Microbial raw materials as source for protein and EPA and DHA for use in aquafeed

Dyrkede mikroorganismer representerer en bærekraftig fôrressurs som kan tilfredsstille akvakulturnæringens behov for fôrråvarer med høyt innhold av fettsyrene EPA og DHA. I dette prosjektet har marine mikroorganismer som thraustokytrider og fotosyntetiserende mikroalger blitt produsert med høyt innhold av DHA og EPA. Disse to gruppene av organismer har forskjellige utfordringer for å være bærekraftige kilder for fiskefôr, og disse utfordringene er adressert i prosjektet. For thraustokytrider er produksjonsteknologien veletablert, men den trenger forbedringer for å øke produktiviteten av DHA med 50-100%, som er målet i prosjektet. For mikroalger må produktiviteten være minst ti ganger høyere enn den er i dag, og det er også behov for å optimalisere dyrkningsbetingelsene for å øke innholdet av lipider og EPA / DHA. Flere forsøk i dette prosjektet er utført for å løse disse utfordringene. Resultatene viser at lipid- og DHA-produktivitetene og lipid- og fettsyresammensetningen for thraustokytrider påvirkes av dyrkningsbetingelsene (næringsstoffkilden). Også produktiviteten av EPA og DHA i fototrofe mikroalger kan optimaliseres ved å velge stammer og optimalisere næringsbegrensning. Hittil har mest fokus blitt satt på effekt av nitrogenbegrensning på lipidproduktivitet. Den mikrobielle biomassen er brukt i fôringsforsøk av fisk. Fôringsforsøkene ble gjennomført på laksefisk og europeisk havabbor. resultatene viste at fordøybarhet av mikroorganismene varierte noe, og kan forbedres ved forbehandling som å bryte celleveggen. Flere av mikro-organismene som ble studert hadde rigide cellevegger, og det å bryte ned celleveggen ville ha forbedret fordøybarheten. Hovedresultatet fra prosjekete viser at thraustokytrider og fotosyntetiserende mikroalger representerer en mulig kilde for lipid og protein for en framtidig fôrkilde

Environmental impact of aquaculture: The project has positive effect on the environmental effects of aquaculture. New sustainable aquafeed resources is important for future increase in the aquaculture production. New resources for omega 3 fatty acids is important for avoiding over-fishing of marine fish stocks. Increase efficiency aquaculture production: Producing aquafeed from low trophic layers will increase the energetic efficiency of the aquaculture production. Develop frendly products from aquaculture: Aquafeed based on microbial raw material can be regarded as a friendly product of aquaculture. This has low environmental impacts, and aquafeed with high content of microalgae/microbial biomass can be marketed as friendly food. Open new markets: Green labelled fish products that are fed on microalge and microbial based feed can open new market possibilities in deifferent countries. Aquafeed from lower tropic layers can be an important selling argumet for new markets.

The aquaculture industry contributes with half of the global seafood consumption and this share is expected to increase (FAO, 2013). Limited availability of marine raw materials has created a need for new sustainable feed resources to cover the need for proteins and EPA/DHA to ensure the future growth. In this project we will explore the potential of cultured marine microorganisms to become a new sustainable feed source for aquaculture. Marine microorganisms are the natural source of essential fatty acids in the marine food web, and in additionthey provide proteins, carbohydrates, vitamins, minerals, pigments and antioxidants.We will focus on two groups: 1) the heterotrophic thraustochytrids, which accumulate high levels of DHA-rich lipids, and 2) phototrophic microalgae, rich in EPA and/or DHA. Both groups can be cultured based on sustainable carbon and energy sources (light/CO2 and organic waste) and have high protein contents. We will use biotechnological approaches to improve the production yield of omega-3 fatty acids in of both groups. The EPA/DHA-contents and the productivities will be increased byoptimization of the cultivation conditions to utilize the maximum physiological potential of the strains, and by applying selection pressures to enrich for improved strains. The last strategy can also be combinedwith a random mutagenesis. The microbial biomass will be evaluated in feeding experiments with salmonids, European seabass and tilapia, by analysing digestion, growth and functionality. The partners in the project are from Norway (NTNU, SINTEF Fisheries and Aquaculture, SINTEF Materials and Chemistry), Germany (ILU), Turkey (University of Ege and MEDFRI) and Iceland (MATIS).