| Summary: | Antarctic krill (Euphausia superba) may be the largest biomass of a single species worldwide and is a promising ingredient for use in fish feeds. Krill have a balanced amino acid profile, and krill lipids are rich in phospholipids with a high concentration of n-3 polyunsaturated fatty acids. In addition, krill are highly palatable to fish. The limitations in availability of fish meal worldwide, and the increasing decline in pelagic fish populations increase fish meal prices. Use of krill in fish feed must be funded on science-based, sustainable krill harvest. The main objective of this thesis was to enhance understanding of Antarctic krill as a feed ingredient for salmonids. The sub objectives were to increase knowledge regarding: 1) nutritional effects of krill shell in fish feeds; 2) response to different dietary levels of krill meal in Atlantic salmon (Salmo salar); and 3) uptake and accumulation of fluoride in salmonids reared in fresh or salt water. Atlantic salmon reared in salt water, fed whole krill meal (WKM) at the expense of fish meal, grew at a lower rate during the first feeding period compared to fish fed fish meal or partly deshelled krill meal (PDKM). In a second experiment, increasing levels of a PDKM:pea protein concentrate (PPC) mixture (3.5:1) in diets for Atlantic salmon showed an optimum growth rate at a PDKM/PPC level of 400 g kg–1. In both experiments there were larger differences in growth rates and/or weight gain between the krill fed fish and the fish meal control group during the early part of the experiment compared to the total feeding period. Complete replacement of fish meal with WKM in diets for Atlantic salmon, reared in salt water, tended to reduce lipid digestibility compared to a replacement with PDKM. Increasing dietary level of a PDKM/PPC mixture, on the other hand, gave a linear increase in lipid digestibility. Salmon fed WKM or an increased level of PDKM/PPC had lower digestibility of several amino acids compared to those fed fish meal as the sole protein source. The high dietary copper level in the WKM and PDKM were excreted through the salmon faeces. There was no increase in copper accumulation in liver or whole body of salmon fed these diets. Histological changes in the kidney where observed in salmon fed diets with WKM or PDKM. These changes were described as mild to moderate degeneration, apoptosis and/or necrosis of renal tubule cells. Similarly, feeding increasing levels of a PDKM/PPC mixture to salmon produced dose dependent histological changes in the kidney. Despite the low dietary bioavailability of fluoride in salt water reared fish, we hypothized that the high dietary fluoride level in the krill meals caused the observed kidney changes. This was based on findings in other animals. High dietary fluoride fed to salmon reared in freshwater did, however, not induce similar kidney changes as seen in the krill fed salmon reared in salt water. Freshwater reared salmon fed diets with a fluoride level at 3,500 mg kg–1 from sodium fluoride (NaF), however, had crystalline material within distal tubules and/or collecting ducts in the kidney, which probably are small ureterolithiasis (commonly called kidney stones). Dietary fluoride in the form of NaF was quickly absorbed and reached a peak in plasma fluoride at three hours in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Trout fed fluoride from krill shell did not show the same clear peak in plasma concentration, and the estimated cumulative absorption of fluoride was reduced by nearly that half compared to the NaF fed fish. Supplementation of dietary calcium nearly prevented the fluoride uptake in fish fed the NaF diet, while adding calcium to the diets with krill shell reduced the uptake to nearly the half. Atlantic salmon reared in freshwater and fed a low-fluoride control diet or two diets with fluoride levels of 150 or 350 mg kg–1 with krill shells as fluoride source had higher faecal excretion of fluoride compared to salmon fed fluoride levels of 1,500 and 3,500 mg kg–1 from NaF. Salmon fed the two krill shell diets showed no difference in fluoride accumulation in whole body, bone, muscle, liver, or kidney compared to the low-fluoride control fed fish. Fish fed the NaF diets showed increased fluoride accumulation in both liver and kidney, and especially in the bones. The major implications of this research for practical feed production are that when using a high inclusion of kill in diets for Atlantic salmon, a partly deshelled krill meal is preferred to avoid possible negative effects of the shell fraction on growth rates and nutrient digestibility. Diets containing 150 and 350 mg fluoride kg–1 from krill did not cause any histological changes in gills, liver or kidneys of Atlantic salmon reared in freshwater. The high concentration of calcium and magnesium in salt water is probably the main cause for the strong limitation in fluoride uptake in salmon. Den totale biomassen av Antarktisk krill (Euphausia superba) er trolig verdens største av en enkelt art og er en lovende ingrediens for bruk i fiskefôr. Krill har en balansert aminosyreprofil og fettet i krill er rik på fosfolipider som inneholder en høy andel flerumettede n-3 fettsyrer. Krill er også en god smaksattraktant i fiskefôr. Den begrensende tilgangen av fiskemel og den tiltagende reduksjonen i pelagiske fiskepopulasjoner har ført til en økning i prisen på fiskemel. Bruk av krill i fiskefôr forutsetter at ressurser blir høstet på en bærekraftig måte med forankring i forskning. Hovedmålet med denne doktorgraden var å øke kunnskapen om krill som fôringrediens til laksefisk. Undermålene var å bidra til økt forståelse av: 1) ernæringsmessige effekter av krillskall i fiskefôr, 2) laksens (Salmo salar) respons til ulike mengder krillmel i fôret, og 3) opptak og akkumulering av fluor hos laksefisk i fersk- og sjøvann. En fullstendig erstatning av LT fiskemel med krillmel med skall (WKM) i fôr til laks i saltvann gav lavere vekst i første del av fôringsperioden sammenlignet med laks fôret et fiskemelbasert fôr eller fôr der fiskemelet ble erstattet med et delvis avskallet krillmel (PDKM). En økende erstatning av fiskemel med en blanding av PDKM og erteprotein-konsentrat (PPC) (3.5:1) i fôr til laks førte til raskest tilvekst ved et inklusjonsnivå på 400 g av blandingen per kg i det andre fôringsforsøket. I begge disse forsøkene var det større forskjell i veksthastighet og/eller vektøkning mellom fisk fôret med krill og fiskemel i første del av fôringsforsøket sammenlignet med hele foringsperioden. Når laks i saltvann ble gitt fôr der fiskemel var fullstendig erstattet med WKM, var det en tendens til redusert fordøyeligheten av fett sammenlignet med laks som fikk PDKM. En lineær økning i fettfordøyelighet ble påvist i laks fôret med økende andel av PDKM/PPC. Laks fôret WKM eller økende nivå av PDKM/PPC hadde lavere fordøyelighet av flere aminosyrer sammenlignet med dem som hadde fiskemel som eneste proteinkilde. Det høye innholdet av kobber i WKM og PDKM ble effektivt skilt ut i laksens avføring. Det var ingen økt akkumulering av kobber i verken lever eller helkropp i laks som fikk krill i fôret. Både laks fôret med WKM og PDKM hadde histologiske forandringer i nyrene. Forandringene kan beskrives som mild til moderat degenerering, apoptose og, eller nekrose av tubulicellene i nyrene. Økende innblanding av PDKM/PPC i fôret gav en doseavhengig forandring i nyrevevet. Selv om biotilgjengligheten av fluor for fisk i saltvann er lav testet vi hypotesen at disse histologiske forandringene ble forårsaket av det høye fluornivået i krillmelene. Dette var basert på resultater fra andre dyreslag. Høye fluornivåer i fôr til laks i ferskvann forårsaket imidlertid ikke de samme nyreforandringer som ble oppdaget hos laks fôret krill i sjøvann. En fluormengde på 3500 mg fluor per kg fôr (NaF) førte imidlertid til krystalliserte strukturer, antageligvis små nyresteiner, i de distale tubuli og/eller samlerørene i nyrene hos laks i ferskvann. Fluor i form av NaF i fôret ble hurtig tatt opp i blodet hos regnbueørret (Oncorhynchus mykiss), og nådde en topp i blodplasma etter tre timer. Ørret fôret med krillskall som fluorkilde oppnådde ikke denne samme tydelige toppen i plasmafluor og den estimerte kumulative absorpsjonen var halvert sammenlignet med fisk fôret med NaF. Tilsetting av ekstra kalsium i fôret forhindret opptak av fluor i fisk fôret med NaF og halverte opptaket hos fisk fôret med krillskall som fluorkilde. Laks i ferskvann som fikk en lav-fluorkontroll og to fôr med 150 og 350 mg fluor kg fra krillskall hadde høyere utskillelse av fluor i avføringen sammenlignet med laks fôret med 1500 og 3500 mg fluor kg med NaF som fluorkilde. Laks som fikk de to fôrene med krillskall akkumulerte ikke mer fluor i muskel, bein, lever, nyre, eller totalt for hele kroppen enn fisk fôret lav-kontrolldietten. Laks som fikk høy konsentrasjon av NaF i fôret akkumulerte fluor både i lever og nyre, og spesielt i bein. De viktigste implikasjonene av dette arbeidet for praktisk fôrproduksjon er at hvis store mengder krill skal inngå i fôr til laks, bør delvis eller helt avskallet krill benyttes for å unngå eventuelle negative effekter fra krillskallfraksjonen på tilveksthastighet og fordøyelighet av næringsstoffer. Fôr som inneholdt 150 eller 350 mg fluor kg–1 fra krillskall forårsaket ingen histologiske forandringer i verken gjeller, lever eller nyre hos laks i ferskvann. Det høye innholdet av kalsium og magnesium i sjøvann er sannsynligvis årsaken til redusert opptak av fluor fra krill hos laks.
|
|---|