Incorporation of selenium on microalgae as supplement to artemia and zebrafish

Dissertação de mestrado, Aquacultura, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Selenium (Se) is an essential element known to promote the health of humans and animals. This micronutrient is commonly used in aquaculture as a feed additive to enhance growth and larval antioxidant capacity and prevent skeletal deformities. Microalgae contain valuable micronutrients (e.g. PUFA, carotenoids) and are able to convert inorganic to organic Se, making them a suitable aquaculture feed source. Thus, the aim of this work was to produce Se-enriched Isochrysis galbana microalgal biomass to improve the contents of this element at different trophic levels in aquaculture. For this purpose, Se-enriched yeast and Seenriched microalgae in microdiets were assessed in terms of the biological performance and osteological development of zebrafish (Danio rerio) larvae. I. galbana was able to incorporate up to 150 mg Se Kg-1 DW when exposed to 20 mg Se L-1 in the medium, whereas concentrations higher than 25 mg Se L-1 inhibited growth. After feeding Se-enriched I. galbana to Artemia spp., the latter accumulated up to 20 mg Se Kg-1 DW compared to the non-enriched control (2 mg Se Kg-1 DW). Inorganic Se salts were found to be toxic to the larval stages at 5 mg Se kg-1. There were no significant differences between the treatments containing 0.5 mg Se kg-1 supplied through yeast and microalgal sources. In addition, the diet with Se-enriched microalgal biomass with a concentration of 2 mg Se kg-1 enhanced length, weight and significantly decreased skeletal deformations in zebrafish as compared to diets containing Se-enriched yeast or non-supplemented diets. Taken together, the results of the present work strongly suggest that I. galbana can be used to produce Se-enriched biomass for fish nutrition in the form of feed supplements.

O selénio (Se) é considerado um mineral essencial com benefícios tanto para a saúde humana como animal, atribuidos às suas propriedades antioxidantes. Este micronutriente é utilizado como suplemento nutricional em aquacultura, como forma de promover tanto o crescimento como a capacidade antioxidante dos organismos. O Se apresenta ainda funções na prevenção de deformações esqueléticas e redução dos danos musculares. As microalgas apresentam-se como organismos fonte de micronutrientes essenciais, tal como PUFA e carotenóides, com funções no ciclo de transferência do Se, convertendo a sua forma inorgânica (selenito e selenato), a orgânica (selenometionina). O principal objetivo deste trabalho foi produzir biomassa algal enriquecida em Se, para posterior suplementação de diferentes níveis tróficos. Com este intuito, microdietas formuladas com diferentes fontes e concentrações de Se, foram comparadas para determinação no crescimento e desenvolvimento em larvas de peixe zebra (Danio rerio). Nas culturas de Isochyrsis galbana, enriquecida com 20 mg Se L-1 no meio, obteve-se uma concentração de selénio total de 120 mg Kg-1 DW, contudo foi observado uma inibição no crescimento para concentrações de selenato superiores a 25 mg Se L-1. A microalga, I. galbana enriquecida em Se foi posteriormente introduzida nos cultivos de Artemia franciscana (AF), que obteve valores de Se total de 20 mg kg-1 DW em comparação com AF produzida num meio controlo, não enriquecido ( 2 mg Se kg - 1 DW). Em termos de comparação da biodisponibilidade de microdietas enriquecidas em Se proveniente de sais inorgânicos, levedura ou de biomassa algal, o tratamento utilizado com Se inorgânico foi considerado tóxico para os estágios larvares de peixe zebra, alcançando 100% de mortalidade com uma concentração de 5 mg Se kg – 1DW. Não foram verificadas diferenças significativas para os tratamentos com levedura ou microalga suplementadas, quando utilizada uma concentração de 0.5 mg Se kg– 1 DW. Contrariamente a biomassa de microalga enriquecida em Se com uma concentração de 2 mg Se kg – 1DW, obteve resultados significativos em termos de aumento de crescimento, peso e redução do número total de deformações. O presente estudo, com base nos resultados descritos, concluiu que a espécie I. galbana, representa uma fonte promissora para a produção biotecnológica de biomassa enriquecida em selénio, destinada à nutrição animal sobre a forma de suplementos.