Fôret til oppdrettslaks har endret seg mye de siste femten årene, fra et fôr sammensatt hovedsakelig av marine råvarer, til et fôr som i dag består av 70% plantebaserte fôringredienser. Plantebaserte fôringredienser handles i et globalt marked, og den kan inneholde sprøytemidler som tidligere ikke har vært knyttet til lakseoppdrett. I dette prosjekt undersøker vi hvordan sprøytemidler fra plantebasert fiskefôr påvirker fiskehelse og human helse. 

I et forsøk med sebrafisk har vi undersøkt samspillseffekter av kontaminanter og deres biotilgjengelighet og akkumulering av disse i fisk. Vi har to hypoteser i dette arbeidet: 1) Biotilgjengelighet og akkumulering av et sprøytemiddel blir endret når det er flere sprøytemidler tilstede i fôret. 2) Rester av ko-formulanter i fiskefôr endrer biotilgjengeligheten og akkumulering av sprøytemidler. Vi inkluderte to sprøytemidler som er funnet i kommersielt laksefôr (klorpyrifos og pirimifos) og en av de mest brukte ko-formulanten (hjelpestoff) i sprøytemiddelformularer (piperonyl butoxide PB). Sebrafisk ble eksponert for ulike kombinasjoner av klorpyrifos, pirimifos og PB i åtte uker, hvoretter de ble gitt kontroll diett i tre uker. 

Resultater fra studien vil bli presentert. Foreløpige resultater viser at klorpyrifos og pirimifos akkumuleres i sebrafisk, og at ko-formulanten påvirker akkumuleringen. Resultantenes betydningen for fiskens helse og fôrlovgivning vil bli diskutert.

Ethoxyquin (EQ) er en syntetisk antioksidant som er vanlig å tilsette fiskemel for å hindre eksplosjon under sjøtransport. Fiskefôr som inneholder fiskemel vil derfor inneholde EQ som kan overføres til den spiselige delen av laksen.

I den nyeste risikovurderingen av EQ som tilsetningsstoff i fôr utpekte det europeiske mattrygghetsorganet EFSA kunnskapshull relatert til mulige effekter på utsatte husdyr, konsumenter og miljø, og etterlyste mer data for å kunne konkludere. Målet med dette prosjektet var å fylle noen av de identifiserte kunnskapshullene. I en omfattende studie mulige effekter av EQ undersøkt i laks. Mengde av både EQ og omdanningsproduktet, EQ dimeren (EQDM), ble målt i fileten. Mus ble fôret med EQDM og potensiell risiko for mennesker ble vurdert.

I et fôringsforsøk på laks ble fisken gitt seks ulike doser av EQ gjennom fôret i en periode på 90 dager. Fôr tilsatt nivåer av EQ som var innenfor tidligere fastsatte grenseverdier hadde ingen negativ helseeffekt for fisken. Ved veldig høye doser viste imidlertid fisken tegn på blant annet oksidativt stress. EQ fra fôret ble raskt omdannet til andre stoffer, og funnet i fileten hovedsakelig som EQDM. EQDM hadde en lang halveringstid og forsvant langsomt fra laksefileten.

En mulig risiko av EQDM for konsumenter av laksefilet ble undersøkt ved et fôringsforsøk med mus som modell. Musene fikk syv ulike doser av en ren, syntetisk form av EQDM i dietten. Etter 90 dager viste musene som hadde fått i seg høye doser av stoffet tegn på oksidativt stress i leveren, og forstyrrelser i fettmetabolismen som kan være et forstadium til fettlever. I henhold til EFSA sine anbefalinger og ved bruk av matematiske modeller kunne det beregnes den høyeste dosen uten forventet effekt i mus. Disse resultatene kan danne et grunnlag for å fastsette et akseptabelt daglig inntak for mennesker.

Det pågår nå en prosess i EU for å vurdere om EQ fortsatt skal godkjennes, men inntil videre er autorisasjonen trukket tilbake. Resultatene oppnådd i dette prosjektet er et viktig kunnskapsbidrag til videre risikovurdering for bruken av EQ i fôr.

De marine råvarer til laksefôr er begrensede og erstatning av fiskemel og fiskeolje med andre råvarer vil endre både nivå og den totale sammensetningen av mineraler i fôret. Data fra Mattilsynets Program for overvåkning av fiskefôr viser en tendens til at nivåene av selen og sink i laksefôr minker. Erstatning med planteingredienser vil også redusere biotilgjengeligheten av mineraler på grunn av tilstedeværelsen av plantefiber og fytat i planteprotein. 

Den lavere biotilgjengeligheten av mineraler i moderne fôr vil påvirke laksens behovet for mineraler som kreves for å ivareta fiskens helse og robusthet. Lavere nivåer av naturlig forekommende mineraler og lavere biotilgjengelighet gjør det derfor nødvendig å tilsette mineraler til fôret. Mineraler kan tilsettes fôr i ulike kjemiske former, f.eks. uorganiske eller organiske former. Den kjemiske formen kan ha betydning for biotilgjengeligheten, men opptaksveiene og vevsfordelingen til de ulike kjemiske formene er ikke klarlagt hos fisk. 

I prosjektet har vi blant annet utviklet analysemetoder for bestemmelsen av kjemiske former av sink i fôringredienser og fôr, og vi har undersøkt biotilgjengeligheten av selen og sink i in vitro og in vivo studier. Resultater fra disse studier vil bli presentert og betydningen for mineraltilsetting og fôrlovgivning vil bli diskutert.

Studier fra pattedyr har vist at ubalansert ernæring i tidlige livsfaser kan være avgjørende for økt risiko for overvekt og forekomst av metabolsk relaterte sykdommer senere i livet. Det er fremdeles mangelfull kunnskap om hvordan endringer i sammensetningen av hovednæringsstoffer i fôret til laksen i tidlige livsfaser påvirker fettvevsutvikling. 

Målet med dette prosjektet var å øke kunnskapen om hvordan ulike fett/protein ratioer i fôret til laks i tre tidlige livsfaser påvirker utviklingen av fettvev, muskelvev og helsemarkører.

Lakseyngel ble fôret med tre ulike ratioer fett/protein fra startforing til ca. 5 g: Diett 1) høyt fett/lavt protein, Diett 2) middels fett/middels protein og Diett 3) lavt fett/høyt protein. Det ble tatt prøver av forsøksfisken ved flere tidspunkter; før fôring ved øyerogn-stadiet og av lakseyngel ved 0.2g, 1g, 2.5g og 5g. Fiskeprøvene ble undersøkt ved analyse av kjemisk sammensetning, histologi og transkriptom.

Resultatene viser at fôret med ulikt fett/protein ratio i stor grad påvirker både fettvevs- og muskelvevsutvikling lakseyngel. Histologiske undersøkelser viste blant annet høyere nivå av fettdeponering i buken til yngel som ble fôret høy fett/protein ratio sammenliknet med de som ble fôret lav fett/protein dietten. Transkriptom-analysen av de ulike utviklingsstadiene til lakseyngel viste stor variasjon i genekspresjonsmønster for biologiske prosesser som fett-, protein- og nukleinsyremetabolisme og markører for utvikling av hjernen og nervesignaler. Transkriptom resultatene viser en markant effekt på et stort antall gener ved en fiskestørrelse på rundt 1g.

I løpet av det siste tiåret har laksefôrets sammensetning endret seg betydelig fra å bestå hovedsakelig av fiskemel til å inneholde opp mot 70% plantebaserte ingredienser. Denne endringen mot «grønne» dietter for oppdrettslaksen har ført til nye utfordringer innenfor fiskehelse og velferd, samt produktkvalitet. Overgang fra marine til planteproteinkilder for akvatiske dyr kan utsette fisk for antinutritional faktorer, mykotoksiner og andre toksiske komponenter. Utskifting av fiskemel med plantematerialer har vist seg å ha effekter på tilvekst og helse av oppdrettsfisk avhengig av utskiftningsgrad, fiskeart og flere andre faktorer. Imidlertid er det molekylære grunnlaget for disse effektene ikke godt forstått. Derfor har vi som mål å studere effekten av planteproteinbaserte fôrblandiger på fiskens vekst og helse ved å utforske globale transkriptomiske endringer, med bruk av sebrafisk som modell.

 Denne studien evaluert effekten av dietter med 30 % andel av kommersielt anvendte planteproteiner som hvete, soya og erter, sammenlignet med en kontrolldiett kun bestående av marine proteiner. Fôringsforsøk ble utført i 6 uker, og sebrafisken ble fôret daglig med en andel som var 2,5% av kroppsvekten. Det ble brukt "RNA seq" til å identifisere transkripter uttrykte ulikt i sentrale organer relatert til vekstegenskaper (muskel) og immunitet (milt).

 Resultatene fra denne studien indikerte at en delvis inklusjon av soya og erte proteinkonsentrat eller hvete gluten i dietter ikke hadde noen signifikant effekt på spesifikk vekst hos sebrafisk. Inkluderingen av de plantebaserte proteiner forårsaket derimot en moderate endringer i transkripsjonsnivåer forbundet med fiskehelse og vekstprestasjon i sebrafisk. Denne kunnskapen vil videre anvendes for kommersielt viktige arter i norsk havbruksnæring ved å teste spesifikke molekylære markører fra sebrafiskmodellen på oppdrettslaks som er fôret med innhold av samme plantebaserte råstoff.

I dette prosjektet studerer vi hvordan ulike nivåer av fettsyrene n-3 dokosaheksaensyre (DHA) og eikosapentaensyre (EPA) og ulike nivåer av sink (Zn) i fôr påvirker funksjon og robusthet av skinn, tarm og gjeller hos laks ved postsmoltproduksjon i resirkuleringsanlegg (RAS). Vi hadde til sammen fem ulike diettgrupper som ble fulgt gjennom smoltifisering i ferskvann, sjøutsett og 10 uker ut i sjøvannsfasen. Dette foredraget vil fokusere på arbeidet som er gjort på skinn så langt i prosjektet. 

Huden og mukuslaget i fiskeskinnet utgjør den første forsvarslinjen mot stressfaktorer i miljøet og gir kjemisk og fysisk beskyttelse. Det ytterste laget av skinnet hos fisk, epidermis, består av kubiske epitelceller og mukusceller. Under dette laget finner man skjellene i skjellposer, som er forankret ned i dermis. Dermis er underhuden til fisken og består for det meste av fast bindevev og et isolerende fettlag. De ulike lagene til skinnet har ulike oppgaver, som på hver sin måte er med på å styrker skinnet og gi fleksibilitet. Ved hjelp av molekylære og histologiske teknikker har vi studert hvordan diettene påvirker normal oppbygging og barriereegenskapene i skinnet, i tillegg til hvordan sårhelingsevnen påvirkes.

Resultatene våre tyder så langt på at omega-3 og sink kan ha signifikante effekter på skinnkvaliteten til laks. For eksempel har fisk som har fått høye nivåer av EPA og DHA tykkere bindevev og fettlag sammenlignet med fisk som har fått lave nivåer av EPA og DHA. Fisk som har fått høyt nivå av sink, har en jevnere epidermis og flere mukusceller enn fisk som har fått lavt nivå av sink. Disse forskjellene så ser ut til å kunne ha betydning for fiskens robusthet når den overføres til sjøvann.

Videre undersøkte vi hvordan diettene påvirker sårhelingsevnen til fisken. Ved å påføre fisken mekaniske sår ved hjelp av punkt-biopsier har vi fulgt sårhelingsprosessene i tre uker. Fisk som hadde fått høye nivåer av sink i fôret hadde en raskere helingsprosess sammenlignet med fisk som hadde fått lave sinknivåer. Gruppene som hadde fått lave nivåer av omega 3 hadde dårligst fremdrift i helingsprosessen.

De ulike diettene som er analysert i dette forsøket gir indikasjoner på at omega 3 og sink styrker de ulike lagene av skinnet forskjellig, noe som kan ha betydning for robustheten og barrieregenskapene til fisken.