Publicação
Novel biorefinery of seaweeds using sequential bioprocessing to obtain value-added products to apply in aquaculture
| Resumo: | Para sustentar a expansão da indústria da aquacultura, a procura por ingredientes sustentáveis e económicos para incluir nas rações está a aumentar. As macroalgas são um potencial recurso para incorporar nas rações, devido à sua riqueza em nutrientes e à ausência de competição com as plantas terrestres pelos usos de terra e água doce. No entanto, o seu teor em polissacarídeos prejudica a sua inclusão nas rações, pelo que o bioprocessamento desta biomassa através de uma abordagem biotecnológica como a fermentação em estado sólido (FES) pode ser vantajoso para aumentar o seu valor biológico. Assim, em primeiro lugar, avaliou-se o potencial de cinco algas (Gracilaria sp., Porphyra dioica, Codium tomentosum, Ulva rigida e Alaria esculenta) como substrato em FES com fungos filamentosos (Aspergillus ibericus MUM 03.49 e Aspergillus niger CECT 2915). A FES de U. rigida com ambos os fungos resultou em atividades máximas de xilanase e β-glicosidase, enquanto o seu conteúdo em hidratos de carbono diminuiu 54% e 62% após a FES com A. ibericus e A. niger, respetivamente. Além disso, o subproduto de Gelidium corneum após extração do agar (GBP) também foi utilizado em FES com os mesmos fungos, mas não foram observadas diferenças no conteúdo de polissacarídeos, para além da baixa atividade enzimática. Este substrato foi misturado com bagaço de girassol (1:1; Gmix) e a FES desta mistura melhorou a produção de enzimas e o teor proteico do sólido fermentado, pelo que esta mistura foi selecionada para ser incluída em dietas para robalo: 10% da mistura não fermentada (dieta Gmix) ou fermentada por A. ibericus (dieta Gmix-ibericus) ou A. niger (dieta Gmix-niger). Em geral, as dietas Gmix ou Gmix-ibericus não comprometeram o desempenho ou o estado oxidativo dos peixes, com a dieta Gmix-ibericus a aumentar a eficiência de utilização do alimento em 25%, enquanto a dieta Gmix-niger afetou negativamente o crescimento dos peixes. Numa outra abordagem, fungos marinhos foram isolados de algas frescas e a sua aplicação em FES de C. tomentosum, U. rigida e GBP foi avaliada. Duas espécies fúngicas foram identificadas: Aspergillus flavus IC3 produziu um extrato rico em enzimas através da FES de GBP, enquanto o fungo Stemphylium vesicarium IU4 aumentou o teor de proteína da U. rígida fermentada. Por último, foi aplicado um pré-tratamento hidrotérmico seguido de hidrólise enzimática à alga C. tomentosum para produzir um hidrolisado rico em açúcares, utilizado como meio de cultura para o crescimento de A. ibericus. Obteve-se uma biomassa com 28% proteína, potencialmente aplicável em rações. |
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| Autores principais: | Ferreira, Marta Alexandra Lages |
| Assunto: | Aquacultura Enzimas Fermentação em estado sólido Macroalgas Aquaculture Enzymes Seaweeds Solid-state fermentation |
| Ano: | 2024 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso embargado |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | Para sustentar a expansão da indústria da aquacultura, a procura por ingredientes sustentáveis e económicos para incluir nas rações está a aumentar. As macroalgas são um potencial recurso para incorporar nas rações, devido à sua riqueza em nutrientes e à ausência de competição com as plantas terrestres pelos usos de terra e água doce. No entanto, o seu teor em polissacarídeos prejudica a sua inclusão nas rações, pelo que o bioprocessamento desta biomassa através de uma abordagem biotecnológica como a fermentação em estado sólido (FES) pode ser vantajoso para aumentar o seu valor biológico. Assim, em primeiro lugar, avaliou-se o potencial de cinco algas (Gracilaria sp., Porphyra dioica, Codium tomentosum, Ulva rigida e Alaria esculenta) como substrato em FES com fungos filamentosos (Aspergillus ibericus MUM 03.49 e Aspergillus niger CECT 2915). A FES de U. rigida com ambos os fungos resultou em atividades máximas de xilanase e β-glicosidase, enquanto o seu conteúdo em hidratos de carbono diminuiu 54% e 62% após a FES com A. ibericus e A. niger, respetivamente. Além disso, o subproduto de Gelidium corneum após extração do agar (GBP) também foi utilizado em FES com os mesmos fungos, mas não foram observadas diferenças no conteúdo de polissacarídeos, para além da baixa atividade enzimática. Este substrato foi misturado com bagaço de girassol (1:1; Gmix) e a FES desta mistura melhorou a produção de enzimas e o teor proteico do sólido fermentado, pelo que esta mistura foi selecionada para ser incluída em dietas para robalo: 10% da mistura não fermentada (dieta Gmix) ou fermentada por A. ibericus (dieta Gmix-ibericus) ou A. niger (dieta Gmix-niger). Em geral, as dietas Gmix ou Gmix-ibericus não comprometeram o desempenho ou o estado oxidativo dos peixes, com a dieta Gmix-ibericus a aumentar a eficiência de utilização do alimento em 25%, enquanto a dieta Gmix-niger afetou negativamente o crescimento dos peixes. Numa outra abordagem, fungos marinhos foram isolados de algas frescas e a sua aplicação em FES de C. tomentosum, U. rigida e GBP foi avaliada. Duas espécies fúngicas foram identificadas: Aspergillus flavus IC3 produziu um extrato rico em enzimas através da FES de GBP, enquanto o fungo Stemphylium vesicarium IU4 aumentou o teor de proteína da U. rígida fermentada. Por último, foi aplicado um pré-tratamento hidrotérmico seguido de hidrólise enzimática à alga C. tomentosum para produzir um hidrolisado rico em açúcares, utilizado como meio de cultura para o crescimento de A. ibericus. Obteve-se uma biomassa com 28% proteína, potencialmente aplicável em rações. |
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