The effect of pancreas disease and salting conditions on the quality of raw and cold-smoked Atlantic salmon (Salmo salar L.)

Abstract

Fillet quality of farmed Atlantic salmon (Salmo salar L.) is affected by a broad range of preand post-mortem factors. This thesis focuses mainly on the impact of pancreas disease (PD), salt composition and salting method on pigment concentration and colour of raw and coldsmoked salmon fillets, but fillet composition, texture and drip losses are as well considered. The fish material used to study effects of PD on fillet quality was sampled from commercial farming locations to obtain a broad overview and identify potential common properties of PD affected salmon (Paper I). The farming locations participated in a cohort study reported by Jansen et al. (2010), hence the salmon were sampled from populations with a well documented disease history. Salmon from seven farms were diagnosed with PD (diagnosed 0-12 months prior to slaughtering); salmon from one farm were infected with salmonid alpha virus (SAV) without an outbreak of PD, whereas salmon from two farms had no records of PD diagnosis and worked as control farms. To obtain knowledge on underlying causes to quality deviations of PD affected salmon, individuals with different PD pathology within a population diagnosed with PD at time of slaughtering was investigated (Paper II). Anecdotal information indicates that PD may cause poor general muscle quality and in particular pale and irregular colouration. Salmon diagnosed with PD at slaughter, or six months prior to slaughter confirmed this. Changes in quality in the order of their appearance were decreased CF, depleted muscle glycogen, increased drip loss of raw muscle, paler colour, depleted protein and finally harder texture in smoked salmon fillets. Salmon infected with salmonid alphavirus (SAV) without a PD outbreak and salmon diagnosed one year before slaughtering, had similar quality as unaffected fish, although paler colour might occur even after one year recovery. Within a population of farmed Atlantic salmon diagnosed with PD at time of slaughtering, a large variation was observed among individuals in pathological profile, gene expression profile in heart tissue, and fillet quality characteristics. Deteriorated quality and dysfunction of the digestive system was most pronounced in fish with severe loss of pancreas. Dry salting significantly reduced the stability of carotenoids in the fillet surface of coldsmoked salmon fillets as compared to injection salting (Paper IV). The salt content in pre rigor injection salted fillets was similar as those salted post rigor (2.4% versus 2.6%, respectively), whereas the fillet colour was more translucence. However, injection salting of pre rigor fillets can be recommended. Moreover, state of rigor mortis at time of salting had no effect on the carotenoid stability. Low correlations between colorimetric parameters and content of carotenoids in the fillet surface, illustrated that additional factors affects the visual appearance of cold smoked salmon. Nitrite salt curing (Paper III) improved the colour of cold-smoked salmon fillets (more reddish, darker and less yellowish). However, only slight higher carotenoid stability during processing was observed. The improved colour was most probably related to formation of nitrosomyoglobin. Salmon fillets treated with nitrite (fine refined salt added 0.6% sodium nitrite) had a relatively high amount of residual nitrite, however higher contents of Nnitrosoamines were not observed. It is concluded that salmon diagnosed with PD at slaughter, or six months prior to slaughter showed deteriorated fillet quality, whereas salmon infected with salmonid alphavirus (SAV) without a PD outbreak and salmon diagnosed one year before slaughtering, had similar quality as unaffected fish. Moreover it is concluded that nitrite salt improved the appearance of cold-smoked salmon fillets and dry salting reduced the stability of carotenoids in the fillet surface as compared to injection salting.

Filetkvalitet hos oppdrettslaks (Atlantisk laks, Salmo salar L.) blir påvirket av ulike faktorer pre og post mortem. I denne avhandlingen er hovedfokuset rettet mot betydningen av pankreas sykdom (PD), saltets sammensetning og saltemetode i forhold til pigmentkonsentrasjon og farge hos rå og kaldrøkte laksefileter. I tillegg er filetsammensetning, tekstur og væsketap tatt i betraktning. For å studere effekten av PD på filetkvalitet hos laks, ble det hentet fisk fra kommersielle oppdrettsanlegg. Dette ble gjort for å få en bred oversikt og for å identifisere potensielle fellestrekk hos PD affisert laks (Artikkel I). Oppdrettsanleggene som ble benyttet var også med i en kohortstudie beskrevet i Jansen et al. (2010), noe som ga fisken en veldokumentert sykdomshistorie. Laks fra syv anlegg var diagnostisert med PD (diagnostisert 0-12 måneder for slakting) og ett anlegg var infisert med SAV uten at PD utbrudd var registrert. Laks fra to andre anlegg var uten tegn til PD og fungerte som kontrollanlegg. For å finne underliggende årsaker til kvalitetsavvik hos PD diagnostisert fisk, ble individer fra samme populasjon (diagnostisert med PD under slakting), men med ulik PD patologi undersøkt (Artikkel II). Anekdotisk informasjon indikerer at PD kan forårsake generelt dårlig muskelkvalitet, og da spesielt lys og ujevn farge. Laks diagnostisert med PD under slakting, eller seks måneder for slakting bekrefter dette. Endringene i kvalitet i forhold til når de inntreffer var; redusert kondisjonsfaktor, forbruk av glykogen, økt væsketap i rå muskel, blassere farge, forbruk av protein og til slutt hardere tekstur i kaldrøkte fileter. Laks infisert med SAV uten utbrudd av PD og laks diagnostisert ett år for slakting, hadde lik kvalitet som upåvirket fisk, selv om laks med blassere farge kan eksistere selv ett år etter sykdom. I en populasjon av Atlantisk laks diagnostisert med PD under slakting, ble det observert stor variasjon mellom ulike individer. Variasjonen viste seg i patologisk profil, genekspresjonsprofil i hjertemuskel og i filetegenskaper. Forringet kvalitet og nedsatt fordøyelsessystem var mest synlig i fisk med kraftig redusert pankreas. Sammenlignet med injeksjonssalting reduserer tørrsalting stabiliteten til karotenoider i filetoverflaten hos kaldrøkt Atlantisk laks (Artikkel IV). Saltkonsentrasjonen i fileter injisert med salt pre rigor var forholdsvis lik de respektive filetene saltet post rigor (2,4 versus 2,6 %). Pre rigor injiserte fileter var samtidig lysere. Likevel kan injeksjonssalting av pre rigor laksefileter anbefales. Rigorstatus ved saltetidspunktet hadde ingen effekt på stabiliteten til karotenoidene. En lav korrelasjon mellom fargeparametre og innhold av karotenoider i kaldrøkt laks, viser at andre faktorer også påvirker det visuelle uttrykket av fileten. Nitrittsalting (Artikkel III) forbedrer fargen hos kaldrøkte laksefileter (filetene blir rødere, mørkere og mindre gule), selv om stabiliteten til karotenoidene kun øker marginalt. Forbedret filetfarge skyldes høyst sannsynlig dannelse av nitrosomyoglobin. Laksefileter behandlet med nitritt (fint raffinert salt tilsatt 0,6 % natrium nitritt) hadde et relativt høyt innhold av resterende nitritt, uten at det ble funnet høyere verdier av N-nitrosoaminer. Det er konkludert med at laks diagnostisert med PD under slakting, eller 6 måneder for slakting, viser redusert filetkvalitet. Laks infisert med SAV uten utbrudd av PD og laks diagnostisert med PD ett ar for utbrudd, viser lik kvalitet som upåvirket fisk. Videre er det konkludert med at nitrittsalt gir bedre farge hos kaldrøkte laksefileter og tørrsalting reduserer stabiliteten til karotenoider sammenlignet med injeksjonssalting.