Enzymatisk aktivitet i ensilasje av laks

Abstract

Norge er verdensledende innenfor oppdrett av laks og dette resulterer i flere hundre tusen tonn restråstoff årlig. I dagens samfunn, hvor det er stort fokus på miljøvennlige og bærekraftige prosesser, er ensilering en sentral prosess som utnytter restråstoffet på en billig og effektiv måte. Optimalisering av ensileringsprosessen er et viktig forskningsområde som kan føre til bedre produktkvalitet og redusering av energiforbruket. Enzymer i fisk spiller en sentral rolle i nedbrytning av restråstoffet, men det er utført lite forskning på hvordan enzymene i fiskeensilasje påvirkes av ulike miljøfaktorer.

Formålet med bacheloroppgaven var å undersøke enzymatisk aktivitet (proteaser og lipaser) i ensilasje laget av hel død laks fra oppdrettsnæringen under ulike lagringsbetingelser. Målet var å identifisere optimale forhold for lagring av ensilasjen over tid, for å oppnå høykvalitetsprodukter samt gjøre prosessen mer energieffektiv. Beste ensileringsforhold ble bestemt ved å undersøke hvordan ulik pH (4, 3,5 og 3) og ulik temperatur (10 °C og 35 °C) påvirket proteolytisk og lipolytisk aktivitet i ensilasjen under en lagringstid på 22 dager. I ensilasje er det ønskelig med høy proteolytisk aktivitet og lav lipolytisk aktivitet.

Ensilasjen ble laget ved å kverne en hel laks og tilsette maursyre. Ulike mengder maursyre ble tilsatt for å lage ensilasjebatcher på henholdsvis pH 4, 3,5 og 3. Uttak fra ensilasjen ble utført på lagringsdag 4, 11, 18 og 22. I tillegg ble det tatt uttak fra fiskemassen på dag 0 før tilsats av maursyre. Proteolytisk og lipolytisk aktivitet i ensilasjen og fiskemassen, fra alle uttaksdagene, ble analysert ved 10 °C og 35 °C. Samtidig ble frie fettsyrer i fiskeoljen fra ensilasjen og fiskemassen analysert for å finne indikasjon på lipaseaktivitet.

Resultatene viste at proteolytisk aktivitet i ensilasjen økte ved minkende pH og lipolytisk aktivitet i ensilasjen økte ved økende pH. Enzymaktiviteten ble også påvirket av temperatur, hvor både proteaser og lipaser i ensilasjen hadde høyere aktivitet ved 35 °C i forhold til 10 °C. Andelen frie fettsyrer var størst i fiskeoljen fra ensilasjen ved pH 4 og økte for hver uttaksdag. En korrelasjon ble observert mellom lipolytisk aktivitet og frie fettsyrer. Det ble konkludert med at ensilasje laget av dødfisk har beste lagringsforhold ved lavere pH ned mot 3,5-3. I tillegg kan ensilasjen oppbevares lengre ved 10 °C og kortere ved 35 °C for å redusere energiforbruket.

Norway is world-leading in farming of salmon, resulting in several hundred thousand tons of rest raw material annually. In today´s society, where there is a significant focus on environmentally friendly and sustainable processes, ensiling is a central process that utilizes the rest raw material in a cheap and effective way. Optimization of the silage process is an important research area that can lead to better product quality and a reduction in energy consumption. Enzymes in fish play a central role in breaking down the rest raw material, but little research has been conducted on how the enzymes in fish silage are affected by various environmental factors.

The purpose of this bachelor thesis was to investigate enzymatic activity (proteases and lipases) in silage made from a whole dead salmon from the aquaculture industry under different storage conditions. The goal was to identify optimal conditions for storing the silage over time to achieve high-quality products and make the process more energy efficient. The best silage conditions were determined by examining how different pH (4, 3.5 and 3) and temperatures (10 °C and 35 °C) affected proteolytic and lipolytic activity in the silage during a storage period of 22 days. High proteolytic activity and low lipolytic activity are desirable in silage.

The silage was made by grinding a whole salmon and adding formic acid. Different amounts of formic acid were added to create silage batches at pH 4, 3.5 and 3, respectively. Samples were taken from the silage on storage days 4, 11, 18 and 22. In addition, samples from the fish mass were taken on storage day 0 before adding formic acid. Proteolytic and lipolytic activity in the silage and fish mass, from all sampling days, was analyzed at 10 °C and 35 °C. Simultaneously free fatty acids in the fish oil from the silage and fish mass were analyzed to find indications of lipase activity.

The results showed that proteolytic activity in the silage increased with decreasing pH, and lipolytic activity in the silage increased with increasing pH. The enzyme activity was also influenced by temperature, with both proteases and lipases in the silage exhibiting higher activity at 35 °C compared to 10 °C. The proportion of free fatty acids was highest in the fish oil from the silage at pH 4 and increased with each storage day. A correlation was observed between lipolytic activity and free fatty acids. It was concluded that silage made from dead fish has the best storage conditions at lower pH levels towards 3.5 - 3. Additionally, the silage can be stored for a longer period at 10 °C and a shorter period at 35 °C to reduce energy consumption.