Bioflocos autotróficos (ABFT) usando Chlorella vulgaris e Scenedesmus obliquus afeta positivamente a performance da tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus)
1) O documento descreve um estudo sobre o uso de bioflocos autotróficos (ABFT) usando as microalgas Chlorella vulgaris e Scenedesmus obliquus no cultivo da tilápia do Nilo. 2) Os resultados indicaram que o ABFT teve efeitos positivos no desempenho da tilápia, melhorando os indicadores de bem-estar e resposta imune. 3) O ABFT também mostrou potencial para tratamento de águas residuais e fornecimento de aminoácidos essenciais para o crescimento da tiláp
Semelhante a Bioflocos autotróficos (ABFT) usando Chlorella vulgaris e Scenedesmus obliquus afeta positivamente a performance da tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus)
Semelhante a 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
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
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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
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
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
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.