Transcript Nifes ernæringsinnhold rotatorier - FHF

Foreløpig rapport
2012
Næringsinnhold i rotatorier til bruk i
produksjon av Berggylte yngel
Kristin Hamre and Samuel J. Penglase
Nasjonalt institutt for ernærings- og
sjømatforskning (NIFES)
29.02.2012
Hovedkonklusjon
Analysene har identifisert mangler og overskudd av næringsstoffer i rotatorier fra anlegg som
produserer Berggylte yngel. Dette gjelder særlig vitamin A, vitamin K, selen og jod, mens innholdet
av protein også er relativt lavt, men vanskelig å manipulere. Ved ett anlegg ble det funnet en
kopperforurensing, som nå er forbedret. På kort sikt bør man justere næringsinnhold i rotatorier slik at
de kommer innenfor antatt optimalområde for marine fiskelarver. På lengre sikt bør man gå mer i
dybden og undersøke behovene for ulike næringsstoffer. Proteinbehovet kan undersøkes i larver som
er tilvendt tørrfôr og ekstrapoleres til larvestadiet. De mikronæringsstoffene man vet minst om og hvor
man kan få effekter bl.a. på beinhelse, er vitamin D og K, samt zink og fosfor. Studier av behov og
metabolisme av disse næringsstoffene hos berggyltelarver kan derfor anbefales.
Innledning
I forbindelse med prosjektet Leppeprod ble det bevilget penger fra FHF fondet til å se på
næringsinnholdet i rotatorier som produseres og brukes til oppdrett av Berggylte larver på ulike
anlegg, dette for å undersøke om larvene blir tilbudt et ernæringsmessig balansert fôr de første ukene i
startfôringen. Kun næringsstoffer som vi ut fra erfaring vet kan være utenfor optimalområdet for
marine fiskelarver, eller der vi ikke kjenner optimalområdet, er inkludert. På grunn av utskifting av
instrumenter på laboratoriet har vi ikke fått analysert vitamin E ennå. Denne analysen vil bli levert i
endelig rapport når den er ferdigstilt.
LeppeProd
Dyrkning og anrikning av rotatorier ved de ulike anleggene
Cleanfish (CF)
Rotatoriene ble dyrket på Chlorella og anriket i 2-3 timer med en egenkomponert diett:
Oljeblanding
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Phospholipid (LC 60, Phosphotech)
Croda olje (Incromega DHA 500TG, Croda Nordica AB)
Vitamin C (6-O-palmitoyl-l-ascorbic acid, Sigma- Aldrich)
Vitamin A (Retinol palmitate all trans, Sigma- Aldrich)
Vitamin E (A-tocopherol acetate, Sigma-Aldrich)
Tween 80 (Polyoxyethylene-sorbitan monooleate, Sigma-Aldrich)
Vitamin B1 (Thiamine HCL, Sigma-Aldrich)
Astaxanthin (Aquasta, Naturxan)
Proteinblanding
1. Microfeed (Tromsø fiskeindustri)
2. Orgi Green (Skretting)
3. Sel-plex 2000 (Alltech)
Oljeblanding (200 gram) ble tilsatt anrikningstanken 30 minutter før proteinblandingen (200 gram).
Nordland leppefisk (NL)
Rotatorier dyrket med ”Rotifer diet” (Reed mariculture,1,1 mL/mill rotatorier*dag) og gjær
(0,33g/mill*dag).” Rotifer diet” ble pumpet kontinuerlig med 6 timers opphold per dag mens gjæren
ble fôret i 3 porsjoner. Rotatoriene ble anriket med 0,25g Multigain+Origreen (50/50).
Marine Harvest Labrus (MHL)
MHL har tre dagers batch kultur, med Chlorella (1,8 ml/mill rot) som vekstfôr og Multigain som
anrikingsfôr. Anriking i 1 t med bare Multigain, og den siste halvtimen også med Pyzece, totalt 1,5 t
anriking.
Profunda
Dyrkning:
man - fre: gjær (0,25g/mill) og Multigain (0,04g/mill) lør - søn: gjær (0,25g/mill) og Rotifer diet
(0,2g/mill). Gjær fores ut 12x/døgn, Multigain/Rotifer diet 1x/døgn dyrkning ved 22 grader, sjøvann
tetthet ca 800/ml
Anrikning
Over natt(ca 20 timer, 20 grader, sjøvann, tetthet i anrikningstanken ca 500/ml):
Veksler mellom ulike anrikningsdietter:
1. Spresso 3x0,12g/mill(ved oppstart, kl 20 og kl 04) 2. Multigain 3x0,09g/mill 3. Red pepper
3x0,12g/mill
Prøvetaking
Det ble tatt prøver av uanrikede og anrikede rotatorier på anleggene. Ved Profunda ble det kun tatt
prøver av ferdig anrikede rotatorier. Vannet ble silt av ved hjelp av planktonfilter, rotatoriene ble skylt
i sjøvann (?) og mest mulig vann ble fjernet ved å tørke under silen med tørkepapir. Prøvene ble fylt i
ett rør for hver enkelt analyse eller strøket ut som et tynt lag i plastpose, og lagret ved -80ºC, på tørris
eller på tank med flytende N2. Prøvene ble sendt til NIFES på tørris eller i N2 tank og analysert våte.
Resultatet ble regnet om til tørrvekt (tv) ved hjelp av tørrstoffanalysen. Prøven av Acartia fra SINTEF
var frysetørket og sendt med vanlig post. Fordi man ikke vet hva frysetørking og oppbevaring i
romtemperatur har å si for stabiliteten av vitaminene, ble vitaminanalyser utelatt for denne prøven.
Analysene ble foretatt på NIFES med akkrediterte metoder.
Resultater og diskusjon
Makronæringsstoffer
Resultatene av tørrstoff, protein og fett analysene er gitt i tabell 1.
Tørrstoffverdiene ligger normalt hos alle anlegg bortsett fra hos NL, der tørrstoffinnholdet er uvanlig
høyt i tre av prøvene. Grunnen til dette er ukjent. Det at proteinverdiene er ganske like i alle prøvene
fra NL antyder likevel at tørrstoffanalysene er riktige.
Proteininnholdet i rotatoriene ligger i samme område som i tidligere analyser, mellom 36 og 45% av
tørrstoff. I forhold til proteinbehovet hos torskeyngel bør disse verdiene ligge over 40%, noe som ikke
er tilfelle i anrikede rotatorier fra CF og Profunda prøve 2 og 3. Acartia har et mye høyere
proteininnhold enn rotatorier, sammenlignbart med copepoder dyrket i poll.
Fettinnholdet korresponderer fint med proteinnivå i rotatoriene fra CF, og det at Profunda har såpass
høyt fettinnhold i sine rotatorier, korresponderer med et relativt lavt proteininnhold. Dette er logisk så
lenge man angir resultatene på tørrvekt. Rotatorier fra CF, MHL og NL er relativt magre, som
copepode nauplier og copepoditter. Rotatorier fra Profunda hadde et moderat nivå av fett.
Når det gjelder fordelingen mellom nøytralt og polart fett, er det mest riktig å oppgi den som vekt%,
men siden man i mange av publikasjonene der dette er et tema har oppgitt areal%, er dette tatt med i
tabellen. Areal% er knyttet til signalet av fettklassene i kromatogrammet som er avhengig av
mengden, men også av antall dobbeltbindinger i fettmolekylet. Vi ser at i uanrikede, og derfor magre,
rotatorier, består fettet av nesten 50% polart lipid (areal%), som hos copepoder, mens ved anrikning
faller denne til 30-40%. Rotatoriene fra Profunda med høyest fett% har også lavest andel polart lipid.
Når det gjelder fettsyresammensetning har Acartia og copepoder fra poll omtrent de samme verdiene.
Fettsyrebehovet hos torskelarver er ikke kjent, men en del forsøk med andre arter sent på 1980 tallet
har gitt n-3 HUFA behov på mellom 10 og 20 % av fettsyrene. Copepoder kan ha ned til 20 % DHA.
På grunnlag av den kunnskapen vi har kan man gjette på at rotatorier til torsk bør inneholde minimum
20% n-3 HUFA, med et DHA:EPA forhold på 2:1. Dette tilsvarer ca 14% DHA og 7% EPA av totale
fettsyrer, men jeg tror DHA innhold er viktigere enn EPA innhold. NL ligger på grensen når det
gjelder DHA innhold. Ellers ser EPA og DHA i de andre anrikende rotatoriene ut til å ligge godt an.
Det er tydelig at anrikningene virker når det gjelder å få øket innholdet av n-3 HUFA. ARA behov hos
torskelarver er ukjent, men på grunnlag av copepodeverdiene bør ARA ligge på ca 1% av totale
fettsyrer.
Vitaminer (tabell 2)
Vitamin C ligger høyt i copepoder, over 500 mg/kg tv, i forhold til behovet hos fisk, som er 50 mg/kg.
Anrikede rotatorier fra alle anlegg har tilstrekkelig innhold av vitamin C. Vitamin C i høye doser er
antagelig ikke toksisk, tvert imot kan det bedre stresstoleranse og immun funksjon, men mer enn 100
mg/kg vitamin C er nok unødvendig mye.
Minimumsbehovet for vitamin A hos fisk i følge NRC er 0,75 mg/kg tv, mens optimalt nivå i
kveiteyngel er målt til 2,4 mg/kg. Andre målinger antyder et behov i samme område for marine
fiskelarver. Vitamin A i store doser gir bl.a. beindeformiteter, og mer enn 10 mg/kg bør unngås. Det
var lite vitamin A2 i rotatoriene i denne undersøkelsen. Tallene viser at anrikning økte vitamin A
nivået i rotatoriene der dette ble målt. Særlig NL har for høyt vitamin A nivå, mens Profunda stort sett
ligger på behovet, selv om de ligger under minimumsbehovet i ett tilfelle. Profunda sine dyrkings og
anrikingsdietter inneholder imidlertid carotenoider, som fungerer som pro-vitamin A kilder, og
rotatoriene vil derfor i sum antagelig ha tilstrekkelig vitamin A.
Det er nesten ikke gjort noe forskning når det gjelder Vitamin D i levende fôr og hva som er behovet
hos marine fiskelarver. I forhold til behovet hos fisk ligger ferdig anrikede rotatorier godt an når det
gjelder vitamin D innhold, men vi kjenner ikke vitamin D behovet hos torskelarver.
Forskning på vitamin K og marine fiskelarver er også sjelden og dette er en første tilnærming. Det fins
flere vitamin K forbindelser. De animalske formene kalles menakinon (MK), 4-12. Alle inneholder
den samme ringstrukturen men har en sidekjede med forskjellig lengde. Formen som finnes i planter
har samme ringstruktur, men en litt annen form på sidekjeden og kalles phyllokinon (K1). Problemet
med å analysere vitamin K er at det ikke fins kommersielt tilgjengelige standarder for alle formene, så
foreløpig kan vi bare analysere MK4, MK7 og K1. Resultatene fra noen av rotatorieprøvene gjør at
man ikke kan utelukke at flere vitamin K forbindelser er tilstede. Dette må vi komme tilbake til senere.
Basert på de resultatene vi har, inneholder rotatoriene fra Profunda mye mer vitamin K enn de andre
prøvene. Anrikning ga øket vitamin K innhold på CL, som antagelig har dette vitaminet i sin
anrikningsdiett. På MHL og NL førte anrikning til en nedgang i vitamin K innhold, noe som kan være
knyttet til skifte av tarminnhold fra dyrkningsdiett til anrikningsdiett. Behovsanslaget for vitamin K
hos fisk er usikkert, mens behovet hos torskelarver er ukjent. Det kan se ut som om alle
rotatorieprøvene utenom prøvene fra Profunda er lave på vitamin K.
Mineraler (tabell 3 og 4)
Når det gjelder mineraler ligger innholdet i rotatorier ofte under innhold i copepoder, men over
behovene hos fisk. Hva som er behovet hos marine fiskelarver er som oftest ikke kjent, man vi har noe
arbeid med torskelarver som indikerer at behovet for selen og jod er nærmere behovet hos fisk enn
innholdet i copepoder.
Sjøvann inneholder høye nivå av natrium, kalium, kalsium og magnesium (Ca; 0.4 g L-1, Mg; 1.4 g L1
, K; 0.4 g L-1, Na; 10.5 g L-1) og drikke av sjøvann og opptak over gjellene dekker behovet for disse
mineralene hos fisk. Konsentrasjonen av fosfor i sjøvann er imidlertid lavt og dette mineralet må
tilsettes i fôret. Innholdet av kalsium og magnesium i rotatorier fra dette studiey stort sett høyere, mens
innholdet av fosfor ligger litt lavere enn innholdet i copepoder, det siste med unntak av uanrikede
rotatorier fra NL 26.10. Innhold av magnesium og forsfor er begge mye høyere enn behovet hos fisk.
Høyt inntak av kalsium og delvis magnesium reduserer opptaket av fosfor hos fisk. Derfor oppgir man
ofte Ca:P ratio, der 1:2 og 1:1 er rapportert å være optimalt for red sea bream og ål. I dette studiet er
Ca:P ratio i alle tilfeller lavere enn 1:3. Dette indikerer at rotatorier fra alle anleggene har en god profil
når det gjelder innhold av makromineraler.
Jodinnhold i copepoder er svært høyt og resultater fra ulike fôringsforsøk antyder at marine fiskelarver
bare unntaksvis får jodmangel når de fôres med kommersielt anrikede rotatorier. Tabell 4 viser
hvordan dette kan skje, hvis behovet hos larver er det samme som behovet hos fisk. Dersom
rotatoriene fra MHL og NL ikke hadde blitt anriket med jod, ville jodnivået ligge under
minimumsbehovet hos fisk på 0,6-1,1 mg/kg og larvene ville kunnet utvikle struma. Rotaoriene fra
Profunda og anrikede rotatorier fra MHL og NL, har et bra nivå av jod, basert på våre siste resultater.
Jodnivå av rotatorier fra CF er imidlertid litt for lavt.
Når det gjelder mangan har vi gjort et forsøk der vi ikke så noen effekt av å anrike med mangan fra 8
til 25 mg/kg på vekst, overlevelse og aktivitet av et Mn avhengig enzym (SOD) hos torskelarver. Det
er derfor lite trolig at den variasjonen vi ser i manganinnhold i rotatorier fra de ulike anleggene vil ha
noen betydning for berggyltlarver.
Kobber er svært toksisk i høye konsentrasjoner og anrikning av rotatorier med kobber fra 5 til 15
mg/kg, ga en liten negativ effekt på torskelarver. De høye verdiene ved NL må helt klart være
toksiske, mens Profunda har noe høyt kobberinnhold i noen av sine rotatorier. CF og MHL har gode
kobberverdier.
Når det gjelder sink har vi sett en liten positiv effekt (økt SOD aktivitet) av å anrike fra 47 til 87
mg/kg for torskelarver. Dette indikerer at behovet ligger høyere i torskelarver enn hos fisk generelt,
men også her er behovet ukjent
Basert på våre siste forsøk, vil jeg anslå at optimalt område for selen i rotatorier som skal fôres til
torskelarver ligger mellom 1 og 3 mg/kg tv. Dette betyr at MHL, NL og Profunda ligger for lavt i
selen, mens CF anrikede rotatorier fra 26/9 ligger for høyt.
Oppsummering
Rotatoriene fra dette studiet ligger i det samme område for proteinnivå som det vi har målt tidligere,
36-46%. Protein kan lett bli en begrensende faktor for vekst hos larvene. Dette kan bedres ved å
produsere magre rotatorier. Anrikning med en proteinrik diett kan øke proteininnholdet med 2-4%.
Produksjon av magre rotatorier vil også gi en bedre fosfolipid:nøytralt lipid ratio.
Fettsyresammensetningen er bra på alle anleggene.
Det er vanligvis tilstrekkelige mengder med B-vitaminer i rotatorier dyrket på gjær og Chlorella,
nivåene er ofte høyere enn i copepoder. Derfor er disse ikke tatt med i analysene. For vitamin A må
man holde seg innen optimalområdet på 1-10 mg/kg tv for å unngå
mangelsymptomer/beindeformiteter. I noen av prøvene var det for mye vitamin A. Vitamin D og K er
lite studert i fisk generelt og ikke studert i larver. Disse vitaminene kan derfor fortjene ekstra
oppmerksomhet. Særlig når det gjelder vitamin K kan det være lave verdier i rotatorier brukt
kommersielt. Vitamin C og E er stort sett tilsatt i rikelige mengder i dietter for bruk til rotatorier.
(Vitamin E er ikke analysert ennå. Vi har skiftet ut instrumentene på denne analysen og er ikke ferdig
med å sette dem opp igjen).
Av makromineralene er det kun fosfor som ikke dekkes av mineralinnholdet i sjøvann. Det høye
fosforinnholdet i forhold til behovet hos fisk, samt den lave Ca:P ratioen, indikerer at rotatoriene
inneholder nok fosfor til å dekke larvenes behov. Av mikromineralene er det særlig selen som kan
komme i mangel, men man bør også holde et øye med jod nivået. Her er det viktig å velge en
biotilgjengelig jodkilde, da ikke jodat (IO3), som vi ser er tilsatt i noen kommersielle dietter. Zn er et
næringsstoff som man bør gå videre med for å estimere behov og videreutvikle anrikningsmetoder. De
høye nivåene av bl.a. kobber i rotatorier fra NL, stammer antagelig fra røropplegget, og dette er under
utbedring.
Forslag til videre arbeid
På kort sikt bør man justere anrikningsdiettene, slik at rotatoriene kommer innenfor antatt
optimalområde for de ulike næringsstoffene. Dette gjelder særlig protein, vitamin A, vitamin K og
selen. På lengre sikt bør man gå mer i dybden og undersøke behovene for ulike næringsstoffer.
Proteinbehovet kan undersøkes i larver som er tilvendt tørrfôr og ekstrapoleres til larvestadiet. De
mikronæringsstoffene man vet minst om og hvor man kan få effekter bl.a. på beinhelse, er vitamin D
og K, samt zink og fosfor. Studier av behov og metabolisme av disse næringsstoffene hos
berggyltelarver kan derfor anbefales.
Tørrstoff
Protein
Fett
Sum PL
Sum NL
Sum PL
Sum NL
20:4n-6
20:5n-3
22:6n-3
ARA
EPA
DHA
g/100g
g/100g tv
g/100g tv
Vekt%
Vekt%
Areal%
Areal%
%
%
%
CF uanriket 23/9
13,29
41,26
7,4
66
34
45
55
0,9
9,3
13,7
CF anriket 23/9
15,08
40,32
9,8
52
48
33
67
1
10
22,1
CF uanriket 26/9
13,00
41,34
8,1
64
36
44
56
0,7
9,3
13,4
CF anriket 26/9
14,43
40,14
10,4
53
47
37
63
0,8
9,9
23,7
MHL uanriket
15,75
42,64
7,1
65
35
42
58
0,5
8,9
12,1
MHL anriket
15,39
42,10
9,1
55
45
37
63
0,5
6,6
19,4
NL uanriket 26/10
11,38
44,60
13,2
72
28
48
52
2,2
13,8
0,2
NL anriket 26/10
24,26
44,02
9,9
58
42
40
60
2,1
9
11,1
NL uanriket 31/10
18,30
45,05
10,9
71
29
49
51
1,5
13
0,1
NL anriket 31/10
19,59
43,13
10,6
54
46
36
64
1,3
7,9
14,4
Profunda 1
14,16
41,52
17,1
52
48
32
68
1,4
4,3
22,6
Profunda 2
13,26
38,18
16,7
40
60
28
72
1
3,7
34,6
Profunda 3
12,46
37,20
16,1
39
61
28
72
0,8
4,2
22,4
SINTEF Acartia
100,00
67,84
8,8
1,1
15,7
29
Behov (mg/kg tv)
Copepoder fra poll
Tabell 1. Protein, fett og fettsyrer
30-60
63,4±8,9
10-20
15,6±3,1
50
50
0.7±0.2
18.6±3.2
28.5±4.8
Vitamin C
Vitamin A1
Vitamin-D3
MK4
K1
MK7
Sum vitamin K
mg/kg tv
mg/kg tv
mg/kg tv
ug/kg tv
ug/kg tv
ug/kg tv
mg/kg tv
CF uanriket 23/9
745
1,58
<0,08
6,4
123,0
43,6
0,17
CF anriket 23/9
1194
5,31
0,13
6,0
258,3
140,9
0,41
CF uanriket 26/9
846
1,46
<0,08
6,5
112,7
56,2
0,18
CF anriket 26/9
1040
5,54
0,07
6,6
215,5
118,2
0,34
MHL uanriket
425
3,05
0,06
3,5
33,7
404,1
0,44
MHL anriket
1754
10,40
0,19
12,0
13,3
141,7
0,17
NL uanriket 26/10
167
6,15
<0,08
530,8
109,8
226,3
0,87
NL anriket 26/10
453
24,32
0,12
17,9
18,8
62,7
0,10
5,46
<0,08
342,9
196,7
122,4
0,66
NL uanriket 31/10
NL anriket 31/10
459
16,85
0,26
35,7
64,8
90,1
0,19
Profunda 1
1271
0,56
0,07
29,7
7,4
1496,1
1,53
Profunda 2
980
1,96
0,38
52,0
9,4
1501,5
1,56
Profunda 3
522
1,44
0,16
22,9
14,0
2071,4
2,11
SINTEF Acartia
640
Behov (mg/kg tv)
50
0,75
0,006-0,06
?
?
?
0,2-2
Copepoder fra poll
500
0,00
n.d.
Carotenoider
Tabell 2 Vitaminer
Ca
Na
K
Mg
P
Ca:P
mg/kg tv
mg/kg tv
mg/kg tv
mg/kg tv
mg/kg tv
Ratio
CF uanriket 23/9
2137
54026
12039
4959
8804
1:4
CF anriket 23/9
2440
46817
11141
4324
8952
1:4
CF uanriket 26/9
2131
54615
11308
5054
9231
1:4
CF anriket 26/9
2869
54470
12543
5073
9356
1:3
MHL uanriket
1810
46032
12508
5251
8317
1:5
MHL anriket
2229
52697
14425
6088
9812
1:4
NL uanriket 26/10
2285
50967
28032
6274
19947
1:9
NL anriket 26/10
1055
21558
9975
2461
8326
1:8
NL uanriket 31/10
1333
29399
13333
3514
11148
1:8
NL anriket 31/10
1394
26799
12047
3185
10107
1:7
Profunda 1
2952
39901
11229
5014
10099
1:3
Profunda 2
2888
44118
10935
5392
8673
1:3
Profunda 3
3347
48716
10273
5955
9310
1:3
SINTEF Acartia
1390
10400
13800
2120
13200
1:9
nd
400-600
4.5-6.0
1:2
1100-2400
2400-3100
12400-15000
Behov (mg/kg tv)
Copepoder fra poll
Tabell 3 Makromineraler
Tabell 4. Mikromineraler
Jod
Mn
Cu
Zn
Se
mg/kg tv
mg/kg tv
mg/kg tv
mg/kg tv
mg/kg tv
CF uanriket 23/9
0,70
14,75
6,53
42,66
0,23
CF anriket 23/9
0,66
13,40
4,89
44,83
2,86
CF uanriket 26/9
0,72
16,31
6,47
40,46
0,30
CF anriket 26/9
0,73
14,76
4,77
46,50
4,68
MHL uanriket
0,36
11,30
3,59
33,27
0,08
MHL anriket
3,04
11,05
5,47
41,20
0,07
NL uanriket 26/10
0,47
20,04
96,66
90,51
0,75
NL anriket 26/10
1,52
7,34
120,36
47,40
0,29
NL uanriket 31/10
0,66
11,69
57,92
60,11
0,39
NL anriket 31/10
3,80
8,98
127,62
66,36
0,34
Profunda 1
2,62
6,48
19,00
64,19
0,57
Profunda 2
5,31
6,51
9,05
60,41
0,12
Profunda 3
8,83
5,85
6,09
59,07
0,36
SINTEF Acartia
35,00
9,53
17,60
78,80
0,68
Behov (mg/kg tv)
0.6-1.1
13
3-5
20-30
0.25-0.3
Copepoder fra poll
50-350
8-25
12-38
340-570
3-5