Produção e uso de processados de Nannochloropsis spp. para aplicação em aquicultura

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Aquicultura, Florianópolis, 2020.As microalgas do gênero Nannochloropsis sintetizam compostos de alto valor econômico como ácidos graxos e carotenoides. Atualmente são utilizadas em aquicultura para a realização da larvicultura de peixes marinhos e para produção de alimento vivo, também apresentam potencial como ingrediente para a formulação de rações. Dessa forma, o presente estudo avaliou diferentes formas de colheita (centrifugação e floculação) da cultura da microalga Nannochloropsis oculata e diferentes formas de processamento da biomassa (resfriamento, congelamento, secagem à quente e liofilização) para a produção de concentrados usados no cultivo de rotíferos. Foi desenvolvido, também, um método para extração de ácidos graxos e carotenoides da microalga Nannochloropsis gaditana em larga escala. A partir desse método, foram produzidos dois extratos, um composto por carotenoides e outro por ácidos graxos, estes foram usados para a formulação de rações testadas na alimentação de juvenis de pargo europeu Sparus aurata. O método de colheita da cultura de microalgas não influenciou significativamente na performance da cultura de rotíferos, o processamento da biomassa sim. As culturas de rotíferos alimentadas com os concentrados resfriados apresentaram alto crescimento e produção de ovos, os produtos secos apresentaram resultados intermediários enquanto os congelados não promoveram o crescimento das culturas de rotíferos. Com relação à extração dos compostos de alto valor econômico, observou-se um aumento no rendimento de recuperação de carotenoides ao macerar a biomassa de Nannochloropsis. Buscando diminuir o custo, a extração foi realizada usando isopropanol ao invés de etanol, que normalmente é utilizado, também foi ajustada a proporção dos solventes da solução de extração composta por água, isopropanol e hexano (solução tri-componente) e a separação dos solventes feita por partição ao invés de secar os solventes usando rotavapor. Ao aplicar o método em larga escala, apresentou um rendimento semelhante à pequena escala. A substituição parcial do óleo de peixe pelo extrato de microalgas não influenciou o desempenho zootécnico e a utilização dos nutrientes pelos juvenis de pargo europeu. No entanto, a composição bioquímica do músculo foi alterada. Os peixes alimentados com a ração com o extrato de ácidos graxos apresentaram menor concentração de ácido docosaexaenoico (DHA) no músculo e maior quantidade de ácido eicosapentaenoico (EPA), característica da composição do extrato da microalga Nannochloropsis gaditana. A inclusão do extrato de carotenoides não influenciou o desempenho zootécnico e a utilização dos nutrientes pelos juvenis de pargo europeu, embora tenha aumentado a concentração de carotenoides no músculo, diminuído a taxa oxidativa do músculo e melhorado a pigmentação da pele. Foram desenvolvidos dois produtos à base da microalga Nannochloropsis o que ressalta a importância desse organismo para aquicultura.Abstract: Microalgae of the genus Nannochloropsis synthesize high value-added compounds, such as fatty acids and carotenoids. Currently, this microalga is used in aquaculture for marine fish larviculture and for the production of live-feed. In addition, they are potential ingredients for aquafeeds. Thus, the present study evaluated different culture harvesting methods (centrifugation and flocculation) of the microalgae Nannochloropsis oculata and different biomass processing methods (chilling, freezing, heat-drying and freeze-drying) for the production of concentrates used in rotifer cultivation. A method for large scale extraction of carotenoids and fatty acids from the microalgae Nannochloropsis gaditana was developed. From this method, two extracts were produced, one composed by carotenoids and the other by fatty acids. These extracts were used to formulate diets tested in as feed for juvenile gilthead seabream Sparus aurata. The culture harvesting method did not significantly influence rotifer culture performance, but biomass processing did. Rotifer fed the chilled concentrates showed higher growth and egg production, the dried products showed intermediate results, while the frozen ones did not promote growth of rotifer cultures. Regarding the extraction of high value added compounds, the maceration of Nannochloropsis biomass increased the carotenoid recovery yield. In order to reduce the cost, the extraction was performed using isopropanol instead of ethanol, as it is commonly used, in addition, the solvent proportion of the extraction solution composed by water, isopropanol and hexane (tri-component solution) was adjusted and the separation of solvents made by partitioning instead of drying the solvents using a rotavapor. When applying the method in large scale, it presented a similar yields to the small scale. The substitution of fish oil for the microalgae extract did not influence the zootechnical performance and nutrient utilization by juveniles? gilthead seabream. However, the biochemical composition of the muscle was altered. Fish fed the diet with fatty acid extract showed lower concentration of docosahexaenoic acid (DHA) in muscle and higher amount of eicosapentaenoic acid (EPA), characteristic of the composition of the microalgae Nannochloropsis gaditana extract. The inclusion of carotenoid extract did not influence the zootechnical performance and nutrient utilization by juveniles? gilthead seabream, however, fish fed the diets with carotenoids presented higher concentration of carotenoids in the muscle, lower muscle oxidation and better skin pigmentation. Two products based on the microalgae Nannochloropsis were developed which highlights the importance of this organism for aquaculture