“Our results indicate that crowding mackerel during purse seine capture may cause a severe stress reaction that has the potential to affect the quality of their fillets” concludes Neil Anders, PhD student at the Centre for Research-based Innovation in Sustainable fish capture and Processing technology (CRISP) at the IMR.
“The industry should take note of this because the price they receive at auction can depend on the quality of the fish they are selling. Buyers want fish with no gaping, a nice uniform pale colour to the flesh and a firm texture. We have found that crowding has the potential to affect these qualities and therefore, potentially, it could also reduce the profitability of the fish”.
Far offshore in the Norwegian Sea during each autumn season, large fishing vessels hunt for schools of fish using powerful sonars. Their target is the humble mackerel, which is one of the most popular fish species targeted by the Norwegian fisherman with somewhere in the region of three billion of them being landed per year. Mackerel are mostly caught using a surrounding net called a purse seine, which can be hundreds of meters long in order to catch mackerel schools of many hundreds of tonnes. The fishermen slowly haul in the net so that the catch is concentrated, and the fish can be pumped into cold water tanks aboard the vessel. Some are destined for tomato sauce and the Norwegian lunch table, while others are for export to the quality conscious Japanese market.
However, perhaps not all is well for fish caught in this way. As the net is hauled in, the available swimming space for the fish inside the net is slowly reduced as well. Eventually, the lack of space forces the fish closer together into more and more crowded conditions.
The research team collected blood samples from mackerel to determine their level of stress in response to crowding (Photo: Jørgen Lerfall/NTNU).
– Med tanke på makrellens normale livsstil, er de sannsynligvis vant til å ha litt «albuerom» mellom seg selv og naboene sine! Å være trengt sammen kan derfor være en ganske stressende opplevelse, sier Neil Anders.
En stor del av velferdsforskningen har vist at hvis landbruksdyr som kyr, griser eller sauer blir stresset før slakting, kan kvaliteten på kjøttet bli negativt påvirket. Hva om det samme gjelder for makrell? En gruppe forskere og studenter fra Havforskningsinstituttet (HI), Norsk institutt for mat, fiske og akvakulturforskning (NOFIMA) og Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU) ønsker nå å finne ut om dette er tilfelle.
Forskningsgruppen har gjort en rekke eksperimenter på HIs forskningsstasjon i Austevoll for å finne svar på dette spørsmålet. Ved å ha små makrellstimer i tanker og merder, simulerte forskerne forholdene makrell opplever når de blir fanget til sjøs. Fisken ble plassert i små nøter, deretter reduserte de not-volumet for å trenge dem. De tok så prøver av blod og muskel for å undersøke fiskens fysiologiske respons og bestemme stressnivået.
Mackerel who were crowded tended to enter rigor mortis faster, reach a higher level of muscular stiffness and have more acidic muscle than the control fish (Image: Neil Anders/IMR).
– Resultatene viste tydelig at trenging er en ganske stressende opplevelse for makrell. Vi fant at kortisolnivået i blodet økte dramatisk når fisken ble trengt. Kortisol er et viktig stresshormon, ikke bare for fisk, men også for mennesker. Laktatnivået var omtrent ti ganger høyere for fisken vi trengte, sammenlignet med de vi ikke gjorde det med, rapporterer Neil. Laktat dannes når levende vev produserer energi uten tilstrekkelig oksygen, noe som skjer i stressede situasjoner. De høye laktosenivåene forårsaket ekstrem aktivitet hos makrellen, så intenst at anaerob respirasjon ble utløst, forklarer Neil. Mengden blodglukose økte også, for at den skulle få nok energi til å takle utfordringen ved trengingen. Samtidig økte konsentrasjonen av ioner i fiskens blod. Dette betyr at fisken mister vann gjennom gjellene og blir dehydrert, noe som er typisk når fisk blir stresset, sier Neil.
Forskerne fant også redusert pH-verdi i muskelen hos makrell som hadde vært trengt, på grunn av økt melkesyre.
– Endringene vi observerte ligner generelt på hvordan andre fiskearter reagerer på stress, men makrellens respons synes å være ganske ekstrem, oppsummerer Neil.
Videre var forskningsgruppen interessert i å undersøke om den fysiologiske stressreaksjonen de observerte kunne påvirke kvaliteten på fiskekjøttet. Det første de så på, var hvordan utviklingen av rigor mortis ble påvirket.
The research team used laboratory techniques to determine the colour of mackerel fillets exposed to crowding (photo: Neil Anders/IMR)
– Rigor mortis eller dødsstivhet oppstår i muskler etter at et dyr dør, og hastigheten og styrken av rigor mortis er viktig for å bestemme fiskefiletens endelige tekstur og utseende. Det var tydelig at dødsstivheten for fisk som hadde vært trengt var ganske forskjellig fra de som ikke hadde blitt det. Den stressede fisken stivnet raskere og ble stivere, rapporterer Ida Eide, masterstudent ved NTNU og en del av teamet som gjennomførte forsøkene. Det kom an på hvor mye energireserver det var i muskelen da fisken døde; på grunn av den intense aktiviteten hadde stresset fisk mindre energi tilgjengelig da de døde. Dette betyr at færre av deres muskelmotoriske proteiner kan løsne fra hverandre, slik at musklene begynner å spenne seg raskere og bli stivere. Teamet fant også at muskelen i trengt fisk ble surere etter at den var død, enn hos den som ikke var trengt.
Deretter undersøkte forskerne om trenging forårsaket filet-spalting.
– Spalting skjer når muskelblokker i fiskefileter begynner å skille seg fra hverandre. Forskning på andre fiskearter har vist at når rigor mortis er sterkere, skjer det mer spalting når muskelblokkene effektivt trekkes fra hverandre av styrken i muskelkontraksjonene. Bindevevet som holder muskelbuntene sammen, blir også lettere ødelagt jo surere forhold det blir i fileten. På grunn av dødsstivheten og oppbyggingen av melkesyre, forventet vi at filetene i trengt fisk skulle få mer spalting, noe vi også fant, sier Ida.
– For å få dypere forståelse av kvalitetseffektene fra trenging, undersøkte vi også om makrellfiletens farge og tekstur ble påvirket. Vi brukte lab-fotografiske teknikker for å se etter endringer i filetfarge, forklarer Neil. Vi fant indikasjoner på at filetfargen hos trengt makrell ble rødere enn hos den ikke-trengte fisken, men forskjellene var ganske små. Endringene i farge kan ha blitt forårsaket av høyere mengder proteinbrudd på grunn av lavere pH i muskelen, eller kanskje ved omfordeling av blod til musklene i trengt fisk, slik at de bedre kan takle utfordringen. Ytterligere forskning er nødvendig for å bekrefte dette. Vi fant også at filetene fra den stressede fisken endte opp med å bli mykere enn kontrollfiletene. Aktiviteten av katepsin-enzymer var også høyere i filetene fra trengt fisk, rapporterer Neil. Katepsiner er kjent for å bryte ned muskelvev og bli mer aktive under sure forhold, så dette funnet er ikke uventet med tanke på at stresset fisk hadde surere muskel.
Other methods were applied to determine texture (Photo: Neil Anders/IMR).
– Resultatene våre tyder på at trenging av makrell under ringnotfiske kan forårsake en alvorlig stressreaksjon som har potensial til å påvirke fiskens filtekvalitet, konkluderer Neil. Næringen bør ta hensyn til dette, fordi markedsprisen kan avhenge av kvaliteten på fisken de selger. Kjøpere vil ha fisk uten spalting, med en fin, blek kjøttfarge og en fast tekstur. Vi har funnet ut at trenging kan påvirke disse egenskapene, og derfor kan det potensielt også redusere lønnsomheten.
På dette stadiet er forskergruppen imidlertid litt forsiktig.
– Det er viktig å huske at forsøket vårt var en simulert trengning, så resultatene er bare en indikasjon på hva som kan oppstå under ordinært fiske. I ringnotfiske kan sannsynligvis også andre faktorer påvirke stress- og kvalitetsresponsene vi fant. Vi må definitivt undersøke kommersielle fangster til sjøs for å finne ut om vi ser de samme effektene og undersøke hvorvidt kvalitetsendringer vedvarer under transport av fangsten fra fiskeplassene til markedet, avslutter Neil Anders.
Funding for this work was provided by the Norwegian Seafood Research Fund (Fiskeri- og havbruksnæringens forskningsfond).
