Næringsinnhold i rotatorier til bruk i produksjon av Berggylte yngel

Transkript

1 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)

2 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.

3 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. Phospholipid (LC 60, Phosphotech) 2. Croda olje (Incromega DHA 500TG, Croda Nordica AB) 3. Vitamin C (6-O-palmitoyl-l-ascorbic acid, Sigma- Aldrich) 4. Vitamin A (Retinol palmitate all trans, Sigma- Aldrich) 5. Vitamin E (A-tocopherol acetate, Sigma-Aldrich) 6. Tween 80 (Polyoxyethylene-sorbitan monooleate, Sigma-Aldrich) 7. Vitamin B1 (Thiamine HCL, Sigma-Aldrich) 8. 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).

4 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.

5 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.

6 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), 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 L - 1, 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

7 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 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.

8 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.

9 Tørrstoff Protein Fett Sum PL Sum NL Sum PL Sum NL 20:4n-6 ARA 20:5n-3 EPA 22:6n-3 DHA g/100g g/100g tv g/100g tv Vekt% Vekt% Areal% Areal% % % % CF uanriket 23/9 13,29 41,26 7, ,9 9,3 13,7 CF anriket 23/9 15,08 40,32 9, ,1 CF uanriket 26/9 13,00 41,34 8, ,7 9,3 13,4 CF anriket 26/9 14,43 40,14 10, ,8 9,9 23,7 MHL uanriket 15,75 42,64 7, ,5 8,9 12,1 MHL anriket 15,39 42,10 9, ,5 6,6 19,4 NL uanriket 26/10 11,38 44,60 13, ,2 13,8 0,2 NL anriket 26/10 24,26 44,02 9, ,1 9 11,1 NL uanriket 31/10 18,30 45,05 10, ,5 13 0,1 NL anriket 31/10 19,59 43,13 10, ,3 7,9 14,4 Profunda 1 14,16 41,52 17, ,4 4,3 22,6 Profunda 2 13,26 38,18 16, ,7 34,6 Profunda 3 12,46 37,20 16, ,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 63,4±8,9 15,6±3, ± ± ±4.8 Tabell 1. Protein, fett og fettsyrer

10 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/ ,58 <0,08 6,4 123,0 43,6 0,17 CF anriket 23/ ,31 0,13 6,0 258,3 140,9 0,41 CF uanriket 26/ ,46 <0,08 6,5 112,7 56,2 0,18 CF anriket 26/ ,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 ,40 0,19 12,0 13,3 141,7 0,17 NL uanriket 26/ ,15 <0,08 530,8 109,8 226,3 0,87 NL anriket 26/ ,32 0,12 17,9 18,8 62,7 0,10 NL uanriket 31/10 5,46 <0,08 342,9 196,7 122,4 0,66 NL anriket 31/ ,85 0,26 35,7 64,8 90,1 0,19 Profunda ,56 0,07 29,7 7,4 1496,1 1,53 Profunda ,96 0,38 52,0 9,4 1501,5 1,56 Profunda ,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

11 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/ :4 CF anriket 23/ :4 CF uanriket 26/ :4 CF anriket 26/ :3 MHL uanriket :5 MHL anriket :4 NL uanriket 26/ :9 NL anriket 26/ :8 NL uanriket 31/ :8 NL anriket 31/ :7 Profunda :3 Profunda :3 Profunda :3 SINTEF Acartia :9 Behov (mg/kg tv) nd :2 Copepoder fra poll Tabell 3 Makromineraler

12 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) Copepoder fra poll Tabell 4. Mikromineraler