdelinių reaktorių trūkumas ndash prastas masės pernešimas Masės
pernešimo problema didėja (deguonies kiekis didėja augimo sąlygos toliau išilgai vamzdelio
prastėja) didėjant vamzdeliniam bioreaktoriui (Ugwu et al 2008)
34 pav Alveolinis plokštelinis fotobioreaktorius (Tredici and Materassi 1992)
15
Siekiant optimaliau išnaudoti saulės energiją buvo sukurti plokšti taip vadinami flat-
plate fotobioreaktoriai (34 ir 35 pav) Šiuose reaktoriuose ištirpusio deguonies susikaupimas
yra pakankamai žemas palyginti su horizontaliais vamzdeliniais reaktoriais Skelbiama kad
plokšti reaktoriai gali pasiekti gana aukštą fotosintetinį efektyvumą Minėti įrenginiai yra
labai tinkami dumblių auginimui tačiau ir jie turi keletą trūkumų Įvairių sistemų dumbliams
auginti privalumai ir trūkumai yra išdėstyti žemiau pateiktoje 31 lentelėje
35 pav Flat-Plate-Airlift fotobioreaktorius reaktoriaus sudėtinė dalis ir biomasės srautai
reaktoriuje (Subitec)
31 lentelė Sistemų dumblių auginimui palyginimas (Ugwu et al 2008)
Sistemos
dumbliams
auginti
Privalumai Trūkumai
Atviri baseinai Palyginti ekonomiški lengva valyti
po auginimo tinka masiniam
dumblių auginimui
Sunkiau kontroliuoti kultūrų sąlygas
sunkumai auginant dumblius ilgesnį
periodą nedidelis produktyvumas
užima daug vietos limituotos dumblių
rūšys kultūras lengva užkrėsti
Vertikalūs
stulpeliniai
reaktoriai
Didelis masės pernešimas geras
susimaišymas su nedideliu šlyties
įtempiu nedideli energijos poreikiai
geras potencialas įvairiam masteliui
Nedidelis apšvietimo paviršiaus plotas
jų konstrukcijos reikalauja reiklesnių
medžiagų šlyties įtempiai dumblių
16
lengva sterilizuoti gerai tinka
dumblių imobilizavimui sumažinta
fotoinhibicija ir fotooksidacija
kultūroms mažėja apšvietimo plotas
didėjant masteliui
Plokštiniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšviečiamo paviršiaus
plotas tinkami lauko kultūroms geri
dumblių imobilizacijai geras
biomasės produktyvumas palyginti
pigūs lengva valyti nedideli
deguonies kiekiai
Didesniems įrenginiams reikia daugiau
sekcijų ir atraminių medžiagų sunki
temperatūrinė kontrolė galimybė
atsirasti hidrodinaminiam stresui kai
kurioms dumblių rūšims atsiranda
apnašų ant sienų
Vamzdeliniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšvietimo paviršiaus plotas
tinkami lauko kultūroms
pakankamai geras biomasės
produktyvumas palyginti pigūs
pH gradientas ištirpęs deguonis ir
anglies dvideginis išilgai vamzdelio
atsiranda apnašų ant sienų reikia
nemažų plotų auginimui
Fotosintezei vykdyti gali būti naudojama ne tik natūrali bet ir dirbtinė šviesa Žemiau
pateiktame 36 pav pavaizduotas fotobioreaktorius apšviečiamas dirbtine šviesa ndash
fluorescencine lempa
36 pav Tipinis fotobioreaktorius su dirbtiniu apšvietimu (Ugwu et al 2008 Newman
2009)
Įrenginys sumontuotas su rotoriumi ir sparnuotės įrenginiu kultūrų sumaišymui Šio
tipo reaktorių galima modifikuoti apšvietimui naudojant tiek dirbtinę tiek natūralią šviesą
Taigi šis įrenginys veikia naudojant dirbtinę šviesą tuomet kai natūralios šviesos
intensyvumas sumažėja ndash kuomet stipriai debesuota ar nakties periodu Yra duomenų kad
galima sukaupti optines skaidulas padalyti saulės šviesą cilindrinio reaktoriaus viduje
Pagrindinis viduje apšviečiamo reaktoriaus privalumas būtų tai kad šilumos ir slėgio dėka
minimizuojamas užkrėtimas Be to apšvietimas būtų nepertraukiamas (tiek šviesiu tiek
Reaktoriaus siena
Fluorescencinė lempa
Rotorius Anga aeracijai
Sparnuotė
17
tamsiu paros metu) Vis dėlto dumblių auginimas lauko sąlygomis naudojant minėto tipo
reaktorius reikalautų šiek tiek techninių pastangų
32 Mikrodumblių biomasės koncentravimas
Užaugintos mikrodumblių biomasės paruošimas apima kelis etapus biomasės
sukoncentravimą apdorojimą aliejaus ekstrakciją Biomasę sukoncentruoti galima įvairiais
metodais įskaitant mechaninius cheminius bei biologinius būdus sedimentaciją
centrifugavimą filtraciją (įskaitant ultrafiltraciją) flokuliaciją bei flotaciją ultragarsinę bei
magnetinę separaciją (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010 Carlsson et al 2007
Chen et al 2011 Wu et al 2012 Bilad et al 2012 Xu et al 2008) bei elektroforezę
(Christenson and Sims 2011) Universalaus metodo minėtam tikslui pasiekti nėra paprastai iš
daugelio jis pasirenkamas priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jų dydžio (mikrodumblių
dydis 3ndash30 microm) ląstelių tankio taip pat atsižvelgiant į metodo ekonomiškumą Sąlyginai
nedidelė dumblių koncentracija (05ndash5 kg m-3
auginimo terpės (Greenwell et al 2010 Grima
et al 2003)) ir jų dydis apsunkina ir pabrangina (sukoncentravimas sudaro apie 20ndash30 visų
biomasės apdorojimo išlaidų sumos (Grima et al 2003)) biomasės sukoncentravimo procesą
Techniškai pats paprasčiausias ir pigiausias mechaninis būdas sukoncentruoti
dumblius yra jų biomasės nusodinimas Pramoniniais tikslais auginami dumbliai nusodinami
nusodinimo baseinuose taip jų masė sukoncentruojama 85ndash95 (sausų medžiagų masė
sudaro apie 3 ) nusodinimo baseinų dugne Šis būdas gana pigus tačiau nepatrauklus tuo
kad reikalingas papildomas plotas nusodinimo baseinui įrengti Be to pats nusodinimo
procesas vyksta gana lėtai todėl jo metu esant aukštesnei aplinkos temperatūrai nusodinama
biomasė gali pradėti gesti (Greenwell et al 2010) Nusodinimo ir filtracijos procesus
paspartinti gali flokuliantų ar koaguliantų naudojimas susidarant dumblių ląstelių
aglomeratams Atlikta eilė tyrimų siekiant surasti optimalius flokuliantus ir koaguliantus
Dažniausiai tam tikslui naudojamos neorganinės geležies ar aliuminio druskos FeCl3
Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3 (Grima et al 2003) Elektrolitų efektyvumą sužadinti koaguliaciją
nusako kritinė koagulianto koncentracija arba kitaip tariant koagulianto koncentracija
reikalinga greitai sukelti koaguliaciją Metalo jonų koaguliacinis efektyvumas didėja didėjant
jono krūviui Poligeležies sulfatas Fe2(OH)n(SO4)3-n2]m yra bene efektyviausias lyginant šį su
tradiciniais nepolimerizuotais metalo druskų flokuliantais (Grima et al 2003) Flokulėms
sudaryti yra naudojami ir polimerai Ignacio de Godos ir bendratyrėjai nustatė kad naudojant
flokuliantus Drewfloc 447 Flocudex CS5000 Flocusol CM78 Chemifloc CV300 ir
18
chitozaną keletui dumblių rūšių biomasės sukoncentravimo efektyvumas 66ndash98
pasiekiamas su 5ndash6 kartus mažesne koncentracija nei naudojant FeCl3 ir Fe2(SO4)3 (De Godos
et al 2011) Be to tų pačių atliktų tyrimų duomenimis vienaląsčių ir kolonijinių dumblių
biomasės sukoncentravimo efektyvumai labai panašūs
Paprastas ir greitas būdas sukoncentruoti dumblių ląsteles yra magnetinė separacija
naudojant Fe3O4 nanomagnetines daleles Minėtos magnetinės dalelės buvo pritaikytos
mikrodumblių Botryococcus braunii ir Chlorella ellipsoidea sukoncentravimui Pridėjus
Fe3O4 į dumblių suspensiją dumblių ląstelės jas adsorbuoja o dumblių sukoncentravimas
vyksta dėl veikiančio išorinio magnetinio lauko Pasak tyrėjų taikant šį metodą pasiekiamas
didesnis nei 98 sukoncentravimo efektyvumas Be to tai laiką ir energiją tausojantis
dumblių biomasės sukoncentravimo būdas (Xu et al 2011)
Siekiant nenaudoti jokių cheminių medžiagų kiti galimi dumblių biomasės
sukoncentravimo būdai yra flotacija centrifugavimas filtracija bei elektroforezė Flotacija
atliekama naudojant suspaustą orą tiksliau disperguotus arba ištirpusio oro mikroburbuliukus
nukreipiamus į auginimo terpės dugną prie kurių prilipusios dumblių ląstelės susikaupia
flotuojamos terpės paviršiuje Siekiant suintensyvinti flotacijos procesą kartu su disperguotu
oru gali būti naudojami ir flokuliantai (Chen et al 2011) Kai kurios dumblių rūšys sugeba
natūraliai floatuoti terpės paviršiuje Šis procesas vyksta dėl fotosintezės metu gaminamo
deguonies kuris burbuliukų pavidalu kyla į terpės paviršių (Bruton et al 2009) Kitas būdas
dumblių biomasei sukoncentruoti yra filtracija Galima slėginė vakuuminė ir rotacinė
filtracija Ji labiau tinkama dumblių rūšims kurios pasižymi didesnėmis dumblių ląstelėmis
(gt70 microm) tokioms kaip Coelastrum ir Spirulina ir netinkamas Scenedesmus Dunaliella
Chlorella (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010) Minėtus dumblius galima
sukoncentruoti naudojant membraninę mikrofiltraciją bei ultrafiltraciją (Mata et al 2010)
Esminis filtracijos trūkumas yra tai kad ant filtro nusėdanti dumblių biomasė laikui bėgant
užkemša filtro poras tai apsunkina ir sulėtina patį procesą tuo pačiu padidinamos ir
energijos sąnaudos Be to membranų keitimas ir siurblių darbas ženkliai didina
eksploatacines išlaidas todėl šis metodas labiau taikytinas nedideliems tūriams filtruoti (lt 2
m3p
-1) didesniems tūriams labiau tiktų centrifugavimas (Grima et al 2003)
Centrifugavimas ndash tai gana dažnai naudojamas greitas gana efektyvus būdas
(sukoncentruojama gt95 ) sukoncentruoti biomasę Centrifugavimas yra pripažintas bene
geriausiu metodu sukoncentruoti smulkių vos kelių mikrometrų dydžio dumblių biomasę
(Grima et al 2003) Gaunama geros konsistencijos (tiršta) sukoncentruota biomasė tačiau šis
19
būdas reikalauja nemažai energetinių išlaidų ir techninės priežiūros dėl judančių detalių
(Brennan and Owende 2010 Grima et al 2003 Sim et al 1988)
33 Mikrodumblių biomasės džiovinimas
Sukoncentruota dumblių biomasė kurioje yra nuo 5 iki 20 ir daugiau sausų
medžiagų prieš atliekant ekstrahavimą turi būti džiovinama (iki 92 ir daugiau SM) nes
lipidų ekstrakcija iš sausos biomasės yra žymiai efektyvesnė už ekstrakciją iš drėgnos
medžiagos (Grima et al 2003 Zhu et al 2002) Džiovinimo procesas neturėtų būti atidėtas
ilgesniam laikui ypatingai karšto klimato šalyse (Brennan and Owende 2010 Grima et al
2003) Džiovinimas gali būti vykdomas įvairiais būdais (įskaitant ir džiovinimą saulėje) ir
gana plačiame temperatūrų diapazone Džiovinimas saulėje nors yra paprastas bei pigus deja
turi nemažai trūkumų jis ganėtinai ilgas tokiam biomasės džiovinimui reikalingi nemaži
plotai klimatinės sąlygos ir t t Kiti būdai apima žemo slėgio pakopinį džiovinimą (Prakash
et al 1997) išpurškiamąjį džiovinimą (Grima et al 2003 Prakash et al 1997) (džiovinama
medžiaga išpurškiama ir džiovinama karštomis dujomis tai labai plačiai naudojamas bet
vienas brangiausių džiovinimo metodų (Bruton et al 2009) būgninį džiovinimą (Grima et
al 2003 Prakash et al 1997) džiovinimą žemoje temperatūroje ndash šaltyje (taikant
liofilizaciją kuomet drėgmė pašalinama sublimacijos metu) (Grima et al 2003) ir tt
Liofilizacija yra gana brangus medžiagos džiovinimo būdas ypač jei medžiaga džiovinama
dideliais kiekiais tačiau nepaisant to didelis šio metodo privalumas yra tai kad iš
liofilizuotos medžiagos žymiai lengviau išekstrahuojami lipidai (Grima et al 2003) Visi
džiovinimo metodai išskyrus džiovinimą saulėje reikalauja nemažai energijos sąnaudų Šis
dumblių biomasės paruošimo etapas biodegalams gaminti gali sudaryti net iki 70 visų
žaliavos ruošimo išlaidų (Bruton et al 2009)
34 Žuvų auginimui naudojamos mikrodumblių rūšys
Nors sutinkama nepaprastai daug mikrodumblių rūšių tik nedidelis jų skaičius
auginamas dirbtinai akvakultūrų inkubatoriuose Tai lemia tam tikrų mikrodumblių rūšių
prieinamumas kultivavimo sudėtingumas fizinės ląstelių savybės jų sudėtis virškinamumas
toksinų ir dirgiklių buvimas biomasėje (Muller-Feuga et al 2003 (a) Muller-Feuga et al
2003 (b)) 32 lentelėje pateiktas nevisiškai išsamus paprastai akvakultūrose naudojamų
mikrodumblių rūšių sąrašas ir panaudojimo galimybės
20
32 lentelė Pagrindinių akvakultūrose naudojamų mikrodumblių grupės gentys ir rūšys bei
panaudojimo sritys
Grupė Gentis Rūšis Panaudojimo sritis
Cianobakterijos Arthrospira platensis Kombinuotų pašarų ingredientas
Chlorofita Tetraselmis suecica chui Dvigeldžiams moliuskams
Chlorella sp vulgaris
minutissima
virginica grossii
Plėšriųjų žuvų šėrimui
kombinuotų pašarų ingredientas
Dunaliella sp tertiolecta salina Kombinuotų pašarų ingredientas
Haematococcus pluvialis Kombinuotų pašarų ingredientas
Eustigmatophyceae
(Phyklum
Heterokontophyta)
Nanochloropsis sp oculata Plėšriųjų žuvų šėrimui bdquoŽaliasis
vanduoldquo (suspensija) pelėkinių
žuvų mailiui
Labyrinthulea
(Phyklum
Heterokonta)
Schizochytrium sp Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Ulkenia sp Gyvas maistas plėšriosioms žuvims
Bacillariophyta
(diatoms)
Chaetoceros calcitrans gracilis Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Skeletonema costatum Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Thalassiosira pseudonana Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Nitszchia sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Navicula sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Amphora sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Haptophyta Pavlova lutheri Dvigeldžiams moliuskams
Isochrysis galbana add galbana
bdquoTahitildquo
Dvigeldžiams moliuskams
bdquoŽaliasis vanduoldquo (suspensija)
pelėkinių žuvų mailiui
Dinophyta
(dinoflagellates)
Crypthecodinium cohnii Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Yra žinoma šių mikrodumblių rūšių biomasės sudėtis kuri gali būti keičiama
modifikuojant mikroorganizmus Paprastai žuvų pašaruose vyrauja ne viena kažkuri
mikrodumblių rūšis tačiau atitinkamai subalansuotos jų kompozicijos
35 Mikrodumblių biomasės sudėtis ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai galimybės
Mikrodumbliai savo sudėtyje turi vitaminų mineralų pigmentų nepakeičiamų riebalų
rūgščių todėl gali būti naudojami žuvų šėrimui Tyrinėjamos galimybės juos naudoti grynus
ar koncentratą taip pat analizuojamos galimybės mikrodumblius įterpti į pašarus žuvims
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
12
kiekis auginimo terpėje neturi būti per didelis Didesnės amonio jonų koncentracijos
dumbliams yra nuodingos (Borowitzka 1998) Svarbu ir tai kad naudodami mikrodumblius
iš nuotekų galime šalinti ir sunkiuosius metalus (Vilchez et al 1997) bei kai kuriuos toksinius
organinius aromatinius junginius (Semple et al 1999)
Įvairių rūšių mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau daugiau nei kelis
dešimtmečius ir naudojami pašarų gamybai kosmetikai farmacijos pramonei ir kt
Paprasčiausios atviros sistemos dumblių auginimui yra negilūs stacionarūs baseinai su
įtaisytomis maišyklėmis arba be jų (Borowitzka 1999) kurių dydis siekia nuo kelių kv metrų
iki 250 ha (31 pav) Anglies šaltinis dumbliams yra CO2
31 pav Maži baseinai Spirulina kultūrai Azijoje (kairėje) baseinai Dunaliella salina kultūrai (Cognis
Western Australia ) (Algae-based biofuels 2009)
Anglies dvideginis į vandenį patenka iš oro tai riboja augimo tempą ir sąlygoja
palyginti mažesnį derlių iš 1 ha ploto Kitas neigiamas poveikis ndash lėtas maistinių medžiagų
pasiskirstymas bei gyvų ir negyvų dumblių plūduriavimas ir sedimentacija tai riboja saulės
šviesos prieigą (Algae-based biofuels 2009 Newman 2009) Minėtą poveikį galima
sumažinti arba panaikinti auginant dumblius kitokios formos baseinuose konkrečiai
apvaliuose su mechaniniu maišymu arba taip vadinamuose ldquoracewayrdquo kanalų pavidalo
baseinuose kuriuose irklaračio dėka sukuriama vandens cirkuliacija kanalais Maišymas
pagerina CO2 prieigą Anglies dvideginio šaltiniu gali būti oras suslėgtas anglies divideginis
arba CO2 turinčios išmetamos dujos 1 t dumblių biomasės reikia maždaug apie 18 t anglies
dvideginio Jei CO2 šaltiniu naudojamas oras kuriame anglies dvideginis sudaro tik 00383
tai 1 t dumblių užauginti reikės apie 37000 m3
oro (Algae-based biofuels 2009) Dumbliai
tokiose sistemose yra jautrūs dumblių plėšrūnams parazitams bei kitoms rūšims kurios
labiau prisitaikiusios gyventi esamomis sąlygomis Tik ribotas rūšių kiekis gali dominuoti ir
išlikti atvirose sistemose
13
Dumbliai tokiose sistemose auginami nepertraukiamu būdu reguliariai pašalinant iš
sistemos dalį užaugintos biomasės ir papildant sistemą naujomis maisto medžiagomis
(Demirbas 2010) Atvirų dumblių auginimo sistemų privalumas ndash jos yra paprastos lengvai
įrengiamos aptarnaujamos nedidelės energijos sąnaudos eksploatacijos metu (Singh and
Sharma 2012)
Tokias problemas kaip temperatūra dujų apykaita tarprūšinė konkurencija galima
eliminuoti dumblius auginant uždarose sistemose (Ugwu et al 2008) Nustatyta kad dumblių
biomasės išeiga uždarose sistemose viršija išeigą gautą atvirose sistemose apie 300 (Pulz
and Schreibenbogen 1998)
Pasaulyje yra gaminami įvairių konstrukcijų uždari fotobioreaktoriai Tai vertikalios
horizontalios bei spiralinės vamzdelinės plokštelinės cilindro kupolo ar piramidės formos
sistemos Populiariausi yra vamzdeliniai bei plokšteliniai bioreaktoriai (32 ir 33 pav)
Uždaros sistemos dažnai įrengiamos dengiant atviras sistemas permatoma skaidria medžiaga
ar sudarant oranžerijas tačiau tai yra brangu dideliems plotams Kitas paprastas bet
nebrangus pavyzdys būtų polietileno krepšių rankovių taikymas
32 pav Uždarų dumblių auginimo sistemų pavyzdžiai ldquoBig Bagrdquo dumblių kultūra (BEAM)
stulpelinis burbulų reaktorius (Tredici in Wijffels 2007) stulpelinių burbulų reaktorių laukas
(Wijffels 2007)
Tokia sistema yra pakankamai jautri išorės poveikiui ir neilgaamžė todėl tai daro ją
netinkama naudoti lauko sąlygomis Šiek tiek pažangesnės sistemos su ilgesnio tarnavimo
laiko danga stiklu polietilenu ar polikarbonatu Tokie reaktoriai veikia nepertraukiamai
gerai kontroliuojami gaunama didesnė biomasės koncentracija be ypatingų sąlygų ir didesnių
išlaidų tonai derliaus Tokio tipo reaktoriaus pavyzdys ndash vertikalus vamzdelinis arba
vertikalus stulpelinis (koloninis) reaktorius
14
33 pav Vamzdelinių reaktorių sistema (Algae production)
Vamzdeliniai reaktoriai yra tinkami naudoti turint didelį apšviečiamą paviršių Jei
naudotume minėto tipo reaktorių sistemą t y vamzdelinius vertikalius reaktorius sustatytume
vieną šalia kito šie kaimyninius užstotų (mestų šešėlį) taip sumažindami saulės spinduliuotės
prieigą (32 pav stulpelinių burbulų reaktorių laukas) Ši problema eliminuojama naudojant
horizontalius vamzdelinius reaktorius (33 pav) Tačiau pašalinti šią problemą ne taip
paprasta kaip iš pirmo žvilgsnio atrodo Problemos sprendimas abiem atvejais yra jų atstumų
funkcija Pagrindinis vamzdelinių reaktorių trūkumas ndash prastas masės pernešimas Masės
pernešimo problema didėja (deguonies kiekis didėja augimo sąlygos toliau išilgai vamzdelio
prastėja) didėjant vamzdeliniam bioreaktoriui (Ugwu et al 2008)
34 pav Alveolinis plokštelinis fotobioreaktorius (Tredici and Materassi 1992)
15
Siekiant optimaliau išnaudoti saulės energiją buvo sukurti plokšti taip vadinami flat-
plate fotobioreaktoriai (34 ir 35 pav) Šiuose reaktoriuose ištirpusio deguonies susikaupimas
yra pakankamai žemas palyginti su horizontaliais vamzdeliniais reaktoriais Skelbiama kad
plokšti reaktoriai gali pasiekti gana aukštą fotosintetinį efektyvumą Minėti įrenginiai yra
labai tinkami dumblių auginimui tačiau ir jie turi keletą trūkumų Įvairių sistemų dumbliams
auginti privalumai ir trūkumai yra išdėstyti žemiau pateiktoje 31 lentelėje
35 pav Flat-Plate-Airlift fotobioreaktorius reaktoriaus sudėtinė dalis ir biomasės srautai
reaktoriuje (Subitec)
31 lentelė Sistemų dumblių auginimui palyginimas (Ugwu et al 2008)
Sistemos
dumbliams
auginti
Privalumai Trūkumai
Atviri baseinai Palyginti ekonomiški lengva valyti
po auginimo tinka masiniam
dumblių auginimui
Sunkiau kontroliuoti kultūrų sąlygas
sunkumai auginant dumblius ilgesnį
periodą nedidelis produktyvumas
užima daug vietos limituotos dumblių
rūšys kultūras lengva užkrėsti
Vertikalūs
stulpeliniai
reaktoriai
Didelis masės pernešimas geras
susimaišymas su nedideliu šlyties
įtempiu nedideli energijos poreikiai
geras potencialas įvairiam masteliui
Nedidelis apšvietimo paviršiaus plotas
jų konstrukcijos reikalauja reiklesnių
medžiagų šlyties įtempiai dumblių
16
lengva sterilizuoti gerai tinka
dumblių imobilizavimui sumažinta
fotoinhibicija ir fotooksidacija
kultūroms mažėja apšvietimo plotas
didėjant masteliui
Plokštiniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšviečiamo paviršiaus
plotas tinkami lauko kultūroms geri
dumblių imobilizacijai geras
biomasės produktyvumas palyginti
pigūs lengva valyti nedideli
deguonies kiekiai
Didesniems įrenginiams reikia daugiau
sekcijų ir atraminių medžiagų sunki
temperatūrinė kontrolė galimybė
atsirasti hidrodinaminiam stresui kai
kurioms dumblių rūšims atsiranda
apnašų ant sienų
Vamzdeliniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšvietimo paviršiaus plotas
tinkami lauko kultūroms
pakankamai geras biomasės
produktyvumas palyginti pigūs
pH gradientas ištirpęs deguonis ir
anglies dvideginis išilgai vamzdelio
atsiranda apnašų ant sienų reikia
nemažų plotų auginimui
Fotosintezei vykdyti gali būti naudojama ne tik natūrali bet ir dirbtinė šviesa Žemiau
pateiktame 36 pav pavaizduotas fotobioreaktorius apšviečiamas dirbtine šviesa ndash
fluorescencine lempa
36 pav Tipinis fotobioreaktorius su dirbtiniu apšvietimu (Ugwu et al 2008 Newman
2009)
Įrenginys sumontuotas su rotoriumi ir sparnuotės įrenginiu kultūrų sumaišymui Šio
tipo reaktorių galima modifikuoti apšvietimui naudojant tiek dirbtinę tiek natūralią šviesą
Taigi šis įrenginys veikia naudojant dirbtinę šviesą tuomet kai natūralios šviesos
intensyvumas sumažėja ndash kuomet stipriai debesuota ar nakties periodu Yra duomenų kad
galima sukaupti optines skaidulas padalyti saulės šviesą cilindrinio reaktoriaus viduje
Pagrindinis viduje apšviečiamo reaktoriaus privalumas būtų tai kad šilumos ir slėgio dėka
minimizuojamas užkrėtimas Be to apšvietimas būtų nepertraukiamas (tiek šviesiu tiek
Reaktoriaus siena
Fluorescencinė lempa
Rotorius Anga aeracijai
Sparnuotė
17
tamsiu paros metu) Vis dėlto dumblių auginimas lauko sąlygomis naudojant minėto tipo
reaktorius reikalautų šiek tiek techninių pastangų
32 Mikrodumblių biomasės koncentravimas
Užaugintos mikrodumblių biomasės paruošimas apima kelis etapus biomasės
sukoncentravimą apdorojimą aliejaus ekstrakciją Biomasę sukoncentruoti galima įvairiais
metodais įskaitant mechaninius cheminius bei biologinius būdus sedimentaciją
centrifugavimą filtraciją (įskaitant ultrafiltraciją) flokuliaciją bei flotaciją ultragarsinę bei
magnetinę separaciją (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010 Carlsson et al 2007
Chen et al 2011 Wu et al 2012 Bilad et al 2012 Xu et al 2008) bei elektroforezę
(Christenson and Sims 2011) Universalaus metodo minėtam tikslui pasiekti nėra paprastai iš
daugelio jis pasirenkamas priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jų dydžio (mikrodumblių
dydis 3ndash30 microm) ląstelių tankio taip pat atsižvelgiant į metodo ekonomiškumą Sąlyginai
nedidelė dumblių koncentracija (05ndash5 kg m-3
auginimo terpės (Greenwell et al 2010 Grima
et al 2003)) ir jų dydis apsunkina ir pabrangina (sukoncentravimas sudaro apie 20ndash30 visų
biomasės apdorojimo išlaidų sumos (Grima et al 2003)) biomasės sukoncentravimo procesą
Techniškai pats paprasčiausias ir pigiausias mechaninis būdas sukoncentruoti
dumblius yra jų biomasės nusodinimas Pramoniniais tikslais auginami dumbliai nusodinami
nusodinimo baseinuose taip jų masė sukoncentruojama 85ndash95 (sausų medžiagų masė
sudaro apie 3 ) nusodinimo baseinų dugne Šis būdas gana pigus tačiau nepatrauklus tuo
kad reikalingas papildomas plotas nusodinimo baseinui įrengti Be to pats nusodinimo
procesas vyksta gana lėtai todėl jo metu esant aukštesnei aplinkos temperatūrai nusodinama
biomasė gali pradėti gesti (Greenwell et al 2010) Nusodinimo ir filtracijos procesus
paspartinti gali flokuliantų ar koaguliantų naudojimas susidarant dumblių ląstelių
aglomeratams Atlikta eilė tyrimų siekiant surasti optimalius flokuliantus ir koaguliantus
Dažniausiai tam tikslui naudojamos neorganinės geležies ar aliuminio druskos FeCl3
Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3 (Grima et al 2003) Elektrolitų efektyvumą sužadinti koaguliaciją
nusako kritinė koagulianto koncentracija arba kitaip tariant koagulianto koncentracija
reikalinga greitai sukelti koaguliaciją Metalo jonų koaguliacinis efektyvumas didėja didėjant
jono krūviui Poligeležies sulfatas Fe2(OH)n(SO4)3-n2]m yra bene efektyviausias lyginant šį su
tradiciniais nepolimerizuotais metalo druskų flokuliantais (Grima et al 2003) Flokulėms
sudaryti yra naudojami ir polimerai Ignacio de Godos ir bendratyrėjai nustatė kad naudojant
flokuliantus Drewfloc 447 Flocudex CS5000 Flocusol CM78 Chemifloc CV300 ir
18
chitozaną keletui dumblių rūšių biomasės sukoncentravimo efektyvumas 66ndash98
pasiekiamas su 5ndash6 kartus mažesne koncentracija nei naudojant FeCl3 ir Fe2(SO4)3 (De Godos
et al 2011) Be to tų pačių atliktų tyrimų duomenimis vienaląsčių ir kolonijinių dumblių
biomasės sukoncentravimo efektyvumai labai panašūs
Paprastas ir greitas būdas sukoncentruoti dumblių ląsteles yra magnetinė separacija
naudojant Fe3O4 nanomagnetines daleles Minėtos magnetinės dalelės buvo pritaikytos
mikrodumblių Botryococcus braunii ir Chlorella ellipsoidea sukoncentravimui Pridėjus
Fe3O4 į dumblių suspensiją dumblių ląstelės jas adsorbuoja o dumblių sukoncentravimas
vyksta dėl veikiančio išorinio magnetinio lauko Pasak tyrėjų taikant šį metodą pasiekiamas
didesnis nei 98 sukoncentravimo efektyvumas Be to tai laiką ir energiją tausojantis
dumblių biomasės sukoncentravimo būdas (Xu et al 2011)
Siekiant nenaudoti jokių cheminių medžiagų kiti galimi dumblių biomasės
sukoncentravimo būdai yra flotacija centrifugavimas filtracija bei elektroforezė Flotacija
atliekama naudojant suspaustą orą tiksliau disperguotus arba ištirpusio oro mikroburbuliukus
nukreipiamus į auginimo terpės dugną prie kurių prilipusios dumblių ląstelės susikaupia
flotuojamos terpės paviršiuje Siekiant suintensyvinti flotacijos procesą kartu su disperguotu
oru gali būti naudojami ir flokuliantai (Chen et al 2011) Kai kurios dumblių rūšys sugeba
natūraliai floatuoti terpės paviršiuje Šis procesas vyksta dėl fotosintezės metu gaminamo
deguonies kuris burbuliukų pavidalu kyla į terpės paviršių (Bruton et al 2009) Kitas būdas
dumblių biomasei sukoncentruoti yra filtracija Galima slėginė vakuuminė ir rotacinė
filtracija Ji labiau tinkama dumblių rūšims kurios pasižymi didesnėmis dumblių ląstelėmis
(gt70 microm) tokioms kaip Coelastrum ir Spirulina ir netinkamas Scenedesmus Dunaliella
Chlorella (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010) Minėtus dumblius galima
sukoncentruoti naudojant membraninę mikrofiltraciją bei ultrafiltraciją (Mata et al 2010)
Esminis filtracijos trūkumas yra tai kad ant filtro nusėdanti dumblių biomasė laikui bėgant
užkemša filtro poras tai apsunkina ir sulėtina patį procesą tuo pačiu padidinamos ir
energijos sąnaudos Be to membranų keitimas ir siurblių darbas ženkliai didina
eksploatacines išlaidas todėl šis metodas labiau taikytinas nedideliems tūriams filtruoti (lt 2
m3p
-1) didesniems tūriams labiau tiktų centrifugavimas (Grima et al 2003)
Centrifugavimas ndash tai gana dažnai naudojamas greitas gana efektyvus būdas
(sukoncentruojama gt95 ) sukoncentruoti biomasę Centrifugavimas yra pripažintas bene
geriausiu metodu sukoncentruoti smulkių vos kelių mikrometrų dydžio dumblių biomasę
(Grima et al 2003) Gaunama geros konsistencijos (tiršta) sukoncentruota biomasė tačiau šis
19
būdas reikalauja nemažai energetinių išlaidų ir techninės priežiūros dėl judančių detalių
(Brennan and Owende 2010 Grima et al 2003 Sim et al 1988)
33 Mikrodumblių biomasės džiovinimas
Sukoncentruota dumblių biomasė kurioje yra nuo 5 iki 20 ir daugiau sausų
medžiagų prieš atliekant ekstrahavimą turi būti džiovinama (iki 92 ir daugiau SM) nes
lipidų ekstrakcija iš sausos biomasės yra žymiai efektyvesnė už ekstrakciją iš drėgnos
medžiagos (Grima et al 2003 Zhu et al 2002) Džiovinimo procesas neturėtų būti atidėtas
ilgesniam laikui ypatingai karšto klimato šalyse (Brennan and Owende 2010 Grima et al
2003) Džiovinimas gali būti vykdomas įvairiais būdais (įskaitant ir džiovinimą saulėje) ir
gana plačiame temperatūrų diapazone Džiovinimas saulėje nors yra paprastas bei pigus deja
turi nemažai trūkumų jis ganėtinai ilgas tokiam biomasės džiovinimui reikalingi nemaži
plotai klimatinės sąlygos ir t t Kiti būdai apima žemo slėgio pakopinį džiovinimą (Prakash
et al 1997) išpurškiamąjį džiovinimą (Grima et al 2003 Prakash et al 1997) (džiovinama
medžiaga išpurškiama ir džiovinama karštomis dujomis tai labai plačiai naudojamas bet
vienas brangiausių džiovinimo metodų (Bruton et al 2009) būgninį džiovinimą (Grima et
al 2003 Prakash et al 1997) džiovinimą žemoje temperatūroje ndash šaltyje (taikant
liofilizaciją kuomet drėgmė pašalinama sublimacijos metu) (Grima et al 2003) ir tt
Liofilizacija yra gana brangus medžiagos džiovinimo būdas ypač jei medžiaga džiovinama
dideliais kiekiais tačiau nepaisant to didelis šio metodo privalumas yra tai kad iš
liofilizuotos medžiagos žymiai lengviau išekstrahuojami lipidai (Grima et al 2003) Visi
džiovinimo metodai išskyrus džiovinimą saulėje reikalauja nemažai energijos sąnaudų Šis
dumblių biomasės paruošimo etapas biodegalams gaminti gali sudaryti net iki 70 visų
žaliavos ruošimo išlaidų (Bruton et al 2009)
34 Žuvų auginimui naudojamos mikrodumblių rūšys
Nors sutinkama nepaprastai daug mikrodumblių rūšių tik nedidelis jų skaičius
auginamas dirbtinai akvakultūrų inkubatoriuose Tai lemia tam tikrų mikrodumblių rūšių
prieinamumas kultivavimo sudėtingumas fizinės ląstelių savybės jų sudėtis virškinamumas
toksinų ir dirgiklių buvimas biomasėje (Muller-Feuga et al 2003 (a) Muller-Feuga et al
2003 (b)) 32 lentelėje pateiktas nevisiškai išsamus paprastai akvakultūrose naudojamų
mikrodumblių rūšių sąrašas ir panaudojimo galimybės
20
32 lentelė Pagrindinių akvakultūrose naudojamų mikrodumblių grupės gentys ir rūšys bei
panaudojimo sritys
Grupė Gentis Rūšis Panaudojimo sritis
Cianobakterijos Arthrospira platensis Kombinuotų pašarų ingredientas
Chlorofita Tetraselmis suecica chui Dvigeldžiams moliuskams
Chlorella sp vulgaris
minutissima
virginica grossii
Plėšriųjų žuvų šėrimui
kombinuotų pašarų ingredientas
Dunaliella sp tertiolecta salina Kombinuotų pašarų ingredientas
Haematococcus pluvialis Kombinuotų pašarų ingredientas
Eustigmatophyceae
(Phyklum
Heterokontophyta)
Nanochloropsis sp oculata Plėšriųjų žuvų šėrimui bdquoŽaliasis
vanduoldquo (suspensija) pelėkinių
žuvų mailiui
Labyrinthulea
(Phyklum
Heterokonta)
Schizochytrium sp Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Ulkenia sp Gyvas maistas plėšriosioms žuvims
Bacillariophyta
(diatoms)
Chaetoceros calcitrans gracilis Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Skeletonema costatum Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Thalassiosira pseudonana Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Nitszchia sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Navicula sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Amphora sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Haptophyta Pavlova lutheri Dvigeldžiams moliuskams
Isochrysis galbana add galbana
bdquoTahitildquo
Dvigeldžiams moliuskams
bdquoŽaliasis vanduoldquo (suspensija)
pelėkinių žuvų mailiui
Dinophyta
(dinoflagellates)
Crypthecodinium cohnii Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Yra žinoma šių mikrodumblių rūšių biomasės sudėtis kuri gali būti keičiama
modifikuojant mikroorganizmus Paprastai žuvų pašaruose vyrauja ne viena kažkuri
mikrodumblių rūšis tačiau atitinkamai subalansuotos jų kompozicijos
35 Mikrodumblių biomasės sudėtis ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai galimybės
Mikrodumbliai savo sudėtyje turi vitaminų mineralų pigmentų nepakeičiamų riebalų
rūgščių todėl gali būti naudojami žuvų šėrimui Tyrinėjamos galimybės juos naudoti grynus
ar koncentratą taip pat analizuojamos galimybės mikrodumblius įterpti į pašarus žuvims
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
13
Dumbliai tokiose sistemose auginami nepertraukiamu būdu reguliariai pašalinant iš
sistemos dalį užaugintos biomasės ir papildant sistemą naujomis maisto medžiagomis
(Demirbas 2010) Atvirų dumblių auginimo sistemų privalumas ndash jos yra paprastos lengvai
įrengiamos aptarnaujamos nedidelės energijos sąnaudos eksploatacijos metu (Singh and
Sharma 2012)
Tokias problemas kaip temperatūra dujų apykaita tarprūšinė konkurencija galima
eliminuoti dumblius auginant uždarose sistemose (Ugwu et al 2008) Nustatyta kad dumblių
biomasės išeiga uždarose sistemose viršija išeigą gautą atvirose sistemose apie 300 (Pulz
and Schreibenbogen 1998)
Pasaulyje yra gaminami įvairių konstrukcijų uždari fotobioreaktoriai Tai vertikalios
horizontalios bei spiralinės vamzdelinės plokštelinės cilindro kupolo ar piramidės formos
sistemos Populiariausi yra vamzdeliniai bei plokšteliniai bioreaktoriai (32 ir 33 pav)
Uždaros sistemos dažnai įrengiamos dengiant atviras sistemas permatoma skaidria medžiaga
ar sudarant oranžerijas tačiau tai yra brangu dideliems plotams Kitas paprastas bet
nebrangus pavyzdys būtų polietileno krepšių rankovių taikymas
32 pav Uždarų dumblių auginimo sistemų pavyzdžiai ldquoBig Bagrdquo dumblių kultūra (BEAM)
stulpelinis burbulų reaktorius (Tredici in Wijffels 2007) stulpelinių burbulų reaktorių laukas
(Wijffels 2007)
Tokia sistema yra pakankamai jautri išorės poveikiui ir neilgaamžė todėl tai daro ją
netinkama naudoti lauko sąlygomis Šiek tiek pažangesnės sistemos su ilgesnio tarnavimo
laiko danga stiklu polietilenu ar polikarbonatu Tokie reaktoriai veikia nepertraukiamai
gerai kontroliuojami gaunama didesnė biomasės koncentracija be ypatingų sąlygų ir didesnių
išlaidų tonai derliaus Tokio tipo reaktoriaus pavyzdys ndash vertikalus vamzdelinis arba
vertikalus stulpelinis (koloninis) reaktorius
14
33 pav Vamzdelinių reaktorių sistema (Algae production)
Vamzdeliniai reaktoriai yra tinkami naudoti turint didelį apšviečiamą paviršių Jei
naudotume minėto tipo reaktorių sistemą t y vamzdelinius vertikalius reaktorius sustatytume
vieną šalia kito šie kaimyninius užstotų (mestų šešėlį) taip sumažindami saulės spinduliuotės
prieigą (32 pav stulpelinių burbulų reaktorių laukas) Ši problema eliminuojama naudojant
horizontalius vamzdelinius reaktorius (33 pav) Tačiau pašalinti šią problemą ne taip
paprasta kaip iš pirmo žvilgsnio atrodo Problemos sprendimas abiem atvejais yra jų atstumų
funkcija Pagrindinis vamzdelinių reaktorių trūkumas ndash prastas masės pernešimas Masės
pernešimo problema didėja (deguonies kiekis didėja augimo sąlygos toliau išilgai vamzdelio
prastėja) didėjant vamzdeliniam bioreaktoriui (Ugwu et al 2008)
34 pav Alveolinis plokštelinis fotobioreaktorius (Tredici and Materassi 1992)
15
Siekiant optimaliau išnaudoti saulės energiją buvo sukurti plokšti taip vadinami flat-
plate fotobioreaktoriai (34 ir 35 pav) Šiuose reaktoriuose ištirpusio deguonies susikaupimas
yra pakankamai žemas palyginti su horizontaliais vamzdeliniais reaktoriais Skelbiama kad
plokšti reaktoriai gali pasiekti gana aukštą fotosintetinį efektyvumą Minėti įrenginiai yra
labai tinkami dumblių auginimui tačiau ir jie turi keletą trūkumų Įvairių sistemų dumbliams
auginti privalumai ir trūkumai yra išdėstyti žemiau pateiktoje 31 lentelėje
35 pav Flat-Plate-Airlift fotobioreaktorius reaktoriaus sudėtinė dalis ir biomasės srautai
reaktoriuje (Subitec)
31 lentelė Sistemų dumblių auginimui palyginimas (Ugwu et al 2008)
Sistemos
dumbliams
auginti
Privalumai Trūkumai
Atviri baseinai Palyginti ekonomiški lengva valyti
po auginimo tinka masiniam
dumblių auginimui
Sunkiau kontroliuoti kultūrų sąlygas
sunkumai auginant dumblius ilgesnį
periodą nedidelis produktyvumas
užima daug vietos limituotos dumblių
rūšys kultūras lengva užkrėsti
Vertikalūs
stulpeliniai
reaktoriai
Didelis masės pernešimas geras
susimaišymas su nedideliu šlyties
įtempiu nedideli energijos poreikiai
geras potencialas įvairiam masteliui
Nedidelis apšvietimo paviršiaus plotas
jų konstrukcijos reikalauja reiklesnių
medžiagų šlyties įtempiai dumblių
16
lengva sterilizuoti gerai tinka
dumblių imobilizavimui sumažinta
fotoinhibicija ir fotooksidacija
kultūroms mažėja apšvietimo plotas
didėjant masteliui
Plokštiniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšviečiamo paviršiaus
plotas tinkami lauko kultūroms geri
dumblių imobilizacijai geras
biomasės produktyvumas palyginti
pigūs lengva valyti nedideli
deguonies kiekiai
Didesniems įrenginiams reikia daugiau
sekcijų ir atraminių medžiagų sunki
temperatūrinė kontrolė galimybė
atsirasti hidrodinaminiam stresui kai
kurioms dumblių rūšims atsiranda
apnašų ant sienų
Vamzdeliniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšvietimo paviršiaus plotas
tinkami lauko kultūroms
pakankamai geras biomasės
produktyvumas palyginti pigūs
pH gradientas ištirpęs deguonis ir
anglies dvideginis išilgai vamzdelio
atsiranda apnašų ant sienų reikia
nemažų plotų auginimui
Fotosintezei vykdyti gali būti naudojama ne tik natūrali bet ir dirbtinė šviesa Žemiau
pateiktame 36 pav pavaizduotas fotobioreaktorius apšviečiamas dirbtine šviesa ndash
fluorescencine lempa
36 pav Tipinis fotobioreaktorius su dirbtiniu apšvietimu (Ugwu et al 2008 Newman
2009)
Įrenginys sumontuotas su rotoriumi ir sparnuotės įrenginiu kultūrų sumaišymui Šio
tipo reaktorių galima modifikuoti apšvietimui naudojant tiek dirbtinę tiek natūralią šviesą
Taigi šis įrenginys veikia naudojant dirbtinę šviesą tuomet kai natūralios šviesos
intensyvumas sumažėja ndash kuomet stipriai debesuota ar nakties periodu Yra duomenų kad
galima sukaupti optines skaidulas padalyti saulės šviesą cilindrinio reaktoriaus viduje
Pagrindinis viduje apšviečiamo reaktoriaus privalumas būtų tai kad šilumos ir slėgio dėka
minimizuojamas užkrėtimas Be to apšvietimas būtų nepertraukiamas (tiek šviesiu tiek
Reaktoriaus siena
Fluorescencinė lempa
Rotorius Anga aeracijai
Sparnuotė
17
tamsiu paros metu) Vis dėlto dumblių auginimas lauko sąlygomis naudojant minėto tipo
reaktorius reikalautų šiek tiek techninių pastangų
32 Mikrodumblių biomasės koncentravimas
Užaugintos mikrodumblių biomasės paruošimas apima kelis etapus biomasės
sukoncentravimą apdorojimą aliejaus ekstrakciją Biomasę sukoncentruoti galima įvairiais
metodais įskaitant mechaninius cheminius bei biologinius būdus sedimentaciją
centrifugavimą filtraciją (įskaitant ultrafiltraciją) flokuliaciją bei flotaciją ultragarsinę bei
magnetinę separaciją (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010 Carlsson et al 2007
Chen et al 2011 Wu et al 2012 Bilad et al 2012 Xu et al 2008) bei elektroforezę
(Christenson and Sims 2011) Universalaus metodo minėtam tikslui pasiekti nėra paprastai iš
daugelio jis pasirenkamas priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jų dydžio (mikrodumblių
dydis 3ndash30 microm) ląstelių tankio taip pat atsižvelgiant į metodo ekonomiškumą Sąlyginai
nedidelė dumblių koncentracija (05ndash5 kg m-3
auginimo terpės (Greenwell et al 2010 Grima
et al 2003)) ir jų dydis apsunkina ir pabrangina (sukoncentravimas sudaro apie 20ndash30 visų
biomasės apdorojimo išlaidų sumos (Grima et al 2003)) biomasės sukoncentravimo procesą
Techniškai pats paprasčiausias ir pigiausias mechaninis būdas sukoncentruoti
dumblius yra jų biomasės nusodinimas Pramoniniais tikslais auginami dumbliai nusodinami
nusodinimo baseinuose taip jų masė sukoncentruojama 85ndash95 (sausų medžiagų masė
sudaro apie 3 ) nusodinimo baseinų dugne Šis būdas gana pigus tačiau nepatrauklus tuo
kad reikalingas papildomas plotas nusodinimo baseinui įrengti Be to pats nusodinimo
procesas vyksta gana lėtai todėl jo metu esant aukštesnei aplinkos temperatūrai nusodinama
biomasė gali pradėti gesti (Greenwell et al 2010) Nusodinimo ir filtracijos procesus
paspartinti gali flokuliantų ar koaguliantų naudojimas susidarant dumblių ląstelių
aglomeratams Atlikta eilė tyrimų siekiant surasti optimalius flokuliantus ir koaguliantus
Dažniausiai tam tikslui naudojamos neorganinės geležies ar aliuminio druskos FeCl3
Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3 (Grima et al 2003) Elektrolitų efektyvumą sužadinti koaguliaciją
nusako kritinė koagulianto koncentracija arba kitaip tariant koagulianto koncentracija
reikalinga greitai sukelti koaguliaciją Metalo jonų koaguliacinis efektyvumas didėja didėjant
jono krūviui Poligeležies sulfatas Fe2(OH)n(SO4)3-n2]m yra bene efektyviausias lyginant šį su
tradiciniais nepolimerizuotais metalo druskų flokuliantais (Grima et al 2003) Flokulėms
sudaryti yra naudojami ir polimerai Ignacio de Godos ir bendratyrėjai nustatė kad naudojant
flokuliantus Drewfloc 447 Flocudex CS5000 Flocusol CM78 Chemifloc CV300 ir
18
chitozaną keletui dumblių rūšių biomasės sukoncentravimo efektyvumas 66ndash98
pasiekiamas su 5ndash6 kartus mažesne koncentracija nei naudojant FeCl3 ir Fe2(SO4)3 (De Godos
et al 2011) Be to tų pačių atliktų tyrimų duomenimis vienaląsčių ir kolonijinių dumblių
biomasės sukoncentravimo efektyvumai labai panašūs
Paprastas ir greitas būdas sukoncentruoti dumblių ląsteles yra magnetinė separacija
naudojant Fe3O4 nanomagnetines daleles Minėtos magnetinės dalelės buvo pritaikytos
mikrodumblių Botryococcus braunii ir Chlorella ellipsoidea sukoncentravimui Pridėjus
Fe3O4 į dumblių suspensiją dumblių ląstelės jas adsorbuoja o dumblių sukoncentravimas
vyksta dėl veikiančio išorinio magnetinio lauko Pasak tyrėjų taikant šį metodą pasiekiamas
didesnis nei 98 sukoncentravimo efektyvumas Be to tai laiką ir energiją tausojantis
dumblių biomasės sukoncentravimo būdas (Xu et al 2011)
Siekiant nenaudoti jokių cheminių medžiagų kiti galimi dumblių biomasės
sukoncentravimo būdai yra flotacija centrifugavimas filtracija bei elektroforezė Flotacija
atliekama naudojant suspaustą orą tiksliau disperguotus arba ištirpusio oro mikroburbuliukus
nukreipiamus į auginimo terpės dugną prie kurių prilipusios dumblių ląstelės susikaupia
flotuojamos terpės paviršiuje Siekiant suintensyvinti flotacijos procesą kartu su disperguotu
oru gali būti naudojami ir flokuliantai (Chen et al 2011) Kai kurios dumblių rūšys sugeba
natūraliai floatuoti terpės paviršiuje Šis procesas vyksta dėl fotosintezės metu gaminamo
deguonies kuris burbuliukų pavidalu kyla į terpės paviršių (Bruton et al 2009) Kitas būdas
dumblių biomasei sukoncentruoti yra filtracija Galima slėginė vakuuminė ir rotacinė
filtracija Ji labiau tinkama dumblių rūšims kurios pasižymi didesnėmis dumblių ląstelėmis
(gt70 microm) tokioms kaip Coelastrum ir Spirulina ir netinkamas Scenedesmus Dunaliella
Chlorella (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010) Minėtus dumblius galima
sukoncentruoti naudojant membraninę mikrofiltraciją bei ultrafiltraciją (Mata et al 2010)
Esminis filtracijos trūkumas yra tai kad ant filtro nusėdanti dumblių biomasė laikui bėgant
užkemša filtro poras tai apsunkina ir sulėtina patį procesą tuo pačiu padidinamos ir
energijos sąnaudos Be to membranų keitimas ir siurblių darbas ženkliai didina
eksploatacines išlaidas todėl šis metodas labiau taikytinas nedideliems tūriams filtruoti (lt 2
m3p
-1) didesniems tūriams labiau tiktų centrifugavimas (Grima et al 2003)
Centrifugavimas ndash tai gana dažnai naudojamas greitas gana efektyvus būdas
(sukoncentruojama gt95 ) sukoncentruoti biomasę Centrifugavimas yra pripažintas bene
geriausiu metodu sukoncentruoti smulkių vos kelių mikrometrų dydžio dumblių biomasę
(Grima et al 2003) Gaunama geros konsistencijos (tiršta) sukoncentruota biomasė tačiau šis
19
būdas reikalauja nemažai energetinių išlaidų ir techninės priežiūros dėl judančių detalių
(Brennan and Owende 2010 Grima et al 2003 Sim et al 1988)
33 Mikrodumblių biomasės džiovinimas
Sukoncentruota dumblių biomasė kurioje yra nuo 5 iki 20 ir daugiau sausų
medžiagų prieš atliekant ekstrahavimą turi būti džiovinama (iki 92 ir daugiau SM) nes
lipidų ekstrakcija iš sausos biomasės yra žymiai efektyvesnė už ekstrakciją iš drėgnos
medžiagos (Grima et al 2003 Zhu et al 2002) Džiovinimo procesas neturėtų būti atidėtas
ilgesniam laikui ypatingai karšto klimato šalyse (Brennan and Owende 2010 Grima et al
2003) Džiovinimas gali būti vykdomas įvairiais būdais (įskaitant ir džiovinimą saulėje) ir
gana plačiame temperatūrų diapazone Džiovinimas saulėje nors yra paprastas bei pigus deja
turi nemažai trūkumų jis ganėtinai ilgas tokiam biomasės džiovinimui reikalingi nemaži
plotai klimatinės sąlygos ir t t Kiti būdai apima žemo slėgio pakopinį džiovinimą (Prakash
et al 1997) išpurškiamąjį džiovinimą (Grima et al 2003 Prakash et al 1997) (džiovinama
medžiaga išpurškiama ir džiovinama karštomis dujomis tai labai plačiai naudojamas bet
vienas brangiausių džiovinimo metodų (Bruton et al 2009) būgninį džiovinimą (Grima et
al 2003 Prakash et al 1997) džiovinimą žemoje temperatūroje ndash šaltyje (taikant
liofilizaciją kuomet drėgmė pašalinama sublimacijos metu) (Grima et al 2003) ir tt
Liofilizacija yra gana brangus medžiagos džiovinimo būdas ypač jei medžiaga džiovinama
dideliais kiekiais tačiau nepaisant to didelis šio metodo privalumas yra tai kad iš
liofilizuotos medžiagos žymiai lengviau išekstrahuojami lipidai (Grima et al 2003) Visi
džiovinimo metodai išskyrus džiovinimą saulėje reikalauja nemažai energijos sąnaudų Šis
dumblių biomasės paruošimo etapas biodegalams gaminti gali sudaryti net iki 70 visų
žaliavos ruošimo išlaidų (Bruton et al 2009)
34 Žuvų auginimui naudojamos mikrodumblių rūšys
Nors sutinkama nepaprastai daug mikrodumblių rūšių tik nedidelis jų skaičius
auginamas dirbtinai akvakultūrų inkubatoriuose Tai lemia tam tikrų mikrodumblių rūšių
prieinamumas kultivavimo sudėtingumas fizinės ląstelių savybės jų sudėtis virškinamumas
toksinų ir dirgiklių buvimas biomasėje (Muller-Feuga et al 2003 (a) Muller-Feuga et al
2003 (b)) 32 lentelėje pateiktas nevisiškai išsamus paprastai akvakultūrose naudojamų
mikrodumblių rūšių sąrašas ir panaudojimo galimybės
20
32 lentelė Pagrindinių akvakultūrose naudojamų mikrodumblių grupės gentys ir rūšys bei
panaudojimo sritys
Grupė Gentis Rūšis Panaudojimo sritis
Cianobakterijos Arthrospira platensis Kombinuotų pašarų ingredientas
Chlorofita Tetraselmis suecica chui Dvigeldžiams moliuskams
Chlorella sp vulgaris
minutissima
virginica grossii
Plėšriųjų žuvų šėrimui
kombinuotų pašarų ingredientas
Dunaliella sp tertiolecta salina Kombinuotų pašarų ingredientas
Haematococcus pluvialis Kombinuotų pašarų ingredientas
Eustigmatophyceae
(Phyklum
Heterokontophyta)
Nanochloropsis sp oculata Plėšriųjų žuvų šėrimui bdquoŽaliasis
vanduoldquo (suspensija) pelėkinių
žuvų mailiui
Labyrinthulea
(Phyklum
Heterokonta)
Schizochytrium sp Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Ulkenia sp Gyvas maistas plėšriosioms žuvims
Bacillariophyta
(diatoms)
Chaetoceros calcitrans gracilis Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Skeletonema costatum Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Thalassiosira pseudonana Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Nitszchia sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Navicula sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Amphora sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Haptophyta Pavlova lutheri Dvigeldžiams moliuskams
Isochrysis galbana add galbana
bdquoTahitildquo
Dvigeldžiams moliuskams
bdquoŽaliasis vanduoldquo (suspensija)
pelėkinių žuvų mailiui
Dinophyta
(dinoflagellates)
Crypthecodinium cohnii Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Yra žinoma šių mikrodumblių rūšių biomasės sudėtis kuri gali būti keičiama
modifikuojant mikroorganizmus Paprastai žuvų pašaruose vyrauja ne viena kažkuri
mikrodumblių rūšis tačiau atitinkamai subalansuotos jų kompozicijos
35 Mikrodumblių biomasės sudėtis ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai galimybės
Mikrodumbliai savo sudėtyje turi vitaminų mineralų pigmentų nepakeičiamų riebalų
rūgščių todėl gali būti naudojami žuvų šėrimui Tyrinėjamos galimybės juos naudoti grynus
ar koncentratą taip pat analizuojamos galimybės mikrodumblius įterpti į pašarus žuvims
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
14
33 pav Vamzdelinių reaktorių sistema (Algae production)
Vamzdeliniai reaktoriai yra tinkami naudoti turint didelį apšviečiamą paviršių Jei
naudotume minėto tipo reaktorių sistemą t y vamzdelinius vertikalius reaktorius sustatytume
vieną šalia kito šie kaimyninius užstotų (mestų šešėlį) taip sumažindami saulės spinduliuotės
prieigą (32 pav stulpelinių burbulų reaktorių laukas) Ši problema eliminuojama naudojant
horizontalius vamzdelinius reaktorius (33 pav) Tačiau pašalinti šią problemą ne taip
paprasta kaip iš pirmo žvilgsnio atrodo Problemos sprendimas abiem atvejais yra jų atstumų
funkcija Pagrindinis vamzdelinių reaktorių trūkumas ndash prastas masės pernešimas Masės
pernešimo problema didėja (deguonies kiekis didėja augimo sąlygos toliau išilgai vamzdelio
prastėja) didėjant vamzdeliniam bioreaktoriui (Ugwu et al 2008)
34 pav Alveolinis plokštelinis fotobioreaktorius (Tredici and Materassi 1992)
15
Siekiant optimaliau išnaudoti saulės energiją buvo sukurti plokšti taip vadinami flat-
plate fotobioreaktoriai (34 ir 35 pav) Šiuose reaktoriuose ištirpusio deguonies susikaupimas
yra pakankamai žemas palyginti su horizontaliais vamzdeliniais reaktoriais Skelbiama kad
plokšti reaktoriai gali pasiekti gana aukštą fotosintetinį efektyvumą Minėti įrenginiai yra
labai tinkami dumblių auginimui tačiau ir jie turi keletą trūkumų Įvairių sistemų dumbliams
auginti privalumai ir trūkumai yra išdėstyti žemiau pateiktoje 31 lentelėje
35 pav Flat-Plate-Airlift fotobioreaktorius reaktoriaus sudėtinė dalis ir biomasės srautai
reaktoriuje (Subitec)
31 lentelė Sistemų dumblių auginimui palyginimas (Ugwu et al 2008)
Sistemos
dumbliams
auginti
Privalumai Trūkumai
Atviri baseinai Palyginti ekonomiški lengva valyti
po auginimo tinka masiniam
dumblių auginimui
Sunkiau kontroliuoti kultūrų sąlygas
sunkumai auginant dumblius ilgesnį
periodą nedidelis produktyvumas
užima daug vietos limituotos dumblių
rūšys kultūras lengva užkrėsti
Vertikalūs
stulpeliniai
reaktoriai
Didelis masės pernešimas geras
susimaišymas su nedideliu šlyties
įtempiu nedideli energijos poreikiai
geras potencialas įvairiam masteliui
Nedidelis apšvietimo paviršiaus plotas
jų konstrukcijos reikalauja reiklesnių
medžiagų šlyties įtempiai dumblių
16
lengva sterilizuoti gerai tinka
dumblių imobilizavimui sumažinta
fotoinhibicija ir fotooksidacija
kultūroms mažėja apšvietimo plotas
didėjant masteliui
Plokštiniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšviečiamo paviršiaus
plotas tinkami lauko kultūroms geri
dumblių imobilizacijai geras
biomasės produktyvumas palyginti
pigūs lengva valyti nedideli
deguonies kiekiai
Didesniems įrenginiams reikia daugiau
sekcijų ir atraminių medžiagų sunki
temperatūrinė kontrolė galimybė
atsirasti hidrodinaminiam stresui kai
kurioms dumblių rūšims atsiranda
apnašų ant sienų
Vamzdeliniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšvietimo paviršiaus plotas
tinkami lauko kultūroms
pakankamai geras biomasės
produktyvumas palyginti pigūs
pH gradientas ištirpęs deguonis ir
anglies dvideginis išilgai vamzdelio
atsiranda apnašų ant sienų reikia
nemažų plotų auginimui
Fotosintezei vykdyti gali būti naudojama ne tik natūrali bet ir dirbtinė šviesa Žemiau
pateiktame 36 pav pavaizduotas fotobioreaktorius apšviečiamas dirbtine šviesa ndash
fluorescencine lempa
36 pav Tipinis fotobioreaktorius su dirbtiniu apšvietimu (Ugwu et al 2008 Newman
2009)
Įrenginys sumontuotas su rotoriumi ir sparnuotės įrenginiu kultūrų sumaišymui Šio
tipo reaktorių galima modifikuoti apšvietimui naudojant tiek dirbtinę tiek natūralią šviesą
Taigi šis įrenginys veikia naudojant dirbtinę šviesą tuomet kai natūralios šviesos
intensyvumas sumažėja ndash kuomet stipriai debesuota ar nakties periodu Yra duomenų kad
galima sukaupti optines skaidulas padalyti saulės šviesą cilindrinio reaktoriaus viduje
Pagrindinis viduje apšviečiamo reaktoriaus privalumas būtų tai kad šilumos ir slėgio dėka
minimizuojamas užkrėtimas Be to apšvietimas būtų nepertraukiamas (tiek šviesiu tiek
Reaktoriaus siena
Fluorescencinė lempa
Rotorius Anga aeracijai
Sparnuotė
17
tamsiu paros metu) Vis dėlto dumblių auginimas lauko sąlygomis naudojant minėto tipo
reaktorius reikalautų šiek tiek techninių pastangų
32 Mikrodumblių biomasės koncentravimas
Užaugintos mikrodumblių biomasės paruošimas apima kelis etapus biomasės
sukoncentravimą apdorojimą aliejaus ekstrakciją Biomasę sukoncentruoti galima įvairiais
metodais įskaitant mechaninius cheminius bei biologinius būdus sedimentaciją
centrifugavimą filtraciją (įskaitant ultrafiltraciją) flokuliaciją bei flotaciją ultragarsinę bei
magnetinę separaciją (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010 Carlsson et al 2007
Chen et al 2011 Wu et al 2012 Bilad et al 2012 Xu et al 2008) bei elektroforezę
(Christenson and Sims 2011) Universalaus metodo minėtam tikslui pasiekti nėra paprastai iš
daugelio jis pasirenkamas priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jų dydžio (mikrodumblių
dydis 3ndash30 microm) ląstelių tankio taip pat atsižvelgiant į metodo ekonomiškumą Sąlyginai
nedidelė dumblių koncentracija (05ndash5 kg m-3
auginimo terpės (Greenwell et al 2010 Grima
et al 2003)) ir jų dydis apsunkina ir pabrangina (sukoncentravimas sudaro apie 20ndash30 visų
biomasės apdorojimo išlaidų sumos (Grima et al 2003)) biomasės sukoncentravimo procesą
Techniškai pats paprasčiausias ir pigiausias mechaninis būdas sukoncentruoti
dumblius yra jų biomasės nusodinimas Pramoniniais tikslais auginami dumbliai nusodinami
nusodinimo baseinuose taip jų masė sukoncentruojama 85ndash95 (sausų medžiagų masė
sudaro apie 3 ) nusodinimo baseinų dugne Šis būdas gana pigus tačiau nepatrauklus tuo
kad reikalingas papildomas plotas nusodinimo baseinui įrengti Be to pats nusodinimo
procesas vyksta gana lėtai todėl jo metu esant aukštesnei aplinkos temperatūrai nusodinama
biomasė gali pradėti gesti (Greenwell et al 2010) Nusodinimo ir filtracijos procesus
paspartinti gali flokuliantų ar koaguliantų naudojimas susidarant dumblių ląstelių
aglomeratams Atlikta eilė tyrimų siekiant surasti optimalius flokuliantus ir koaguliantus
Dažniausiai tam tikslui naudojamos neorganinės geležies ar aliuminio druskos FeCl3
Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3 (Grima et al 2003) Elektrolitų efektyvumą sužadinti koaguliaciją
nusako kritinė koagulianto koncentracija arba kitaip tariant koagulianto koncentracija
reikalinga greitai sukelti koaguliaciją Metalo jonų koaguliacinis efektyvumas didėja didėjant
jono krūviui Poligeležies sulfatas Fe2(OH)n(SO4)3-n2]m yra bene efektyviausias lyginant šį su
tradiciniais nepolimerizuotais metalo druskų flokuliantais (Grima et al 2003) Flokulėms
sudaryti yra naudojami ir polimerai Ignacio de Godos ir bendratyrėjai nustatė kad naudojant
flokuliantus Drewfloc 447 Flocudex CS5000 Flocusol CM78 Chemifloc CV300 ir
18
chitozaną keletui dumblių rūšių biomasės sukoncentravimo efektyvumas 66ndash98
pasiekiamas su 5ndash6 kartus mažesne koncentracija nei naudojant FeCl3 ir Fe2(SO4)3 (De Godos
et al 2011) Be to tų pačių atliktų tyrimų duomenimis vienaląsčių ir kolonijinių dumblių
biomasės sukoncentravimo efektyvumai labai panašūs
Paprastas ir greitas būdas sukoncentruoti dumblių ląsteles yra magnetinė separacija
naudojant Fe3O4 nanomagnetines daleles Minėtos magnetinės dalelės buvo pritaikytos
mikrodumblių Botryococcus braunii ir Chlorella ellipsoidea sukoncentravimui Pridėjus
Fe3O4 į dumblių suspensiją dumblių ląstelės jas adsorbuoja o dumblių sukoncentravimas
vyksta dėl veikiančio išorinio magnetinio lauko Pasak tyrėjų taikant šį metodą pasiekiamas
didesnis nei 98 sukoncentravimo efektyvumas Be to tai laiką ir energiją tausojantis
dumblių biomasės sukoncentravimo būdas (Xu et al 2011)
Siekiant nenaudoti jokių cheminių medžiagų kiti galimi dumblių biomasės
sukoncentravimo būdai yra flotacija centrifugavimas filtracija bei elektroforezė Flotacija
atliekama naudojant suspaustą orą tiksliau disperguotus arba ištirpusio oro mikroburbuliukus
nukreipiamus į auginimo terpės dugną prie kurių prilipusios dumblių ląstelės susikaupia
flotuojamos terpės paviršiuje Siekiant suintensyvinti flotacijos procesą kartu su disperguotu
oru gali būti naudojami ir flokuliantai (Chen et al 2011) Kai kurios dumblių rūšys sugeba
natūraliai floatuoti terpės paviršiuje Šis procesas vyksta dėl fotosintezės metu gaminamo
deguonies kuris burbuliukų pavidalu kyla į terpės paviršių (Bruton et al 2009) Kitas būdas
dumblių biomasei sukoncentruoti yra filtracija Galima slėginė vakuuminė ir rotacinė
filtracija Ji labiau tinkama dumblių rūšims kurios pasižymi didesnėmis dumblių ląstelėmis
(gt70 microm) tokioms kaip Coelastrum ir Spirulina ir netinkamas Scenedesmus Dunaliella
Chlorella (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010) Minėtus dumblius galima
sukoncentruoti naudojant membraninę mikrofiltraciją bei ultrafiltraciją (Mata et al 2010)
Esminis filtracijos trūkumas yra tai kad ant filtro nusėdanti dumblių biomasė laikui bėgant
užkemša filtro poras tai apsunkina ir sulėtina patį procesą tuo pačiu padidinamos ir
energijos sąnaudos Be to membranų keitimas ir siurblių darbas ženkliai didina
eksploatacines išlaidas todėl šis metodas labiau taikytinas nedideliems tūriams filtruoti (lt 2
m3p
-1) didesniems tūriams labiau tiktų centrifugavimas (Grima et al 2003)
Centrifugavimas ndash tai gana dažnai naudojamas greitas gana efektyvus būdas
(sukoncentruojama gt95 ) sukoncentruoti biomasę Centrifugavimas yra pripažintas bene
geriausiu metodu sukoncentruoti smulkių vos kelių mikrometrų dydžio dumblių biomasę
(Grima et al 2003) Gaunama geros konsistencijos (tiršta) sukoncentruota biomasė tačiau šis
19
būdas reikalauja nemažai energetinių išlaidų ir techninės priežiūros dėl judančių detalių
(Brennan and Owende 2010 Grima et al 2003 Sim et al 1988)
33 Mikrodumblių biomasės džiovinimas
Sukoncentruota dumblių biomasė kurioje yra nuo 5 iki 20 ir daugiau sausų
medžiagų prieš atliekant ekstrahavimą turi būti džiovinama (iki 92 ir daugiau SM) nes
lipidų ekstrakcija iš sausos biomasės yra žymiai efektyvesnė už ekstrakciją iš drėgnos
medžiagos (Grima et al 2003 Zhu et al 2002) Džiovinimo procesas neturėtų būti atidėtas
ilgesniam laikui ypatingai karšto klimato šalyse (Brennan and Owende 2010 Grima et al
2003) Džiovinimas gali būti vykdomas įvairiais būdais (įskaitant ir džiovinimą saulėje) ir
gana plačiame temperatūrų diapazone Džiovinimas saulėje nors yra paprastas bei pigus deja
turi nemažai trūkumų jis ganėtinai ilgas tokiam biomasės džiovinimui reikalingi nemaži
plotai klimatinės sąlygos ir t t Kiti būdai apima žemo slėgio pakopinį džiovinimą (Prakash
et al 1997) išpurškiamąjį džiovinimą (Grima et al 2003 Prakash et al 1997) (džiovinama
medžiaga išpurškiama ir džiovinama karštomis dujomis tai labai plačiai naudojamas bet
vienas brangiausių džiovinimo metodų (Bruton et al 2009) būgninį džiovinimą (Grima et
al 2003 Prakash et al 1997) džiovinimą žemoje temperatūroje ndash šaltyje (taikant
liofilizaciją kuomet drėgmė pašalinama sublimacijos metu) (Grima et al 2003) ir tt
Liofilizacija yra gana brangus medžiagos džiovinimo būdas ypač jei medžiaga džiovinama
dideliais kiekiais tačiau nepaisant to didelis šio metodo privalumas yra tai kad iš
liofilizuotos medžiagos žymiai lengviau išekstrahuojami lipidai (Grima et al 2003) Visi
džiovinimo metodai išskyrus džiovinimą saulėje reikalauja nemažai energijos sąnaudų Šis
dumblių biomasės paruošimo etapas biodegalams gaminti gali sudaryti net iki 70 visų
žaliavos ruošimo išlaidų (Bruton et al 2009)
34 Žuvų auginimui naudojamos mikrodumblių rūšys
Nors sutinkama nepaprastai daug mikrodumblių rūšių tik nedidelis jų skaičius
auginamas dirbtinai akvakultūrų inkubatoriuose Tai lemia tam tikrų mikrodumblių rūšių
prieinamumas kultivavimo sudėtingumas fizinės ląstelių savybės jų sudėtis virškinamumas
toksinų ir dirgiklių buvimas biomasėje (Muller-Feuga et al 2003 (a) Muller-Feuga et al
2003 (b)) 32 lentelėje pateiktas nevisiškai išsamus paprastai akvakultūrose naudojamų
mikrodumblių rūšių sąrašas ir panaudojimo galimybės
20
32 lentelė Pagrindinių akvakultūrose naudojamų mikrodumblių grupės gentys ir rūšys bei
panaudojimo sritys
Grupė Gentis Rūšis Panaudojimo sritis
Cianobakterijos Arthrospira platensis Kombinuotų pašarų ingredientas
Chlorofita Tetraselmis suecica chui Dvigeldžiams moliuskams
Chlorella sp vulgaris
minutissima
virginica grossii
Plėšriųjų žuvų šėrimui
kombinuotų pašarų ingredientas
Dunaliella sp tertiolecta salina Kombinuotų pašarų ingredientas
Haematococcus pluvialis Kombinuotų pašarų ingredientas
Eustigmatophyceae
(Phyklum
Heterokontophyta)
Nanochloropsis sp oculata Plėšriųjų žuvų šėrimui bdquoŽaliasis
vanduoldquo (suspensija) pelėkinių
žuvų mailiui
Labyrinthulea
(Phyklum
Heterokonta)
Schizochytrium sp Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Ulkenia sp Gyvas maistas plėšriosioms žuvims
Bacillariophyta
(diatoms)
Chaetoceros calcitrans gracilis Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Skeletonema costatum Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Thalassiosira pseudonana Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Nitszchia sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Navicula sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Amphora sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Haptophyta Pavlova lutheri Dvigeldžiams moliuskams
Isochrysis galbana add galbana
bdquoTahitildquo
Dvigeldžiams moliuskams
bdquoŽaliasis vanduoldquo (suspensija)
pelėkinių žuvų mailiui
Dinophyta
(dinoflagellates)
Crypthecodinium cohnii Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Yra žinoma šių mikrodumblių rūšių biomasės sudėtis kuri gali būti keičiama
modifikuojant mikroorganizmus Paprastai žuvų pašaruose vyrauja ne viena kažkuri
mikrodumblių rūšis tačiau atitinkamai subalansuotos jų kompozicijos
35 Mikrodumblių biomasės sudėtis ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai galimybės
Mikrodumbliai savo sudėtyje turi vitaminų mineralų pigmentų nepakeičiamų riebalų
rūgščių todėl gali būti naudojami žuvų šėrimui Tyrinėjamos galimybės juos naudoti grynus
ar koncentratą taip pat analizuojamos galimybės mikrodumblius įterpti į pašarus žuvims
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
15
Siekiant optimaliau išnaudoti saulės energiją buvo sukurti plokšti taip vadinami flat-
plate fotobioreaktoriai (34 ir 35 pav) Šiuose reaktoriuose ištirpusio deguonies susikaupimas
yra pakankamai žemas palyginti su horizontaliais vamzdeliniais reaktoriais Skelbiama kad
plokšti reaktoriai gali pasiekti gana aukštą fotosintetinį efektyvumą Minėti įrenginiai yra
labai tinkami dumblių auginimui tačiau ir jie turi keletą trūkumų Įvairių sistemų dumbliams
auginti privalumai ir trūkumai yra išdėstyti žemiau pateiktoje 31 lentelėje
35 pav Flat-Plate-Airlift fotobioreaktorius reaktoriaus sudėtinė dalis ir biomasės srautai
reaktoriuje (Subitec)
31 lentelė Sistemų dumblių auginimui palyginimas (Ugwu et al 2008)
Sistemos
dumbliams
auginti
Privalumai Trūkumai
Atviri baseinai Palyginti ekonomiški lengva valyti
po auginimo tinka masiniam
dumblių auginimui
Sunkiau kontroliuoti kultūrų sąlygas
sunkumai auginant dumblius ilgesnį
periodą nedidelis produktyvumas
užima daug vietos limituotos dumblių
rūšys kultūras lengva užkrėsti
Vertikalūs
stulpeliniai
reaktoriai
Didelis masės pernešimas geras
susimaišymas su nedideliu šlyties
įtempiu nedideli energijos poreikiai
geras potencialas įvairiam masteliui
Nedidelis apšvietimo paviršiaus plotas
jų konstrukcijos reikalauja reiklesnių
medžiagų šlyties įtempiai dumblių
16
lengva sterilizuoti gerai tinka
dumblių imobilizavimui sumažinta
fotoinhibicija ir fotooksidacija
kultūroms mažėja apšvietimo plotas
didėjant masteliui
Plokštiniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšviečiamo paviršiaus
plotas tinkami lauko kultūroms geri
dumblių imobilizacijai geras
biomasės produktyvumas palyginti
pigūs lengva valyti nedideli
deguonies kiekiai
Didesniems įrenginiams reikia daugiau
sekcijų ir atraminių medžiagų sunki
temperatūrinė kontrolė galimybė
atsirasti hidrodinaminiam stresui kai
kurioms dumblių rūšims atsiranda
apnašų ant sienų
Vamzdeliniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšvietimo paviršiaus plotas
tinkami lauko kultūroms
pakankamai geras biomasės
produktyvumas palyginti pigūs
pH gradientas ištirpęs deguonis ir
anglies dvideginis išilgai vamzdelio
atsiranda apnašų ant sienų reikia
nemažų plotų auginimui
Fotosintezei vykdyti gali būti naudojama ne tik natūrali bet ir dirbtinė šviesa Žemiau
pateiktame 36 pav pavaizduotas fotobioreaktorius apšviečiamas dirbtine šviesa ndash
fluorescencine lempa
36 pav Tipinis fotobioreaktorius su dirbtiniu apšvietimu (Ugwu et al 2008 Newman
2009)
Įrenginys sumontuotas su rotoriumi ir sparnuotės įrenginiu kultūrų sumaišymui Šio
tipo reaktorių galima modifikuoti apšvietimui naudojant tiek dirbtinę tiek natūralią šviesą
Taigi šis įrenginys veikia naudojant dirbtinę šviesą tuomet kai natūralios šviesos
intensyvumas sumažėja ndash kuomet stipriai debesuota ar nakties periodu Yra duomenų kad
galima sukaupti optines skaidulas padalyti saulės šviesą cilindrinio reaktoriaus viduje
Pagrindinis viduje apšviečiamo reaktoriaus privalumas būtų tai kad šilumos ir slėgio dėka
minimizuojamas užkrėtimas Be to apšvietimas būtų nepertraukiamas (tiek šviesiu tiek
Reaktoriaus siena
Fluorescencinė lempa
Rotorius Anga aeracijai
Sparnuotė
17
tamsiu paros metu) Vis dėlto dumblių auginimas lauko sąlygomis naudojant minėto tipo
reaktorius reikalautų šiek tiek techninių pastangų
32 Mikrodumblių biomasės koncentravimas
Užaugintos mikrodumblių biomasės paruošimas apima kelis etapus biomasės
sukoncentravimą apdorojimą aliejaus ekstrakciją Biomasę sukoncentruoti galima įvairiais
metodais įskaitant mechaninius cheminius bei biologinius būdus sedimentaciją
centrifugavimą filtraciją (įskaitant ultrafiltraciją) flokuliaciją bei flotaciją ultragarsinę bei
magnetinę separaciją (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010 Carlsson et al 2007
Chen et al 2011 Wu et al 2012 Bilad et al 2012 Xu et al 2008) bei elektroforezę
(Christenson and Sims 2011) Universalaus metodo minėtam tikslui pasiekti nėra paprastai iš
daugelio jis pasirenkamas priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jų dydžio (mikrodumblių
dydis 3ndash30 microm) ląstelių tankio taip pat atsižvelgiant į metodo ekonomiškumą Sąlyginai
nedidelė dumblių koncentracija (05ndash5 kg m-3
auginimo terpės (Greenwell et al 2010 Grima
et al 2003)) ir jų dydis apsunkina ir pabrangina (sukoncentravimas sudaro apie 20ndash30 visų
biomasės apdorojimo išlaidų sumos (Grima et al 2003)) biomasės sukoncentravimo procesą
Techniškai pats paprasčiausias ir pigiausias mechaninis būdas sukoncentruoti
dumblius yra jų biomasės nusodinimas Pramoniniais tikslais auginami dumbliai nusodinami
nusodinimo baseinuose taip jų masė sukoncentruojama 85ndash95 (sausų medžiagų masė
sudaro apie 3 ) nusodinimo baseinų dugne Šis būdas gana pigus tačiau nepatrauklus tuo
kad reikalingas papildomas plotas nusodinimo baseinui įrengti Be to pats nusodinimo
procesas vyksta gana lėtai todėl jo metu esant aukštesnei aplinkos temperatūrai nusodinama
biomasė gali pradėti gesti (Greenwell et al 2010) Nusodinimo ir filtracijos procesus
paspartinti gali flokuliantų ar koaguliantų naudojimas susidarant dumblių ląstelių
aglomeratams Atlikta eilė tyrimų siekiant surasti optimalius flokuliantus ir koaguliantus
Dažniausiai tam tikslui naudojamos neorganinės geležies ar aliuminio druskos FeCl3
Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3 (Grima et al 2003) Elektrolitų efektyvumą sužadinti koaguliaciją
nusako kritinė koagulianto koncentracija arba kitaip tariant koagulianto koncentracija
reikalinga greitai sukelti koaguliaciją Metalo jonų koaguliacinis efektyvumas didėja didėjant
jono krūviui Poligeležies sulfatas Fe2(OH)n(SO4)3-n2]m yra bene efektyviausias lyginant šį su
tradiciniais nepolimerizuotais metalo druskų flokuliantais (Grima et al 2003) Flokulėms
sudaryti yra naudojami ir polimerai Ignacio de Godos ir bendratyrėjai nustatė kad naudojant
flokuliantus Drewfloc 447 Flocudex CS5000 Flocusol CM78 Chemifloc CV300 ir
18
chitozaną keletui dumblių rūšių biomasės sukoncentravimo efektyvumas 66ndash98
pasiekiamas su 5ndash6 kartus mažesne koncentracija nei naudojant FeCl3 ir Fe2(SO4)3 (De Godos
et al 2011) Be to tų pačių atliktų tyrimų duomenimis vienaląsčių ir kolonijinių dumblių
biomasės sukoncentravimo efektyvumai labai panašūs
Paprastas ir greitas būdas sukoncentruoti dumblių ląsteles yra magnetinė separacija
naudojant Fe3O4 nanomagnetines daleles Minėtos magnetinės dalelės buvo pritaikytos
mikrodumblių Botryococcus braunii ir Chlorella ellipsoidea sukoncentravimui Pridėjus
Fe3O4 į dumblių suspensiją dumblių ląstelės jas adsorbuoja o dumblių sukoncentravimas
vyksta dėl veikiančio išorinio magnetinio lauko Pasak tyrėjų taikant šį metodą pasiekiamas
didesnis nei 98 sukoncentravimo efektyvumas Be to tai laiką ir energiją tausojantis
dumblių biomasės sukoncentravimo būdas (Xu et al 2011)
Siekiant nenaudoti jokių cheminių medžiagų kiti galimi dumblių biomasės
sukoncentravimo būdai yra flotacija centrifugavimas filtracija bei elektroforezė Flotacija
atliekama naudojant suspaustą orą tiksliau disperguotus arba ištirpusio oro mikroburbuliukus
nukreipiamus į auginimo terpės dugną prie kurių prilipusios dumblių ląstelės susikaupia
flotuojamos terpės paviršiuje Siekiant suintensyvinti flotacijos procesą kartu su disperguotu
oru gali būti naudojami ir flokuliantai (Chen et al 2011) Kai kurios dumblių rūšys sugeba
natūraliai floatuoti terpės paviršiuje Šis procesas vyksta dėl fotosintezės metu gaminamo
deguonies kuris burbuliukų pavidalu kyla į terpės paviršių (Bruton et al 2009) Kitas būdas
dumblių biomasei sukoncentruoti yra filtracija Galima slėginė vakuuminė ir rotacinė
filtracija Ji labiau tinkama dumblių rūšims kurios pasižymi didesnėmis dumblių ląstelėmis
(gt70 microm) tokioms kaip Coelastrum ir Spirulina ir netinkamas Scenedesmus Dunaliella
Chlorella (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010) Minėtus dumblius galima
sukoncentruoti naudojant membraninę mikrofiltraciją bei ultrafiltraciją (Mata et al 2010)
Esminis filtracijos trūkumas yra tai kad ant filtro nusėdanti dumblių biomasė laikui bėgant
užkemša filtro poras tai apsunkina ir sulėtina patį procesą tuo pačiu padidinamos ir
energijos sąnaudos Be to membranų keitimas ir siurblių darbas ženkliai didina
eksploatacines išlaidas todėl šis metodas labiau taikytinas nedideliems tūriams filtruoti (lt 2
m3p
-1) didesniems tūriams labiau tiktų centrifugavimas (Grima et al 2003)
Centrifugavimas ndash tai gana dažnai naudojamas greitas gana efektyvus būdas
(sukoncentruojama gt95 ) sukoncentruoti biomasę Centrifugavimas yra pripažintas bene
geriausiu metodu sukoncentruoti smulkių vos kelių mikrometrų dydžio dumblių biomasę
(Grima et al 2003) Gaunama geros konsistencijos (tiršta) sukoncentruota biomasė tačiau šis
19
būdas reikalauja nemažai energetinių išlaidų ir techninės priežiūros dėl judančių detalių
(Brennan and Owende 2010 Grima et al 2003 Sim et al 1988)
33 Mikrodumblių biomasės džiovinimas
Sukoncentruota dumblių biomasė kurioje yra nuo 5 iki 20 ir daugiau sausų
medžiagų prieš atliekant ekstrahavimą turi būti džiovinama (iki 92 ir daugiau SM) nes
lipidų ekstrakcija iš sausos biomasės yra žymiai efektyvesnė už ekstrakciją iš drėgnos
medžiagos (Grima et al 2003 Zhu et al 2002) Džiovinimo procesas neturėtų būti atidėtas
ilgesniam laikui ypatingai karšto klimato šalyse (Brennan and Owende 2010 Grima et al
2003) Džiovinimas gali būti vykdomas įvairiais būdais (įskaitant ir džiovinimą saulėje) ir
gana plačiame temperatūrų diapazone Džiovinimas saulėje nors yra paprastas bei pigus deja
turi nemažai trūkumų jis ganėtinai ilgas tokiam biomasės džiovinimui reikalingi nemaži
plotai klimatinės sąlygos ir t t Kiti būdai apima žemo slėgio pakopinį džiovinimą (Prakash
et al 1997) išpurškiamąjį džiovinimą (Grima et al 2003 Prakash et al 1997) (džiovinama
medžiaga išpurškiama ir džiovinama karštomis dujomis tai labai plačiai naudojamas bet
vienas brangiausių džiovinimo metodų (Bruton et al 2009) būgninį džiovinimą (Grima et
al 2003 Prakash et al 1997) džiovinimą žemoje temperatūroje ndash šaltyje (taikant
liofilizaciją kuomet drėgmė pašalinama sublimacijos metu) (Grima et al 2003) ir tt
Liofilizacija yra gana brangus medžiagos džiovinimo būdas ypač jei medžiaga džiovinama
dideliais kiekiais tačiau nepaisant to didelis šio metodo privalumas yra tai kad iš
liofilizuotos medžiagos žymiai lengviau išekstrahuojami lipidai (Grima et al 2003) Visi
džiovinimo metodai išskyrus džiovinimą saulėje reikalauja nemažai energijos sąnaudų Šis
dumblių biomasės paruošimo etapas biodegalams gaminti gali sudaryti net iki 70 visų
žaliavos ruošimo išlaidų (Bruton et al 2009)
34 Žuvų auginimui naudojamos mikrodumblių rūšys
Nors sutinkama nepaprastai daug mikrodumblių rūšių tik nedidelis jų skaičius
auginamas dirbtinai akvakultūrų inkubatoriuose Tai lemia tam tikrų mikrodumblių rūšių
prieinamumas kultivavimo sudėtingumas fizinės ląstelių savybės jų sudėtis virškinamumas
toksinų ir dirgiklių buvimas biomasėje (Muller-Feuga et al 2003 (a) Muller-Feuga et al
2003 (b)) 32 lentelėje pateiktas nevisiškai išsamus paprastai akvakultūrose naudojamų
mikrodumblių rūšių sąrašas ir panaudojimo galimybės
20
32 lentelė Pagrindinių akvakultūrose naudojamų mikrodumblių grupės gentys ir rūšys bei
panaudojimo sritys
Grupė Gentis Rūšis Panaudojimo sritis
Cianobakterijos Arthrospira platensis Kombinuotų pašarų ingredientas
Chlorofita Tetraselmis suecica chui Dvigeldžiams moliuskams
Chlorella sp vulgaris
minutissima
virginica grossii
Plėšriųjų žuvų šėrimui
kombinuotų pašarų ingredientas
Dunaliella sp tertiolecta salina Kombinuotų pašarų ingredientas
Haematococcus pluvialis Kombinuotų pašarų ingredientas
Eustigmatophyceae
(Phyklum
Heterokontophyta)
Nanochloropsis sp oculata Plėšriųjų žuvų šėrimui bdquoŽaliasis
vanduoldquo (suspensija) pelėkinių
žuvų mailiui
Labyrinthulea
(Phyklum
Heterokonta)
Schizochytrium sp Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Ulkenia sp Gyvas maistas plėšriosioms žuvims
Bacillariophyta
(diatoms)
Chaetoceros calcitrans gracilis Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Skeletonema costatum Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Thalassiosira pseudonana Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Nitszchia sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Navicula sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Amphora sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Haptophyta Pavlova lutheri Dvigeldžiams moliuskams
Isochrysis galbana add galbana
bdquoTahitildquo
Dvigeldžiams moliuskams
bdquoŽaliasis vanduoldquo (suspensija)
pelėkinių žuvų mailiui
Dinophyta
(dinoflagellates)
Crypthecodinium cohnii Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Yra žinoma šių mikrodumblių rūšių biomasės sudėtis kuri gali būti keičiama
modifikuojant mikroorganizmus Paprastai žuvų pašaruose vyrauja ne viena kažkuri
mikrodumblių rūšis tačiau atitinkamai subalansuotos jų kompozicijos
35 Mikrodumblių biomasės sudėtis ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai galimybės
Mikrodumbliai savo sudėtyje turi vitaminų mineralų pigmentų nepakeičiamų riebalų
rūgščių todėl gali būti naudojami žuvų šėrimui Tyrinėjamos galimybės juos naudoti grynus
ar koncentratą taip pat analizuojamos galimybės mikrodumblius įterpti į pašarus žuvims
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
16
lengva sterilizuoti gerai tinka
dumblių imobilizavimui sumažinta
fotoinhibicija ir fotooksidacija
kultūroms mažėja apšvietimo plotas
didėjant masteliui
Plokštiniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšviečiamo paviršiaus
plotas tinkami lauko kultūroms geri
dumblių imobilizacijai geras
biomasės produktyvumas palyginti
pigūs lengva valyti nedideli
deguonies kiekiai
Didesniems įrenginiams reikia daugiau
sekcijų ir atraminių medžiagų sunki
temperatūrinė kontrolė galimybė
atsirasti hidrodinaminiam stresui kai
kurioms dumblių rūšims atsiranda
apnašų ant sienų
Vamzdeliniai
fotobioreaktoriai
Didelis apšvietimo paviršiaus plotas
tinkami lauko kultūroms
pakankamai geras biomasės
produktyvumas palyginti pigūs
pH gradientas ištirpęs deguonis ir
anglies dvideginis išilgai vamzdelio
atsiranda apnašų ant sienų reikia
nemažų plotų auginimui
Fotosintezei vykdyti gali būti naudojama ne tik natūrali bet ir dirbtinė šviesa Žemiau
pateiktame 36 pav pavaizduotas fotobioreaktorius apšviečiamas dirbtine šviesa ndash
fluorescencine lempa
36 pav Tipinis fotobioreaktorius su dirbtiniu apšvietimu (Ugwu et al 2008 Newman
2009)
Įrenginys sumontuotas su rotoriumi ir sparnuotės įrenginiu kultūrų sumaišymui Šio
tipo reaktorių galima modifikuoti apšvietimui naudojant tiek dirbtinę tiek natūralią šviesą
Taigi šis įrenginys veikia naudojant dirbtinę šviesą tuomet kai natūralios šviesos
intensyvumas sumažėja ndash kuomet stipriai debesuota ar nakties periodu Yra duomenų kad
galima sukaupti optines skaidulas padalyti saulės šviesą cilindrinio reaktoriaus viduje
Pagrindinis viduje apšviečiamo reaktoriaus privalumas būtų tai kad šilumos ir slėgio dėka
minimizuojamas užkrėtimas Be to apšvietimas būtų nepertraukiamas (tiek šviesiu tiek
Reaktoriaus siena
Fluorescencinė lempa
Rotorius Anga aeracijai
Sparnuotė
17
tamsiu paros metu) Vis dėlto dumblių auginimas lauko sąlygomis naudojant minėto tipo
reaktorius reikalautų šiek tiek techninių pastangų
32 Mikrodumblių biomasės koncentravimas
Užaugintos mikrodumblių biomasės paruošimas apima kelis etapus biomasės
sukoncentravimą apdorojimą aliejaus ekstrakciją Biomasę sukoncentruoti galima įvairiais
metodais įskaitant mechaninius cheminius bei biologinius būdus sedimentaciją
centrifugavimą filtraciją (įskaitant ultrafiltraciją) flokuliaciją bei flotaciją ultragarsinę bei
magnetinę separaciją (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010 Carlsson et al 2007
Chen et al 2011 Wu et al 2012 Bilad et al 2012 Xu et al 2008) bei elektroforezę
(Christenson and Sims 2011) Universalaus metodo minėtam tikslui pasiekti nėra paprastai iš
daugelio jis pasirenkamas priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jų dydžio (mikrodumblių
dydis 3ndash30 microm) ląstelių tankio taip pat atsižvelgiant į metodo ekonomiškumą Sąlyginai
nedidelė dumblių koncentracija (05ndash5 kg m-3
auginimo terpės (Greenwell et al 2010 Grima
et al 2003)) ir jų dydis apsunkina ir pabrangina (sukoncentravimas sudaro apie 20ndash30 visų
biomasės apdorojimo išlaidų sumos (Grima et al 2003)) biomasės sukoncentravimo procesą
Techniškai pats paprasčiausias ir pigiausias mechaninis būdas sukoncentruoti
dumblius yra jų biomasės nusodinimas Pramoniniais tikslais auginami dumbliai nusodinami
nusodinimo baseinuose taip jų masė sukoncentruojama 85ndash95 (sausų medžiagų masė
sudaro apie 3 ) nusodinimo baseinų dugne Šis būdas gana pigus tačiau nepatrauklus tuo
kad reikalingas papildomas plotas nusodinimo baseinui įrengti Be to pats nusodinimo
procesas vyksta gana lėtai todėl jo metu esant aukštesnei aplinkos temperatūrai nusodinama
biomasė gali pradėti gesti (Greenwell et al 2010) Nusodinimo ir filtracijos procesus
paspartinti gali flokuliantų ar koaguliantų naudojimas susidarant dumblių ląstelių
aglomeratams Atlikta eilė tyrimų siekiant surasti optimalius flokuliantus ir koaguliantus
Dažniausiai tam tikslui naudojamos neorganinės geležies ar aliuminio druskos FeCl3
Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3 (Grima et al 2003) Elektrolitų efektyvumą sužadinti koaguliaciją
nusako kritinė koagulianto koncentracija arba kitaip tariant koagulianto koncentracija
reikalinga greitai sukelti koaguliaciją Metalo jonų koaguliacinis efektyvumas didėja didėjant
jono krūviui Poligeležies sulfatas Fe2(OH)n(SO4)3-n2]m yra bene efektyviausias lyginant šį su
tradiciniais nepolimerizuotais metalo druskų flokuliantais (Grima et al 2003) Flokulėms
sudaryti yra naudojami ir polimerai Ignacio de Godos ir bendratyrėjai nustatė kad naudojant
flokuliantus Drewfloc 447 Flocudex CS5000 Flocusol CM78 Chemifloc CV300 ir
18
chitozaną keletui dumblių rūšių biomasės sukoncentravimo efektyvumas 66ndash98
pasiekiamas su 5ndash6 kartus mažesne koncentracija nei naudojant FeCl3 ir Fe2(SO4)3 (De Godos
et al 2011) Be to tų pačių atliktų tyrimų duomenimis vienaląsčių ir kolonijinių dumblių
biomasės sukoncentravimo efektyvumai labai panašūs
Paprastas ir greitas būdas sukoncentruoti dumblių ląsteles yra magnetinė separacija
naudojant Fe3O4 nanomagnetines daleles Minėtos magnetinės dalelės buvo pritaikytos
mikrodumblių Botryococcus braunii ir Chlorella ellipsoidea sukoncentravimui Pridėjus
Fe3O4 į dumblių suspensiją dumblių ląstelės jas adsorbuoja o dumblių sukoncentravimas
vyksta dėl veikiančio išorinio magnetinio lauko Pasak tyrėjų taikant šį metodą pasiekiamas
didesnis nei 98 sukoncentravimo efektyvumas Be to tai laiką ir energiją tausojantis
dumblių biomasės sukoncentravimo būdas (Xu et al 2011)
Siekiant nenaudoti jokių cheminių medžiagų kiti galimi dumblių biomasės
sukoncentravimo būdai yra flotacija centrifugavimas filtracija bei elektroforezė Flotacija
atliekama naudojant suspaustą orą tiksliau disperguotus arba ištirpusio oro mikroburbuliukus
nukreipiamus į auginimo terpės dugną prie kurių prilipusios dumblių ląstelės susikaupia
flotuojamos terpės paviršiuje Siekiant suintensyvinti flotacijos procesą kartu su disperguotu
oru gali būti naudojami ir flokuliantai (Chen et al 2011) Kai kurios dumblių rūšys sugeba
natūraliai floatuoti terpės paviršiuje Šis procesas vyksta dėl fotosintezės metu gaminamo
deguonies kuris burbuliukų pavidalu kyla į terpės paviršių (Bruton et al 2009) Kitas būdas
dumblių biomasei sukoncentruoti yra filtracija Galima slėginė vakuuminė ir rotacinė
filtracija Ji labiau tinkama dumblių rūšims kurios pasižymi didesnėmis dumblių ląstelėmis
(gt70 microm) tokioms kaip Coelastrum ir Spirulina ir netinkamas Scenedesmus Dunaliella
Chlorella (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010) Minėtus dumblius galima
sukoncentruoti naudojant membraninę mikrofiltraciją bei ultrafiltraciją (Mata et al 2010)
Esminis filtracijos trūkumas yra tai kad ant filtro nusėdanti dumblių biomasė laikui bėgant
užkemša filtro poras tai apsunkina ir sulėtina patį procesą tuo pačiu padidinamos ir
energijos sąnaudos Be to membranų keitimas ir siurblių darbas ženkliai didina
eksploatacines išlaidas todėl šis metodas labiau taikytinas nedideliems tūriams filtruoti (lt 2
m3p
-1) didesniems tūriams labiau tiktų centrifugavimas (Grima et al 2003)
Centrifugavimas ndash tai gana dažnai naudojamas greitas gana efektyvus būdas
(sukoncentruojama gt95 ) sukoncentruoti biomasę Centrifugavimas yra pripažintas bene
geriausiu metodu sukoncentruoti smulkių vos kelių mikrometrų dydžio dumblių biomasę
(Grima et al 2003) Gaunama geros konsistencijos (tiršta) sukoncentruota biomasė tačiau šis
19
būdas reikalauja nemažai energetinių išlaidų ir techninės priežiūros dėl judančių detalių
(Brennan and Owende 2010 Grima et al 2003 Sim et al 1988)
33 Mikrodumblių biomasės džiovinimas
Sukoncentruota dumblių biomasė kurioje yra nuo 5 iki 20 ir daugiau sausų
medžiagų prieš atliekant ekstrahavimą turi būti džiovinama (iki 92 ir daugiau SM) nes
lipidų ekstrakcija iš sausos biomasės yra žymiai efektyvesnė už ekstrakciją iš drėgnos
medžiagos (Grima et al 2003 Zhu et al 2002) Džiovinimo procesas neturėtų būti atidėtas
ilgesniam laikui ypatingai karšto klimato šalyse (Brennan and Owende 2010 Grima et al
2003) Džiovinimas gali būti vykdomas įvairiais būdais (įskaitant ir džiovinimą saulėje) ir
gana plačiame temperatūrų diapazone Džiovinimas saulėje nors yra paprastas bei pigus deja
turi nemažai trūkumų jis ganėtinai ilgas tokiam biomasės džiovinimui reikalingi nemaži
plotai klimatinės sąlygos ir t t Kiti būdai apima žemo slėgio pakopinį džiovinimą (Prakash
et al 1997) išpurškiamąjį džiovinimą (Grima et al 2003 Prakash et al 1997) (džiovinama
medžiaga išpurškiama ir džiovinama karštomis dujomis tai labai plačiai naudojamas bet
vienas brangiausių džiovinimo metodų (Bruton et al 2009) būgninį džiovinimą (Grima et
al 2003 Prakash et al 1997) džiovinimą žemoje temperatūroje ndash šaltyje (taikant
liofilizaciją kuomet drėgmė pašalinama sublimacijos metu) (Grima et al 2003) ir tt
Liofilizacija yra gana brangus medžiagos džiovinimo būdas ypač jei medžiaga džiovinama
dideliais kiekiais tačiau nepaisant to didelis šio metodo privalumas yra tai kad iš
liofilizuotos medžiagos žymiai lengviau išekstrahuojami lipidai (Grima et al 2003) Visi
džiovinimo metodai išskyrus džiovinimą saulėje reikalauja nemažai energijos sąnaudų Šis
dumblių biomasės paruošimo etapas biodegalams gaminti gali sudaryti net iki 70 visų
žaliavos ruošimo išlaidų (Bruton et al 2009)
34 Žuvų auginimui naudojamos mikrodumblių rūšys
Nors sutinkama nepaprastai daug mikrodumblių rūšių tik nedidelis jų skaičius
auginamas dirbtinai akvakultūrų inkubatoriuose Tai lemia tam tikrų mikrodumblių rūšių
prieinamumas kultivavimo sudėtingumas fizinės ląstelių savybės jų sudėtis virškinamumas
toksinų ir dirgiklių buvimas biomasėje (Muller-Feuga et al 2003 (a) Muller-Feuga et al
2003 (b)) 32 lentelėje pateiktas nevisiškai išsamus paprastai akvakultūrose naudojamų
mikrodumblių rūšių sąrašas ir panaudojimo galimybės
20
32 lentelė Pagrindinių akvakultūrose naudojamų mikrodumblių grupės gentys ir rūšys bei
panaudojimo sritys
Grupė Gentis Rūšis Panaudojimo sritis
Cianobakterijos Arthrospira platensis Kombinuotų pašarų ingredientas
Chlorofita Tetraselmis suecica chui Dvigeldžiams moliuskams
Chlorella sp vulgaris
minutissima
virginica grossii
Plėšriųjų žuvų šėrimui
kombinuotų pašarų ingredientas
Dunaliella sp tertiolecta salina Kombinuotų pašarų ingredientas
Haematococcus pluvialis Kombinuotų pašarų ingredientas
Eustigmatophyceae
(Phyklum
Heterokontophyta)
Nanochloropsis sp oculata Plėšriųjų žuvų šėrimui bdquoŽaliasis
vanduoldquo (suspensija) pelėkinių
žuvų mailiui
Labyrinthulea
(Phyklum
Heterokonta)
Schizochytrium sp Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Ulkenia sp Gyvas maistas plėšriosioms žuvims
Bacillariophyta
(diatoms)
Chaetoceros calcitrans gracilis Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Skeletonema costatum Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Thalassiosira pseudonana Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Nitszchia sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Navicula sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Amphora sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Haptophyta Pavlova lutheri Dvigeldžiams moliuskams
Isochrysis galbana add galbana
bdquoTahitildquo
Dvigeldžiams moliuskams
bdquoŽaliasis vanduoldquo (suspensija)
pelėkinių žuvų mailiui
Dinophyta
(dinoflagellates)
Crypthecodinium cohnii Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Yra žinoma šių mikrodumblių rūšių biomasės sudėtis kuri gali būti keičiama
modifikuojant mikroorganizmus Paprastai žuvų pašaruose vyrauja ne viena kažkuri
mikrodumblių rūšis tačiau atitinkamai subalansuotos jų kompozicijos
35 Mikrodumblių biomasės sudėtis ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai galimybės
Mikrodumbliai savo sudėtyje turi vitaminų mineralų pigmentų nepakeičiamų riebalų
rūgščių todėl gali būti naudojami žuvų šėrimui Tyrinėjamos galimybės juos naudoti grynus
ar koncentratą taip pat analizuojamos galimybės mikrodumblius įterpti į pašarus žuvims
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
17
tamsiu paros metu) Vis dėlto dumblių auginimas lauko sąlygomis naudojant minėto tipo
reaktorius reikalautų šiek tiek techninių pastangų
32 Mikrodumblių biomasės koncentravimas
Užaugintos mikrodumblių biomasės paruošimas apima kelis etapus biomasės
sukoncentravimą apdorojimą aliejaus ekstrakciją Biomasę sukoncentruoti galima įvairiais
metodais įskaitant mechaninius cheminius bei biologinius būdus sedimentaciją
centrifugavimą filtraciją (įskaitant ultrafiltraciją) flokuliaciją bei flotaciją ultragarsinę bei
magnetinę separaciją (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010 Carlsson et al 2007
Chen et al 2011 Wu et al 2012 Bilad et al 2012 Xu et al 2008) bei elektroforezę
(Christenson and Sims 2011) Universalaus metodo minėtam tikslui pasiekti nėra paprastai iš
daugelio jis pasirenkamas priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jų dydžio (mikrodumblių
dydis 3ndash30 microm) ląstelių tankio taip pat atsižvelgiant į metodo ekonomiškumą Sąlyginai
nedidelė dumblių koncentracija (05ndash5 kg m-3
auginimo terpės (Greenwell et al 2010 Grima
et al 2003)) ir jų dydis apsunkina ir pabrangina (sukoncentravimas sudaro apie 20ndash30 visų
biomasės apdorojimo išlaidų sumos (Grima et al 2003)) biomasės sukoncentravimo procesą
Techniškai pats paprasčiausias ir pigiausias mechaninis būdas sukoncentruoti
dumblius yra jų biomasės nusodinimas Pramoniniais tikslais auginami dumbliai nusodinami
nusodinimo baseinuose taip jų masė sukoncentruojama 85ndash95 (sausų medžiagų masė
sudaro apie 3 ) nusodinimo baseinų dugne Šis būdas gana pigus tačiau nepatrauklus tuo
kad reikalingas papildomas plotas nusodinimo baseinui įrengti Be to pats nusodinimo
procesas vyksta gana lėtai todėl jo metu esant aukštesnei aplinkos temperatūrai nusodinama
biomasė gali pradėti gesti (Greenwell et al 2010) Nusodinimo ir filtracijos procesus
paspartinti gali flokuliantų ar koaguliantų naudojimas susidarant dumblių ląstelių
aglomeratams Atlikta eilė tyrimų siekiant surasti optimalius flokuliantus ir koaguliantus
Dažniausiai tam tikslui naudojamos neorganinės geležies ar aliuminio druskos FeCl3
Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3 (Grima et al 2003) Elektrolitų efektyvumą sužadinti koaguliaciją
nusako kritinė koagulianto koncentracija arba kitaip tariant koagulianto koncentracija
reikalinga greitai sukelti koaguliaciją Metalo jonų koaguliacinis efektyvumas didėja didėjant
jono krūviui Poligeležies sulfatas Fe2(OH)n(SO4)3-n2]m yra bene efektyviausias lyginant šį su
tradiciniais nepolimerizuotais metalo druskų flokuliantais (Grima et al 2003) Flokulėms
sudaryti yra naudojami ir polimerai Ignacio de Godos ir bendratyrėjai nustatė kad naudojant
flokuliantus Drewfloc 447 Flocudex CS5000 Flocusol CM78 Chemifloc CV300 ir
18
chitozaną keletui dumblių rūšių biomasės sukoncentravimo efektyvumas 66ndash98
pasiekiamas su 5ndash6 kartus mažesne koncentracija nei naudojant FeCl3 ir Fe2(SO4)3 (De Godos
et al 2011) Be to tų pačių atliktų tyrimų duomenimis vienaląsčių ir kolonijinių dumblių
biomasės sukoncentravimo efektyvumai labai panašūs
Paprastas ir greitas būdas sukoncentruoti dumblių ląsteles yra magnetinė separacija
naudojant Fe3O4 nanomagnetines daleles Minėtos magnetinės dalelės buvo pritaikytos
mikrodumblių Botryococcus braunii ir Chlorella ellipsoidea sukoncentravimui Pridėjus
Fe3O4 į dumblių suspensiją dumblių ląstelės jas adsorbuoja o dumblių sukoncentravimas
vyksta dėl veikiančio išorinio magnetinio lauko Pasak tyrėjų taikant šį metodą pasiekiamas
didesnis nei 98 sukoncentravimo efektyvumas Be to tai laiką ir energiją tausojantis
dumblių biomasės sukoncentravimo būdas (Xu et al 2011)
Siekiant nenaudoti jokių cheminių medžiagų kiti galimi dumblių biomasės
sukoncentravimo būdai yra flotacija centrifugavimas filtracija bei elektroforezė Flotacija
atliekama naudojant suspaustą orą tiksliau disperguotus arba ištirpusio oro mikroburbuliukus
nukreipiamus į auginimo terpės dugną prie kurių prilipusios dumblių ląstelės susikaupia
flotuojamos terpės paviršiuje Siekiant suintensyvinti flotacijos procesą kartu su disperguotu
oru gali būti naudojami ir flokuliantai (Chen et al 2011) Kai kurios dumblių rūšys sugeba
natūraliai floatuoti terpės paviršiuje Šis procesas vyksta dėl fotosintezės metu gaminamo
deguonies kuris burbuliukų pavidalu kyla į terpės paviršių (Bruton et al 2009) Kitas būdas
dumblių biomasei sukoncentruoti yra filtracija Galima slėginė vakuuminė ir rotacinė
filtracija Ji labiau tinkama dumblių rūšims kurios pasižymi didesnėmis dumblių ląstelėmis
(gt70 microm) tokioms kaip Coelastrum ir Spirulina ir netinkamas Scenedesmus Dunaliella
Chlorella (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010) Minėtus dumblius galima
sukoncentruoti naudojant membraninę mikrofiltraciją bei ultrafiltraciją (Mata et al 2010)
Esminis filtracijos trūkumas yra tai kad ant filtro nusėdanti dumblių biomasė laikui bėgant
užkemša filtro poras tai apsunkina ir sulėtina patį procesą tuo pačiu padidinamos ir
energijos sąnaudos Be to membranų keitimas ir siurblių darbas ženkliai didina
eksploatacines išlaidas todėl šis metodas labiau taikytinas nedideliems tūriams filtruoti (lt 2
m3p
-1) didesniems tūriams labiau tiktų centrifugavimas (Grima et al 2003)
Centrifugavimas ndash tai gana dažnai naudojamas greitas gana efektyvus būdas
(sukoncentruojama gt95 ) sukoncentruoti biomasę Centrifugavimas yra pripažintas bene
geriausiu metodu sukoncentruoti smulkių vos kelių mikrometrų dydžio dumblių biomasę
(Grima et al 2003) Gaunama geros konsistencijos (tiršta) sukoncentruota biomasė tačiau šis
19
būdas reikalauja nemažai energetinių išlaidų ir techninės priežiūros dėl judančių detalių
(Brennan and Owende 2010 Grima et al 2003 Sim et al 1988)
33 Mikrodumblių biomasės džiovinimas
Sukoncentruota dumblių biomasė kurioje yra nuo 5 iki 20 ir daugiau sausų
medžiagų prieš atliekant ekstrahavimą turi būti džiovinama (iki 92 ir daugiau SM) nes
lipidų ekstrakcija iš sausos biomasės yra žymiai efektyvesnė už ekstrakciją iš drėgnos
medžiagos (Grima et al 2003 Zhu et al 2002) Džiovinimo procesas neturėtų būti atidėtas
ilgesniam laikui ypatingai karšto klimato šalyse (Brennan and Owende 2010 Grima et al
2003) Džiovinimas gali būti vykdomas įvairiais būdais (įskaitant ir džiovinimą saulėje) ir
gana plačiame temperatūrų diapazone Džiovinimas saulėje nors yra paprastas bei pigus deja
turi nemažai trūkumų jis ganėtinai ilgas tokiam biomasės džiovinimui reikalingi nemaži
plotai klimatinės sąlygos ir t t Kiti būdai apima žemo slėgio pakopinį džiovinimą (Prakash
et al 1997) išpurškiamąjį džiovinimą (Grima et al 2003 Prakash et al 1997) (džiovinama
medžiaga išpurškiama ir džiovinama karštomis dujomis tai labai plačiai naudojamas bet
vienas brangiausių džiovinimo metodų (Bruton et al 2009) būgninį džiovinimą (Grima et
al 2003 Prakash et al 1997) džiovinimą žemoje temperatūroje ndash šaltyje (taikant
liofilizaciją kuomet drėgmė pašalinama sublimacijos metu) (Grima et al 2003) ir tt
Liofilizacija yra gana brangus medžiagos džiovinimo būdas ypač jei medžiaga džiovinama
dideliais kiekiais tačiau nepaisant to didelis šio metodo privalumas yra tai kad iš
liofilizuotos medžiagos žymiai lengviau išekstrahuojami lipidai (Grima et al 2003) Visi
džiovinimo metodai išskyrus džiovinimą saulėje reikalauja nemažai energijos sąnaudų Šis
dumblių biomasės paruošimo etapas biodegalams gaminti gali sudaryti net iki 70 visų
žaliavos ruošimo išlaidų (Bruton et al 2009)
34 Žuvų auginimui naudojamos mikrodumblių rūšys
Nors sutinkama nepaprastai daug mikrodumblių rūšių tik nedidelis jų skaičius
auginamas dirbtinai akvakultūrų inkubatoriuose Tai lemia tam tikrų mikrodumblių rūšių
prieinamumas kultivavimo sudėtingumas fizinės ląstelių savybės jų sudėtis virškinamumas
toksinų ir dirgiklių buvimas biomasėje (Muller-Feuga et al 2003 (a) Muller-Feuga et al
2003 (b)) 32 lentelėje pateiktas nevisiškai išsamus paprastai akvakultūrose naudojamų
mikrodumblių rūšių sąrašas ir panaudojimo galimybės
20
32 lentelė Pagrindinių akvakultūrose naudojamų mikrodumblių grupės gentys ir rūšys bei
panaudojimo sritys
Grupė Gentis Rūšis Panaudojimo sritis
Cianobakterijos Arthrospira platensis Kombinuotų pašarų ingredientas
Chlorofita Tetraselmis suecica chui Dvigeldžiams moliuskams
Chlorella sp vulgaris
minutissima
virginica grossii
Plėšriųjų žuvų šėrimui
kombinuotų pašarų ingredientas
Dunaliella sp tertiolecta salina Kombinuotų pašarų ingredientas
Haematococcus pluvialis Kombinuotų pašarų ingredientas
Eustigmatophyceae
(Phyklum
Heterokontophyta)
Nanochloropsis sp oculata Plėšriųjų žuvų šėrimui bdquoŽaliasis
vanduoldquo (suspensija) pelėkinių
žuvų mailiui
Labyrinthulea
(Phyklum
Heterokonta)
Schizochytrium sp Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Ulkenia sp Gyvas maistas plėšriosioms žuvims
Bacillariophyta
(diatoms)
Chaetoceros calcitrans gracilis Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Skeletonema costatum Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Thalassiosira pseudonana Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Nitszchia sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Navicula sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Amphora sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Haptophyta Pavlova lutheri Dvigeldžiams moliuskams
Isochrysis galbana add galbana
bdquoTahitildquo
Dvigeldžiams moliuskams
bdquoŽaliasis vanduoldquo (suspensija)
pelėkinių žuvų mailiui
Dinophyta
(dinoflagellates)
Crypthecodinium cohnii Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Yra žinoma šių mikrodumblių rūšių biomasės sudėtis kuri gali būti keičiama
modifikuojant mikroorganizmus Paprastai žuvų pašaruose vyrauja ne viena kažkuri
mikrodumblių rūšis tačiau atitinkamai subalansuotos jų kompozicijos
35 Mikrodumblių biomasės sudėtis ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai galimybės
Mikrodumbliai savo sudėtyje turi vitaminų mineralų pigmentų nepakeičiamų riebalų
rūgščių todėl gali būti naudojami žuvų šėrimui Tyrinėjamos galimybės juos naudoti grynus
ar koncentratą taip pat analizuojamos galimybės mikrodumblius įterpti į pašarus žuvims
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
18
chitozaną keletui dumblių rūšių biomasės sukoncentravimo efektyvumas 66ndash98
pasiekiamas su 5ndash6 kartus mažesne koncentracija nei naudojant FeCl3 ir Fe2(SO4)3 (De Godos
et al 2011) Be to tų pačių atliktų tyrimų duomenimis vienaląsčių ir kolonijinių dumblių
biomasės sukoncentravimo efektyvumai labai panašūs
Paprastas ir greitas būdas sukoncentruoti dumblių ląsteles yra magnetinė separacija
naudojant Fe3O4 nanomagnetines daleles Minėtos magnetinės dalelės buvo pritaikytos
mikrodumblių Botryococcus braunii ir Chlorella ellipsoidea sukoncentravimui Pridėjus
Fe3O4 į dumblių suspensiją dumblių ląstelės jas adsorbuoja o dumblių sukoncentravimas
vyksta dėl veikiančio išorinio magnetinio lauko Pasak tyrėjų taikant šį metodą pasiekiamas
didesnis nei 98 sukoncentravimo efektyvumas Be to tai laiką ir energiją tausojantis
dumblių biomasės sukoncentravimo būdas (Xu et al 2011)
Siekiant nenaudoti jokių cheminių medžiagų kiti galimi dumblių biomasės
sukoncentravimo būdai yra flotacija centrifugavimas filtracija bei elektroforezė Flotacija
atliekama naudojant suspaustą orą tiksliau disperguotus arba ištirpusio oro mikroburbuliukus
nukreipiamus į auginimo terpės dugną prie kurių prilipusios dumblių ląstelės susikaupia
flotuojamos terpės paviršiuje Siekiant suintensyvinti flotacijos procesą kartu su disperguotu
oru gali būti naudojami ir flokuliantai (Chen et al 2011) Kai kurios dumblių rūšys sugeba
natūraliai floatuoti terpės paviršiuje Šis procesas vyksta dėl fotosintezės metu gaminamo
deguonies kuris burbuliukų pavidalu kyla į terpės paviršių (Bruton et al 2009) Kitas būdas
dumblių biomasei sukoncentruoti yra filtracija Galima slėginė vakuuminė ir rotacinė
filtracija Ji labiau tinkama dumblių rūšims kurios pasižymi didesnėmis dumblių ląstelėmis
(gt70 microm) tokioms kaip Coelastrum ir Spirulina ir netinkamas Scenedesmus Dunaliella
Chlorella (Brennan and Owende 2010 Mata et al 2010) Minėtus dumblius galima
sukoncentruoti naudojant membraninę mikrofiltraciją bei ultrafiltraciją (Mata et al 2010)
Esminis filtracijos trūkumas yra tai kad ant filtro nusėdanti dumblių biomasė laikui bėgant
užkemša filtro poras tai apsunkina ir sulėtina patį procesą tuo pačiu padidinamos ir
energijos sąnaudos Be to membranų keitimas ir siurblių darbas ženkliai didina
eksploatacines išlaidas todėl šis metodas labiau taikytinas nedideliems tūriams filtruoti (lt 2
m3p
-1) didesniems tūriams labiau tiktų centrifugavimas (Grima et al 2003)
Centrifugavimas ndash tai gana dažnai naudojamas greitas gana efektyvus būdas
(sukoncentruojama gt95 ) sukoncentruoti biomasę Centrifugavimas yra pripažintas bene
geriausiu metodu sukoncentruoti smulkių vos kelių mikrometrų dydžio dumblių biomasę
(Grima et al 2003) Gaunama geros konsistencijos (tiršta) sukoncentruota biomasė tačiau šis
19
būdas reikalauja nemažai energetinių išlaidų ir techninės priežiūros dėl judančių detalių
(Brennan and Owende 2010 Grima et al 2003 Sim et al 1988)
33 Mikrodumblių biomasės džiovinimas
Sukoncentruota dumblių biomasė kurioje yra nuo 5 iki 20 ir daugiau sausų
medžiagų prieš atliekant ekstrahavimą turi būti džiovinama (iki 92 ir daugiau SM) nes
lipidų ekstrakcija iš sausos biomasės yra žymiai efektyvesnė už ekstrakciją iš drėgnos
medžiagos (Grima et al 2003 Zhu et al 2002) Džiovinimo procesas neturėtų būti atidėtas
ilgesniam laikui ypatingai karšto klimato šalyse (Brennan and Owende 2010 Grima et al
2003) Džiovinimas gali būti vykdomas įvairiais būdais (įskaitant ir džiovinimą saulėje) ir
gana plačiame temperatūrų diapazone Džiovinimas saulėje nors yra paprastas bei pigus deja
turi nemažai trūkumų jis ganėtinai ilgas tokiam biomasės džiovinimui reikalingi nemaži
plotai klimatinės sąlygos ir t t Kiti būdai apima žemo slėgio pakopinį džiovinimą (Prakash
et al 1997) išpurškiamąjį džiovinimą (Grima et al 2003 Prakash et al 1997) (džiovinama
medžiaga išpurškiama ir džiovinama karštomis dujomis tai labai plačiai naudojamas bet
vienas brangiausių džiovinimo metodų (Bruton et al 2009) būgninį džiovinimą (Grima et
al 2003 Prakash et al 1997) džiovinimą žemoje temperatūroje ndash šaltyje (taikant
liofilizaciją kuomet drėgmė pašalinama sublimacijos metu) (Grima et al 2003) ir tt
Liofilizacija yra gana brangus medžiagos džiovinimo būdas ypač jei medžiaga džiovinama
dideliais kiekiais tačiau nepaisant to didelis šio metodo privalumas yra tai kad iš
liofilizuotos medžiagos žymiai lengviau išekstrahuojami lipidai (Grima et al 2003) Visi
džiovinimo metodai išskyrus džiovinimą saulėje reikalauja nemažai energijos sąnaudų Šis
dumblių biomasės paruošimo etapas biodegalams gaminti gali sudaryti net iki 70 visų
žaliavos ruošimo išlaidų (Bruton et al 2009)
34 Žuvų auginimui naudojamos mikrodumblių rūšys
Nors sutinkama nepaprastai daug mikrodumblių rūšių tik nedidelis jų skaičius
auginamas dirbtinai akvakultūrų inkubatoriuose Tai lemia tam tikrų mikrodumblių rūšių
prieinamumas kultivavimo sudėtingumas fizinės ląstelių savybės jų sudėtis virškinamumas
toksinų ir dirgiklių buvimas biomasėje (Muller-Feuga et al 2003 (a) Muller-Feuga et al
2003 (b)) 32 lentelėje pateiktas nevisiškai išsamus paprastai akvakultūrose naudojamų
mikrodumblių rūšių sąrašas ir panaudojimo galimybės
20
32 lentelė Pagrindinių akvakultūrose naudojamų mikrodumblių grupės gentys ir rūšys bei
panaudojimo sritys
Grupė Gentis Rūšis Panaudojimo sritis
Cianobakterijos Arthrospira platensis Kombinuotų pašarų ingredientas
Chlorofita Tetraselmis suecica chui Dvigeldžiams moliuskams
Chlorella sp vulgaris
minutissima
virginica grossii
Plėšriųjų žuvų šėrimui
kombinuotų pašarų ingredientas
Dunaliella sp tertiolecta salina Kombinuotų pašarų ingredientas
Haematococcus pluvialis Kombinuotų pašarų ingredientas
Eustigmatophyceae
(Phyklum
Heterokontophyta)
Nanochloropsis sp oculata Plėšriųjų žuvų šėrimui bdquoŽaliasis
vanduoldquo (suspensija) pelėkinių
žuvų mailiui
Labyrinthulea
(Phyklum
Heterokonta)
Schizochytrium sp Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Ulkenia sp Gyvas maistas plėšriosioms žuvims
Bacillariophyta
(diatoms)
Chaetoceros calcitrans gracilis Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Skeletonema costatum Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Thalassiosira pseudonana Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Nitszchia sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Navicula sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Amphora sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Haptophyta Pavlova lutheri Dvigeldžiams moliuskams
Isochrysis galbana add galbana
bdquoTahitildquo
Dvigeldžiams moliuskams
bdquoŽaliasis vanduoldquo (suspensija)
pelėkinių žuvų mailiui
Dinophyta
(dinoflagellates)
Crypthecodinium cohnii Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Yra žinoma šių mikrodumblių rūšių biomasės sudėtis kuri gali būti keičiama
modifikuojant mikroorganizmus Paprastai žuvų pašaruose vyrauja ne viena kažkuri
mikrodumblių rūšis tačiau atitinkamai subalansuotos jų kompozicijos
35 Mikrodumblių biomasės sudėtis ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai galimybės
Mikrodumbliai savo sudėtyje turi vitaminų mineralų pigmentų nepakeičiamų riebalų
rūgščių todėl gali būti naudojami žuvų šėrimui Tyrinėjamos galimybės juos naudoti grynus
ar koncentratą taip pat analizuojamos galimybės mikrodumblius įterpti į pašarus žuvims
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
19
būdas reikalauja nemažai energetinių išlaidų ir techninės priežiūros dėl judančių detalių
(Brennan and Owende 2010 Grima et al 2003 Sim et al 1988)
33 Mikrodumblių biomasės džiovinimas
Sukoncentruota dumblių biomasė kurioje yra nuo 5 iki 20 ir daugiau sausų
medžiagų prieš atliekant ekstrahavimą turi būti džiovinama (iki 92 ir daugiau SM) nes
lipidų ekstrakcija iš sausos biomasės yra žymiai efektyvesnė už ekstrakciją iš drėgnos
medžiagos (Grima et al 2003 Zhu et al 2002) Džiovinimo procesas neturėtų būti atidėtas
ilgesniam laikui ypatingai karšto klimato šalyse (Brennan and Owende 2010 Grima et al
2003) Džiovinimas gali būti vykdomas įvairiais būdais (įskaitant ir džiovinimą saulėje) ir
gana plačiame temperatūrų diapazone Džiovinimas saulėje nors yra paprastas bei pigus deja
turi nemažai trūkumų jis ganėtinai ilgas tokiam biomasės džiovinimui reikalingi nemaži
plotai klimatinės sąlygos ir t t Kiti būdai apima žemo slėgio pakopinį džiovinimą (Prakash
et al 1997) išpurškiamąjį džiovinimą (Grima et al 2003 Prakash et al 1997) (džiovinama
medžiaga išpurškiama ir džiovinama karštomis dujomis tai labai plačiai naudojamas bet
vienas brangiausių džiovinimo metodų (Bruton et al 2009) būgninį džiovinimą (Grima et
al 2003 Prakash et al 1997) džiovinimą žemoje temperatūroje ndash šaltyje (taikant
liofilizaciją kuomet drėgmė pašalinama sublimacijos metu) (Grima et al 2003) ir tt
Liofilizacija yra gana brangus medžiagos džiovinimo būdas ypač jei medžiaga džiovinama
dideliais kiekiais tačiau nepaisant to didelis šio metodo privalumas yra tai kad iš
liofilizuotos medžiagos žymiai lengviau išekstrahuojami lipidai (Grima et al 2003) Visi
džiovinimo metodai išskyrus džiovinimą saulėje reikalauja nemažai energijos sąnaudų Šis
dumblių biomasės paruošimo etapas biodegalams gaminti gali sudaryti net iki 70 visų
žaliavos ruošimo išlaidų (Bruton et al 2009)
34 Žuvų auginimui naudojamos mikrodumblių rūšys
Nors sutinkama nepaprastai daug mikrodumblių rūšių tik nedidelis jų skaičius
auginamas dirbtinai akvakultūrų inkubatoriuose Tai lemia tam tikrų mikrodumblių rūšių
prieinamumas kultivavimo sudėtingumas fizinės ląstelių savybės jų sudėtis virškinamumas
toksinų ir dirgiklių buvimas biomasėje (Muller-Feuga et al 2003 (a) Muller-Feuga et al
2003 (b)) 32 lentelėje pateiktas nevisiškai išsamus paprastai akvakultūrose naudojamų
mikrodumblių rūšių sąrašas ir panaudojimo galimybės
20
32 lentelė Pagrindinių akvakultūrose naudojamų mikrodumblių grupės gentys ir rūšys bei
panaudojimo sritys
Grupė Gentis Rūšis Panaudojimo sritis
Cianobakterijos Arthrospira platensis Kombinuotų pašarų ingredientas
Chlorofita Tetraselmis suecica chui Dvigeldžiams moliuskams
Chlorella sp vulgaris
minutissima
virginica grossii
Plėšriųjų žuvų šėrimui
kombinuotų pašarų ingredientas
Dunaliella sp tertiolecta salina Kombinuotų pašarų ingredientas
Haematococcus pluvialis Kombinuotų pašarų ingredientas
Eustigmatophyceae
(Phyklum
Heterokontophyta)
Nanochloropsis sp oculata Plėšriųjų žuvų šėrimui bdquoŽaliasis
vanduoldquo (suspensija) pelėkinių
žuvų mailiui
Labyrinthulea
(Phyklum
Heterokonta)
Schizochytrium sp Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Ulkenia sp Gyvas maistas plėšriosioms žuvims
Bacillariophyta
(diatoms)
Chaetoceros calcitrans gracilis Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Skeletonema costatum Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Thalassiosira pseudonana Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Nitszchia sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Navicula sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Amphora sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Haptophyta Pavlova lutheri Dvigeldžiams moliuskams
Isochrysis galbana add galbana
bdquoTahitildquo
Dvigeldžiams moliuskams
bdquoŽaliasis vanduoldquo (suspensija)
pelėkinių žuvų mailiui
Dinophyta
(dinoflagellates)
Crypthecodinium cohnii Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Yra žinoma šių mikrodumblių rūšių biomasės sudėtis kuri gali būti keičiama
modifikuojant mikroorganizmus Paprastai žuvų pašaruose vyrauja ne viena kažkuri
mikrodumblių rūšis tačiau atitinkamai subalansuotos jų kompozicijos
35 Mikrodumblių biomasės sudėtis ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai galimybės
Mikrodumbliai savo sudėtyje turi vitaminų mineralų pigmentų nepakeičiamų riebalų
rūgščių todėl gali būti naudojami žuvų šėrimui Tyrinėjamos galimybės juos naudoti grynus
ar koncentratą taip pat analizuojamos galimybės mikrodumblius įterpti į pašarus žuvims
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
20
32 lentelė Pagrindinių akvakultūrose naudojamų mikrodumblių grupės gentys ir rūšys bei
panaudojimo sritys
Grupė Gentis Rūšis Panaudojimo sritis
Cianobakterijos Arthrospira platensis Kombinuotų pašarų ingredientas
Chlorofita Tetraselmis suecica chui Dvigeldžiams moliuskams
Chlorella sp vulgaris
minutissima
virginica grossii
Plėšriųjų žuvų šėrimui
kombinuotų pašarų ingredientas
Dunaliella sp tertiolecta salina Kombinuotų pašarų ingredientas
Haematococcus pluvialis Kombinuotų pašarų ingredientas
Eustigmatophyceae
(Phyklum
Heterokontophyta)
Nanochloropsis sp oculata Plėšriųjų žuvų šėrimui bdquoŽaliasis
vanduoldquo (suspensija) pelėkinių
žuvų mailiui
Labyrinthulea
(Phyklum
Heterokonta)
Schizochytrium sp Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Ulkenia sp Gyvas maistas plėšriosioms žuvims
Bacillariophyta
(diatoms)
Chaetoceros calcitrans gracilis Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Skeletonema costatum Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Thalassiosira pseudonana Dvigeldžiams moliuskams
vėžiagyvių (krevečių omarų)
mailiui
Nitszchia sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Navicula sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Amphora sp Pilvakojams moliuskams ir jūrų
ežiams
Haptophyta Pavlova lutheri Dvigeldžiams moliuskams
Isochrysis galbana add galbana
bdquoTahitildquo
Dvigeldžiams moliuskams
bdquoŽaliasis vanduoldquo (suspensija)
pelėkinių žuvų mailiui
Dinophyta
(dinoflagellates)
Crypthecodinium cohnii Gyvas maistas plėšriosioms
žuvims sausas maistas artemijai ir
plėšriosioms žuvims
Yra žinoma šių mikrodumblių rūšių biomasės sudėtis kuri gali būti keičiama
modifikuojant mikroorganizmus Paprastai žuvų pašaruose vyrauja ne viena kažkuri
mikrodumblių rūšis tačiau atitinkamai subalansuotos jų kompozicijos
35 Mikrodumblių biomasės sudėtis ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai galimybės
Mikrodumbliai savo sudėtyje turi vitaminų mineralų pigmentų nepakeičiamų riebalų
rūgščių todėl gali būti naudojami žuvų šėrimui Tyrinėjamos galimybės juos naudoti grynus
ar koncentratą taip pat analizuojamos galimybės mikrodumblius įterpti į pašarus žuvims
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
21
Pašarų pramoniniu būdu auginamoms žuvims sudėtis lyginant su kitų gyvūnų pašarų
sudėtimis pateikta 33 lentelėje
33 lentelė Tipinė pašarų sudėtis įvairių rūšių gyvūnams (Algae fos aquaculture and animal feeds)
Baltymai Riebalai Angliavandeniai
Apykaitinė
energija
Pašarų
sąnaudos
kgkg
priesvorio
Paukščiai 210 50 60 130 22
Kiaulės 160 50 60 125 30
Galvijai 120 40 65 101 58
Lašišos 370 320 15 210 10
Jūros karšiai 450 200 20 191 16
Tilapija 350 60 40 135 15
Krevetės 350 60 40 135 20
Iš pateiktų duomenų matyti kad užsienyje auginamų žuvų receptūroje lyginant su
paukščių kiaulių ir galvijų pašarais yra žymiai daugiau baltymų tačiau mažiau
angliavandenių Be to šių pašarų apykaitinė energija yra šiek tiek didesnė o pašarų kiekis
užauginti 1 kg prieaugio yra mažesnis
Lietuvoje platinamų pašarų žuvims sudėtis priklauso nuo gamintojo yra gana
skirtinga ir priklauso nuo maitinamų žuvų rūšies Iš užsienio vežami pašarai savo sudėtyje turi
daugiau baltymų vietos gamybos pašarai pasižymi mažesniu baltymų kiekiu (34 lentelė)
34 lentelė Šalyje platinamų pašarų žuvims sudėtis
35 lentelė Tipinė pramoninių baltyminių žaliavų sudėtis
Žaliava Baltymai Riebalai Angliavandeniai Pelenai
Žuvų miltai 630 110 - 158
Kukurūzų
gliutenas
620 50 183 48
Sojų miltai 440 22 390 61
Pašarų kokybė ir sudėtis priklauso nuo juos sudarančių komponentų Atsižvelgiant į
tai kad pašarų žuvims vienas pagrindinių komponentų yra baltymai pašarų gamybai
naudojami įvairūs baltymų šaltiniai (35 lentelė)
Pašarai Proteinai Riebalai Ląsteliena
Upėtakiams 42-48 20-22 09-38
Šamams 43-54 12-15 02-40
Karpinėms žuvims 48-56 12-15 03-07
Eršketams 47-55 9-18 09-1
Karpinėms žuvims 2301 323 742
Karpinėms vienmetėms 25-26 90
Karpinėms dvimetėms 22-23 100
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
22
Pastaruoju metu kaip baltyminė žaliava žuvų pašarų gamyboje plačiai naudojami žuvų
miltai ir augalinės kilmės produktai (grūdai ir aliejingosios sėklos) pastarieji pasižymi
mažesne kaina todėl jais pakeičiama dalis žuvų miltų žuvų racione Nors augalinių produktų
naudojimas pašarų gamyboje užtikrina pakankamą žuvų prieaugį jie gali sukelti žymius žuvų
maistinės vertės pokyčius Todėl pastaruoju metu nagrinėjamos galimybės į žuvų mitybos
racioną įtraukti mikrodumblius Jie galėtų būti alternatyva žuvų miltams nes mikrodumbliai
yra bazinis akvakultūros mitybinės grandinės elementas ir yra maisto atsarga kurią žuvys
prisitaikiusios naudoti Tačiau yra daugybė mikrodumblių rūšių pasižyminčių skirtingomis
savybėmis ir maistine verte todėl jų vertė turi būti analizuojama ir vertinama juos naudojant
pašarų žuvims gamybai Apibendrinta įvairių rūšių mikrodumblių cheminė sudėtis pateikta
36 lentelėje Kaip matyti baltymų kiekis žaliadumbliuose ir melsvadumbliuose yra gana
didelis ir siekia 60-71 Lipidų kiekis šiuose dumbliuose varijuoja nuo 2 iki 7 Pelenų
kiekis žaliadumbliuose siekia 3-11 Pigmentų (chlorofilo ir karotinoidų) kiekis dumbliuose
siekia iki 5 (s m) Mikrodumblių ląstelių virškinamumas yra mažas dėl storų sienelių šios
problemos sprendžiamos juos džiovinant ar suardant kitais metodais (ultragarsu) tuo būdu
pasiekiamas apie 90 virškinamumas
36 lentelė Cheminė mikrodumblių sudėtis ( sausos medžiagos)
Mikrodumbliai Proteinai Lipidai Angliavandeniai
Spirulina platensis 46 ndash 50 4 ndash 9 8 ndash 14
Spirulina maxima 60 ndash 71 6 ndash 7 13 ndash 16
Chlorella vulgaris 51 ndash 58 14 ndash 22 12 ndash 17
Chlorella pyrenoidosa 57 2 26
Scenedesmus obliquus 50 ndash 56 12 ndash 14 10 ndash 17
Scenedesmus quadricauda 47 2
Dunaliella salina 57 6 32
Synechococcus 63 11 15
Euglena gracilis 39 ndash 61 14 ndash 20 14 ndash 18
Hormidium 41 38
Ulothrix 45 1
Pašarų gamybai plačiai naudojamuose žuvų miltuose yra gausus svarbių aukštos
kokybės baltymų kiekis Skirtingai nei žuvų miltuose augalinės kilmės žaliavose kuriomis
keičiami žuvų miltai yra mažiau tokių svarbių amino rūgščių kaip lizinas metioninas
triptofanas (Li et al 2008) Tuo tarpu daugumoje mikrodumblių rūšių randamos šios
svarbiausios amino rūgštys Išanalizavus net 40 mikrodumblių rūšių biomasės sudėtį
nustatyta kad jos pasižymėjo panašia amino rūgščių sudėtimi (Brown et al 1997)
Viena svarbesnių maisto medžiagų yra neproteininė sulforūgštis ndash taurinas kuris yra
lygiavertis aminorūgštims Jis svarbus žuvų mityboje tačiau nerandamas augalinėje žaliavoje
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
23
Nors taurinas mažiau tyrinėtas tačiau mikrodumblių biomasėje rasti ženklūs jo kiekiai
(Dawczynski et al 2007 Murata and Nakazoe 2001)
Labai svarbus komponentas žuvų dietoje yra riebalai kurių randama ir mikrodumblių
ląstelėse Jų kiekis svyruoja priklausomai nuo dumblių rūšies ir auginimo būdo Pastaruoju
metu net nagrinėjamos galimybės mikrodumblių aliejų panaudoti degalų gamybai
Be didelio aukštos kokybės baltymų kiekio žuvų pašarai turi turėti riebalų kurių
sudėtyje būtų polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 Šios rūgštys randamos žuvų
taukuose ir saugo žmogaus organizmą nuo širdies ir kraujagyslių ligų Mikrodumblių sudėtyje
yra šių svarbių riebalų rūgščių kurios per maisto grandinę patenka į žuvų organizmą todėl
dumbliai yra svarbus elementas žuvų mityboje Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA) Dėl šių rūgščių buvimo
mikrodumblių ląstelėse jie laikomi nepamainomu maisto elementu akvakultūrose ypač
auginant zooplanktoną naudojamą žuvų mailiaus maitinimui Pastaruoju metu domimasi ir
sterolių sudėtimi žuvų pašaruose nes augalų fitosteroliai (fitohormonai) gali sukelti
neigiamus endokrininius efektus žuvų organizme
Atlikus tyrimus šeriant žuvis mikrodumbliais nustatyta kad pakeitus žuvų taukus
pašaruose mikrodumblių aliejumi padidėjo nepakeičiamų riebalų rūgščių (omega-3 ir omega-
6) kiekis upėtakių organizmuose (Carrillo et al 2008) Labai svarbi sudėtinė mikrodumblių
biomasės dalis yra pigmentai Mikrodumbliuose sintetinami karotinoidai kurie būtini
auginant kai kurių rūšių žuvis Lašišinių žuvų dietoje turi būti astaksantino kuris nudažo žuvų
mėsą rausva spalva Tuo tikslu pramoniniame žuvų auginime dažniausiai naudojami
sintetiniai karotinoidai tačiau ir dumblių karotinoidai skatina žuvų mėsos nuspalvinimą
(Soler-Vila et al 2009)
Mikrodumbliuose esantys pigmentai naudojami ir kai kurių kitų rūšių žuvų ar krevečių
odos nuspalvinimui siekiant suteikti komerciškai patrauklesnį vaizdą Pvz Chlorella sp ir
Spirulina paprastai įkorporuojami į dekoratyvinių žuvelių kurioms komerciškai labai svarbi
spalva ir sveikas įvaizdis maistą (Zatkova et al 2011 Sergejevova et al 2011) Keletas
mikrodumblių rūšių naudojamos kaip pigmentai žuvų pašarų gamyboje Pvz Haematococcus
naudojamas astaksantino gamyboje kuris suteikia raudoną spalvą lašišoms Tai lėmė
mikrodumblio Haematococcus pluvialis auginimo pramoninę plėtrą Izraelyje ir Japonijoje
kur šie mikrodumbliai auginami vamzdeliniuose ir plokšteliniuose bioreaktoriuose
Havajuose Islandijoje ir Kinijoje Haematococcus auginamas atvirose sistemose (Pulz and
Gross 2004) Spirulina naudojama kaip karotinoidų šaltinis kuriuos kai kurios žuvys
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
24
paverčia į astaksantiną ir kitus ryškius pigmentus Dunaliella gamina didelį beta karotino
kiekį
Pastaruoju metu didėja susidomėjimas natūraliu neturinčiu sintetinių medžiagų
maistu organine žemdirbyste ir gamyba kuri susijusi su natūralių vitaminų ir mineralinių
medžiagų naudojimu Šiame kontekste mikrodumbliai kaip natūralių mikroelementų ir
vitaminų priedai turi dideles perspektyvas Jais gali būti pakeičiamos paprastai pašarų
gamyboje naudojamos neorganinės mineralinės druskos Manoma kad natūralios
mikroelementų ir vitaminų formos yra lengviau įsisavinamos gyvūnų Jūrų dumbliai
kuriuose gausu mineralinių medžiagų įterpiami į lašišų pašarus (iki 15 ) vitamininius ir
mineralinius premiksus (Kraan and Mair 2010) Nustatyta kad naudojant tokius pašarus
lašišų šėrimui dėl juos esančių bromofenolinių junginių žuvys tampa sveikesnės labiau
aktyvios pagerėja jų mėsos skonis ir tekstūra
Vitaminų kiekis mikrodumbliuose yra skirtingas ir priklauso nuo dumblių rūšies ir
auginimo sąlygų Labiausiai mikrodumbliai tarpusavyje skiriasi biomasėje esančiu askorbo
rūgšties kiekiu Tai susiję su skirtingais mikrodumblių biomasės apdorojimo būdais
paruošiant juos pašarų gamybai Askorbo rūgštis yra jautri karščiui ir dalis jos prarandama
dumblius džiovinant (Brown and Miller 1992) Dėl nepastovaus vitaminų kiekio kuris
priklauso tiek nuo auginamų dumblių rūšies tiek nuo auginimo ir perdirbimo sąlygų
aprūpinti pašarus vitaminais išimtinai iš natūralių išteklių (dumblių) yra sudėtinga todėl
mikrodumblių biomasė dažniausia yra ne pagrindinis bet papildomas vitaminų išteklius
Yra atlikta nemažai tyrimų susijusių su mikrodumblių panaudojimo auginant žuvis
efektyvumu Iš daugelio jų rezultatų matyti teigiamas mikrodumblių efektas Chlorella ir
Scenedesmus buvo naudoti tilapijos maitinimui (Tartiel et al 2008) Chlorella maitinta
Korėjos uolažuvė Undaria Ascophyllum Porphyra Spirulina naudoti maitinant jūros
karšius (Mustafa and Nakagawa 1995) Gracilaria ir Ulva maitinti europiniai jūros ešeriai
Porphyra ir Nannochloropsis-Isochrysis naudoti gaminant pašarus atlantinei menkei Tačiau
šie šėrimo bandymai nebuvo pakankamai išsamūs ir pagrindžiantys mikrodumblių
panaudojimo pašarų gamyboje efektyvumą
Kai kurios kompanijos gamina maistą akvakultūroms naudodamos Chlorella ir
Spirulina mikrodumblius ar jų mišinius Didelis jūrinių dumblių rūšių skaičius išbandytas
auginant tilapijas Nustatyta kad jūrinė cianobakterija Phormidium valderianum užtikrina
pilnavertę akvakultūros mitybą ir yra netoksiška žuvims (Thajuddin et al 2005) Gana dažnai
mikrodumbliai kaip žuvų pašaras pasirenkami dėl palyginti mažos jų kainos ir prieinamumo
rinkoje Tokie mikrodumbliai kaip Spirulina Chlorella ir Dunaliella gali būti auginami
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
25
mažomis energijos ir materialinėmis sąnaudomis didelės talpos uždarose ar atvirose auginimo
sistemose šilto klimato zonose Jie parduodami džiovinti miltelių pavidalo nurodant dumblių
sudėtį ir maistinę vertę Akvakultūrų mitybai naudojama apie 40 mikrodumblių rūšių iš jų 62
tenka maisto moliuskams gamybai 21 maistui krevetėms ir 16 žuvų maistui
Spirulina ir Chlorella mikrodumblių priedas žuvų pašaruose gerina žuvų imuninę
sistemącedil kaip matyti iš karpių tyrimų Iš kai kurių tyrimų rezultatų galima spręsti kad
geriausias efektas pasiekiamas į žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-
10 ) Tai lemia didesnį augimo greitį efektyvesnį maisto medžiagų įsisavinimą fizinį
aktyvumą geresnę žarnyno mikrobiotą atsparumą ligoms stresui pagerina lipidų
metabolizmą (Satoh et al 1987 Wassef et al 2005 Nakagawa 1997 Nakagawa et al
1993) Ir atvirkščiai didesnis nei 15-20 mikrodumblių priedas pašaruose gali turėti
neigiamą efektą žuvų augimo greičiui ir maitinimo efektyvumui Tai aiškinama
mikrodumbliuose esančiomis medžiagomis stabdančiomis maistinių medžiagų įsisavinimą
lecitinais taninais proteazės ir amilazės inhibitoriais (Diler et al 2007 Nakagawa et al
1987 Oliveira et al 2009)
Vėžiagyvių maitinimui naudojami brangesni mikrodumbliai kurie yra auginami
uždarose sistemose vengiant užkrėstumo mikroorganizmais Šie mikrodumbliai nedžiovinami
prieš naudojimą nes praranda maistinę vertę pakinta jų fizikinės savybės
Parenkant pašarų sudėtį būtina įvertinti mikrodumblių specifines savybes bei maistinę
vertę Polisacharidai kurių mikrodumblių ląstelėse yra nemažas kiekis yra gali trukdyti
maisto medžiagų absorbcijai tačiau sėkmingai tarnauja kaip surišikliai formuojant pašarų
granules storos dumblių ląstelių sienelės (pvz Chlorella sp atveju) neleidžia žuvims
efektyviai įsisavinti dumblių sudėtyje esančių maisto medžiagų ir mikroelementų bromo
junginiai randami kai kuriose mikrodumblių rūšyse (Laurencia) juos daro netinkamus žuvų
mitybai nepaisant geros maisto medžiagų sudėties Be to auginant ir perdirbant
mikrodumblius juose gali susidaryti dideli pašalinių medžiagų tokių kaip sunkieji metalai
kiekiai Į tai turi būti atsižvelgiama naudojant mikrodumblius žuvų pašarų gamybai
Didėjant susidomėjimu mikrodumblių auginimu ir panaudojimu techninėms
reikmėms atsiranda potenciali žaliava pašarų gamybai Tačiau siekiant pakeisti baltymines
žaliavas pašarų gamyboje būtina įvertinti ne tik naujų produktų sudėtį bet ir atlikti išsamius
bandymus kurie leistų nustatyti koks kiekis naujų rūšių žaliavų yra efektyvus auginant
įvairius gyvūnus Tokie bandymai kaip jau minėta jau pradėti užsienio mokslininkų kurie
susidūrė su kai kuriomis problemomis įterpdami į žuvų maistą mikrodumblių biomasę ir ja
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
26
pakeisdami žuvų taukus ir žuvų miltus Pirmoji problema ndash mikrodumblių virškinamumas
Mikrodumblių ląstelės yra padengtos gana tvirtomis sienelėmis kurias būtina suardyti
įsisavinant ląstelėse esančias naudingas medžiagas Ištyrus mikrodumblių proteinų
virškinamumo priklausomybę nuo jų paruošimo būdo matyti kad virškinamumas padidėja
džiovintą ar drėgną mikrodumlių Chlorella sp biomasę veikiant ultragarsu t y suardant
ląstelių sieneles ir padidinant baltymų prieinamumą (Becker 2004 Janczyk et al 2007)
37 pav Eksperimentiniai sausi žuvų pašarai su skirtingu mikrodumblių biomasės kiekiu
(Algae for Agriculture and animal feeds)
Džiovintų mikrodumblių panaudojimo žuvų šėrimui tyrimų rezultatai yra gana
prieštaringi Vieni autoriai teigia kad mikrodumblių panaudojimas yra efektyvus ir duoda
pakankamai gerus rezultatus ir kad dumbliais galima pakeisti žuvų miltus ar kitus
baltymingus pašarų komponentus kiti nurodo kad mikrodumblių panaudojimas neduoda
didelio efekto žuvys menkai įsisavina mikrodumblių baltymus be to tik dalis baltymingų
žaliavų gali būti pakeista mikrodumblių biomase Burr et al (2011) teigia kad į pašarus
įterpus 30 džiovintų mikrodumblių Spirulina ir šeriant jais lašišas pastebimas gana didelis
proteinų virškinamumas (82-84 ) Kitų natūrinių tyrimų rezultatai atskleidžia kad šeriant
žuvis mikrodumblių turinčiais pašarais lėtėja masės prieaugis o tai aiškinama prastesniu
pašarų skoniu ir sumažėjusiu jų sunaudojimu (Coutinho et al 2006) Tam prieštarauja
Nandeesha ir kt (2001) skelbiami tyrimų rezultatai iš kurių matyti kad didinant
mikrodumblių Spirulina kiekį pašaruose ženkliai padidėjo karpių augimo greitis Panašius
rezultatus aprašo ir kiti autoriai atlikę eršketų šėrimo tyrimus (Palmegiano et al 2005) Tuo
tarpu tilapijų auginimo tyrimų rezultatai buvo priešingi iš jų matyti kad Spirulinos priedas
pašaruose sumažino žuvų augimo greitį (Olvera-Novoa et al 1998) Panašūs rezultatai gauti
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
27
ir auginant Atlanto menkes Nurodoma kad didinant mikrodumblių kiekį pašaruose ženkliai
mažėjo žuvų augimo greitis tai buvo aiškinama pašarų skonio pablogėjimu Todėl kai kurie
autoriai tvirtina kad tik iki 10 sausų mikrodumblių kiekis pašaruose nesukelia neigiamo
efekto Išanalizavus literatūrą matyti kad vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą
žuvų pašarų gamybai kol kas nėra Būtini kiti papildomi tyrimai kurių rezultatai patikslintų
gautas žinias ir įvertintų mikrodumblių efektyvumą šeriant žuvis bei patvirtintų galimybes
mikrodumbliais dalinai pakeisti baltymines žaliavas naudojamas žuvų pašarų gamybai
kurios nuolat brangsta
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
28
36 Mikrodumblių tinkamumo žuvų mailiaus maitinimui bandymai
Įvertinus anksčiau paminėtus įvairių tyrėjų gautus prieštaringus rezultatus apie
mikrodumblių panaudojimą žuvų šėrimui žuvų pašarų gamybai buvo atlikti bandymai šerti
mikrodumbliais ASU Akvakultūros centre auginamą žuvų mailių Bandymai buvo pirmiausia
atliekami su Spirulina ir Chlorella mikrodumblių milteliais naudojamais kaip papildais
žmonių mitybai o vėliau pabandyti ir ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių
tyrimų laboratorijoje užauginti ir džiovinti Chlorella mikrodumbliai
Bandymai buvo atlikti su lydekų vaivorykštinių upėtakių sibirinių eršketų mailiumi
karpių lervutėmis bei mailiumi Bandymams naudota ASU Akvakultūros centre žuvų
inkubavimo laboratorijoje įrengta uždara apytakinė sistema atskiriant joje auginamo mailiaus
grupėje apie 30 individų juos auginant tomis pačiomis sąlygomis Gauti bandymų rezultatai
visgi parodė kad maitinti vien mikrodumbliais žuvų mailių nėra galima
Išsiritęs lydekų mailius pirmiausia buvo maitinamas gerai žinomos gamintojos X
pašarais kurių dydis ndash 02 ndash 03 mm Vidutiniškai 2 gr svorio mailiaus tiriamąją grupę
pradėta maitinti panašaus stambumo mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant
vandens paviršiaus ir palengva sumaišant su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai
skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų maitinimų metu tiriamieji individai griebdavo
maisto daleles tačiau po paros pastebėta kad į skęstančias daleles mailius nebereaguoja
tačiau tuo pat metu suintensyvėjo mailiaus kanibalizmas bandymą teko nutraukti
Vaivorykštinių upėtakių mailiaus (vidutiniškai 2 gr svorio) tiriamoji grupė maitinta
mikrodumblių Spirulina milteliais juos beriant ant vandens paviršiaus ir palengva sumaišant
su vandeniu kad mailius galėtų maitintis lėtai skęstančiomis maisto dalelėmis Pirmųjų
šėrimų metu mailius taip pat godžiai gaudė maisto daleles kaip ir prieš tai naudoto gerai
žinomo Y gamintojo pašarų daleles Antrą maitinimo parą buvo stebimas tiriamosios grupės
individų vangumas o dar po kelių šėrimų ndash kritimas
Eršketų mailiaus šėrimui Chlorella mikrodumblių milteliai buvo pirmiausia
sumaišomi su vandeniu iš UAS po to pipete šis mišinys įleidžiamas prie pat baseino dugno
prie pat tiriamojo mailiaus Pirmųjų šėrimų mailius rinko mikrodumblių miltelius tačiau
kiekvieno sekančio šėrimo metu mailius maitinosi vis prasčiau kol pradėjo kristi po 1-2 po
kiekvieno šėrimo
ASU Aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijoje bei
Biologinių atliekų ir šalutinių produktų panaudojimo laboratorijoje užauginti ir džiovinti
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
29
Chlorella mikrodumbliai buvo bandyti šeriant vienmečius karpius visą laiką laikytus UAS
Tiriamieji individai prieš tai jau buvo maitinti Y gamintojo pašarais kurių granulių dydis 1
mm todėl mikrodumbliai buvo suberiami ant vandens paviršiaus ir šiek tiek sumaišomi su
vandeniu kad skęstų stambesni bdquosulipęldquo mikrodumblių dariniai kuriuos pastebėtų karpiai
Bandyta šerti keturis kartus per dieną 3-4 val intervalais Pirmąją šėrimo dieną tiriamieji
individai rinko mikrodumblių darinius tačiau su kiekviena tolimesne šėrimo diena
susidomėjimas skęstančiomis dalelėmis mažėjo Mikrodumbliais bandyta šerti savaitę
kritimo nebuvo tačiau žuvys laikėsi alkanos (godžiai maitinosi pradėjus duoti įprastus
pašarus)
Tikėtina kad bandymų rezultatai būtų kitokie jei mikrodumbliai mailiui sudarytų
tam tikrą procentinę dalį nuo pagrindinių pašarų Remiantis pastaraisiais metais užsienio
šalyse atliktų naujausių tyrimų rezultatais įvairūs mikrodumbliai gali būti suvirškinami gali
būti reikiamų augimui medžiagų šaltiniu tačiau tik kai jų kiekis sudaro iki 10 proc žuvų
pašarų kiekio Pavyzdžiui remiantis Norvegijoje atliktų dviejų tyrimų rezultatais Gong et al
(2017) teigia kad Atlanto lašišos gali virškinti mikrodumblių Nannochloropsis sp masę
(pašalinus riebalus) iki 10 proc pašarų kiekio ir tai neturi jokių pašalinių poveikių bei
nekeičia žuvų elgsenos
Portugalijoje atlikti tyrimai (Leite N et al 2017) rodo kad įvairūs mikrodumbliai gali
būti gan sėkmingai naudojami kaip funkcinis priedas žuvų pašaruose
Pastaraisiais metais ryškėja tendencijos naudoti mikrodumblius bei makrodumblius
tokių žuvų kaip tilapija šėrimui kadangi šios žuvys gali juos lengviau virškinti
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
30
36 Gyvų mikrodumblių panaudojimas žuvų mailiaus šėrimui
Mikrodumbliai žuvų mailiaus šėrimui gali būti naudojami gyvi Tokiu būdu
palengvėja dumblių ląstelių suardymas ir maisto medžiagų įsisavinimas Praktikoje tokia žuvų
auginimo terpė kurioje yra gyvų mikrodumblių vadinama bdquožaliu vandeniuldquo (38 pav)
Mikrodumbliai į ją įterpiami iš jų auginimo rezervuarų ar vystosi kartu su žuvų mailiumi tose
pačiose talpose į kurias tiekiamas išvalytas nuo konkuruojančių mikroorganizmų vanduo
Pastaruoju metu siekiant išsiaiškinti kodėl mikrodumbliai yra puikus maistas žuvų mailiui
atliekami intensyvūs tyrimai optimizuojamos jų tiekimo į žuvų auginimo talpyklas sąlygos
Yra žinoma kad pridėjus mikrodumblių į žuvų mailiaus auginimo talpyklas padidėja
zooplanktono maistinė vertė ir pagerėja mailiaus virškinimo bei imuninės funkcijos (Cahu et
al 1999 Spolaorea et al 2006) Be to nustatyta kad kai kurių žuvų mailius mėgsta
tiesiogiai maitintis mikrodumbliais (Reitan et al 1997) Iš kai kurių tyrimų rezultatų matyti
kad į mailiaus dietą įtraukus mikrodumblius galima atsisakyti zooplanktono (Lazo et al
2000) Atsižvelgiant į natūraliai gamtoje egzistuojančią maisto grandinę nenuostabu kad
mikrodumblių biocheminė sudėtis gerai atitinka kai kurių jūros žuvies rūšių poreikius
Mikrodumblių panaudojimas mailiaus šėrimui yra viena perspektyvesnių galimybių nes
mikrodumbliai yra natūralūs daugelio rūšių žuvų mailiaus maisto komponentų sunaudojamų
tiesiogiai ar gaunant su pagaunamais bestuburiais ir vėžiagyviais Dažnai mikrodumbliai
tiesiogiai įterpiami į mailiaus auginimo talpyklas (taikomos taip vadinamos žaliosios
technologijos) Isochrysis sp Chlorella Chaetoceros gracilis Tetraselmis chui naudojami
auginant karšių pienžuvių didžiųjų korifenų paltusų ir otų mailių Gyvi mikrodumbliai
išbandyti auginant lašišų jauniklius ir krevetes
Mokslininkai taip pat nustatė kad mikrodumbliai gali būti naudojami kaip indikatoriai
nustatant patogenines bakterijas žuvų mailiaus auginimo terpėje (Natrah et al 2011)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
31
38 pav Žaliojo vandens technologija Swansea universitete (Algae for Agriculture and animal
feeds)
Siekiant išspręsti pašarų su džiovintais mikrodumbliais virškinamumo problemas
tiriamos ir galimybės naudoti gyvų mikrodumblių suspensiją (koncentratus) Ji dažniau
naudojama žuvų mailiaus šėrimui Mikrodumblių koncentratai gaunami jų auginimo terpę
koncentruojant centrifugavimo ar filtravimo metodais Koncentratai pasižymi šiais
privalumais
didelė ląstelių koncentracija be ląstelių pažeidimo
tinkama maisto medžiagų sudėtis
priimtinas naudojimo laikas laikant šaltai nenaudojami konservantai
nėra patogenų
nesulimpa lengvai apskirstomi
prieinami ir pigūs
Mikrodumblių koncentratai jau yra prieinami rinkoje nors dažniausiai jie naudojami
vietinėms reikmėms auginant mikrodumblius netoli arba žuvų auginimo įmonėse
Koncentravimui naudojamos diskinės centrifugos ar membraniniai filtrai Šėrimui gali būti
naudojami natūraliai užaugusių gamtiniuose telkiniuose mikrodumblių ar dirbtinai
heterotrofinėse sąlygose užaugintų mikrodumblių koncentratai
37 Mikrodumblių panaudojimas planktoninių vėžiagyvių maitinimui
Kitas būdas nei tiesioginis mikrodumblių panaudojimas žuvų pašarų gamybai yra
gyvo maisto ndash planktoninių vėžiagyvių auginimas panaudojant mikrodumblius
Fitoplanktoniniai vėžiagyviai yra naudojami kaip žuvų mailiaus maistas Jie minta
mikrodumbliais ir yra tarpinė grandis žuvų maisto grandinėje Vėžiagyvių pagalba žuvų
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
32
mailiui pernešamos mikrodumbliuose esančios pagrindinės maisto medžiagos
mikroelementai ir vitaminai
Bendrasis teigiamas mikrodumblių efektas auginant fitoplanktoninius vėžiagyvius
pasireiškia tuo kad
stabilizuojama vandens kokybė pašalinant metabolizmo šalutinius produktus deguonį
tiesioginis maisto šaltinis kuriame (mikrodumblių ląstelių sienelėse) gausu
polisachsaridų stimuliuoja planktono imuninę sistemą
sukuriamas netiesioginis gyvas maisto šaltinis žuvų mailiui
mikrodumblių eksudatai vykdo mikrobinę vandens ar fitoplanktono kontrolę
37 lentelėje pateikiama bestuburių sudėtis ir mitybinė vertė juos maitinant
mikrodumblių preparatais
37 lentelė Maistinė bestuburių vertė juos maitinant mikrodumblių preparatais
Maisto tipas High PROreg PL Plusreg Ultra PLreg
Taikymas Vidutinis PUFA kiekis
pernakt
Pernakt ar papildomai
2-6 val
Smarkiai padidintas
dokozano rūgšties
kiekis 2 val
Biomasės sudėtis
Riebalų kiekis
(s m)
35 44 66
DHA riebalų
kiekio
37 41 44
EPA 5 2 05
ARA 1 1 12
Bendras PUFA 45 45 48
Proteinai 38 32 18
Angliavandeniai 19 15 7
Pelenai 8 9 10
Sausa masė 9 9 9
Pagrindinės akvakultūroje naudojamo gyvo maisto (fitoplanktoninių vėžiagyvių) rūšys
yra Rotifer Artemia Daphnia Moina Polyphemus ir Gammarus (Jhingran and
Gopalakrishan 1974)
Artemia naudojama dažniau nei kitos rūšys Tai sąlygoja biocheminė šių vėžiagyvių
sudėtis Jaunų vėžiagyvių organizmuose randama nuo 37 iki 71 proteinų 12-30
lipidų 11-23 angliavandenilių 4-21 pelenų Suaugusios artemijos savo sudėtyje turi 50-
69 proteinų 2-19 lipidų 9-17 angliavandenilių ir 9-29 pelenų Tarp lipidų didelę
dalį sudaro ilgos grandinės svarbiausios riebalų rūgštys C160 C161 C181 C182 C183 ir
C205 sudaro apie 80 bendrojo riebalų rūgščių kiekio C183 ir C205 riebalų rūgštys lemia
maistinę artemijų vertę
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
33
Artemijų auginimui kaip maisto medžiagos naudojamos mielės džiovintos acetono-
butanolio fermentavimo atliekos miltų ir sojų miltų mišiniai Be minėtų maisto išteklių
Artemia gali būti auginama naudojant mikrodumblius Nustatyta kad mikrodumbliai
Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant Artemia skirtą žuvų
maistui
Kita gyvojo pašaro rūšis randama gamtoje yra vėžiagyvių klasės planktoniniai
gyvūnai ndash dafnijos Jos yra universalus geriausias maistas daugumai žuvų mailiaus Dafnijų
auginimas ir dauginimas pakankamai paprastas Jos gali būti maitinamos įvairiu maistu
įskaitant dumblius Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus Iš kai kurių tyrimų
rezultatų matyti kad efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella
mišiniu Auginant ir dauginant vėžiagyvius mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti
tiek jų suspensija
38 Laboratoriniai mikrodumblių auginimo tyrimai ir optimalių sąlygų nustatymas
Mikrodumblių augimui svarbūs faktoriai yra maisto medžiagos (N P K
mikroelementai) temperatūra apšviestumas trukmė Siekiant įvertinti maisto medžiagų
kiekio įtaką mikrodumblių biomasės kaupimuisi mikrodumblių auginimui laboratorinėmis
sąlygomis naudota universali auginimo terpė BG11 su skirtingu azoto kiekiu skystoji
frakcija susidaranti po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo kurioje azoto kiekis buvo 06 gl
bei pagrindinės maisto medžiagos (N ir P) pakeistos mineralinėmis trąšomis (taip siekta
sumažinti mikrodumblių auginimo savikainą)
39 paveiksle pateikta mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės augimo dinamika
naudojant skirtingas auginimo terpes Iš pateiktų rezultatų matyti kad per pirmąsias tris
auginimo dienas (delsimo fazės metu) dumbliai visose terpėse augo labai panašiai
koncentracijai didėjant nuo 032 gl iki 053 gl Prasčiausi rezultatai gauti naudojant
mineralines trąšas (amonio nitratą ir superfosfatą) Pirmomis auginimo dienomis
mikrodumbliai turėjo priprasti prie terpės todėl jų augimas buvo nežymus Didžiausias
biomasės koncentracijos pokytis nustatytas 6-17 auginimo parą vėliau augimo tempas
sulėtėjo ir 24 parą biomasės koncentracijos pokyčiai buvo labai maži Apžvelgus gautus
rezultatus galima teigti kad optimali mikrodumblių auginimo trukmė yra 20 parų ilgiau juos
auginti neapsimoka Mikrodumbliai Scenedesmus sp geriausiai augo terpėje kurioje buvo
mažas azoto kiekis ndash 006 gl N koncentracija Mikrodumblių biomasės koncentracija šioje
terpėje pasiekė 168 gl per 24 paras Mikrodumblių augimas kitos sudėties terpėse buvo
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
34
lėtesnis Mineralines trąšas naudojant vietoje cheminių reagentų sudarančių BG11 auginimo
terpę didelio efekto negauta Mikrodumbliai augo lėčiau ir jų biomasės koncentracija
auginimo pabaigoje tesiekė 057 gl Biomasės koncentracijos augimas šiuo atveju beveik
sustojo 10 parą Galima teigti kad trąšose esantys pašaliniai junginiai apnuodija dumblius ir
jų vystymasis sustoja Tuo tarpu biodujų gamybos metu susidaranti atlieka ndash skystoji
substrato frakcija gali būti naudojama mikrodumblių auginimui nors gaunama mažesnė
biomasės koncentracija (151 gl) tačiau atsižvelgiant į tai kad sunaudojama nieko
nekainuojanti atlieka šio substrato panaudojimas yra ekonomiškai perspektyvus
39 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su
skirtingu azoto kiekiu
310 paveiksle pavaizduota mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo dinamika
esant toms pačioms sąlygoms kaip ir auginant mikrodumblius Scenedesmus sp
310 pav Mikrodumblių Chlorella sp augimo kaita naudojant auginimo terpes su skirtingu
azoto kiekiu
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
35
Iš pateiktų rezultatų matyti kad mikrodumblių Chlorella sp biomasės augimo
dinamika yra panaši kaip ir mikrodumblių Scenedesmus sp Pirmąsias 3 paras mikrodumbliai
augo lėčiau nes turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų vėliau 6-17 augimo parą biomasės
koncentracija didėjo sparčiau (eksponentinė fazė) ir paskutinėmis paromis ji sulėtėjo
Mikrodumblių biomasės koncentracija per tyrimų laikotarpį padidėjo nuo 03 gl iki 172 gl
geriausiu atveju Kaip ir Scenedesmus sp atveju tirti mikrodumbliai pasižymėjo didžiausiu
augimo greičiu ir biomasės prieaugiu kai auginimo terpėje buvo 006 gl azoto Šiek tiek
mažesnis biomasės prieaugis pastebėtas auginant mikrodumblius BG11 auginimo terpėje
esant 012 gl azoto Mineralinių trąšų įterpimas į auginimo terpę laukto efekto nedavė
biomasės prieaugis buvo beveik dvigubai mažesnis nei naudojant BG11 auginimo terpę ar
atidirbusį substratą po biodujų gamybos ndash galutinė mikrodumblių biomasės koncentracija
siekė tik 092 gl Ji yra didesnė nei auginant Scenedesmus sp tokiomis pačiomis sąlygomis
Akivaizdu kad Chlorella sp yra mažiau jautri pašalinėms medžiagoms esančioms trąšose
Atidirbusio substrato po biodujų gamybos naudojimas mikrodumblių auginimui davė
pakankamai gerus rezultatus per 24 paras gauta 159 gl biomasės koncentracija
38 lentelėje pateikta apskaičiuota didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga ir
didžiausias santykinis augimo greitis Iš pateiktų duomenų matyti kad didžiausias santykinis
augimo greitis ir didžiausia biomasės išeiga gaunami tuo atveju kai auginimo terpėje yra 006
gl azoto nitratinėje formoje Tai pastebima auginant abiejų rūšių mikrodumblius
38 lentelė Didžiausia mikrodumblių biomasės išeiga BImax ir didžiausias santykinis augimo greitis
micromax
Azoto kiekis auginimo
terpėje
Scenedesmus sp Chlorella sp
BPmax gl-1
p-1
micromax p-1
BImax gl-1
p-1
micromax p-1
006 gl N 0164plusmn0023 0334plusmn0020 0144plusmn0009 0283plusmn0001
06 gl N 0147plusmn0060 0309plusmn0004 0135plusmn005 0224plusmn00001
Kitas faktorius turintis įtaką mikrodumblių augimo greičiui ir biomasės prieaugiui
yra temperatūra Daugelis autorių tvirtina kad optimali mikrodumblių Chlorella sp auginimo
temperatūra yra 25-30 oC Iš kai kurių tyrimų matyti kad kuo aukštesnė temperatūra tuo
didesnis chlorofilo kiekis biomasėje (Chinnasamy et al 2009) Tuo tarpu didesnis lipidų
kiekis gaunamas mažinant temperatūrą iki 25 oC (Converti et al 2009) Mūsų tyrimų
rezultatai pateikti 311paveiksle kuriame pavaizduotas mikrodumblių biomasės prieaugis juos
auginant skirtingose temperatūrose kai auginimui naudota terpė BG11 su 006 gl mineralinio
azoto
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
36
(a)
(b)
311 pav Mikrodumblių biomasės koncentracija juos auginant 25-30 oC temperatūroje (a) -
Scenedesmus sp (b) ndash Chlorella sp
Iš pateiktų tyrimų rezultatų matyti kad didžiausia biomasės koncentracija auginant
mikrodumblius Chlorella sp ir Scenedesmus sp gaunama mikrodumblius auginant 25 oC
temperatūroje
Literatūroje nurodoma kad auginant mikrodumblius heterotrofinėmis sąlygomis kaip
anglies šaltinis gali būti naudojami organiniai junginiai ndash dažniausia alkoholiai sacharidai
Siekdami padidinti biomasės augimo greitį ir koncentraciją mikrodumblių auginimui
išbandėme naudoti techninį glicerolį kuris susidaro biodyzelino gamyboje kaip šalutinis
produktas Glicerolis buvo terpiamas į BG 11 auginimo terpę su sumažinta azoto
koncentracija (006 gl) Glicerolio kiekis kito nuo 2 iki 10 Mikrodumbliai auginti 25 oC
temperatūroje Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika
priklausomai nuo glicerolio kiekio pateikta 312 paveiksle o mikrodumblių Chlorella sp
koncentracijos dinamika pateikta 313 paveiksle
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
37
312 pav Mikrodumblių Scenedesmus sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai
nuo glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Nesunku pastebėti kad glicerolio priedas didina mikrodumblių augimo greitį ir
biomasės išeigą Tai pastebima didinant glicerolio koncentraciją iki 5 Esant dar didesnei
glicerolio koncentracijai auginimo terpėje mikrodumblių koncentracija per 24 paras gaunama
mažesnė nei naudojant 5 glicerolio koncentraciją auginimo terpėje 5 glicerolio priedas
mikrodumblių biomasės koncentraciją padidina apie 02 gl
313 pav Mikrodumblių Chlorella sp biomasės koncentracijos dinamika priklausomai nuo
glicerolio koncentracijos auginimo terpėje
Apibendrinus gautus tyrimų duomenis galima konstatuoti kad optimalios
mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios
trukmė ndash 20 parų
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
38
azoto kiekis auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės
25 oC temperatūra
5 glicerolio koncentracija auginimo terpėje
Šiomis sąlygomis galima pasiekti maksimalią mikrodumblių biomasės koncentraciją
kuri siekia iki 197 gl
39 Principinė mikrodumblių auginimo ir paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija
Apibendrinant tyrimų rezultatus parengta principinė mikrodumblių auginimo ir
paruošimo žuvų pašarų gamybai technologija Principinė technologinė schema pateikta 314
paveiksle Mikrodumblių auginimui siūloma naudoti pertraukiamo veikimo reaktorius su
mechanine maišykle ir apšvietimu Esant reikalui (šaltuoju metų laiku) reaktorius šildomas
karštu vandeniu patenkančiu į marškinius Reaktoriuje mikrodumbliai išsėjami naudojant
koncentruotą mikrodumblių biomasę taip kad pradinė mikrodumblių biomasės koncentracija
būtų 002 gl Auginimo terpė paruošiama atskirame mitybinės terpės paruošimo reaktoriuje į
kurį tiekiamos reikiamos maisto medžiagos (N P K mikroelementai) ir vanduo Parengta
auginimo terpė tiekiama į mikrodumblių auginimo reaktorių į kurį patenka ir koncentruota
mikrodumblių biomasė Šiame reaktoriuje nuolat maišant mikrodumbliai auginami 20-24
paras Kas 5 paras į reaktorių papildomai pridedama po 10 tūrio naujos auginimo terpės
Praėjus numatytam laikui 90 tūrio reaktoriuje esančios dumblių suspensijos nukreipiama į
centrifugą kurioje dumblių biomasė sukoncentruojama iki 60-70 drėgnio 10
mikrodumblių auginimo reaktoriuje likusios mikrodumblių suspensijos naudojama kitam
naujos mikrodumblių biomasės auginimo etapui į reaktorių papildomai tiekiant naujų maisto
medžiagų tirpalą (90 tūrio) Skystoji frakcija po centrifugavimo turi nesunaudotų maisto
medžiagų (N P K) todėl gali būti nukreipiama augalų tręšimui arba po sterilizavimo atgal į
mitybinės terpės paruošimo reaktorių
Centrifuguojant sukoncentruota mikrodumblių biomasė (tirštoji frakcija) tiekiama į
džiovyklą kurioje išdžiovinama iki 8 drėgnio Neišdžiovinta tirštoji frakcija (koncentruota
mikrodumblių suspensija) gali būti tiesiogiai naudojama žuvų šėrimui Išdžiovinta tirštoji
frakcija sumalama ir naudojama žuvims šerti tiesiogiai arba nukreipiama į granuliatorių
kuriame sumaišius su papildomais ingredientais (baltyminėmis riebalinėmis ir
angliavandenių turinčiomis žaliavomis) sugranuliuojama gaunant sausus pilnaverčius žuvų
pašarus
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
39
314 pav Principinė technologinė mikrodumblių auginimo ir panaudojimo žuvų pašarų gamybai schema
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
40
310 Techninis ekonominis mikrodumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai
pagrindimas
Mikrodumbliai pramoniniu būdu auginami jau apie 40 metų Dažniausiai jie auginami
maisto ir degalų gamybai Tyrinėjami ir diegiami įvairūs skirtingų rūšių dumblių auginimo metodai
tačiau dar ieškoma būdų padidinti mikrodumblių biomasės išeigą mažiausiomis energijos ir
materialinėmis sąnaudomis t y sumažinti mikrodumblių auginimo ir paruošimo savikainą tam
kad jie galėtų konkuruoti su baltymingomis medžiagomis naudojamomis tiek maisto produktų tiek
pašarų gamyboje
Nuo mikrodumblių biomasės kiekio rinkoje jos sudėties ir kainos priklausys ar
mikrodumbliai bus naudojami kaip baltyminės žaliavos pašaruose ar tik kaip papildai Šiuo metu
vis dar yra labai dideli skirtumai tarp į rinką patenkančių mikrodumblių biomasės kiekio bei kainos
lyginant su įprastinių baltyminių pašarų žaliavų kiekiais ir kainomis (39 lentelė)
39 lentelė Gyvūnų pašarų žaliavų kainos lyginant su mikrodumblių biomasės kainomis (Algae for
aquaculture and animal feeds)
Žaliava Pagrindinė naudojimo sritis Kaina 2011 EURt (sm)
Žuvų miltai Pašarai 1091
Sojų miltai Pašarai 254
Rapsų aliejus Maisto produktai 941
Kviečiai Pašarai 212
Žuvų taukai Pašarai 985-1360
Tetraselmis Pašarai vėžiagyviams 190000-270000
Spirulina sp Maisto papildai 7500-14000
Chlorella sp Maisto papildai 34000-45000
Gracilaria sp Agaras pašarai 378-756
Laminaria ndash
džiovinta saulėje
Maisto produktai 1590-1890
Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų mikrodumblių rinkos kainos ženkliai viršija kitų
baltyminių ir riebalinių pašarų žaliavų kainas Priklausomai nuo mikrodumblių rūšies jie brangesni
už įprastai naudojamus žuvų pašarams gaminti žuvų miltus nuo 7 iki 270 kartų Chlorella sp ir
Spirulina sp atveju Ypatingai didele kaina pasižymi vėžiagyvių maitinimui naudojami
Tetraselmis Neabejotina kad kol kas mikrodumblių biomasė dar negali konkuruoti su įprastinėmis
pašarų gamybos žaliavomis Nors rinkoje didėja mikrodumblių biomasės kiekis ir mažėja kaina ši
biomasė kol kas turi nišą rinkoje tik kaip pigmentų išteklius Pastebimos tendencijos mikrodumblius
auginti degalų gamybai galėtų padidinti mikrodumblių biomasės kiekį rinkoje tuo būdu pasikeistų
jos kainos ir prieinamumas pašarų gamybai Nemažai problemų naudojant mikrodumblių biomasę
pašarų gamyboje iškyla dėl palyginti skirtingos atskirų mikrodumblių sudėties (baltymų riebalų
angliavandenių kiekio) ir virškinamumo kurie priklauso ir nuo auginimo bei paruošimo sąlygų
todėl būtina ieškoti galimybių gauti kuo vienodesnę mikrodumblių biomasę tam kad gamintojai
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
41
galėtų ją kartu su jau naudojamais ingredientais įtraukti į gaminamų pašarų receptūras Be to tam
kad padidinti virškinamumą kai kurių mikrodumblių biomasę gali reikėti papildomai apdoroti
kitais būdais nei įprastines žaliavas o tai didina pašarų kainas
Nežiūrint į anksčiau išvardintas problemas panaudojant pašarų gamybai mikrodumblių
biomasę galima konstatuoti kad jau yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė
pasižymi palyginti dideliu baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių
biomasė pakeis žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas tuo tarpu makrodumbliai bus labiau
naudojami sausumos gyvūnų bei tropinių žuvų pašarų gamybai
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
42
4 IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
1 Mikrodumbliai gali būti naudojami žuvų pašarų gamyboje Proteinų kiekis žaliadumbliuose
ir melsvadumbliuose yra didelis ir siekia 60-71 lipidų kiekis siekia 2-7 Be to
mikrodumblių biomasėje gausu vitaminų karotinoidų polinesočiųjų riebalų rūgščių
pigmentų natūralių antioksidantų bei patvarių izotopinių biocheminių medžiagų
Išdžiovintų mikrodumblių virškinamumas yra apie 90
2 Mikrodumblių lipidai turi polinesočiųjų riebalų rūgščių omega -3 ir omega-6 kurios per
maisto grandinę patenka į žuvų organizmą Pačios svarbiausios riebalų rūgštys yra
eikozapentano (EPA) dokozaheksano (DHA) ir arachidono (ARA)
3 Mikrodumbliai žuvų šėrimui gali būti naudojami sausi (įterpiant į visaverčius pašarus) ar
mikrodumblių suspensija ndash taikant bdquožaliojo vandens technologijąldquo Žuvų mailiaus šėrimui
labiau tinka nedžiovinti mikrodumbliai
4 Mikrodumbliai žuvų mityboje gali būti naudojami dviem būdais tiesiogiai įterpiant
mikrodumblių biomasę (sausoje formoje ar suspensijoje) ar per tarpinę grandį -
mikrodumbliais maitinant fitoplanktoninius vėžiagyvius Geriausias efektas pasiekiamas į
žuvų dietą įtraukiant nedidelius mikrodumblių kiekius (25-10 ) Auginant vėžiagyvius
mikrodumbliai gali būti naudojami tiek džiovinti tiek jų suspensija
5 Dumblių augimui reikalingos maisto medžiagos yra anglis azotas ir fosforas šviesos
šaltinis ir vanduo Anglies šaltiniu dumbliams gali būti naudojamas anglies dioksidas Iš jo
pagaminama 45ndash50 sausos masės dumblių ląstelių Geriausiai įsisavinamas yra
amoniakinis (NH4+) ir nitratinis (NO3
-) azotas Azoto kiekis dumblių auginimo terpėse siekia
007-04 gl-1
Fosforas įsisavinamas fosfatų (PO43-
) pavidalu jo kiekis svyruoja 0002ndash03
gl-1
ribose Azoto ir fosforo šaltiniais mikrodumblių auginime gali būti šių elementų
turinčios atliekos
6 Mikrodumblių auginimui naudojamos atviros ir uždaros sistemos jų biomasė
koncentruojama naudojant flotacijos centrifugavimo filtravimo bei elektroforezės metodus
Dumblių biomasė džiovinama saulėje džiovinimo sistemose ir šalčiu (liofilizuojant)
7 Mikrodumbliai Chlorella ir Chlamydomonas gali būti naudojami auginant ir dauginant
Artemia Daphnia auginimui tinka Spirulina Chlorella Ankistrodesmus Scenedesmus
mikrodumbliai Efektyviausia dafnijas maitinti mielių ir mikrodumblių Chlorella mišiniu
8 Optimalios mikrodumblių auginimo sąlygos yra šios trukmė ndash 20 parų azoto kiekis
auginimo terpėje ndash 006 g azoto litre auginimo terpės 25 oC temperatūra 5 glicerolio
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
43
koncentracija auginimo terpėje Šiomis sąlygomis mikrodumblių biomasės koncentracija
siekia 197 gl
9 Chlorella ir Scenedesmus mikrodumblių auginimui galima naudoti biodujų gamybos atlieką
- skystąja frakciją po biodujų gamybos iš nuotekų dumblo Didžiausia mikrodumblių
biomasės išeiga gaunama kai auginimo terpėje azoto koncentracija yra nedidelė ndash 006 gl-1
N
10 Parengta principinė technologinė dumblių auginimo ir paruošimo pašarų gamybai schema
pagal kurią gaunama gyvų mikrodumblių suspensija tiesiogiai žuvų šėrimui ir visaverčiai
granuliuoti pašarai su mikrodumblių priedu
11 Vieningos nuomonės apie mikrodumblių naudojimą žuvų pašarų gamybai nėra
Mikrodumbliai gali būti naudojami karpinių bei erškėtinių žuvų mailiaus šėrimui tačiau
siūloma į žuvų pašarus įterpti tik iki 10 mikrodumblių biomasės Būtini tolesni tyrimai
kurių rezultatai patvirtintų galimybes mikrodumbliais iš dalies pakeisti baltymines žaliavas
12 Rinkoje esančių mikrodumblių kaina yra ženkliai didesnė nei įprastinių baltymingų pašarų
žaliavų todėl kol kas mikrodumbliai naudojami tik kaip pigmentų priedai ar pašarų papildai
bet ne baltyminių žaliavų pakaitalai
13 Yra žinomos atskiros mikrodumblių rūšys kurių biomasė pasižymi palyginti dideliu
baltymų ar riebalų kiekiu ir tikėtina kad palaipsniui tokių mikrodumblių biomasė pakeis
žuvų pašarų gamyboje naudojamas žaliavas
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
44
5 LITERATŪRA
1 Algae fos aquaculture and animal feeds httpwwwtatup-
journaldedownloads2012tatup121_shlu12apdf (prieiga per internetą 2018 06 15)
2 Algae production an overview of existing options (Yusuf Chris) School of Engineering
Massey University Palmerston North New Yealand
3 Algae-based biofuels a review of challenges opportunities for deleloping contries Mai
2009 Prieiga per internetą
lthttpwwwglobalbioenergyorgbioenergyinfobackgrounddetailennews20824icod
4 Becker W 2004 Microalgae for Aquaculture The Nutritional Value of Microalgae for
Aquaculture In Richmond A (eds) Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and
Applied Phycology Oxford pp 380ndash391
5 Bilad M R Vandamme D Foubert I Muylaert K and Vankelecom I F J 2012
Harvesting microalgal biomass using submerged microfiltration membranes Bioresource
Technology 111 343-352
6 Borowitzka MA 1998 Limits to growth In Wong YS amp Tam NFY (eds) Wastewater
treatment with algae Springer-Verlag Berlin 203-226
7 Borowitzka MA 1999 Commercial production of microalgae ponds tanks and
fermenters Journal of Biotechnology 70 (1-3) 313-321
8 Brennan L and Owende P 2010 Biofuels from microalgae-A review of technologies for
production processing and extractions of biofuels and co-products Renewable and
Sustanable Energy Reviews 14 (2) 557-577
9 Brown M R Jeffrey S W Volkman J K Dunstan G A 1997 Nutritional properties
of microalgae for mariculture Aquaculture 151 315-331
10 Brown MR Miller KA 1992 The Ascorbic Acid Content of Eleven Species of
Microalgae Used in Mariculture Journal of Applied Phycology 4 (3) 205ndash215
11 Bruton T Lyons H Lerat Y Stanley M and Rasmussen M B 2009 A review of the
potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland report Sustainable energy
Ireland
12 Burr GS Barrows FT Gaylord G et al 2011 Apparent Digestibility of Macronutrients
and Phosphorus in Plant Derived Ingredients for Atlantic Salmon Salmo salar and Arctic
Charr Salvelinus alpinus Aquaculture Nutrition 17 (5) 570ndash577
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
45
13 Cahu C L Zambonino-Infante J L Quazuguel P Le Gall M M 1999 Protein
hydrolysate vs fish meal in compound diets for 10-day old seabass Dicentrarchus labrax
larvae Aquaculture 171(1-2)109-119
14 Carlsson A S B van Beilen J Moumlller R and Clayton D 2007 Micro- and macro-algae
utility for industrial applications Outputs from the EPOBIO project (CNAP University of
York)
15 Carrillo S Loacutepez E Casas MM et al 2008 Potential Use of Seaweeds in the Laying
Hen Ration to Improve the Quality of n-3 Fatty Acid Enriched Eggs Journal of Applied
Phycology 20 (5) 721ndash728
16 Chen CY Yeh KL Aisyah R Lee DJ and Chang JS 2011 Cultivation
photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production A critical
review Bioresource Technology 102 (1) 71-81
17 Chinnasamy S Ramakrishnan B Bhatnagar A Das KC 2009 Biomass Production
Potential of a Wastewater Alga Chlorella vulgaris ARC 1 under Elevated Levels of CO2 and
Temperature International Journal of Molecular Sciences 10(2) 518-532
18 Chisti Y 2007 Biodiesel from microalgae Biotechnology advances 25 294-306
19 Christenson L and Sims R 2011 Production and harvesting of microalgae for wastewater
treatment biofuels and bioproducts Biotechnology Advances 29(6) 686-702
20 Converti A Casazza AA Ortiz EY Perego P Del Borghi M 2009 Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis
oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production ChemicalEngineering and
Processing 48(6)1146-1151
21 Coutinho P Rema P Otero A et al 2006 Use of Biomass of the Marine Microalga
Isochrysis galbana in the Nutrition of Goldfish (Carassius auratus) Larvae as Source of
Protein and Vitamins Aquaculture Research 37 (8) 793ndash798
22 Dawczynski C Schubert R Jahreis G 2007 Amino acids fatty acids and dietary fibre in
edible seaweed products Food Chem 103(3) 891ndash899
23 De Godos I Guzman H O Soto R Garciacutea-Encina P A Becares E Muntildeoz R and
Vargas VA 2011 Coagulationflocculation-based removal of algalndashbacterial biomass from
piggery wastewater treatment Bioresource Technology 102 (2) 923-927
24 Demirbaş A 2009 Biodegradability of Biodiesel and Petrodiesel Fuels Energy Sources
Part A 31(2)
25 Diler I Tekinay A A Guroy D Kut Guroy B Soyuturk M 2007 Effects of Ulva rigida
on the Growth Feed Intake and Body Composition of Common Carp Cyprinus carpio L J
Biol Sci 7(2)305ndash8
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
46
26 Greenwell H C Laurens L M L Shields R J Lovitt RW and Flynn KJ 2010 Placing
microalgae on the biofuels priority list a review of the technological challenges Journal of
the Royal Society Interface 7 (6) 703-726
27 Gong Y Soslashrensen M Bjarnason F Guterres H Huntley M Viswanath Kiron V 2017
Microalgae from biorefinery as potential feed ingredients for Atlantic salmon salmo salar
Abstracts International Conference amp Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20
2017 Dubrovnik Crotia 459-460
28 Grima M E Belarbi E H Acieacuten Fernaacutendez F G Robles M A and Chisti Y 2003
Recovery of microalgal biomass and metabolites process options and economics
Biotechnology Advances 20 (7-8) 491-515
29 Hanagata N Takeuchi T Fukuju Y Barnes D J and Karube I 1992 Tolerance of
microalgae to high CO2 and high temperature Phytochemistry 31 (10) 3345-3348
30 Hu Q Sommerfeld M Jarvis E Ghirardi M Posewitz M Seibert M and Darzins A
2008 Microalgal triacylglicerols as feedstocks for biofuel production perspectives and
advances The Plant Journal 54 (4) 621-639
31 Janczyk P Franke H Souffrant WB 2007 Nutritional Value of Chlorella vulgaris
Effects of Ultrasonication and Electroporation on Digestibility in Rats Animal Feed Science
and Technology 132 (1ndash2) 163ndash169
32 Jankavičiūtė G 1996 Lietuvos vandenų vyraujantys dumbliai Vilnius 35-242
33 Jhingran V G and Gopalakrishan V 1934 Catalogue of cultivated aquatic organisms
FAO Fish TechPaper No 130 83 pp)
34 Kao Ch-Y Chiu S-Y Huang T-T Dai L Wang G-H Tseng Ch-P Chen Ch-H and Lin
Ch-S 2012a A mutant strain of microalgae Chlorella sp for the carbon dioxide capture
from biogas Biomass and Bioenergy 36 132-140
35 Kodama M Ikemoto M and Miyachi S 1993 A new species of highly CO2-tolreant fast-
growing marine microalga suitable for high-density culture Journal of marine
biotechnology 1 (1) 21-25
36 Kraan S Mair C 2010 Seaweeds as Ingredients in Aquatic Feeds International
Aquafeed 13 (6) 10ndash14
37 Lazo J P Dinis M T Holt J G Faulk C Arnold CR 2000 Co-feeding
microparticulate diets with algae towards eliminating the need of zooplankton at first
feeding red drum (Sciaenops ocellatus) Aquaculture 188 339-351
38 Leite N Rosales P Couto A Teles A 2017 Microalgae as functional ingredients fish
aquafeeds effect in fish health and welfare Abstracts International Conference amp
Exposition Aquaculture Europe 17ldquo October 17-20 2017 Dubrovnik Crotia 662-663
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
47
39 Li P Mai K Trushenski J Wu G 2008 New developments in fish amino acid nutrition
towards functional and environmentally oriented aquafeeds Springer DOI 101007s00726-
008-0171-1
40 Lorenz R T and Cysewski G R 2000 Commercial potential for Haematococcus
microalgae as a natural source of astaxanthin Trends in Biotechnology 18 (4) 160-167
41 Mata T M Martins A A and Caetano N S 2010 Microalgae for biodiesel production and
other applications A review Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (1) 217-232
42 Muller-Feuga A Moal J Kaas R 2003a The Microalgae of Aquaculture In Stoslashttrup
JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 206ndash252
43 Muller-Feuga A Robert C Cahu J et al 2003b Uses of Microalgae in Aquaculture In
Stoslashttrup JG McEvoy LA (eds) Live Feeds in Marine Aquaculture Oxford pp 253ndash
299
44 Murata M and Nakazoe J 2001 Production and Use of Marine Algae in Japan Japan
Agricultural Research Quarterly 35 281-290
45 Mustafa M G Nakagawa H 1995 A review Dietary benefits of algae as an additive in
fish feed Israeli J Aquacult Bamidgeh 47 (3ndash4) 155ndash162
46 Nakagawa H 1997 Effect of dietary algae on improvement of lipid metabolism in fish
Biomedicine 51(8) 345ndash8
47 Nakagawa H Kasahara S Sugiyama T 1987 Effect of Ulva meal supplementation on
lipid metabolism of black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Aquaculture62(2)
109ndash21
48 Nakagawa H Nematipour G Yamamoto M 1993 Optimum Level of Ulva Meal Diet
Supplement to Minimize Weight Loss During Wintering in Black Sea Bream
Acanthopagrus schlegeli (Bleeker) Asian Fish Soc 6 139ndash148
49 Nakano Y Miyatake K Okuno H Hamazaki K Takenaka S Honami N Kiyota M
Aiga I and Kondo J 1996 Growth of photosynthetic algae Euglena in high CO2 conditions
and its photosynthetic characteristics Acta Horticulturae 440 49-54
50 Nandeesha MC Gangadhara B Manissery JK et al 2001 Growth Performance of Two
Indian Major Carps Catla (Catla catla) and Rohu (Labeo rohita) Fed Diets Containing
Different Levels of Spirulina platensis Bioresource Technology 80 (2) 117ndash120
51 Natrah FMI Kenmegne MM Wiyoto W et al 2011 Effects of Micro-algae
Commonly Used in Aquaculture on Acyl-homoserine Lactone Quorum Sensing
Aquaculture 317 (1ndash4) 53ndash57
52 Newman S How algae biodiesel works Prieiga per
internetąlthttpsciencehowstuffworkscomalgae-biodieselhtmprintablegt
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
48
53 Oliveira M Nrsquo Freitas A L P Carvalho A F U Sampaio T M T Farias D F Alves
Teixeira D I et al 2009 Nutritive and non-nutritive attributes of washed-up seaweeds from
the coast of Cearaacute Brazil Food Chem 115(1) 254ndash259
54 Oliver RL and Ganf GG 2000 Freshwater blooms in the ecology of cyanobacteria their
diversity in time and space BA Whitton and M Potts Editors Kluwer Dordrecht 149ndash
194
55 Olvera-Novoa MA Dominguez-Cen LJ Olivera-Castillo L 1998 Effect of the Use of
the Microalgae Spirulina maxima as Fish Meal Replacement in Diets for Tilapia
Oreochromis mossambicus Fry Aquaculture Research 29 (10) 709ndash715
56 Palmegiano GB Agradi E Forneris G et al 2005 Spirulina as a Nutrient Source in
Diets for wing Sturgeon (Acipenser baeri) Aquaculture Research 36 (2) 188ndash195
57 Pires J C M Alvim-Ferraz M C M Martins F G and Simotildees M 2012 Carbon dioxide
capture from flue gases using microalgae Engineering aspects and biorefinery concept
Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (5) 3043-3053
58 Posten C 2009 Design principles of photo-bioreactors for cultivation of microalgae
Engineering in Life Sciences 9 (3) 165-177
59 Prakash J Pusparaj B Carlozzi P Torzillo G Montaini E and Materassi R 1997
Microalgal biomass drying by a simple solar device International Journal of Solar Energy
18 (4) 303-311
60 Pulz O and Schreibenbogen K 1998 Photobioreactors design and performance with
respect to light energy input Advances in Biochemical Engineering Biotechnology 59
123ndash152
61 Pulz O and Gross W 2004 Valuable products from biotechnology of microalgae Applied
Microbiology and Biotechnology 65 635-648
62 Reitan KI Rainuzzo JR Olsen Y 1994 Influence of lipid composition of live feed on
growth survivaland pigmentation of turbot larvae Aquacult Int 2 33ndash48
63 Richmond A 2004 Handbook of microalgal culture biotechnology and applied phycology
Blackwell Science Ltd Part 1 3 Part 12 103-106
64 Sakai N Sakamoto Y Kishimoto N Chihara M Karube I 1995 Chlorella strains from
hot springs tolerant to high temperature and high CO2 Energy Conversion Management 36
(6-9) 693-696
65 Saacutenchez Miroacuten A M Ceroacuten Garcacuteıa C Contreras Goacutemeza A Garcacuteıa Camachoa F
Molina Grima E and Chisti Y 2003 Shear stress tolerance and biochemical
characterization of Phaeodactylum tricornutum in quasi steady-state continuous culture in
outdoor photobioreactors Biochemical Engineering Journal 16 (3) 287-297
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
49
66 Satoh K-I Nakagawa H Kasahara S 1987 Effect of Ulva Meal Supplementation on
Disease Resistance of Red Sea Bream Nippon Suisan Gakkai Shi 53(7) 1115ndash2021
67 Semple K T Cain r B and Schmidt S 1999 Biodegradation of aromatic compounds by
microalgae FEMS Microbiology Letters 170 (2) 291-300
68 Sergejevova M Masojiacutedek J 2011 Chlorella Biomass as Feed Supplement for Freshwater
Fish Sterlet Acipenser ruthenus Aquaculture Research doi101111j1365-
2109201103011x
69 Sim T S Goh A and Becker EW 1988 Comparison of centrifugation dissolved air
flotation and drum filtration techniques for harvesting sewage-grown algae Biomass 16 (1)
51-62
70 Singh R N and Sharma S 2012 Development of suitable photobioreactor for algae
production-A review Renewable and Sustanable Energy Reviews 16 (4) 2347-2353
71 Soler-Vila A Coughlan S Guiry MD et al 2009 The Red Alga Porphyra dioica as a
Fish-feed Ingredient for Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Effects on Growth Feed
Efficiency and Carcass Composition In Journal of Applied Phycology 21 (5) 617ndash624
72 Spolaore P Joannis-Cassan C Duran E and Isambert A 2006 Review Commercial
application of microalgae Journal of Bioscience and Bioengineering 101 (2) 87-96
73 Subitec Prieiga per internetąwwwsubiteccom
74 Tartiel M M Badwy E M Ibrahim and M M Zeinhom 2008 Partial replacement of
fishmeal with dried microalga (Chlorella spp and Scenedesmus spp) in nile tilapia
(Oreochromis niloticus) diets pp 801-811 8th International Symposium on Tilapia in
Aquaculture Central Laboratory for Aquaculture Research Agricultural Research Center
Ministry of Agriculture Egypt
75 Thajuddin N Subramanian G 2005 Cyanobacterial biodiversity and potential applications
in biotechnology Curr Sci 8947-57
76 Tredici MR and RMaterassi 1992 From open ponds to vertical alveolar panels the Italian
experience in the development of reactors for the mass cultivation of phototrophic
microorganisms Journal of Applied Phycology 4(3) 221-231
77 Ugwu C U Aoyagi H Uchiyama 2008 Photobioreactors for mass cultivation of algae
Bioresource Technology 99(10) 4021-4028
78 Vilchez C Garbayo I Lobato M V and Vega J M 1997 Microalgae-mediated chemicals
production and wastes removal Enzyme and Microbial Technology 20 (8) 562-572
79 Wassef E El-sayed A M Kandeel K M EM S 2005 Evaluation of pterocladia
(Rhodophyta) and Ulva (Chlorophyta) meals as additives to gilthead seabream Sparus
aurata diets Egypt J of Aquatic Research31321ndash32
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)
50
80 Wu Z Zhu Y Huang W Zhang Ch Li T Zhang Y and Li A 2012 Evaluation of
flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated
medium Bioresource Technology 110 496-502
81 Xu L Guo Ch Wanga F Zheng S and Liu Ch Z 2011 A simple and rapid harvesting
method for microalgae by in situ magnetic separation Bioresource Technology 102 (21)
10047-10051
82 Zatkova I Sergejevova M Urban J et al 2011 Carotenoid-enriched Microalgal Biomass
as Feed Supplement for Freshwater Ornamentals Albinic Form of Wels Catfish (Silurus
glanis) Aquaculture Nutrition 17 (3) 278ndash286
83 Zebib T 2008 Microalgae growh in photobioreactors for mass production of biofuel
Rutgers University Department of bioenvironmental engineering
84 Zhu M Zhou P P and Yu LJ 2002 Extraction of lipids from Mortierella alpina and
enrichment of arachidonic acid from the fungal lipids Bioresource Technology 84 93-95
SUDERINTA
Žuvininkystės tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas
(Vardas Pavardė)
(Data)