Balık unu alternatifleri: Su ürünleri yetiştiriciliğinin geleceği için tek hücre proteinleri

Su ürünleri yetiştiriciliği endüstrisi, uzun vadede artan fiyatlar ve tedarik kısıtlamalarıyla karşı karşıya kaldıkça, balık ununa alternatifler giderek daha fazla önem kazanıyor. Endüstrinin, bu duruma uyum sağlamak için eşdeğer besin değerini sağlayan alternatif proteinlerle ham madde çeşitliliğini artırması gerekiyor. Bu alternatifler arasında tek hücre proteinleri, balık ununun kısmen veya tamamen ikamesi için güçlü adaylar olarak öne çıkıyor ve tedarik belirsizliklerini azaltma potansiyeli taşıyor.

Su ürünleri beslemesiyle ilgilenen herkes, balık ununun bir ham madde olarak hem çevresel hem de ekonomik açıdan sürdürülebilirliği konusunda uzun süredir devam eden küresel kaygının farkındadır. Son 20–30 yıldır sektörde bulunanlar, bu kaygının kısmen bitkisel kaynaklı ham maddelerle giderildiğini bilir. Bu yaklaşım, maliyet açısından cazip olsa da balıkların bağırsak sağlığı için ideal değildir.¹ Zaman dilimini biraz daha daralttığımızda, son 15 yıldır sektörde olanlar, hayvansal kökenli yan ürünlerden (örneğin kanatlı yan ürünleri ve böcek unları) mikroalg ve tek hücre biyokütlesinden elde edilen fermente proteinlere kadar, gezegenin kaynakları üzerindeki baskıyı azaltmaya yönelik giderek daha fazla alternatifin ortaya çıktığını görecektir.²

Fermentasyon teknolojileri ve diğer tek hücre kültür yöntemleriyle biyokütle üretimine dair hızlı bir araştırma, son yıllarda yüzlerce mikroorganizma türünün gıda veya yem amaçlı üretildiğini göstermektedir. Ticari potansiyeli olan vakaları sınırladığımızda, incelenen tür sayısı 150 ile 300 arasında değişiyor. Su ürünleri yemlerinde anlamlı miktarlarda yer alanlara baktığımızda ise bu sayı 15 ile 30 türe düşüyor ki bu da oldukça önemli bir rakamdır.³

BİYOKÜTLE TÜRLERİ
Mayalar
Araştırılan çok sayıda mikroorganizma arasında, maya en yoğun şekilde incelenen ve gıda ile yem tedarik zincirlerinde yaygın şekilde ticarileştirilen tek hücre protein kaynaklarından biridir. Günümüzde pazarda birçok rekabetçi ürün mevcuttur. Bu ürünler genellikle yüksek protein içeriği gösterir. Ancak proteinin ötesinde, mayanın en dikkat çekici özelliklerinden biri hücre duvarında bulunan beta-glukan gibi bileşenlerdir. Beta-glukanlar, doğal bağışıklık yanıtını güçlendirici olarak bilinir ve immün reseptörlerle etkileşerek savunma tepkisini tetikleyebilir. Bu bağışıklık uyarıcı etki, balıkların doğal olarak yüksek düzeyde beta-glukanlara maruz kalmaması nedeniyle su ürünleri yetiştiriciliğinde özellikle değerlidir. Bu da söz konusu bileşenleri etkili fonksiyonel bileşenler haline getirir.^4,5

Mikroalgler
Mikroalgler, su ürünleri yetiştiriciliği için umut verici ve bilimsel olarak doğrulanmış bir protein kaynağı olarak giderek daha fazla kabul görüyor. Bu küçük organizmalar etkileyici bir besin değerine sahiptir. Örneğin Chlorella vulgaris ve Spirulina platensis, kuru madde bazında %70’e kadar protein içerebilir ve birçok balık türünün ihtiyaçlarını karşılayan bir amino asit profili sunar. Geniş biyolojik çeşitlilikleri, üreticilerin belirli su ürünleri türlerinin beslenme ihtiyaçlarını karşılayan özel yem formülasyonları geliştirmesine imkân tanır. Özellikle yeşil mikroalglerden Nannochloropsis cinsi, balık sağlığı ve gelişimi için gerekli olan uzun zincirli omega-3 çoklu doymamış yağ asidi EPA (eikosapentaenoik asit) açısından doğal olarak zengindir.⁶

Besinsel faydalarının yanı sıra, birçok mikroalg türü tuzlu sularda veya atık sularda gelişebilir. Bu da onları çevresel etkiyi azaltmayı hedefleyen entegre üretim sistemleri için pratik bir seçenek haline getirir.⁷ Araştırmalar ilerledikçe, tür seçimi ve metabolik mühendislikteki gelişmeler, mikroalglerin türlere özgü beslenme ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde kullanımını daha da iyileştirecektir. Tüm bunlar dikkate alındığında, mikroalgler su ürünleri yemleri için gelecek nesil sürdürülebilir protein kaynakları arasında güçlü bir adaydır.

Mikrobiyal (bakteriyel)
Gelecek açısından umut vadeden bir diğer biyokütle türü mikrobiyal biyokütledir. Filogenetik ölçekte en basit organizmalardan biri olan bakteriler, daha fazla enerjiyi saf büyümeye ayırabilir ve doğada bilinen en yüksek biyokütle üretim oranlarına ulaşabilir. Bu göreceli basitlik, milyonlarca yıllık evrimle birleşerek, bakterilerin çok çeşitli ekolojik ve endüstriyel ortamlarda gelişmesine olanak tanıyan birçok üretim yönteminin geliştirilmesini sağlamıştır. Yetiştirme alanındaki bu ilerlemeler, çeşitli karbon kaynaklarını kullanan bakteri bazlı üretim sistemlerinin geliştirilmesini de kolaylaştırmıştır.

Corynebacterium glutamicum gibi şeker bazlı bakteriler, karbonhidratları protein açısından zengin biyokütleye dönüştürerek tarımsal yan ürünlerin veya atık şekerlerin ham madde olarak kullanılmasına imkân tanır. Methylobacterium türleri gibi metanol bazlı bakteriler, çoğunlukla endüstriyel süreçlerden elde edilen basit bir karbon molekülü olan metanolü kullanır. Benzer şekilde metanotrof bakteriler, güçlü bir sera gazı olan metanı tüketir ve onu su ürünleri yemleri için besin açısından değerli biyokütleye dönüştürür. Bu metanotrof bakteriler doğal yaşam döngülerinde göllerin dibinde gelişir, metanı tüketerek yaşamlarını sürdürür ve balıklar ile diğer sucul organizmalar için önemli bir protein kaynağı görevi görür. Günümüzde bu doğal süreç, endüstriyel ölçekte taklit edilerek protein biyokütlesi üretiminde kullanılmaktadır.^8,9

Ruiz ve ark. (2023) tarafından yürütülen yakın tarihli bir çalışmada, metanla beslenen mikroorganizmalar tarafından üretilen protein açısından zengin bir biyokütle olan Uniprotein^®, gökkuşağı alabalığı yem formülasyonunda (toplam yemin %15’i oranında ilave) kullanılmıştır. Söz konusu deneme, Uniprotein^®’in balık ununun %100’ünü ikame edebileceğini göstermiştir. Büyüme performansında istatistiksel fark bulunmamıştır. İkinci dereceden regresyon analizi, gökkuşağı alabalığı yem formülasyonunda balık ununun yaklaşık %42’sinin Uniprotein^® ile değiştirilmesinin en uygun sonuçları vereceğini göstermiştir. Bu, yemdeki Uniprotein^® oranının yaklaşık %6’sı anlamına gelmektedir.¹⁰ Ancak ticari ortamlarda, büyük yem şirketlerinin beslenme uzmanları, pratik bir denge noktası olarak %8’lik bir oran uygulamaktadır (Şekil 1).

DOĞRU BİLEŞENİN SEÇİLMESİ
Bahsi geçen tek hücreli organizmalar, diğerlerinin yanı sıra, su ürünleri yemlerinde ne kadar esnek ve yararlı bileşenler olduklarını göstermektedir. Ancak bu bileşenler arasında önemli farklılıklar bulunduğundan, bunları aynı kategoriye aitmiş gibi ele almak yanlış olacaktır.

“Proteinin ötesinde” bir bakış açısıyla yaklaşıldığında, maya ve bakterilerde bulunan patojene bağlı moleküler yapılar (PAMP’ler) özellikle dikkat çekicidir. Örneğin, mayanın hücre duvarında beta-glukanlar bulunurken, bakterilerin membranlarında lipopolisakkaritler (LPS) yer alır. Adından da anlaşılacağı üzere, PAMP’ler patojenlerle ilişkili moleküllerdir ve bağışıklık sisteminin bileşenleriyle etkileşime girerek doğal bağışıklık yanıtını aktive edebilirler. PAMP’ler belirlenmiş doz aralıklarında kullanıldığında, balıklarda doğal bağışıklık güçlendirici olarak görev yapabilirler.¹¹

Mikroalglere gelince, onların en büyük avantajlarından biri balıklara dengeli bir yağ asidi profili sunabilmeleridir; çünkü bunu balık unu ve balık yağı dışında yapabilecek çok az alternatif vardır. Ayrıca, farklı besin bileşimlerine sahip çok sayıda mikroalg türü bulunduğu da unutulmamalıdır. Bu, tür seçimi ve çoğaltım optimizasyonuyla maya ve bakterilere de uygulanabilir. Ancak akvaryum balıkları gibi niş pazarlar dışında mikroalg ürünlerinin kullanımı hâlen fiyat nedeniyle oldukça sınırlıdır.

Bir diğer önemli nokta ise bu bileşenlerin çoğunun balık filetolarındaki omega-3 içeriğini düşürme eğiliminde olmasıdır. Ancak, tatlı su balıklarının uzun zincirli omega-3 yağ asitlerini kendi başlarına üretme kapasiteleri sınırlıdır. Bu nedenle, bilimsel olarak formüle edilmiş dengeli bir rasyonla beslenmeleri, bu düşüşü telafi etmeye yardımcı olabilir. Örneğin, Ruiz ve ark. (2023) tarafından yapılan bir çalışmada, balık ununun %100’ünün Uniprotein^® (15% ilave) ile değiştirilmesinin gökkuşağı alabalığı filetosunun uzun zincirli omega-3 çoklu doymamış yağ asidi profilini bozmadığı bulunmuştur. Balık unu tamamen değiştirilmiş olmasına rağmen, filetoda bulunan eikosapentaenoik asit (EPA), dokosaheksaenoik asit (DHA) veya toplam uzun zincirli omega-3 çoklu doymamış yağ asitleri (Σ n-3 PUFA) seviyelerinde önemli bir fark gözlemlenmemiştir. Bu, iyi formüle edilmiş rasyonların tatlı su balıklarında esansiyel yağ asidi profillerini koruyabildiğini göstermektedir (Şekil 2).

ÖLÇEKLENEBİLİRLİK VE SÜRDÜRÜLEBİLİRLİK
Fiyat konusuna dönersek, bu durum bizi metanotrof bakterilerin en büyük avantajlarından birine getiriyor. Metan, doğal gaz rezervlerinde bolca bulunur ve fiyatı diğer ham maddelere kıyasla daha az dalgalanır. Bunun sonucunda metanotrof bakterilerden elde edilen proteinin maliyeti nispeten sabit kalabilir. Bu da onları tarımsal ve deniz kaynaklı ürünlerde sıklıkla görülen piyasa dalgalanmalarından bağımsız hale getirir. Bu fiyat istikrarı, yem üreticileri ve yetiştiriciler için kuşkusuz büyük bir avantajdır.

Üretim maliyetlerindeki göreceli istikrar, metanotrof bakterilere rekabet avantajı sağlarken, gerçek potansiyelleri ölçeklenebilirlik ve çevresel faydalarda yatmaktadır. Bu bakteriler metanı değerli proteine dönüştürerek bir iklim sorununu bir kaynağa dönüştürür. Bu protein, balık ununa benzer bir amino asit profiline sahip yüksek kaliteli bir proteindir ve birçok bitki bazlı alternatif kadar ekilebilir arazi veya tatlı su gerektirmez. Ayrıca endüstriyel ölçekli fermentasyon tesisleri sürekli çalışarak tutarlı ve güvenilir protein üretimi sağlar. Bu tutarlılık, sürdürülebilir yem hedefleyen büyük ölçekli su ürünleri işletmeleri ve yem üretimi için kritik öneme sahiptir. Ölçeklenebilirlik olmadan, en umut verici protein kaynakları bile endüstrinin artan taleplerini karşılayamaz.

BALIK UNUNA BAĞIMLILIĞIN KIRILMASI
Rabobank’ın 2025 pazar tahminine göre, küresel balık unu pazarı, beklenenden çok daha erken bir zamanda kıtlığa doğru ilerliyor¹². Balık unu talebi giderek daha esnek olmaktan çıkıyor ve arz, her yıl artan ihtiyaçları karşılamakta zorlanıyor. Arzın daralması, keskin fiyat dalgalanmalarına yol açıyor ve bu da uzun süredir balık ununu temel yem bileşeni olarak kullanan su ürünleri yetiştiriciliği endüstrisi için zorluklar yaratıyor. Aslında balıkların ihtiyaç duyduğu şey balık ununun kendisi değil; balık ununun doğal olarak sağladığı spesifik besin maddeleridir. Balık unu, temel besin maddelerinin dengeli bir karışımını içerdiğinden, geleneksel olarak su ürünleri yetiştiriciliğinde yemlerin temel bileşeni olmuştur.

Yetiştiricilikte balıkların sağlığını ve büyümesini destekleyen yüksek kaliteli bir besin profili, hayati önem taşır. Alternatif protein kaynakları, üreticilerin hem miktar hem de besin gereksinimlerini karşılayacak şekilde seçilmelidir. Tek hücreli proteinler içeren yemler, tüm temel besin maddelerini içerecek şekilde formüle edildiğinde, balık ununa fazla bağımlı kalmadan ve deniz kaynaklarını sömürmeden balıkların büyüme oranları ve yem verimliliği korunabilir. Son olarak, tek hücreli proteinler, su ürünleri endüstrisinin önümüzdeki yıllarda ihtiyaç duyacağı sürdürülebilir büyüme ve tedarik istikrarını sağlamak için uygun bir çözüm olarak hazırdır.

Dr. Federico Melenchón Ramírez Hakkında
Barselona Autonomous Üniversitesi’nden su ürünleri yetiştiriciliği alanında doktora derecesine sahip olan Federico Melenchón Ramírez, doktora araştırmasında balık unu yerine alternatif bir protein kaynağı olarak böcek unlarının değerinin artırılmasına odaklanmıştır. Balık beslenmesi araştırmaları ve alternatif proteinler konusunda deneyimli olan Ramírez, sürdürülebilir üretim ve döngüsel ekonomi konularına da ilgi duymaktadır. Balık, mikroalg veya bakteriler gibi üretim verimliliğini artıran ve atıkları azaltan optimizasyon süreçleri Ramírez’in motivasyon kaynağıdır. Ayrıca eğitim, bilimsel iletişim ve duygusal sağlık konularına da büyük ilgi duymaktadır.

Referanslar
¹Krogdahl Å, Bakke‑McKellep AM, Baeverfjord G. Effects of graded levels of standard soybean meal on intestinal structure, mucosal enzyme activities, and pancreatic response in Atlantic salmon (Salmo salar L.). Aquacult Nutr. 2003;9:361–371.  https://doi.org/10.1046/j.1365-2095.2003.00264.x
²Hua K, Cobcroft JM, et al. The future of aquatic protein: implications for protein sources in aquaculture diets. One Earth. 2019;1(3):316–329. https://doi.org/10.1016/j.oneear.2019.10.018
³Siddiqui SA, Erol Z, et al. An overview of fermentation in the food industry: Looking back from a new perspective. Bioresour Bioprocess. 2023;10(1):85. https://doi.org/10.1186/s40643-023-00702-y
⁴Agboola JO, Øverland M, et al. Yeast as major protein‑rich ingredient in aquafeeds: a review of the implications for aquaculture production. Rev Aquacult. 2021;13(2):949-970. https://doi.org/10.1111/raq.12507
⁵Machuca C, Méndez‑Martínez Y, et al. Yeast β‑Glucans as Fish Immunomodulators: A Review. Animals. 2022;12(16):2154. https://doi.org/10.3390/ani12162154
⁶Ahmad A, Hassan SW, Banat F. An overview of microalgae biomass as a sustainable aquaculture feed ingredient: food security and circular economy. Biengineered. 2022;13(4):9521-9547. https://doi.org/10.1080/21655979.2022.2061148
⁷Rawat I, Kumar RR, et al. Dual role of microalgae: Phycoremediation of domestic wastewater and biomass production for sustainable biofuels production. Applied Energy. 2011;88(10):3411–3424. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2010.11.025
⁸Becker J, Rohles CM, Wittmann C. Metabolically engineered Corynebacterium glutamicum for bio-based production of chemicals, fuels, materials, and healthcare products. Metabolic Engineering. 2018;50:122–141. https://doi.org/10.1016/j.ymben.2018.07.008
⁹Chistoserdova L, Chen SW, et al. Methylotrophy in Methylobacterium extorquens AM1 from a genomic point of view. J Bacteriol. 2003;185(10). https://doi.org/10.1128/jb.185.10.2980-2987.2003
¹⁰Ruiz A, Sanahuja I, et al. Single cell protein from methanotrophic bacteria as an alternative healthy and functional protein source in aquafeeds, a holistic approach in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) juveniles. Aquaculture. 2023;576:739861. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2023.739861
¹¹Mensah DD, Montero R, et al. In vitro salmonid models as tools for studying microbial-derived immunostimulants and aquaculture relevant salmonids pathogens: Current status and future perspectives. Aquaculture. 2025;595:741695. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2024.741695
¹²Sharma N. Feed Futures: Building Markets for Algae and Insects. Alternative feed ingredients in a world of more volatile fishmeal and fish oil supply. Presentation at: North Atlantic Seafood Forum 2025; 2025 Mar 4–6; Bergen, Norway