養殖飼料の未来：昆虫、藻類、そして魚粉の終焉

養殖の未来を理解したいのであれば、魚から始めてはいけません。魚が何を食べているかから始めてください。

飼料は通常、商業養殖における総生産コストの50～70%を占めます。サーモン養殖では60%に、エビ養殖では70%に達することもあります。この単一の費目が他のいかなる要因よりも収益性を左右します。そして養殖飼料の伝統的な基盤である、天然漁獲の餌料魚から得られる魚粉と魚油は、生物学的にも経済的にも厳しい限界に直面しています。

世界の魚粉市場は、約500万トンの魚粉を生産するために年間約1,500～2,000万トンの天然魚を消費しています。つまり、養殖魚を養うために天然魚を漁獲しているわけで、考えてみれば、養殖が天然漁業への圧力を軽減するという主張をいくぶん損なっています。これが業界の中核にあるパラドックスであり、その解決は今日の食品科学における最も重要な課題の一つです。

私は10年以上にわたり代替飼料原料分野を注視してきましたが、断言できます。解決策はもはや理論的なものではありません。商業化され、スケールアップが進み、今後10年で養殖を根本的に変えようとしています。

魚粉の問題

代替原料がなぜ重要なのかを理解するには、現状の問題を理解する必要があります。

魚粉が養殖飼料のゴールドスタンダードであったのには正当な理由があります。魚の成長に必要なアミノ酸組成に近い優れたアミノ酸プロファイルを持ち、消化率が高く、最終製品に移行するオメガ3脂肪酸を含み、何十年もの間安価で豊富でした。

しかし、これら3つの利点すべてが揺らいでいます：

• 供給が制約されている。天然餌料魚資源は完全利用または過剰利用状態です。主要な魚粉生産漁業（ペルーのカタクチイワシ、北欧のイカナゴやスプラット）は厳格な漁獲割当の対象です。エルニーニョ現象により、ペルーの生産量が1年で50%減少することもあります。
• 価格が不安定で上昇傾向にある。魚粉価格は過去15年間でほぼ倍増し、2010年の約800ドル/トンから2024年の1,500～2,000ドル/トンへと上昇しました。魚油価格はさらに劇的に上昇しています。
• 需要が増加している。世界の養殖生産量は2030年までに1億4,000万トンに達すると予測されています。魚粉配合率の継続的な削減を考慮しても、絶対的な需要は増加し続けています。

昆虫タンパク質：アメリカミズアブ革命

今後10年間で養殖飼料に最も変革的な影響を与える単一の代替タンパク質源に賭けるとすれば、私はHermetia illucens、すなわちアメリカミズアブ（BSF）に賭けるでしょう。

BSF幼虫が飼料原料として注目される理由は以下のとおりです：

• 栄養プロファイル：BSF幼虫は乾物重量ベースで40～45%の粗タンパク質と25～35%の脂質を含みます。アミノ酸プロファイルは魚の栄養に適しており、特にリジンとメチオニンのレベルが高いです。
• 成長効率：BSF幼虫は約2:1の飼料変換効率で有機廃棄物をバイオマスに変換できます。わずか12～14日で収穫重量に達します。
• 廃棄物の価値化：これが最も期待される循環経済の側面です。BSF幼虫は食品加工廃棄物、ビール粕、果物・野菜の廃棄物、さらには家畜糞で飼育できます。低価値の廃棄物を高価値のタンパク質に変換するのです。
• 拡張性：BSF養殖は高度に自動化可能で、垂直方向に展開でき、最小限の土地で済みます。

Protix（オランダ）、InnovaFeed（フランス）、Enterra Feed（カナダ）、AgriProtein（南アフリカ）などの企業が工業規模のBSF生産施設を建設しています。InnovaFeedのフランス・ネスル工場は年間15,000トンの昆虫タンパク質を生産し、拡張を進めています。

サーモン、マス、スズキ、エビでのBSFミール給餌試験では、25～50%の配合率で成長パフォーマンス、飼料変換効率、フィレ品質に影響を与えることなく魚粉を代替できることが示されています。一部の研究では、キチン含量がプレバイオティクスとして作用することによる腸内環境の改善や、BSF脂質中のラウリン酸による抗菌効果など、追加的なメリットも報告されています。

主な障壁はコストです。BSFミールの現在の価格は1トンあたり2,000～3,000ドルで、魚粉の1,500～2,000ドルと比較して高めです。しかし、生産規模の拡大に伴いコストは低下傾向にあり、環境面のプレミアムが価格差があっても採用を促進しています。

藻類ベースの飼料：源流に立ち返る

魚がオメガ3脂肪酸を得ているのは、海洋食物連鎖を通じて藻類からです。ならば、仲介者を省いて魚に直接藻類を与えてはどうでしょうか。

Schizochytrium、Nannochloropsis、Chlorellaなどの微細藻類は、高濃度のEPA、DHA、タンパク質を生産するよう培養できます。特にSchizochytriumは、総脂質含量の50%を超えるDHAを蓄積でき、魚油の優れた代替品となります。

DSMとEvonikの合弁会社であるVeramarisは、ネブラスカ州ブレアに世界最大の藻類オメガ3生産施設を運営しています。単一施設で、約120万トンの天然漁獲魚に相当するオメガ3を代替できます。

タンパク質面では、藻類にはまだ課題があります。微細藻類は40～60%のタンパク質を含みうるものの、細胞壁構造が魚における消化率を制限し、ほとんどの種で生産コストが高いままです。しかし、細胞破砕技術や菌株最適化の進歩により、両パラメータは着実に改善されています。

大型藻類（海藻）は異なる提案をしています。Ulva、Saccharina、Asparagopsisなどは、淡水ゼロ、耕地ゼロ、肥料投入ゼロで海上培養できます。タンパク質含量は低め（10～25%）ですが、貴重な微量栄養素、色素、生理活性物質を提供します。

単細胞タンパク質：微生物革命

最も未来的なカテゴリーは、おそらく単細胞タンパク質（SCP）でしょう。工業的発酵で培養された細菌、酵母、または真菌によって生産されるタンパク質です。

Methylococcus capsulatusは、天然ガスを魚粉と極めて類似した組成のタンパク質に変換するメタン酸化細菌です。Calysta社（現在はAdisseoの一部）がFeedKindとして工業規模で商業化しています。このタンパク質は70%の粗タンパク質と優れた必須アミノ酸プロファイルを含みます。

水素酸化細菌は最も革新的なアプローチかもしれません。NovoNutrientsやSolar Foodsなどの企業は、再生可能電力による水の電気分解で生成した水素とCO2を細菌が利用してタンパク質を生産するプロセスを開発しています。農地不要、淡水不要、電力と空気だけという理論的な資源効率は驚異的です。

植物性タンパク質：確立された代替品

現在最も広く使用されている魚粉代替品は昆虫でも藻類でもなく、大豆タンパク質濃縮物であることに言及すべきでしょう。ノルウェーのサーモン飼料は、1990年代の海洋原料90%以上から、現在は海洋原料約30%・植物性70%へと変化しています。

植物性タンパク質は安価で豊富ですが、限界があります：

• 抗栄養因子：大豆にはトリプシンインヒビター、フィチン酸、サポニンが含まれ、肉食性魚種で消化を阻害し腸の炎症を引き起こす可能性
• アミノ酸の不均衡：植物性タンパク質は通常、魚に必須のメチオニン、リジン、タウリンが不足しており、補充が必要
• 環境面のトレードオフ：大豆生産は南米での森林伐採を促進。海洋由来タンパク質を、生息地破壊に貢献する陸上由来タンパク質に置き換えることは、明確な持続可能性の勝利とは言えない
• 消費者の認識：消費者は養殖魚が何を食べているかを知りたがるようになっている。「大豆飼育サーモン」はプレミアム市場では好意的に受け取られない

循環経済のビジョン

代替飼料分野で最も私を興奮させるのは、個別の原料ではなく、循環型へのシステム的転換です。

次のような構図を想像してみてください。食品加工工場が有機廃棄物を排出する。その廃棄物が隣接施設でアメリカミズアブの幼虫を養う。幼虫は養殖飼料用のタンパク質ミールと油に加工される。フラス（昆虫の排泄物）は作物栽培の肥料になる。作物は人間の食料を生産し、サイクルが続く。一方、養殖場の排水中の栄養素で藻類を培養し、飼料用オメガ3油と追加のタンパク質バイオマスの両方を生産する。

これはSFではありません。この統合システムの要素は、すでにデンマーク、オランダ、シンガポールで稼働しています。技術は存在します。残るのは、スケールアップ、経済性の最適化、そしてそれを支える規制の枠組みの構築です。

業界にとっての意味

私たちは転換点にあると考えています。今後5～10年以内に：

• 昆虫タンパク質が、大半の肉食性魚種で15～30%の配合率の標準的飼料原料となる
• 藻類オメガ3が、プレミアムサーモン飼料配合における魚油の大部分を代替する
• 単細胞タンパク質が魚粉とのコストパリティに到達し、有意な量で魚粉の置き換えが始まる
• 飼料配合がAIと精密栄養学を用いてカスタマイズされ、特定の魚種、成長段階、市場要件に最適化される
• 主要魚種のフィッシュ・イン・フィッシュ・アウト比率がゼロに近づくか到達し、養殖が海洋タンパク質の純消費者ではなく純生産者となる

今この転換に投資する企業や国が、決定的な競争優位を得るでしょう。養殖の成長を支えるために有限の天然餌料魚の供給に依存する時代は終わりに近づいています。養殖飼料の未来は、発酵タンク、昆虫農場、藻類バイオリアクターの中で構築されつつあります。そしてそれは今日、既に始まっているのです。

飼料イノベーションと持続可能性戦略に関して養殖企業のコンサルティングを行っております。代替飼料原料を検討中の組織の方は、お問い合わせページよりご連絡ください。

Prof. Dr. Zayde Ayvaz

COMU水産加工工学教授。AIを活用した水産物品質評価と持続可能なブルーフードシステムを研究しています。