NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODER

Transkript

1 Havsbrún P/f Fuglafjørður, Færøerne Støttet af: NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODER Endelig rapport-draft december 2009

2 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 2 Indholdsfortegnelse 1 Resume Baggrund Fejl! Bogmærke er ikke defineret. 4 Formål Hypotese 6 5 Baggrund Astaxanthin, laks og ørred Brug af astaxanthin i opdræt af laks og ørred Produktion af naturlig astaxanthin til brug i fiskefoder Organisation af Niche-projektet 8 6 Materialer og Metoder Rejeskaller Astaxanthin olie Produktion af Foder Produktion af laks og ørred 18 7 Resultater og diskussion Rejeskaller og ensilering Produktion af NAX-Olie Produktion af foder og fisk fra 0. og 1.Batch Produktion af foder og fisk fra 0. og 2. Batch Indfarvning af laks med NAX-foder og kommercielt astaxanthin foder Indfarvning af regnbue ørred med NAX-foder 31

3 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 3 8 Projektets status Fremdrift og ØkonomiFejl! Bogmærke er ikke defineret. 9 Konklusion 34

4 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 4 1 Resume Projekt Niche har til formål at undersøge mulighederne for at udnytte biprodukter fra fiskeindustrien til kvalitets foder til laksefisk med henblik på at fremstilling nicheprodukter, som velfærds- og økologiske laks og ørred samt deres rognprodukter, specielt med henblik på at udnytte den røde farve i rejeskaller, den naturlige astaxanthin - NAX. Der er produceret NAX-olie på et pilot anlæg på Færøerne som Havsbrún har lavet til ca. 3 ton NAX-foder med 25mg astaxanthin pr. kg foder. Færøerne: Laksesmolt fra efteråret 2008 blev udsat i 2 ringe på 60m i omkreds. Smoltet vejede ca. 60g/stk ved udsætning. Der blev udsat henholdsvis 5000 og 8000stk i hver ring. Laksen skal slagtes ved udgangen af Ringene har ligget på Kalbaks Fjord, Færøerne Foderet var ens bort set fra astaxanthin kilde. Det ene foder var tilsat 25mg/kg foder naturligt astaxanthin produceret fra rejeskaller, kadet NAX-foder. Det andet foder var tilsat 25mg/kg foder kommercielt astaxanthin, kadet SAX-foder. Filet fra laks fodret med NAX-foder viste en farve på Roch farvekort på Filet fra laks fodret med SAX-foder viste en farve på Roch farvekort på SAX-foderet indfarvede således lidt bedre end naturligt astaxanthin. Der var forskel i farve toningen på de to astaxanthin kilder. Naturligt astaxanthin giver en toning mod orange og lignede farven på filet fra vild nordatlantisk laks. Det er således let at se om astaxanthin kilden er kommercielt eller naturligt astaxanthin. EU vil tillade brug af astaxanthin fra naturlige fødekilder til økologisk foder. Mængden er ikke endnu fastsat, men vil blive det, der svarer til det fysiologiske behov. Danmark: I Karrebæksminde Bugt på Vestsjælland, Danmark blev der i 2008 udsat 3 ringe på 40m i omkreds. I ringene blev der i maj 2008 udsat: stk regnbue ørred a 200g 5000 stk guldørreder a 200g 1000 stk Havørreder a 600g Ørrederne fik foder der var tilsat 15mg/kg foder naturligt astaxanthin produceret fra rejeskaller, kadet NAXfoder.

5 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 5 Resultaterne af de 3 arter var at, guldørrederne er bedst til at optage farve. Havørrederne har kun langsomt optager farve i kødet, men nogle hunner der blev kønsmodne optog farven godt i rognen. Regnbue ørreder er lidt dårligere end guldørred til at optage farve. I 2009 har regnbue ørreder fået foder der var tilsat 15mg/kg foder naturligt astaxanthin produceret fra rejeskaller, kadet NAX-foder. Regnbue ørrederne vejede 200g/stk ved udsætning i maj Foderet indtil da havde ikke været tilsat astaxanthin. Farven i filet blev målt i august Ørrederne skal slagtes i december Ringene har ligget i Karrebæksminde Bugt, Vest Sjælland, Danmark. Filet fra regnbue ørred fodret med NAX-foder viste en farve på Roch farvekort på Det er ikke noget formål i sig selv at få filetens farve så rød som muligt. En farve på Roch farvekort på er fuldt tilstrækkelig og er typisk for vild laksefisk i Atlanten. Overordnet gælder: Laks og ørreder der fodres med astaxanthin fra rejeskaller får en naturlig rød farve. Astaxanthin indholdet i foder til laks skal være omkring 25mg/kg foder for at få en filet der ligner vild laks fra Nordatlanten. Til regnbue ørred er 10 til 15mg astaxanthin pr. kg foder tilstrækkelig til at fileten har en naturlig rød farve. EU vil tillade brug af astaxanthin fra naturlige fødekilder til økologisk foder. Mængden er ikke endnu fastsat, men vil blive det, der svarer til det fysiologiske behov.

6 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 6 2 Formål Formålet med Niche-projektet er at undersøge muligheden for udnyttelse af biprodukter fra fiskeindustrien til kvalitets fiskefoder til laksefisk. Det ønskes undersøgt hvorvidt, biprodukter kan indgå i specialfoderfremstilling til nicheprodukter, som velfærds- og økologiske ørred og laks samt deres rognprodukter. Det ønskes også at fremskaffe logistiske og økonomiske data, der kan anvendes til belysning af økonomien i produktion af foder med naturligt astaxanthin (NAX-foder). 2.1 Hypotese Hypotesen for NICHE er at det vil være muligt at udnytte biprodukter fra naturlige ressourcer til fremstilling af foder til laksefisk, som således vil være fri for kemisk fremstillede komponenter. Hvorfor et foderprodukt som dette vil være af stor betydning for nicheproduktion af produkter som velfærds- og/eller økologiske fisk til kritiske eksportmarkeder som Storbritannien og Japan.

7 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 7 3 Baggrund 3.1 Astaxanthin, laks og ørred Astaxanthin er et naturligt carotenoidpigment, der virker som en biologisk antioxidant med egenskaber som vitamin A. Astaxanthin produceres i forskellige mikroorganismer og ophobes siden hen i organismer højere i fødekæden eksempelvis krebsdyr og indgår derved som et naturligt element i laksefisks føde. Astaxanthin har stor betydning for kønsmodning af laksefisk, samt på overlevelsen af deres æg og yngel (Christiansen & Torrissen 1997; Craik 1985). Udover at være essentielt for reproduktion, er astaxanthin også med til at give laksefisk og deres rogn den karakteristiske røde farve (Olsen & Mortensen 1997). Skaldyr såsom rejer indgår som et vigtigt naturligt fødeemne for mange fisk, men det er dog kun få fiskearter, der har evnen til at ophobe astaxanthinen i kødet, men synliggøres tydeligt i rognen hos mange arter. Forskellen mellem naturlig og kommerciel astaxanthin er, at den naturlige er estrificeret og opløselig i olie, hvor den er lys og temperatur stabil mens den kommercielle er en monomer, uopløselig i olie og ustabil over for lys og varme, ligesom steriokemien i % er ændret. Det, der gør, at naturligt astaxanthin er specielt interessant, er at kommercielt astaxanthin ikke kan anvendes i økologisk foder. Astaxanthin fra naturlig fødekilde som rejer er ikke at betragte som et tilsætningsstof, men et essentielt mikro næringsstof. Fiskefoder med fiskemel og fiskeolie som protein og fedt kilde og med naturligt astaxanthin fra rejeskaller giver mulighed for at producere niche foder til velfærds og økologiske fisk. Det, der gør naturligt astaxanthin, der er estrificeret, yderligere interessant er, at norske undersøgelser viser at fiskene trives bedre, vokser hurtigere og har en foderkoeficient der er 5% bedre end ved fodring med kommercielt astaxanthin, altså 5kg mere tilvækst pr. 100kg foder, målt fra 68g/stk. til ca. 4kg/stk. 3.2 Brug af astaxanthin i opdræt af laks og ørred Astaxanthin blandes i foderet til opdrættede laksefisk for at sikre pigmentering af fiskene samt en god reproduktion. Mængden af astaxanthin, der tilsættes til kommercielt foder, overstiger langt det essentielle behov for en sund reproduktion hos laksefisk. Endvidere er udnyttelsesgraden af den tilsatte astaxanthin meget begrænset, således optages kun omkring tyve procent af det til foderet tilsatte kemiskfremstillede syntetiske astaxanthin (Bjerkeng 2000; Ytrestoyl and Bjerkeng 2007). Baggrunden for fodring af laksefisk med høje koncentrationer af astaxanthin er ønsket om, at fiskene skal erhverve den karakteristiske røde farve i fileten og rognen (Sigurgisladottir, Torrisen, Lie and Hafsteinsson 1997). Interessen for den røde farve af kødet beror på, at fiskekødets farve er et væsentligt markedsføringsredskab da laksefisk af forbrugeren let kendes fra andre fisk på farven (Sigurgisladottir et al. 1997) (Sigurgisladottir, Torrisen, Lie and Hafsteinsson 1997). Det er også flere gange vist, at forbrugerne næsten sætter

8 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 8 lighedstegn mellem rød farve og kvalitet, hvorfor farven er en utrolig vigtig kvalitetsegenskab for forbrugerne. Dette er senest kommet til udtryk i dagspressen, hvor flere adspurgte forbrugere udtalte at farven var en væsentlig kvalitetsparameter for dem (Hansen 2007). 3.3 Produktion af naturlig astaxanthin til brug i fiskefoder Naturlige alternativer til tilsætning af det syntetiske astaxanthin har været forsøgt uden større succes. Det har således været forsøgt at tilsætte rejeskaller og rejemel direkte til opdrætsfoderet, som en kilde til naturlig astaxanthin til laks og ørreder. På grund af svær fordøjelighed for fiskene, samt et relativt højt indhold af fosfor og den deraf følgende belastning af omgivelserne, har rejeskaller og rejemel ikke været en brugbar kilde til naturlig astaxanthin til foder produktion. Der findes således ikke kommercielt tilgængelige produkter baseret på naturlig marin astaxanthin på markedet, der ville kunne bruges som et alternativ til den kemiskfremstillede syntetiske astaxanthin. På trods af, at den kemisk fremstillede astaxanthin sikrer den røde farve i kødet i opdrættede laks og ørred, er denne kemisk fremstillede efterligning ikke strukturelt identisk med den naturlige astaxanthin. Praksis med brug af syntetisk astaxanthin til opdræt af laksefisk har givet anledning til overvejelser omkring uønskede sundhedsmæssige bivirkninger, såsom nedsat immunkompetance (Kyed 2003). Derfor har muligheden for at udvinde naturlig astaxanthin fra rejeskaller og få evalueret dennes anvendelsesmuligheder i lakse- og ørredproduktion være af stor interesse. Rejer er en vigtig naturlig næringskilde for laksefisk, og den naturlige astaxanthin som findes i rejerne formodes at være den optimale kilde til astaxanthin for laks og ørreder i opdræt. I fødevarer må man generelt tilstræbe naturlige råvarer for at sikre så høj en kvalitet som mulig og samtidig undgå de risici, der er ved syntetiske tilsætninger. Det er blevet udtrykt således af den danske fødevareminister: Der skal ikke herske tvivl om, at det er mit og regeringens ønske, at der skal være så få kemiske stoffer i maden som muligt (Politiken d. 19. juli 2003). Tilsætningen af den syntetiske astaxanthin bidrager således ikke til at give opdrætslaks og -ørreder et godt image på trods af at farven er at betragte som en kvalitetsparameter (Lindhardt 2003). EU-kommisionen har endvidere udtryk bekymring for brugen af carotenoider i forbindelse med foderproduktion på grund af en spekuleret kræftrisiko (Beutner, Bloedorn, Frixel, Blanco, Hoffmann, Martin, Mayer, Noack, Ruck, Schmidt, Schulke, Sell, Ernst, Haremza, Seybold, Sies, Stahl and Walsh 2001; Martin, Jager, Ruck, Schmidt, Walsh and Paust 1999). På baggrund af dette er der i 2003 blevet vedtaget en kraftig reduktion i brugen af det astaxanthin beslægtede stof cantaxanthin. EU-kommisionen fortsætter med at vurdere, om yderligere begrænsninger skal anbefales for carotenoiderne herunder for astaxanthin, hvor fokus forventes at blive rettet mod den syntetiske astaxanthin (Kyed 2003). Anvendelse af naturligt astaxanthin skaber således mulighed for en nicheproduktion af foder der kan være med til at højne kvaliteten og omdømmet for opdrætsfisk generelt, hvilket give mulighed for at forbedre rentabiliteten for producenterne (Naturianer 2004b; Naturianer 2004a). Et oplagt nicheprodukt vil være foder til økologiske opdræt. Her vil det således være muligt at fjerne en væsentlig barrierer for succes for økologisk laksefiskeopdræt, ved at muliggøre pigmentering uden brug af kemisk fremstillede pigmenter. 3.4 Organisation af Niche-projektet Projektet ledes af Jòn Òlavur Joensen AFT og Midfinnur i nært samarbejde med de andre projektdeltagere. Projektets indhold er delt op i fire delkomponenter: 1) Produktion af foder 2) Produktion af fisk 3) Markedsføring og kvalitets analyser 4) Indsamling af logistiske og økonomiske data for kommerciel produktion af NAX-foder.

9 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 9 4 Materialer og Metoder 4.1 Rejeskaller Projektet er baseret på at rejeskaller er tilgængelige på Polar Seafoods fabrik i Esbjerg. Polar Seafoods fabrik i Esbjerg lukker imidlertid den del af aktiviteten der består i pilning af rejer, og fortsætter de øvrige aktiviteter så som videre forarbejdning, pakning salg m.m. Der er derfor kun muligt at få rejeskaller fra fabrikken en gang. Fremtidige rejeskaller skal hentes på Grønland. 4.2 Astaxanthin olie

10 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT Procesdiagram for produktion af NAX-olie Process-Diagram- Astaxanthin Mechanical shrimp peeling 100kg Shrimp shells Carbon dioxide, 40mol < Packing shrimp shell in big bags < Thawed shrimp, 250kg < Acid, 100mol formic acid Shrimp shell silages Transfer of shrimp shell silage for hydrolysing Heating to 50 degc Mixing < Water 200kg < Enzymes < Fish oil 10kg Hydrolysing for hour Heating to degc Chitin Water < Decanter separation Hydrolysate with < Astaxanthine oil Pumping for Centrifugation Heating to degc Protein hydrolysed < Centrifugation Astaxanthin oil 200ppm, 10kg Produktionen af NAX foregår i Leirvík på Færøerne idet der her er opbygget et pilotanlæg til produktion af mindre mængder NAX olie. En af grundene hertil er at der har ligget en rejefabrik, som gav let adgang til rejeskaller ligesom adgang til enzymkilden i form af fiskeindvolde også er til stede. Således har de to primære råvare i produktionen af NAX, rejeskaller og fiskeindvolde, biprodukter fra anden fiskeindustri, som normalt bortskaffes på billigste måde. Som en del af NAX-processen fremstilles værdifulde produkter udover

11 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 11 fiskeolie indeholdende astaxanthin. Det er således muligt at udvinde både et protein hydrolysat og chitin (Figur 1) der kan forarbejdes videre til chitosan. Det praktiske arbejde i pilot plan har indtil nu været baseret på kommercielle enzymer. Den på figur 1 viste proces er kun afprøvet i mindre skala, hvor den fungerer godt, men forventes at blive anvendt i en mulig fuldskala produktion Figur 1. Proces-diagram for fremstillingen af NAX-olie ud fra fiskeindustri biprodukterne rejeskaller og fiskeindvolde. Ydermere fremstilles der også i processen både et proteinhydrolysat og chitin (Nielsen, Mikkelsen, Nielsen and Joensen 2005) Figur 1 er baseret på følgende procesdiagram som er afprøvet i laboratorium skala og fungerer.

12 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 12 Process-diagram Astaxanthin extraction and Chitin/Chitosan production from shrimp shells using fish enzymes Chitin < kg dry matter Mechanical < Thawed shrimp, 12500kg Fish gutting shrimp peeling Deacetylation in 50% NaOH 100degC for 2 h Fish guts 10000kg Separation Neutralization and Washing Mixing Fish guts silag < Acid, 1000mol sulphuric acid Separation Pumping for 5000kg Hydrolysing Shrimp Washing shells Heating to35-50 degc Mixing Carbon dioxide, 2500mol < Mixing < Acid, 6000mol formic and hydrocloric acid Separation Hydrolysing for 48 hour Shrimp shell Washing silag Natural separation Heating to degc Decantation > Dewatering Separation Decanter separation Heating to35-50 degc < Washing Mixing < Fish oil 350kg Heating to degc Hydrolysing for Separation hour Centrifugation Washing Separation Drying Heating to degc Decanter separation Hydrolysate with Water < Astaxanthine oil Pumping for Centrifugation Heating to degc Protein hydrolysate < Centrifugation Fish enzymes in Chitosan Astaxanthin oil < protein hydrolysate Fish oil, kg ppm, 350kg kg Procesbeskrivelse NAX olien er fremstillet i et ombygget smoltanlæg i Leirvík på Færøerne. Eksisterende fisketanke blev ombygget til ensileringstanke med omrøring, således at der kontinuert kan ske en afgasning af kulsyre (CO 2 ) fra processen. Proces 1. Ensilering 2. Tilsætning af fiskeolie og enzymer - Hydrolysering 3. Fjernelse af chitin fra hydrolysat med NAX- olie - Decantercentrifugering 4. Separation af NAX-olien fra hydrolysat - Centrifugering Ensilering Ensilering af rejeskaller er forholdsvis tidskrævende på grund af de store mængder af kuldioxid (CO 2 ) som udvikles under processen. Den udviklede CO 2 fastholdes i rejeskallerne hvorfor afgasningsprocessen bliver besværliggjort og langvarig. Ydermere betyder ophobningen af CO 2 at rejeskallerne flyder og derved lægger sig som et låg på ensileringsprocessen, hvis der ikke foretages en kontinuert omrøring af ensilagen. Det er

13 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 13 dog vigtigt at sikre at afgasning via omrøring ikke bevirker en øget kontakt mellem den atmosfæriske ilt og ensilagen, da dette vil bevirke en nedbrydning af astaxanthinen. Ensilering har derfor tidligere foregået i vandig opløsning som vist på figur 2. Det har vist sig, at under visse omstændigheder er det muligt at ensilere tørt og det er denne proces som er anvendt her og er vist på procesdiagrammet. Figur 2. Ensilage og hydrolysering under omrøring. Tilsætning af fiskeolie og enzymer - Hydrolysering Tilsætningen af fiskeolie og enzymer til de ensilerede rejeskaller skal foregå i en vandig opslæmning. For at sikre at ensilagen ikke indeholder begrænsende mængder af salte specielt kalcium som frembringes under ensileringen, skal ensilagen skylles før tilsætning af fiskeolie og enzymer. Endvidere er det vigtigt for processen, at tilsætningen foregår under omrøring, for at sikre den bedste kontakt med enzymerne rejeskaller og fiskeolien.

14 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 14 Omrøringen af opslæmningen er foretaget med en lodret stående trebladet propel med en diameter på 60cm og ca. 500 o./min. Denne konstruktion muliggør den nødvendige omrøring, i forbindelse med tilsætning af enzymer og fiskeolie. Propellen han hæves og sænkes afhængigt af niveau i beholderen. Beholderen er af beton med et volumen på ca. 14 m 2, (1,4x2,9x3,4m 2 )(Figur 2). Opslæmningen opvarmes til C under omrøring i ca. 2 dage. Fjernelse af chitin fra hydrolysat med NAX-olie Decantercentrifugering Opslæmningen opvarmes under fortsat omrøring til ca C og centrifugeres i en decantercenrtifuge Decanteren skiller faststof i form af chitin fra væskefase, som er et protein hydrolysat med NAX-olie. Chitinfasen opsamles i sække og hydrolysatfase opsamles i en tank (figur 3).

15 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 15 Figur 3. Decantercentrifuge for at skille det faste stof chitin fra væskefase: hydrolysat med NAX-olie Ved henstand under afkøling skiller hydrolysatet i en klar væskefase, der kan tappes af i bunden og en brunrød hydrolysat fase. Separation af NAX-olie fra hydrolysat Centrifugering Hydrolysatet med NAX-olie opvarmes til ca C og filtreres i en dug med 0,5mm huller hvor resten af chitin filtreres fra hvorefter der centrifugeres, hvor NAX-olien skilles fra proteinhydrolysat (figur 4).

16 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 16 Figur 4. Separation af NAX-olie fra proteinhydrolysat med talerkencentrifuge. Bestemmelse af astaxanthin i NAX-olie Indholdet af astaxanthin i NAX-olien er blevet bestemt med den metode, der er udviklet på Færøerne. Analyserne efter den færøske metode er udført DTU, DK 2800 Lyngby og er udført spektofotometrisk efter nedennævnte metode. Spektofotometrisk bestemmelse af astaxanthin 1. Tilsendte prøver er om nødvendigt centrifugeret, så det har været muligt at udtage et klart ekstrakt. 2. Der afpipetteres 1,00 ml, i 50,00 eller 100,00 ml målekolbe. Den afpipetterede mængde vejes, for bestemmelse af massefylde. Derpå fyldes op med n-hexan.

17 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT Ekstinktionen måles spektofotometrisk (Cecil 7200) ved 468 nm i en 1 cm glascuvette. Barbosa, Morais et al. (1999) angiver bølgelængden 480 nm til at give maksimal absorption, i nærværende analyse blev den maksimale absorption fundet at være 468 nm, hvorfor denne bølgelængde er benyttet ved alle analyser. 4. Til beregning anvendes en specifik ekstinktions-koefficient E (1%, 1 cm) = 2100 (Barbosa, Morais and Choubert 1999). 5. E (1%, 1cm) = % = 1g/100ml = 1000mg/100ml = 10mg/ml = μg/ml Beregning: E (468nm,1cm)x10.000xfortyndingsfaktor/2100 = µg Astaxanthin/ml. µg Astaxanthin/ml /massefylde af ekstrakt = µg Astaxanthin/g. 4.3 Produktion af Foder 8,5 ton foder produceret på Havsbrún og 600kg NAX-olie, der blev produceret sidst på året 2007 og transporteret til Danmark er overført til projektet. Produktion af foder baseret på 400 kg NAX-olie fra i september 2008 blev i oktober 2008 produceret til ca. 3ton NAX-foder, som siden er fodret i de 2 forsøgsringe på Kalbaks Fjord. Indholdet af NAX i det producerede foder er analyseret til 25mg astaxanthin/kg foder. Indholdet af kommercielt astaxanthin i referancefoderet er produceret således at indholdet er 25mg astaxanthin/kg foder.

18 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT Produktion af laks og ørred Færøerne: På Kalbaks Fjord blev der omkring 1. oktober udsat 2 stk opdræts ringe på 60m i omkreds. I den ene ring blev der udsat ca smolt á 60g og i den anden ca smolt á 60g. Ringen med smolt blev fodret med NAX-foder, mens den anden blev fodret med kommercielt astaxanthin, som reference. Danmark: På Bisserup Havbrug i Karrebæksminde Bugt på Vestsjælland blev der i maj 208 udsat 3 stk opdræts ringe på 40m i omkreds. I ringene blev der udsat: stk regnbue ørred a 200g 5000 stk guldørreder a 200g 1000 stk Havørreder a 600g Foderet er baseret på 600 kg NAX-olie med 205 mg astaxanthin pr. kg, der blandes i 8,5 ton foder fra Havsbrún der er overført til projektet fra 2007.

19 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 19 5 Resultater og diskussion 5.1 Rejeskaller og ensilering Batch rejeskaller ensilering Projektet skulle være igangsat i Ensilering af rejeskalle blev foretaget i foråret 2007 på Polar Seafoods fabrik i Esbjerg, hvor 13 delvis gennemtrængelige big-bags sække på 1200 liter blev fyldt med ca. 500kg rejeskaller, som beskrevet under pkt Batch rejeskaller - ensilering Ensilering af rejeskalle blev foretaget omkring 1. januar 2008 på Polar Seafoods fabrik i Esbjerg, hvor 14 delvis gennemtrængelige big-bags sække på 1200 liter blev fyldt med ca. 500kg rejeskaller direkte fra pillemaskinerne gennem en snæver hals efterfulgt af overhældning med ca.50 kg myresyre (85%) uden omrøring. Der blev gået lidt rundt på sækkene umiddelbart efter tilsætning af syre, men ellers ikke foretaget fysisk blanding eller omrøring. Efter påbegyndt ensilering blev de 14 big-bags pakket i container og sendt til Færøerne. De ensilerede rejeskaller henstod til 1. juli ved omgivelses temperatur. De ensilerede rejeskaller var tilfredsstillende konserveret og der var ikke synlige tegn på beskadigelse af den røde farve astaxanthin Batch rejeskaller - ensilering Royal Greenland vist interesse for projektet og tilbød at levere rejeskaller gratis i Danmark. Det blev derfor besluttet at tage imod tilbudet til den næste leverance. Da tilbudet blev aktiveret i foråret 2009 opstod der mange praktiske problemer med levering af rejskallerne og skallerne kom først til Færøerne omkring 1. august Der kom ca.18 ton frosne rejeskaller i en 40 frysecontainer. Reje skallerne blev manuelt overført, optøet og ensileret i 3 stk beton tanke á ca. 14m Produktion af NAX-Olie Fra 0. Batch rejeskaller Der blev produceret Nax-olie af det 0. Batch rejeskal ensilage stort set som beskrevet under pkt

20 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT Fra 1. Batch rejeskaller Den tørre ensilage blev overført til en ca. 14m 3 tank, tilsat vand til en tyk opslæmning under omrøring med en propel, ph ~ 4,0. 850kg blåhvillingsolie og 2 kg grisepepsin blev tilsat Opslæmningen blev opvarmet til C ved direkte dampindblæsning gennem et manifold i tankens bund under fortsat omrøring og holdt ved denne temperatur i ca. 2 døgn. Herefter blev opslæmningen opvarmet til ca C pumpet ind på en decantercentrifuge for at skille faststof fra væske. Væsken er protein hydrolysat med NAX-olie. Denne enhedsoperation har tidligere givet problemer med tilstopninger. Denne gang gik den forholdsvis problemløst. Grunden hertil var nok, at skallerne var rene uden rester af emballage fra optøning af rejerne før pilning. Centrifugering af protein hydrolysat med NAX-olie, der fortrinsvis blev foretaget på Faroe Marine Biotech på Eidi (FMB) gav imidlertid visse problemer. Anlægget har ligget stille på grund ombygning og, der var problemer med at varme tilstrækkeligt. Udbyttet var ca. 400kg NAX-olie, med 190mg astaxanthin pr. kg Fra 2. Batch rejeskaller Ca. 6 ton ensilerede Rejeskaller overført til en ca. 14m 3 tank, tilsat vand til en tyk opslæmning under omrøring med en propel, ph ~ 4,0. Ca. 2000kg blåhvillingsolie og 2 kg grisepepsin blev tilsat. Ultimo august blev opslæmningen opvarmet til C ved direkte dampindblæsning gennem et manifold i tankens bund under fortsat omrøring og holdt ved denne temperatur i ca. 2 døgn. Herefter blev opslæmningen opvarmet til ca C pumpet ind på en decantercentrifuge for at skille faststof fra væske, der er protein hydrolysat med NAX-olie. For at være uafhængig af FMB er der blevet indsat en Alfa-Laval centrifuge (først lejet, senere købt fra Havsbrún). Centrifugering af protein hydrolysat med NAX-olie blev foretaget på denne centrifuge. Udbyttet var ca. 800kg NAX-olie, med 65mg astaxanthin pr. kg. 5.3 Produktion af foder og fisk fra 0. og 1.Batch På Færøerne På Kalbaksfjord blev der i oktober 2008 udsat 2stk 60m opdræts ringe med lakse smolt på ca. 70g/stk. Der blev udsat henholdsvis ca. 5000stk i den ene og ca. 8000stk i den anden. Ringen med 5000stk smolt blev fodret med foder med NAX-olie. Den anden ring fik foder med kommerciel astaxanthin. Indholdet af astaxanthin i de to fodertyper er analyseret på DTU, Lyngby, Danmark. Indholdet af astaxanthin i de to fodertyper var 25mg/kg. Bortset fra astaxanthin kilde var foderet ens. Fiskene blev fodret med denne fodertype frem til medio naj 2009, da Nax-foderet var opbrugt. Siden er fisken fodret med foder uden astaxanthin. Resultatet i form af en fotoserie af fisk og fileter er vist under pkt. 5.5

21 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT I Danmark I Karrebæksminde bugt på Vestsjælland blev der i maj 2008 udsat 3 stk 40m ringe svarende til ca. 400m 3 hver. I ringene blev der i maj 2008 udsat: stk regnbue ørred a 200g 5000 stk guldørreder a 200g 1000 stk Havørreder a 600g Foderet er baseret på 600 kg NAX-olie med 205 mg astaxanthin pr. kg, der blandes i 8,5 ton foder fra Havsbrún der er overført til projektet fra sidste år. Indholdet af astaxanthin i foderet er ca. 15 mg/kg. Resultaterne af de 3 arter er at guldørrederne er bedst til at optage farve. Havørrederne har kun langsomt optager farve i kødet, men nogle hunner er ved at blive kønsmodne og de optager godt farve i rognen. Regnbue ørreder er lidt dårligere end guldørred til at optage farve. 5.4 Produktion af foder og fisk fra 0. og 2. Batch På Færøerne I midten af september var NAX-olie fra 2. batch klar til brug og der blev holdt et planlægningsmøde på Havsbrún, hvor Odd Eliasen og Rúni Weihe, Havsbrún og Ólavur Joensen og Eli Joensen, Midfinnur deltog. Odd beklagede at man først nu havde set på den overordnede logistik for Kalbak Fjord. Ifølge den overordnede logistik om rotation og braklægning skal Kalbak Fjord tømmes til nytår 2009 og derefter ligge brak, det kander ikke laves om på. Det er udelukket at køre laksen frem til rognsætning. Kalbak er ikke godkendt til økologisk produktion. Godkendt økologisk produktion findes ikke på Færøerne. Vi må koncentrere os om at få fisken op på farveskalaen til ca. 27 for at matche det normale markedet på laks. I praksis betyder dette at den færøske del af projektet med fodring med NAX-foder er stoppet. NAX-olien kan overgå til den danske del af projektet. På denne baggrund blev det besluttet at evaluere projektet og lave endelig rapportering I Danmark I ringene blev der i maj 2009 udsat: stk regnbue ørred a 200g Foderet er fortsat baseret på 0. Batch: 600 kg NAX-olie med 205 mg astaxanthin pr. kg, der blandes i 8,5 ton foder fra Havsbrún der er overført til projektet fra Batch er nu overført til Danmark. Indholdet af astaxanthin i foderet er ca. 15 mg/kg. Resultatet i form af en fotoserie af fisk og fileter er vist under pkt. 5.6.

22 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT Indfarvning af laks med NAX-foder og kommercielt astaxanthin foder For at belyse hvorledes naturligt astaxanthin foder (NAX-foder) og syntetisk astaxanthin foder (SAX-foder) fungerer i praksis, blev der 30. april 2009 og 9 juni 2009 foretaget en foto serie af laksen i de 2 ringe i Kalbak Foto serie fra 30. april 2009 Der blev taget billeder af hele fisk, renset fisk, fileter og NQC (Norway qualituy cut, tværsnit lige bag ved gattet). Figur 2: Sax-foderet laks, urenset

23 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 23 Figur 3:Sax-foderet fisk, renset Figur 4: Nax-foderet laks, urenset

24 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 24 Figur 5:Nax-foderet laks, renset Figur 6:Sax-foderet laks(25ppm), fileter og tværsnit foran gat finne

25 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 25 Figur 7:Sax-foderet laks(25ppm), fileter og tværsnit foran gat finne, med farvekort: Figur 8:Nax-foderet laks(25ppm), fileter og tværsnit foran gat finne, med farvekort: 23-24

26 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 26 Figur 9: Farvekort Foto serie fra 9. juni 2009 Der blev taget billeder af hele fisk, renset fisk, fileter og NQC (Norway qualituy cut, tværsnit lige bag ved gattet).

27 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 27 Figur 10: Sax-foderet laks, urenset Figur 11: Sax-foderet laks, renset

28 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 28 Figur 12: Nax-foderet laks, urenset Figur 13: Nax-foderet laks(25ppm), urenset

29 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 29 Figur 14:Sax-foderet laks(25ppm), fileter og tværsnit foran gat finne Figur 15:Sax-foderet laks(25ppm), fileter og tværsnit foran gat finne, med farvekort: 24-25

30 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 30 Figur 16:Nax-foderet fisk, fileter og tværsnit foran gat finne Figur 17:Nax-foderet laks(25ppm), fileter og tværsnit foran gat finne, med farvekort: Laks fodret med Sax-foder (kommerciel astaxanthin) med 25 ppm astaxanthin (mg/kg foder) resulterer i på Roch farve kort.

31 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 31 Laks fodret med NAX-foder med 25 ppm astaxanthin (mg/kg foder) resulterer i på Roch farve kort. Kommerciel astaxanthin indfarver i dette forsøg således lidt bedre end den naturlige asraxanthin produceret på basis af rejeskaller. Noget som er tydeligt når man sammenligner fileter med de to astaxanthin kilder er farve toningen. Dette er ikke er så tydelig på foto. Nax-foder giver en tydelig toning mod orange. Man ser derfor umiddelbart forskel på farve toningen på en lakse filet om den er fodret med naturlig eller kommerciel astaxanthin. Laks fodret med Nax-foder med ca. 25 ppm astaxanthin (mg/kg foder) har en filet der farvemæssig er tæt på farven på en filet fra vild nordatlantisk laks. EU er i gang med at godkende astaxanthin fra naturlige fødeemner til økologisk produktion af laks og ørred. Mængden, der kan tilsættes, afhænger af det fysiologiske behov, som endnu ikke er fastsat. 5.6 Indfarvning af regnbue ørred med NAX-foder Regnbue ørreder fra ferskvand og fodret med foder uden astaxanthin, blev udsat i Karrebæks minde Bugt, Danmark i maj 2009 og fodret med Nax-foder med ca. 15mg astaxantaxanthin/kg foder frem til medio august. Nogle af disse ørreder blev fileteret og fotograferet 15. august.

32 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 32 Figur 18: Nax-foderet ørred, urenset Figur 19: Nax-foderet (15ppm) ørred, fileter. Farve: Regnbue ørred fodret med Nax-foder med 15 ppm astaxanthin (mg/kg foder) resulterer i på Roch farve kort. Regnbue ørred har således en bedre evne til at akkumulere astaxanthin i kødet, noget som er almindelig kendt. Til økologisk produktion er den anvende mængde astaxanthin på 15ppm nok for meget.

33 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 33

34 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 34 6 Konklusion Færøerne: Laksesmolt fra efteråret 2008 blev udsat i 2 ringe på 60m i omkreds. Smoltet vejede ca. 60g/stk ved udsætning. Der blev udsat henholdsvis 5000 og 8000stk i hver ring. Laksen skal slagtes ved udgangen af Ringene har ligget på Kalbaks Fjord, Færøerne Foderet var ens bort set fra astaxanthin kilde. Det ene foder var tilsat 25mg/kg foder naturligt astaxanthin produceret fra rejeskaller, kadet NAX-foder. Det andet foder var tilsat 25mg/kg foder kommercielt astaxanthin, kadet SAX-foder. Filet fra laks fodret med NAX-foder viste en farve på Roch farvekort på Filet fra laks fodret med SAX-foder viste en farve på Roch farvekort på SAX-foderet indfarvede således lidt bedre end naturligt astaxanthin. Der var forskel i farve toningen på de to astaxanthin kilder. Naturligt astaxanthin giver en toning mod orange og lignede farven på filet fra vild nordatlantisk laks. Det er således let at se om astaxanthin kilden er kommercielt eller naturligt astaxanthin. EU vil tillade brug af astaxanthin fra naturlige fødekilder til økologisk foder. Mængden er ikke endnu fastsat, men vil blive det, der svarer til det fysiologiske behov. Danmark: I Karrebæksminde Bugt på Vestsjælland, Danmark blev der i 2008 udsat 3 ringe på 40m i omkreds. I ringene blev der i maj 2008 udsat: stk regnbue ørred a 200g 5000 stk guldørreder a 200g 1000 stk Havørreder a 600g Ørrederne fik foder der var tilsat ca. 15mg/kg foder naturligt astaxanthin produceret fra rejeskaller, kadet NAX-foder. Resultaterne af de 3 arter var at, guldørrederne er bedst til at optage farve. Havørrederne har kun langsomt optager farve i kødet, men nogle hunner er ved at blive kønsmodne og de optager godt farve i rognen. Regnbue ørreder er lidt dårligere end guldørred til at optage farve. I 2009 har regnbue ørreder fået foder der var tilsat 15mg/kg foder naturligt astaxanthin produceret fra rejeskaller, kadet NAX-foder.

35 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 35 Regnbue ørrederne vejede 200g/stk ved udsætning i maj Foderet indtil da havde ikke været tilsat astaxanthin. Farven i filet blev målt i august Ørrederne skal slagtes i december Ringene har ligget i Karrebæksminde Bugt, Vest Sjælland, Danmark. Filet fra regnbue ørred, som er fodret med NAX-foder viste en farve på Roch farvekort på Det er ikke noget formål i sig selv at få filetens farve så rød som muligt. En farve på Roch farvekort på er fuldt tilstrækkelig og er typisk for vild laks i Atlanten. Overordnet konklusion Laks og ørreder der fodres med astaxanthin fra rejeskaller får en naturlig rød farve. Astaxanthin indholdet i foder til laks skal være omkring 25mg/kg foder for at få en filet der ligner vild laks fra Nordatlanten. Til regnbue ørred er 10 til 15mg astaxanthin pr. kg foder tilstrækkelig til at fileten har en naturlig rød farve. EU vil tillade brug af astaxanthin fra naturlige fødekilder til økologisk foder. Mængden er ikke endnu fastsat, men vil blive det, der svarer til det fysiologiske behov.

36 NICHE-Fra biprodukt til kvalitets NICHE-FODERT 36 Referencer Bjerkeng, B Carotenoid pigmentation of salmonide fishes - recent progress in R. Civera-Cerecedo, editor. Advances en Nutrición Acuícola V. Memorias del V Simposium International de Nutrición Acuícola Noviembre, Mérida, Yucatán. Christiansen, R., and O. J. Torrissen Effects of dietary astaxanthin supplementation on fertilization and egg survival in Atlantic salmon (Salmo salar L). Aquaculture 153: Craik, J. C. A Egg Quality and Egg Pigment Content in Salmonid Fishes. Aquaculture 47: Forbrugerrådet Opdræt af øko-fisk i dambrug skal ske uden brug af antibiotika og farve. Det danske Forbrugerråd. Kyed, J Laksen blir ikke grå med det første. Pages Norsk Fiskeopdrett. Lindhardt, C Stadig farlig farve i laks. Politiken, Copenhagen, 29 January. Naturianer. 2004a. Danmark tillater øko-fisk. Journal AS. Naturianer. 2004b. Økologisk laks mot norsk konkurranse. Journal AS. Olsen, R. E., and A. Mortensen The influence of dietary astaxanthin and temperature on flesh colour in Arctic charr Salvelinus alpinus L. Aquacultural Research 28: Refsgaard, H. F., P. B. Brockhoff, and B. Jensen Biological variation of lipid constituents and distribution of tocopherols and astaxanthin in farmed Atlantic Salmon (Salmo salar). Journal of Agricultural and Food Chemistry 46: Sigurgisladottir, S., O. Torrisen, Ø. Lie, and H. Hafsteinsson Salmon quality: Methods to determine the quality parameters. Review of Fisheries Science 5: