Prosjektnummer
900558
Økt utnyttelse av næringsstoffer fra marint restråstoff
I prosjektet ble det utviklet et teknologisk grunnlag for produksjon av nye marine fosforingredienser fra sildebein. Disse ingrediensene ble testet i forsøk med laks, og det ble lagt et faglig grunnlag for kommersialisering av forskningsresultatene.
I forsøkene ble det vist at det er mulig å frigjøre 90 % av bundet fosfor fra beinfraksjon i sildeavskjær. Ved forsøk med fôring av laksesmolt ble det dokumentert at tilgjengeligheten av fosfor fra beinhydrolysat av sild (FBH-sild) var like god sammenlignet med bruk av krystallinske mono-Na-P-salter i fôret.
Det ble utviklet en prosess for bearbeiding og syrebehandling av sildeavskjær for å frigjøre mineraler fra beinfraksjonen. Utnyttelsen av fosfor fra sildeavskjær ble dokumentert i forsøk med lakseyngel under startfôring og laksesmolt etter sjøutsett. I forsøk med lakseyngel fra startfôring og fram til 30 g størrelse ble det påvist at fosfor hydrolysert fra beinfraksjon av sildeavskjær, kan utnyttes effektivt til å opprettholde normal vekst, mineralisering og skjelettutvikling. Men, det må tas hensyn til at tilgjengeligheten av fosfor kan være litt lavere enn for Na–P på de tidligste utviklingsstadier før fisken når 15g.
Et faglig grunnlag for formulering av fôr med fiskebeinhydrolysat nær reelt fosfor-behov ble lagt ved hjelp av en metode som måler ikke-beinbundet fosfor, uttrykt som “løselig fosfor”. Ved et innhold av løselig fosfor rundt 0,80 % under startfôring og 0,70 % i perioden rett etter sjøutsett var fosforbehovet hos fisken dekket. Ved formulering av fôr med fiskebeinhydrolysat nær reelt fosforbehov kan man oppnå maksimal fordøyelighet og retensjon av fosforet i fisk og redusere utslipp til miljøet.
Bedre utnyttelse av næringsstoffer i beinfraksjon av marine biprodukter kan gi tilleggsverdier for både leverandører og produsenter av råstoff til fiskefôr.
I dette prosjektet ble det vist at det kan være økonomisk og miljømessig gevinst gjennom bedre utnyttelse av fosfor fra marine biprodukter og redusere behov for å tilsette mineraler i fôret. Resultatene fra dette prosjektet kan danne grunnlag for å utvikle en mer bærekraftig, kostnads- og miljøvennlig utnyttelse av tilgjengelige marine ressurser.
I forsøkene ble det vist at det er mulig å frigjøre 90 % av bundet fosfor fra beinfraksjon i sildeavskjær. Ved forsøk med fôring av laksesmolt ble det dokumentert at tilgjengeligheten av fosfor fra beinhydrolysat av sild (FBH-sild) var like god sammenlignet med bruk av krystallinske mono-Na-P-salter i fôret.
Det ble utviklet en prosess for bearbeiding og syrebehandling av sildeavskjær for å frigjøre mineraler fra beinfraksjonen. Utnyttelsen av fosfor fra sildeavskjær ble dokumentert i forsøk med lakseyngel under startfôring og laksesmolt etter sjøutsett. I forsøk med lakseyngel fra startfôring og fram til 30 g størrelse ble det påvist at fosfor hydrolysert fra beinfraksjon av sildeavskjær, kan utnyttes effektivt til å opprettholde normal vekst, mineralisering og skjelettutvikling. Men, det må tas hensyn til at tilgjengeligheten av fosfor kan være litt lavere enn for Na–P på de tidligste utviklingsstadier før fisken når 15g.
Et faglig grunnlag for formulering av fôr med fiskebeinhydrolysat nær reelt fosfor-behov ble lagt ved hjelp av en metode som måler ikke-beinbundet fosfor, uttrykt som “løselig fosfor”. Ved et innhold av løselig fosfor rundt 0,80 % under startfôring og 0,70 % i perioden rett etter sjøutsett var fosforbehovet hos fisken dekket. Ved formulering av fôr med fiskebeinhydrolysat nær reelt fosforbehov kan man oppnå maksimal fordøyelighet og retensjon av fosforet i fisk og redusere utslipp til miljøet.
Bedre utnyttelse av næringsstoffer i beinfraksjon av marine biprodukter kan gi tilleggsverdier for både leverandører og produsenter av råstoff til fiskefôr.
I dette prosjektet ble det vist at det kan være økonomisk og miljømessig gevinst gjennom bedre utnyttelse av fosfor fra marine biprodukter og redusere behov for å tilsette mineraler i fôret. Resultatene fra dette prosjektet kan danne grunnlag for å utvikle en mer bærekraftig, kostnads- og miljøvennlig utnyttelse av tilgjengelige marine ressurser.
-
Faktaark: Bedre utnyttelse av fosfor fra marint råstoff
FHF. 2012.
-
Sluttrapport: Økt utnyttelse av næringsstoffer fra marint restråstoff
Nofima. Rapport nr 11/2014. FEbruar 2014. Av Sissel Albrektsen (Nofima), Erik-Jan Lock (NIFES), Grete Bæverfjord (Nofima), Mona Pedersen (Nofima), Harald Takle (Nofima), Robin Ørnsrud (NIFES), Eva Veiseth-Kent (Nofima), Rune Waagbø (NIFES) og Elisabeth Ytteborg (Nofima).
Volumet av restråstoff fra pelagisk sektor, oppdrettsfisk og fiskeri utgjør ca 700.000 tonn (SINTEF 2010), hvorav henholdsvis 230.000, 206.000 og 234.000 tonn er fra sektorene sild, oppdrettsfisk og hvitfisk.
Næringsstoffer i beinfraksjonen (50 % av biprodukt), utgjør et tilleggsråstoff for akvakulturindustri som i liten grad blir utnyttet fordi protein og mineraler i beinråstoff foreligger på en kompleks bundet form som er lite tilgjengelig. Nofima har utviklet alternative prosessmetoder for bearbeiding av denne type råstoff og jobber med å utvikle nye marine fôringredienser med dokumentert bedre biologiske egenskaper.
Direkte omsatt i fôrverdi kan en bedre tilgjengelighet av protein og mineraler i fiskebein, samt en forventet bedre pelletkvalitet realiseres som en merverdi for oppdrettsnæringen på 180 millioner kr. En ytterligere verdiskaping ligger i bedre vekst og helse samt mindre risiko for utvikling av deformiteter (> 150 millioner kr), samt en mer kostnadseffektiv produksjon ved å utvikle kunnskap om optimalt mineralbalanserte fôr og ved redusert behov for mineral tilsetning. Prosjektet vil bidra til verdiskaping fra marint restråstoff på en måte som ivaretar miljø, bærekraft og helse/velferd i oppdrettsfisk.
Nofima har jobbet i flere år med å optimalisere prosesser for å gjøre særlig mineraler i fiskebein mer vannløselig og lett tilgjengelig for laks. Fôringsforsøk har vist at man kan oppnå 70–80 % økt fordøyelighet av fosfor (P) basert på syrehydrolyse av bein fra kolmule, og at fordøyelighet av fosfor fra fiskebein er høyere enn det man kan oppnå ved å tilsette kommersielle fosfor-salter i fôret. Nofima vil jobbe videre med å dokumentere merverdi av mineralrike nye fôringredienser basert på restråstoff fra sild i første omgang, og vil dokumentere effekt av nye marine ingredienser på vekst, mineralisering og skjelettutvikling i laks.
Prosjektet er tungt forankret i FHFs handlingsplan med hensyn til økt utnyttelse og dokumentert merverdi av restråstoff, samt vektlegging på mer bærekraftig oppdrett.
Nofima Ingrediens har gjennomført flere prosjekt på dette fagfeltet; herunder ”Nutritional quality of blue whiting” (NRC project 150097/120 (2001 – 2003)); “Novel method to improve efficiency of fish feed and to reduce effluents to environment (NFR project 184014 (2007-2008)) og har nylig avsluttet et strategisk institutttprogram “Improved phosphorus (P) utilization of marine feed resources - Dietary impacts and optimal P nutrition in Atlantic salmon and Atlantic cod” (NRC project 173499/I30 (2006 – 2009)) der basiskompetanse knyttet til fosforbehov og fosforutnyttelse fra marint råstoff har vært utviklet i forsøk med laks og torsk. Prosjektet vil bidra til å styrke samarbeidsrelasjoner mellom Nofima Ingrediens, Nofima Marin, Nofima Mat og NIFES, samtidig som prosjektet kan utnytte kompetanse i det nasjonale og internasjonale kontaktnett den enkelte forsker besitter.
Næringsstoffer i beinfraksjonen (50 % av biprodukt), utgjør et tilleggsråstoff for akvakulturindustri som i liten grad blir utnyttet fordi protein og mineraler i beinråstoff foreligger på en kompleks bundet form som er lite tilgjengelig. Nofima har utviklet alternative prosessmetoder for bearbeiding av denne type råstoff og jobber med å utvikle nye marine fôringredienser med dokumentert bedre biologiske egenskaper.
Direkte omsatt i fôrverdi kan en bedre tilgjengelighet av protein og mineraler i fiskebein, samt en forventet bedre pelletkvalitet realiseres som en merverdi for oppdrettsnæringen på 180 millioner kr. En ytterligere verdiskaping ligger i bedre vekst og helse samt mindre risiko for utvikling av deformiteter (> 150 millioner kr), samt en mer kostnadseffektiv produksjon ved å utvikle kunnskap om optimalt mineralbalanserte fôr og ved redusert behov for mineral tilsetning. Prosjektet vil bidra til verdiskaping fra marint restråstoff på en måte som ivaretar miljø, bærekraft og helse/velferd i oppdrettsfisk.
Nofima har jobbet i flere år med å optimalisere prosesser for å gjøre særlig mineraler i fiskebein mer vannløselig og lett tilgjengelig for laks. Fôringsforsøk har vist at man kan oppnå 70–80 % økt fordøyelighet av fosfor (P) basert på syrehydrolyse av bein fra kolmule, og at fordøyelighet av fosfor fra fiskebein er høyere enn det man kan oppnå ved å tilsette kommersielle fosfor-salter i fôret. Nofima vil jobbe videre med å dokumentere merverdi av mineralrike nye fôringredienser basert på restråstoff fra sild i første omgang, og vil dokumentere effekt av nye marine ingredienser på vekst, mineralisering og skjelettutvikling i laks.
Prosjektet er tungt forankret i FHFs handlingsplan med hensyn til økt utnyttelse og dokumentert merverdi av restråstoff, samt vektlegging på mer bærekraftig oppdrett.
Nofima Ingrediens har gjennomført flere prosjekt på dette fagfeltet; herunder ”Nutritional quality of blue whiting” (NRC project 150097/120 (2001 – 2003)); “Novel method to improve efficiency of fish feed and to reduce effluents to environment (NFR project 184014 (2007-2008)) og har nylig avsluttet et strategisk institutttprogram “Improved phosphorus (P) utilization of marine feed resources - Dietary impacts and optimal P nutrition in Atlantic salmon and Atlantic cod” (NRC project 173499/I30 (2006 – 2009)) der basiskompetanse knyttet til fosforbehov og fosforutnyttelse fra marint råstoff har vært utviklet i forsøk med laks og torsk. Prosjektet vil bidra til å styrke samarbeidsrelasjoner mellom Nofima Ingrediens, Nofima Marin, Nofima Mat og NIFES, samtidig som prosjektet kan utnytte kompetanse i det nasjonale og internasjonale kontaktnett den enkelte forsker besitter.
Å øke verdiskapning av marint restråstoff ved å utvikle bioteknologiske løsninger som kan øke tilgjengeligheten av næringsstoffer i fiskebein, og bidra til en bærekraftig, kostnads- og miljøvennlig utnyttelse av tilgjengelige marine ressurser.
Delmål
1. Å utvikle nye prosesslinjer for økt mineralutnyttelse fra fiskebein
2. Å utvikle nye prosesslinjer for økt proteinutnyttelse fra fiskebein
3. Å dokumentere merverdi av nye marine ingredienser som fôrmiddel til fisk
4. Å dokumentere miljøeffekter
Delmål
1. Å utvikle nye prosesslinjer for økt mineralutnyttelse fra fiskebein
2. Å utvikle nye prosesslinjer for økt proteinutnyttelse fra fiskebein
3. Å dokumentere merverdi av nye marine ingredienser som fôrmiddel til fisk
4. Å dokumentere miljøeffekter
Aktiviteter i prosjektet berører mange ledd i produksjonen fra råstoffet tas opp fra sjøen til sluttproduktet foreligger. Bedre utnyttelse av beinråstoff kan representere en tilleggsverdi for råstoffleverandører og råstoffprodusenter (fiskeri, slakteri).
Tilgang på en ny råstoffkilde til fôrindustri og oppdrettere vil være interessant særlig dersom det kan dokumenteres bedre egenskaper i form av økt vekst, mindre beindeformasjon og en mer etisk og bærekraftig produksjon. Forventede begrensninger i naturlige fosforkilder i nær framtid samt høy etterspørsel etter fosfor i gjødselsmarkedet har allerede gitt økte kostnader og behov for å intensivere arbeidet med å finne alternative fosforkilder som kan bidra til mindre forurensning.
Andre sentrale punkter her er:
• Nye marine fôringredienser med høyere fordøyelighet av fosfor og protein kan gi produksjonsforbedringer gjennom bedre vekst, helse og skjelettutvikling i laks.
• Ingredienser med høyere fordøyelighet av fosfor og protein vil bidra til å redusere negative effekter på miljøet, og gjøre det lettere å møte restriksjoner i utslipp av fosfor pålagt i EUs vanndirektiv.
• Det forventes høyere kostnadseffektivitet i fôrproduksjon gjennom utvikling av optimalt mineralbalanserte fôr, og ved redusert behov for mineraltilsetting.
• Endringer i funksjonelle egenskaper av protein kan gi bedre bindingsegenskaper i pellet og mindre brekkasje på fôr.
• Ny organisk mineralkilde til vanlig oppdrettsfisk men også spesialtilpasset produkt til økologisk produsert laks.
Tilgang på en ny råstoffkilde til fôrindustri og oppdrettere vil være interessant særlig dersom det kan dokumenteres bedre egenskaper i form av økt vekst, mindre beindeformasjon og en mer etisk og bærekraftig produksjon. Forventede begrensninger i naturlige fosforkilder i nær framtid samt høy etterspørsel etter fosfor i gjødselsmarkedet har allerede gitt økte kostnader og behov for å intensivere arbeidet med å finne alternative fosforkilder som kan bidra til mindre forurensning.
Andre sentrale punkter her er:
• Nye marine fôringredienser med høyere fordøyelighet av fosfor og protein kan gi produksjonsforbedringer gjennom bedre vekst, helse og skjelettutvikling i laks.
• Ingredienser med høyere fordøyelighet av fosfor og protein vil bidra til å redusere negative effekter på miljøet, og gjøre det lettere å møte restriksjoner i utslipp av fosfor pålagt i EUs vanndirektiv.
• Det forventes høyere kostnadseffektivitet i fôrproduksjon gjennom utvikling av optimalt mineralbalanserte fôr, og ved redusert behov for mineraltilsetting.
• Endringer i funksjonelle egenskaper av protein kan gi bedre bindingsegenskaper i pellet og mindre brekkasje på fôr.
• Ny organisk mineralkilde til vanlig oppdrettsfisk men også spesialtilpasset produkt til økologisk produsert laks.
Nofima Ingrediens har ansvar for å videreutvikle og tilpasse prosess for syre- og varmebehandling for å løse ut henholdsvis mineraler og proteiner fra beinråstoff, for å framstille nye marine ingredienser til oppdrettsfisk og dokumentere effekt av disse i forsøk med laks. Fôringsforsøk vil bli gjennomført både i ferskvann og sjøvann for å
a) studere forskjeller i mineralbehov,
b) for å dokumentere effekter av organiske mineralkilder i fôr til laks på ulike utviklingstrinn, og
c) for å studere mulige merverdi av å fôre laks med en balansert kilde til naturlige mineraler helt fra tidlige utviklingstrinn, med tanke på hvordan dette vil påvirke skjelettet på seinere stadier i utviklingen (”cross-over” parr-smolt fôringsforsøk).
Våren 2011 vil det bli gjennomført et fôringsforsøk med høstsmolt der effekt av nye marine ingredienser opparbeidet fra pelagisk fisk (kolmule og sild), vil bli studert i laks fôret med kommersielt tilpassede fôr. Forsøket vil bli evaluert basert på vekst, fôrutnyttelse, fordøyelighet og ekskresjon av mineraler og andre næringsstoffer, retensjon av fosfor i laks, røntgenanalyser av skjelett, samt spesifikt mineralinnhold i skjell, bein, plasma og urin. Molekylære markører for opptak av mineraler i tarm samt for utvikling av bein og skjell vil bli analysert for å finne fram til diagnostiske verktøy som kan beskrive mineraleffekter i vev før tilstanden blir kritisk for fisk.
Nofima har allerede gjennomført et arbeidsmøte (workshop) i november 2010, der bakgrunn for prosjekt, faglig status og praktisk gjennomføring av det første forsøket ble diskutert sammen med representanter fra fôrindustri (EWOS, Skrettting og Biomar).
Analysearbeidet fra forsøk 1 vil danne grunnlag for presentasjon, diskusjon og faglige prioriteringer i arbeidsmøte 2 (workshop 2) planlagt i november 2011. Deretter skal det gjennomføres et forsøk i ferskvann fra tidlig startfôring (2012), gjennom overgangsperioden parr-smolt og fram t.o.m. etter utsett i sjøvann (2013). Metodikk vil bli gjennomført som skissert for forsøk 1, men med noe ulik fokus og prioritering knyttet til opptak og omsetting av fosfor i ferskvann. Resultat fra begge forsøk skal danne grunnlag for å beregne effekt av nye fôringredienser på utslipp av forfor til miljøet, basert på fordøyelighet, retensjon og sekresjon av fosfor, samt studier av vitamin D3 på opptak og omsetting av fosfor.
Når det gjelder protein i beinråstoff, så er det behov for å jobbe mer grunnleggende med prosesstekniske studier for å utvikle nye proteinprodukt. Effekt på fordøyelighet av protein skal dokumenteres i biologiske forsøk (mink, laks). Varmebehandling av beinråstoff kan endre funksjonelle egenskaper i proteinet ved å løse ut gelatinprotein, noe som kan gi høyere bruddstyrke og mindre brekkasje av pellet, noe man vil dokumentere basert på et sett av fysiske tester. Det ligger en betydelig tilleggsverdi i økt bruddstyrke på pellet, estimert til 70 millioner kr ved 1 % mindre brekkasje.
a) studere forskjeller i mineralbehov,
b) for å dokumentere effekter av organiske mineralkilder i fôr til laks på ulike utviklingstrinn, og
c) for å studere mulige merverdi av å fôre laks med en balansert kilde til naturlige mineraler helt fra tidlige utviklingstrinn, med tanke på hvordan dette vil påvirke skjelettet på seinere stadier i utviklingen (”cross-over” parr-smolt fôringsforsøk).
Våren 2011 vil det bli gjennomført et fôringsforsøk med høstsmolt der effekt av nye marine ingredienser opparbeidet fra pelagisk fisk (kolmule og sild), vil bli studert i laks fôret med kommersielt tilpassede fôr. Forsøket vil bli evaluert basert på vekst, fôrutnyttelse, fordøyelighet og ekskresjon av mineraler og andre næringsstoffer, retensjon av fosfor i laks, røntgenanalyser av skjelett, samt spesifikt mineralinnhold i skjell, bein, plasma og urin. Molekylære markører for opptak av mineraler i tarm samt for utvikling av bein og skjell vil bli analysert for å finne fram til diagnostiske verktøy som kan beskrive mineraleffekter i vev før tilstanden blir kritisk for fisk.
Nofima har allerede gjennomført et arbeidsmøte (workshop) i november 2010, der bakgrunn for prosjekt, faglig status og praktisk gjennomføring av det første forsøket ble diskutert sammen med representanter fra fôrindustri (EWOS, Skrettting og Biomar).
Analysearbeidet fra forsøk 1 vil danne grunnlag for presentasjon, diskusjon og faglige prioriteringer i arbeidsmøte 2 (workshop 2) planlagt i november 2011. Deretter skal det gjennomføres et forsøk i ferskvann fra tidlig startfôring (2012), gjennom overgangsperioden parr-smolt og fram t.o.m. etter utsett i sjøvann (2013). Metodikk vil bli gjennomført som skissert for forsøk 1, men med noe ulik fokus og prioritering knyttet til opptak og omsetting av fosfor i ferskvann. Resultat fra begge forsøk skal danne grunnlag for å beregne effekt av nye fôringredienser på utslipp av forfor til miljøet, basert på fordøyelighet, retensjon og sekresjon av fosfor, samt studier av vitamin D3 på opptak og omsetting av fosfor.
Når det gjelder protein i beinråstoff, så er det behov for å jobbe mer grunnleggende med prosesstekniske studier for å utvikle nye proteinprodukt. Effekt på fordøyelighet av protein skal dokumenteres i biologiske forsøk (mink, laks). Varmebehandling av beinråstoff kan endre funksjonelle egenskaper i proteinet ved å løse ut gelatinprotein, noe som kan gi høyere bruddstyrke og mindre brekkasje av pellet, noe man vil dokumentere basert på et sett av fysiske tester. Det ligger en betydelig tilleggsverdi i økt bruddstyrke på pellet, estimert til 70 millioner kr ved 1 % mindre brekkasje.
Det er planlagt å gjennomføre årlige arbeidsmøter (4 totalt) så lenge prosjekt pågår, hvorav den første allerede er gjennomført i form av et oppstartmøte. Fôrindustri er invitert til å delta med sine innspill og som diskusjonspart med formål å forankre prosjektet i næringens behov. Resultat vil bli formidlet i populærvitenskapelig tidsskrift, og ved publisering i internasjonalt anerkjente tidsskrift. Aktuelle arenaer for formidling er vitenskapelige konferanser og industrirettede møter med fôr-, oppdretts- og fiskeindustri. Det er allerede planlagt å holde foredrag på Biomarint industriseminar (desember 2010) for å presentere bakgrunn og resultat fra forsøk så langt, samt for å presentere videre aktiviteter knyttet til fosforutnyttelse.
Informasjon fra prosjekt vil bli gjort tilgjengelig på nettsider (Nofima, FHF, Intrafish). Data som kan være av særlig interesse for fiske-, fôr- og oppdretts-industri vil bli presentert i egne møter med enkeltaktører fra industri dersom de er interessert.
Informasjon fra prosjekt vil bli gjort tilgjengelig på nettsider (Nofima, FHF, Intrafish). Data som kan være av særlig interesse for fiske-, fôr- og oppdretts-industri vil bli presentert i egne møter med enkeltaktører fra industri dersom de er interessert.
-
Sluttrapport: Økt utnyttelse av næringsstoffer fra marint restråstoff
Nofima. Rapport nr 11/2014. FEbruar 2014. Av Sissel Albrektsen (Nofima), Erik-Jan Lock (NIFES), Grete Bæverfjord (Nofima), Mona Pedersen (Nofima), Harald Takle (Nofima), Robin Ørnsrud (NIFES), Eva Veiseth-Kent (Nofima), Rune Waagbø (NIFES) og Elisabeth Ytteborg (Nofima).