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SensoFiA - Sensorentwicklung für die Evaluierung des Tierwohls in Aquakultursystemen

Biochip-basierte Technik kann Stress, Gesundheit und Tierwohl messen und standardisieren, um die Fischproduktion in Aquakultur weiter zu verbessern.

Messbares Tierwohl

Ein wichtiger Teil der blauen Bioökonomie ist die Optimierung des Tierwohls bei gleichzeitiger Verbesserung der Leistungsfähigkeit und Produktqualität von Fischen in Aquakulturen.

In SensoFiA werden Werkzeuge, Produkte und Methoden zum direkten Monitoring der Gesundheit und der Stressantwort von Fischen in Aquakultur entwickelt. Über eine Verbesserung des Wohlbefindens der Fische, basierend auf neuen validen Stressnachweisverfahren in Kreislaufanlagen (KLA) und Netzkäfigen, sind massive Fortschritte in der Produktionsleistung und Produktqualität möglich. SensoFia trägt zur optimierten Produktion und nachhaltigen Verwertung aquatischer Biomasse bei, weil tiergerechte Fischproduktion Erträge optimiert.

Tierwohl hat auch für den Endverbraucher zunehmend höhere Relevanz. Gerade die intensive Produktion des Lebensmittels Fisch in Aquakulturen muss daher auf allen Prozessebenen bis hin zur Schlachtung ständig optimiert werden, um eine sichere, zulassungsfähige und rechtlich einwandfreie Produktion zu gewährleisten.

Umfassendes innovatives Biomonitoring trägt dazu bei.

Optimale Tierhaltung bewirkt eine Verbesserung aller leistungsbezogener Parameter. Im Falle der Aquakultur von Atlantischem Lachs spielt zusätzlich der zwei-phasige Lebenszyklus eine herausragende Rolle: Während die Jungfische bis zur Smoltifizierung in landbasierten Anlagen (hierbei auch zunehmend KLA) herangezogen werden, wachsen die späteren Lebensstadien in Netzkäfigen im offenen Meer bzw. Fjord heran. In SensoFiA steht daher die Entwicklung geeigneter Mess-und Analyseverfahren im Vordergrund, die dazu in der Lage sind, verschiedenartige Einflussgrößen und ihre unterschiedliche zeitlich begrenzte Einflussdauer und -Intensität korrekt zu erfassen und entsprechende Handlungsempfehlungen für das Aquakulturmanagement auszugeben, die die wertbestimmenden Eigenschaften des Produktes und das Tierwohl als Ganzes unterstützen.

Lachse (oder veraltet Salm, vom lateinischen Wort salmo) sind verschiedene mittelgroße Fische der beiden Gattungen Salmo (Atlantischer Lachs, Meerforelle…

Zum Wikipedia-Eintrag über Lachse

In enger Zusammenarbeit mit dem Schwesterprojekt BioFiA wird ein interdisziplinärer Erkenntnisgewinn zu verbesserten Haltungsbedingungen für Fische in Aquakulturen erreicht.

Wie geht es dem Fisch?

SensoFiA entwickelt neue Methoden, um das Tierwohl in der Aquakultur messbar zu machen

Ob Fisch aus Aquakultur wirklich „artgerecht“ gehalten wird, ist schwer zu beurteilen – denn Fische sagen nichts, wenn sie Stress erleiden. Was sie durchmachen, bleibt für das menschliche Auge oft verborgen. Genau hier hat das Projekt SensoFiA angesetzt.

Gemeinsam mit dem Industriepartner BAADER entwickelte das Fraunhofer IMTE in Lübeck neue Ansätze, um Tierwohl und Stress bei Zuchtlachsen wissenschaftlich messbar zu machen. Nicht erst, wenn das Filet geschnitten wurde, sondern schon im Aufzucht- und Verarbeitungsprozess.

Das Problem: Stress im Verborgenen

In der modernen Fischproduktion werden jährlich Millionen Lachse aufgezogen und verarbeitet. Dabei entsteht unvermeidlich Stress: durch Transport, Enge in den Netzen, Temperatur- oder Sauerstoffschwankungen. Besonders kurz vor der Schlachtung wirkt sich dieser Stress stark auf die Fleischqualität aus: Die Filets werden weich, verfärben sich oder reißen beim Verarbeiten – ein Zustand, den die Branche „Gaping“ nennt.

SensoFiA hatte deshalb das Ziel, eine schnelle, möglichst schonende Methode zur Erkennung von Stress zu entwickeln, um das Tierwohl zu verbessern und gleichzeitig die Qualität der Endprodukte zu sichern.

Der Ansatz: Zellen, Sensoren und Wasserproben

Im Projekt entstand ein innovativer Werkzeugkasten für das sogenannte Biomonitoring. Forscherinnen und Forscher züchteten Zelllinien aus Lachszellen; unter anderem aus Haut, Leber und Kopfniere und analysierten deren Reaktion auf Umweltstress. Dabei wurden gezielt molekulare Stressmarker identifiziert: Gene, die bei Stress besonders aktiv sind.

Zudem testete das Team ein Verfahren zur RNA-Analyse aus dem Haltungswasser. Fische geben über Schleim und Haut biologische Spuren ins Wasser ab. Mit diesem Ansatz kann das Tierwohl künftig kontaktlos überwacht werden.

Die Praxis: Härtetest unter Realbedingungen

In Norwegen wurden moderne Verarbeitungsbetriebe besucht, um kritische Stresspunkte im Produktionsprozess zu identifizieren – etwa beim „Crowding“ vor dem Transport oder beim Pumpen der Fische zur Schlachtung. Die vor Ort entnommenen Wasserproben zeigten, dass die Methode grundsätzlich funktioniert, aber unter Praxisbedingungen noch an technischen Hürden wie der Probenkühlung scheitert.

Trotzdem konnte das Projektteam wichtige Rückschlüsse ziehen – etwa, wo Stress entsteht und wie sich dieser auf die Filetqualität auswirkt.

Der Ausblick: Von der Forschung in die Praxis

Auch wenn das Projekt keinen industriereifen Prototypen hervorgebracht hat, wurden zentrale Grundlagen gelegt – für künftige Methoden zur kontinuierlichen Stressmessung in der Fischproduktion. Die enge Zusammenarbeit mit der Industrie – insbesondere mit BAADER – führte bereits zu ersten Folgeprojekten.

Langfristig kann SensoFiA helfen, Prozesse tiergerechter und qualitätsorientierter zu gestalten – ein Mehrwert für Fisch, Industrie und Verbraucher.

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Mehr zu SensoFiA und weiteren Projekten des BaMS-Netzwerks:

www.blaue-biooekonomie.de

Projektkoordination: Dr. Marina Gebert, Fraunhofer IMTE

Partner

Fraunhofer IMTE (Lübeck)

Fraunhofer IMTE

BAADER