Door de schaalvergroting en de toename van de kweekdichtheid zijn ziekten bij Apostichopus japonicus steeds vaker een probleem, wat ernstige verliezen voor de aquacultuursector met zich meebrengt. De ziekten bij Apostichopus japonicus worden voornamelijk veroorzaakt door bacteriën, virussen en trilhaardiertjes, waarvan de huidrotziekte veroorzaakt door Vibrio brilliant de ernstigste is. Naarmate de ziekte verergert, ontstaan ​​er zweren op de lichaamswand van Apostichopus japonicus, met blauw-witte vlekken, waarna de vis uiteindelijk vanzelf afsterft en oplost in het neusslijm, als een soort colloïde. Bij de traditionele preventie en behandeling van deze ziekte worden antibiotica veelvuldig gebruikt. Langdurig gebruik van antibiotica brengt echter niet alleen het risico van bacteriële resistentie en residuen met zich mee, maar kan ook de voedselveiligheid in gevaar brengen en het milieu vervuilen. Daarom is de ontwikkeling van een niet-vervuilend, residuvrij en veilig middel om ziekten bij zeekomkommers te bestrijden een belangrijk onderzoeksgebied.

Kaliumdiformaat is een wit, kristallijn, los poeder, droog en smaakloos. Het is het eerste niet-antibioticumhoudende voederadditief dat door de Europese Unie is goedgekeurd als vervanging voor antibiotica. Het kan de groei van gekweekte dieren bevorderen, de groei van schadelijke bacteriën remmen en het darmmilieu verbeteren. Kaliumdiformaat kan de groei en opbrengst van waterorganismen aanzienlijk verbeteren.

1 Testresultaten

1.1 Effecten van kaliumdiformaat in het dieet op de groei en overleving van de zeekomkommer Apostichopus japonicus

De specifieke groeisnelheid van Apostichopus japonicus nam significant toe met de toename van het kaliumdiformaatgehalte in het voer. Bij een kaliumdiformaatgehalte van 0,8%, oftewel bij 1,0% en 1,2%, was de specifieke groeisnelheid van Apostichopus japonicus significant hoger dan bij de andere behandelingen. Er was echter geen significant verschil (P > 0,05) (tabel 2-2). De overlevingskans van de zeekomkommer was in alle groepen 100%.

1.2 Effecten van kaliumdiformaat in het dieet op immuunparameters van de zeekomkommer Apostichopus japonicus

Vergeleken met de controlegroep konden verschillende concentraties kaliumdicarboxylaat de fagocytische capaciteit van coelomocyten en de productie van O2– in verschillende mate verbeteren (tabel 2-3). Bij toevoeging van 1,0% en 1,2% kaliumdiformaat waren de fagocytische activiteit van coelomocyten en de productie van reactieve zuurstofsoorten O2– in zeekomkommers significant hoger dan in de controlegroep. Er waren echter geen significante verschillen tussen de groepen met 1% en 1,2% kaliumdiformaat, noch tussen andere concentraties kaliumdiformaat en de controlegroep. Met de toename van het kaliumdicarboxylaatgehalte in het voer namen de SOD- en NOS-waarden van de zeekomkommer toe.

1.3 Effect van kaliumdiformaat in het dieet op de resistentie van zeekomkommers tegen Vibrio brilliant-infectie

1.4 Dagen na de blootstelling was de cumulatieve sterfte van zeekomkommers in de controlegroep 46,67%, wat significant hoger was dan die in de groepen met 0,4%, 0,6%, 0,8%, 1,0% en 1,2% kaliumdiformaat (26,67%, 26,67%, 30%, 30% en 23,33%), maar er was geen significant verschil met de groep die met 0,2% was behandeld (38,33%). De sterfte van zeekomkommers in de groepen met 0,4%, 0,6%, 0,8%, 1,0% en 1,2% kaliumdiformaat vertoonde geen significant verschil.

2. Discussie

2.1 Effect van kaliumdicarboxylaat op de groei van de zeekomkommer Apostichopus japonicus

Bij dieren is het werkingsmechanisme van kaliumdicarboxylaat voornamelijk het binnendringen in het maag-darmkanaal, het verbeteren van het darmmilieu, het reguleren van de pH en het doden van schadelijke bacteriën (Ramli en Sunanto, 2005). Daarnaast kan kaliumdiformaat ook de opname van voedingsstoffen in voer bevorderen en de verteerbaarheid en benuttingsgraad van gekweekte dieren verbeteren. Bij waterdieren hebben experimenten aangetoond dat kaliumdiformaat de groei en overlevingskans van garnalen aanzienlijk kan verbeteren (He Suxu, Zhou Zhigang, et al., 2006). In deze studie werd de groei van zeekomkommers (Apostichopus japonicus) bevorderd door toevoeging van kaliumdicarboxylaat aan het voer, wat overeenkomt met de resultaten van de toepassing van kaliumdicarboxylaat bij biggen en vleesvarkens zoals gerapporteerd door Verland M. (2000).

2.2 Effect van kaliumdicarboxylaat op de immuniteit van de zeekomkommer Apostichopus japonicus

Apostichopus japonicus heeft hetzelfde afweermechanisme als andere stekelhuidigen, dat bestaat uit een cellulaire en niet-cellulaire (humorale) immuunrespons. Deze respons wordt voornamelijk gebruikt om vreemde stoffen die het lichaam van het dier binnendringen te identificeren en te elimineren, of om vreemde stoffen om te zetten in onschadelijke stoffen, en om wonden te herstellen. De cellulaire immuunrespons van stekelhuidigen wordt uitgevoerd door verschillende coelomocyten, die samen het afweersysteem van de stekelhuidigen vormen. De belangrijkste functies van deze cellen zijn fagocytose, cytotoxische reacties en de productie van antibacteriële stoffen op stollingsniveau (Kudriavtsev, 2000). Tijdens de fagocytose kunnen coelomocyten door bacteriën of componenten van de bacteriële celwand worden aangezet tot de productie van reactieve zuurstofsoorten (ROS), waaronder NO, H2O2, OH en O2-. In dit experiment leidde de toevoeging van 1,0% en 1,2% kaliumdicarboxylaat aan het dieet tot een significante toename van de fagocytische activiteit van coelomocyten en de productie van reactieve zuurstofsoorten. Het mechanisme waarmee kaliumdiformaat de fagocytische activiteit en de O₂⁻-productie verhoogt, moet echter nog verder worden onderzocht.

2.3 Effect van kaliumdicarboxylaat op de darmflora van de zeekomkommer Apostichopus japonicus

Kaliumdicarboxylaat kan in een zwak alkalisch milieu worden afgebroken tot mierenzuur en formiaat en via het celmembraan microbiële cellen binnendringen. Het kan de leefomgeving van schadelijke micro-organismen zoals Escherichia coli en Salmonella veranderen door de pH-waarde in de cellen te wijzigen en hun voortplanting te remmen, waardoor het micro-ecologische evenwicht in de darmen wordt gereguleerd (Eidelsburger, 1998). Macroscopisch gezien verlaagt de door de afbraak van kaliumdicarboxylaat geproduceerde H+ de pH-waarde in de darmen en remt de groei van de darmflora. Microscopisch gezien dringt H+ via het celmembraan bacteriële cellen binnen, vernietigt direct de activiteit van intracellulaire enzymen, beïnvloedt het metabolisme van microbiële eiwitten en nucleïnezuren en speelt een rol bij sterilisatie (Roth, 1998). De resultaten toonden aan dat kaliumdiformaat weinig effect had op de totale darmbacteriën van de zeekomkommer, maar het aantal Vibrio-bacteriën significant kon remmen.

2.4 Effect van kaliumdicarboxylaat op de ziekteresistentie van de zeekomkommer Apostichopus japonicus

Vibrio splendens is de pathogene bacterie die huidrot veroorzaakt bij zeekomkommers en schadelijk is voor de productie en teelt van zeekomkommers. Dit experiment toonde aan dat de toevoeging van kaliumdicarboxylaat aan het voer de sterfte van met Vibrio brilliant geïnfecteerde zeekomkommers verminderde. Dit kan verband houden met het remmende effect van kaliumdiformaat op Vibrio.

3 Conclusie

De resultaten toonden aan dat kaliumdiformaat in het voer een significant effect had op de groei van Apostichopus japonicus, een positief effect had op de niet-specifieke immuniteit van Apostichopus japonicus en de humorale en cellulaire immuniteit van Apostichopus japonicus versterkte. De toevoeging van kaliumdicarboxylaat aan het voer verminderde significant het aantal schadelijke bacteriën in de darmen van de zeekomkommer en verhoogde de ziekteresistentie van zeekomkommers die geïnfecteerd waren met Vibrio brilliant. Concluderend kan kaliumdicarboxylaat worden gebruikt als immuunversterker in zeekomkommervoer, waarbij een geschikte dosering van 1,0% kaliumdicarboxylaat wordt aanbevolen.