Denne artikkelen bygger videre på et nylig webinar i regi av European Aquaculture Society (EAS) med Theresa Afi fra Dalhousie University og Jan-Eric Haagensen fra Moleaer, der de presenterte ny forskning på geosmin og det bredere potensialet for nanobobleteknologi i RAS.
En åtte måneder lang studie ved Dalhousie University viste 82 % lavere gjennomsnittlig geosminkonsentrasjon i et RAS for atlantisk laks med Moleaer oksygennanobobler, sammenlignet med et kontrollsystem med konvensjonelle oksygendiffusorer. Resultatet peker på en ny mulighet for RAS-produsenter: å håndtere mer av geosminutfordringen direkte i produksjonssystemet.
Geosmin er en vedvarende utfordring i resirkulerende akvakultursystemer (RAS).
Geosmin er en naturlig forekommende forbindelse som produseres av enkelte mikroorganismer. Den kan akkumuleres i RAS-vannet og tas opp av fisken, noe som kan gi den jordaktige smaken og lukten som forbindes med bismak.
Det regnes ikke som en helsefare for fisk eller mennesker. Men selv ved svært lave konsentrasjoner kan geosmin bli et kvalitetsproblem.
– Utfordringen med geosmin handler først og fremst om at forbrukeren kan avvise produktet, forklarte Theresa Afi, forsker ved Centre for Water Resources Studies ved Dalhousie University.
Mennesker kan registrere geosmin i konsentrasjoner på deler per billion. Ifølge Afi ligger den sensoriske terskelen på omtrent 4–10 nanogram per liter.
Det gjør resultatene fra Dalhousie spesielt interessante.
I løpet av den åtte måneder lange studien hadde RAS-anlegget med Moleaer oksygennanobobler 82 % lavere gjennomsnittlig geosminkonsentrasjon enn kontrollsystemet med konvensjonelle oksygendiffusorer.
For Jan-Eric Haagensen i Moleaer peker resultatet på en viktig mulighet for RAS-produsenter:
– Hvis vi kan redusere geosmin betydelig, kan vi også redusere behovet for purging betydelig.
Det er her forskningen blir spesielt interessant fra et kommersielt perspektiv.
Håndtering av geosmin tidligere i produksjonssyklusen
I dag kan produsenter håndtere geosmin gjennom depurering, eller purging, før slakting.
– Løsningen i dag er purging av fisken i rent vann, forklarte Afi.
Fisken flyttes til rent vann og holdes der mens akkumulert geosmin skilles ut. Metoden fungerer, men krever tid, rent vann og produksjonsressurser.
Resultatene fra Dalhousie peker på en annen mulighet: å redusere geosmin direkte i RAS-anlegget mens fisken fortsatt er i produksjon.
I RAS-anlegget med nanobobler lå geosminkonsentrasjonen stort sett under deteksjonsgrensen. Når geosmin ble påvist, lå konsentrasjonene på omtrent 3–5 ng/L.
For produsentene reiser dette et viktig spørsmål: Hvis fisken eksponeres for betydelig lavere geosminkonsentrasjoner gjennom produksjonen, kan det på sikt redusere ressursene som kreves for å håndtere geosmin før slakting?
Afi påpekte at et redusert behov for purging kan bety lavere ressursbruk og mindre tid brukt på purging.
Dalhousie-studien målte ikke purgetid eller akkumulering av geosmin i fiskevev, så disse effektene må undersøkes videre. Men forskjellen på 82 % i gjennomsnittlig geosminkonsentrasjon gir et sterkt utgangspunkt for videre forskning.
Hvorfor var geosminkonsentrasjonen lavere med nanobobler?
Resultatet reiser også et viktig vitenskapelig spørsmål: Hvorfor var geosminkonsentrasjonen så mye lavere i RAS-anlegget med nanobobler?
Forskerteamet ved Dalhousie undersøkte flere mulige mekanismer, blant annet biologisk nedbrytning og oksidative prosesser.
En interessant observasjon kom etter at systemene ble behandlet med formalin. 
Etter behandlingen registrerte forskerne en betydelig økning i nitritt i kontrollsystemet. Nitrittnivået i RAS-anlegget med nanobobler holdt seg derimot relativt stabilt.
Forskjellen førte til at forskerne undersøkte de mikrobielle samfunnene i de to systemene nærmere.
Geosmin produseres biologisk, og tidligere forskning har også identifisert mikroorganismer som er forbundet med nedbrytning av geosmin. Forskerne fant forskjeller i enkelte bakteriegrupper mellom de to RAS-anleggene, noe som gir en tydelig retning for videre undersøkelser.
Den første mikrobielle analysen var ikke utformet for å identifisere de spesifikke artene eller stammene som eventuelt kan forklare geosminresultatet. Mer målrettet forskning er derfor nødvendig for å fastslå den nøyaktige biologiske mekanismen.
Men sammen med responsen etter formalinbehandlingen gir resultatene forskerne et tydelig spor å følge videre når de undersøker hvordan nanobobler kan påvirke biologiske prosesser i RAS.
Flere mekanismer kan være involvert
Forskerne undersøkte også om oksidative prosesser kunne bidra til reduksjonen i geosmin.
I separate laboratorietester viste teamet at oksygennanobobler kunne bidra til nedbrytning av geosmin når de ble utsatt for ekstern stimulering.
Nedbrytningen som ble målt i disse testene, var imidlertid ikke stor nok til å forklare hele forskjellen på 82 % som ble observert i RAS-anlegget.
Det kan tyde på at resultatet ikke skyldes én enkelt mekanisme.
Som Haagensen forklarte under webinaret:
– Vi tror ikke det finnes én enkelt mekanisme.
I stedet åpner forskningen for nye spørsmål om samspillet mellom nanobobler, mikrobiell aktivitet, biologisk nedbrytning, oksidasjon og andre vannkvalitetsprosesser i RAS.
Mer enn oksygeninnløsning
Dette bredere perspektivet på nanobobler er viktig.
I akvakultur blir nanobobler ofte først vurdert som en teknologi for oksygeninnløsning. Men Moleaers erfaring fra kommersielle RAS-anlegg viser målbare effekter som går utover innløst oksygen alene.
Ved et kommersielt RAS-anlegg i Norge ble Moleaer nanobobler forbundet med 30 % lavere turbiditet etter 50 dager, 67 % redusert ozonbehov og en økning på mer enn 60 % i nitrifikasjonsraten i biofilteret.
Ved et kommersielt postsmoltanlegg med RAS i Chile ble totalt suspendert stoff (TSS) redusert fra omtrent 17 mg/L til under 5 mg/L, mens sulfidkonsentrasjonen ble redusert fra omtrent 20 mg/L til under 10 mg/L. Operatørene observerte også mindre skum og bedre vannklarhet.
Forskningen på geosmin fra Dalhousie tilfører et viktig nytt resultat til denne voksende kunnskapen.
Som Haagensen oppsummerte under webinaret, kan nanobobler ha:
– en svært bred effekt på systemet.
Det er også det dataene i økende grad viser.
En ny mulighet for håndtering av geosmin
For RAS-produsenter handler betydningen av Dalhousie-forskningen om mer enn ett resultat på 82 %.
Den åpner for å tenke annerledes om når geosmin håndteres.
I stedet for å basere seg utelukkende på å håndtere akkumulert geosmin mot slutten av produksjonen, kan lavere geosminkonsentrasjoner i selve RAS-anlegget gi en ekstra mulighet til å redusere utfordringen tidligere i produksjonssyklusen.
Neste steg er å forstå hva dette kan bety i kommersiell skala.
Kan lavere geosminkonsentrasjoner i vannet redusere akkumuleringen i fisken? Kan det forkorte tiden som kreves til depurering? Kan produsenter på sikt bruke mindre rent vann, tid og produksjonskapasitet på å håndtere geosmin før slakting?
Dette er spørsmål som må undersøkes videre.
Men de bygger nå på et sterkt resultat: Gjennom den åtte måneder lange studien hadde RAS-anlegget med Moleaer oksygennanobobler 82 % lavere gjennomsnittlig geosminkonsentrasjon enn kontrollsystemet med konvensjonelle oksygendiffusorer.
For en næring som kontinuerlig søker bedre løsninger for vannkvalitet, ressursbruk og produksjonseffektivitet i stadig mer lukkede systemer, er dette et spennende funn – og et viktig område for videre forskning.
Vil du lese mer om selve forskningsresultatene? Les hvordan Dalhousie University sammenlignet geosmin, oksygenforbruk og systemrespons i de to RAS-anleggene.
Les forskningsresultatene.
Se hele presentasjonen
Hør Theresa Afi fra Dalhousie University og Jan-Eric Haagensen fra Moleaer diskutere den nye forskningen, hva resultatene kan bety for RAS-produsenter og erfaringer fra kommersielle RAS-anlegg i Norge og Chile.
Se hele webinaret: Nanobubble Technology in RAS: New Research and Insights from the Field
