Minimum requirements for omega-3 fatty acids in modern production of Atlantic salmon

Det foreligger begrenset kunnskap om minimumsbehovet for EPA og DHA i laks. Kriteriene for bestemmelse av behovet for omega-3 fettsyrer har hittil stort sett vært definert ut i fra fiskens tilvekst og overlevelse. En definisjon av ernæringsbehov bør imidlertid også omfatte informasjon om fiskehelse og motstandskraft mot sykdom. Et viktig fokus i dette prosjektet er å bestemme behovet for EPA og DHA i ulike livsstadier. Det er et videre mål å definere tidlige symptomer på omega-3 fettsyremangel siden sub-optimale mangeltilstander antagelig kan føre til økt helserisiko, selv når det ikke foreligger åpenbare symptomer som redusert vekst og dødelighet. I prosjektet er det gjennomført et fôringsforsøk hvor laksens utvikling og helse er fulgt fra den var 40 gram til den var 1 kg. I fasen fra 40 gram til 400 gram, har laksen blitt fôret med 14 forskjellige dietter med ulike nivåer av EPA eller DHA, en (1:1) blanding av EPA og DHA og en tilnærmet kommersiell kontroll diett. Laks på 400 gram, fra 14 ulike pre-diettgrupper, ble videre fôret fram til 1 kg med 3 ulike nivåer av EPA og DHA i dietten. Forsøket viste ingen store forskjeller i tilvekst eller dødelighet mellom gruppene, med unntak av redusert vekst i EPA og DHA mangel gruppen. Laksens evne til egenproduksjon av EPA og DHA fra den kortere omega-3 fettsyren 18:3n-3, var relativt høy når disse utgjorde under 1% av fôret. Ved høyere nivå i fôret ble denne kapasiteten kraftig redusert. Tilsetting av den bioaktive komponenten lipoin syre til leverceller fra de ulike diettgruppene, stimulerte laksens kapasitet til EPA og DHA produksjon. Det ble observert store endringer i fettsyresammensetningen av laksens ulike vev og organer over tid. Hjerte og hjerne konserverte i større grad EPA og DHA enn lever, tarm, skinn og muskel, spesielt i fosfolipider. Når nivåene av EPA og DHA reduseres i de ulike membran fosfolipidene, så erstattes de i stor grad av betennelsesfremmende n-6 fettsyrer. Det var relativt små forskjeller i vevsmorfologi mellom de ulike diettgruppene, antall slimceller i skinn økte med økende mengde omega-3 i fôret. For å studere fettsyresammensetningens betydning for laksens immunrespons, ble makrofager isolert fra laks på 400 g og utsatt for behandling med ulike immunstimulanter og virus infeksjon. Dataene tyder på at laksens immunapparat responderer dårligere på immunstimulanter som TLR agonister i mangel gruppen enn i gruppene fôret med EPA og DHA i dietten. Overføring av fisk på 1 Kg fra kar på land til merder i sjø, resulterte i høyere dødelighet i mangel gruppen enn i grupper med fisk fôret med moderate nivåer av EPA og DHA i fôret. I samarbeid med FHF prosjektet 900957, har vi fulgt fisken videre i sjø fram til ca 4 kg for å studere langtidseffekter av lave nivåer av omega-3 i fôr på fiskehelse.Det ble observert relativt høy dødelighet i merdene rett etter utsett i sjø, og resultatene viste signifikant lavere dødelighet i gruppen fôret med det høyeste nivået av DHA i dietten i tidlige livsfaser. I samarbeid med FHF prosjektet 900957, ble fisken fulgt videre i sjø fram til ca 3,5 kg for å kunne studere langtidseffekter av lave nivåer av omega-3 i fôr på fiskehelse. Laks fôret på 1% EPA og DHA eller lavere, hadde betydelig høyere dødelighet enn laks fôret med 1,7% av disse fettsyrene i fôret når fisken ble utsatt for gjentatt håndteringsstress som avlusning ved høye vanntemperaturer i løpet av sommermånedene. Ved sluttuttaket når fisken var 3,5 kg fant vi at laks fôret med de laveste nivåene av EPA og DHA hadde redusert nivå av astaxanthin i muskel, økt mengde fett i lever og rundt innvoller, manglende virvelmellomrom i ryggrad og histologiske endringer og tegn på betennelse i midttarm.

The world production of fish oil, the major source of the essential fatty acids EPA and DHA, has been stable since the 1970s. Due to increasing demands for EPA and DHA as ingredients in human health products and fish feed, there is now a serious shortage of these fatty on the international markets. This has led to increasing substitution of fish oil by plant oils in Atlantic salmon feed and thereby reducing the EPA and DHA content of salmon. This reduction is probably unavoidable, so it is urgently neede d to know the minimum required levels of these fatty acids in fish diets for securing health and quality. It is known that 75-100% of the fish oil can be substituted by plant oils without negative effects on growth, as long as the diet contains fish meal . Today the level of fish meal in salmon diets is also decreasing leading to an even more pronounced reduction in EPA and DHA. This project will determine the minimum EPA and DHA requirements in diets for modern Atlantic salmon, with fast growth and low f eed conversion ratio, at different life stages in sea-water. The project will further assess if the capacity to produce EPA and DHA from 18:3n-3 is influenced by different dietary fatty acids, bioactive components and temperature. This project will use n ew advanced technologies to define some early symptoms of EPA and DHA deficiency, since sub-deficiency states can result in increased health risks, even when not manifested by overt symptoms and reduced growth.