Prosjektnummer
900871
Evaluation of the maximum limits for selenium in Atlantic salmon feeds / Evaluering av øvre grenseverdier av selen i laksefôr
Hovedfunn oversatt fra engelsk av FHF
• Analysemetoder for organiske og uorganiske former av selen i fôr og muskel ble etablert.
• Toksisk virkemåte og toleransedoser av uorganisk og organisk selen i atlantisk laks ble foreslått.
• En matematisk fôr-til-filet-overføringsmodell for uorganisk og organisk selen til laksefilet ble beskrevet.
• Basert på fôr-til-filet-overføringsmodellen og en tidligere EFSA-risikovurdering av selen-supplering av fôr til matproduserende landdyr:
◦ Supplering av dyrefôr med 0,2 mg/kg uorganisk selen er sannsynligvis trygt for de mest sensitive konsumentene (småbarn).
◦ Supplering av fôr til dyr inkludert laks med 0,2 mg/kg organisk selen ville gitt et selen-inntak som er høyere (14 %–19 %) enn den øvre grense for inntak hos småbarn.
Sammendrag av resultater fra prosjektets faglige rapportering (summary in English below)
Analysemetoder for organiske og uorganiske former av selen i fôr og muskel ble etablert i dette prosjektet. To ulike ekstraksjons- og målemetoder ble utviklet for å kunne måle organiske selen-former som selenomethionine, og uorganiske former som selenitt og selenat. Slike analysemetoder er viktig for å kunne måle om selen-konsentrasjonen og ulike former av selen i fôret er i overensstemmelse med regelverket.
Et fiskeforsøk for å etablere sensitivitet og toksisk virkemåte av selen ble gjennomført. Ved hjelp av avanserte screeningmetoder ble det lett etter tidlige effekter av selen-toksisitet og resultatene viste at både organisk og uorganisk selen påvirket antioksidantsystemet og at oksidativt stress og endringer i lipidmetabolismen var den toksiske virkemåten til selen, med høyest toksisitet for uorganisk se.
Et annet fiskeforsøk ble gjennomført for å etablere hvor mye uorganisk eller organisk selen-laks kan tåle i fôret. Resultatene viste at laksen har en lavere sensitivitet for uorganisk selen og tåler mindre av denne enn av organisk selen. En trygg dose for uorganisk selen-supplement til plante basert fôr ble estimert til 1–2 mg total selen/kg og for organisk selen ble en trygg dose estimert til 3 mg total selen/kg laksefôr.
For å kunne forutsi hvor mye uorganisk og organisk selen man kan finne i filet basert på hvor mye som finnes i fôret ble det utviklet en matematisk fôr-til-filet-overføringsmodell. Denne modellen viste at organisk selen hadde en høyere opptaksrate og en lavere elimineringsrate enn uorganisk selen. Prediksjoner fra denne modellen og en tidligere EFSA-risikovurdering ble så brukt til å vurdere hvilken effekt selen-supplement av laksefôr ville fått for konsumenten. Supplement med 0,2 mg uorganisk selen/kg fôr er trygt for de mest sensitive konsumentene (småbarn). Supplement med 0,2 mg organisk selen/kg fôr ville gitt et selen-inntak som er høyere (14 %–19 %) enn den øvre grense for inntak hos småbarn.
Vitenskapelig publisering
Analysemetoder for organiske og uorganiske former av selen i fôr og muskel ble etablert i dette prosjektet. To ulike ekstraksjons- og målemetoder ble utviklet for å kunne måle organiske selen-former som selenomethionine, og uorganiske former som selenitt og selenat. Slike analysemetoder er viktig for å kunne måle om selen-konsentrasjonen og ulike former av selen i fôret er i overensstemmelse med regelverket.
Et fiskeforsøk for å etablere sensitivitet og toksisk virkemåte av selen ble gjennomført. Ved hjelp av avanserte screeningmetoder ble det lett etter tidlige effekter av selen-toksisitet og resultatene viste at både organisk og uorganisk selen påvirket antioksidantsystemet og at oksidativt stress og endringer i lipidmetabolismen var den toksiske virkemåten til selen, med høyest toksisitet for uorganisk se.
Et annet fiskeforsøk ble gjennomført for å etablere hvor mye uorganisk eller organisk selen-laks kan tåle i fôret. Resultatene viste at laksen har en lavere sensitivitet for uorganisk selen og tåler mindre av denne enn av organisk selen. En trygg dose for uorganisk selen-supplement til plante basert fôr ble estimert til 1–2 mg total selen/kg og for organisk selen ble en trygg dose estimert til 3 mg total selen/kg laksefôr.
For å kunne forutsi hvor mye uorganisk og organisk selen man kan finne i filet basert på hvor mye som finnes i fôret ble det utviklet en matematisk fôr-til-filet-overføringsmodell. Denne modellen viste at organisk selen hadde en høyere opptaksrate og en lavere elimineringsrate enn uorganisk selen. Prediksjoner fra denne modellen og en tidligere EFSA-risikovurdering ble så brukt til å vurdere hvilken effekt selen-supplement av laksefôr ville fått for konsumenten. Supplement med 0,2 mg uorganisk selen/kg fôr er trygt for de mest sensitive konsumentene (småbarn). Supplement med 0,2 mg organisk selen/kg fôr ville gitt et selen-inntak som er høyere (14 %–19 %) enn den øvre grense for inntak hos småbarn.
Vitenskapelig publisering
– Veronika Sele, Robin Ørnsrud, Jens J. Sloth, Marc H. G. Berntssen, and Heidi Amlund, ‘Selenium and selenium species in feeds and muscle tissue of Atlantic salmon’, Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 47 (2018), 124–33. The complete article is available from ScienceDirect’s site at <https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0946672X17305837#!>.
– M. H. G. Berntssen, T. K. Sundal, P. A. Olsvik, H. Amlund, J. D. Rasinger, V. Sele, K. Hamre, M. Hillestad, L. Buttle, and R. Ørnsrud, ‘Sensitivity and toxic mode of action of dietary organic and inorganic selenium in Atlantic salmon (Salmo salar)’, Aquatic Toxicology, 192 (2017), 116–26. For abstract and ordering details, see ScienceDirect at <https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166445X1730262X>.
– M. H. G Berntssen, M. Betancor, M. J. Caballero, M. Hillestad, J. Rasinger K. Hamre, V. Sele, H. Amlund, and R. Ørnsrud, ‘Safe limits of selenomethionine and selenite supplementation to plant-based Atlantic salmon feeds’, Aquaculture, 495 (2018), 617–30. The complete article is available from ScienceDirect’s site at <https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0044848618309244>.
– M. H. G. Berntssen, T. K. Sundal, P. A. Olsvik, H. Amlund, J. D. Rasinger, V. Sele, K. Hamre, M. Hillestad, L. Buttle, and R. Ørnsrud, ‘Sensitivity and toxic mode of action of dietary organic and inorganic selenium in Atlantic salmon (Salmo salar)’, Aquatic Toxicology, 192 (2017), 116–26. For abstract and ordering details, see ScienceDirect at <https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166445X1730262X>.
– M. H. G Berntssen, M. Betancor, M. J. Caballero, M. Hillestad, J. Rasinger K. Hamre, V. Sele, H. Amlund, and R. Ørnsrud, ‘Safe limits of selenomethionine and selenite supplementation to plant-based Atlantic salmon feeds’, Aquaculture, 495 (2018), 617–30. The complete article is available from ScienceDirect’s site at <https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0044848618309244>.
Results achieved
Summary of results from the project’s final reporting
Speciation analysis for selenium (Se) in salmon feed and muscle were developed. Two different extraction methods were developed to measure organic selenium species such as selenomethionine, and inorganic species such as selenite and selenite. Overall, the results showed that the methods can be used for assessing the selenium species in the feeds, and hence be used to check compliance with feed legislation. Furthermore, the methods can be used to determine the selenium species retained in tissues of salmon.
A fish feeding trial to establish the sensitivity and toxic mode of action of selenium was performed. A wide scope metabolomics pathway profiling was performed, in addition to classical markers of toxicity. The results showed that the toxic mode of action was oxidative stress and altered lipid metabolism for both inorganic and organic selenium , with higher toxicity for inorganic selenium.
A second fish feeding trial was performed to establish safe levels of inorganic and organic selenium with regards to fish health. Fish fed high inorganic selenium levels showed mortality, whereas fish fed organic selenium showed no mortality. A safe selenium concentration of selenium in feed to Atlantic salmon was suggested as 1–2 mg inorganic total selenium/kg or 3 mg organic total selenium /kg feed.
To assess the transfer of inorganic and organic selenium to the fillet of farmed Atlantic salmon, the uptake and elimination rate constants of the two selenium forms were determined from the second feeding trial. The elimination and uptake rates were used to develop a mathematical model to predict levels of selenium in fillet. Based on Feed-to-fillet model predictions and earlier EFSA risk assessment of selenium supplementation to food producing land animals; Supplementing animal feed with 0.2 mg kg-1selenite would likely protect food safety for the most sensitive consumer group (toddlers). Supplementing feed to farmed animals, including salmon, with 0.2 mg kg-1SeMet would give a selenium intake that is higher (14%–19%) than the upper limit set for toddlers.
Articles in scientific journals
See above.
Nytteverdien av resultatene er at det nå vil være mulig å foreta en risikovurdering av tilsetning av selen i laksefôr med basis i vitenskapelige studier, noe som tidligere ikke har vært tilgjengelig for laks.
-
Fact sheet: Evaluation of the maximum limit for selenium in feed for salmonids
National Institute of Nutrition and Seafood Research (NIFES)/University of Bergen/Biomar/Ewos Innovation. Poster at the International Symposium on Fish Nutrition and Feeding (ISFNF) in Idaho, USA 5–10 June 2016. By Robin Ørnsrud et al.
-
Final report: Evalutation of the maximum limits for Se in Atlantic salmon feeds
Institute of Marine Research. Report 13-2018. By Marc H. G. Berntsen, Heidi Amlund, Veronika Sele og Robin Ørnsrud.
-
Presentation: Evaluation of the maximum limits of selenium in feed to salmon
National Institute of Nutrition and Seafood Research (NIFES). Presentation at the International Symposium on Fish Nutrition and Feeding (ISFNF), Idaho, USA, 5–10 June 2016. By Robin Ørnsrud et al.
-
Scientific article: Establishing biomarkers of dietary selenium toxicity in Atlantic salmon (Salmo salar L.)
University of Bergen. Thesis for the degree. Master of Science in Aquamedicine. May 2016. By Tone Kristin Sundal.
-
Sluttrapport (foreløpig): Sammendrag av resultater for prosjektet Evaluering av øvre grenseverdier for selen i laksefôr
Havforskningsinstituttet. Sammendrag (fullstendig faglig sluttrapport vil publiseres når artikler sendt til vitenskapelig publisering er godkjent). 30. mai 2018. Av Robin Ørnsrud.
EU har etablert øvre grenseverdier for viktige mineraler i dyrefôr for å oppnå dyrevelferd, forbrukersikkerhet og redusere miljøpåvirkningen. Nesten alle (97 %) fiskefôr som brukes i Norge i dag overstiger EU-forskriften og den aktuelle nasjonale forskrift om total selen (Se) i fiskefôr (0,5 mg / kg fôr 70/524/EC). Selen er et essensielt element (antioksidant) som er viktig for å vareta den oksidative balanse og å motstå generelt fysiologisk stress. Den naturlige kilden til selen i laksefôr er marine råvarer, og det er relativt høye nivået av fiskemel i laksefôr sammenlignet med for eksempel kyllingfôr. I utvikling av marint bærekraftig laksefôr blir fiskemel erstattet med alternative fôrråvarer som kan gi redusert selen-innhold i laksefôr. For å garantere en sterk og robust laksefisk er det ønskelig å tilsette selen i erstatningsfôr til de naturlige nivåene som finnes i marint laksefôr. Per i dag er det ikke tillatt å tilsette selen til laksefôr pga. øvre grenseverdier. Den nåværende øvre grenseverdien for selen i laksefôr begrenser handlingsrommet for å erstatte marine fôrråvarer med alternative råvarer som har naturlige lavere nivåer av selen.
Såkalt spesiering vil være sentralt i prosjektet, i denne sammenheng å undersøke kjemiske egenskaper i form av tilstand og bindingsformer.
Å gi kunnskap om de øvre grensene for selen i atlantisk laks fôret.
Delmål
1) Å spesiere selen i laksefôr og -filét.
2) Å etablere overføringsmodeller for selen fra fôr til den spiselige delen av laks.
3) Å etablere terskelverdier for uønskede effekter av selen i laksefôr.
4) Å genere kunnskap som kan legges til grunn for anbefalinger om dagens nivå av selen i laksefôr.
Delmål
1) Å spesiere selen i laksefôr og -filét.
2) Å etablere overføringsmodeller for selen fra fôr til den spiselige delen av laks.
3) Å etablere terskelverdier for uønskede effekter av selen i laksefôr.
4) Å genere kunnskap som kan legges til grunn for anbefalinger om dagens nivå av selen i laksefôr.
Øvre grenseverdier blir etablert i EU som en prosess mellom risikovurdering og håndtering. Det nåværende prosjektet skal levere kunnskap som trenges til risikovurdering av Se i laksefôr.
Et slik prosjekt som dette kan selvsagt ikke etablere nye grenseverdier eller tillate høyere tilsetningsnivåer av Se i laksefôr, men gir en basis for å re-evaluere øvre grenseverdier i laksefôr.
Den nåværende øvre grenseverdi for Se i laksefôr begrenser handlingsrommet i forhold til å erstatte marine fôrråvarer med alternative råvarer som har naturlige lavere nivåer av Se. Prosjektet vil eventuelt gi grunnlag for å tilsette Se til erstatningsfôr for å opprettholde naturlige nivåer av Se som er viktig for en sterk og robust laks.
Et slik prosjekt som dette kan selvsagt ikke etablere nye grenseverdier eller tillate høyere tilsetningsnivåer av Se i laksefôr, men gir en basis for å re-evaluere øvre grenseverdier i laksefôr.
Den nåværende øvre grenseverdi for Se i laksefôr begrenser handlingsrommet i forhold til å erstatte marine fôrråvarer med alternative råvarer som har naturlige lavere nivåer av Se. Prosjektet vil eventuelt gi grunnlag for å tilsette Se til erstatningsfôr for å opprettholde naturlige nivåer av Se som er viktig for en sterk og robust laks.
Prosjektet skal dekke to hovedområder:
1) Selen-spesiering i fiskefôr og fisk. Dette er viktig siden denne typen spesiering er bestemmende for mulige uønskede effekter og fremtidig lovgivning på tilsetning av selen på dyrefôr vil være spesieringsspesifikk. Hovedleveranse og milepæl er å etablere en metode for å analysere organisk og uorganisk selen i fôr og laks. Dette arbeidet blir gjennomført av NIFES i samarbeid med Fødevareinstituttet (National Food Institute) ved Technical University of Denmark (DTU). Både NIFES og DTU har lang erfaring innenfor elementspesiering i laksefôr (f.eks. arsen og kvikksølv) og har samarbeidet på flere prosjekter innen dette temaet.
2) Øvre grenseverdier av selen i fiskefôr overskrides med dagens regelverk og tillater ikke tilsetning av det essensielle mineralet selen til fiskefôr til de naturlige nivåer i marint fiskefôr. Det er behov for å etablere kunnskap om hvilke tilsetningsnivåer av både organisk og inorganisk selen som toleres, både for å opprettholde en sterk og robust laks og ivareta matvaretrygghet. Hovedleveranse og milepæler blir:
1) en anbefaling for øvre toleransegrense for organisk og uorganisk selen til laks og
1) Selen-spesiering i fiskefôr og fisk. Dette er viktig siden denne typen spesiering er bestemmende for mulige uønskede effekter og fremtidig lovgivning på tilsetning av selen på dyrefôr vil være spesieringsspesifikk. Hovedleveranse og milepæl er å etablere en metode for å analysere organisk og uorganisk selen i fôr og laks. Dette arbeidet blir gjennomført av NIFES i samarbeid med Fødevareinstituttet (National Food Institute) ved Technical University of Denmark (DTU). Både NIFES og DTU har lang erfaring innenfor elementspesiering i laksefôr (f.eks. arsen og kvikksølv) og har samarbeidet på flere prosjekter innen dette temaet.
2) Øvre grenseverdier av selen i fiskefôr overskrides med dagens regelverk og tillater ikke tilsetning av det essensielle mineralet selen til fiskefôr til de naturlige nivåer i marint fiskefôr. Det er behov for å etablere kunnskap om hvilke tilsetningsnivåer av både organisk og inorganisk selen som toleres, både for å opprettholde en sterk og robust laks og ivareta matvaretrygghet. Hovedleveranse og milepæler blir:
1) en anbefaling for øvre toleransegrense for organisk og uorganisk selen til laks og
2) en overføringsmodell for disse selenformer fra fôr til laksefilét . Dette arbeidet blir gjennomført av NIFES og fôrselskaper hvor NIFES har kompetanse innenfor bruk av markører i toksikologisk evaluering og risikovurdering av mineraler i fiskefôr, og fôrselskapene har ressurser og kompetanse i fôringsstudier i laks.
Resultater fra prosjektet blir publisert i internasjonale vitenskapelige journaler som er den eneste form for informasjon som blir brukt av internasjonale risikovurderingsorganer som European Food Safety Authorities (EFSA). I tillegg blir det publisert en åpen rapport og arrangert et arbeidsseminar (workshop) for fôrprodusenter om øvre grenseverdier for selen i laksefôr.
-
Sluttrapport (foreløpig): Sammendrag av resultater for prosjektet Evaluering av øvre grenseverdier for selen i laksefôr
Havforskningsinstituttet. Sammendrag (fullstendig faglig sluttrapport vil publiseres når artikler sendt til vitenskapelig publisering er godkjent). 30. mai 2018. Av Robin Ørnsrud.
-
Final report: Evalutation of the maximum limits for Se in Atlantic salmon feeds
Institute of Marine Research. Report 13-2018. By Marc H. G. Berntsen, Heidi Amlund, Veronika Sele og Robin Ørnsrud.