Análise de qualidade e tempo de prateleira de novas formulações baseadas em microalgas para cultivo e enriquecimento de alimento vivo para nutrição de peixe-zebra

Abstract

O peixe-zebra (Danio rerio) é utilizado como animal modelo em pesquisas biomédicas, abrangendo diversas áreas tais como desenvolvimento, genética, toxicologia, comportamento e investigação clínica de doenças (e.g. cancro, doenças cardíacas, Alzheimer, diabetes e osteoporose). Para garantir o sucesso das pesquisas que utilizam o peixe-zebra como modelo, é crucial fornecer uma nutrição adequada ao animal, uma vez que a dieta nutricional influência a sua performance fisiológica, reprodutiva e expressão genética. Portanto, é necessário assegurar a oferta de uma nutrição adequada que atenda as diferentes necessidades nutricionais desde a fase inicial de vida (larva) até a fase final (reprodutor). Geralmente, a biomassa de microalgas, especialmente a espécie Nannochloropsis oceanica, é introduzida para enriquecer as presas vivas, como os rotíferos, que são utilizados como alimento vivo para as larvas de peixe-zebra e, mais recentemente, também para os reprodutores. No mercado, existem concentrados líquidos à base de Nannochloropsis oceanica, como o produto comercial Phytobloom® Green Formula (Phytobloom®, Portugal), que possui uma composição de 18% (w/w) e foi utilizado como produto de controlo (GF) no presente trabalho. O projeto Zebrabloom, liderado pela empresa Necton S.A., tem como objetivo desenvolver produtos comerciais à base de microalgas para o enriquecimento de rotíferos, direcionados para nutrição específica do peixe-zebra. Nas etapas anteriores do projeto, foram selecionadas as espécies Nannochloropsis oceanica, Tisochrysis lutea, Tetraselmis chui e Dunaliella salina demonstrando resultados vantajosos em termos de crescimento, reprodução, sobrevivência e redução da incidência de deformações esqueléticas por meio de análises in vivo.O objetivo do presente trabalho é desenvolver o produto final no formato de um concentrado líquido de 8% (w/w). Durante o desenvolvimento do produto, foram identificadas as metodologias adequadas para a formulação de concentrados líquidos com diferentes espécies de microalgas. Esse trabalho é desafiante devido às características físico-químicas divergentes das diferentes espécies de microalgas e tipologias (pó e pasta) que consequentemente interferem na estabilidade do concentrado líquido. Ao longo do trabalho foram desenvolvidas três formulações com diferentes composições, designadas como Zebrabloom Reprodutores, Zebrabloom Larvae e Zebrabloom AllinOne, sendo esta última a que irá seguir para comercialização. Em relação à qualidade do produto, conseguiu-se com o produto desenvolvido, Zebrabloom AllinOne, em comparação com o produto de controlo (GF), uma redução de cerca de 50% de crescimento de colónias de bactérias. Além disso, através da metodologia de produção selecionada, diminuiu-se a quantidade e dimensão de aglomerados de células de microalgas, e consequentemente a redução de sedimentação do produto quando aplicado na água.

Zebrafish (Danio rerio) is used as an animal model in biomedical research, covering diverse areas such as development, genetics, toxicology, behavior and clinical research of diseases (e.g. cancer, heart disease, Alzheimer's, diabetes and osteoporosis). To ensure the success of research using zebrafish as a model, it is crucial to provide adequate nutrition to the animal, since the nutritional diet influences its physiological and reproductive performance and genetic expression. Therefore, it is necessary to ensure the provision of adequate nutrition that meets the different nutritional needs from the initial stage of life (larvae) to the final stage (reproductive). Generally, microalgae biomass, especially the species Nannochloropsis oceanica, is provided to enrich live prey such as rotifers, which are used as live food for zebrafish larvae and, more recently, also for spawners. On the market, there are concentrated liquids based on Nannochloropsis oceanica, such as the commercial product Phytobloom® Green Formula (Phytobloom®, Portugal), which has a composition of 18% (w/w) and was used as a control product (GF) not present work. The Zebrabloom project, led by the company Necton S.A., aims to develop commercial products based on microalgae for the enrichment of rotifers, aimed at specific nutrition for zebrafish. In the previous stages of the project, the species Nannochloropsis oceanica, Tisochrysis lutea, Tetraselmis chui and Dunaliella salina were selected, demonstrating possible results in terms of growth, reproduction, survival and reduction of the incidence of skeletal deformities through in vivo analysis.The objective of the present work is to develop the final product in the form of an 8% (w/w) liquid concentrate. During product development, suitable methodologies for formulating liquid concentrates with different species of microalgae were identified. This work is challenging due to the divergent physicochemical characteristics of the different species of microalgae and typologies (powder and paste) that consequently interfere with the stability of the liquid concentrate. Throughout the work, three formulations with different compositions were developed, designated as Zebrabloom Reproducers, Zebrabloom Larvae and Zebrabloom AllinOne, the latter being the one that will be commercialized. With regard to product quality, the developed product, Zebrabloom AllinOne, compared with the control product (GF), achieved a reduction of about 50% in the growth of bacterial colonies. In addition, through the selected production methodology, the amount and size of microalgae cell agglomerates were reduced, and consequently the product sedimentation reduction when applied in water.