Nutrição aminoacídica em tilápia-do-nilo: balanço e elaboração de modelo de predição para aminoácidos essenciais

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Aquicultura, Florianópolis, 2023.O estudo foi dividido em duas etapas. Na primeira, o objetivo foi desenvolver uma estratégia de formulação que proporcionasse o equilíbrio adequado entre os aminoácidos essenciais e reduzisse o nível de proteína em dietas para juvenis de tilápia-do-nilo, sem comprometer o crescimento dos peixes. Na segunda etapa do estudo, o objetivo foi modelar uma inclusão dinâmica de aminoácidos essenciais em dietas de tilápia-do-nilo com base na variação do consumo de dieta, causado pela temperatura da água e estágio de crescimento. No primeiro estudo, foi realizado um ensaio de alimentação, onde grupos de 20 peixes com peso médio inicial de 6,75 ± 0,07 g foram alimentados com quatro dietas isoenergéticas, que variaram em sua concentdieta de proteína, usando cinco repetições, em delineamento inteiramente casualizado. As dietas 32HighLys e 32LowLys continham 321 g de proteína kg-1 , enquanto as dietas 29BAL e 22BAL continham 292 e 222 g de proteína kg-1 , respectivamente. O crescimento dos peixes alimentados com a dieta 29BAL não foi comprometido, apesar de consumirem uma dieta com menor teor de proteína. O ganho em peso e coeficiente de crescimento térmico dos peixes alimentados com esta dieta foram semelhantes aos registrados nos peixes alimentados com as dietas 32HighLys e 32LowLys. No entanto, o ganho de proteína em peixes alimentados com a dieta 32HighLys foi significativamente maior comparado com os demais tratamentos. Ainda, a diminuição no teor de proteína da dieta resultou em menor excreção de resíduos nitrogenados nos peixes alimentados com as dietas 29BAL e 22BAL (37,21 ± 0,74 e 23,59 ± 0,88 g N kg-1 produzido peixe-1, respectivamente). A segunda etapa do estudo focou na premissa que os peixes consomem quantidades suficientes de nutrientes para atingir seu máximo potencial de crescimento. A partir desta premissa, foram obtidos modelos matemáticos para prever a exigência em alguns aminoácidos em mg por grama de ganho em peso, como em lisina, arginina, histidina e triptofano. Já a exigência nos aminoácidos que não foram estimadas pelos modelos, foram estabelecidas com base na relação à lisina, obtida nos estudos de deleção de aminoácidos com tilápia-do-nilo. Os valores do coeficiente de crescimento térmico preditos pelo modelo, serviram como ferramenta para obter dados de crescimento diário, os quais, juntamente com os dados de exigência em aminoácidos essenciais (mg g-1 de ganho de peso), possibilitaram a estimativa das exigências diárias para cada aminoácido. Como conclusão, a estratégia de formulação proposta no primeiro estudo, que utilizou a inclusão de aminoácidos cristalinos para balancear o perfil de aminoácidos essencias, mostrou-se eficiente na redução de 3% de proteína digestível na dieta de juvenis de tilápia-do-nilo, de 32% para 29%, sem comprometer o crescimento dos peixes e promovendo menor excreção de resíduos nitrogenados na água. Ainda, diferentes recomendações em aminoácidos essenciais foram preditos com base na capacidade de crescimento e de alimentação da tilápia-do-nilo em diferentes condições de temperatura e estágio de desenvolvimento. Este estudo é um passo inicial para o desenvolvimento de dietas balanceadas que atendam às demandas da espécie em diferentes temperaturas e estágios de desenvolvimento no processo produtivo.Abstract: The study was divided into two stages. In the first one, the objective was to develop a formulation strategy to maintain an adequate balance among essential amino acids while reducing the protein level in diets for juvenile Nile tilapia, without compromising fish growth. In the second part of the study, the objective was to model a dynamic inclusion of essential amino acids in Nile tilapia diets based on the variation in feed intake, caused by water temperature and growth stage. In the first study, groups of 20 fish with an average initial weight of 6.75 ± 0.07 g were fed four isoenergetic diets, which varied in their protein concentration, using five replicates, in a completely randomized design. Diets 32HighLys and 32LowLys contained 321 g protein kg-1, while diets 29BAL and 22BAL contained 292 and 222 g protein kg-1, respectively. The growth of fish fed the 29BAL diet was not compromised, despite feeding on a diet with lower protein content. The weight gain and thermal growth coefficient of fish fed the 29BAL diet were like those recorded for fish fed the 32HighLys and 32LowLys diets. However, protein gain in fish fed the 32HighLys diet was significantly higher compared to the other treatments. Also, the decrease in protein content of the diet resulted in lower excretion of nitrogenous residues in fish fed the 29BAL and 22BAL diets (37.21 ± 0.74 and 23.59 ± 0.88 g N kg- 1 produced fish-1, respectively). The second stage of the study focused on the premise that fish consume enough nutrients to reach their maximum growth potential. Based on this premise, mathematical models were obtained to predict the requirement for some amino acids in mg per gram of weight gain, such as lysine, arginine, histidine, and tryptophan. As for the amino acid requirements that were not estimated by the models, they were established based on the lysine ratio obtained in amino acid deletion studies with Nile tilapia. The values of the coefficient of thermal growth predicted by the model served as a tool to obtain data on daily growth, which, together with data on the requirement for essential amino acids (mg g-1 of weight gain), made it possible to estimate the daily requirements for each amino acid. In conclusion, the formulation strategy proposed in the first study, which used the inclusion of crystalline amino acids to balance the profile of essential amino acids, proved to be efficient in reducing 3% of digestible protein in the diet of juvenile Nile tilapia, from 32% to 29%, without compromising fish growth and promoting lower excretion of nitrogenous waste in the water. Furthermore, different essential amino acid recommendations were predicted based on the growth and feeding capacity of Nile tilapia under different conditions of temperature and developmental stage. This study is an initial step towards the development of balanced diets that meet the demands of the species at different temperatures and stages of development in the production process