Skýrslur

Þróun á nýju bleikjufóðri // Novel enhancement of soy meal for Arctic charr diets

Útgefið:

01/08/2020

Höfundar:

Alexandra Leeper, Clara Sauphar, Margareth Øverland, Wolfgang Koppe, Jón Árnason, Gunnar Örn Kristjánsson, Stephen Knobloch, Sigurlaug Skírnisdottir, David Benhaïm

Styrkt af:

AVS funding

Fiskeldi er í hröðum vexti um allan heim og gegnir sífellt mikilvægara hlutverki í að tryggja fæðuöryggi. Ísland er stærsti framleiðandi á bleikju í heiminum, en bleikja hefur mikla próteinþörf sem hefur að mestu verið mætt með fóðri sem er ríkt af fiskimjöli. Fiskimjöl er hins vegar dýr próteingjafi og því er fóðurkostnaður í bleikjueldi um 50% af framleiðslukostaði, auk þess sem fiskimjöl er takmörkuð auðlind. Það er því mikilvægt að leita nýrra próteingjafa fyrir bleikju-framleiðiendur. Einn slíkur kostur er að nota soyamjöl, sem hefur verið notað með góðum árangri í laxeldi. Það er hins vegar rannsóknir sem benda til að soyamjöl geti haft neikvæð áhrif á vöxt, þarmaflóru og almenna velferð laxfiska.

Í þessari skýrslu er fjallað um helstu niðurstöður AVS verkefnisins „þróun á nýju bleikjufóðri“, en markmið verkefnisins var að lækka fóðurkostnað og auka sjálfbærni í bleikjueldi með því að skipta fiskimjöli út fyrir soyamjöl í fóðri. Í verkefninu var einnig leitast við að öðlast skilning á áhrifum mismunandi „meðhöndlunar“ soyamjöli á vöxt, þarmaflóru og velferð bleikju.

Fjórar mismunandi tegundir fóðurs voru rannsakaðar þ.e. hefðbundið fóður með fiskimjöli (FM), með ómeðhöndluðu soyamjöli (US), með Ensím-meðhöndluðu soyamjöli (ES), og með ómeðhöndluðu soyamjöli með viðbættu góðgerlum (USP). Lifun, vöxtur, atferli og þarmaflóra bleikju sem fóðruð var í 10 vikur á áðurnefndum fjórum fóðurtegundum var síðan borin saman. Bleikjan sem gerð var tilraun á var smáfiskur á því stigi þar sem vöxtur er mikill og þarmaflóran er í mótun; og því eru áhrif fóðursins sérlega mikilvæg.

Helstu niðurstöður verkefnisins voru að fóður sem innihélt Hypro soyamjöl með viðbættum FOS góðgerlum dró verulega úr vexti, í samanburði við hinar fóðurtegundirnar. Ensím-meðhöndlaða soyamjölið, sem innihélt niðurbrotið NSPs sem virka sem góðgerlar, sem og ómeðhöndlaða soyamjölið með viðbættum góðgerlum stuðlaði að fjölbreyttari þarmaflóru og jók magn mjólkursýru baktería (LABs) sem tengt hefur verið við ónæmi gagnvart sjúkdómum og sýkingum, sem og bættri upptöku og vexti. Niðurstöður sýndu einnig að atferli fiskanna gagnvart ómeðhöndlaða soyamjölinu var umtalsvert öðruvísi en gagnvart hinum fóðurtegundunum, á þann hátt að þeir sýndu því fóðri minni áhuga.

Niðurstöðurnar benda til að viðætur á góðgerlum á þessu vaxtarstigi stuðli að jákvæðum breytingum á þarmaflóru, og geti því leitt til aukins þols við stressi og sjúkdómum síðar meir á lífsferlinum. En Þetta virðist hins vegar koma niður á vexti fiskanna. Þörf er því á frekari rannsóknum til að skera úr um hvort vöxturinn muni skila sér á seinni vaxtarstigum bleikjunnar og þá hvort lifun og aðrir jákvæðir eiginleikar aukist. Vera má að FOS góðgerlar séu ekki hentugir fyrir fiska svo snemma í þroskastigi, en svo virðist sem FOS hafi áhrif á efnaskipti og örfi þarma og ónæmiskerfið. En frekari rannsókna er þörf til að draga frekari ályktanir þar um. Ensím-meðhöndlaða soyamjölið hafði ekki sömu neikvæðu áhrif á vöxt, en breytileiki var meiri var hins vegar meiri. LABs í þarmaflóru bendir til þess að meðhöndlunin stuðli að hættri heilsu og þoli gagnvart sýkingum, án þess að það komi niður á vexti. Niðurstöðurnar benda því til þess að ensím-meðhöndlun á soyamjöli í fóður stuðli að bættri heilsu og lifun bleikju. Mikilvægt er að framtíðar rannsóknir skoði niðurstöður þessa verkefnis og beri saman við ástand þarmavefja. Einnig er mikilvægt að rannsaka frekar hvernig efnaskipti, atferli og þarmaflóra verka saman við mismunandi fóðrun á fyrri lífskeiðum, sem og hver áhrifin eru á langtíma vöxt og velferð.

Skýrslan er lokuð / This report is closed


Aquaculture is globally growing in importance as part of the solution for future food security. In Iceland one of the most important farmed species is the salmonid, Arctic Charr, and Iceland is the world´s leading producers of this cold-water, carnivorous species. Arctic Charr has a high dietary protein requirement which is traditionally provided by diets high in fish meal protein. This drives feed costs that are 50% of the total production costs and puts pressure on wild capture fisheries from which fish meal species are sourced. To facilitate the further expansion of Arctic charr aquaculture it is necessary to find less expensive and more environmentally sustainable feed ingredients. One potential alternative that is widely used in Atlantic Salmon aquaculture is soybean meal, however increasing evidence suggests that for some salmonids, untreated soybean meal can have negative consequences for the growth, gut health and welfare.

The overall aim of this study was to decrease Arctic Charr feed costs and improve the long-term sustainability of salmonid aquaculture in Iceland by replacing fish meal with untreated and treated soybean meal. This study also aimed to understand the wider consequences of untreated and treated soybean meal on the growth, gut health and welfare of Arctic Charr.

Four different diets were assessed, a fish meal control (FM), an untreated soybean meal (US), an enzyme pre-treated soybean meal (ES) and an untreated soybean meal with an added prebiotic (USP). The survival, growth performance, gut microbiome assemblage, and behaviour were of juvenile Arctic Charr fed each of these diets during a 10-week feeding trial were compared. The juvenile life stage was selected since it is a period of crucial developmental, when growth rates a very rapid, and the gut microbiome is colonising, so impact of differing diets can be obtained quickly.

The key findings of this report were that the addition of FOS prebiotic to untreated Hypro soybean meal feed treatment significantly reduced growth compared to the fish meal control when all other feed treatments including the enzyme treated soybean meal performed significantly the same as the fish meal control. The enzyme treatment of soybean meal which aimed to have a secondary benefit of the broken down NSPs acting as prebiotics, as well as the untreated soybean meal with prebiotic had higher gut microbiome diversity as well as a greater presence of Lactic Acid Bacteria (LABs) which are both associated with positive benefits such as more immune robustness and resilience to disease and infection as well as benefits for nutritional uptake and growth. There was also a notable different in behaviour where the fish fed the untreated soybean meal with added prebiotic were both shyer and less active than the fish fed any other feed treatment, indicating that they were more reactive individuals.

When the results of these different tests are viewed together this suggests that the addition of pure prebiotics at such an early developmental stage does promote beneficial changes to the gut microbiome which suggest that the fish will be more resilient to stress and disease later in life and may receive other benefits of prebiotic addition too, however at this early stage the combination with low growth performance suggests that the immune system and gut development may be stimulated but at the cost of energy being drawn away from growth. Salmonids given FOS should be followed from early development through to harvest to see if growth can be compensated and if survival or performance is in fact improved. Otherwise these results may indicate that FOS may not be suitable to apply to diets during such early stages of development, when growth curves are steep naturally. The observation that these fish were also had more reactive coping strategies suggests that the prebiotic application may also effect metabolic rate which could be linked to the stimulation of the gut and immune system, but further experimentation will be need to elucidate this and also to investigate the consequence of this altered behaviour, which could potential reduce the welfare of a intensively farmed fish. On the other hand, the enzymatic treatment of soybean meal did not show the same negative impact to early growth performance but did influence a higher diversity and LABs presence in the gut microbiome suggesting this method of threating soybean meal may bring benefits to health and resilience without as much trade-off. These enzyme-soy treated fish groups were also slightly more reactive than the control treatments, but the impact was not as pre-announced as for the prebiotic added treatment. Overall the results suggest that the best potential benefit to long term health and survival of charr when soybean meal is pre-treated with enzymes when used in the diet.

It will be extremely important in the future to combine these results with gut histology data to clarify the impact of differing treatments to internal gut morphology and health. It will also be important to further study how metabolism, behaviour and the gut microbiome interact with dietary treatments at this early development stage and what the long-term consequences for production and welfare will be.

Skýrslur

Protein requirements of Arctic charr / Próteinþörf bleikju

Útgefið:

01/05/2013

Höfundar:

Jón Árnason, Ólafur Ingi Sigurgeirsson, Jónína Jóhannsdóttir, Aðalheiður Ólafsdóttir, Joseph Ginindza

Styrkt af:

AVS sjóðurinn (AVS Project R10011‐10)

Tengiliður

Jón Árnason

Verkefnastjóri

jon.arnason@matis.is

Protein requirements of Arctic charr / Próteinþörf bleikju

Fimm mismunandi fóðurgerðir með próteininnihaldi frá (29) 30 – 40% voru gefnar tveim stærðarhópum (100 gr. og 600 gr.) bæði í fersku og söltu vatni. Áhrif mismunandi fóðra voru metin út frá áhrifum þeirra á meltanleika, þyngdarþróun, dagvaxtar (SGR), fóðurnýtingar (FCR), efnasamsetningu flaka (í stærri fiskinum) og skynmat. Lokaþungi og dagvöxtur var lægstur hjá þeim fiskum sem fengu fóður með lægstu próteini, en engin áhrif fundust af próteini, umfram 37% í fóðri, á lokaþunga og SGR. Lágmarksþarfir fyrir prótein til vaxtar liggja því á milli 33% og 38% í fóðrinu. Ekki var um að ræða neinn verulegan mun á fóðursvörun milli stærðarhópa, jafnvel að áhrifin af lækkuðu próteini væru meiri hjá stærri fiskinum. Ekki var heldur hægt að sjá ein afgerandi áhrif af seltu á próteinþörfina. Próteininnihald í fóðri hafði ekki heldur nein afgerandi áhrif á flakasamsetningu eða skynmat á afurðum.

Four (five) different diets with protein varying from (29) 30 – 41% were fed ad libitum to two size groups of  Arctic charr (100 gram and 600gram) in fresh‐ as well as seawater. The effect of the different diets was evaluated by digestibility, weight development, SGR, FCR, chemical composition of filet (in the bigger size groups) and sensory evaluation. The lowest final weights and SGR were found when fed the diets with lowest protein but here was no effect final weight and final weight between 38% and 41% protein in the diet, indicating that the minimum need for protein is between 33 and 38% protein in the diet. The same trend was shown in both size groups but the effect was more pronounced in the bigger fish than in the smaller fish. The results regarding size and growth were also the same in fresh‐ and seawater.  The protein content in the diet did not have any marked effect on either chemical composition of filets or the sensory quality of the product.

Skoða skýrslu

Skýrslur

Bleikja á sérmarkaði / Arctic Charr for the niche market

Útgefið:

01/11/2011

Höfundar:

Birgir Þórisson, Gísli Kristjánsson, Sigrún Elsa Smáradóttir, Ólafur Ögmundarson

Styrkt af:

AVS rannsóknasjóður í sjávarútvegi ‐ Forverkefni

Bleikja á sérmarkaði / Arctic Charr for the niche market

Í þessari skýrslu er greint frá niðurstöðum forverkefnis um markaðssetningu á íslenskri eldisbleikju á sérmarkaði (e. niche market) í Þýskumælandi Evrópu. Upplýsinga var aflað hjá sérfræðingum á sviði markaðs‐  og sölumála í Þýskalandi með tölvupósti og viðtölum framkvæmdum í síma. Í skýrslunni er SVÓT‐greining fyrir hugsanlega markaðssókn á sérmarkaði. Niðurstöður SVÓT‐greiningar auðvelda yfirsýn yfir hvern þátt svo nýta megi styrkleika og tækifæri en draga úr áhrifum veikleika og ógnana. 

This report describes the results of pre‐project on the marketing of Icelandic farmed Arctic charr in German‐speaking Europe´s niche market. Information was gathered from experts in the field of marketing and sales in Germany both by e‐mail and interviews over phone. The report includes a SWOT analysis of the potential niche markets for Arctic charr. The results of the SWOT analysis give an overview of the current market situation for Arctic charr and strengthens the opportunities while reducing the impact of weaknesses and threats when Arctic charr is marketed.

Skoða skýrslu

Skýrslur

Betri nýting vatns í bleikjueldi / Efficient rearing systems for Arctic charr

Útgefið:

01/06/2010

Höfundar:

Ragnar Jóhannsson, Helgi Thorarensen, Ólafur Ögmundarson

Styrkt af:

Tækniþróunarsjóður

Betri nýting vatns í bleikjueldi / Efficient rearing systems for Arctic charr

Vatnsþörf í fiskeldi er óhemju mikil og það sem endanlega takmarkar stærð og framleiðslugetu fiskeldisstöðva er aðgengi að heitu og köldu vatni. Markmið verkefnisins var að prófa ódýra og einfalda leið til þess að draga úr vatnsnotkun í bleikjueldi. Í upphafi verkefnisins var gert var ráð fyrir því að hægt væri að nýta vatn í bleikjueldi fjórfalt betur en nú er gert. Hins vegar kom í ljós að það er hægt að nýta vatnið sjöfalt betur. Niðurstaða þessarar rannsóknar er sú að hægt er að framleiða í kringum sjö sinnum meira af lífmassa í fiskeldi á landi með því vatnsmagni sem notað er í dag. Markmiðum verkefnisins var því náð og gott betur. Til þess að það sé hægt þarf að hafa eftirfarandi atriði í huga:

• Mjög mikilvægt er að losa grugg sem fyrst úr vatninu. Því er tromlusía nauðsynlegur búnaður og ber að sía allt vatnið við hvern hring endurnýtingar. Í síunni ætti að notast við 100 μm dúk en hann hreinsar allar agnir sem minnkað geta virkni eldiskerfisins.

• Nægur straumur verður að vera í eldiskerjunum og æskilegt er að vatnskiptahraði sé ekki minni en 45 mínútur til að tryggja sjálfhreinsun og til að fullnægja súrefnisþörf fiska við mikla þéttni.

• Lífhreinsir er nauðsynlegur útbúnaður þegar endurnýting er meiri en 0,03‐0,05 L kg‐1 ∙mín‐1 . Hann losar ammoníak úr eldisvökvanum. Lífhreinsirinn sem notaður var í þessari rannsókn hefur sýnt sig að virkar vel og einkaleyfi hefur fengist á hönnun hans

Aquaculture requires large volumes of water are required for aquaculture and the size and production capacity of fish farms is in most places ultimately determined by access to water and geothermal heat. The objective of this project was to reduce water requirements in Arctic charr aquaculture. Through simple reuse of water the plan was to reduce water requirements fourfold compared with standard reference values in Arctic char fish farms in Iceland. This goal was achived and at the end the reuse was sevenfold. The conclusions of the project are that by using the same amount of water used today and with a simple reuse of it the annual increase in production of Arctic char can be sevenfold the annual production of today. But to make that possible, the following points have to be kept in mind:

• It is necessary to minimize the turbidity in the water with all means. A drum‐filter of 100  μm is therefore needed in the recirculation system.

• The current in the rearing system has to be sufficient and the water change ratio should not be less than 45 minutes to secure self-cleaning and to fulfil the oxygen need of the fish reared in high density.

• A bio filter is needed if the recirculation exceeds 0,03‐0,05 L kg‐1 ∙mín‐ 1 . It phases out the ammonia in the rearing system. The bio filter used in this project has shown that it works and the design of it has a patent

Skoða skýrslu

Skýrslur

Plöntuhráefni í bleikjufóðri í stað fiskimjöls og lýsis

Útgefið:

01/05/2008

Höfundar:

Jón Árnason, Ólafur Ingi Sigurgeirsson, Bjarni Jónasson, Helgi Thorarensen, Rannveig Björnsdóttir

Styrkt af:

AVS

Tengiliður

Jón Árnason

Verkefnastjóri

jon.arnason@matis.is

Plöntuhráefni í bleikjufóðri í stað fiskimjöls og lýsis

Markmið verkefnisins var að framleiða ódýrt fóður fyrir bleikju svo lækka megi framleiðslukostnað og auka arðsemi í bleikjueldi. Verkefnið gekk út á að prófa mismunandi hráefni (einkum plöntuhráefni) í stað fiskimjöls og lýsis og finna hve mikil hlutdeild þeirra geti verið í fóðrinu. Skilyrði árangurs var að fóðrið væri heilsusamlegt, nýtist fiskinum vel og leiddi til sambærilegs vaxtar og núverandi eldisfóður gefur og að fóðrið hefði ekki neikvæð áhrif á gæði afurðarinnar, m.t.t. efnainnihalds (fitusýrusams., litar) og eðliseiginleika (bragð, litur, þéttleiki holds). Mismunandi fóðurgerðir voru prófaðar sem startfóður fyrir bleikjuseiði, sem er ný nálgun, til þess að fá yfirlit yfir mögulegt magn mismunandi hráefna. Áhugaverðustu fóðurgerðirnar úr þeim tilraunum voru síðan prófaðar í tilraunum á stærri bleikju til þess að staðfesta árangur og til þess að skoða áhrif á gæði afurðanna. Niðurstöður tilraunanna með mismunandi próteinhráefni staðfestu að hágæða fiskimjöl (Superior) er mjög góður próteingjafi í fóður fyrir bleikju. Möguleikar bleikju á að nýta sojamjöl virðast takmarkaðir líkt og hjá laxi, þ.e. ≤ 15% innblöndun í fóðrið. Möguleg notkun maisglútenmjöls virðist vera ≤ 18% í startfóðrun en ekki tókst að prófa það á stærri fiski. Viðbrögð bleikju við repjumjöli sem próteingjafa voru hins vegar jákvæð og í raun betri en búist var við miðað við það að ekki hefur farið gott orð af þessu hráefni í fóðri fyrir aðra laxfiska. Varðandi fitugjafa í bleikjufóður sýna niðurstöður verkefnisins að hægt er að nota mismunandi fitugjafa með ásættanlegum árangri. Smáseiði virðast hins vegar gera nokkru strangari kröfur til fitugjafa en stærri fiskur. Sérstaklega kemur þetta fram í áhrifum á vaxtarhraða. Niðurstöður tilraunanna með fitugjafa sýna einnig að samsetning fitugjafans hefur afgerandi áhrif á fitusamsetningu fisksins svo og ýmsa skynmatsþætti í afurðinni. Meginniðurstaðan er þó að hægt er, innan vissra marka, að nota mismunandi fitugjafa í bleikjufóður. Einkum er áhugavert að hægt virðist vera að nota pálmaolíu í verulegum mæli.

The objective of the project was to produce economical feed for Arctic charr to decrease production cost and increase profitability in Arctic charr farming. The project investigated the possibilities of replacing fishmeal and fish oil with raw materials of plant origin, and to find out the limits for their use as feed ingredients. The criteria was that the feed should ensure maximum health, optimize utilization of feed and growth should be comparable to growth obtained by feed currently used. Neither should the feed have adverse effects on product quality, especially regarding fatty acids composition and physical properties (taste, flesh-colour, texture). Effect of different raw materials was screened in start feeding trails using Arctic charr larvae. The most interesting raw material combinations were thereafter tested in trials with bigger fish in order to confirm the results of the start feeding trials and investigate the effect of the combinations on slaughter quality of the Arctic charr. The results of the trials with different protein raw materials confirmed that high quality fishmeal (Superior) is a very good protein source for Arctic charr. Arctic charr seems to have limited ability to utilize soybean meal and the inclusion should be limited to ≤ 15% in the diet, similar to the limits that are common for Atlantic salmon diets. The limits for use of Corn gluten meal in starter diets seem to be ≤ 18% but this raw material was not tested in bigger fish. The response of Arctic charr to the use of rapeseed meal as protein source was positive and even as high inclusion as 30% in the diet did not have negative effect on growth. The main findings of the project regarding use of lipid sources is that it is possible to use different sources with reasonable effect in feed for Arctic charr. Of particular interest is the effect of palm oil. Arctic charr larvae seem to be more demanding, regarding use of lipid sources, than bigger fish. The results clearly demonstrate the effect of fatty acid (FA) composition of the lipid sources on the FA composition of the fish and it is possible to change the FA profile with different lipid sources. Different lipid sources also have marked effects on different sensory traits in the farmed Arctic charr.

Skoða skýrslu

Skýrslur

Erfðamarkasett fyrir bleikju

Útgefið:

01/02/2008

Höfundar:

Sigurlaug Skírnisdóttir, Alexandra M. Klonowski, Sigurbjörg Hauksdóttir, Kristinn Ólafsson, Helgi Thorarensen, Einar Svavarsson, Sigríður Hjörleifsdóttir

Styrkt af:

Tækniþróunarsjóður Rannsóknamiðstöðvar Íslands

Tengiliður

Sigurlaug Skírnisdóttir

Verkefnastjóri

sigurlaug.skirnisdottir@matis.is

Erfðamarkasett fyrir bleikju

Markmið verkefnisins var að búa til öflug erfðagreiningasett fyrir bleikju með 15-20 erfðamörkum. Mörg erfðamörk hafa verið birt fyrir bleikju og aðra laxfiska en gallinn er sá að ekkert hentugt fjölmögnunar erfðamarkasett er þekkt en það er forsenda þess að notkun tækninnar sé hagkvæm. Mikilvægt er að erfðamörkin sýni breytileika innan stofnsins, séu af ákveðinni stærð en þó misstór, virki vel í fjölmögnunarahvarflausn og séu vel læsileg eftir að búið er að keyra sýnið á raðgreiningarvél. Áhættan í verkefninu fólst í því hvort hægt væri að finna hentug erfðamörk sem mætti setja saman í 2-3 hvarfblöndur. Prófuð voru 70 vísapör fyrir 56 birt erfðamörk. Niðurstaða verkefnisins var sú að hægt var að koma saman 17 erfðamörkum í 3 hvarfblöndur. Alls voru greindir 140 fiskar úr eldisstofni Hóla með þessum 17 erfðamörkum en auk þess voru 12 villtir fiskar greindir með þeim. Niðurstöður sýndu að erfðamörkin nýttust til að aðgreina mismunandi hópa bleikju. Úrvinnsla á erfðagreiningum staðfesti greinilega að Hólableikjan er aðallega byggð upp af tveimur stofnum. Nokkur sýni af villtri bleikju sem voru erfðagreind gáfu nýjar samsætur sem ekki sjást í eldisfiskinum. Nú eru því til erfðamarkasett sem geta nýst í kynbótastarfi, í stofnrannsóknum á villtri bleikju og í rekjanleikarannsóknum. Þetta verður til að efla kynbótastarf og er öflugt verkfæri við rannsóknir á bleikju í framtíðinni.

The goal of the project was to develop genotyping protocols for Arctic charr containing multiplexes of 15-20 microsatellite markers. Many microsatellite markers have been published for salmonoid fishes, but no multiplexes are known which are of practical use when analyzing many samples at a time and therefore, to make the research profitable. The microsatellite markers must show variability among the fishes, they must be of certain sizes and of variable sizes, they must be amplifiable in multiplex PCR reactions and they must be easily readable from the machine. The risk of the project was to find published microsatellite markers which would fulfill these criteria and fit into 2-3 multiplex PCR reactions. Seventy primer pairs were tested for 56 published microsatellite markers. The results of the project were that 17 microsatellite markers which fit into 3 multiplex PCR reactions. A total of 140 fish from the brood stock of Arctic charr from the University at Holar was analyzed in the study as well as 12 samples from wild fish of different lakes and rivers. The results indicate that these markers can be used to analyze different stocks of Arctic charr. Furthermore, analyzes of the brood stock confirms that it mainly consists of two different stocks. New alleles were observed in the wild fish compared to the brood stock fish. A genotyping protocol to analyze Arctic charr for use in breeding industry, in wild fish research and in tractability analyzes, is now available. This will help in building up breeding programs and will be a helpful tool of the genetic research of Arctic charr.

Skoða skýrslu
is_ISIcelandic