O camarão está agora estabelecido como um dos produtos do mar mais consumidos e é de considerável popularidade em todo o mundo, com crescente expansão em muitos países e regiões. É um setor significativo da lucrativa indústria da aquicultura.
O mercado global de camarão foi de US $ 18,30 bilhões em 2020 e deve atingir cerca de US $ 23,4 bilhões até 2026, com expansão da produção em muitas regiões do mundo. O camarão está disponível em várias espécies, como L. vannamei, P. monodon , e M. rosenbergii , o camarão gigante de água doce.
Todos eles são muito populares no mercado internacional, e muitos países estão incentivando a produção de camarão, dando incentivos aos agricultores e oferecendo incentivos financeiros. Para atender à crescente demanda na Europa e América do Norte, grandes países produtores de camarão, como a Índia, China, Vietnã, Indonésia, Tailândia, O México e o Equador continuam exigindo um suprimento grande o suficiente para satisfazer seus fortes mercados domésticos e de exportação.
A necessidade de dietas comerciais eficientes
Como todas as empresas de aquicultura intensiva, a principal limitação é a necessidade de dietas comerciais eficientes que possam satisfazer seus rigorosos requisitos nutricionais (NRC 2011) e com base em uma plataforma sustentável de ingredientes que fornecem nutrientes essenciais em uma formulação balanceada para permitir o crescimento máximo e eficiência alimentar ideal.
As dietas de camarão podem conter baixos níveis de ingredientes marinhos, como farinha de peixe e subprodutos da pesca (farinha de lula, e hidrolisados de peixe), mas em grande parte são compostos por ingredientes vegetais, como farinha de soja, farinha de glúten de milho e grãos como ingredientes de enchimento e fontes de amido ricas em energia, como frações do meio de trigo e milho, colocando encargos adicionais para a sustentabilidade dos recursos disponíveis.
Agora há muita consideração quanto às consequências de longo prazo de uma expansão da indústria global de cultivo de camarão e do uso sustentável de farinhas de soja devido às pressões ambientais associadas à sua produção em países como o Brasil e ao aumento do desmatamento, bem como à necessidade de água e nutrientes .
Esta é a principal justificativa para o polêmico peixe in:fish out FIFO Ratio para várias espécies, conforme recentemente refinado por Kok et al 2020. Consequentemente, a indústria de aquicultura está mudando a atenção para novos ingredientes que podem atender aos objetivos e requisitos com pegada de carbono reduzida, maior transparência da cadeia produtiva da ração e reconhecimento do consumidor pelo cumprimento da agenda de sustentabilidade.
Há um potencial considerável para concentrados de proteína à base de grãos derivados das indústrias clássicas de fermentação para álcool potável, mas mais recentemente os coprodutos originados do setor de bio-refino industrial para a geração de etanol combustível de milho e trigo estão ganhando impulso. Eles foram defendidos e testados para a aquicultura e em dietas formuladas para carpas e tilápias com muito sucesso.
Plataforma inovadora de biotecnologia
Uma empresa com sede nos Estados Unidos com esta intenção é Nutrição POETA , que estão baseados em Sioux Falls, Dakota do Sul. Sua plataforma de biotecnologia inovadora associada à geração de biocombustíveis a partir do milho agora rendeu co-produtos avançados, ou seja, uma variedade de proteínas fermentadas de milho combinadas com levedura e de perfil de aminoácidos digestíveis muito alto e energia digestível que pode ser usada para peixes e camarões.
Proteína fermentada de milho NexPro®, resulta da separação mecânica pós-fermentação do produto DDG utilizando uma tecnologia patenteada chamada Maximized Stillage Co-Products. Ao fracionar o material pós-fermentação, permitindo que o processo de fermentação aumente a separação, bem como enfraqueça a matriz da parede celular das frações fibrosas.
Isso também permite maior concentração da levedura Saccharomyces cerevisae inativa utilizada para a produção de álcool. A solução tem uma proteína bruta superior (~ 50 vs ~ 28%), níveis mais baixos de fibra bruta e composição nutricional melhorada em comparação com DDGS tradicional.
A Poet Nutrition conduziu uma série de ensaios independentes com várias espécies, incluindo o salmão do Atlântico ( Salmo salar ) e truta arco-íris ( Onchorhyncus mykiss ), tilápia e camarão com excelentes resultados. O trabalho do salmonídeo foi relatado anteriormente no IAF em 2020, 2021.
Este artigo apresentará testes com L.vannamei para avaliar o desempenho do NexPro® sob condições experimentais clássicas.
Para avaliar sua eficácia, ensaios de alimentação realizados com o objetivo principal de avaliar a eficácia de uma proteína fermentada de milho (CFP) em camarão, e sua viabilidade como uma fonte de proteína de alta qualidade para uso em formulações de rações aquáticas.
Nossos objetivos são caracterizar o desempenho do crescimento e as métricas de utilização da ração para camarões juvenis e determinar
o nível de inclusão prática ideal de CFP em dietas de tipo de produção típicas para L. vannamei . Ensaios de crescimento sequencial foram conduzidos para avaliar o uso de proteína fermentada de milho em camarões de pernas brancas do Pacífico ( L. vannamei ) formulações de rações.
Dietas experimentais e testes de crescimento
Os ensaios de crescimento sequencial foram conduzidos na E. W. Shell Fisheries Research Station em Auburn, AL, EUA. Os produtos CFP foram obtidos na Flint Hills Resources (Wichita, KS, EUA) (agora grupo POET Nutrition) Um ensaio preliminar (Ensaio 1) com 4 dietas e um segundo ensaio (Ensaio II) com cinco dietas experimentais (Tabelas 1, 2) foram formulados usando CFP como substituto da farinha de peixe no ensaio 1 e, em seguida, uma combinação de farinha de peixe e farinha de soja no ensaio II.
A composição aproximada das dietas foi analisada na University of Missouri Agricultural Experiment Station Chemical Laboratories (Columbia, MO, EUA) aos métodos AOAC (2000) e apresentados para as respectivas formulações de dieta (Tabelas 1 e 2).
As dietas foram preparadas misturando os ingredientes secos em um misturador (Hobart, Troy, OH, EUA) por aproximadamente 15 minutos.
O óleo de peixe foi então incorporado, seguido da adição gradativa de água fervente à mistura até a obtenção de uma consistência adequada para peletização. As dietas eram então passadas por um molde de 2,5 mm em um moedor de carne. Os peletes úmidos foram então colocados em um forno de ar forçado (<50 ° C) durante a noite a fim de atingir um teor de umidade inferior a 10. Os peletes secos foram desintegrados, embalado em sacos lacrados, e armazenado em um freezer até que seja necessário.
Na primeira tentativa, camarão juvenil ( L. vannamei ) (1,24 g de peso inicial) foram estocados em aquários replicados (quatro repetições alocadas aleatoriamente por tratamento) com volume de 80 L cada como um componente de um sistema de recirculação a uma densidade de armazenamento de 10 camarões por tanque. O sistema de recirculação de cultura interno consistia em tanques de cultura, tanque coletor com filtro biológico, filtro de contas, bomba de circulação e aeração suplementar.
Cada dieta experimental foi distribuída aleatoriamente em quatro tanques replicados por tratamento. Os camarões foram pesados em grupo no início e no final do ensaio de crescimento (cinco semanas). Eles foram alimentados com as dietas experimentais quatro vezes ao dia, com duas mamadas pela manhã e duas pela tarde.
As entradas de ração foram fixadas com base no crescimento histórico e na ingestão de ração, com a quantidade de ração consumida cuidadosamente monitorada para cálculos de Taxa de Conversão Alimentar (FCR) e métricas relacionadas, como Coeficiente de Crescimento Térmico (TGC) - um parâmetro de crescimento que incorpora os efeitos da temperatura no metabolismo.
Testando uma faixa mais específica de inclusão
Este estudo usou os mesmos ingredientes do primeiro teste, mas testou um intervalo mais específico de inclusão para encontrar melhor a inclusão para desempenho otimizado, então 6, 12, 18 e 24 por cento, por exemplo. Os mesmos sistemas experimentais de contenção e condições de criação foram empregados. Novamente, camarões pós-larvais foram utilizados com peso médio inicial menor de 0,25 ge capacidade para maior coeficiente de crescimento térmico (TGC).
Durante o período de criação para ambos os ensaios I e II, oxigênio dissolvido (DO), temperatura, salinidade, e o pH foi medido duas vezes ao dia em um dos tanques de criação usando um medidor YSI 556 MPS (Yellow Spring Instrument Co, Yellow Springs, OH, EUA). Amostras de água foram coletadas em um dos tanques para determinar o nitrogênio amoniacal total (TAN) semanalmente.
Todos os dados foram analisados estatisticamente usando análise de variância unilateral para determinar diferenças significativas (P <0,05). O teste de comparação múltipla foi usado para determinar diferenças significativas entre as médias de tratamento se um efeito de tratamento significativo foi observado.
Um teste Dunnet T foi utilizado para comparar o basal com os outros tratamentos. Todas as análises estatísticas foram realizadas usando SAS (V9.4. SAS Institute, Cary, NC, EUA).
Resumo de resultados
Na primeira tentativa, a farinha de peixe foi substituída em uma base iso-nitrogenada e iso-lipídica com até 30 por cento de CFP. Os resultados indicaram que até 20 e 30 por cento eram níveis viáveis incluídos na dieta. O desempenho total do crescimento e os dados de utilização da alimentação são exibidos na Tabela 3.
Na segunda tentativa, 5 dietas com uma inclusão máxima de 24 por cento foram avaliadas em níveis incrementais de 0, 6, 12, 18 e 24 por cento. Neste ensaio, o nível mais baixo (6% CFP) realmente melhorou o crescimento acima do grupo de controle.
Embora, não houve diferenças significativas entre o mais alto nível de inclusão e a dieta basal, mas um nível de 24 por cento foi considerado máximo sob essas condições, conforme validado pelo teste Dunnet T, quando comparado ao nível de inclusão mais alto de CFP para camarão alimentado com dieta basal (Tabela 4).
Uma inclusão ideal de 18 por cento para NexPro® em um nível muito mais alto de inclusão, algumas limitações de nutrientes, incluindo níveis marginais de aminoácidos essenciais, torna-se aparente a diferença de digestibilidade ou o fato de a farinha de peixe estar em níveis muito baixos da dieta. Contudo, A vantagem econômica permanece para o agricultor devido à economia nos custos gerais de alimentação.
Sustentabilidade é um grande objetivo internacional
O uso de ingredientes alternativos para substituir a farinha de peixe e o farelo de soja é hoje uma das principais metas internacionais, que visa compensar as consequências ambientais e éticas associadas ao uso de concentrados de alta proteína marinhos e terrestres como o farelo de soja.
Tem havido muitas estratégias para usar outros ingredientes em dietas comerciais de camarão e, mais recentemente, farinha de inseto, algas e várias proteínas de célula única (SCP) de micróbios e leveduras, como Roy et al (2009).
Estes foram testados em camarões com bom sucesso. Contudo, esses ingredientes exóticos têm se mostrado caros devido às limitações de oferta e ao alto custo de produção. Eles também podem ter algumas restrições devido à presença de componentes estruturais da parede celular e especificações nutricionais variáveis.
As alternativas incluíram com sucesso coprodutos de processos industriais, incluindo fluxos das indústrias de bioetanol e potáveis, e esta última atraindo muito interesse para dietas de aquicultura. Embora existam muitos estudos para promover a consideração de grãos secos de destilaria e várias formas de DDG e DDGS de alta proteína, esses produtos são de qualidade variável para a aqüicultura e possuem uma ampla variedade de conteúdo de proteína e valor energético.
Eles também costumam ter um conteúdo apreciável de fibras insolúveis e, portanto, podem não ser totalmente digeridos no trato gastrointestinal dos peixes ou no camarão, onde o intestino é curto e o tempo de trânsito para a digesta é bastante rápido. A presente margem de restrição para a inclusão de HP-DDGS de alta proteína pode ser parcialmente atribuída à fibra (polissacarídeos sem amido NSP) em produtos à base de grãos, mas também aos níveis reduzidos de colesterol e fosfolipídios quando a farinha de peixe é reduzida. Estes são considerados essenciais para o crescimento e a saúde do camarão e devem ser incluídos na dieta.
Também, existem questões relativas à digestibilidade geral e disponibilidade de aminoácidos indispensáveis e estes podem se tornar limitantes em inclusões superiores de produtos do tipo HD-DDGS. Também existe um problema potencial de palatabilidade quando a farinha de peixe é reduzida nas formulações e os camarões são particularmente sensíveis no que diz respeito às propriedades gustativas e olfativas da dieta.
Esses trabalhadores estudaram a capacidade dos hidrolisados de proteína de subproduto do atum (TBPH) para melhorar a qualidade e a digestibilidade do camarão branco do Pacífico ( Litopenaeus vannamei ) alimentados com dietas com baixo teor de farinha de peixe. Muitos desses fatores podem ser corrigidos pelo uso de enzimas exógenas para ajudar na digestão, como proteases, carboidrases que degradam melhor as proteínas e os polissacarídeos não amiláceos (NSP's). O uso de fitase pode aumentar muito a disponibilidade de P em dietas formuladas para espécies aquáticas e camarões.
De fato, mais trabalho é necessário para suplementar dietas com alto teor de proteína de grãos com aminoácidos essenciais como a metionina, lisina e treonina para aumentar a barreira para atender ao conceito de 'aminoácido ideal' conhecido por ser importante para atingir o desempenho máximo e cumprir os requisitos para o acúmulo de proteína em tecidos-chave, órgãos como o músculo durante as fases de crescimento intensivo.
A palatabilidade e a aceitação da dieta podem ser bastante melhoradas pela adição de atrativos na dieta, como extratos / óleos de farinha de molusco e lula e suplementos como glicina-betaína, solúveis de peixes secos - aminas biogênicas altas na dieta para iniciar uma resposta alimentar robusta.
Muito eficaz dentro de margens ideais
Nossos resultados indicam que NexPro® é muito eficaz dentro de margens ideais quando acomodado em dietas para camarões em detrimento de farinha de peixe e farelo de soja, enquanto mantém os níveis de proteína e lipídios balanceados para L. vannamei .
Verificou-se que poderíamos incluir sem comprometer o desempenho em até 18-20 por cento e reduzir significativamente os componentes da dieta de soja e farinha de peixe. O desempenho do crescimento do camarão e os parâmetros de utilização da ração estavam dentro da normalidade esperada para esta espécie e apenas em 24 por cento observamos alguma redução no crescimento em comparação com os grupos de dieta de controle para ambos os ensaios.
Contudo, o desempenho desse tratamento foi rentável devido ao custo reduzido da ração e retornaria uma margem de lucro para o agricultor com menos de 100 dias de crescimento para a colheita, em comparação com uma formulação à base de farinha de peixe com alto teor de farinha de peixe.
O trabalho futuro está sendo direcionado para otimizar o uso do produto e estender seu nível de inclusão. Também, há uma necessidade de avaliar as propriedades funcionais potenciais sobre a integridade da saúde intestinal em camarões sob condições típicas de cultivo. As investigações incluirão um exame de seus efeitos na resistência a doenças com base em testes de desafio de patógenos, sobrevivência e também equilíbrio microbiano intestinal e exame das características histológicas dos indicadores do estado de saúde intestinal e hepato-pâncreas.
A inclusão do NexPro® já traz benefícios de custo, pois o preço da formulação da dieta é significativamente reduzido com 20 por cento de inclusão conforme medido pela taxa de crescimento e FCR econômico.
Isso promete maior lucro para o agricultor, ao mesmo tempo em que atende à importante agenda sustentável e contribui para a redução das proteínas marinhas e terrestres ao preencher a 'lacuna de proteína' emergente na produção de aquicultura global.
Sobre os autores
Este artigo foi gentilmente contribuído para esta publicação pelo Professor Simon J Davies, Editor da revista International Aquafeed, Professor adjunto, Universidade Nacional da Irlanda, Galway, Irlanda e Derek Balk e Melissa Jolly-Breithaupt, Poeta Nutrição, Sioux Falls, EUA.
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