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O desenvolvimento sustentável da nutrição dos peixes na aquicultura terá de corresponder aos desafios que a aquapônica apresenta no que diz respeito à crescente necessidade de produzir alimentos de alta qualidade. Manipular o azoto, o fósforo e o teor mineral das dietas de peixe utilizadas na aquapônica é uma forma de influenciar as taxas de acumulação de nutrientes, reduzindo assim a necessidade de suplementação artificial e externa de nutrientes. De acordo com Rakocy et al. (2004), os resíduos de peixes e rações fornecem a maioria dos nutrientes exigidos pelas plantas se a relação ideal entre a alimentação diária dos peixes e as áreas de cultivo das plantas for sustentada. Os resíduos sólidos de peixes denominados “lodo” em sistemas aquapônicos resultam na perda de aproximadamente metade dos nutrientes de entrada disponíveis, especialmente fósforo, que teoricamente poderiam ser usados para a produção de biomassa vegetal, mas a informação ainda é limitada (Delaide et al. 2017; Goddek et al. 2018). Embora o objetivo da sustentabilidade da nutrição dos peixes na aquicultura seja alcançado no futuro através da utilização de dietas personalizadas, a alimentação dos peixes na aquapônica precisa cumprir os requisitos nutricionais tanto para os peixes como para as plantas. Os aumentos da sustentabilidade resultarão, em parte, de uma menor dependência da farinha de peixe (FM) e do óleo de peixe (FO) e de novos ingredientes naturais, de elevada energia e de baixo teor de carbono. Para salvaguardar a biodiversidade e a utilização sustentável dos recursos naturais, a utilização de FM e FO baseados na pesca selvagem deve ser limitada nas áreas aquáticas (Tacon e Metian 2015). No entanto, o desempenho dos peixes, a saúde e a qualidade do produto final podem ser alterados quando se substitui o FM alimentar por ingredientes alternativos. Assim, a pesquisa sobre nutrição de peixes está focada no uso eficiente e transformação dos componentes dietéticos para fornecer os nutrientes essenciais necessários que maximizem o desempenho do crescimento e alcancem uma aquicultura sustentável e resiliente. Substituir FM, que é uma fonte de proteína excelente mas dispendiosa nas dietas de peixes, não é simples devido ao seu perfil único de aminoácidos, alta digestibilidade dos nutrientes, alta palatabilidade, quantidades adequadas de micronutrientes, além de ter uma falta geral de fatores anti-nutricionais (Gatlin et al. 2007).

Muitos estudos têm demonstrado que a FM pode ser substituída com sucesso pela farinha de soja em aquafeeds, mas a farinha de soja possui fatores anti-nutricionais, como inibidores da tripsina, aglutinina de soja e saponina, que limitam seu uso e altos percentuais de reposição na agricultura de peixes carnívoros. A alta substituição de FM por refeições vegetais em dietas de peixe também pode reduzir a biodisponibilidade de nutrientes em peixes, o que resulta em alterações de nutrientes na qualidade final do produto (Gatlin et al. 2007). Também pode causar perturbações indesejáveis no ambiente aquático (Hardy 2010) e reduzir o crescimento dos peixes devido aos níveis reduzidos de aminoácidos essenciais (especialmente metionina e lisina) e à diminuição da palatabilidade (Krogdahl et al. 2010). Gerile e Pirhonen (2017) observaram que uma substituição de 100% FM com farinha de glúten de milho reduziu significativamente a taxa de crescimento da truta arco-íris, mas a substituição FM não afetou o consumo de oxigênio ou a capacidade de natação.

Altos níveis de material vegetal também podem afetar a qualidade física dos grânulos e podem complicar o processo de fabricação durante a extrusão. A maioria das fontes alternativas de nutrientes derivadas de plantas para alimentos para peixes contém uma grande variedade de fatores anti-nutricionais que interferem no metabolismo das proteínas dos peixes, prejudicando a digestão e a utilização, levando, portanto, ao aumento da liberação de N no ambiente, o que pode afetar a saúde e o bem-estar dos peixes. Além disso, as dietas que incluem altos níveis de ácido fítico alteraram o fósforo e a digestão de proteínas que levam à alta liberação de N e P no ambiente circundante. A ingestão e palatabilidade dos alimentos, a digestibilidade e a retenção dos nutrientes podem variar de acordo com a tolerância e os níveis das espécies de peixes e podem alterar a quantidade e a composição dos resíduos de peixe. Tendo em conta estes resultados, as formulações dietéticas de peixes em aquaponia devem investigar os níveis dietéticos de “tolerância” de fatores anti-nutricionais (ou seja, fitato) para diferentes ingredientes alimentares e para cada espécie de peixe utilizada na aquapônica, bem como os efeitos da adição de minerais como Zn e fosfato nas dietas. Note-se ainda que, mesmo que o material vegetal seja considerado como uma opção ecologicamente correta para substituir FM em aquafeeds, as plantas precisam de irrigação e, portanto, podem induzir impactos ecológicos na forma de suas pegadas hídricas e ecológicas (Pahlow et al. 2015) a partir do escoamento de nutrientes dos campos.

Os subprodutos animais terrestres, tais como proteínas animais transformadas não ruminantes (PAP) derivadas de animais de criação monogástricos (por exemplo, aves de capoeira, carne de porco) próprios para consumo humano no ponto de abate (matérias de categoria 3, Regulamento CE 142/2011; Regulamento 56/2013 da CE) poderiam também substituir a FM e apoiar o economia circular. Têm um teor de proteínas mais elevado, perfis de aminoácidos mais favoráveis e menos hidratos de carbono em comparação com os ingredientes para a alimentação vegetal, mas também carecem de factores antinutritivos (Hertrampf e Piedad-Pascual 2000). Foi demonstrado que as farinhas de carne e osso podem servir como uma boa fonte de fósforo quando estão incluídas na dieta do Nilo Tilapia (Ashraf et al. 2013), embora tenham sido estritamente proibidas na alimentação de ruminantes devido ao perigo de iniciar a encefalopatia espongiforme bovina (doença das vacas loucas). Certas espécies de insetos, como a mosca-soldado negro (Hermetia illucens), podem ser usadas como uma fonte de proteína alternativa para dietas sustentáveis de alimentos para peixes. As principais vantagens ambientais da criação de insetos são que (a) menos terra e água são necessários, (b) que as emissões de gases com efeito de estufa são menores e que (c) insetos têm alta eficiência de conversão alimentar (Henry et al. 2015). No entanto, continua a ser necessária uma investigação mais aprofundada que forneça provas sobre questões de qualidade e segurança e rastreio de riscos para peixes, plantas, pessoas e ambiente.

É importante notar que os peixes não podem sintetizar vários nutrientes essenciais necessários para o seu metabolismo e crescimento e dependem da alimentação para este fornecimento. No entanto, existem certos grupos de animais que podem usar dietas deficientes em nutrientes, pois possuem microrganismos simbióticos que podem fornecer esses compostos (Douglas 2010) e, assim, os peixes podem obter o máximo benefício quando o fornecimento microbiano de seus nutrientes essenciais é dimensionado para demanda. A subutilização limita o crescimento dos peixes, enquanto o excesso de oferta pode ser prejudicial devido à necessidade de os peixes neutralizarem a toxicidade causada por compostos não essenciais. A medida em que a função microbiana varia com as demandas de diferentes espécies de peixes e quais são os mecanismos subjacentes são amplamente desconhecidos. Importante, a microbiota intestinal de um animal aquático pode, em teoria, desempenhar um papel crítico no fornecimento dos nutrientes necessários e na obtenção de sustentabilidade na piscicultura (Kormas et al. 2014; Mente et al. 2016). Outras pesquisas neste campo ajudarão a facilitar a seleção de ingredientes a serem usados em alimentos para peixes que promovam a diversidade da microbiota intestinal para melhorar o crescimento e a saúde dos peixes.

Pesquisas sobre a utilização de fontes alternativas de proteínas vegetais e animais e ingredientes de alimentos para peixes de baixo teor trófico estão em andamento. A substituição de matérias-primas de origem marinha nos alimentos para peixes, que poderiam ser utilizados directamente para fins alimentares humanos, deverá diminuir a pressão de pesca e contribuir para a preservação da biodiversidade. Organismos de baixo nível trófico, como a mosca-soldado negro, que podem servir como ingredientes aquafeed podem ser cultivados em subprodutos e resíduos de outras práticas industriais agrícolas, devido a diferentes refeições de qualidade nutricional, acrescentando assim benefícios ambientais adicionais. No entanto, os esforços para ter sucesso com a economia circular e a reciclagem de nutrientes orgânicos e inorgânicos devem ser tratados com cuidado, uma vez que os compostos indesejáveis em matérias-primas e produtos de frutos do mar podem aumentar o risco para a saúde animal, o bem-estar, o desempenho em termos de crescimento e a segurança do produto final para consumidores. A investigação e a monitorização contínua e a comunicação de informações sobre contaminantes de animais aquáticos de criação em relação aos limites máximos dos ingredientes e das dietas dos alimentos para animais são essenciais para informar as revisões e a introdução de novas regulamentações.


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