Exploring the nutritional composition of farmed Atlantic salmon (Salmo salar) and various shellfish available in Norway : Implications for nutrition and food composition data

Abstract

Bakgrunn: Sjømat spiller en viktig rolle i verdens matforsyning. Det globale behovet for mat er imidlertid økende, og sjømat blir stadig mer anerkjent som en mangfoldig og god kilde til en rekke ulike næringsstoffer, med et potensiale til å bidra betydelig mer til global matsikkerhet og ernæring i fremtiden. Det er imidlertid et betydelig behov for å utforske og dokumentere næringssammensetningen til ulike arter sjømat, inkludert arter som finnes lavere i næringskjeden, slik at vi kan øke vår forståelse og utnyttelse av det fulle næringspotensialet til mat fra havet.

Formål: Denne avhandlingen hadde som formål å utforske næringsinnholdet til oppdrettslaks (Salmo salar) og et bredt utvalg av skalldyrarter og -produkter tilgjengelig i Norge, samt å vurdere deres potensielle betydning som kilde til ulike næringsstoffer.

Metode: I Artikkel I ble 1108 prøver av oppdrettslaks analysert for en rekke ulike næringsstoffer. Prøvene ble samlet inn mellom 2005 og 2020 fra ulike oppdrettsanlegg i Norge. Som en videreføring av artikkel I, undersøkte vi i Artikkel II forskjeller i innholdet av næringsstoffer og kontaminanter mellom ‘Norsk kvalitetskutt (NQC)’ og hel filet i 34 prøver av norsk oppdrettslaks. I Artikkel III og IV inkluderte vi et bredt utvalg av skalldyrarter og -produkter med ulik bearbeidingsgrad (n = 822 og n = 323, henholdsvis). Disse prøvene ble samlet inn fra ulike matbutikker, gjennom tokt langs norskekysten, samt fra lokale fiskere. Innholdet av en rekke ulike næringsstoffer ble analysert i Artikkel III, mens innholdet av vitamin K, inkludert både fyllokinon (K1) og menakinoner 4-10 (K2), ble analysert i Artikkel IV. Alle analyser ble utført ved Havforskningsinstituttet, ved bruk av akkrediterte og/eller validerte analytiske metoder. Næringsinnholdet per porsjon sjømat ble også vurdert mot etablerte referanseverdier for næringsstoffer i samtlige artikler.

Resultater: Sjømaten som ble undersøkt i denne avhandlingen inneholdt høye nivåer av flere næringsstoffer samtidig, hvorav de fleste artene og produktene inneholdt høye mengder av de langkjedede omega-3 fettsyrene eikosapentaensyre (EPA) og dokosaheksaensyre (DHA), protein, vitamin B12, jod og selen. Det ble også funnet betydelig variasjon i næringssammensetning, både mellom arter og innenfor samme art. Oppdrettslaks inneholdt eksempelvis høye nivåer av vitamin D og et lavt innhold av jod, næringsstoffer som ble funnet i henholdsvis lave og høye mengder i skalldyr. Videre varierte næringsinnholdet hos de ulike artene mellom kutt, vev, prosesseringsmetoder og årstider, så vel som over tid. For eksempel har innholdet av EPA + DHA i norsk oppdrettslaks gått ned med over 60% i løpet av de siste 15 årene. Vi fant også at fordøyelseskjertelen og brunmaten hos krepsdyr inneholdt betydelig mer næringsstoffer enn hvitt kjøtt. Dette var spesielt tydelig for vitamin K, hvor de fleste skalldyrproduktene inneholdt lave mengder av total vitamin K (<10 μg/100 g), mens fordøyelseskjertelen hos snøkrabbe inneholdt betraktelig høyere mengder (170 μg/100 g).

Konklusjon: Funnene fra denne avhandlingen fremhever det rike næringsinnholdet i ulike typer sjømat. All sjømat som ble evaluert kan bidra betydelig mot det anbefalte næringsinntaket for en rekke næringsstoffer samtidig, noe som illustrerer potensialet som finnes i mat fra havet for å bidra mot bedret matsikkerhet og ernæring. Avhandlingen gir også innsikt i viktigheten av å inkludere et bredt utvalg av sjømat som en del av et variert kosthold for å kunne høste alle næringsmessige fordeler. Med grunnlag i den store variasjonen som ble observert i næringsinnhold, anbefaler vi at et mål på usikkerhet inkluderes i matvaretabeller. Dette vil bidra til å øke forståelsen for den iboende variasjonen av næringsinnhold i matvarer. Dataene som er presentert i denne avhandlingen representerer også et viktig og etterspurt bidrag til det begrensede utvalget av matvaredata som finnes for sjømat på verdensbasis, spesielt for mikronæringsstoffer.

Background: Seafood already play a crucial role in global food provision. However, global food demand is on the rise, and seafood has been increasingly recognised as a diverse and rich source of nutrients, holding the potential to contribute significantly more to global food security and nutrition in the future. Nevertheless, comprehensive data describing the nutritional composition of various seafood remains scarce. Thus, there is a need to explore and document the nutritional composition of a wide variety of species, including those found lower in the food chain, to enhance our understanding and utilisation of the nutritional potential of food from the ocean.

Objectives: To explore the nutritional composition of farmed Atlantic salmon (Salmo salar) and a wide range of shellfish species available in Norway, and to evaluate their potential nutritional significance.

Methods: In Paper I, 1108 samples of farmed Atlantic salmon collected between 2005 and 2020 from various fish farms in Norway were analysed for a range of nutrients. As an extension of Paper I, Paper II assessed the differences in nutrient and contaminant contents between the Norwegian Quality Cut (NQC) and whole fillet in 34 samples of Norwegian farmed Atlantic salmon. Papers III and IV included a variety of shellfish species and products of varying processing degrees (n = 822 and n = 323, respectively) sampled from supermarkets, surveys along the Norwegian coast, and from local fishermen. The contents of a wide array of different nutrients were analysed in Paper III, whereas in Paper IV, the contents of vitamin K, including both phylloquinone (K1) and menaquinones 4-10 (K2), were analysed. The analyses were performed at the Institute of Marine Research (IMR), employing accredited and/or validated analytical methods. Furthermore, in all papers, the nutritional composition of one serving of seafood was assessed in view of dietary reference values.

Results: All seafood assessed in this thesis contained high amounts of several nutrients simultaneously, of which the majority were able to provide high quantities of the omega-3 long-chain polyunsaturated fatty acids, eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA), protein, vitamin B12, iodine, and selenium. Nevertheless, major inter-species and intra-species variability in the nutritional composition of seafood were observed. For instance, farmed Atlantic salmon was found to provide high contents of vitamin D and low contents of iodine, nutrients that were found to be low and high, respectively, in shellfish. Furthermore, the nutrient contents of species varied across cuts, tissues, processing methods, and seasons, as well as over time. For example, the content of EPA + DHA in farmed Atlantic salmon has decreased by over 60% in the past 15 years. The hepatopancreas and brown meat of crustaceans were found to be substantially more nutrient-dense than the white meat for most nutrients. This was particularly evident for vitamin K, where most shellfish contained low contents of total vitamin K (<10 μg/100 g), whereas the hepatopancreas of snow crab was found to contain considerably higher quantities (170 μg/100 g).

Conclusions: The findings from this thesis highlight the rich nutritional profile of various seafood. All seafood were found to contribute substantially towards the recommended nutrient values of numerous nutrients simultaneously, illustrating the potential of food from the ocean to significantly enhance food security and nutrition. The importance of including various seafood as part of a diversified diet to reap full nutritional benefits was further emphasised throughout this thesis. Given the considerable variability observed, we suggested that measures of variability should be included in food composition databases to provide a more comprehensive understanding of the nutritional value of foods. The data also represent an important and highly requested contribution to the limited food composition data on seafood worldwide, particularly in terms of micronutrients.