O uso de aminoácidos suplementares para reduzir os níveis de proteína na dieta de tilápia do Nilo traz benefícios econômicos e ambientais

por Karthik Masagounder1, Sofia Engrola2, Rita Teodósio2, 3, Rita Colen2 e Cláudia Aragão2, 3
1 Evonik Nutrition &Care GmbH, Hanau ‐ Wolfgang, Alemanha 2 Centro de Ciências Marinhas (CCMAR), Faro, Portugal 3 Universidade do Algarve, Faro, Portugal

A produção mundial de aquicultura de peixes está aumentando progressivamente, e agora é responsável por quase 47% da produção total de peixes. Em uma escala global, tilápia é o segundo grupo de peixes finos mais cultivado, com a tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) sendo responsável por oito por cento do total de peixes finos produzidos em 2016. A espécie é particularmente popular devido às suas taxas de crescimento rápido, resistência a doenças, robustez e capacidade de adaptação a diferentes sistemas agrícolas.

Na aquicultura, a alimentação é responsável por 50 por cento do custo total de produção. Um grande desafio é encontrar novas estratégias para formulação de dieta de precisão que minimizem o custo da alimentação, enquanto aumenta a sustentabilidade. O custo da alimentação é amplamente determinado pelas fontes de proteína da dieta e pelos níveis de inclusão.

Nos últimos anos, avanços no conhecimento da nutrição da tilápia, e a disponibilidade comercial de aminoácidos suplementares permitiu que os produtores de rações fossem flexíveis na utilização de fontes vegetais para formular dietas balanceadas. Além de permitir que a indústria implemente dietas com zero de farinha de peixe, os aminoácidos suplementares abrem janelas para reduzir os níveis de proteína na dieta enquanto equilibra a dieta para os níveis de aminoácidos.

Na indústria suína e avícola, o conceito de baixo teor de proteína com o uso de aminoácidos suplementares é uma prática comum há muito tempo. Na aquicultura, este conceito não é tão comum, e a quantidade de proteína ainda é usada como indicador de qualidade da dieta. Contudo, a qualidade da dieta é determinada pela qualidade da proteína e não pela quantidade.

Isso requer atenção adicional nos níveis quantitativos e qualitativos de aminoácidos. A resposta da tilápia do Nilo aos níveis de proteína na dieta foi amplamente estudada e depende do tamanho / idade dos peixes, perfil de aminoácidos da dieta e digestibilidade.

Tipicamente, As dietas iniciais ou para alevinos de tilápia do Nilo contêm 45 por cento de proteína bruta, enquanto a dieta para alevinos e desempenho ideal de crescimento de juvenis avançados contém 35 por cento de proteína bruta. Para adultos, 25-30 por cento de proteína é comumente usada. Dietas com altos níveis de proteína, mas com um perfil de aminoácidos desequilibrado, resultarão em aumento do catabolismo de aminoácidos e, consequentemente, maiores perdas de nitrogênio.

Dado o volume de produção de tilápia e o crescimento esperado da aquicultura como estratégia para alimentar nove bilhões de pessoas até 2050, é essencial encontrar dietas que sejam econômicas e ambientalmente sustentáveis.

Conduzimos um estudo para reduzir os níveis de inclusão de proteína em dietas à base de proteína vegetal para juvenis de tilápia do Nilo, através da suplementação adequada de aminoácidos, a fim de minimizar o impacto ambiental da dieta e, ao mesmo tempo, maximizar a eficiência biológica. Além disso, Ensaios metabólicos foram realizados com o objetivo de obter um instantâneo in vivo da utilização de proteínas em juvenis de tilápia do Nilo em função do teor de proteína da dieta.

materiais e métodos

Dietas experimentais

Cinco dietas isoenergéticas foram formuladas com diferentes níveis de proteína (36%, 34%, 32%, 30% e 28% de dieta), usando ingredientes vegetais, bem como farinha de carne e ossos como fontes de proteína. As dietas foram formuladas para atender aos requisitos mínimos de aminoácidos, em uma base digestível, para juvenis de tilápia do Nilo de acordo com AMINOTilapia (uma ferramenta desenvolvida pela Evonik para as recomendações de aminoácidos da tilápia do Nilo).

Os coeficientes de digestibilidade aparente (ADC) dos aminoácidos para os ingredientes usados ​​foram retirados de nosso relatório de revisão (Konnert e Masagounder 2017). As dietas foram suplementadas com níveis crescentes de aminoácidos indispensáveis ​​selecionados e fosfato dicálcico com níveis decrescentes de proteína dietética para evitar desequilíbrios de aminoácidos ou minerais.

Teste de crescimento

Foram utilizados juvenis de tilápia do Nilo com peso corporal médio de 5,91 ± 1,66g e o experimento foi conduzido no CCMAR em Portugal.

Tanques triplicados foram atribuídos aleatoriamente a um dos cinco tratamentos dietéticos (D36, D34, D32, D30 e D28). Os peixes foram alimentados à saciedade visual com as mãos, três vezes ao dia (09:30, 12:30 e 16:30 horas). Os parâmetros de qualidade da água foram monitorados diariamente:temperatura média de 25,2 ± 0,1 ° C, o oxigênio dissolvido na água foi mantido acima de 80 por cento da saturação, O pH foi mantido entre 7,70 e 8,20 e a concentração de amônia e nitritos não ionizados na água foi de 0 mg / l durante todo o período experimental. Os peixes foram monitorados diariamente para qualquer mortalidade e o consumo de ração foi registrado diariamente durante 59 dias.

Ensaio metabólico

Após o teste de crescimento, peixes do alto, tratamentos dietéticos de proteína intermediária e baixa (D36, D32 e D28) foram selecionados aleatoriamente e transferidos para o laboratório de fluxo de nutrientes. As dietas experimentais foram marcadas com mistura de [U-14C] -L-aminoácido

A alimentação por tubo foi realizada em peixes anestesiados, que foram então transferidos para câmaras de incubação individuais conectadas a armadilhas de CO2 (Rust et al. 1993; Rønnestad et al. 2001). Cada câmara foi hermeticamente selada e fornecida com um fluxo suave de oxigênio durante as 24 horas de incubação. No final do período de incubação, cada peixe foi pesado e filetado para determinar a radioatividade no músculo.

Resultados e discussão

Desempenho de crescimento e utilização de ração

Todos os peixes tiveram um aumento de cinco vezes no peso corporal ao final do experimento, independentemente da dieta, e nenhuma diferença significativa (p> 0,05) foi encontrada no final do experimento, com valores médios variando de 29,34 a 31,49g.

O ganho de peso dos peixes não foi influenciado (p> 0,05) pelos diferentes níveis de proteína na dieta. A taxa de conversão alimentar (FCR) aumentou com a diminuição dos níveis de proteína dietética, mas diferiu significativamente (p <0,05) apenas entre o grupo alimentado com D28 (1,30 ± 0,05) e aqueles alimentados com a dieta D36 (1,16 ± 0,05). A razão de eficiência protéica (PER) aumentou com a diminuição dos níveis de proteína na dieta; Portanto, o grupo D28 apresentou o maior PER (2,60 ± 0,09) e o D36 o menor (2,27 ± 0,09).

Os grupos alimentaram D28, As dietas D30 e D32 não exibiram diferenças significativas entre eles (p> 0,05) e foram significativamente diferentes do grupo alimentado com a dieta D36 (p <0,05). Não foram detectadas diferenças entre os tratamentos quanto ao consumo diário voluntário de ração. Não houve diferenças significativas (p> 0,05) na sobrevivência entre os peixes alimentados com as dietas experimentais, que no geral foi de 98 ± 3 por cento.

Utilização de proteína na dieta

Os peixes alimentados com a dieta D30 exibiram maior retenção de proteína corporal do que aqueles alimentados com a dieta D36 (41 vs. 36% da ingestão, p <0,05). A retenção da maioria dos aminoácidos seguiu um padrão semelhante ao da retenção de proteínas, com os peixes alimentados com a dieta D30 apresentando uma tendência a maiores valores de retenção do que os alimentados com a dieta D36.

A exceção a esta tendência foi a metionina, que apresentou a maior retenção em peixes alimentados com a dieta D36, embora nenhuma diferença significativa tenha sido encontrada entre os tratamentos D36 e D30 (p> 0,05). Isso ocorre porque conforme o nível de proteína diminuiu nas dietas de 36 para 28%, o nível de cisteína (Cys) diminuiu de 0,53 para 0,44 por cento, o que resultou em Met + Cys (1,33-1,35%) sendo mais limitante do que Met (0,82-0,89%) per se.

Devido à limitação de Cys nas dietas de baixa proteína, peixes mais provavelmente usaram Met como um precursor para a produção de Cys para atender a outras necessidades metabólicas do que para a síntese direta de proteínas, explicando a retenção reduzida de Met em peixes alimentados com dietas de baixa proteína.

O ganho diário de nitrogênio foi semelhante entre os tratamentos, mas houve diferenças significativas em relação aos valores de perdas diárias de nitrogênio. Peixes alimentados com dietas de baixa proteína, D28 e D30, apresentou a menor perda diária de nitrogênio, embora apenas significativamente diferente do grupo D36 (p <0,05).

Os resultados dos testes metabólicos forneceram um instantâneo in vivo de como a proteína da dieta estava sendo utilizada pelos peixes. Os valores mais altos de catabolismo de aminoácidos foram encontrados para peixes alimentados com a dieta D36 e os valores mostraram uma tendência de declínio à medida que o nível de proteína na dieta diminuía. Espelhando o ganho N, A retenção relativa de aminoácidos no músculo (mg / g de peixe) foi bastante semelhante entre os tratamentos e não foram encontradas diferenças significativas.

O presente trabalho indica que o teor excessivo de proteína na dieta acaba por resultar no uso de aminoácidos como fonte de energia e, consequentemente, em maiores impactos ambientais. devido ao aumento da produção de nitrogênio.

Conclusões

Para concluir, o presente estudo demonstra que é possível reduzir os níveis de proteína em dietas de tilápia do Nilo juvenil para 30-32 por cento sem comprometer o crescimento dos peixes e FCR, enquanto reduz as perdas de nitrogênio para o meio ambiente. Usar a suplementação de aminoácidos adequada na ração de tilápia parece uma estratégia aconselhável para minimizar os níveis de proteína na dieta, e garantir a produção de tilápia econômica e ambientalmente sustentável.