Em virtude da necessidade de produzir animais de alta qualidade, nos últimos anos tem-se buscado tecnologias na aquicultura que melhorem índices zootécnicos, como conversão alimentar e ganho de biomassa; e promovam a manutenção da qualidade da água do ambiente de cultivo, reduzindo risco de surgimento de enfermidades e melhorando a qualidade de efluentes gerados. Diversas opções tecnológicas estão disponíveis no mercado buscando aprimorar índices zootécnicos, cita-se nutrição adequada e de qualidade, e aditivos alimentares como probióticos, prebióticos, ácidos orgânicos, biocontroladores e biorremediadores (Silva, 2014). Todos esses produtos oferecem benefícios à utilização, contudo, há algumas diferenças entre estes e, por muitas vezes, devido à composições similares, demonstram efeitos parecidos, sendo confundidos facilmente. Probióticos são células microbianas vivas e quando administrados adequadamente, conferem benefício à saúde geral do hospedeiro, por meio de melhorias no equilíbrio microbiano (Jahangiri; Esteban, 2018). Já os biocontroladores portam capacidade de reduzir a concentração de bactérias indesejáveis no ambiente de cultivo, limitando causadores de patogenicidade no ambiente.

No processo de biorremediação, vários microrganismos são explorados e apresentam sucesso na redução/eliminação de poluentes tóxicos gerados no sistema aquático. O uso de bactérias neste processo é altamente reconhecido (Wang; Han, 2007; Wu et al., 2012) e as espécies de Bacillus são muito aplicadas para remoção de resíduos orgânicos, metais pesados e demais compostos poluentes (Chen et al., 1991; Hoffmann et al., 1998; Lalloo et al., 2007; Xie et al., 2013; Thurlow et al., 2019). O gênero Bacillus é composto por bactérias Gram positivas, catalase-positivas, aeróbias ou anaeróbias facultativas, em forma de bastonete; neste há cerca de 200 espécies que são quase onipresentes na natureza. Essas bactérias sintetizam biomoléculas essenciais e produzem exoenzimas digestivas (Ghosh et al., 2002; Ray et al., 2012; Ghosh et al., 2019); substâncias microbianas que resultam em maior biodisponibilidade de nutrientes ao hospedeiro e auxiliam na degradação destes compostos presentes no sistema. Outro diferencial do gênero é a capacidade de produzir substâncias antimicrobianas (Stein, 2005; Abriouel et al., 2011; Sumi et al., 2015) e BLIS (do inglês, bacteriocin-like inhibitory substances) (Abriouel et al., 2011); compostos que agregam amplo espectro de inibição de patógenos, potencializando ação probiótica e intensificando atuação no controle de bactérias adversas do meio. E, devido a capacidade de formar esporos não patogênicos, tornam-se mais resistentes a desinfetantes, calor e secagem, permitindo utilização por longos períodos em ampla escala comercial (Kuebutornye; Abarike; Lu, 2019).

Biorremediação na aquicultura

Biorremediadores podem ser administrados via alimentação em rações, contudo, essa via apresenta restrições nas fases iniciais dos peixes, devido ao trato digestório imaturo e o fornecimento de pequenas quantidades de ração; e/ou via água de cultivo, sendo essa mais vantajosa, pois a aplicação na água pode ser feita em todas as fases de vida dos animais (Jahangiri; Esteban, 2018). A eficiência de utilização de Bacillus spp. via água depende de algumas variáveis da água presentes no ambiente de cultivo (oxigênio dissolvido, pH, temperatura, salinidade, fonte de nutrientes e íons metálicos), além do modo de aplicação (Hlordzi; Kuebutornye; Afriyie; Abarike et al., 2020).

A aquicultura se associa frequentemente ao acúmulo de nitrogênio, resíduos orgânicos e cargas elevadas de matéria orgânica; compostos que podem ser tóxicos aos organismos cultivados (Loh, 2017). As espécies de Bacillus executam função significativa no ciclo do nitrogênio por meio de amonificação (Hui et al., 2019), nitrificação (Rout et al., 2017) e desnitrificação (Verbaendert et al., 2011), tal qual fixação de nitrogênio (Yousuf et al., 2017). Deste modo, amônia total, nitrito, nitrato e nitrogênio Kjeldahl total (TKN) são usados pelos vários microrganismos, que contribuem com a remoção de nitrogênio na coluna de água (Martínez-Córdova et al., 2015). Ademais serem utilizados na melhoria da qualidade da água e remediação de efluentes da aquicultura, estes têm ganhado espaço por oferecem outros benefícios aos organismos de cultivo (Hlordzi; Kuebutornye; Afriyie; Abarike et al., 2020); além do citado anteriormente, os Bacillus spp. melhoram a resposta imune inata, que resulta em resistência a patógenos, e efeito benéfico no desempenho de crescimento (Hoseinifar et al., 2018; Van Doan et al., 2020); apesar deste derradeiro não ser o efeito direto esperado de um biorremediador, massim de probióticos. Os Bacillus spp. podem atuar como microrganismos probióticos, biocontroladores e biorremediadores. De acordo com o local de atuação, efeitos diretos e indiretos esperados, é possível definir seu modo de atuação (Tabela 1). Isto é um fato importante, pois pode gerar expectativas, por exemplo: um viveiro com volume de 18.000 m³ (1,5 ha x 1,2 m), ao utilizar microrganismos na água na concentração de 1 x 1011 unidades formadoras de colônia (UFC) por L ou g com um inóculo de 1000 L, resultaria em uma concentração de 5,5 x 105 UFC por L de água do tanque. Pensando que no ambiente de cultivo encontramos concentrações de diferentes grupos de bactérias entre 103 e 107 UFC/L, será que este produto/microrganismo conseguirá atuar como probiótico? Sobreviver no ambiente, entrar no trato digestório e competir com a comunidade já estabelecida em concentrações superiores que a mesma está na água? São questionamentos necessários para avaliar como estes produtos/microrganismos podem ser melhor utilizados, pois muitas vezes cria-se a expectativa de que um único produto/microrganismo solucione todos os problemas no cultivo.

Resultados de campo

 Com intuito de analisar a biorremediação de um produto comercial em ambiente de cultivo, empregou-se o produto Arkhon Aqua, no cultivo de tilápia-do-nilo (Oreochromis niloticus) em BFT (do inglês, biofloc technology) com aplicação via água na quantidade de 0,1g/m³ ao dia. Após sete semanas de cultivo observou-se efeitos diretos como redução no volume de floco (Figura 1), nos sólidos suspensos totais, amônia e nitrito. Consequentemente, devido ao equilíbrio no ambiente de cultivo, a conversão alimentar tornou-se menor.  

Bacillus subtilis pode contribuir na redução do volume de floco dos ambientes de cultivo, isto porque dispõe alta capacidade de secreção de substâncias poliméricas extracelulares e excelente atividade de floculação (Shih et al., 2005). Outros sim, a presença dos biorremediadores pode modular o desenvolvimento da biomassa em suspensão (DASH et al., 2018). Em uma segunda etapa, ao avaliar o mesmo produto em berçários comerciais de camarão marinho (Penaeus vannamei) durante quatro semanas, constatou-se ao final do experimento um controle no total de sólidos suspensos (Figura 2) e volume de floco (Figura 3) na água de cultivo (efeitos diretos). Por conseguinte, notou-se menos matéria orgânica nas brânquias (Figura 4) de pós-larvas (efeito indireto).

Conclusão

Biorremediadores são uma importante ferramenta na aquicultura, bem como no tratamento de efluentes, pois reduzem compostos nitrogenados, e total de sólidos suspensos e sedimentáveis. Nos estudos realizados conseguimos observar os efeitos indiretos como melhoria/redução em conversão alimentar e menor acúmulo de matéria orgânica nas brânquias de pós-larvas de camarão marinho cultivado. Ao melhor compreendermos a função de cada produto/microrganismo presente nas unidades de produção, proporcionaremos uma melhor capacidade na tomada de decisão, permitindo ao produtor trabalhar com biorremediadores, biocontroladores e/ou probióticos de forma conjunta e ou separada. Sem a “ilusão” de resultados fantasiosos. É sugestivo encarar os biorremediadores como “seguros”, reduzindo a chance do surgimento de uma enfermidade, através da manutenção do nosso ambiente em equilíbrio. Assim como compreender que a via de aplicação (dieta e/ou água) pode mudar o modo de atuação do mesmo.

Autores: Natalia Fernandes Pereira1 , Giovanni Lemos de Mello2 ; Maria Vitória Almeida3 e Adolfo Jatobá1,3

1 Programa de pós graduação em Produção e Sanidade Animal Instituto Federal Catarinense - IFC Campus Araquari, SC nataliapereira.eng.pesca@gmail.com

2 Laboratório de Aquicultura - LAC Universidade do Estado de Santa Catarina - UDESC Laguna, SC

3 Laboratório de Aquicultura - LAC Instituto Federal Catarinense - IFC Campus Araquari, SC

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