Lipaser i restråstoff fra Atlanterhavslaks (Salmo salar)- Karakterisering av lipaseaktivitet i innvoller som funksjon av temperatur, pH og saltinnhold og utvikling av frie fettsyrer under lagring.

Abstract

Norge har en lang kystlinje der havbruk er en viktig næring som bidrar til inntekter, arbeidsplasser og matproduksjon. Verdens befolkning øker, og det stilles høye krav til ressursutnyttelse. Dersom alle deler av oppdrettsfisken utnyttes kan ressursutnyttelsen økes og mengden avfall reduseres. Laksefileten utgjør kun 56-66 % av fisken. Marint restråstoff (RRS), definert som hoder, rygg, bein og innmat, inneholder proteiner og fettfraksjoner med en høy potensiell profitt. RRS er lett nedbrytbart og utnyttelsen er krevende. Innvoller har et høyt innhold av aktive enzymer, lipaser, som bryter ned lipider til frie fettsyrer (FFA) som gir redusert oljekvalitet. Økt kunnskap om lipasene bidrar til optimalisering av lagrings- og prosessbetingelser som bevarer kvaliteten på RRS.

Hovedmålet med masteroppgaven var å øke kunnskapen om lipasene i innvoller fra Atlanterhavslaks (Salmo salar). Lipaseaktiviteten ble karakterisert med hensyn på temperatur, pH og saltinnhold. Varmestabiliteten og aktiveringsenergien til lipasene ble også undersøkt. Studien ble kombinert med lagringsforsøk for bestemmelse av FFA i RRS. Tørrstoffinnholdet i RRS var 52,4±0,67 % og askeinnholdet var 0,65±0,02 %. Totalt lipidinnhold i RRS ble bestemt til 36,8±1,15 % og vannløselig protein var 6,07±0,23 %.

Lipaseaktiviteten i RRS ble bestemt ved pH 4, 5 og 7 for temperaturer mellom 5-90°C. Aktiviteten var høyest ved pH 7 ved 30°C. Lipaseaktiviteten var høyere ved pH 7 enn pH 4 og 5 for alle prøver. Tilsats av 5% NaCl i enzymekstrakter av RRS bidro til å redusere aktiviteten ved pH 5 og 7 for temperaturer under 30°C. Reduksjonen i aktivitet var størst for RRS ved pH 5 inkubert på 10°C med 29%. Tilsetning av 6mM natriumtaurocholat ved pH 7 ga en kraftig økning i aktivitet for temperaturer mellom 10-50°C. Aktiveringsenergien til lipasene ved pH 5 og 7 var relativt stabil, men økte ved tilsetning av salter. Varmebehandling av RRS ved 70 -90°C førte til redusert aktivitet målt ved 30°C både ved pH 5 og 7. Bestemmelse av lipaseaktiviteten gav stor usikkerhet i målingene, trolig fordi den fluorimetriske metoden var svært sensitiv.

Lagringsforsøk ble utført ved 5-30°C i 0-54 timer. %FFA i RRS økte med lagringstid og temperatur. %FFA var høyest i RRS lagret ved 30°C i 48 timer. Det var en betydelig økning i %FFA i RRS lagret over 5°C. Kraftig odør og en økning i pH ble observert i RRS lagret ved 10-30°C. Forråtnelse og mikrobiell aktivitet har trolig påvirket.

Basert på denne studien vil det være fordelaktig å unngå lagringstemperaturer over 10°C da dette gir en kraftig økning i %FFA i RRS selv etter kort lagringstid. Økt temperatur fører også til økt pH og en høyere lipaseaktivitet i RRS.

Norway has a long coastline where aquaculture is an important industry that contributes to income, jobs and production of food. The world's population is increasing and it is important to utilize all resources. Utilizing all parts of farmed fish can contribute to reduced amount of waste. The salmon fillet only makes up 56-66 % of the fish. Marine rest raw material (RRM), defined as head, back, bones and viscera contains proteins and lipids with a high potential profit. RRM is easily degradable and the utilization is demanding. Viscera has a high content of active enzymes, lipases, which degrades lipids to free fatty acids (FFA) which reduces the quality of fish oil. Increased knowledge on the lipases can optimize storage and processing conditions that preserves the quality of the RRM.

The aim of this master's thesis was to increase the knowledge on the lipases in viscera from Atlantic salmon (Salmo salar). The lipase activity was characterized with respect to temperature, pH and salinity. The heat stability and the activation energy of the lipases were also investigated. The study was combined with storage trials for determination of FFA content in the RRM. The dry matter content of the RRM was 52,4±0,67 % and the ash content was 0,65±0,02 %. Total lipid content was 36,8±1,15 % and the amount of water soluble protein was 6,07±0,23 %

The lipase activity was determined at pH 4, 5, and 7 for temperatures between 5-90°C. The activity was highest at pH 7 at 30°C. The lipase activity at pH 7 was higher than for all samples at pH 4 and 5. Addition of 5 % NaCl reduced the activity at pH 5 and 7 for temperatures below 30°C. The greatest reduction in activity was found in RRM at pH 5 at 10°C with 29 %. Addition of 6mM sodium taurocholate at pH 7 resulted in increased activity for temperatures between 10-50°C. The activation energy for the lipases at pH 5 and 7 were relative stable, but when salt was present it was increasing. Heat treatment at 70-90°C resulted in a reduced lipase activity measured at 30°C for both pH 5 and 7. The fluorometric method showed some uncertainty, probably because of the sensitivity.

Storage trials were conducted at 5-30°C for 0-54 hours. %FFA in the RRM was increasing when the storage time and temperature increased. %FFA was highest in RRM stored at 30°C for 48 hours. It was a dramatic increase in %FFA in RRM stored above 5°C. Strong odor and an increase in pH were observed in RRM stored at 10-30°C. Decay and microbial activity have probably affected the RRM.

Based on this study, it will be advantageous to avoid storage of RRM at temperatures above 10°C because of the dramatic increase in %FFA even after short storage time. Increased temperatures also led to increased pH and lipase activity in the RRM.