Evaluating Spirulina as a protein source in Nile Tilapia (Oreochromis niloticus) grow-out diets

Aquaculture growth has intensified the need for a diversification of nutritionally appropriate aquafeed ingredients. The purpose of this study was to evaluate Spirulina, a blue-green microalgae, and soybean meal as the sole protein sources in grow-out Tilapia diets. We constructed 3 experimental diets with soybean meal and 0,15, 30, and 45% Spirulina (SBM, SP15, SP30, and SP45 respectively) as their main protein sources. We compared these diets to a commercial Tilapia diet (CC). Additionally, to evaluate the benefit of fishmeal inclusion, fishmeal was added (2 and 10%) to the most successful Spirulina containing diet (FM2, FM10). We evaluated these experimental diets based on their physical properties, palatability, growth potential, waste production, and overall cost. No significant differences in growth performance were found between any of the diets. Total ammonia nitrogen (TAN) and total phosphorus (TP) levels in each tank were significantly affected by diet (p<0.05). CC had significantly higher TP than the experimental diets and SP15 had significantly higher TAN than the other diets. Only CC was found to be significantly more palatable than the experimental diets, and Spirulina inclusion was inversely correlated to pellet stability. Lastly, SP15 was the most profitable experimental diet. We recommend eliminating fishmeal from grow-out Tilapia diets in favour of soybean meal and Spirulina. Spirulina should, however, be limited to 15% to avoid the negative effects it has on stability and profitability, and its possible effect on feed intake.

Evaluating Spirulina as a protein source in Nile Tilapia (Oreochromis niloticus) grow-out diets

Aquaculture growth has intensified the need for a diversification of nutritionally appropriate aquafeed ingredients. The purpose of this study was to evaluate Spirulina, a blue-green microalgae, and soybean meal as the sole protein sources in grow-out Tilapia diets. We constructed 3 experimental diets with soybean meal and 0,15, 30, and 45% Spirulina (SBM, SP15, SP30, and SP45 respectively) as their main protein sources. We compared these diets to a commercial Tilapia diet (CC). Additionally, to evaluate the benefit of fishmeal inclusion, fishmeal was added (2 and 10%) to the most successful Spirulina containing diet (FM2, FM10). We evaluated these experimental diets based on their physical properties, palatability, growth potential, waste production, and overall cost. No significant differences in growth performance were found between any of the diets. Total ammonia nitrogen (TAN) and total phosphorus (TP) levels in each tank were significantly affected by diet (p<0.05). CC had significantly higher TP than the experimental diets and SP15 had significantly higher TAN than the other diets. Only CC was found to be significantly more palatable than the experimental diets, and Spirulina inclusion was inversely correlated to pellet stability. Lastly, SP15 was the most profitable experimental diet. We recommend eliminating fishmeal from grow-out Tilapia diets in favour of soybean meal and Spirulina. Spirulina should, however, be limited to 15% to avoid the negative effects it has on stability and profitability, and its possible effect on feed intake.

Produção e purificação de biogás utilizando microalga spirulina sp. LEB-18

O crescimento da população mundial e a tentativa de substituição parcial dos combustíveis fósseis por novas fontes de energia têm levado a uma maior atenção quanto à possível escassez de alimentos e a carência de grandes áreas disponíveis para agricultura. Microalgas, por meio do metabolismo fotossintético, utilizam energia solar e gás carbônico como nutrientes para o crescimento. A microalga Spirulina pode ser utilizada como suplemento alimentar, na biofixação de CO2, como fonte de biocombustíveis e no tratamento de efluentes. A digestão anaeróbia da biomassa microalgal produz biogás e os resíduos deste processo podem ser utilizados como substrato para novos cultivos da microalga. O objetivo deste trabalho foi estudar a conversão de Spirulina sp. LEB-18 em biogás em escala piloto e produzir biomassa microalgal utilizando os efluentes bicarbonato e dióxido de carbono do processo anaeróbio como fonte de nutrientes. Spirulina foi utilizada como substrato na digestão anaeróbia para produção de biogás em escala piloto sob temperaturas variáveis (12- 38 °C). Efluente do processo anaeróbio foi adicionado (20 %, v/v) como fonte de carbono no cultivo da microalga para avaliar o crescimento e a composição da biomassa. A seguir foi avaliada a capacidade da microalga de remover CO2 presente no biogás através de biofixação para obtenção do biocombustível purificado. O biogás produzido sob as diferentes temperaturas apresentou entre 72,2 e 74,4 % de CH4, quando realizado nas temperaturas 12 a 21 °C e 26 a 38 °C, respectivamente. A redução na temperatura do processo anaeróbio provocou um decréscimo na conversão de biomassa em biogás (0,30 para 0,22 g.g-1 ), ocorrendo dentro da faixa adequada e segura para as bactérias metanogênicas (pH 6,9; alcalinidade entre 1706,0 e 2248,0 mg.L-1 CaCO3 e nitrogênio amoniacal 479,3 a 661,7 mg.L-1 ). Os cultivos de Spirulina sp. LEB-18 em efluente anaeróbio contendo 20 % (v/v) e meio Zarrouk modificado (NaHCO3 2,8 e 5,3 g.L-1 ) apresentaram velocidade específica máxima de crescimento entre 0,324 e 0,354 d-1 , produtividade volumétrica entre 0,280 e 0,297 g.L-1 .d-1 e produtividade areal entre 14,00 e 14,85 g.m-2 .d-1 , sem diferenças significativas (p > 0,05) entre as diferentes condições estudadas. Lipídios variaram entre 4,9 e 5,0 % com proporção de ácido linoleico maximizada nos meios com efluente e ácido alfa-linolênico reduzida nesses meios em comparação ao meio Zarrouk completo. Nos ensaios para avaliar a capacidade da microalga Spirulina sp. LEB-18 de remover CO2 contaminante no biogás, as máximas concentrações celulares e produtividades de biomassa variaram, respectivamente, entre 1,12 e 1,24 g.L-1 e 0,11 e 0,14 g.L-1 .d-1 , não apresentando diferenças significativas (p > 0,05) entre os ensaios. A maior fixação diária total (FDT) de dióxido de carbono obtida foi 58,01 % (v/v) em cultivos com adição de biogás contendo 25 % (v/v) CO2. Obteve-se biogás com 89,5 % (v/v) de CH4 após injeção em cultivos de Spirulina, no qual aproximadamente 45 % (v/v) do CO2 injetado foi fixado pela microalga, gerando biomassa para diversas aplicações e biogás purificado.

Monitoramento por microcontrolador do cultivo de spirulina em fotobiorreator raceway

A oportunidade de produção de biomassa microalgal tem despertado interesse pelos diversos destinos que a mesma pode ter, seja na produção de bioenergia, como fonte de alimento ou servindo como produto da biofixação de dióxido de carbono. Em geral, a produção em larga escala de cianobactérias e microalgas é feita com acompanhamento através de análises físicoquímicas offline. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi monitorar a concentração celular em fotobiorreator raceway para produção de biomassa microalgal usando técnicas de aquisição digital de dados e controle de processos, pela aquisição de dados inline de iluminância, concentração de biomassa, temperatura e pH. Para tal fim foi necessário construir sensor baseado em software capaz de determinar a concentração de biomassa microalgal a partir de medidas ópticas de intensidade de radiação monocromática espalhada e desenvolver modelo matemático para a produção da biomassa microalgal no microcontrolador, utilizando algoritmo de computação natural no ajuste do modelo. Foi projetado, construído e testado durante cultivos de Spirulina sp. LEB 18, em escala piloto outdoor, um sistema autônomo de registro de informações advindas do cultivo. Foi testado um sensor de concentração de biomassa baseado na medição da radiação passante. Em uma segunda etapa foi concebido, construído e testado um sensor óptico de concentração de biomassa de Spirulina sp. LEB 18 baseado na medição da intensidade da radiação que sofre espalhamento pela suspensão da cianobactéria, em experimento no laboratório, sob condições controladas de luminosidade, temperatura e fluxo de suspensão de biomassa. A partir das medidas de espalhamento da radiação luminosa, foi construído um sistema de inferência neurofuzzy, que serve como um sensor por software da concentração de biomassa em cultivo. Por fim, a partir das concentrações de biomassa de cultivo, ao longo do tempo, foi prospectado o uso da plataforma Arduino na modelagem empírica da cinética de crescimento, usando a Equação de Verhulst. As medidas realizadas no sensor óptico baseado na medida da intensidade da radiação monocromática passante através da suspensão, usado em condições outdoor, apresentaram baixa correlação entre a concentração de biomassa e a radiação, mesmo para concentrações abaixo de 0,6 g/L. Quando da investigação do espalhamento óptico pela suspensão do cultivo, para os ângulos de 45º e 90º a radiação monocromática em 530 nm apresentou um comportamento linear crescente com a concentração, apresentando coeficiente de determinação, nos dois casos, 0,95. Foi possível construir um sensor de concentração de biomassa baseado em software, usando as informações combinadas de intensidade de radiação espalhada nos ângulos de 45º e 135º com coeficiente de determinação de 0,99. É factível realizar simultaneamente a determinação inline de variáveis do processo de cultivo de Spirulina e a modelagem cinética empírica do crescimento do micro-organismo através da equação de Verhulst, em microcontrolador Arduino.

Secagem da microalga Spirulina em camada delgada utilizando secador com bomba de calor

A Spirulina apresenta propriedades antioxidantes o que favorece seu uso como alimento funcional, fato que tem motivado a sua comercialização para a formulação de alimentos diversos e com finalidades terapêuticas. A secagem ganha importância durante produção de Spirulina, uma vez que a umidade necessária, para garantir que não ocorra degradação da biomassa desidratada durante o armazenamento, é alcançada através do conhecimento dos parâmetros que caracterizam a operação. Neste estudo foi utilizada a secagem com bomba de calor, um método alternativo, pois viabiliza a operação com temperaturas inferiores as tradicionalmente utilizadas, além de seu funcionamento ser independente das condições meteorológicas do ambiente. O trabalho experimental da secagem de Spirulina sp. foi iniciado com um estudo comparativo entre a secagem com bomba de calor (SBC) e a secagem tradicional (ST). O efeito dos diferentes métodos utilizados sob a amostra foi comparado em relação à cinética da operação e as características da microalga desidratada (cor, ficocianina, compostos fenólicos totais e atividade antioxidante total). As temperaturas do ar foram de 50 e 60ºC e a umidade absoluta da SBC foi dez vezes inferior a utilizada durante a ST. Os parâmetros que caracterizam a secagem foram influenciados pela temperatura do ar, bem como, pela baixa umidade absoluta na SBC. Os valores do tempo total da SBC foram 40% inferiores aos encontrados para a secagem ST, em ambas as temperaturas do ar. A maior preservação das características da Spirulina foi obtida na SBC e temperatura do ar de 50°C, e nesta condição os valores foram 14% (ficocianina), 60% (compostos fenólicos) e 10% (atividade antioxidante) superiores aos encontrados na mesma condição para a ST. Isto evidencia que o método de secagem é determinante na qualidade do produto desidratado. Posteriormente, foi realizado o estudo da cinética da SBC, bem como a otimização da operação de secagem e a reidratação das amostras desidratadas nas diferentes condições de secagem. O estudo foi realizado através de um planejamento fatorial 32, tendo como fatores de estudo a temperatura do ar (30, 40 e 50ºC) e a espessura da bandeja (1, 3 e 5 mm). As respostas utilizadas foram ficocianina, compostos fenólicos, atividade antioxidante total e cor da microalga desidratadas. Também foram realizadas a microscopia eletrônica de varredura (MEV) e as curvas termogravimétricas (DSC) das amostras desidratadas. A secagem apresentou um curto período de taxa constante, delimitado pela umidade crítica, sendo que, seus valores foram influenciados apenas pela temperatura do ar de secagem. O modelo Logarítmico forneceu elevados valores de R2ajust e os menores valores de soma dos erros quadráticos (SSE) e de critério informativo de Akaike (AIC). Os valores das energias de ativação para as espessuras de 1, 3 e 5 mm, foram na faixa de 20-23 kJ mol-1. A condição de operação mais adequada, para a secagem de Spirulina sp. com bomba de calor, foi obtida na temperatura do ar de 50°C e espessura da bandeja de 5 mm, com valores de ficocianina, compostos fenólicos, atividade antioxidante total e diferença de cor de 19,60 mg g-1, 1508 µgEAG g-1, 52,6% e 5,71, respectivamente. Os termogramas (DSC) evidenciaram que em 50 ºC e espessura de 5 mm, o produto apresentou maior estabilidade térmica. As amostras de Spirulina sp. desidratadas apresentaram estrutura morfológica (MEV), aparentemente, rígida e heterogênea, e os seus percentuais de reidratação corresponderam a 85-91% da umidade da microalga in natura.

Utilización de espirulina (Spirulina maxima) en la alimentación de alevinos de trucha arco Iris (Oncorhynchus mikyss)

Tesis (Zootecnista). -- Universidad de La Salle. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Programa de Zootecnia, 2014

Apparent metabolizable energy of microalgae (Spirulina sp.) for broilers under different methodologies.

2016

Análise das relações taxonômicas e sistemáticas entre espécies de triatomíneos (Hemiptera, Reduviidae) de colônias mantidas pelo Serviço Especial de Saúde de Araraquara, inferida de seqüências do 16S rDNA mitocondrial

Foram analisadas seqüências de nucleotídeos do gene 16S do rDNA mitocondrial em 14 populações de triatomíneos mantidos em colônias no insetário SESA de Araraquara- SP, comparando-as com seqüências do mesmo gene disponíveis no GenBank. Os fragmentos variaram de 311 a 317 pb com baixa variação intra-específica entre as distâncias genéticas (0% a 0,6%), exceto para os relacionamentos entre espécimes de Triatoma sordida (1%) e espécimes de T. brasiliensis (1,3%) atribuídos a populações geográficas diferentes. A parafilia de Rhodniini e do gênero Panstrongylus foi evidenciada pelas analises, confirmando resultados anteriores entre estes e os estreitos relacionamentos de R. prolixus com R. robustus e de T. infestans e T. platensis. O relacionamento entre T. maculata e T. pseudomaculata não foi solucionado, uma vez que, esses táxons apareceram tanto em monofilia quanto em parafilia: T. pseudomaculata (SESA) está agrupado com T. maculata (seqüência do GenBank) e associados a T . brasiliensis (SESA), enquanto T. maculata (SESA) aparece agrupado com T. pseudomaculata do SESA e do GenBank. Os resultados evidenciam a utilidade do gene 16S como marcador de espécies de triatomíneos e sua importância em questões de sistemática e taxonomia. Há necessidade de novos estudos envolvendo outros marcadores associados a caracteres sistemáticos clássicos de morfologia, ecologia e comportamento para decisões sistemáticas adequadas uma vez, que teriam impacto não apenas sistemático mas, para as estratégias de controle.

Hemolymphatic components in vectors of Trypanosoma cruzi: study in several species of the subfamily Triatominae (Hemiptera: Reduviidae)

The members of the subfamily Triatominae (Hemiptera : Reduviidae) comprise a great number of species of medical importance in the transmission of the T. cruzi (American trypanosomiasis). The aim of this study was to contribute to the knowledge about the chemical composition in proteins, lipids, lipoproteins, and carbohydrates of vectors of Chagas' disease corresponding to twelve members of the subfamily Triatominae. This study was carried out in ninphs of the fifth instar and adult males of the species: T. delpontei, T. dimidiata, T. guasayana, T. infestans, T. mazzotti, T. pallidipennis, T. patagonica, T. platensis, T. rubrovaria, T. sordida of the Triatoma genus, and D. maximus and P. megistus of the Dipatalogaster and Panstrongylus genera respectively. The results show on one hand, qualitative differences in the protein composition, and on the other hand, similarity in the lipoprotein profiles. Lipids, proteins, and carbohydrates did not show significant differences between species or/and stages.

Ecologia de triatomíneos e transmissão do Trypanosoma cruzi, com especial referência ao Brasil

Com base em seu comportamento ecológico e seu grau de relacionamento com o homem e os mamíferos domésticos, comensais e sinantrópicos, os triatomíneos são distribuídos em seis grupos: 1) Triatomíneos tipicamente silvestres, isto é, espécies só encontradas em ecótopos naturais e que nunca freqüentam as habitações humanas e suas dependências. Conseqüentemente, nunca entram em contacto com o homem e os mamíferos domésticos, a não ser acidentalmente quando estes penetram nos focos naturais. Entretanto, podem ter papel maior ou menor na manutenção da enzootia tripanossômica silvestre. Exemplos: Psammolestes coreodes, Psammolestes tertius, Cavernicola pilosa, Triatoma dispar, Triatoma delpontei e muitas outras espécies cujos hábitos são pouco conhecidos. 2) Triatomíneos essencialmente silvestres cujos adultos invadem, com maior ou menor freqüência, as habitações humanas e suas dependências, sem, todavia, aqui se colonizar. Além do papel que têm no ciclo silvestre de transmissão do T. cruzi, podem, ao entrar em contacto com o homem e os mamíferos domésticos e domiciliados suscetíveis, transmitir-lhes a infecção, tanto em áreas silvestres quanto em ecótopos artificiais. Exemplos: Panstrongylus geniculatus, Triatoma rubrovaria,Triatoma arthumeivai, Triatoma patagonica, Triatoma eratyrusiforme, Rhodnius domesticus e muitas outras espécies cujos hábitos são poucos conhecidos. 3) Triatomíneos silvestres em fase inicial de adaptação aos ecótopos artificiais, formando pequenas colônias principalmente no peridomicílio e, mais raramente, na própria habitação humana. Além da importância que têm no ciclo silvestre do T. cruzi, podem trazer a infecção para os ecótopos artificiais e, em determinadas instâncias, participar do ciclo domiciliário do parasita. Exemplos: Rhodnius neglectus, Triatoma vitticeps. Triatoma platensis e outras espécies pouco estudadas. 4) Triatomíneos que se criam indiferentemente em ecótopos naturais e artificiais. Embora tenham conseguido adaptar-se com maior ou menor sucesso à habitação humana e suas dependências, são encontradas também em diferentes ecótopos naturais. Além de participar do ciclo silvestre do T. cruzi têm importância no transporte do parasita para os ecótopos artificiais e na infestação inicial ou na reinfestação destes ecótopos livres de insetos pelo expurgo, constituindo também elos na cadeia de transmissão domiciUária da infecção. Exemplos: Panstrongylus megistus, Rhodnius prolixus, Rhodnius pallenscens, Triatoma sórdida, Triatoma brasiliensis, Triatoma maculata, Triatoma pseudomaculata, Triatoma quasayana etc. 5) Triatomíneos bem adotados aos ecótopos artificiais, mas, às vezes, ainda encontrados em focos residuais naturais. São os insetos mais importantes no ciclo domiciiiário do T.cruzi, mas podem, pelo menos em certas áreas, participar do ciclo silvestre da infecção. Exemplo: Triatoma infestans. 6) Triatomíneos estritamente domiciliados. Apesar disto, parecem ter menor importância no ciclo domiciiiário, especialmente na transmissão do T. cruzi ao homem, porque convivem mais com ratos comensais, embora também entrem em contacto com o homem. Exemplo: Triatoma rubrofasciata.

Desenvolvimento de um condicionador de sinal para eletroantenografia

O objetivo principal que motivou este trabalho foi o de construir um condicionador de sinal para medição da resposta elétrica das antenas de insetos devido à receção de sinais químicos (Eletroantenografia). O estudo da resposta das antenas dos insetos é particularmente relevante para o estudo das pragas de insetos, para a sua monitorização, e também para a descodificação dos mecanismos olfativos nas relações planta-inseto, com consequências para o desenvolvimento de dispositivos biossensores. O trabalho desenvolvido enquadra-se numa área interdisciplinar da física, química, fisiologia, ecologia aplicada e saúde pública. O inseto usado nesta experiência foi o gorgulho do eucalipto (Gonipterus Platensis), que tem vindo a dizimar as plantações de eucalipto em Portugal, provocando graves perdas económicas aos proprietários. O condicionador desenvolvido consiste num sistema de “interface” com a antena do inseto e um amplificador operacional de baixo ruído e ganho variável, que permite amplificar o sinal elétrico da antena para níveis adequados à aquisição e tratamento de sinal. A vantagem do aparelho construído é o fácil manuseamento do material biológico e químico,comparado com ensaios de Eletroantenografia tradicionais com recurso a pipetas de “Pasteur”. Este projeto indicou que o sistema desenvolvido poderá ser capaz da medição da resposta da antena do gorgulho a estímulos olfativos de eucalipto.

Estudo comparado do ciclo evolutivo de triatomíneos a duas temperaturas

We studied the life cicle of several triatominae species: Dipetalogaster maximus (Uhler, 1894); Panstrongylus herreri Wygodzinsky, 1948; Panstrongylus megistus (Burmeister, 1835); Rhodnius ecuadoriensis Lent & Leon, 1958; Rhodnius nasutus Stal, 1859; Rhodnius neglectus Lent, 1954; Rhodnius pictipes Stal, 1872; Rhodnius prolixus Stal, 1859; Rhodnius robustus Larrousse, 1927; Triatoma brasiliensis Neiva, 1911; Triatoma infestans (Klug, 1834); Triatoma maculata (Erichson, 1848); Triatoma matogrossensis Leite & Barbosa, 1953; Triatoma platensis Neiva, 1913; Triatoma protracta (Uhler, 1894); Triatoma sordida (Stal, 1859); Triatoma tibiamaculata (Pinto, 1926) e Triatoma vitticeps (Stal, 1859) (Hemiptera, Reduviidae). The main purpose of the study was to obtain information to improve control measures specially in those peridomiciliar species. The experiments were performed in two climatized chambers, both with an humidity of 70 ± 5% and photoperiod of 12 hours. One was maintained at 25 ± 0,5ºC and the other at 30 ± 1ºC.