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Similar to Bioflocos autotróficos (ABFT) usando Chlorella vulgaris e Scenedesmus obliquus afeta positivamente a performance da tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus)
Similar to Bioflocos autotróficos (ABFT) usando Chlorella vulgaris e Scenedesmus obliquus afeta positivamente a performance da tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) (20)
Bioflocos autotróficos (ABFT) usando Chlorella vulgaris e Scenedesmus obliquus afeta positivamente a performance da tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus)
- 1. 1 Centro de Ciências Agrárias Departamento de Engenharia de Pesca Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Pesca Thiago Andrade da Silva Bioflocos autotróficos (ABFT) usando Chlorella vulgaris e Scenedesmus obliquus afeta positivamente a performance da tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus)
- 4. 4 Águas residuais Nas últimas décadas, a preocupação com manejo de águas residuais tem aumentado – Causas: aumento da população e industrialização – Consequências: ● Poluição, ● Eutrofização (bloom algal) – Depleção do oxigênio em lagos e rios – Degradação de ecossistemas de água doce ● Aumento dos níveis de nitrogênio e fósforo Tratamento convencional: digestão anaeróbica seguida por nitrificação e desnitrificação
- 5. 5 Tratamento de águas residuais Tratamento requer muita energia elétrica – Aeração mecânica – Tratamentos físicos/químicos Custos proibitivos e baixa eficiência
- 6. 6 Bioflocos Biofloc technology (BFT) utiliza principalmente micróbios heterotróficos – Amplamente estudados e aplicados no cultivo de camarão e tilápia do Nilo Vantagens: – Efeitos positivos sobre a imunidade (aumento de defesas não-específicas) – Melhora da eficiência do uso do alimento fonte de alimento para→ animais cultivados
- 7. 7 Bioflocos Principal propósito Controle da qualidade da água prevenindo acúmulo de N e reduzir trocas de água Princípio básico: promover o ciclo do nitrogênio no sistema de cultivo
- 8. 8 Manutenção/Recuperação da Qualidade da Água REAÇÃO AUTOTRÓFICA Sólidos suspensos Baixa alcalinidade: ↑CO2 Contínua adição de carbonato: pH Fontes de C REAÇÃO HETEROTRÓFICA Elevada demanda de O2 Controle da reação C/N Controle da turbidez
- 9. 9 Tratamento biológico com algas Microalgas e microalgas Alternativa utilizada para compensar as desvantagens dos métodos convencionais – Resiste aos contaminantes de águas com matéria orgânica em excesso: N orgânico, F, salinidade – Absorve metais pesados – Reduz DQO e DBO
- 10. 10 Remoção de nutrientes com uso de microalgas Vantagens do uso – N e F assimilados pela biomassa microalgal pode ser usado como fertilizante – Biomassa pode ser usada para: ● Produção de bioenergia ● Alimentação ● Uso em rações animais ● Produtos farmacêuticos – Efluentes descartados com mais OD Eficiência de remoção: 80-100% Pecuária Indústria Agricultura Aquicultura
- 11. 11 Tratamento biológico com algas Não foram reportados estudos utilizando-se tratamento de água com uso de microalgas em consórcio com cultivo de peixes Objetivo: – Avaliar as possibilidades dos bioflocos autotróficos no lugar dos heterótrofos com uso das microalgas Chlorella vulgaris e Scenedesmus obliquus, assumindo que, baseado em resultados prévios, que o nitrogênio e o fósforo pode ser removido pelas microalgas – Efeitos observados: sobrevivência, crescimento e indicadores de bem- estar em termos de resposta imune
- 13. 13 2. Materiais e métodos
- 14. 14 1) Preparação da dieta experimental 2) Peso seco e determinação da quantidade de clorofila-α 3) Experimento de degradação da qualidade da água em tanques de 100 L 4) Parâmetros hematológicos 5) Parâmetros imunológicos não-específicos 6) Experimento de crescimento 7) Análise de aminoácidos 8) Análise estatística Materiais e métodos
- 15. 15 1) Preparação da dieta experimental 2) Peso seco e determinação da quantidade de clorofila-α 3) Experimento de degradação da qualidade da água em tanques de 100 L 4) Parâmetros hematológicos 5) Parâmetros imunológicos não-específicos 6) Experimento de crescimento 7) Análise de aminoácidos 8) Análise estatística Materiais e métodos
- 16. 16 Preparação da dieta experimental Chlorella vulgaris e Scenedesmus obliquus – Obtidas do NNIBR (Nakdonggang National Institute of Biological Resources, Coreia do Sul) – Cultivadas em 10 garrafas de 10 L – SBG11 foi usado para manutenção das cepas ● 1% CO2 constante ● Fluxo de ar de 250 mL/min ● Temperatura 28 ºC ● Iluminação constante: 100 μmol fótons m−2 s−1
- 17. 17 1) Preparação da dieta experimental 2) Peso seco e determinação da quantidade de clorofila-α 3) Experimento de degradação da qualidade da água em tanques de 100 L 4) Parâmetros hematológicos 5) Parâmetros imunológicos não-específicos 6) Experimento de crescimento 7) Análise de aminoácidos 8) Análise estatística Materiais e métodos
- 18. 18 Peso seco e determinação da quantidade de clorofila-α Peso seco: 1) Células foram filtradas em papel filtro fibra de vidro 2) Secagem a 60 ºC por 24 h 3) Diferença do peso inicial e final Concentração de clorofila-α – Método de Moran Cada medida foi tomada em triplicata
- 19. 19 1) Preparação da dieta experimental 2) Peso seco e determinação da quantidade de clorofila-α 3) Experimento de degradação da qualidade da água em tanques de 100 L 4) Parâmetros hematológicos 5) Parâmetros imunológicos não-específicos 6) Experimento de crescimento 7) Análise de aminoácidos 8) Análise estatística Materiais e métodos
- 20. 20 Experimento de degradação da qualidade da água em tanques de 100 L Duração: 12 dias 3 tratamentos: – 50% de troca diárias – 0% de troca diária – ABFT: sem troca de água mas com Chlorella vulgaris e Scenedesmus obliquus Tanques com capacidade para 150 L receberam 100 L
- 21. 21 Experimento de degradação da qualidade da água em tanques de 100 L Tratamento ABFT – Concentração do inóculo: 0,014 g L-1 – Intensidade da luz: 85 μmol fotons m−2 s−1, medida na superfície da água (16-h luz, 8-h escuro) – Somente elementos traço foram adicionados
- 22. 22 Experimento de degradação da qualidade da água em tanques de 100 L Cada tanque recebeu aleatoriamente um dos três grupos – 20 tilápias/tanque: 85,9 ± 2,26 g/total 1719 ± 45,28 g Foi usada dieta comercial – 45% PB e 9% de lipídeos – Alimentação 3 x/dia – Taxa de arraçoamento: 2% PV Aeração constante Temperatura foi mantida em 28 ºC Uma alícota de sangue foi coletada de 3 peixes de cada tanque para avaliação das condições de bem-estar
- 23. 23 Materiais e métodos 4) Parâmetros hematológicos Transaminase glutâmico-oxalacética - GOT Transaminase gutâmico-pirúvica - GOP 5) Parâmetros imunológicos não específicos Superóxido dismutase - SOD Determinação de lisozima sérica
- 24. 24 1) Preparação da dieta experimental 2) Peso seco e determinação da quantidade de clorofila-α 3) Experimento de degradação da qualidade da água em tanques de 100 L 4) Parâmetros hematológicos 5) Parâmetros imunológicos não-específicos 6) Experimento de crescimento 7) Análise de aminoácidos 8) Análise estatística Materiais e métodos
- 25. 25 Experimento de crescimento Duração do experimento: 8 semanas 2 tratamentos: – Controle: 50% de troca diária – ABFT: troca de água a cada 10 dias, incluindo microalgas, baseado nos resultados do experimento de degradação de água Tanques de 2.400 L de capacidade receberam 2.000 L de água
- 26. 26 Experimento de crescimento Concentração inicial do inóculo na renovação (10 dias): – 0,01 g L-1 – Intensidade da luz: 85 μmol fotons m−2 s−1, 16-h luz, 8-h escuro – Somente elementos traço foram adicionados Tilápias em cada tanque: 218 (60,13 ± 0,25 g/total 13,108 ± 0,055 kg). Ração comercial, condições de água (aeração e temperatura) foram as mesmas do experimento de degradação de água – Alimentação 3 x/dia – Taxa de alimentação: 2% PV
- 27. 27 Experimento de crescimento Ao fim do experimento, 20 peixes foram selecionados para determinação de: – Ganho de peso – Eficiência alimentar – Taxa de crescimento específico – Taxa de sobrevivência – Nível de aminoácido
- 28. 28 Experimento de crescimento Composição centesimal – Peixes e microalgas – Método AOAC Determinação de matéria seca, cinzas, proteína bruta (método Kjeldhal), lipídeos (Soxhlet)
- 29. 29 1) Preparação da dieta experimental 2) Peso seco e determinação da quantidade de clorofila-α 3) Experimento de degradação da qualidade da água em tanques de 100 L 4) Parâmetros hematológicos 5) Parâmetros imunológicos não-específicos 6) Experimento de crescimento 7) Análise de aminoácidos 8) Análise estatística Materiais e métodos
- 30. 30 3. Resultados e discussão
- 31. 31 Experimento de degradação da qualidade da água em tanques de 100 L Sobrevivência Clorofila-α Decomposição
- 32. 32 Indicadores de bem-estar GOT e GPT : mais importantes amino- transferases Atuam no metabolismo dos aminoácidos Nível aumenta no fígado devido a: – Danos hepatopancreáticos – Estresse: transporte, baixo OD SOD: principal rota de defesa antioxidante Resposta a estresse oxidativo: cataliza O2 altamente reativo a menos reativo H2O2 Lisozima: importante enzima de defesa Apresenta atividade antibacteriana contra bactérias Gram-positivas e Gram-negativas
- 33. 33 Indicadores de bem-estar Resultados encontrados (↓GOT, ↓GPT, ↑SOD, ↑Lisozima) repetem o que foi observado em outras pesquisas – Suplementos dietéticos: levedura, perifíton, astaxantina e bioflocos Potencial defesa contra diferentes tipos de estresses + =
- 34. 34 Chlorella vulgaris e Scenedesmus obliquus têm efeito positivo sobre a resposta imune em tilápias
- 37. 37 Efeito da alimentação com microalgas Outros estudos reportaram: Alta síntese protéica em Pagrus major: 2% de espirulina por 95 dias Teor de proteína elevado em Gadus morhua: Nannochloropsis sp. e Isochrysis sp. em lugar de farinha de peixe foi maior devido à riqueza em: – Nutrientes essenciais – Componentes bioativos: ácidos graxos, polissacarídeos, vitaminas, minerais e pigmentos
- 39. 39 Os aminoácidos essenciais do peixes cultivados nos tanques ABFT tiveram resultados semelhantes a estudos anteriores em sistemas BFT
- 40. 40 Comparação de escore (aa/AA) de aminoácidos essenciais (EAA) e índice de EAA (EAAI) de microalgas baseado na composição do corpo de tilápias¹ 1 - aa represents individual EAA content of Microalgae; AA represents individual EAA content of tilapia body. Values of aa/AA are set at 1.00 maximum. 2 - Chlorella vulgaris and Scenedesmus obliquus. 3 - EAAI (essential amino acid index) =(aa1 / AA1 ×aa2 / AA2× …× aan / AAn)1 / n.
- 41. 41 Composição de EAA das microalgas EAAI é útil para determinação do EAA – Adequado: 0,7 a 0,9 – Inadequado: < 0,7 EAAI de 0,99 da Chlorella vulgaris e Scenedesmus obliquus nesse sistema ABFT foi comparável a dos bioflocos (0.89–0.92) num sistema BFT com tilápia Tais microalgas podem atender o requerimento de aminoácidos na dieta de crescimento de tilápias
- 42. 42 Potencial do sistema ABFT Chlorella vulgaris e Scenedesmus obliquus 1) Tratamento da água 2) Não apresentou diferença nos índices zootécnicos e melhorou a resposta imune 3) Fonte alternativa de aminoácidos para o crescimento 4) Custo e demanda de água Controle: 56.000 L ABFT: 10.000 L
- 43. 43 Potencial do sistema ABFT Fato curioso: – Crescimento da microalga e mortalidade de peixes ocorreu ao mesmo tempo: 6 dias (experimento de degradação de água, 100L) – Parece haver correlação Estudos adicionais sobre esta questão precisam ser conduzidos, incluindo um sobre os efeitos das microalgas que permitiriam que a tilápia resistisse a outros tipos de estresse.
- 44. 44 Outros aspectos a serem investigados Concentração de microalgas para zero-trocas Intensidade de luz e fotoperíodo Tamanho e densidade
- 45. 45 ABFT vs BFT Bioflocos autótrofos também apresentam desafios ao BFT – Especialmente o controle da concentração de microalgas – ABFT pode ser auxílio para viabilizar economicamente BFT
- 46. 46 ABFT Os resultados deste estudo indicam: – ABFT pode ser efetivamente utilizado como um novo sistema aquícola Espera-se que esta tecnologia seja aplicável na larvicultura ou fase de juvenis
- 47. 47 4. Conclusão
- 48. 48 Conclusões ABFT 1) Papel importante na melhoria da qualidade da água 2) Melhorou a resposta imune da tilápia 3) Não apresentou alterações na sobrevivência, crescimento ou composição corporal 4) Troca de água foi reduzida em 82% 5) Microalgas poderiam atuar como fonte de nutrientes para a tilápia
- 49. 49 Conclusões ABFT Este estudo demonstrou o considerável potencial da ABFT como um sistema econômico de aquacultura, especialmente para áreas rurais de países em desenvolvimento.