Til innholdet

Optimalisert utnyttelse av omega-3 gjennom livssyklus

Potensialet for å påvirke EPA- og DHA-nivået i muskel i slaktefisk ved fôring av fisk med ulik genetisk bakgrunn (høy og lav desaturase) med ulike nivåer av EPA og DHA i tidlige livsfaser; henholdsvis før smoltifisering og rett etter smoltifisering, er studert. Hypotesen er at ernæringsmessig programmering i tidlige livsfaser kan påvirke fiskens lipidmetabolisme i senere livsfaser.
 
Resultater fra delrapport 1
Startfôringsperioden (fram til 40 gram fiskestørrelse) gav ikke signifikant utslag på fettsyresammensetningen av laksefilét ved 4 kg. Fôring i perioden fra smoltifisering og opp til 400 gram derimot, hadde signifikant betydning for innhold av EPA og DHA i filét etter 13 måneder i sjø og 3,5 kg økning i kroppsvekt.

Nofimas data viser at genetisk bakgrunn hadde betydning for fettfordelingen i fiskekroppen, med spesielt stor betydning for utvikling av fettlever og fordeling mellom innvollsfett og muskelfett. høydesaturase-gruppen viste høyere kapasitet til EPA- og DHA-syntese i tidlige livsfaser, lavere forekomst av fettlever og mer fett fordelt til muskel sammenlignet med lavdesaturase-gruppen. Den genetiske pre-disponeringen til høyere kapasitet til EPA- og DHA-syntese i høydesaturase-familien sammenlignet med lavdesaturase-familien i tidlig livsfase, synes å forsvinne når dietter med høyt nivå av planteolje ble benyttet i vekstfasen i sjø. Dette resulterte i ingen forskjell i prosent EPA + DHA i filét til fisk på 4 kg mellom de genetiske gruppene, men på grunn av det høyere fettnivået i muskel i høydesaturase-gruppen var nivået av EPA + DHA i gram per 100 gram muskel signifikant høyere i denne gruppen.
 
I tillegg til betydelige effekter på hele kroppens lipid-metabolisme, fant man også helseforskjeller mellom høy- og lavdesaturase-gruppene som muligens kan være relatert til forskjeller i fettmetabolisme. Høydesaturase-gruppen hadde bl.a. signifikant lavere dødelighet etter sjøvannsoverføring. Det var ingen forskjeller i muskelkvalitet mellom de genetiske gruppene i slaktefisk.
 
Resultater fra delrapport 2
Fisk med forskjellig genetisk bakgrunn (høy og lav desaturase) og forskjellig nivå av EPA og DHA i fôr fra 100–500 g, ble satt i samlemerd i sjø og gitt fôr med 1 % EPA og DHA fram til slakting (4 kg). Ved avslutning ved 4 kg hadde gruppene lik kroppsvekt og fettnivå i filét. Høydesaturase-fisk var lengre, hadde høyere SGR og lavere k-faktor enn lavdesaturase-fisk. Det var lavest dødelighet, minst fettlever, innvollsfett og fettavleiring på hjerte i høydesaturase-fisk, men innhold av DHA var likt i henholdsvis høy- og lavdesaturase-fisk.

Nofimas data viser at genetisk bakgrunn hadde betydning for fettfordelingen i fiskekroppen, med spesielt stor betydning for utvikling av fettlever og mengde innvollsfett. Lever fra lavdesaturase-gruppene inneholdt nesten dobbelt så mye fett som høydesaturase-gruppene, men lever fra høydesaturase-gruppene inneholdt likevel mer EPA og DHA i % av fettsyrer enn fra lavdesaturase-gruppene. Kvantitativt innhold (gram per 100 gram) av EPA var høyest i lavdesaturase-gruppene, mens innhold av DHA var høyest i høydesaturase-gruppene. Høydesaturase-gruppene har høyere genuttrykk for Cox1 og lavere uttrykk for Cox2 enn lavdesaturase-gruppene.

Den genetiske pre-disponeringen til høyere kapasitet til EPA- og DHA-syntese i høydesaturase-familiene sammenlignet med lavdesaturase-familiene i tidlig livsfase, synes å forsvinne når dietter med høyt nivå av planteolje ble benyttet i vekstfasen i sjø. 
 
Undersøkelser av filét viste tilfredsstillende kvalitet i alle grupper. For noen parametere var effekt av genetikk mer markert der fisken tidligere hadde fått lave nivåer av EPA og DHA i fôr.
 
Resultater fra delrapport 3
Laks som gjennomgikk et utsatt smoltifiseringsregime viste bedre kapasitet til syntese av EPA og DHA, enn laks som fulgte normalt smoltifiseringsregime. Laks som ble seinere smoltifisert viste også høyere DHA-nivå i filét enn laks som ble smoltifisert ved et tidligere tidspunkt. Genuttrykk av alle desaturasene ble nedregulert av lysstyring, mens overføring til saltvann oppregulerte 6fad_b og 6fad_c. Lysstyring kan se ut til å hemme enzymaktiviteten av 5 desaturase og stimulere aktiviteten av 6 desaturase. Laks fra de fleste høydesaturase-gruppene viste i februar-uttaket høyere kapasitet til EPA+DHA-syntese enn lavdesaturase-gruppen. Dette viser at familiene som er selektert for høyt genuttrykk av en 6 desaturase (6fad_b), også har bedre kapasitet til EPA+DHA-syntese. Høy innblanding av rapsolje i fôret ga større økning av DHA i filét, enn lav innblanding av rapsolje. Gruppen med 90 % rapsolje i fôret hadde også høyere genuttrykk av alle desaturasene, enn gruppen som fikk 25 % rapsolje i fôret. Dette kan skyldes en inhiberende effekt av DHA i fôret på genuttrykk av desaturasene.

Oppdrettsnæringa står framfor ei stor utfordring i form av begrensa tilgang på fiskeolje, og dermed dei essensielle omega-3-fettsyrene. I dag blir ein stadig større andel av fiskeolje i fôr erstatta med planteoljar, noko som fører til redusert innhald av omega-3 fettsyrene EPA og DHA i laksefileten. Det er viktig å forstå mekanismane bak og omfanget av den naturlege evna laksen har til å omdanne 18:3n-3 til EPA og DHA, slik at ein kan utnytte denne kunnskapen til å optimalisere bruken av fiskeolje og auke deponeringa av EPA og DHA i fiskemuskel.

Nofima har eit prosjekt gjennom Noregs forskingsråd (207621/E40), (“Towards a sustainable salmonid aquaculture – Salmon as a net producer of n-3 fatty acids”  2011–2013), der målet er å vise at ein kan bedre retensjonen av lange omega-3-fettsyrer ved å kombinere genetisk seleksjon og rett fôr. I dette prosjektet er det produsert fleire familiegrupper der foreldrefisk er valgt ut frå familiar med høgt eller lågt uttrykk av delta-6 desaturase, eit enzym som er nødvendig for at fisken skal kunne omdanne den korte omega-3 fettsyra 18:3n-3 til dei lange omega-3-fettsyrene EPA og DHA. For å utnytte betre det unike fiskematerialet som er produsert, er det planlagt eit forskningsprosjekt med 4 ulike arbeidspakker som vil gi utfyllande kunnskap:
WP1) “Ernæringsmessig programmering av lakseyngel”
WP2) “Samanlikning mellom ferskvatn og sjøvatn i perioden opp mot 400-grams størrelse”
WP3) “Effekt av genetisk bakgrunn på deponering av EPA og DHA i filet opp til slaktestørrelse”
WP4) “Samspillseffektar mellom genetikk og omega-3-nivå i fôr på helse og kvalitet i slaktefisk”.

Auka kunnskap for å løyse utfordringane med begrensa tilgang på marine omega-3-fettsyrer er sentralt i målsettingane både for FHF og Nofima.

FHFs satsing på omådet
FHF har en satsing på effekter av endret fettsyresammensetning på fiskens helse. Målsetningen er å skaffe nødvendig kunnskap om dette området.
 
FHF fikk våren 2013 utarbeidet rapporten “Fett for fiskehelse”. Basert på denne rapporten prioriterer FHF aktiviteter på følgende områder:
• Optimal fettsyresammensetning for god beskyttelse mot virusinfeksjoner/langsiktige effekter på virusbeskyttelse ved nedgang i EPA/DHA i fôret.
• Dokumentere laksens behov for mettet fett. Det er behov for kunnskap om konsekvensene av en kraftig reduksjon i mettet fett for fiskens helse, samt å definere et “optimalt vindu” for innhold av mettet fett som tar hensyn til en øvre grense for fordøyelighet og en nedre grense for helse.
• Betydningen av omega6/omega3-ratio eller totalt omega6-nivå i laks. Optimalt forhold mellom omega-3 og omega-6 må bestemmes samtidig med minimumsbehov og øvre toleransegrense.

Prosjekter som inngår i satsingen
• Optimalisert utnyttelse av omega-3 gjennom livssyklus (FHF-900770) (dette prosjektet)
Langtidseffekter av lave omega-3 nivåer i fôr på fiskens helse (FHF-900957)
Et fullskalaforsøk med lavt innhold av EPA og DHA i fôret – betydning for struktur av tarm og tarminflammasjon (FHF-900958)
Omega-6/omega-3 balanse og mettet fett i fôr til laks: betydning for fiskehelse og motstandsdyktighet mot virussmitte (FHF-900959)
Styrt fettsyresammensetning i fôr for å forebygge utbrudd av viktige virussykdommer i laks (FHF-900966)

Overordna mål
Å bedre utnyttelsen av omega-3-fettsyrer i oppdrett av laks.

Hovedmål 1
Å undersøke om eksponering for høg andel planteolje eller fiskeolje i tidleg livsfase kan føre til at laksen utviklar større kapasitet til å omdanne 18:3n-3 til EPA og DHA, og dermed til meir effektiv bruk av EPA og DHA i næringa.
• Delmål 1: Å identifisere n-6/n-3 ratio i laksefôr frå startfôring til 20 gram som gir best omdanning av 18:3n-3 til EPA og DHA.
• Delmål 2: Å identifisere effekt av tidleg ernæringsmessig programmering på EPA og DHA nivå i laks (20 og 400 gram).
• Delmål 3: Å beskrive fettsyresamansetjing og genuttrykksprofil i laks frå startfôring til 20 gram og 400 gram.
• Delmål 4: Å identifisere familieforskjellar i kapasitet til omdanning av 18:3n-3 til EPA og DHA.

Hovedmål 2
Å undersøke korleis samspel mellom miljø (salt/fersk) og genetisk bakgrunn kan påvirke kapasiteten til å omdanne 18:3n-3 til EPA og DHA.
• Delmål 1: Å beskrive fettsyreprofil og genuttrykksprofil i laks som har gått i ferskvatn opp 400 gram, samalikna med fisk som har blitt overført til sjøvatn ved 80-100 gram.
• Delmål 2: Å identifisere mulige samspel mellom genetisk bakgrunn og miljø (salt/fersk, forskjellig fôr) på fettsyresamansetjing og genuttrykksprofil i laks opp til 400 gram.
• Delmål 3: Å identifisere kapasitet til å omdanne 18:3n-3 til EPA og DHA i fisk på forskjellige stadier i forskjellige miljø ved hjelp av in vitro forsøk.

Hovedmål 3
Å undersøke om genetisk bakgrunn og forskjellig fôr og miljø fram til utsett i sjø påvirkar evna til å produsere og deponere EPA og DHA gjennom livet fram til slaktestørrelse.
• Delmål: Å beskrive fettsyreprofil i laks med forskjellig bakgrunn ved slaktestørrelse, og identifisere effektar av ulik genetisk bakgrunn, ulik fôring og ulikt miljø (salt/fersk).

Hovedmål 4
Å undersøke om genetisk bakgrunn og forskjellig nivå av EPA og DHA fram til utsett i sjø påvirkar fiskehelse og muskelkvalitet ved slaktestørrelse.
Delmål 1: Analyse av helsemarkørar relatert til motstandskraft mot sjukdom i laks på 4–5 kg.
Delmål 2: Sikre prøvemateriale av vev og organer for eventuelt seinare analyse av eit større utvalg helsemarkørar.
Delmål 3: Analyse av muskelkvalitet 

I 2010 inneheld norsk laksefôr totalt 27.155 tonn EPA og 22.218 tonn DHA (Ytrestøyl et al., 2011), alt kom frå marine råvarer. 1.236.000 tonn fôr blei brukt til å produsere 941.687 tonn laks. Det blei brukt 52 gram EPA+DHA til å produsere 1 kg laks, og antatt mengde EPA+DHA i ferdig laksefilet var 2,1 gram per 100 gram.

Dersom ny kunnskap frå prosjekta kan føre til ei innsparing av 1 % av dagens forbruk av EPA+DHA frå marine råvarer, så gir det ei innsparing på ca. 500 tonn EPA+DHA. Eventuelt mulighet for å produsere 10.000 tonn meir fisk med ein eksportverdi på 300 millionar kroner kvart år, med same mengde marine råvarer. Ei innsparing på 5 % av dagens forbruk av EPA+DHA frå marine råvarer gir ei innsparing på ca 2.500 tonn EPA+DHA, og mulighet for å produsere knapt 50.000 tonn meir fisk med ein eksportverdi på 1,5 milliardar kroner kvart år, med same mengde marine råvarer. Det bør vere realistisk å oppnå slike innsparingar på relativt kort tid.

Å kunne produsere meir fisk med god helse og god produktkvalitet med mindre innsats av marine oljar, gir ein gevinst både for næringa og samfunnet. Næringa kan produsere meir, og for samfunnet er det ein faktor som bidrar til auka forsyning av næringsstoff som det raskt kan bli knapphet på med aukande folketal i verda. Dette er spørsmål som det er heilt nødvendig å sette ressursar inn for å løyse, sjøl om gevinsten på kort sikt er vanskeleg å tallfeste.

Prosjektet bygger på å utnytte familemateriale frå prosjektet “Towards a sustainable salmonid aquaculture – Salmon as a net producer of n-3 fatty acids” (207621/E40) gjennom Noregs forskingsråd, og legge til delprosjekt som studerer forskjellige aspekt ved utnyttelse av omega-3-fettsyrer i laks. Fisk frå dei forskjellige familiane blir individmerka slik at dei kan blandast i grupper til bruk i forsøk.

Del 1: Startfôringsforsøk – ernæringsmessig programmering: oppstart i februar, avslutning i august 2012, deretter individmerking og lysstyring for smoltifisering. Fôringsforsøk etter smoltifisering. Fôr med forskjellige oljar og forskjellig fettsyreprofil.

Del 2: Salt/fersk – Fisk blir individmerka i juni/juli 2012 til a) smoltifisering (NFR-prosjekt) og til b) å holde vidare i ferskvatn. Start fôringsforsøk i september–oktober med begge grupper. In vitro-forsøk på forskjellige stadier.

Del 3: Fisk frå alle grupper i Del 1 og Del 2 a og b blir satt i felles not i sjø når fisken er ca. 400 gram, ca. januar 2013. Blir fôra vidare med fôr som har høgt nivå av vegetabilsk olje fram til slaktestørrelse.

Del 4: Fisk frå alle grupper i Del 3 vil bli analysert for kvalitet og for eit lite utvalg helsemarkørar. Prøver blir sikra for evt analyse av fleire helsemarkørar på eit seinare tidspunkt.

Prosjektdeltakarar
Nofima – fagleg ansvarleg, gjennomfører forsøk og analyser
SalmoBreed – bidrar med genetisk materiale og avlsfaglig kompetanse
BioMar – bidrar med forsøksfôr og kompetanse på fôr/ernæring
NIFES – bidrar med kompetanse på lipidernæring og helse, og analyser relatert til helse

Resultat frå prosjektet vil bli gjort kjend gjennom:
• informasjon til styringsgruppe og orientering til næringa
• faktaark om ernæringsmessig programmering
• faktaark om ferskvann-sjøvann
• faktaark om produksjonsskala, kvalitet og helse
• artiklar til fagpresse
• artiklar til heimesider hos Nofima
• foredrag på FHF-samlinger
• presentasjon på dialogmøte i samarbeidsgruppa NIFES-Nofima
• fagleg sluttrapport
keyboard_arrow_up