Ensayos ecotoxicológicos empleados en el análisis de muestras acuáticas contaminadas con hidrocarburos / Métodos ecotoxicológicos utilizados na análise de amostras aquáticas contaminadas com hidrocarbonetos / Métodos ecotoxicológicos utilizados na análise de amostras aquáticas contaminadas com hidrocarbonetos

Los ensayos ecotoxicológicos brindan información sobre los posibles efectos nocivos que podrían tener ciertas sustancias sobre los seres vivos. El presente artículo de revisión es un análisis de los ensayos ecotoxicológicos desarrollados en los últimos años para determinar la toxicidad de hidrocarburos en muestras acuáticas, especialmente de combustibles o biocombustibles candidatos, empleando distintos organismos que pueden brindar información valiosa y necesaria sobre las consecuencias que dichos compuestos podrían tener en la cadena trófica. En el proceso de desarrollo de nuevos compuestos o productos derivados de hidrocarburos es importante conocer la relación causa-efecto que podría tener sobre el medioambiente, ahí radica la importancia de emplear dichos ensayos para seleccionar aquel producto que sea más adecuado y menos nocivo, así descartar la producción de aquellos que podrían tener efectos deletéreos y causar catástrofes medioambientales. Los organismos que usualmente se emplean para análisis de muestras acuosas o disueltas son: pez cebra (Danio rerio), microcrustácros (Daphnia sp.); microalgas (Scenedesmus sp., Chlorella sp. entre otros), y bacterias marinas (Aliivibrio fischeri), donde parte de los mismos, o los organismos como tal son objeto de estudio, y con ello se busca comprender el efecto que el compuesto podría tener sobre ellos, dando información importante en distintos niveles tróficos.

Os testes ecotoxicológicos fornecem informações sobre os possíveis efeitos nocivos que certas substâncias podem causar nos seres vivos. Assim, este artigo de revisão é uma análise dos testes ecotoxicológicos desenvolvidos nos últimos anos para determinar a toxicidade de hidrocarbonetos em amostras aquáticas, especialmente combustíveis candidatos ou biocombustíveis, que se utiliza de diferentes organismos que podem fornecer informações valiosas e necessárias sobre as consequências que esses compostos podem ter na cadeia trófica. No processo de desenvolvimento de novos compostos ou produtos derivados de hidrocarbonetos, é importante conhecer a relação causa-efeito que pode ter o desenvolvimento do produto sobre o meio ambiente, daí a importância de usar esses testes para selecionar o produto mais adequado e menos prejudicial, descartando assim a produção daqueles que poderiam ter efeitos deletérios e causar catástrofes ambientais. Os organismos normalmente utilizados para análise de amostras aquosas ou dissolvidas são: zebrafish (Danio rerio); microcrustáceos (Daphnia sp.); microalgas (Scenedesmus sp., Chlorella sp., entre outras); e bactérias marinhas (Aliivibrio fischeri); sendo parte deles, ou os organismos como tal, objeto de estudo. Com isso, busca-se entender o efeito que o composto pode ter sobre eles, dando informações importantes em diferentes níveis tróficos.

Effects of ZooBioR2 product as feed supplement in laying hens on the morphofunctional state of intestinal mucosa / Efeitos do produto ZooBioR2 como suplemento alimentar em galinhas poedeiras sobre o estado funcional da mucosa intestinal

Spirulina platensis is a microalga with biological activity used to produce nutritional supplements rich in proteins, essential fatty acids, vitamins, and minerals. The current study aims to prove the impact of the product ZooBioR2 (obtained from Spirulina platensis) on health, and on the histology of duodenum, jejunum, ileum, and cecum in laying hens. The experiment was performed in duplicate on 5 groups of hens (14 birds/group), one control and four experimental, in which the feed was supplemented with ZooBioR2 in different doses (5.0; 10.0; 15.0; 20.0mg active substance/kg of fodder). Inclusion of the supplement in the diet have determined a significant decrease of height of intestinal villi, the depth of the crypts and the thickness of muscular layer of mucosa in the experimental groups receiving 15.0 and 20.0mg/kg. The decrease of crypts depth is an indicator of a higher rate of turn-over of epithelial tissue. The morphological changes of intestinal mucosa could be involved in a better digestibility of the fodder.

Spirulina platensis é uma microalga com atividade biológica utilizada para produzir suplementos nutricionais ricos em proteínas, ácidos graxos essenciais, vitaminas e minerais. O estudo atual visa provar o impacto do produto ZooBioR2 (obtido da Spirulina platensis) na saúde e na histologia do duodeno, jejuno, íleo e ceco em galinhas poedeiras. O experimento foi realizado em duplicata em cinco grupos de galinhas (14 aves/grupo), um controle e quatro experimentais, nos quais a ração foi suplementada com ZooBioR2 em diferentes doses (5,0; 10,0; 15,0; 20,0mg de substância ativa/kg de forragem). A inclusão do suplemento na ração determinou uma diminuição significativa da altura das vilosidades intestinais, da profundidade dos crypts e da espessura da camada muscular da mucosa nos grupos experimentais que receberam15,0 e 20,0mg/kg. A diminuição da profundidade das criptas é um indicador de maior taxa de rotação do tecido epitelial. As alterações morfológicas da mucosa intestinal podem estar envolvidas em uma melhor digestibilidade da forragem.

Effect of untreated and pretreated sugarcane molasses on growth performance of Haematococcus pluvialis microalgae in inorganic fertilizer and macrophyte extract culture media / Efeito do melaço da cana-de-açúcar pré-tratado e não-tratado no crescimento da microalga Haematococcus pluvialis em meio de cultura com fertilizante inorgânico e extrato de macrófita

The growth of Haematococcus pluvialis in two alternative culture media NPK (10:10:10) and ME (macrophyte extract), under mixotrophic conditions using sugarcane molasses as a carbon source were evaluated for 28 days. The molasses was used in two different ways, in a native form (untreated) and a hydrolyzed (pretreated). Cell density of Haematococcus pluvialis in mixotrophic cultivation was higher in pretreated molasses. Growth rate was higher when pretreated molasses were employed in mixotrophic cultivation with NPK culture medium (k=0.5 7th growth day). Biomass, chlorophyll-a, conductivity and total inorganic nitrogen were not significantly different (p>0.05) during the experimental period for two mixotrophic cultivation and culture media. Protein contents of H. pluvialis biomass were higher in NPK culture medium with pretreated molasses (50% dry biomass). Annual biomass production was 520 kg-1 dry biomass with untreated molasses for two culture media, and 650 and 520 kg-1 dry biomass with pretreated molasses for NPK and ME culture media, respectively. The use of NPK and ME culture media in mixotrophic cultivation may be a new protocol for H. pluvialis cultivation due to the low cost and similar annual production.

O crescimento de Haematococcus pluvialis foi avaliado em dois meios de cultura alternativos NPK (10:10:10) e ME (extrato de macrófita), em condições mixotróficas utilizando melaço de cana-de-açúcar como fonte de carbono durante 28 dias. O melaço foi utilizado de duas maneiras diferentes, bruto (não tratado) e hidrolisado (pré-tratado). A densidade celular de Haematococcus pluvialis em cultivo mixotrófico foi maior em melaço pré-tratado. A taxa de crescimento foi maior no cultivo mixotrófico pré-tratado em meio de cultura NPK com k=0,5 (7º dia). Biomassa, clorofila-a, condutividade e nitrogênio inorgânico total não foram significativamente diferentes (p>0,05) durante o período experimental para as duas condições mixotróficas e meios de cultura. Os teores de proteína de H. pluvialis foram maiores no meio de cultura NPK em melaço pré-tratado, acima de 50% da biomassa seca. A produção anual de biomassa foi de 520 kg-1 de biomassa seca em melaço não tratado para os dois meios de cultura e de 650 e 520 kg-1 de biomassa seca em melaço pré-tratado para meios de cultura NPK e ME, respectivamente. O uso de meios de cultura NPK e ME em cultivo mixotrófico pode se tornar um novo protocolo adotado para o cultivo de H. pluvialis devido ao baixo custo e similar produção anual de biomassa.

Evaluation of the operational conditions in the production and morphology of Chlorella sp / Avaliação das condições operacionais na produção e morfologia de Chlorella sp

It was evaluated the effect of operational conditions in the production of Chlorella sp. after its selection from genus Chlorella sp., Scenedesmus sp., Nannochloris sp., Tetraselmis sp. and Dunaliella salina. Microalgae were inoculated in drinking water with addition of NPK fertilizer (N 24%, P 24%, K 18%), at a concentration of 0.5 g/L, agitation of 150 rpm, temperature 25 °C, light intensity of 1680 lumens at a color temperature of 6400K, without pH control for 8 days. The cellular concentrations obtained were 3.72x107 (Chlorella sp.), 1.36x107 (Scenedesmus sp.), 3.55x107 (Tetraselmis sp.), 5.74x107 (Nannochloris sp.) and 3.45x106 (Dunaliella salina), where the microalgae Chlorella sp., shows invasive capacity in drinking water cultivations. Applying the 2n-p fractional factorial design concept for the elemental composition of the microalgae and the cellular morphology, it was obtained 44.33% of C, 7.09% of H, 8.53% of N and 0.84% of S for the Chlorella sp.(AU)

Foi avaliado o efeito das condições operacionais na produção de Chlorella sp. após a seleção do gênero Chlorella sp., Scenedesmus sp., Nannochloris sp., Tetraselmis sp. e Dunaliella salina. Microalgas foram inoculadas em água potável com adição de fertilizante NPK (N 24%, P 24% e K 18%), na concentração de 0,5 g/L, agitação de 150 rpm, temperatura de 25 °C, intensidade luminosa de 1.680 lúmens para uma temperatura de cor de 6.400 K, sem controle de pH por 8 dias. As concentrações celulares obtidas foram de 3,72 x 107 (Chlorella sp.), 1,36 x 107 (Scenedesmus sp.), 3,55 x 107 (Tetraselmis sp.), 5,74 x 107 (Nannochloris sp.) e 3,45 x 106 (Dunaliella salina), em que a microalga Chlorella sp. mostrou capacidade invasiva em cultivos de água potável. Aplicando o conceito de projeto fatorial fracionado 2n-p para a composição elementar da microalga e a morfologia celular, foram obtidos 44,33% de C, 7,09% de H, 8,53% de N e 0,84% de S para a Chlorella sp.(AU)

Addition of Aurantiochytrium sp. meal in the diet affects immunity and thermal shock resistance of the pacific white shrimp / Adição de farinha de Aurantiochytrium sp. na dieta afeta a imunidade e resistência ao choque térmico do camarão-branco-do-pacífico

This paper reports the evaluation of digestibility, immunological parameters, and resistance to thermal shock at low temperature in Litopenaeus vannamei fed diets with diferent Aurantiochytrium sp. meal additions (0; 0.5; 1 and 2%). First, the apparent digestibility coefficient of the ingredient was determined. The digestibility of the microalgae meal was high for protein (74.90%); around 60% for lipids, and for docosahexaenoic fatty acid (DHA) it was 55.61%. After, shrimp rearing with the feed additive was carried out in a clear water system, containing 25 shrimp (initial weight: 4.89 ± 0.27g) per 400 L tank. Feeding occurred four times a day. After a three-week period, immunological parameters were evaluated and thermal shock was performed. Animals fed 0.5% and 2% of the microalgae Aurantiochytrium sp. showed higher survival to thermal shock. In immunological analyses, the serum agglutiniting titer was higher (p <0.05) in the 0.5 and 2% additions of the microalgae meal, and the phenoloxidase activity (PO) was higher in the 1% addition (p <0.05). It is concluded that there is good utilization of the nutrients of Aurantiochytrium sp. meal by L. vannamei and its addition to the diet (0.5 and 1%) increased shrimp resistance to thermal shock.

Avaliou-se a digestibilidade, os parâmetros imunológicos e a resistência ao choque térmico a baixa temperatura em Litopenaeus vannamei alimentado com dietas contendo diferentes proporções de farinha da microalga Aurantiochytrium sp. (0; 0,5; 1 e 2%). Inicialmente, foi determinado o coeficiente de digestibilidade aparente do ingrediente. A digestibilidade da farinha da microalga foi alta para proteína (74,9%), e em torno no 60% para lipídeos em geral, sendo que para o ácido graxo docosahexaenóico (DHA) foi de 55,61%. Posteriormente, o cultivo com o aditivo alimentar foi realizado em sistema de água clara, contendo 25 camarões (peso inicial 4,89 ± 0,27 g) por tanque de 400 L, alimentados quatro vezes ao dia. Após o período de três semanas, foram avaliados os parâmetros imunológicos e realizado o choque térmico. Os animais alimentados com 0,5% e 1% da microalga na dieta apresentaram melhor sobrevivência ao choque térmico. Nas análises imunológicas, o título aglutinante do soro foi significativamente superior (p <0,05) nas adições de 0,5 e 2% da farinha da microalga, e a atividade da fonoloxidade (PO) na adição de 1% (p <0,05). Conclui-se que a farinha de Aurantiochytrium sp. tem bom aproveitamento de seus nutrientes por L. vannamei e sua adição na dieta (0,5 e 1%) aumentou a resistência dos camarões à variação térmica.

Addition of Aurantiochytrium sp. meal in the diet affects immunity and thermal shock resistance of the pacific white shrimp / Adição de farinha de Aurantiochytrium sp. na dieta afeta a imunidade e resistência ao choque térmico do camarão-branco-do-pacífico

This paper reports the evaluation of digestibility, immunological parameters, and resistance to thermal shock at low temperature in Litopenaeus vannamei fed diets with diferent Aurantiochytrium sp. meal additions (0; 0.5; 1 and 2%). First, the apparent digestibility coefficient of the ingredient was determined. The digestibility of the microalgae meal was high for protein (74.90%); around 60% for lipids, and for docosahexaenoic fatty acid (DHA) it was 55.61%. After, shrimp rearing with the feed additive was carried out in a clear water system, containing 25 shrimp (initial weight: 4.89 ± 0.27g) per 400 L tank. Feeding occurred four times a day. After a three-week period, immunological parameters were evaluated and thermal shock was performed. Animals fed 0.5% and 2% of the microalgae Aurantiochytrium sp. showed higher survival to thermal shock. In immunological analyses, the serum agglutiniting titer was higher (p <0.05) in the 0.5 and 2% additions of the microalgae meal, and the phenoloxidase activity (PO) was higher in the 1% addition (p <0.05). It is concluded that there is good utilization of the nutrients of Aurantiochytrium sp. meal by L. vannamei and its addition to the diet (0.5 and 1%) increased shrimp resistance to thermal shock.(AU)

Avaliou-se a digestibilidade, os parâmetros imunológicos e a resistência ao choque térmico a baixa temperatura em Litopenaeus vannamei alimentado com dietas contendo diferentes proporções de farinha da microalga Aurantiochytrium sp. (0; 0,5; 1 e 2%). Inicialmente, foi determinado o coeficiente de digestibilidade aparente do ingrediente. A digestibilidade da farinha da microalga foi alta para proteína (74,9%), e em torno no 60% para lipídeos em geral, sendo que para o ácido graxo docosahexaenóico (DHA) foi de 55,61%. Posteriormente, o cultivo com o aditivo alimentar foi realizado em sistema de água clara, contendo 25 camarões (peso inicial 4,89 ± 0,27 g) por tanque de 400 L, alimentados quatro vezes ao dia. Após o período de três semanas, foram avaliados os parâmetros imunológicos e realizado o choque térmico. Os animais alimentados com 0,5% e 1% da microalga na dieta apresentaram melhor sobrevivência ao choque térmico. Nas análises imunológicas, o título aglutinante do soro foi significativamente superior (p <0,05) nas adições de 0,5 e 2% da farinha da microalga, e a atividade da fonoloxidade (PO) na adição de 1% (p <0,05). Conclui-se que a farinha de Aurantiochytrium sp. tem bom aproveitamento de seus nutrientes por L. vannamei e sua adição na dieta (0,5 e 1%) aumentou a resistência dos camarões à variação térmica.(AU)

Antinociceptive and anti-inflammatory effects of cellular and extracellular extracts from microalga Chlamydomonas pumilioniformis on mice

Microalga species have attracted interest as a source of bioactive compounds with several pharmacological activities. Previous studies reported that microalgae from the genus Chlamydomonas have anti-inflammatory and antioxidant properties. In this study, antinociceptive and anti-inflammatory activities of two extracts from microalga Chlamydomonas pumilioniformis were investigated. Cellular and extracellular extracts were prepared from a 14 day-batch culture in WC medium at the end of exponential growth and their carbohydrate contents were determined. Antinociceptive effects of extracts were evaluated by writhing and formalin-induced nociception tests, while the anti-inflammatory activity was analyzed by formalin-induced paw edema in mice. The analysis of dissolved carbohydrates detected amounts of 90 and 20 µg mL-1 of total carbohydrate in cellular and extracellular extracts, respectively. Cellular extract was mainly composed of glucose, but with significant proportions of arabinose, galactose and mannose and/or xylose and minor ones of fucose, rhamnose, amino sugars and uronic acids. Extracellular extract was composed of a similar proportion of glucose, galactose and mannose/xylose, besides significant ones of arabinose, fucose and galacturonic acid. Intraperitoneal administration of extracts significantly reduced writhing response in mice. In the formalin test, the extracellular extract inhibited both formalin phases, while the cellular extract was only effective in the late phase. Furthermore, extracts reduced the formalin-induced paw edema. In sum, we showed, for the first time, that C. pumilioniformis can be an important source of polysaccharides with anti-inflammatory and antinociceptive effects.

Antinociceptive and anti-inflammatory effects of cellular and extracellular extracts from microalga Chlamydomonas pumilioniformis on mice

Microalga species have attracted interest as a source of bioactive compounds with several pharmacological activities. Previous studies reported that microalgae from the genus Chlamydomonas have anti-inflammatory and antioxidant properties. In this study, antinociceptive and anti-inflammatory activities of two extracts from microalga Chlamydomonas pumilioniformis were investigated. Cellular and extracellular extracts were prepared from a 14 day-batch culture in WC medium at the end of exponential growth and their carbohydrate contents were determined. Antinociceptive effects of extracts were evaluated by writhing and formalin-induced nociception tests, while the anti-inflammatory activity was analyzed by formalin-induced paw edema in mice. The analysis of dissolved carbohydrates detected amounts of 90 and 20 µg mL-1 of total carbohydrate in cellular and extracellular extracts, respectively. Cellular extract was mainly composed of glucose, but with significant proportions of arabinose, galactose and mannose and/or xylose and minor ones of fucose, rhamnose, amino sugars and uronic acids. Extracellular extract was composed of a similar proportion of glucose, galactose and mannose/xylose, besides significant ones of arabinose, fucose and galacturonic acid. Intraperitoneal administration of extracts significantly reduced writhing response in mice. In the formalin test, the extracellular extract inhibited both formalin phases, while the cellular extract was only effective in the late phase. Furthermore, extracts reduced the formalin-induced paw edema. In sum, we showed, for the first time, that C. pumilioniformis can be an important source of polysaccharides with anti-inflammatory and antinociceptive effects.(AU)

Evaluation of the operational conditions in the production and morphology of Chlorella sp.

Abstract It was evaluated the effect of operational conditions in the production of Chlorella sp. after its selection from genus Chlorella sp., Scenedesmus sp., Nannochloris sp., Tetraselmis sp. and Dunaliella salina. Microalgae were inoculated in drinking water with addition of NPK fertilizer (N 24%, P 24%, K 18%), at a concentration of 0.5 g/L, agitation of 150 rpm, temperature 25 °C, light intensity of 1680 lumens at a color temperature of 6400K, without pH control for 8 days. The cellular concentrations obtained were 3.72x107 (Chlorella sp.), 1.36x107 (Scenedesmus sp.), 3.55x107 (Tetraselmis sp.), 5.74x107 (Nannochloris sp.) and 3.45x106 (Dunaliella salina), where the microalgae Chlorella sp., shows invasive capacity in drinking water cultivations. Applying the 2n-p fractional factorial design concept for the elemental composition of the microalgae and the cellular morphology, it was obtained 44.33% of C, 7.09% of H, 8.53% of N and 0.84% of S for the Chlorella sp.

Resumo Foi avaliado o efeito das condições operacionais na produção de Chlorella sp. após a seleção do gênero Chlorella sp., Scenedesmus sp., Nannochloris sp., Tetraselmis sp. e Dunaliella salina. Microalgas foram inoculadas em água potável com adição de fertilizante NPK (N 24%, P 24% e K 18%), na concentração de 0,5 g/L, agitação de 150 rpm, temperatura de 25 °C, intensidade luminosa de 1.680 lúmens para uma temperatura de cor de 6.400 K, sem controle de pH por 8 dias. As concentrações celulares obtidas foram de 3,72 x 107 (Chlorella sp.), 1,36 x 107 (Scenedesmus sp.), 3,55 x 107 (Tetraselmis sp.), 5,74 x 107 (Nannochloris sp.) e 3,45 x 106 (Dunaliella salina), em que a microalga Chlorella sp. mostrou capacidade invasiva em cultivos de água potável. Aplicando o conceito de projeto fatorial fracionado 2n-p para a composição elementar da microalga e a morfologia celular, foram obtidos 44,33% de C, 7,09% de H, 8,53% de N e 0,84% de S para a Chlorella sp.

Comparison of photoautotrophic and mixotrophic cultivation of microalgae Messastrum gracile (Chlorophyceae) in alternative culture media / Comparação dos cultivos foto-autotrófico e mixotrófico da microalga Messastrum gracile (Chlorophyceae) em meios de cultura alternativos

Growth and biological conditions of Messastrum gracile were evaluated to compare the effect of photoautotrophic and mixotrophic cultivation on the increase of biomass production and chemical conditions cultured in macrophyte and commercial culture media. The growth rate (k) of M. gracile was different in the culture media, higher in mixotrophic cultivation for Lemna minor culture medium, whilst to Eichhornia crassipes and NPK culture media were higher in photoautotrophic cultivation. Mean lipid contents in photoautotrophic cultivation were 8.2% biomass dry weight, whereas they reached 19% biomass dry weight in mixotrophic cultivation. Protein contents were below 48% biomass dry weight in photoautotrophic cultivation and 30% biomass dry weight in mixotrophic cultivation. Messastrum gracile cultured in macrophyte culture media (E. crassipes and L. minor) and NPK culture medium provided satisfactory results with regard to lipid and protein contents in mixotrophic and photoautotrophic cultivations, respectively. Lipid and protein contents in alternative media were higher or similar to the CHU12 commercial culture medium.(AU)

O crescimento e as condições biológicas da microalga Messastrum gracile foram avaliados para comparar o efeito do cultivo foto-autotrófico e mixotrófico na produção de biomassa e condições químicas em meios de cultura comercial e de macrófitas. A taxa de crescimento (k) de M. gracile foi diferente entre os meios de cultura, sendo maior no cultivo mixotrófico para o meio Lemna minor, enquanto para os meios Eichhornia crassipes e NPK foram maiores no cultivo foto-autotrófico. Os teores de lipídios no cultivo foto-autotrófico foram de 8,2% da biomassa seca, enquanto que no mixotrófico atingiram 19% da biomassa seca. Os teores de proteína em cultivo foto-autotrófico estiveram abaixo de 48% da biomassa seca e 30% de biomassa seca no cultivo mixotrófico. Messastrum gracile cultivada em meios de cultura de macrófitas (E. crassipes e L. minor) e NPK apresentaram resultados satisfatórios em relação aos teores de lipídeos e proteínas nos cultivos mixotróficos e foto-autotróficos, respectivamente. Os teores lipídicos e proteicos em meios alternativos foram maiores ou semelhantes ao meio comercial CHU12.(AU)

Production, egg quality, and intestinal morphometry of laying hens fed marine microalga

The objective of the present study was to evaluate production and egg quality as well as the intestinal morphometry of laying hens fed diets supplemented with marine microalga Dunaliella salina. Six hundred laying hens were allocated based on a completely randomized design into five treatments (0, 0.25, 0.50, 0.75, and 1% inclusion of D. salina biomass) with 12 replicates of 10 hens per treatment. The experiment was divided into three periods of four weeks each, totaling 84 days. During this period, the productive performance of laying hens, the physical-chemical quality of the eggs, and the morphometric alterations of the small intestine and liver were determined. The inclusion levels of D. salina biomass had a linear effect on the performance (egg weight, egg mass, and feed conversion), qualitative parameters (yolk weight and yolk index), and physicochemical parameters of eggs (total carotenoids, TBARS, and yolk color). At the same time, villi lengths and the villus:crypt ratio of the duodenum and ileum segments and the metabolization of carotenoids in the liver were increased as an effect of Dunaliella salina dietary supplementation. Thus, the inclusion of marine microalgae D. salina biomass in experimental diets for laying hens improves the performance, the intestinal health, the physical-chemical quality of the eggs, and at the same time increases carotenoid content and improves egg oxidative stability.(AU)

Drying of microalga Scenedesmus obliquus BR003 in a gas dryer at low temperatures / Secagem da microalga Scenedesmus obliquus BR003 em secador a gás em baixas temperaturas

O desenvolvimento de equipamentos eficientes e específicos para a secagem de microalgas é essencial para a exploração comercial destes microrganismos que apresentam alta taxa de crescimento e grande potencial biotecnológico. Os custos de secagem da biomassa de microalgas ainda são elevados e precisam ser reduzidos para a produção de compostos com baixo valor agregado. Portanto, realizou-se o estudo da secagem da microalga Scenedesmus obliquus BR003 utilizando baixas temperaturas. S. obliquus BR003 é uma microalga robusta que apresenta alta produtividade de lipídeos. Em escala laboratorial, observou-se que a biomassa de S. obliquus BR003 foi rapidamente seca em baixas temperaturas entre 50 e 60 ºC. Um secador a gás foi utilizado para avaliar a secagem da biomassa de S. obliquus BR003 em escala piloto. A biomassa foi seca em menos de 24 h utilizando o secador a gás, entretanto, a elevada umidade da biomassa da microalga requereu uma maior renovação de ar na câmara do secador. A análise de fluidodinâmica computacional do secador a gás mostrou dois parâmetros importantes para se obter uma maior efetividade de transferência de calor e massa durante o processo de secagem da biomassa de microalga. Concluiu-se que um secador a gás adequado, para a biomassa de microalgas, deve possuir múltiplos pontos de injeção de ar, e um eficiente sistema de circulação e renovação de ar no interior da câmara de secagem.(AU)

Development of efficient and specific equipment to dry microalgae is essential for commercial use of these microorganisms that show high growth rates and biotechnological potential. Drying costs of microalgae biomass are still high and they should be reduced for the production of compounds with low added value. Therefore, we evaluated the drying process of the microalga Scenedesmus obliquus BR003 using low temperatures. S. obliquus BR003 is a robust microalga that shows high lipid productivity. At laboratory scale, it was observed that the biomass of S. obliquus BR003 was rapidly dried at low temperatures between 50 and 60 ° C. A gas dryer was used to evaluate the drying of the biomass of S. obliquus BR003 on a pilot-scale. The biomass was dried in less than 24 h using the gas dryer; however, the high moisture of the microalga biomass required a higher air renovation in the drying chamber. Computational fluid dynamics analysis of the gas dryer showed two important parameters to achieve greater effectiveness of heat and mass transfer rates during the drying process of the microalga biomass. It was concluded that a gas dryer suitable for the microalgae biomass should have multiple air injection points, and an efficient circulation and renovation system of air inside the drying chamber.(AU)

The intensive culture of nile tilapia supplemented with the microalgae Chlorella vulgaris in a biofloc system / Cultivo intensivo da tilápia do nilo suplementado com microalga Chlorella vulgaris em sistema de bioflocos

The aim of this study was to evaluate the performance of Nile tilapia fingerlings cultured in biofloc technology using different inoculation densities of Chlorella vulgaris. The experimental design was completely randomized with biofloc system and four densities of Chlorella vulgaris (0, 2.5, 5 and 10 x 104 cell mL-1), each with four replications. The study lasted 63 days and was carried out in tanks with a working volume of 40L, at a stocking density of 10 fish per experimental unit and a mean initial weight of approximately 1.86 g. The water quality variables showed no significant difference between treatments, especially total ammonia nitrogen and nitrite nitrogen, which were within acceptable levels for culture of the species. The variables of zootechnical performance were not affected by the different inoculation densities of the microalgae, achieving a final mean weight of approximately 21 g for all treatments, and survival rates greater than 80%. The weekly inoculation densities of the microalgae Chlorella vulgaris therefore had no influence on the growth of tilapia fingerlings cultured in a biofloc system.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de alevinos de tilápia do Nilo, cultivados em tecnologia de bioflocos, utilizando diferentes densidades de inoculação de Chlorella vulgaris. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, envolvendo o cultivo em sistema de bioflocos e quatro densidades de Chlorella vulgaris (0; 2,5; 5 e 10x104 cel mL-1), com quatro repetições cada. O trabalho teve duração de 63 dias, sendo realizado em caixas com 40L de volume útil, densidade de estocagem de 10 peixes por unidade experimental e peso médio inicial de aproximadamente 1,86 g. As variáveis de qualidade de água não apresentaram diferença significativa entre os tratamentos, principalmente o nitrogênio da amônia total e do nitrito, que estiveram dentro do nível aceitável para o cultivo da espécie. As variáveis de desempenho zootécnico não foram afetadas pelas diferentes densidades de inoculação da microalga, obtendo peso médio final de aproximadamente 21 g para os tratamentos e taxas de sobrevivência superiores a 80%. Portanto para estas densidades de inoculação da microalga Chlorella vulgaris, com frequência semanal, não apresentaram influência no crescimento de alevinos de tilápia cultivada com bioflocos.

The intensive culture of nile tilapia supplemented with the microalgae Chlorella vulgaris in a biofloc system / Cultivo intensivo da tilápia do nilo suplementado com microalga Chlorella vulgaris em sistema de bioflocos

The aim of this study was to evaluate the performance of Nile tilapia fingerlings cultured in biofloc technology using different inoculation densities of Chlorella vulgaris. The experimental design was completely randomized with biofloc system and four densities of Chlorella vulgaris (0, 2.5, 5 and 10 x 104 cell mL-1), each with four replications. The study lasted 63 days and was carried out in tanks with a working volume of 40L, at a stocking density of 10 fish per experimental unit and a mean initial weight of approximately 1.86 g. The water quality variables showed no significant difference between treatments, especially total ammonia nitrogen and nitrite nitrogen, which were within acceptable levels for culture of the species. The variables of zootechnical performance were not affected by the different inoculation densities of the microalgae, achieving a final mean weight of approximately 21 g for all treatments, and survival rates greater than 80%. The weekly inoculation densities of the microalgae Chlorella vulgaris therefore had no influence on the growth of tilapia fingerlings cultured in a biofloc system.(AU)

O presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de alevinos de tilápia do Nilo, cultivados em tecnologia de bioflocos, utilizando diferentes densidades de inoculação de Chlorella vulgaris. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, envolvendo o cultivo em sistema de bioflocos e quatro densidades de Chlorella vulgaris (0; 2,5; 5 e 10x104 cel mL-1), com quatro repetições cada. O trabalho teve duração de 63 dias, sendo realizado em caixas com 40L de volume útil, densidade de estocagem de 10 peixes por unidade experimental e peso médio inicial de aproximadamente 1,86 g. As variáveis de qualidade de água não apresentaram diferença significativa entre os tratamentos, principalmente o nitrogênio da amônia total e do nitrito, que estiveram dentro do nível aceitável para o cultivo da espécie. As variáveis de desempenho zootécnico não foram afetadas pelas diferentes densidades de inoculação da microalga, obtendo peso médio final de aproximadamente 21 g para os tratamentos e taxas de sobrevivência superiores a 80%. Portanto para estas densidades de inoculação da microalga Chlorella vulgaris, com frequência semanal, não apresentaram influência no crescimento de alevinos de tilápia cultivada com bioflocos.(AU)

Comparison of photoautotrophic and mixotrophic cultivation of microalgae Messastrum gracile (Chlorophyceae) in alternative culture media

Abstract Growth and biological conditions of Messastrum gracile were evaluated to compare the effect of photoautotrophic and mixotrophic cultivation on the increase of biomass production and chemical conditions cultured in macrophyte and commercial culture media. The growth rate (k) of M. gracile was different in the culture media, higher in mixotrophic cultivation for Lemna minor culture medium, whilst to Eichhornia crassipes and NPK culture media were higher in photoautotrophic cultivation. Mean lipid contents in photoautotrophic cultivation were 8.2% biomass dry weight, whereas they reached 19% biomass dry weight in mixotrophic cultivation. Protein contents were below 48% biomass dry weight in photoautotrophic cultivation and 30% biomass dry weight in mixotrophic cultivation. Messastrum gracile cultured in macrophyte culture media (E. crassipes and L. minor) and NPK culture medium provided satisfactory results with regard to lipid and protein contents in mixotrophic and photoautotrophic cultivations, respectively. Lipid and protein contents in alternative media were higher or similar to the CHU12 commercial culture medium.

Resumo O crescimento e as condições biológicas da microalga Messastrum gracile foram avaliados para comparar o efeito do cultivo foto-autotrófico e mixotrófico na produção de biomassa e condições químicas em meios de cultura comercial e de macrófitas. A taxa de crescimento (k) de M. gracile foi diferente entre os meios de cultura, sendo maior no cultivo mixotrófico para o meio Lemna minor, enquanto para os meios Eichhornia crassipes e NPK foram maiores no cultivo foto-autotrófico. Os teores de lipídios no cultivo foto-autotrófico foram de 8,2% da biomassa seca, enquanto que no mixotrófico atingiram 19% da biomassa seca. Os teores de proteína em cultivo foto-autotrófico estiveram abaixo de 48% da biomassa seca e 30% de biomassa seca no cultivo mixotrófico. Messastrum gracile cultivada em meios de cultura de macrófitas (E. crassipes e L. minor) e NPK apresentaram resultados satisfatórios em relação aos teores de lipídeos e proteínas nos cultivos mixotróficos e foto-autotróficos, respectivamente. Os teores lipídicos e proteicos em meios alternativos foram maiores ou semelhantes ao meio comercial CHU12.

Tilapia cultivated in a low-salinity biofloc system supplemented with Chlorella vulgaris and differents molasses application rates / Cultivo de tilápia em biofloco em baixa salinidade suplementado com Chlorella vulgaris e diferentes taxas de aplicação de melaço

The aim of this study was to evaluate the effect of supplementation with Chlorella vulgaris and molasses application rates on water quality, zootechnical performance, proximate composition and health status of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) fingerlings cultivated in low-salinity (10 g L-1) biofloc systems. Four treatments were tested in a factorial design (supplemented with microalgae and molasses application rates): BFT-C30 (Biofloc supplemented with C. vulgaris and molasses application rates of 30% of the total daily feed); BFT-30 (Biofloc with molasses application rates of 30% of the total daily feed); BFT-C50 (Biofloc supplemented with C. vulgaris and molasses application rates of 50% of the total daily feed) and BFT-50 (Biofloc with molasses application rates of 50% of the total daily feed), for 70 days. Fingerlings of O. niloticus (initial mean weight of 3.15 ± 0.5 g) were stocked at a density of 680 fish m-3 in experimental units (50L), where 50% of this volume was biofloc previously matured. Throughout the experiment, they were supplemented with C. vulgaris every five days at the concentration of 5x104 cells mL-1. A significant interaction between supplementation with C. vulgaris and molasses application rates for final weight and length, survival, feed conversion ratio, specific growth rate, water consumption, protein efficiency ratio, sedimentation time, planktonic community and hematological indices were observed. The results indicated that the high molasses application rates (50%) in the biofloc system affects the zootechnical performance, water consumption, sedimentation time and the hematological indices of the Nile Tilapia fingerlings, hampering their development. Therefore, molasses application rates of 30% of the total daily feed for the tilapia fingerlings culture in low-salinity biofloc system is recommended.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da suplementação com Chlorella vulgaris e taxas de aplicação de melaço na qualidade da água, desempenho zootécnico, composição centesimal e saúde de alevinos de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) cultivados em sistemas de biofloco com baixa salinidade (10 g L-1). Quatro tratamentos foram testados em um delineamento fatorial (suplementado com microalgas e taxas de aplicação de melaço): BFT-C30 (Biofloco suplementado com C. vulgaris e aplicação de melaço de 30% da alimentação diária); BFT-30 (Biofloco com aplicação de melaço de 30% da alimentação diária); BFT-C50 (Biofloco suplementado com C. vulgaris e aplicação de melaço de 50% da alimentação diária) e BFT-50 (Biofloco com aplicação de melaço de 50% da alimentação diária), por 70 dias. Alevinos de O. niloticus (peso médio inicial de 3,15 ± 0,5 g) foram estocados na densidade de 680 peixes m-3 nas unidades experimentais (50L), onde 50% deste volume foi de biofloco previamente maturado. Durante todo o experimento, as inoculações com C. vulgaris foram a cada cinco dias na concentração de 5x104 células mL-1. Foi observada interação significativa entre a suplementação com C. vulgaris e as taxas de aplicação de melaço para peso final, comprimento, sobrevivência, fator de conversão alimentar, taxa de crescimento específico, consumo de água, taxa de eficiência proteica, tempo de sedimentação, comunidade planctônica e índices hematológicos. Os resultados indicaram que a alta taxa de aplicação de melaço (50%) no sistema de biofloco afeta o desempenho zootécnico, consumo de água, tempo de sedimentação e os índices hematológicos dos alevinos de tilápia do Nilo, prejudicando seu desenvolvimento. É recomendada a taxa de aplicação de melaço de 30% da alimentação diária para o cultivo de alevinos de tilápias em sistema de biofloco com baixa salinidade.

Effects of the Dietary Supplementation with a Microalga Extract on Broiler Performance and Fatty-Acid Meat Profile

The present study was carried out in the poultry sector of UNOESC Xanxerê to evaluate the effect of various inclusion levels of seaweed (Schizotrichium ssp.) in the diet of broiler chickens in terms of performance, carcass yield, organ profiles and fatty acids levels in meat. We studied 480 one-day-old Cobb chicks, distributed in a completely randomized experimental design, with four treatments and six replicates containing 20 birds each, totaling 24 experimental units. At 7, 21 and 35 days of age, the birds were weighed for performance evaluation (live weight, weight gain, feed intake, feed conversion and mortality). At 35 days of age, one chicken per experimental unit was sacrificed for evaluation of carcass yield and its parts, together with isolation of the left thigh for analysis of the fatty acid profile. The inclusion of seaweed in the diet did not alter the characteristics of performance or yield in carcass and organs; however, the supplement changed the profile of fatty acids of the meat, enriching the omega-3 series, primarily DHA. We conclude that marine algae of the genus Schizotrichium can be added to rations without compromising the development of the birds to improve the profile of fatty acids in the meat.(AU)

Tilapia cultivated in a low-salinity biofloc system supplemented with Chlorella vulgaris and differents molasses application rates / Cultivo de tilápia em biofloco em baixa salinidade suplementado com Chlorella vulgaris e diferentes taxas de aplicação de melaço

The aim of this study was to evaluate the effect of supplementation with Chlorella vulgaris and molasses application rates on water quality, zootechnical performance, proximate composition and health status of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) fingerlings cultivated in low-salinity (10 g L-1) biofloc systems. Four treatments were tested in a factorial design (supplemented with microalgae and molasses application rates): BFT-C30 (Biofloc supplemented with C. vulgaris and molasses application rates of 30% of the total daily feed); BFT-30 (Biofloc with molasses application rates of 30% of the total daily feed); BFT-C50 (Biofloc supplemented with C. vulgaris and molasses application rates of 50% of the total daily feed) and BFT-50 (Biofloc with molasses application rates of 50% of the total daily feed), for 70 days. Fingerlings of O. niloticus (initial mean weight of 3.15 ± 0.5 g) were stocked at a density of 680 fish m-3 in experimental units (50L), where 50% of this volume was biofloc previously matured. Throughout the experiment, they were supplemented with C. vulgaris every five days at the concentration of 5x104 cells mL-1. A significant interaction between supplementation with C. vulgaris and molasses application rates for final weight and length, survival, feed conversion ratio, specific growth rate, water consumption, protein efficiency ratio, sedimentation time, planktonic community and hematological indices were observed. The results indicated that the high molasses application rates (50%) in the biofloc system affects the zootechnical performance, water consumption, sedimentation time and the hematological indices of the Nile Tilapia fingerlings, hampering their development. Therefore, molasses application rates of 30% of the total daily feed for the tilapia fingerlings culture in low-salinity biofloc system is recommended.(AU)

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da suplementação com Chlorella vulgaris e taxas de aplicação de melaço na qualidade da água, desempenho zootécnico, composição centesimal e saúde de alevinos de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) cultivados em sistemas de biofloco com baixa salinidade (10 g L-1). Quatro tratamentos foram testados em um delineamento fatorial (suplementado com microalgas e taxas de aplicação de melaço): BFT-C30 (Biofloco suplementado com C. vulgaris e aplicação de melaço de 30% da alimentação diária); BFT-30 (Biofloco com aplicação de melaço de 30% da alimentação diária); BFT-C50 (Biofloco suplementado com C. vulgaris e aplicação de melaço de 50% da alimentação diária) e BFT-50 (Biofloco com aplicação de melaço de 50% da alimentação diária), por 70 dias. Alevinos de O. niloticus (peso médio inicial de 3,15 ± 0,5 g) foram estocados na densidade de 680 peixes m-3 nas unidades experimentais (50L), onde 50% deste volume foi de biofloco previamente maturado. Durante todo o experimento, as inoculações com C. vulgaris foram a cada cinco dias na concentração de 5x104 células mL-1. Foi observada interação significativa entre a suplementação com C. vulgaris e as taxas de aplicação de melaço para peso final, comprimento, sobrevivência, fator de conversão alimentar, taxa de crescimento específico, consumo de água, taxa de eficiência proteica, tempo de sedimentação, comunidade planctônica e índices hematológicos. Os resultados indicaram que a alta taxa de aplicação de melaço (50%) no sistema de biofloco afeta o desempenho zootécnico, consumo de água, tempo de sedimentação e os índices hematológicos dos alevinos de tilápia do Nilo, prejudicando seu desenvolvimento. É recomendada a taxa de aplicação de melaço de 30% da alimentação diária para o cultivo de alevinos de tilápias em sistema de biofloco com baixa salinidade.(AU)

Effects of the Dietary Supplementation with a Microalga Extract on Broiler Performance and Fatty-Acid Meat Profile

The present study was carried out in the poultry sector of UNOESC Xanxerê to evaluate the effect of various inclusion levels of seaweed (Schizotrichium ssp.) in the diet of broiler chickens in terms of performance, carcass yield, organ profiles and fatty acids levels in meat. We studied 480 one-day-old Cobb chicks, distributed in a completely randomized experimental design, with four treatments and six replicates containing 20 birds each, totaling 24 experimental units. At 7, 21 and 35 days of age, the birds were weighed for performance evaluation (live weight, weight gain, feed intake, feed conversion and mortality). At 35 days of age, one chicken per experimental unit was sacrificed for evaluation of carcass yield and its parts, together with isolation of the left thigh for analysis of the fatty acid profile. The inclusion of seaweed in the diet did not alter the characteristics of performance or yield in carcass and organs; however, the supplement changed the profile of fatty acids of the meat, enriching the omega-3 series, primarily DHA. We conclude that marine algae of the genus Schizotrichium can be added to rations without compromising the development of the birds to improve the profile of fatty acids in the meat.

Effect of the C: N ratio on Daphnia magna (Straus, 1820) production using tilapia farming wastewater / Efeito da relação C: N na produção de Daphnia magna (Straus, 1820) utilizando efluente do cultivo de tilapia

The purpose of this study was to produce Daphnia magna in wastewater from Tilapia farmed in a biofloc system, to evaluate three different carbohydrate:nitrogen ratios. The experiment was conducted for 30 days following a completely randomized experimental design, with the three treatments: C:N 10:1, C:N 15:1 and C:N 20:1, all fed with Chlorella vulgaris. The physical-chemical variables of the water analyzed were: temperature, dissolved oxygen (DO), pH, TAN, NO2, hardness and alkalinity. The following growth variables of the Daphnia were also evaluated: Maximum average density (MAD), Maximum density day (MDD), Specific growth rate (SGR), Doubling time (DT) and yield (Y). The water quality variables remained in the range of ideal conditions for the species, presenting significant differences (p <0.05) among the treatments for: pH, DO, hardness and alkalinity. Regarding the growth variables, significant differences (p <0.05) were observed, with higher MAD, Y and SGR values for the 10:1 treatment (3,433 ± 267 ind L-1, 245 ± 19 ind L-1 day- 1 and 45.3 ± 0.6% day-1, respectively) and lower for the 20:1 (1,011 ± 283 ind L-1, 55 ± 15 ind L-1 day-1 and 28.3 ± 1.6% day-1, respectively). The MDD occurred on day 12 for the 10:1 treatment and on day 18 for the 15:1 and 20:1 treatments. Alkalinity and hardness had stronger influence on the growth variables, which was also indicated by the simple linear regression. The principal component analysis (PCA), with 80% of explanation, identified high values of SGR, density and Y for the 10:1 and high values of alkalinity, hardness, DT and NO2 for the 20:1. Thus, the use of effluent from Tilapia farming in a biofloc system with a C:N ratio of 10:1 provided better production results for D. magna, demonstrating that it is an option for the production of live feed for aquaculture.

O presente trabalho teve como objetivo produzir Daphnia magna em água residual do cultivo de Tilápia em sistema de bioflocos, avaliando relações carboidrato:nitrogênio. O experimento teve duração de 30 dias seguindo delineamento experimental inteiramente casualizado, sendo os tratamentos: C:N 10:1, C:N 15:1 e C:N 20:1, todos com oferta de Chlorella vulgaris na dieta. Foram analisadas as variáveis físico-químicas: temperatura, OD, pH, TAN, NO2, dureza e alcalinidade; e as variáveis de crescimento: Densidade média máxima (DMX), Dia de máxima densidade (DMD), Taxa de crescimento específico (TCE), Tempo de duplicação (TD) e Rendimento (R). As variáveis de qualidade de água mantiveram-se na faixa ideal para a espécie, apresentando diferenças significativas (p<0,05) entre os tratamentos para: pH, OD, dureza e alcalinidade. Com relação às variáveis de crescimento, foram observadas diferenças significativas (p<0,05), com maiores valores de DMX, R e TCE para o tratamento 10:1 (3.433 ± 267 ind L-1, 245 ± 19 ind L-1 dia-1 e 45,3 ± 0,6 % dia-1, respectivamente) e menor para o 20:1 (1.011 ± 283 ind L-1, 55 ± 15 ind L-1 dia-1 e 28,3 ± 1,6 % dia-1, respectivamente). O DMD ocorreu no 12º dia para o 10:1 e no 18° dia para os 15:1 e 20:1. As variáveis alcalinidade e dureza tiveram destaque sobre as variáveis de crescimento sendo também evidenciada na regressão linear simples. Já a análise de componentes principais (PCA), com 80% de explicação, identificou altos valores de TCE, densidade e R para o 10:1 e, elevados valores de alcalinidade, dureza, TD e NO2 para o 20:1. Assim, o uso de efluente proveniente do cultivo de Tilápia em sistema de bioflocos com relação C:N de 10:1 propiciou melhores resultados produtivos para a D. magnademonstrando ser uma opção para a produção de alimento vivo para a aquicultura.