Metoder og teknologikonsept for kontroll av geosmin og andre odør-forbindelser i RAS-systemer for matfiskproduksjon

In land-based production of fish water may be a limited and expensive resource. Many aquaculture plants apply technology where water is recycled, called Recirculating Aquaculture Systems (RAS). These RAS have complex water treatment systems however experience show that fine particles and compounds still accumulate in the RAS-water. Some of these compounds also accumulate in the fish and may give the fish product an earthy flavour making it less appealing as human food. The off flavour is caused by odor molecules (OM), produced by bacteria habiting the system. The mystery is that a RAS may be operated for years without one bad tasting fish, before earthy flavour occurs with no clear cause. Today this problem is primarily solved by keeping fish in new clean water for 1-2 weeks without feeding prior to slaughter. This method requires access to water and space and leads to up to 6% weight loss in salmon. The aim of this project is to eliminate or reduce problems with off-flavour in RAS. This will be achieved by identifying the causes of sudden rise in OM production, and by developing protocols and technology that may prevent OM production or remove these compounds from the water. Trials will be performed in model RAS without fish, and interactions between water quality, microbiology and technology will be investigated. Models will be exposed to various environmental conditions to identify growth triggers for OM producing bacteria, and what triggers these bacteria to start OM production. Furthermore, we will do trials in pilot RAS to confirm or deny that the same conditions will have effects in a system containing fish. Lastly, we will test different water treatment strategies to assess whether these can be applied to prevent OM production, i.e. UV irradiation, ozonation and various fine particle filtration technologies. The ultimate goal for the project is to arrive at a concept applicable for automated and predictable production of odor-free food fish in RAS.

Det er forventet en sterk vekst i andelen fisk som oppdrettes på land de kommende årene, både nasjonalt og internasjonalt. Et ønske om å produsere mat nærmest mulig markedet driver utviklingen av stadig bedre teknologi for resirkulerende akvakultursystemer (RAS), slik at vannforbruket kan reduseres til et minimum. Med gjenbruk av vann i intensive RAS følger flere problemstillinger knyttet til vannkvalitet. Slik teknologisk status er i dag vil det tross flere vannbehandlingstrinn akkumuleres oppløste og suspenderte organiske og uorganiske stoffer over tid, og mange av disse kan ha negativ innvirkning på fiskens velferd, helse eller kvalitet. Blant forbindelsene som kan akkumuleres i RAS-anlegg er smak- og luktforbindelsene geosmin (geo) og 2-methylisoborneol (2-MIB). Disse forbindelsene produseres av mikrober i vannet og i biofilm på overflater i RAS-anlegget, men hva som faktisk trigger produksjon av geo/2-MIB i marine RAS er per tid ikke godt dokumentert. Etter hvert som forbindelsene akkumuleres i vannet vil geo/2-MIB også tas opp i fisken og akkumuleres i fiskens muskel- og fettvev. Selv ved svært lave nivåer kan forbindelsene smakes, og fisken er lite attraktiv som menneskemat. Dagens løsning på dette problemet er at slakteklar fisk flyttes fra utvekstkaret og over i et «rensekar» hvor den står i 1-2 uker uten fôr, for å reversere opptaket av odørforbindelsene. Denne prosessen utgjør en betydelig kostnad for oppdretter, både i form av arealbruk, vannforbruk, og fiskens veksttap, som for atlantisk laks har blitt anslått til ca. 6%. I dette prosjektet skal små marine RAS startes basert på biolegemer kultivert i sjø, eller i eksisterende matfiskanlegg. Disse systemene utsettes for ulike miljøforhold for å undersøke hvordan disse påvirker geo/2-MIB produksjon. Disse mini RAS vil også brukes for testing av vannbehandlingsteknologi. For å identifisere bakterier som produserer geo/2-MIB og kartlegge mikrobiota benyttes RT qPCR og gensekvenseringsteknologi .