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1 Rações de Baixo Impacto Ambiental para Peixes Wilson Massamitu Furuya1 & Valéria Rossetto Barriviera Furuya2 1Prof. Dr., Universidade Estadual de Maringá, Departamento de Zootecnia, Av. Colombo 5790, 87020-900, Maringá, Paraná, Brasil, e-mail: wmfuruya@uem.br; 2Profa. Dra., Universidade Estadual de Ponta Grossa, Departamento de Zootecnia, Ponta Grossa, Paraná, Brasil, e-mail: vrbfuruya@yahoo.com. Resumo A piscicultura gera uma importante fonte de proteína animal de alta qualidade para consumo humano. A estratégia alimentar utilizada na produção comercial de peixes pode ter um impacto na qualidade da água e crescimento, saúde e sobrevivência dos peixes. Isto é particularmente verdade em criação intensiva. As rações de peixes possuem elevados níveis de nitrogênio e fósforo e os dados de digestibilidade dos alimentos, exigências nutricionais e processamento de alimentos têm sido usados para formular dietas menos impactantes. Boas Práticas de Manejo relacionadas com a freqüência de alimentação, alimentação quantidade, tempo de alimentação, tipo de ração, tamanho da partícula, armazenamento de alimentos devem ser ajustadas de acordo com a espécie e fase do peixe. Palavras-chave: aquicultura, digestibilidade, manejo alimentar, tecnologia de processamento Abstract Fish culture produces an important source of animal protein to meet the demand for high protein quality for human consumption. The feeding strategy used in the commercial culture of fish can have a significant impact on water quality, and growth, health and survival of the fish. This is particularly true for intensive farming operations. Fish diets have high levels of nitrogen and phosphorus and data from food digestibility, nutritional requirements and food processing have been used to formulate low impacting diets. Best Management Practices related to feeding frequency, feeding amount, feeding time, type of diet, particle size and feed storage should be adjusted according to the species and stage of the fish. Key words: aquaculture, digestibility, feed management, processing technology Introdução A redução do impacto ambiental das atividades de aqüicultura tem sido tema amplamente discutido no cenário global. Devido a grande importância na produção de alimentos, tem-se buscado alternativas, em várias áreas do conhecimento, que garantam a produção com menor impacto ambiental possível. A piscicultura mundial se desenvolve principalmente em sistemas de produção do tipo confinamento total, ou seja, todos os nutrientes necessários para um ótimo desenvolvimento dos peixes devem estar contidos na ração. As rações de peixes são formuladas com diversos alimentos de origem vegetal e animal, ao contrário das rações para aves e suínos, que são formuladas principalmente com milho e farelo de soja, resultando em grande variação na composição e valor nutritivo. Como apenas 45% do nitrogênio consumido pelos peixes é retido como proteína animal, a maior parte do nitrogênio ingerido é excretado, contribuindo para aumentar a poluição ambiental. As rações para peixes possuem elevados teores de nitrogênio e 2 fósforo, o que pode levar à contaminação dos lagos e rios. Assim, os nutricionistas devem unir esforços para buscar práticas adequadas de manejo, para que a piscicultura cresça e se desenvolva dentro das condições legais existentes. Este trabalho foi escrito com o objetivo de apresentar as informações disponíveis sobre exigências nutricionais, avaliação de alimentos, novas tecnologias de processamento e manejo alimentar, utilizadas para elaborar rações de baixo impacto ambiental para peixes. Exigências nutricionais Tem-se descrito a hipótese de que os peixes consomem até que as exigências de energia estejam satisfeitas (Bromley, 1980). No entanto, é importante que a relação energia/proteína da ração seja adequada. Em rações com excesso de energia, os peixes podem parar de consumir antes que quantidade suficiente de proteína e outros nutrientes sejam ingeridos (Colin et al., 1993) e, no caso de excesso de proteína, em relação a energia, os aminoácidos da ração serão utilizados como fonte de energia ou para deposição de gordura corporal. Adicionalmente, proporciona aumento na excreção de nitrogênio, um composto de elevado potencial poluente (Kaushik & Oliva-Teles, 1986). Segundo Jobling (1993), em peixes alimentados com rações com níveis protéicos que excedem as exigências, há gasto energético extra para eliminação dos aminoácidos, uma vez que aumenta consideravelmente o destino gliconeogênico dos aminoácidos, aumentando as atividades das enzimas implicadas (Carter et al., 1993), o que não é desejável tanto do ponto de vista dos índices de conversão e de retorno econômico. A determinação da relação energia:proteína adequada tem sido investigada para diversas espécies e o valor próximo de 100:1 tem sido recomendado para os peixes de uma forma geral. Por outro lado, ainda faltam informações sobre os valores de energia digestível dos alimentos para a maioria das espécies nativas. Para espécies carnívoras, a exigência de proteína está estreitamente relacionada com a adequada inclusão de lipídios como fonte de energia. O aumento de lipídios tem possibilitado a redução de proteína da ração, minimizando sua a utilização como fonte de energia. Proteína e Aminoácidos As proteínas são de grande importância, pois são os principais componentes constituintes do organismo animal em crescimento e, entre outras, são responsáveis pela formação de enzimas e hormônios. Os constituintes fundamentais das proteínas são os aminoácidos. O perfil dos aminoácidos presentes nas proteínas é decisivo para sua qualidade e determina seu valor como componente da ração. Segundo Cho (1992), a concentração ótima de proteína em rações para peixes é marcada por um delicado balanço entre proteína e energia, ao qual tem que dispensar especial atenção à qualidade protéica, padrão adequado de aminoácidos essenciais disponíveis, e fontes de energia não protéica, lipídios e carboidratos. A determinação das exigências de proteína é de fundamental importância, pela sua influência sobre o crescimento, reprodução e saúde dos peixes. Para formular uma ração, é necessário estabelecer o mínimo de proteína que forneça os aminoácidos para atender a mantença e produção, sendo importante também a relação entre aminoácidos essenciais e os aminoácidos não-essenciais (Abboudi et al., 2009); 3 A exigencia de proteína é bastante variável entre espécies (Tabela 1), sendo que as rações comerciais para peixes tropicais possuem de 25 a 56% de proteína bruta (base na matéria natural). Tabela 1. Exigência de proteína para algumas espécies de peixes tropicais Nome comum Peso corporal (g) Proteína (%) Energia digestível (kcal/kg) Tilápia do Nilo1 0,5-10 28,75 2900 Jundia2 1,5-10 33,06 3200 Pacu3 14-320 25,06 4420 Pintado4 16-44 32,05 2640 1Furuya et al. (1996); 2Meyer & Fracalossi (2004); 3Bechara et al. (2005); 4Carneiro & Gonçalves (2002) 5,6Proteína bruta e proteína digestível, respectivamente Ainda que diversos fatores influenciem as exigências, destacam-se as diferenças entre espécies, manejo alimentar adotado, fonte de proteína, fonte e nível de energia da ração, tipo de processamento utilizado, condições experimentais e análise estatística empregada. Além disso, deve-se considerar o balanceamento de aminoácidos e a relação energia/proteína. Os peixes não possuem exigência verdadeira de proteína, mas de rações com quantidades e proporções adequadas de aminoácidos essenciais e não-essenciais. Assim como outros animais, os peixes exigem rações com valores adequadosde arginina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano e valina. Em geral, as exigências de aminoácidos dos peixes, quando expresso em percentagem da dieta, são maiores que as de aves e suínos. No entanto, é próxima, quando os aminoácidos são expressos como porcentagem da proteína. Proteína ideal A proteína ideal é definida como o balanceamento exato de aminoácidos, de forma a atender as exigências de todos os aminoácidos para manutenção e produção, por meio da proposta de que cada aminoácido essencial seja expresso em relação a um aminoácido de referência, a lisina. Esse conceito pode ser adaptado para uma variedade de situações, pois ainda que as exigências absolutas de certos aminoácidos possam mudar por diversas razões, as proporções permanecem bastante estáveis. Os valores de aminoácidos devem ser expressos em termos de aminoácidos digestíveis; portanto, a exigência não é de proteína e sim de aminoácidos específicos e nitrogênio não específico para a síntese de aminoácidos não-essenciais. A múltipla suplementação de aminoácidos (lisina, metionina e treonina) resulta em melhoria no crescimento, conversão alimentar, rendimento e composição da carcaça, mesmo quanto não atinge o nível de proteína recomendado pelo NRC (1993), no caso de tilápias. Em muitas situações, somente a múltipla suplementação de aminoácidos permite a manutenção do desempenho produtivo dos peixes (Gaylord et al., 2009). Devido à disponibilidade e menor custo dos alimentos protéicos de origem vegetal no Brasil, principalmente do farelo de soja, há grande expectativa de inclusão em rações para organismos aquáticos, sendo demonstrado por Furuya et al. (2004) a possibilidade de utilizar rações formuladas com base em proteína do farelo de soja e isentas de farinha de peixe (Figura 1). 4 Figura 1. Ganho de peso (GP, g/dia), retenção de nitrogênio (RN, %) e rendimento de filé (RF, %) da tilápia do Nilo alimentada com rações contendo 10% de farinha de peixe (FP), isenta de farinha de peixe (FS = farelo de soja) sem aminoácidos e isenta de farinha de peixe e suplementada com aminoácidos (FS+AA) Nos últimos anos, os nutricionistas têm direcionado seus estudos no sentido de obter informações que possam contribuir para reduzir os teores de nitrogênio das rações. A simples redução no conteúdo de proteína não permite adequado desempenho e resposta econômica em condições de criação intensiva, sendo necessária a suplementação de aminoácidos em quantidades e proporções adequadas (Botaro et al., 2007), como pode ser observado na Figura 2 e Tabela 2. Figura 2. Desempenho da tilápia do Nilo criada em tanques-rede e alimentada com dietas com diferentes níveis de proteína digestível 1 Os valores de lisina, metionina e treonina das dietas com 25,2; 24,3 e 22,7% de proteína digestível foram mantidos de acordo com os valores da dieta com 27% de proteína digestível (controle) 3 Rendimento de filé = peso eviscerado/peso dos filés*100 A suplementação de aminoácidos deve ser avaliada economicamente, uma vez que a suplementação de aminoácidos em rações com baixo nível de proteína pode não 5 ser viável economicamente (Tabela 2), em função do aumento custo/kg de ração em razão da suplementação dos aminoácidos. Tabela 2. Custo de produção para a tilápia do Nilo alimentada com dietas com diferentes níveis de proteína digestível Proteína digestível (%) 1 Variável 27,00 25,20 24,30 22,70 CV1 Custo da ração (R$/kg) 0,609 0,612 0,619 0,613 0,01 Custo/kg de GP (R$/kg) 1,03 1,03 1,04 1,09 9,01 Custo/kg de filé (R$/kg) 2,47 2,41 2,47 2,64 8,53 1Coeficiente de variação Os aminoácidos metionina, lisina, treonina, triptofano e arginina, disponíveis no mercado, têm sido utilizados para atender às exigências dos peixes e manter o desempenho preconizado. A maximização do uso de aminoácidos para a síntese proteica e não como fonte de energia, a diminuição da poluição ambiental, a redução no custo de produção e a redução da exigência do aminoácido limitante são algumas das vantagens em se formular rações com o mínimo de proteína e suplementadas com aminoácidos industriais. Cálcio e fósforo Os minerais são exigidos pelos peixes para diversas funções no metabolismo além da osmoregulação. Muitos minerais são exigidos em pequenas quantidades e as exigências podem ser atendidas em algumas situações por meio da absorção através das brânquias, principalmente o cálcio, magnésio, sódio, potássio, ferro, zinco, cobre e selênio (NRC, 1993). Assim, a relação cálcio/fósforo para peixes é considerada 1:2 (Hepher, 1988), mas é preciso considerar que os peixes não podem absorver eficientemente o fósforo dissolvido no meio aquático. A deficiência de fósforo leva a uma redução na taxa de crescimento, redução na eficiência alimentar e baixa mineralização óssea. Nas criações intensivas, em função das flutuações nos valores dos minerais dissolvidos no meio aquático, geralmente todos os minerais são suplementados de forma a atender as exigências totais dos mesmos. Miranda et al. (2000) avaliaram a relação cálcio total/fósforo disponível em rações para alevinos de tilápia do Nilo (2,5 ± 0,5 g) por meio do desempenho produtivo e mineralização óssea e concluíram que a espécie exige um mínimo de 0,25 % de fósforo disponível para uma mineralização óssea satisfatória, e que os melhores resultados produtivos foram obtidos com rações cujas relações cálcio/fósforo disponível apresentavam-se entre 1:1 e 1,0:1,5. Mais recentemente, Pinto (2009) determinou as exigências de fósforo para a tilápia do Nilo de diferentes categorias de peso. Fitase Os grãos de cereais, seus subprodutos e farelos de sementes de oleaginosas têm no fósforo fitico (75%) a maior porção do fósforo total. Esta forma não é disponível para os monogástricos, já que a enzima fitase necessária para hidrólise deste complexo não está presente no trato gastrintestinal (Silva et al., 2005). 6 O ácido fitico, em pH neutro e alcalino, forma complexos insolúveis com cátions di e polivalentes, comprometendo a biodisponibilidade de certos minerais, principalmente zinco, cálcio, ferro e cobre, e influencia negativamente na digestão de proteínas, aminoácidos e energia da ração (Cuneo et al., 2000). Uma maneira de se reduzir o impacto ambiental, é pela manipulação da ração, utilizando aditivos e/ou ingredientes que contenham os minerais de alta biodisponibilidade, com intuito de melhorar a eficiência de utilização pelos animais dos nutrientes contidos nos alimentos para minimizar o impacto ambiental da excreção em excesso, principalmente de nitrogênio, fósforo, cobre e zinco, além de outros elementos. Com esta finalidade, o uso de enzimas exógenas tem sido alvo de vários estudos, destacando-se a utilização da fitase, que possibilita a liberação do fósforo fítico e de outros nutrientes. Isto pode reduzir a suplementação de fósforo inorgânico, reduzir o custo e melhorar a utilização do fósforo presente nos alimentos, além de reduzir o fósforo excretado. No Brasil, a fitase foi inicialmente avaliada como aditivo em rações para peixes por Furuya et al. (2001), que observaram maior disponibilidade do cálcio e fósforo em rações para a tilápia do Nilo suplementadas com o aditivo (Figura 1). Figura 3. Suplementação de fitase e coeficientes de disponibilidade do cálcio (CD-P) e cálcio (CD-Ca) em rações para a tilápia do Nilo Em outros realizados, foi demonstrado o potencial da fitase sobre a redução na excreção de fósforo, bem como na disponibilidade de outros minerais. No entanto, em rações extrusadas, é necessário considerar quea enzima deve ser adicionada após extrusão e secagem da ração, para evitar danos da mesma em função do elevado aquecimento durante o processamento. Avaliação de alimentos A digestibilidade expressa a quantidade de nutrientes, supostamente absorvida pelo animal, obtida pela diferença entre a quantidade de nutrientes ingerida e a 7 excretada. Em peixes, a digestibilidade dos alimentos geralmente é medida pelo método indireto, utilizando um indicador que permite quantificar os nutrientes não encotrados nas fezes (Choubert, 1999). A determinação da digestibilidade dos nutrientes de uma matéria-prima é o primeiro cuidado quando se pretende avaliar seu potencial de inclusão em uma ração (Cho, 1987), mas sua efetiva assimilação é dependente dos fatores relacionados ao animal (Maynard & Loosly, 1966) e varia também em função das condições ambientais, da quantidade e da qualidade dos alimentos, da proporção relativa entre os nutrientes e, dos processos tecnológico a que o alimento tenha sido submetido (Higera, 1987). Nos últimos anos, tem-se aumentado a preocupação com as tecnologias de processamento empregadas para produzir rações comerciais para a aqüicultura Hepher (1988), para, impulsionada pela expansão global da aqüicultura, a qual tem resultado no aumento da demanda por rações de alta qualidade. No Brasil, os estudos de digestibilidade foram intensificados na década de 90, culminando no trabalho publicado por Pezzato et al. (2002), em que padronizaram a técnica de digestibilidade e avaliaram o valor nutritivo de diversos alimentos convencionais e alternativos para a tilápia do Nilo. Posteriormente, Furuya et al. (2001b) determinaram os coeficientes de digestibilidade dos aminoácidos essenciais e não-essenciais do milho farelo de trigo, farelo de soja e farinha de peixe para a mesma espécie. Atualmente, há disponibilidade dos valores de energia digestível, proteína e aminoácidos digestíveis e fósforo disponível da maioria dos alimentos para tilápias, mas ainda faltam informações para as espécies nativas. Alimentação de Peixes A adequada alimentação possui estreita relação com a preservação do meio ambiente, uma vez que a fração não digerida ou não consumida, no meio ambiente, pode levar à excessiva eutrofização, que afeta de forma direta e indireta o desempenho produtivo, reprodutivo e a saúde dos peixes. Tipo de ração e processamento Em função da rápida expansão da aqüicultura, tem-se aumentado o foco sobre as tecnologias de processamento que podem ser utilizadas para a elaboração de rações para organismos aquáticos.Geralmente, há necessidade de alguma forma de processamento para aumentar o valor nutricional do alimento ou ração. O processamento afeta as características físicas, químicas e a aceitabilidade dos alimentos, culminando em efeitos diversos sobre a estabilidade na água e a digestibilidade dos nutrientes. A moagem fina, a peletização e a extrusão são os métodos de processamento mais utilizados na elaboração de rações para organismos aquáticos. Um dos nutrientes que mais influencia a estabilidade de uma ração extrusada é o amido. Os peixes carnívoros não utilizam eficientemente o amido como fonte de energia e a sua digestibilidade também depende da sua origem (Bergot, 1991). O processo de extrusão melhora a utilização do amido pelos peixes, principalmente para peixes carnívoros. Grandes quantidades de amido podem reduzir a digestibilidade de outros nutrientes, especialmente dos lipídios (Storebakken, 2002). Segundo Peres et al. (1999), 8 alguns peixes não regulam eficientemente os níveis de glicose e sua rápida absorção resulta em hiperglicemia. O tratamento térmico aplicado durante o processamento inativa alguns fatores antinutricionais, mas deve ser controlado para evitar perdas de vitaminas e aminoácidos. As novas tecnologias de processamento permitem a obtenção de grânulos extrusados de diâmetros variados e estáveis na água. Porém, por razões econômicas, ainda há baixa disponibilidade de ração extrusada com diâmetro inferiores a 1 mm. Manejo alimentar O manejo alimentar adequado requer conhecimentos básicos sobre os hábitos alimentares das diferentes espécies, além dos diversos fatores que influenciam o consumo e a utilização dos nutrientes da ração. Pelo alto custo das rações de peixes, a alimentação representa item importante, principalmente nas criações intensivas. A adequada alimentação dos peixes deve considerar o tipo de ração, a taxa, a frequência e forma de arraçoamento, a temperatura da água a fase de criação e a espécie de peixe. Durante a fase inicial os peixes requerem mais energia e proteína por unidade de peso e possuem maior capacidade de consumo que adultos. Para algumas espécies de peixes, a taxa de arraçoamento pode ser influenciada pela presença de organismos- alimento, que variam em sua composição química e valor nutricional, mas há grande dificuldade de quantificar a contribuição diária dos nutrientes fornecidos pelos organismos presentes na água aos peixes. A determinação da taxa de arraçoamento requer a estimativa do peso e número de peixes. O ganho de peso não ocorre de forma linear, mas de forma exponencial, podendo ser influenciado por diversos outros fatores, destacando-se a temperatura, que afeta diretamente o consumo e, dessa forma, as tabelas de arraçoamento consideram, além do peso vivo, a temperatura da água (Tabela 3). Tabela 3. Taxa de arraçoamento para o bagre do canal em função do peso vivo e temperatura da água. Peso vivo (g) Temperatura da água (oC) 15 18 21 24 27 30 Taxa de arraçoamento (% peso vivo) 4,4 2,0 2,5 3,1 3,5 4,0 4,4 35,4 1,4 1,8 2,1 2,5 2,8 3,1 163,9 0,9 1,2 1,4 1,7 1,9 2,1 283,2 0,8 1,0 1,2 1,4 1,5 1,7 553,1 0,6 0,7 0,9 1,0 1,1 1,3 Adaptado de Tucker e Robinson (1990) Para a tilápia do Nilo, a taxa e frequência de arraçoamento são influenciadas pelo peso do peixe e pela temperatura da água (Figura 4). Durante o período de inversão de sexo, geralmente são utilizadas rações fareladas com teores mais elevados de energia e nutrientes para compensar as perdas. Assim, para maximizar a utilização da ração, é importante aumentar ao máximo a maior frequência de arraçoamento. 9 Figura 4. Taxa e frequência de arraçoamento da tilápia do Nilo em função da temperatura da água. *% em relação a taxa normal de arraçoamento Luquet (1991) O ideal seria a correção da taxa de arraçoamento diariamente, mas essa prática não é aplicada pelo excessivo manejo que pode afetar o consumo e a saúde dos peixes. Assim, os peixes geralmente são pesados a cada sete, quinze ou trinta dias, o que irá depender da fase e espécie. A estimativa do crescimento da tilápia do Nilo pode ser obtida pela expressão descrita por Silva (2008): P = 0,027 x C 2,961; R2 = 0,991 Sendo: P = peso vivo (g) e C = comprimento padrão (cm). A frequência de arraçoamento é importante para melhorar a conversão alimentar, principalmente quando é utilizada ração farelada. O aumento na frequência de arraçoamento está associado ao aumento na uniformidade do lote e melhoria na conversão alimentar. O arraçoamento pode ser manual ou por meio de comedouros. O arraçoamento manual possui a vantagem de permitir maior controle das ocorrências, tendo como desvantagens o custo com mão-de-obra. A utilização de comedouros automáticos é recomendada nas criações intensivas, sendo necessário considerar a relação custo/benefício. 10 Considerações finais Com o incremento na produção intensiva em tanques-rede, gaiolas, “raceways” e tanques de terra, há necessidade de rações para cada espéciee fase de criação; É importante considerar o desempenho produtivo/reprodutivo, o retorno econômico e a qualidade da carne dos peixes; É necessário reduzir os atuais níveis de proteína das rações e fósforo das rações, para garantir uma criação sustentável; São necessárias novas informações sobre as exigências nutricionais, a avaliação dos valores nutritivos dos alimentos para as diversas espécies e fases de criação, bem como devem ser considerados as características de cada ambiente de criação; Paralelamente ao desempenho produtivo, devem ser avaliados os parâmetros de qualidade de água, a curto e longo prazo; As novas tecnologias de processamento são importantes para elaborar rações estáveis no meio aquático e adequadas em tamanho e forma. 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