Adição da biomassa da microalga Tetradesmus obliquus em ração canina, com modelagem matemática do processo produtivo e da geração de nutrientes

Orientador: Prof. Dr. José Viriato Coelho VargasCoorientadores: Profa. Dra. Ananda Portella Félix, Dr. Wellington BalmantTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa : Curitiba, 29/11/2019Inclui referênciasÁrea de concentração: Fenômenos de Transporte e Engenharia TérmicaResumo: A biomassa da microalga Tetradesmus obliquus, espécie cultivada no laboratório do Núcleo de Pesquisa e Desenvolvimento em Energia Autossustentável (NPDEAS), situado na UFPR, foi caracterizada quanto as suas propriedades nutricionais para posterior uso como suplemento em uma ração para cães. Sendo assim, no primeiro momento foram realizados ensaios para identificação e quantificação de proteína bruta, extrato etéreo, resíduo mineral, fibra bruta, energia bruta, cálcio, fósforo, sódio e potássio, bem como foi identificada a presença de ácido graxo essencial pertencente ao grupo ômega 3. Neste estudo foram investigados os possíveis benefícios destes elementos para o enriquecimento nutricional na dieta de cães utilizando para este fim um grupo de 16 cães adultos, saudáveis, vacinados e desverminados, da raça Beagle, pertencentes ao Laboratório de Estudos em Nutrição Canina (LENUCAN) do setor de Zootecnia da UFPR. Os animais foram distribuídos em dois grupos de 8 cães, um grupo controle e o outro submetido ao tratamento com dosagem de 5% de biomassa de microalga sobre quantidade de ração (kg de biomassa seca/kg de ração). A pesquisa foi complementada com a análise termoeconômica do processo produtivo da ração, em escala industrial e considerando a dosagem da biomassa da microalga no misturador de grãos, com objetivo de estimar os custos com energia e exergia. A elaboração de um modelo matemático em regime transiente foi desenvolvida como uma proposta de ferramenta para gerenciamento da produção de lipídeos, proteínas e carboidratos, que são elementos de interesse nutricional na composição das dietas. Os resultados obtidos mostraram que a biomassa da microalga Tetradesmus obliquus pode ser utilizada como suplemento alimentar na ração canina, uma vez que não foram detectados sinais de toxicidade e, mesmo em sua forma natural, ou seja, sem uso de palatabilizantes, mostrou que a fração ingerida da ração tratamento foi 14% maior, bem como o número de primeira visita ao pote foi 60% maior quando ofertada a ração com adição da biomassa. A ração tratamento (5% de biomassa de microalga) obteve valor de energia metabolizável 11% maior, o que pode significar bom aproveitamento dos nutrientes pelo organismo dos cães. A concentração de fibras totais 17% mais elevada, bem como concentração 6% menor de resíduos minerais nas fezes do grupo tratamento pode ter contribuído para obtenção de fezes mais firmes e melhor formadas. Nos cães machos, alimentados com a ração tratamento, foi observado redução em torno de 20% nos níveis de colesterol do sangue, além de ter sido mantido o peso corporal. Palavras-chave: Tetradesmus obliquus. Ácido graxo essencial. Análise termoeconômica. Modelagem matemática.Abstract: The biomass of the microalgae Tetradesmus obliquus, a species cultivated in the laboratory of the Sustainable Energy Research and Development Center (NPDEAS), located at UFPR, was characterized as its nutritional properties for later use as supplement in a dog food. Thus, in the first moment, tests were performed to identify and quantify crude protein, ether extract, mineral residue, crude fiber, crude energy, calcium, phosphorus, sodium and potassium, as well as the presence of essential fatty acid belonging to the group omega 3. In this study we investigated the possible benefits of these elements for nutritional enrichment in the diet of dogs using for this purpose a group of 16 healthy, vaccinated and wormless adult dogs of the Beagle breed, belonging to the Canine Nutrition Studies Laboratory (LENUCAN) from the UFPR Zootechnics sector. The animals were divided into two groups of 8 dogs, one control group and the other submitted to treatment with 5% microalgae biomass dosage on feed quantity (kg dry biomass / kg feed). The research was complemented with a thermoeconomic analysis of the production process of the ration, on an industrial scale and considering the microalgae biomass dosage in the grain mixer, aiming to estimate the energy and exergy costs. The elaboration of a transient mathematical model was developed as a tool proposal for managing the production of lipids, proteins and carbohydrates, which are elements of nutritional interest in the elaboration of diets. The results showed that the biomass of Tetradesmus obliquus microalgae can be used as a dietary supplement in canine feed, since it showed no signs of toxicity and, even in its natural form, ie, without the use of palatabilizers, showed that the ingested fraction of the treatment diet was 14% higher, and the number of first visits to the pot was 60% higher when offered the diet with the addition of biomass. The treatment ration (5% of microalgae biomass) obtained a metabolizable energy value 11% higher, which can mean a good use of nutrients by the dog's organism. The 17% higher total fiber concentration, as well as the 6% lower concentration of mineral residues in the stools of treatment group, may have contributed to obtain firmer and better formed stools. In male dogs, fed with the treatment diet, a reduction of around 20% in blood cholesterol levels was observed, in addition to maintaining body weight. Keywords: Tetradesmus obliquus. Essential fatty acid. Thermoeconomic analysis. Mathematical modeling