Otimização do cultivo da microalga Haematococcus pluvialis em sistema mixotrófico e potencial uso na alimentação do camarão Macrobrachium amazonicum

Abstract

A microalga Haematococcus pluvialis apresenta elevado interesse biotecnológico e comercial devido sua capacidade de síntese de compostos de alto valor e composição nutricional rica em proteínas, aminoácidos e outros compostos. Dentre os entraves em sua produção comercial, a obtenção de elevada biomassa tem sido o foco de diversas pesquisa que buscam otimizar o cultivo desta espécie. O cultivo mixotrófico é uma ferramenta que pode auxiliar na obtenção de elevadas produtividades, no entanto a fonte de carbono utilizada nestes cultivos deve ser adequada e disponibilizada de forma correta para completa absorção. O melaço de cana de açúcar é uma fonte de carbono rica em sacarose e nutrientes podendo ser empregado no cultivo de H. pluvialis, no entanto, requer pré-tratamento antes de seu uso. A hidrólise auxilia na redução das moléculas de sacarose em glicose e frutose, aumentando a disponibilidade de carbono e facilitando sua assimilação. Comparado ao melaço in natura, a hidrolise do melaço demonstrou melhores resultados aumentando a produtividade e alta composição bioquímica. Outra ferramenta importante utilizada na otimização dos cultivos algais em condições mixotróficas é o uso de ciclos de luz, uma vez que a luminosidade está relacionada diretamente ao metabolismo algal auxiliando na assimilação dos nutrientes e do carbono. O período de iluminação fornecida varia de espécie para espécie, podendo ou não ser necessário. Neste estudo e para estas condições de cultivo, foram observados o aumento de biomassa e aumento na composição bioquimica quando a microalga H. pluvialis foi exposta a ciclos de luz e os melhores resultados obtidos foram em ciclo de 20:4 horas (claro/escuro). Quando cultivada em “green stage” a mcroalga H. pluvialis acumula elevados teores de proteínas e aminoácidos, sendo estes compostos fundamentais na alimentação de diversos organismos aquáticos. O camarão Macrobrachium amazonicum é uma espécie nativa brasileira que apresenta elevado valor social e potencial de produção, no entanto, estudos sobre suas exigências nutricionais ainda são escassos. Em sistemas de produções aquícolas, são fornecidas rações com elevado teor proteico e grande percentagem desta proteína é de origem animal principalmente obtida através da inclusão de farinha de peixe, porém o uso de farinha de peixe eleva o custo de produção destas dietas além de ser uma fonte limitada. Uma alternativa para solução desta problemática seria o uso de proteína de origem vegetal. O uso da biomassa da microalga H. pluvialis na substituição da farinha de peixe em dietas para pós-larvas do camarão M. amazonicum, demonstrou ser uma alternativa eficaz e de palatabilidade uma vez que tais dietas formuladas aumentaram o desempenho zootécnico desta espécie, devido ao alto teor proteico e aminoácidos essenciais para o desenvolvimento do camarão, podendo a farinha de peixe ser substituída totalmente da dieta pela biomassa de H. pluvialis.

The Haematococcus pluvialis microalgae displays high biotechnological and commercial interest due to its capacity to synthesize high nutritional value in protein, amino acids and other compounds. Besides the difficulties in commercial production, the obtaining of high biomass amounts has been the objective of several researches which seek to optimize the production of this species. The mixotrophic culture is a tool which may improve the obtention of higher productivity. However, the carbon source for the cultures have to be adequate and has to be in an available form in order to be completely absorbed. The cane molasse is a carbon source rich in saccharose and nutrients and might be employed in H. pluvialis culture. Nevertheless, it requires a pre-treatment for its use. The hydrolysis promotes the reduction of saccharose molecules into glycose and fructose, improving the carbon availability and assimilation. In comparison to in natura molasses, the hydrolysis improved the results by increasing productivity. Light cycle is another important tool for algae culture in mixotrophic conditions, since light is directly related to the algae metabolism, which improves the carbon and nutrients assimilation. The light interval varies according to species and may or may not be necessary to be employed. In this study, an increase in biomass and biochemical composition was observed when H. pluvialis was exposed to light cycles. The best results were obtained with a 20:4 hours cycle (light/dark). When in green stage culture, the microalgae accumulate higher protein and amino acid contents, which are fundamental for the diet of a wide range of aquatic organisms. The Macrobrachium amazonicum shrimp is a Brazilian native species, which presents high social value and production potential. However, research about its nutritional demands are scarce. The feed employed in aquaculture presents high protein values, usually from animal source. Fishmeal is the most employed source; however, it increases the production cost and is a limited source. The employment of a vegetal-origin protein source may be an alternative to this matter. The use of H. pluvialis biomass as replacement for fishmeal in M. amazonicum post-larvae diet resulted in an effective alternative, both in nutrition and palatability. It improved the zootechnical performance, due to high protein and essential amino acids contents for shrimp growth. Thus, the fishmeal may be completely replaced with H. pluvialis biomass.