Utilization of agro-industrial wastes as fish feedstuffs in Nigeria

Fish feeding accounts for a substantial amount in the variable expenditure of a fish farming enterprises. There is a need to examine closely the potentials and advantages of locally available agro-industrial by-products, as possible substitutes for the conventional feedstuffs which are dwindling in supply, and escalating in their cost. A wide range of by products from plant, animal and industrial processes have been studied and posses nutrient composition which can be exploited as dietary ingredients for warm water species as the Tilapia and Clarias sp. Such useful by-products include poultry feathers, rice bran, soybean hulls and cocoa husks which are discarded as wastes. However, some processing treatments might be required to alleviate the toxic effects of possible anti-nutritional factors in the by-products, for the achievement of optimum benefit

Aquaculture Asia, Vol.14, No.4, pp.1-52, October - December 2009

Sustainable aquaculture Peter Edwards writes on rural aquaculture Edwards, P. Mussel farming initiatives in North Kerala, India: A case of successful adoption of technology leading to rural livelihood transformation Laxmilatha, P., Thomas, S., Asokan, P.K., Surendranathan, V.G., Sivadasan, M.P., and Ramachandran, N.P. Selective study on the availability in indigenous fish species having ornamental value in some districts of West Bengal Panigrahi, A.K., Dutta, S. and Ghosh, I. Aquaculture livelihoods service centres in Aceh, Indonesia: A novel approach to improving the livelihoods of small scale fish farmers Ravikumar, B. and Yamamoto, K. Research and farming techniques e-Sagu Aqua - an innovative information and communication technology model for transfer of technology for aquaculture Vimala, D. D., Ravisankar, T., Mahalakshmi, P., and Kumaran, M. Freshwater pearl crop: an emerging enterprise in the Indian subcontinent Misra, G., Jena, J. and Kumar, K. Genetics and biodiversity Preliminary risk assessment of Pacific white leg shrimp (P. vannamei) introduced to Thailand for aquaculture Senanan, W., Panutrakul, S., Barnette, P., Chavanich, S., Mantachitr, V., Tangkrock-Olan, N., and Viyakarn, V. Farmer profile Aquatic animal health Asian fish health experts visit Australia Olsen, L. and Ingram, B. (Fisheries Victoria) Black gill disease of cage-cultured ornate rock lobster Panulirus ornatus in central Vietnam caused by Fusarium species Nha, V.V., Hoa, D.T. and Khoa, L.V. Marine Finfish Aquaculture Network Effects of the partial substitution fish oil by soybean oil in the diets on muscle fatty acid composition of juvenile cobia (Rachycentron canadum) Hung, P.D. and Mao, N.D. Growth response of cobia Rachycentron canadum (Pisces: Rachycentridae) under the hypersaline conditions of the Emirate of Abu Dhabi Yousif, O.M.*, Kumar, K.K. and Abdul-Rahman, A.F.A. NACA Newsletter

Comparison of extruded and non-extruded soy meals in the diet of genetically improved mudfish Heterobranchus longifilis juveniles

Raw soybeans were subjected to three different processing methods viz Parboiling, Toasting and Extrusion with an Intra Pro Extruder. The processed soybean meals were thereafter incorporated at equal levels into the diets of genetically improved mudfish Heterobranchus longifilis juveniles. The fish were fed the experimental diets in triplicate at 5% of their body weight for eight weeks. The growth performance and food utilization indices, namely Mean Weight Gain (MWG), Food Conversion Ratio (FCR), Specific Growth Rate (SGR%) and Protein Efficient Ratio (PER), were monitored bi-weekly. The results show that fish fed the control fishmeal diets were highest in growth performance, which was significantly different (P>0.05) from others. Among the fish fed the test diets, those fed toasted soybean had higher MWG, SGR, FCR and PER than juveniles fed the parboiled soybean diet. The juveniles fed the extruded soybean diet recorded the least growth performance. The implication of these results in diet formulation is discussed

Preliminary study on the natural extenders for artificial breeding of African catfish Clarias gariepinus (Burchell, 1822)

The objective of the present study was to determine the most suitable extender and their respective dilution ratios for African catfish sperm for artificial induced breeding and cryopreservation purposes. Three natural extenders were tested i.e. coconut water, sugarcane water and soybean solutions, at three different levels of sperm to extender dilutions of 1:20, 1:30 and 1:40. While Ringer solution was used as a control Diluted sperm were fertilized with ready isolated eggs to assess the fertility and hatching rate at 0, 6 and 12 hour intervals. The results showed that the eggs hatched approximately 19 to 27 hours after fertilization. In general, the fertilization and hatching rates decreased with increasing dilution ratio. With respect to natural extenders, the coconut water showed the highest fertility and hatching rates at 1:20 dilution ratio. Therefore, coconut water at 1:20 dilution ratio was the optimal condition for African catfish spermatozoa among the natural extenders investigated.

Effects of fermented fluted pumpkin leaf (Telfaria occidentalis) on the growth and nutrient utilization of Clarias (Clarias gariepinus)

Clarias (Clarias gariepinus) (Burshell, 1821) fingerlings were fed isonitrogenous diets (38.9% crude protein) with fermented fluted pumpkin leaves (FFPL) replacing different proportion (0,50,75,100%) of extruded soybean meal (ESM) for 8 weeks. Growth responses at the different substitution levels measured. Increasing FFPL intake resulted in better weight gains and higher specific growth rates (SGR) of 0.29, 0.36 and 0.38% per day respectively. The increase in growth from feeding diets containing 75% and 100% of the ESM replaced with FFPL were significantly higher (P<0.05) than those of other diets. Further more fish tissue protein deposition consistently increased with increasing level of FFPL concentration in their diets. Fish fed diets where whole ESM was replace 100% FFPL gave the best overall response in terms of their weight gain, food conversion ratio, protein efficiency ratio, and specific growth rate. Economic considerations indicate the replacement of ESM with FFPL, which is a cheaper ingredient in feeds for Clarias

Application of ipil- ipil leaf meal (IILM) as feed Ingredient for Monosex tilapia fry (oreochronis niioticus) : In terms of growth and economics

The Ipil-ipil (Leucaena leucocephal) leaf analyzed for crude protein (CP), fat, crude fibre (CF), ash content, moisture content and nitrogen free extract (NFE). The CP 23± 0.12 % , fat 8 ± 0.11 %, CF 18 ± 0.15 % , ash 10 ± 0.13 %, moisture 14. ± .16% and NFE 29.± 1.10 % were recorded. A twenty one days experiment was conduced to assess the response of juvenile monosex tilapia with different iso-nitrogenous formulated diets for find out the feasibility study of using ipil-ipil leaf meals as feed ingredient for juvenile tilapia. Three experimental diets were formulated by using fish meal, soybean meal, rice bran and ipil ipil leaf meal. One control diet was formulated by using fish meal, soybean meal and rice bran. Considering the high demand, limited availability of fish meal and soybean meal, ipil ipil leaf meal was incorporated in juvenile tilapia feed. Among plant protein ingredients ipil ipil leaf meal was considered as the most nutritive plant protein source after soybean meal. However, high concentration of toxic element limited the incorporation level of ipil ipil leaf meal in fish feed. Use of 15 % ipil ipil leaf meal in fish feed was more significant from the view of growth performance and economics. The higher Absolute Growth was 1119.26 gm, higher Specific Growth Rate was 6.52% /day higher Feed Conversion Efficiency was 41.23% , higher Protein Efficiency Ratio was 1.178 and higher Average Daily Growth rate was 14.00% recorded in diet-4 ( which contained 15% IILM). The lower Feed Conversion Ratio 2.42 and lower cost for per unit production 34.65 taka/kg were recorded in diet-4. The higher cost for per unit fish production 45.6 tk./kg was recorded for diet-1 where no ipil ipil leaf meal.. The results suggest that tree legumes Ipil-ipil (Leucaena leucocephal) leaf has potential and excellent source of feed ingredients as protein supplements for juvenile monosex

Obtenção de biodiesel por transesterificação enzimática de óleo de soja com etanol empregando t-butanol como solvente

Neste estudo foi investigada a alcoólise enzimática do óleo de soja com etanol, utilizando t-butanol como solvente e enzimas imobilizadas Lipozyme TL IM, Lipozyme RM IM e Novozym 435 como catalisadores. As reações foram realizadas em um reator batelada fechado acoplado a um condensador e com constante agitação. Foram avaliadas a influência do t-butanol, do tipo de enzima utilizada, da razão molar álcool/óleo e da temperatura no rendimento em biodiesel. A etanólise do óleo de soja por sucessivas adições de álcool foi investigada e as melhores condições foram obtidas em presença de t-butanol, razão molar etanol/óleo igual a 3, temperatura de 50C e 5% (m/m) de Novozym 435. Nas reações conduzidas em presença de t-butanol não foram observadas diferenças significativas entre a adição direta e a escalonada do álcool. Os efeitos da adição de álcool só foram observados na ausência de t-butanol. O rendimento máximo em ésteres etílicos atingido foi cerca de 66% após 4h de reação com Novozym 435 na presença de solvente.

Estudo da correlação entre as características da matéria-prima graxa e as propriedades físico-químicas do biodiesel

A possibilidade de utilização de várias matérias graxas na produção do biodiesel nacional é um fator diferencial em relação aos outros países e requer um conhecimento mais profundo das particularidades do biodiesel obtido a partir de matérias-primas tão distintas. Neste contexto, se insere a presente pesquisa, em que se buscou estabelecer correlações entre algumas propriedades do biodiesel e a fonte oleaginosa que lhe deu origem. O biodiesel foi obtido a partir da reação de transesterificação etílica de dez diferentes matérias-primas graxas (óleos refinados de soja, arroz, canola, girassol, milho, oliva, cyclus (mistura contendo óleos de canola, milho e girassol); óleos brutos de mamona e murumuru, além de resíduo de fritura), utilizando etanolato de potássio como agente catalítico, em um reator com sistema de refluxo a 70C durante uma hora. Após purificação, foram determinadas algumas propriedades do biodiesel (massa específica, viscosidade, índice de acidez e índice de iodo) e da matéria-prima (massa específica, viscosidade, índice de acidez, índice de iodo e composição) que lhe deu origem. Os resultados obtidos nas caracterizações geraram gráficos de correlações entre os diversos parâmetros e os dados foram analisados estatisticamente pelo método de correlações canônicas. Para todas as amostras de biodiesel, os valores obtidos nas caracterizações foram compatíveis com as especificações estabelecidas pela ANP para o produto, com exceção do biodiesel de murumuru (índice de acidez elevado e viscosidade baixa) e do biodiesel de mamona (viscosidade e massa específica elevadas). Os dados estatísticos demonstram altas correlações entre o biodiesel (massa específica (87,4%), viscosidade (98,5%) e índice de acidez (82,8%)) e as matérias-primas (massa específica (92,1%) e viscosidade (99,3%)). Além disso, existe uma grande correlação entre o índice de iodo (84,5%) do biodiesel e o índice de iodo (77,2%) e a massa molar dos ésteres na faixa de C16-C18 (MMTG) presentes na matéria-prima (89,1%). Estes resultados estatísticos ratificam as observações analíticas

Produção de biodiesel pela rota heterogênea empregando catalisadores a base de Zn e Al

Nos últimos anos, a busca por fontes de energia renováveis e o desenvolvimento de novas tecnologias para a produção de biocombustíveis têm sido objeto de intensa investigação. O biodiesel é um combustível biodegradável, derivado de fontes renováveis e é obtido em escala industrial principalmente através da reação de transesterificação de óleos vegetais e/ou gorduras animais com metanol na presença de catalisadores homogêneos, como NaOH. Entretanto, a utilização de catalisadores heterogêneos tem sido sugerida por diversos autores, por apresentar vantagens como a eliminação dos problemas de separação e purificação dos produtos obtidos. No presente trabalho foi investigada a produção de biodiesel a partir da transesterificação do óleo de soja com metanol utilizando óxidos mistos de Zn e Al como catalisadores sólidos básicos. A influência das variáveis: temperatura, concentração de catalisador e relação molar metanol/óleo de soja na produção de biodiesel foi avaliada. Os catalisadores preparados apresentaram predominantemente sítios básicos e foram ativos frente à reação estudada, sendo os resultados mais promissores apresentados pelo óxido misto com relação molar Al/(Al+Zn)=0,50, obtido por tratamento térmico à 450C, que apresentou rendimentos em ésteres metílicos de até 98,5% sob condições específicas. A metodologia da superfície de resposta foi utilizada visando estabelecer as condições ótimas para maximizar o rendimento em ésteres metílicos, tendo sido encontradas a temperatura de 165oC e a concentração de catalisador de 5,8% m/m em relação massa de óleo, no caso da relação molar metanol/óleo de soja limitada em 15. Essa limitação teve como objetivo garantir um processo viável em escala comercial

Avaliação das propriedades físico-químicas do biodiesel de soja, algodão e mamona e da mistura de biodiesel de soja e algodão

Uma das maiores atividades humanas que gera impacto ao meio ambiente é o setor de transportes automotores, especialmente veículos que utilizam óleo diesel mineral como forma de combustível. Independente do conforto ou objetivos que levem a utilização deste tipo de transporte, estes produzem emissões que contém diversos tipos de poluentes atmosféricos. A substituição de óleo diesel mineral pelo biodiesel vegetal, vem se apresentando como uma alternativa para este setor, especialmente para o Brasil, que com base em sua imensa biodiversidade com plantas oleaginosas deverá se constituir em um dos maoires produtores mundiais de biodiesel vegetal. Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre três tipos de oleaginosas (soja, algodão e mamona) e uma msitura binária v/v soja e algodão. Os resultados obtidos neste estudo foram comparados as especificações definidas pelas normas: Brasileira (RANP 07/2008), Européia (EN/14214) e Americana (ASTM D-6751). Entre todas as amostras estudadas, o óleo de mamona não atende algumas propiedades físico-químicas das normas em questão. As amostras de biodiesel de soja e algodão, individualmente e combinadas, com caracteristicas, aplicações, zoneamento agroclimático e sazonalidade de produção regionalmente diferente apresentam propiedades físico-químicas semelhantes, podendo ser considerada uma fonte renovavél de energia.

Magnetic Cross-Linked Enzyme Aggregates (mCLEAs) of Candida antarctica Lipase: An Efficient and Stable Biocatalyst for Biodiesel Synthesis

Enzyme-catalyzed production of biodiesel is the object of extensive research due to the global shortage of fossil fuels and increased environmental concerns. Herein we report the preparation and main characteristics of a novel biocatalyst consisting of Cross-Linked Enzyme Aggregates (CLEAs) of Candida antarctica lipase B (CALB) which are covalently bound to magnetic nanoparticles, and tackle its use for the synthesis of biodiesel from non-edible vegetable and waste frying oils. For this purpose, insolubilized CALB was covalently cross-linked to magnetic nanoparticles of magnetite which the surface was functionalized with –NH2 groups. The resulting biocatalyst combines the relevant catalytic properties of CLEAs (as great stability and feasibility for their reutilization) and the magnetic character, and thus the final product (mCLEAs) are superparamagnetic particles of a robust catalyst which is more stable than the free enzyme, easily recoverable from the reaction medium and reusable for new catalytic cycles. We have studied the main properties of this biocatalyst and we have assessed its utility to catalyze transesterification reactions to obtain biodiesel from non-edible vegetable oils including unrefined soybean, jatropha and cameline, as well as waste frying oil. Using 1% mCLEAs (w/w of oil) conversions near 80% were routinely obtained at 30°C after 24 h of reaction, this value rising to 92% after 72 h. Moreover, the magnetic biocatalyst can be easily recovered from the reaction mixture and reused for at least ten consecutive cycles of 24 h without apparent loss of activity. The obtained results suggest that mCLEAs prepared from CALB can become a powerful biocatalyst for application at industrial scale with better performance than those currently available.

Acoplamento de técnicas espectrométricas com métodos quimiométricos de classificação e calibração multivariada em alimentos

Este trabalho de pesquisa descreve três estudos de utilização de métodos quimiométricos para a classificação e caracterização de óleos comestíveis vegetais e seus parâmetros de qualidade através das técnicas de espectrometria de absorção molecular no infravermelho médio com transformada de Fourier e de espectrometria no infravermelho próximo, e o monitoramento da qualidade e estabilidade oxidativa do iogurte usando espectrometria de fluorescência molecular. O primeiro e segundo estudos visam à classificação e caracterização de parâmetros de qualidade de óleos comestíveis vegetais utilizando espectrometria no infravermelho médio com transformada de Fourier (FT-MIR) e no infravermelho próximo (NIR). O algoritmo de Kennard-Stone foi usado para a seleção do conjunto de validação após análise de componentes principais (PCA). A discriminação entre os óleos de canola, girassol, milho e soja foi investigada usando SVM-DA, SIMCA e PLS-DA. A predição dos parâmetros de qualidade, índice de refração e densidade relativa dos óleos, foi investigada usando os métodos de calibração multivariada dos mínimos quadrados parciais (PLS), iPLS e SVM para os dados de FT-MIR e NIR. Vários tipos de pré-processamentos, primeira derivada, correção do sinal multiplicativo (MSC), dados centrados na média, correção do sinal ortogonal (OSC) e variação normal padrão (SNV) foram utilizados, usando a raiz quadrada do erro médio quadrático de validação cruzada (RMSECV) e de predição (RMSEP) como parâmetros de avaliação. A metodologia desenvolvida para determinação de índice de refração e densidade relativa e classificação dos óleos vegetais é rápida e direta. O terceiro estudo visa à avaliação da estabilidade oxidativa e qualidade do iogurte armazenado a 4C submetido à luz direta e mantido no escuro, usando a análise dos fatores paralelos (PARAFAC) na luminescência exibida por três fluoróforos presentes no iogurte, onde pelo menos um deles está fortemente relacionado com as condições de armazenamento. O sinal fluorescente foi identificado pelo espectro de emissão e excitação das substâncias fluorescentes puras, que foram sugeridas serem vitamina A, triptofano e riboflavina. Modelos de regressão baseados nos escores do PARAFAC para a riboflavina foram desenvolvidos usando os escores obtidos no primeiro dia como variável dependente e os escores obtidos durante o armazenamento como variável independente. Foi visível o decaimento da curva analítica com o decurso do tempo da experimentação. Portanto, o teor de riboflavina pode ser considerado um bom indicador para a estabilidade do iogurte. Assim, é possível concluir que a espectroscopia de fluorescência combinada com métodos quimiométricos é um método rápido para monitorar a estabilidade oxidativa e a qualidade do iogurte

Análise da dinâmica espaço-temporal de culturas agrícolas no Brasil: uma abordagem metodológica.

Atualmente, o Brasil se apresenta como um grande produtor agrícola mundial com finalidade alimentícia e bioenergética. Ano a ano recordes de produção são batidos pelo setor agropecuário. Por outro lado, tem-se uma perspectiva de problemas alimentícios e energéticos no mundo, em especial no continente africano onde muitos vivem na miséria e na fome. Neste contexto, esta dissertação de mestrado apresenta uma proposta para a análise da dinâmica espaço-temporal de culturas agrícolas empregando os conceitos e instrumentos da Geomática em busca do desenvolvimento sustentável. Desenvolveu-se uma metodologia para a geração de indicadores da produção agrícola em diferentes níveis da estrutura territorial brasileira que permite a apresentação sintética, por meio de cartogramas e animações digitais, das dinâmicas espacial e espaço-temporal das principais culturas. Para isto foi criada uma base de dados da produção das principais culturas, desenvolvidos indicadores que representem a dinâmica espacial da produção agrícola e desenvolvidas ferramentas de apresentação destes indicadores através da dinâmica espaço-temporal. Finalmente, foram relacionadas as áreas voltadas à produção de alimentos e de expansão agrícola para a bioenergia (etanol e óleo de palma). Pretende-se, através deste trabalho, contribuir na tomada de decisão com ferramentas de visualização da realidade agropecuária brasileira. O trabalho estabelece ligações com os zoneamentos agroecológicos, os instrumentos de segurança alimentar e a pegada ecológica, com a apresentação da produção agrícola das culturas como cana-de-açúcar, milho, soja, palma de óleo e algodão.

Impacto da dieta hiperlipídica contendo óleo de canola ou de soja no desenvolvimento da adiposidade abdominal e estrutura óssea

A baixa relação de ômega-6/ômega-3 esta relacionada com propriedades benéficas para a saúde óssea. No entanto, a dieta rica nestes compostos pode levar a obesidade. Adipócitos e osteoblastos derivam de células progenitoras comuns, e o consumo de óleo de canola pode ter ação adipogênica e osteogênica. Nosso objetivo foi avaliar a adiposidade abdominal, insulina e estrutura óssea em ratos tratados com dieta contendo baixa relação ômega-6/ômega-3, proveniente do óleo de canola. Após desmame, os ratos foram divididos em grupos alimentados com dieta normocalórica: Controle (S) e experimental (C), contendo 7ml/100g de óleo de soja ou de canola e grupos tratados com dieta rica em lipídios: Controle (7S) ou hiperlipídico contendo 19ml/100g de óleo de soja (19S) ou de canola (19C), até completarem 60 dias de idade. Os dados foram significativos com P<0,05. No primeiro modelo, o grupo C apresentou redução de: Massa e área do adipócito intra-abdominal; Colesterol; Insulina; Densidade mineral (DMO) e massa óssea total e na coluna vertebral; Massa do fêmur; Espessura da diáfise; DMO do fêmur e das vértebras lombares e radiodensidade da cabeça do fêmur. No segundo modelo, os grupos 19S e 19C apresentaram maior ingestão calórica, densidade corporal, massa de gordura intra-abdominal, e maior massa e comprimento do fêmur e da coluna lombar. O grupo 19S apresentou maior área e menor número de adipócitos da região retroperitoneal. Glicose e a insulina foram aumentadas no grupo 19C vs. 7S. A tomografia do fêmur revelou maior radiodensidade na região proximal e da coluna lombar, no grupo 19C. Sugerimos que a quantidade e o tipo de lipídio consumido, após o desmame, induzem não somente o desenvolvimento corporal e os depósitos de gordura, além de afetarem a resistência insulínica e a saúde óssea

Avaliação da acidez de bio-óleos obtidos pela pirólise de óleos vegetais pós-consumo

O descarte irregular do óleo vegetal pós-consumo diretamente na rede de esgoto vem causando grandes problemas para o meio ambiente. Atualmente, essa problemática tem se intensificado devido ao aumento de produção e consumo destes óleos, o que por conseqüência aumenta o despejo desordenado. No presente estudo foi realizada a obtenção do bio-óleo a partir da pirólise térmica em atmosfera de nitrogênio, a 400C, por 20 minutos, do óleo vegetal pós-consumo, provenientes das seguintes oleoginosas: soja, milho, girassol e canola. As pirólises não-catalíticas apresentaram uma geração média entre 40 e 50% de um bio-óleo, de elevado índice de acidez, 81,8 mg NaOH/g. Na pirólise catalítica, a argila ácida K10 foi o catalisador que apresentou melhor eficácia para geração de um bio-óleo de menor índice de acidez. A concentração ótima do catalisador foi de 5%(m/m), gerando 482 % de um bio-óleo com índice de acidez de 43,8 mg NaOH/g. A caracterização dos líquidos pirolíticos obtidos foi realizada através da técnica de espectrofotometria na região do infravermelho (FTIR) e cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrômetro de massas (CG/EM) que monstraram que a trioleína, o triglicerídeo do ácido oléico, foi craqueado, gerando o hexadecanoato de octadecila e o oleato de eicosila, ésteres do respectivo ácido graxo