Ανάπτυξη εδώδιμης επικάλυψης για τη διασφάλιση των ποιοτικών χαρακτηριστικών των ιχθυοτροφών

Abstract

Η διατροφή των ιχθύων και η παραγωγή ιχθυοτροφών έχει βελτιωθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια, λόγω της ανάπτυξης των υδατοκαλλιεργειών και της συνεχόμενης έρευνας. Ωστόσο, ο κλάδος πρέπει να λειτουργεί με αειφόρο τρόπο, δηλαδή να ελαχιστοποιήσει τον αντίκτυπο της εκτροφής στο θαλάσσιο περιβάλλον με ταυτόχρονη χρήση πρώτων υλών που θα διατηρούν την αύξηση της παραγωγής. Ένα σημαντικό πρόβλημα της εντατικής εκτροφής ιχθύων είναι η διάλυση θρεπτικών ουσιών των ιχθυοτροφών στο νερό, η οποία έχει ως αποτέλεσμα την υποβάθμιση του θαλάσσιου περιβάλλοντος και τη μη επαρκή πρόληψη των θρεπτικών συστατικών που χρειάζονται οι ιχθύες για την ανάπτυξη τους. Συνεπώς, είναι σημαντική η κατάρτιση ιχθυοτροφών που θα κατακρατούν τα θρεπτικά συστατικά αποτελεσματικά. Τα τελευταία χρόνια η τεχνική της επικάλυψης χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία τροφίμων, καθώς βελτιώνει την ελκυστικότητα, μειώνει την οξείδωση των θρεπτικών ουσιών και αυξάνει την διάρκεια ζωής του τροφίμου. Στόχος της παρούσας εργασίας ήταν η μελέτη της επίδρασης της εδώδιμης επικάλυψης χιτοζάνης στα ποιοτικά χαρακτηριστικά των ιχθυοτροφών. Ως πρώτη ύλη χρησιμοποιήθηκαν σύμπηκτα μεγέθους 5 mm, τα οποία επικαλύφθηκαν με 1% και 2% χιτοζάνης. Η εδώδιμη επικάλυψη χιτοζάνης δεν επηρέασε το ύψος, τη διάμετρο, το βάρος, την ταχύτητα βύθισης, την πλευστότητα, τη σκληρότητα και τον δείκτη υδατοαπορρόφησης. Η επικάλυψη οδήγησε σε μείωση της απώλειας της βιταμίνης C, όταν η ιχθυοτροφή εμβαπτίστηκε σε θαλασσινό νερό. Οι τιμές των συντελεστών διάχυσης για την απώλεια της βιταμίνης C, που υπολογίστηκαν µέσω του μοντέλου μεταφοράς μάζας κατά το 2ο νόμο του Fick ήταν 1,10·10- 10, 4,50·10-11 και 1,20·10-11 m2/s για τα σύμπηκτα χωρίς επικάλυψη, με 1% και 2% επικάλυψη χιτοζάνης, αντίστοιχα. Επίσης, η επικάλυψη χιτοζάνης οδήγησε σε σημαντική μείωση του δείκτη υδατοδιαλυτότητας, ειδικότερα ο δείκτης για τα σύμπηκτα χωρίς επικάλυψη ήταν ίσος με 26,87%, ενώ για τα σύμπηκτα με 1% και 2% εδώδιμη επικάλυψης χιτοζάνης ήταν 11,53% και 9,91%, αντίστοιχα. Η επικάλυψη χιτοζάνης αύξησε την ενεργότητα νερού των συμπήκτων και άλλαξε το χρώμα τους, συγκεκριμένα τα επικαλυμμένα σύμπηκτα είχαν πιο σκούρο χρωματισμό. Συμπερασματικά φάνηκε ότι η χρήση εδώδιμων επικαλύψεων μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την απώλεια θρεπτικών συστατικών των συμπήκτων στο νερό, διατηρώντας παράλληλα ίδιες τις περισσότερες φυσικές και μηχανικές ιδιότητες που έχουν οι μη επικαλυμμένες ιχθυοτροφές. Από τις δυο διαφορετικές συγκεντρώσεις που εφαρμόστηκαν,βρέθηκε πως η εδώδιμη επικάλυψη με 2% χιτοζάνης ήταν πιο αποτελεσματική για όλες τις παραμέτρους.

In recent years, there have been significant improvements in fish nutrition and aquafeed production due to the development of aquaculture and ongoing research. However, it is crucial for aquaculture to produce fish sustainably, with minimal impact on the marine environment, and by using raw materials that can support production growth. One major issue with intensive fish farming is the nutrient leaching from feed pellets when they are exposed to water. This can result in fish missing out on essential nutrients, leading to minimizing fish growth and further pollution of the water. Therefore, it is important to develop fish feeds with water stability that can retain the physical integrity of the pellets with minimal disintegration and nutrient leaching. In recent years, the coating technique has been extensively used in the feed and food industry, as it improves the attractiveness and reduces the oxidation of the nutrients in feeds, while increasing the shelf life of the food, respectively. The aim of this study was to evaluate the effect of an edible chitosan coating on the quality characteristics of fish feed. The feed pellets used had a size of 5mm and coated with 1% and 2% chitosan. The chitosan edible coating of feed pellets did not affect the length, diameter, weight, sinking velocity, floatability, hardness and water absorption index. Edible coating reduced the loss of vitamin C when the pellets were immersed in seawater. The diffusion coefficients for vitamin C loss, calculated using Fick's 2nd law mass transfer model, were 1.10·10-10, 4.50·10-11, and 1.20·10-11 m2/s for uncoated pellets, pellets coated with 1% and 2% chitosan, respectively. In addition, the chitosan coating led to a significant decrease in the water solubility index, specifically the index for the pellets without coating was equal to 26.87%, while for the pellets with 1% and 2% chitosan edible coating it was 11.53% and 9.91%, respectively. The chitosan coating also increased the water activity of the pellets and resulted in a darker color than the uncoated pellets. In summary, the research demonstrated that the application of chitosan as an edible coating can significantly reduce nutrient loss in water without affecting most of the physical and mechanical properties. The results indicated that edible coating with 2% chitosan was the most efficient for all the studied parameters.