چرخه انرژی در بدن ماهی : چگونگی مصرف انرژی و نحوه هدر رفت آن را چرخه انرژی گویند. چرخه انرژی در دو سطح جمعیت و فرد بحث می‌شود. مطالعه انرژی مورد نیاز، جریان انرژی در داخل سیستم و یک سیستم بیولوژیکی را انرژتیک گویند. انرژی برای تعادل فیزیولوژیکی بدن یا همان اسمو ریگولیشن، ساخت بافت‌های جدید، تنفس، تولید مثل، تأمین انرژی مورد نیاز ماهیچه‌های بدن، تغییر حالت و حرکت، هضم مواد غذایی در دستگاه گوارش و غیره مورد نیاز است. انرژی فقط در صورت تبدیل از صورتی به صورت دیگر قابل اندازه‌گیری است. با استفاده از مدل بیوانرژیتیکی می‌توانیم چگونگی استفاده و مقدار استفاده از انرژی غذا توسط ماهی را توضیح دهیم. این مدل در واقع توضيح می‌دهد که مقدار کل انرژی در یافت شده از طریق غذا به چه صورتی در بدن ماهی تقسیم می‌شود و به چه مصارفی میرسد. شکل ۳ چرخه انرژی در بدن ماهی را نشان می‌دهد.
شکل 3 . چرخه انرژی در بدن ماهی
جریان انرژی
انرژی غذا بعد از خورده شدن توسط ماهی به بخش‌های متعددی تقسیم می‌شود و تنها قسمت کمی از آن صرف رشد و نمو می‌گردد. در ابتدا، تمامی غذای داده شده نمی‌تواند توسط ماهی مصرف گردد و یک درصدی از غذا همواره از دسترس خارج شده و تبدیل به غذای تلف شده می‌شود. آن مقدار از غذا که توسط ماهی خورده می‌شود انرژی خالص دریافت شده نام دارد. غذای مصرف شده در مرحله بعد هضم می‌شود. ماهی به مانند تمامی موجودات نمی‌تواند تمامی غذای خورده شده را هضم کند. علاوه بر این در پروسه هضم بعضی مواد خارجی مثل آنزیم، موکوس و سلول‌های تخریب شده دیواره روده به محتویات روده اضافه می‌شود. این مواد به همراه غذای هضم نشده به عنوان مدفوع دفع می‌شود. انرژی که از طریق مدفوع دفع می‌شود انرژی دفع شده از طریق مدفوع نامیده می‌شود.
نسبت انرژی هضم و جذب شده به مقدار کل انرژی دریافت شده بوسیله غذا هضم‌پذیری غذا نامیده می‌شود یک قسمت از انرژی هضم شده توسط برانشی و کلیه دفع می‌شود. انرژی تلف شده از طریق کلیه و برانشی بصورت آمونیوم و اوره و مولکول‌های بزرگ مواد غذایی می‌باشد. باقیمانده انرژی به عنوان انرژی سوخت ساز در بدن به مصرف رشد و تأمین نیازهای پایه میرسد.
تلفات دیگر انرژی
انرژی قابل سوخت و ساز ، قسمتی برای تأمین نیاز پایه ماهی مصرف می‌شود و بقیه صرف رشد و ساختن سلول جدید می‌شود. انرژی پایه برای فعالیت‌های ضروری روزانه مثل شنا، تنفس، گردش خون و واکنش‌های حیاتی در بدن … مصرف می‌شود. و نهایتاً انرژی باقیمانده صرف ساختن بافت‌های پروتئین و چربی می‌شود و رشد را بوجود می‌آورد.
چگونگی مصرف نیتروژن
چگونگی مصرف نیتروژن می‌تواند شبیه به مصرف انرژی باشد، نیتروژن مصرف شده از طریق غذا (پروتئین) کل نیتروژن ورودی می بدن ماهی را تشکیل می‌دهد. قسمتی از نیتروژن یا پروتئین قابلیت هضم ندارد. قسمتی پروتئین هضم شده توسط کلیه یا آبشش بصورت آمونیوم یا اوره دفع می‌شود و قسمتی دیگر برای فعالیت‌های پایه در حيوان مصرف می‌شود. نهایتاً پروتئین باقیمانده موجب رشد در اندام‌ها و بافت‌های ماهی می‌شود. تقسیمات انرژی تأمین شده بوسیله غذا را می‌توان به صورت زیر خلاصه نمود:
C = P + R + U + F
C . انرژی موجود در غذا
P . انرژی مصرف شده برای رشد
R . انرژی تلف شده به عنوان حرارت
U . انرژی تلف شده بصورت آمونیوم و اوره
F . انرژی تلف شده بصورت مدفوع
مقایسه تقسیم‌بندی انرژی در ماهیان گوشتخوار و علفخوار نشان‌دهنده تفاوت عمده F و U در ماهیان گوشتخوار و گیاهخوار می‌باشد.
Carnivores: 100 C = 29P + 44R + 7U + 20F
Herbivores: 100 C = 20P + 37R + 2U + 41F
همانطوری که معادله زیر نشان می‌دهد علفخواران به علت تغذیه از غذاهای با درصد فیبر بالا (مواد گیاهی) درصد هضم پذیری پایین‌تری نسبت به ماهیان گوشتخوار که غذاهای گوشتی با کیفیت بالا مصرف می‌کنند دارند. در مقابل گوشتخواران نیتروژن بیشتری را به صورت آمونیوم وارد آب می‌کنند که حاصل سوختن پروتئین می‌باشد.
مفهوم انرژی و روشهای اندازه‌گیری انرژی
انرژی برخلاف پروتئین و چربی و کربوهیدرات ماده‌ی غذایی محسوب نمی‌شود و در اثر شکسته شدن باندهای پر انرژی آزاد می‌شود. انرژی قابل اندازه‌گیری است زمانی که از صورتی به صورت دیگر تبدیل می‌شود. هر فعالیتی در بدن مثل حرکت و ساخت پروتئین و هورمون‌ها نیاز به مصرف انرژی دارد. انرژی‌ای که در اثر چرخه کربس به صورت ATP تولید می‌شود که منبع انرژی در سلول‌ها است. چرخه کربس اولین چرخه تولید انرژی به صورت ATP است.
اکسیداسیون کامل ۱ مول گلوکوز Kcal ۶۸۶ انرژی آزاد می‌کند که منجر به تولید ۸ مولکول ATP می‌شود. به صورت تئوری شکسته شدن گلوکوز می‌تواند ۸۵ مولکول ATP آزاد کند اما به دلیل نقل و انتقال انرژی و هدررفت آن تنها ۳۹ مولکول ATP آزاد می‌شود.
فاکتورهای موثر بر انرژی مورد نیاز ماهیان
#دما: بزرگترین اثر را بر انرژی مورد نیاز دارد، درجه حرارت مطلوب منجر به افزایش اشتها می‌شود و منجر به افزایش متابولیسم، رشد و فعالیت و نهایتاً نیاز به انرژی می‌شود.
#فعالیت فیزیولوژیکی: تحت شرایط استرس و شکار ماهی فعالیت شنای خود را افزایش می‌دهد مصرف انرژی با افزایش تلفات انرژی افزایش می‌یابد.
#اندازه ماهی: ماهیان کوچکتر در واحد وزن برابر نیاز به انرژی بیشتری دارند که به علت سطح تماس بیشتر بدن با محیط، سنتز پروتئین بیشتر و فعالیت بیشتر می‌باشد. یک ماهی ۱۰۰۰ گرمی انرژی کمتری نسبت به ۱۰۰۰ ماهی ۱ گرمی نیاز دارد.
#میزان رشد: ماهیان سریع الرشد نیاز به انرژی بیشتری دارند مثلاً قزل‌آلای خال قرمز نسبت به قزل‌آلای رنگین کمان کم رشدتر است.
#رژیم غذایی گونه: کربوهیدرات‌ها منابع مهم تأمین انرژی آبزیان گیاهخوار و همه‌چیزخوارند در صورتی که چربی منبع تأمین انرژی ماهی گوشتخوار است. پس در صورت استفاده بیش از حد از چربی در رژیم آبزیان گیاه خوار پول خود را به هدر داده‌ایم.
راه‌های اندازه‌گیری انرژی در مواد غذایی
بوسیله بمب کالیمتری (Bombcalorimeter)
در این روش نمونه کوچک از غذا و یا ماهی و یا مد فرع سوزانده شده و مقدار انرژی موجود در آن آزاد شده و اندازه‌گیری می‌شود. میزان انرژی نمونه مقدار گرمایی است که توسط سوختن نمونه آزاد می‌شود. انرژی آزاد شده صرف گرم کردن آب در ظرفی دیگر شده میزان انرژی آزاد شده با توجه به افزایش درجه حرارت آب سنجیده می‌شود.
روش تقریبی با استفاده از ترکیب مواد غذایی
بر طبق اطلاعات موجود اگر ترکیب غذای ما مشخص باشد ما می‌توانیم انرژی موجود در آن را براحتی اندازه‌گیری کنیم. در این روش ابتدا آنالیز شیمیایی نمونه در آزمایشگاه انجام می‌شود و از آنجائیکه غذا به طور عمده از پروتئین و چربی و کربوهیدرات تشکیل شده و انرژی هرکدام از این مواد مغذی مشخص است، انرژی موجود در غذا را می‌توان با داشتن این سه ماده مغذی اندازه‌گیری نمود.
E = D.2364 × Protein (%) + D.3954 × Fat (%) + D.1715 × Carbohydty
اندازه‌گیری هضم پذیری
میزان هضم مواد غذایی و اندازه‌گیری آن یک فاکتور حیاتی در علم تغذیه می‌باشد. برای ارزش‌گذاری مواد خوراکی در تغذیه ماهی ما نیاز به دانستن میزان هضم آن مواد در ماهیان داریم تا بر اساس آن این مواد را در جیره خوراکی مصرف کنیم. مواد افزودنی و مکمل‌های غذایی باید از طریق هضم و جذب مورد استفاده قرار گیرد. دانستن مقدار هضم‌پذیری نشان خواهد داد چه درصدی از افزودنی‌ها می‌تواند جذب بدن شده و کارآیی داشته باشد. نهایتاً مواد هضم نشده تبدیل به مدفوع شده و در آب رها می‌شود که می‌تواند باعث آلودگی آب شده و سلامت ماهی را به خطر اندازد. با افزایش میزان هضم مواد غذایی مدفوع کمتری به آب ازاد شده و آلودگی آب کمتر خواهد بود .
روشهای اندازه‌گیری هضم پذیری
اندازه گیری مستقیم
با جمع‌آوری مستقیم مدفوع ماهی و مقایسه آن با غذای داده شده میزان هضم‌پذیری بوسیله ماهی مشخص می‌شود.
مدفوع جمع آوری شده – غذای داده شده = هضم پذیری
روش اندازه‌گیری مستقیم عمدتاً برای جانوران خشکزی کاربرد دارد که مدفوع آنها کاملاً قابل جمع‌آوری می‌باشد. در محیط آب ماهی مدفوع را در آب رها کرد که بتدریج قسمتی از آن توسط جریان آب حل و از دسترس خارج می‌شود در این صورت ما نمی‌توانیم مدفوع تولید شده توسط ماهی را کاملاً جمع‌آوری کنیم. بنابراین این روش برای اندازه‌گیری هضم‌پذیری مواد غذایی در آب دقیق نخواهد بود.
روش غیر مستقیم
در این روش یک ماده نشان‌دار خنثی به نسبت معینی به غذا اضافه می‌شود. این ماده نشان‌دار یا Marker می‌تواند اکسید کروم Cr2_O3 يا Acid insouble Ash و یا عنصر ایتریم باشد. در این روش درصد هضم‌پذیری از روی نسبت بین ماده نشان در غذا و ماده نشان‌دار در مدفوع محاسبه می‌شود. مارکر باید برای ماهی سمی نبوده و همچنین قابلیت هضم نداشته باشد. وجود مارکر در غذا به ما کمک می‌کند تا میزان مدفوع از دست رفته را محاسبه نموده و از طریق آن هضم مواد غذایی را حساب کنیم.
مسئله: برای محاسبه هضم‌پذیری با دو روش مستقیم و غیر مستقیم ۱۲۵ گرم غذا حاوی ۳ گرم مارکر به ماهی داده شده. میزان مدفوع جمع‌آوری شده در اثر مصرف غذا ۱۵ گرم بوده که این مقدار مدفوع حاوی ۱.۵ گرم مارکر می‌باشد. میزان هضم‌پذیری را از روش مستقیم و غیر مستقیم محاسبه کنید.
۱۰۰ * غذای مصرفی ÷ (مدفوع تولیدی – غذای مصرفی) = روش مستقیم
(٪مار کر مدفوع ÷ ٪ مارکر غذا) ۱۰۰ – ۱۰۰ = روش غیر مستقیم
روشهای جمع‌آوری مدفوع ماهیان از آب
روشهای متفاوتی برای جمع‌آوری مدفوع ماهی از آب برای اندازه‌گیری هضم‌پذیری مواد غذایی وجود دارد، مانند: استفاده از تورهای کوچک، فیلتراسیون و تانک های رسوب‌کننده
#ادامه مقاله
اصول تغذیه آبزیان . مقدمه
عوامل موثر در مصرف غذا و رشد
نقش کربوهیدرات ها در تغذیه آبزیان
پروتئین و اسیدهای آمینه
چربی‌ها و اسیدهای چرب
تغذیه مولدین
نقش ویتامین و مواد معدنی در تغذیه آبزیان
تغذیه میگو
تغذیه لارو