Prosjektnummer
901271
Effekt av fôr og stress på pigmentering i laks
Prosjektet har frembragt ny kunnskap om sammenhengen mellom fôr og pigmentering og er derved et viktig bidrag til sikring av god kvalitet på laks
• Tilstrekkelig med fosfolipider i lav-marine dietter var essensielt for å sikre god vekst og normal fordøyelighet av fett og astaxanthin. Kun fosfolipider av marint oppgav (MPL) ga normal fettakkumulering i tarm som for fiskemelsdietter. Imidlertid ga dietter med fiskemel eller MPL lavere innhold av astaxanthin i muskel sammenlignet med laks fôret dietter med planteprotein.
• Ved 6 °C var det en positiv effekt av fiskeolje på astaxanthin-konsentrasjon i muskel. Det var også bedre retensjon av astaxanthin på 6 °C enn på 12 °C.
• Stress-hormonet cortisol førte til en økning i metabolsk omsetning av astaxanthin i leverceller. In vivo førte stress til en endring i karotenoid-profil i muskel og lever, som tyder på økt metabolisme av astaxanthin.
• Astaxanthin har ulik funksjonell betydning i muskel, tarm og lever hos laks fôret en lavmarin diett. Mangel på astaxanthin førte til immunosupresjon i tarm og økt steroidsyntese i lever, mens det i muskel var økt utrykk av gener relatert til stress og inflammasjon.
• Laks som fikk ulike lysregimer i settefiskperioden og ble satt ut i sjø ved ulik størrelse hadde tidlig i sjøfasen ulik pigmentering, men ved slakt var det ikke lenger effekter av produksjonsregime.
• For laks under kommersielle betingelser med mange avlusinger og sykdomsutbrudd synes ikke 50 ppm astaxanthin i fôret å være tilstrekkelig til å nå 6 mg astaxanthin per kg i filet.
• Ved 6 °C var det en positiv effekt av fiskeolje på astaxanthin-konsentrasjon i muskel. Det var også bedre retensjon av astaxanthin på 6 °C enn på 12 °C.
• Stress-hormonet cortisol førte til en økning i metabolsk omsetning av astaxanthin i leverceller. In vivo førte stress til en endring i karotenoid-profil i muskel og lever, som tyder på økt metabolisme av astaxanthin.
• Astaxanthin har ulik funksjonell betydning i muskel, tarm og lever hos laks fôret en lavmarin diett. Mangel på astaxanthin førte til immunosupresjon i tarm og økt steroidsyntese i lever, mens det i muskel var økt utrykk av gener relatert til stress og inflammasjon.
• Laks som fikk ulike lysregimer i settefiskperioden og ble satt ut i sjø ved ulik størrelse hadde tidlig i sjøfasen ulik pigmentering, men ved slakt var det ikke lenger effekter av produksjonsregime.
• For laks under kommersielle betingelser med mange avlusinger og sykdomsutbrudd synes ikke 50 ppm astaxanthin i fôret å være tilstrekkelig til å nå 6 mg astaxanthin per kg i filet.
Sammendrag av resultater fra prosjektets faglige sluttrapport
Resultatene fra prosjektet har dokumentert at fôrets sammensetning har betydning for opptak og omsetning av astaxanthin i laks, og at det er et samspill med temperatur. Det ble vist at fosfolipid er viktig for opptak av astaxanthin i tarmen. Prosjektet har også vist at stress øker omsetning av astaxanthin. Videre ble det vist at under kommersielle betingelser med mye avlusing av fisken ser det ikke ut til å være tilstrekkelig med 50 ppm astaxanthin i fôret for å nå 6 mg/kg i NQC ved slakt.
Forsøkene har synliggjort en klar positiv effekt av fosfolipid i fôret på fordøyelighet av astaxanthin og fett. Det var imidlertid ikke en klar sammenheng mellom fordøyelighet og retensjon av astaxanthin i filet. Dette skyldtes at fôrets sammensetning påvirket metabolismen av det absorberte astaxanthinet i ulik grad.
Det ble isolert leverceller fra laks fôret med 4 ulike fôr. Cellene ble inkubert med 13C-astaxanthin for å studere metabolsk omsetning av astaxanthin in vitro ved bruk av NMR. Det var en lavere omsetning av astaxanthin til reduktive metabolitter og retinol i fisk som hadde fått en marin diett sammenlignet med en lavmarin diett. Tilsats av stresshormonet cortisol i mediet førte også til økt omsetning av astaxanthin i leverceller fra den lavmarine dietten, mens det ikke hadde effekt i den marine dietten. Også in vivo var det indikasjoner på at stress førte til økt metabolisme av astaxanthin i både muskel og lever, mens det var mindre effekter i tarm.
Pigmentering ble også fulgt under kommersielle betingelser i Nofimas FoU-konsesjoner. Her var det hyppige avlusinger og utbrudd av PD. Under slike krevende forhold for fisken ga 50 ppm astaxanthin i fôret en astaxanthin-konsentrasjon på 4,8 mg/kg i muskel mens en økning til 70 ppm i fôret ga en konsentrasjon i muskel på 5,6 mg/kg. Pigmentering ble også fulgt i et storskalaforsøk med ulike produksjonsprotokoller og størrelse ved utsett. Generelt hadde størrelse ved utsett størst betydning, men også lysregime i settefiskperioden påvirket omsetning av astaxanthin. Laks satt ut ved 600 g hadde, innledningsvis i sjøfasen, lavere astaxanthin-konsentrasjon og høyere konsentrasjon av metabolitten idoxanthin i muskel, men ved slakt (4–4,8 kg) var det ingen signifikante forskjeller i muskel-astaxanthin, til tross for at 600 g utsettet hadde lavere vekt ved slakt.
Resultatene fra prosjektet har dokumentert at fôrets sammensetning har betydning for opptak og omsetning av astaxanthin i laks, og at det er et samspill med temperatur. Det ble vist at fosfolipid er viktig for opptak av astaxanthin i tarmen. Prosjektet har også vist at stress øker omsetning av astaxanthin. Videre ble det vist at under kommersielle betingelser med mye avlusing av fisken ser det ikke ut til å være tilstrekkelig med 50 ppm astaxanthin i fôret for å nå 6 mg/kg i NQC ved slakt.
Forsøkene har synliggjort en klar positiv effekt av fosfolipid i fôret på fordøyelighet av astaxanthin og fett. Det var imidlertid ikke en klar sammenheng mellom fordøyelighet og retensjon av astaxanthin i filet. Dette skyldtes at fôrets sammensetning påvirket metabolismen av det absorberte astaxanthinet i ulik grad.
Det ble isolert leverceller fra laks fôret med 4 ulike fôr. Cellene ble inkubert med 13C-astaxanthin for å studere metabolsk omsetning av astaxanthin in vitro ved bruk av NMR. Det var en lavere omsetning av astaxanthin til reduktive metabolitter og retinol i fisk som hadde fått en marin diett sammenlignet med en lavmarin diett. Tilsats av stresshormonet cortisol i mediet førte også til økt omsetning av astaxanthin i leverceller fra den lavmarine dietten, mens det ikke hadde effekt i den marine dietten. Også in vivo var det indikasjoner på at stress førte til økt metabolisme av astaxanthin i både muskel og lever, mens det var mindre effekter i tarm.
Pigmentering ble også fulgt under kommersielle betingelser i Nofimas FoU-konsesjoner. Her var det hyppige avlusinger og utbrudd av PD. Under slike krevende forhold for fisken ga 50 ppm astaxanthin i fôret en astaxanthin-konsentrasjon på 4,8 mg/kg i muskel mens en økning til 70 ppm i fôret ga en konsentrasjon i muskel på 5,6 mg/kg. Pigmentering ble også fulgt i et storskalaforsøk med ulike produksjonsprotokoller og størrelse ved utsett. Generelt hadde størrelse ved utsett størst betydning, men også lysregime i settefiskperioden påvirket omsetning av astaxanthin. Laks satt ut ved 600 g hadde, innledningsvis i sjøfasen, lavere astaxanthin-konsentrasjon og høyere konsentrasjon av metabolitten idoxanthin i muskel, men ved slakt (4–4,8 kg) var det ingen signifikante forskjeller i muskel-astaxanthin, til tross for at 600 g utsettet hadde lavere vekt ved slakt.
Prosjektet har fremskaffet nyttig kunnskap om sammenheng mellom fôr og pigmentering. Tilstrekkelig innhold av fosfolipider i fôret er et viktig funn for å sikre bedre opptak av astaxanthin.
-
Nofima. Poster on the 18th International Symposium on Fish Nutrition and Feeding (ISFNF 2018) 3–7 June 2018. By Trine Ytrestøyl, Bente Ruyter, Bjarne Hatlen, Tone-Kari Østbye og Aleksei Krasnov. NTNU; Alexandre Dikiy, Elena Shumilina, and Alessandra Ciampa.
-
Sluttrapport: Effekt av fôr, temperatur og stress på pigmentering i laks
Nofima. Rapport nr 24/2019. Juni 2019. Av Trine Ytrestøyl, Alexander Dikiy, Elena Shumilina, Grete Bæverfjord, Aleksei Krasnov, Allessandra Ciampa, Bjarne Hatlen, Tone-Kari Østby, Marta Bou Mira, Jens-Erik Dessen, Kjell-Arne Rørvik og Bente Ruyter.
Selv om bruken av pigment i fôret har økt de siste årene så har det blitt vanskeligere å oppnå tilstrekkelig pigmentering av filéten. Med andre ord har retensjonen, den andelen av tilført pigment som blir avleiret i filéten gått ned. Per i dag finnes det begrenset kunnskap om hvordan samspill mellom komponenter i fôr, stress og ytre miljø påvirker opptak og omsetning av antioksidanten astaxanthin og fargen på filéten. Det man vet er at forholdsvis lite av pigmentet i fôret finnes igjen i muskelen. Retensjonen av astaxanthin i laksemuskelen er på ca. 10 % i løpet av en produksjonssyklus, selv om det er betydelig variasjon gjennom året.
I FHF sin handlingsplan er det det prioritert å sikre god og jevn farge på laks og ørret gjennom forskning på bedre utnytelse av pigment og sammenheng med miljø og helse.
Å identifisere mulige samspill mellom komponenter i fôr og ytre faktorer (temperatur og stress) og bestemme betydningen av disse for fordøyelighet og omsetning av astaxantin.
Delmål
• Å undersøke effekt av fôrsammensetning, temperatur og stress på fordøyelighet og omsetning av astaxanthin.
• Å kartlegge utnyttelse av astaxanthin i en kommersiell produksjonssyklus.
• Å undersøke eventuelle effekter av ulike smoltproduksjonsprotokoller på utnyttelse av astaxanthin.
• Å gjøre studier av spesifikke mekanismer for opptak av astaxanthin i ulike organ.
• Å undersøke effekt av fôrsammensetning, temperatur og stress på fordøyelighet og omsetning av astaxanthin.
• Å kartlegge utnyttelse av astaxanthin i en kommersiell produksjonssyklus.
• Å undersøke eventuelle effekter av ulike smoltproduksjonsprotokoller på utnyttelse av astaxanthin.
• Å gjøre studier av spesifikke mekanismer for opptak av astaxanthin i ulike organ.
Resultatene fra dette prosjektet vil bidra til å oppnå mer stabil og forutsigbar pigmentering gjennom økt kunnskap om mekanismer for opptak og omsetning av astaxanthin i laks og samspillseffekter mellom fôr, miljø og stress. Resultatene fra forsøket skal kunne bidra til å utvikle fôrkonsept for optimal innfarging under ulike miljøbetingelser samt å utvikle pigmenteringsstrategier for nye produksjonsmetoder.
Prosjektet skal gjennomføres som en en kombinasjon av kontrollerte forsøk i kar og studier av fordøyelighet og omsetning av astaxanthin under kommersielle produksjonsforhold. Spesifikke mekanismer for opptak og omsetning vil studeres nærmere ved å bruke cellemodeller (lever, tarm) kombinert med studier av genutrykk (microarray) for å forsøke å identifisere gener av stor betydning for opptak og omsetning av astaxanthin, og hvordan disse reguleres.
I forsøk i kar vil effekter av ulike komponeneter i fôr på fordøyelighet og omsetning av astaxanthin kvantifiseres under kontrollerte miljøbetingelser.
I forsøk i kar vil effekter av ulike komponeneter i fôr på fordøyelighet og omsetning av astaxanthin kvantifiseres under kontrollerte miljøbetingelser.
I Nofimas FoU-konsesjoner vil en følge fisk gjennom en produksjonssyklus i sjø for å kvantifisere utnyttelse av pigment under kommersielle betingelser med dagens fôr.
Man vil også studere effekt av ulike produksjonsprotokoller for settefisk, (med og uten lysstyring og utsett på 100, 300 og 600 g), på utnyttelse av pigment og kvalitet på sluttproduktet. Dette er et prosjekt ved Centre for Research-based Innovations in Controlled-environment Aquaculture (CtrlAQUA), som er et et senter for forskningsdrevet innovasjon (SFI) som skal legge grunnlag for utviklingen av fremtidens lukkede oppdrett. CtrlAQUA starter sommeren 2016 og går til 2023.
Milepæler
• Gjennomført fiskeforsøk i kar.
• Oppfølging av produksjonssyklus i FoU-konsesjoner.
• Gjennomførte studier av mekanismer for opptak og omsetning i celleforsøk.
• Gjennomført studie av astaxanthin utnyttelse i ulike av smoltproduksjonsprotokoller.
• Gjennomførte studier av mekanismer for opptak og omsetning i celleforsøk.
• Gjennomført studie av astaxanthin utnyttelse i ulike av smoltproduksjonsprotokoller.
Resultatene fra prosjektet vil bli publisert i internasjonale tidsskrifter med fagfellevurderingsordning og såkalt “open access” som gir målgruppen fri tilgang. Målet er å få 2 artikler publisert i internasjonale tidsskrifter.
Populærvitenskapelig formidling vil også bli vektlagt. Dette vil bli gjort gjennom nyhetssaker i Nofima-regi, som publiseres på Intrafish o.l., og også i Nofimas eget magasin Næringsnytte. Det vil også lages 2 faktaark i prosjektet som distribueres ved anledninger der Nofima har stands, som på konferansen Aqua Nor og lignende møteplasser for næringsaktører. Det vil også være aktuelt å lage en populærvitenskapelig artikkel, for eksempel i Norsk Fiskeoppdrett.
Annen formidling vil være presentasjon av resultatene på FHF-møter, Norges forskningsråd sin havbrukskonferanse samt ved internasjonale konferanser som Aquaculture Europe (i regi av European Aquaculture Society (EAS)) og konferansen International Symposium on Fish Nutrition and Feeding (ISFNF).
Det kan også være aktuelt å ha fagmøte eller seminar med næringsaktører for å legge frem og diskutere resultatene i prosjektet. I samråd med styringsgruppen vil det vurderes om det skal utarbeides en kommunikasjonsplan for prosjektet.
-
Sluttrapport: Effekt av fôr, temperatur og stress på pigmentering i laks
Nofima. Rapport nr 24/2019. Juni 2019. Av Trine Ytrestøyl, Alexander Dikiy, Elena Shumilina, Grete Bæverfjord, Aleksei Krasnov, Allessandra Ciampa, Bjarne Hatlen, Tone-Kari Østby, Marta Bou Mira, Jens-Erik Dessen, Kjell-Arne Rørvik og Bente Ruyter.