Vhodnost gelotvorných látek pro akvarijní krmiva

Autor: Petr Novák · 23.7.2009 · Článek #276 ·

Vývoj umělých krmiv pro akvarijní ryby znamenal nutnost zařazení vhodné složky (hydrokoloidu) do receptur, která by spojovala jednotlivé složky krmiva, které jsou obvykle v práškovém stavu.

V 60. letech minulého století byla vyvíjena v Československu umělá krmiva pro akvarijní ryby v šupinkové formě. Hlavním odborníkem, který stál tehdy v pozadí, byl vedoucí oddělení lyofilizace (vysoušení vody sublimací ze zmrazeného materiálu) v Ústavu sér a očkovacích látek v Praze. Kromě toho, že se podílel na celkové koncepci sušící linky pro výrobu vločkového krmiva, také navrhnul jako nosič a spojující látku roztok želatiny (hydrokoloid).

Mimochodem byl i autorem postupu, jak vyrábět lyofilizované patentky tak, aby měly červenou barvu (dodnes se používá), a také vyvinul vhodný postup, jak správně rekonstituovat (nechat nasáknout) některá lyofilizovaná krmiva, zejména živočišného původu (ke škodě uživatelů těchto krmiv postup není používán). I v současnosti je stále ještě špičkovým odborníkem na lyofilizaci.

Želatina nade vše

Koncepci používání želatiny v akvarijních krmivech realizují i některé další firmy, a objevují se pokusy o její používání při svépomocné výrobě u větších chovatelů. Kromě toho někteří chovatelé upřednostňují krmiva nikoliv ve formě šupinek nebo granulí, ale ve formě gelu, kvůli předcházení rizika postupného bobtnání spojeného s udušením nebo s problémy v trávicí soustavě.

Želatina je kolagen II. typu, získávaný z kostí a kůží zvířat, nejčastěji prasat, skotu, drůbeže a ryb. Kolagen je jednou z mála bílkovin, které mají stejnou skladbu aminokyselin i strukturu u všech živočichů, kdežto ostatní bílkoviny, hlavně svalové se navzájem odlišují. Želatina se z kolagenu vyrábí obvykle kyselou částečnou hydrolýzou, čímž získává požadované vlastnosti, zejména gelotvornou schopnost, která se vyjadřuje ve stupních bloom. Schopnost vázat vodu je přibližně padesátinásobná a vyšší.

Pro maximální využití se musí želatina napřed nechat nabobtnat v odměřeném množství studené vody, nejlépe jednu hodinu, a potom se v této vodě zahřívá na teplotu nejvýše 60°C. Při chladnutí postupně vytváří gel. Obvyklé dávkování kolem 2% v hotovém výrobku, záleží na stupních bloom a složení práškové směsi.

V posledních létech některé firmy nabízejí i želatinu rozpustnou za studena, ovšem její schopnost vytvořit gel je zatím velmi omezená a použité množství na litr vody musí být mnohanásobně vyšší oproti klasické želatině (nejméně 20% v hotovém výrobku) a ve styku s vodou se nejrychleji rozpouští, což je pro účely krmiva akvarijních ryb nežádoucí.

Obdobou želatiny jsou v poslední době takzvané funkční kolageny, které mají některé technologické vlastnosti lepší než želatina a typicky se používají jako náhrada masa do levných masných výrobků (salámů, párků).

Želatina a funkční kolageny jsou vysokobílkovinné látky, které v práškovém stavu mají kolem 90–95% bílkovin. Vzhledem k tomu jejich použití do krmiva znamená přísun bílkovin specifického složení a vlastností, s nimiž je nutno počítat v sestavování receptury.

Dravci mají přednost

Stravitelnost kolagenu nebo želatiny pro akvarijní ryby je problematická. Dobře by ji měly trávit ryby, které jsou typickými dravci, kteří se živí jinými rybami, protože celkový obsah kolagenu u obratlovců činí kolem 25–30% ze tkáně a trávicí soustava jejich predátorů je tomu uzpůsobena silnou tvorbou kyseliny chlorovodíkové v žaludku (nutná pro zahájení trávení kolagenu) a vyšší tvorbou trávicího enzymu kolagenázy.

U bezobratlých planktonních živočichů a náletového hmyzu tvoří obsah kolagenu pouze kolem 3-5% a trávicí soustava jejich typických predátorů má odlišnou výkonnost než u masožravců. Mnoho z nich je sice kanibaly, ovšem spíše příležitostnými vůči plůdku jiných ryb, s méně vyzrálou dobře stravitelnou tělesnou tkání. V této skupině je nejvyšší zastoupení běžných druhů akvarijních ryb. Z toho také vyplývá, že směsi určené například pro komerční výkrm lososovitých ryb nebo směsi s vysokým podílem rybí moučky mohou být obtížně stravitelné pro akvarijní ryby živící se hlavně planktonem.

Pokud bílkovina není strávena, podléhá ve střevě mikrobiálnímu rozkladu (hnití). Bohužel střevní baktérie, pro které je vhodným zdrojem živin, nejsou v trávicí soustavě žádoucí (zejména kolibaktérie a klostridia). V důsledku toho se v trávicí soustavě silně pomnožují a mohou být zdrojem zdravotních potíží ryb. Nestrávené zbytky želatiny a metabolity jejího hnití v trávicí soustavě se s výkaly dostávají do vody, kde zvyšují zátěž dusíkatými látkami.

Aby klouby nevrzaly

Pokud chce někdo používat želatinu (kolagen) jako zdroj bílkovin, jsou nejvhodnější speciální hydrolyzáty kolagenu, používané jako surovina pro „"výživu kloubů". Jsou upravené pro dobrou stravitelnost a mohou být v receptuře obsaženy v poměrně vysokém množství, ale netvoří gel. Podle výrobců se kvalita a stravitelnost poněkud liší, nejlépe vycházejí hydrolyzáty s velikostí peptidů do 5000kDa. Takto krátké peptidy jsou vhodné například pro plůdek se zpočátku nedostatečně rozvinutou funkcí trávení bílkovin, ovšem nikoliv jako výhradní bílkovina kvůli nevyváženému zastoupení aminokyselin.

Největším rizikem želatiny z hlediska její použitelnosti pro krmení akvarijních ryb je náchylnost na její mikrobiální kontaminaci. Ve srovnání s jinými gelotvornými látkami se želatina nejrychleji "kazí", přesněji řečeno nejvíce na ní bují baktérie a plísně v porovnání s ostatními gelotvornými látkami. Také se poměrně rychle ve vodě rozpouští, což znamená, že se ve formě roztoku dostává do vody, kde ji podobně jako v trávicí soustavě začnou okamžitě metabolizovat nežádoucí baktérie obsažené ve vodě a opět dochází k jejich masovému nárůstu.

Polysacharidy - také řešeni

U převzatých zahraničních článků může dojít ke špatnému překladu, kdy obecné označení gelotvorné látky může být přeloženo jako želatina. Také případné tvrzení o malé rizikovosti této složky se rozhodně netýká želatiny, ta je ze všech gelotvorných látek nejrizikovější. Naopak za málo rizikové a pravděpodobně nejvhodnější pro výrobu tepelně zpracovaného gelu lze označit gelotvorné látky na bázi rostlinných polysacharidů.

Pro toto použití jsou nejlepší galaktopyranózové polysacharidy, získávané extrakcí z mořských řas. Komerčně jsou známé pod označením agar, furcellaran nebo karagenan (dále AFK). Jednotlivé typy se od sebe technologicky i složením liší. Z hlediska ceny je nejvýhodnější karagenan a furcellaran, z hlediska rozpustnosti při nejnižší teplotě je nejvhodnější furcellaran. Galaktopyranózové polysacharidy AFK jsou méně náročné na technologii tvorby gelu než klasická želatina.

Nemusejí se nechávat nabobtnat a jenom se rozmíchají do vody a zahřejí se, při chladnutí tvoří gel. Obvyklé dávkování činí 0,5 až 2% v hotovém výrobku, ale závisí na celkovém složení směsi. Bohužel nutnost tepelného zpracování je u všech výše uvedených gelotvorných látek AFK značnou nevýhodou při výrobě moderního typu vysoce účinných akvarijních krmiv, která vyžadují zpracování za studena. Použití vyšší teploty znamená, že se odbourá až 40% některých vitamínů a někdy až 100% biologicky aktivních látek peptidového typů (hormony, růstové faktory apod.) a snižuje se obsah lysinu (nepostradatelná aminokyselina, termolabilní).

Lahůdka benzoan

K ještě většímu tepelnému poškození dochází i v případě, že by takto s použitím sterilizace vysokou teplotou bylo vyráběno "zásobní" krmivo, které se ve formě bloku dává do akvária před odjezdem na dovolenou. Pasterizace chrání výrobek uvnitř, ale nechrání povrch krmiva, který je ve styku s vodou. Pro tento účel bude vhodnější použití klasických konzervačních látek benzoanu a sorbanu. Kupodivu rybám spíše chutnají, než aby je odpuzovaly.

Zásadní výhodou karagenanu proti želatině je odolnost vzniklého gelu proti rozpouštění ve vodě. Z hlediska mikrobiální a dusíkaté kontaminace ryb a vody jsou tyto polysacharidy velmi málo rizikové. Prakticky neobsahují dusík a ryby a mikroorganismy je využívají jako zdroj živin pouze částečně. Podstatné je však to, že pokud jsou obsaženy ve stravě, tak baktérie, které se v tom důsledku v trávicí soustavě ryb pomnožují, jsou hodnoceny příznivě (laktobacily a bifidobaktérie) a zvyšují odolnost organismu proti nežádoucím baktériím a střevním infekcím.

Z hlediska praktické dostupnosti pro svépomocnou výrobu je nejdostupnější klasická želatina, prodávaná v sáčcích pro domácí výrobu dezertů. Ostatní suroviny jsou obtížně dostupné, protože se používají pouze u potravinářských výrobců (obvyklé balení po 25kg) nebo v laboratořích. Lze je v malém množství sehnat u dodavatelů laboratorních chemikálií, ovšem za cenu obvykle desetinásobnou i vyšší, případně lze zkoušet, zda některý dodavatel pro potravináře neprodává menší balení. Při troše štěstí by mohla nastat situace jako u rybářských nástrah (boilies), kde se v průběhu posledních 15let začaly prodávat suroviny pro jejich výrobu v množství vyhovujícím maloodběratelům.

Pro afriku želatinu ne

Pokud bude u krmiva použita želatina jako gelotvorná látka, pak musí být započtena do celkového množství živin jako zdroj bílkovin. Krmivo musí být použito tak, aby bylo rybami ihned spotřebováno. Kvůli tepelnému namáhání směsi dávka vitamínů a případně i lysinu by měla být zvýšena přibližně o polovinu a nemá smysl používat koncentráty růstových faktorů do krmiva (kolostrum, syrovátkový koncentrát s růstovými faktory, plasmové koncentráty růstových faktorů a podobně). Rovněž je předpoklad tepelného poškození některých hormonů a dalších biologicky aktivních látek u přídavku sušeného nebo mrazeného planktonu či hmyzu.

Nejvyšší riziko použití želatiny asi bude u afrických cichlid M+T, ryb trpících bakteriálními záněty ploutví a u dalších ryb, u nichž vyšší zastoupení živočišné stravy nebo hůře stravitelných bílkovin může dělat potíže, zejména v trávicí soustavě. Tomuto riziku se dá velmi účinně předcházet zejména použitím fruktooligosacharidů (FOS) v množství 1-2% nebo ještě lépe galaktooligosacharidů (GOS) v množství 0,1–0,2% přídavku do směsi. Účinnost GOS oproti FOS je přibližně desetinásobná a mají lepší prebiotické spektrum, finanční náklady jsou poloviční. Jejich zařazení do krmné dávky je všeobecně velmi prospěšné.

Konžak - rychlá smrt

Jiné typy gelotvorných látek se občas objevují i v maloobchodním balení obvykle pod nějakým komerčním označením a je nutno sledovat složení výrobku a vyzkoušet praktické vlastnosti, zejména odolnost ve vodě. Velmi riziková je gelotvorná látka conjak (konžak), zásobní polysacharid z hlízy rostliny zmijovec (Amorphophallus conjak). Vytvoří gel, ale ve styku s vodou dále rychle bobtná, takže ryba se může udusit dřív, než jej stačí spolknout. Zásadně nepoužívat.

Pouze na okraj je vhodné doplnit, že existuje i možnost „studeného gelu“, čili lze vytvořit gel, který je rozpustný ve studené vodě a po ztuhnutí je ve vodě nerozpustný. Není na bázi želatiny rozpustné za studena. Technologicky je pro konečného uživatele tedy zcela nejjednodušší a není nutno hlídat teplotu rozpouštění gelotvorné látky, prášková směs se pouze zamíchá se studenou vodu a nechá se ztuhnout.

Plně zachovává funkčnost biologicky aktivních látek ve směsi, což je významné zejména u chovných ryb nebo při odchovu náročnějších druhů. Oč je technologicky jednodušší pro konečného uživatele, o to je složitější pro sestavení práškové směsi. Při výrobě "horkého gelu" za použití želatiny nebo AFK je poměrně málo složek, které by byly do základní práškové směsi nevhodné a mohly by narušit stabilitu struktury gelu. Naopak při výrobě "studeného gelu" musí být vhodně sestavena receptura a suroviny se hůře shánějí, protože některé nevhodně použité suroviny mohou tvorbu gelu poškodit až k nepoužitelnosti. Pro samovýrobce prakticky nesplnitelné podmínky.