UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS DEPARTAMENTO DE AQUICULTURA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AQUICULTURA Avaliação do uso de Lactobacillus plantarum (CPQBA 007 07 DRM 01) na conservação do alimento fresco (Perna perna) para reprodutores de Litopenaeus vannamei Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Aquicultura do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal de Santa Catarina, como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Aquicultura. Orientador: Edemar Roberto Andreatta Co-orientador: Felipe do Nascimento Vieira GENYESS RIBEIRO ARTHUR DA SILVAVIEIRA Florianópolis 2013 Avaliação do uso de Lactobacillus plantarum (CPQBA 007 07 DRM 01) na conservação do alimento fresco (Perna perna) para reprodutores de Litopenaeus vannamei Por GENYESS RIBEIRO ARTHUR DA SILVA VIEIRA Esta dissertação foi julgada adequada para a obtenção do título de MESTRE EM AQUICULTURA e aprovada em sua forma final pelo Programa de Pós-Graduação em Aqüicultura. _____________________________________ Prof. Alex Pires de Oliveira Nuñer, Dr. Coordenador do Curso Banca Examinadora: __________________________________________ Dr. Edemar Roberto Andreatta – Orientador __________________________________________ Dra. Cristina Ramirez Toro __________________________________________ Dr. José Luiz Pedreira Mouriño __________________________________________ Dr. Walter Quadros Seiffert Dedicatória: A minha mãe, Luisa Arthur que é uma mulher admirável. Tu és o meu exemplo de caráter, profissionalismo, amizade e amor. Amo-te e admiro muito; A minha irmã - melhor amiga, Nykole Vieira, pela amizade e amor deste que eu nasci; Ao meu sobrinho Kawane, um pequenino que mudou a minha vida e me mostrou que amor incondicional não tem palavras. Teu sorriso e tua alegria derem-me muita força para continuar e espero ser para ti alguém com que podes sempre contar. Amo-te muito - amor da minha vida. Ao meu segundo sobrinho Ythyenne, que ainda não conheço pessoalmente, mas já é a paixão da tia. Bem vindo pequeno boy. Ao meu pai de coração Wim, pela amizade, atenção e carinho todos estes anos. AGRADECIMENTOS: Ao projeto SOED (Southern Oceans Education Development) pela bolsa concedida. A Regina Fumie Tiba e Jack Littlepage pelo apoio em varias momentos. Ao João Santana pelo apoio com a administração do projeto aqui no Brasil. Ao Prof. Dr. Antonio M. Hoguane, da ESCMC – UEM, pelo apoio e incentivo durante esta trajetória. E pela amizade deste sempre. Ao meu orientador Prof. Dr. Edemar Roberto Andreatta pela orientação ao longo do curso, ensinamentos e amizade. Ao meu coorientador Prof. Dr Felipe Vieira, pela paciência, calma, orientação e ajuda, por sempre me fazer voltar para o foco do experimento. Pelas viagens Florianópolis - Araquari serem sempre com um bom papo humor e conhecimento culinário e claro sem falar na amizade. O meu muito obrigada. Ao Prof. Dr. José Moriño, pelo apoio, ideais, opinião em muitos momentos e pela simpatia. Ao Laboratório de Moluscos Marinhos da UFSC, em especial a Profa. Dra. Aimê Rachel Magenta Magalhães, pelos mexilhões fornecidos durante o experimento. Ao Bruno Correia por sempre me ajudar a melhor colocar em pratica as metodologias, estatística e pela amizade deste de que nos conhecemos. Aos professores da IFC – Araquari Delano Dias Schleder, que sempre com muita simpatia e atenção me ajudou no experimento. Adolfo Jatobá pela amizade e ajuda. Ao colega Yan por me apoiar, com boa disposição, energia e claro pela amizade que ai surgiu. E sem deixar de agradecer a Karina e o Moises. Ao Carlito, por sempre ter me ajudado com esta minha trajetória, ao esforço das datas quando ainda estava em Moçambique e muitas vezes que me apoio com os meus documentos. Que a nossa amizade continue para um sempre. As minhas queridas amiga-colegas Mariana Soares e Norha Bolivar, pela ajuda ao realizar o experimento (meus braços direito e esquerdo). E também, pelos momentos autoclave, pimenta e sem falar das perolas que tornaram esses momentos mais divertidos. Ao grupo do Laboratório de Microbiologia LCM (Amigas) Gabreilas, Sheila, Karine, Jess pelo apoio e atenção. Sem deixar de fora os meninos Marcelo e Gabi que sempre rindo e fazendo das nossas TPMs mais leves. Um obrigado especial também para os manos Ilson e David do LCM, pelos ensinamentos dos setores que tive a oportunidade de vós ter como professores. Ao grupo da cozinha do LCM que em alguns momentos nos cozinhamos (quando morava no alojamento), mas no final aprendi que eram sempre para nos tornar pessoas melhores. Aos vigias que também fizeram parte dessa minha família um “bom dia” e “boa noite” sempre foram bem vindo, fora os papos quando a Tv a noite não tinha nada legal. Aos colegas – amigos do LCM: Tarik, Carlos (Biólogo), Carlos (técnico), Dimas pelo apoio, conversa e amizade. Aos manos Moz (Simão, Manecas, Manuel, Helena) e africanos que sempre me fizeram sentir mais em casa quando nós encontrávamos e batíamos altos papos dos pontos de vista. Aos manos Ewdemar e Robson por estarem sempre ao meu lado. Aos colegas e amigos da ESCMC - UEM, pela amizade e apoio nestes anos da elaboração do mestrado. As amigas: Celene, Nicole, Silvia, Lika, Maria Luisa, Marisol pelas conversas divertidas e de incentivo. A Sthefania que além da amizade e risadas, foi sempre muito querida ao entregar os mexilhões ao longo do experimento. A minha amiga Iva Garrido pelo carinho, risadas gostosas via skype, recados carinhos no facebook. Resumindo, pela amizade e amor que me deste mesmo estando deste lado do mundo. Os últimos, mas não os menos importantes, a minha família pelo carinho, mimos e comidas gostosas que tornaram a estadia aqui mais gostosa. Em especial para minha mãe, que sempre me apoiou nas minhas decisões/ escolhas, fossem essas certas ou erradas. RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar a conservação do mexilhão Perna perna (Linnaeus, 1758), utilizados na alimentação de reprodutores de Litopenaeus vannamei (Bonne, 1931), com o uso de Lactobacillus plantarum embalado a vácuo e armazenamento a 4° C. Os mexilhões que receberam a bactéria L. plantarum tiveram maior contagem de bactérias ácido lácticas (p<0,05) e menor contagem de Vibrio spp (p<0,05) e bactéria heterotróficas totais (p<0,05), após 60 dias de conservação ao comparar com os que não receberam L. plantarum. Nas análises de atratividade e do consumo dos mexilhões pelos camarões, não houve diferença entre os tratamentos (p≥0,05). A microbiota bacteriana do trato intestinal dos camarões alimentados com mexilhão conservados com L. plantarum, apresentou maior contagem de bactérias ácido lácticas e menor de Vibrio spp ao comparar com os camarões do grupo controle. Concluí-se, que o uso de L. plantarum no alimento fresco (mexilhão) inibe o Vibrio spp e conserva o alimento por um período de pelo menos 60 dias a 4° C, sem alterar a atratividade e o consumo do alimento para os camarões e melhora a saúde intestinal do camarão marinho Litopenaeus vannamei. Palavras-chaves: conservação Bactérias ácido lácticas, probiótico, consumo, ABSTRACT The aim of this study was to evaluate the preservation of mussels Perna perna (Linnaeus, 1758), used to fed Litopenaeus vannamei (Bonne, 1931), in maturation, using Lactobacillus plantarum associated with the vacuum process and storage at 4 ° C. The mussels that received the bacteria L. plantarum showed higher counts of lactic acid bacteria (p <0.05) and lower counts of Vibrio spp (p <0.05) and total heterotrophic bacteria, after 60 days of storage when compared to the mussels that did not receive L. plantarum. In the analyses of the attractiveness and consumption of mussels by the shrimp, there was no difference between the two treatments of the mussels (p ≥ 0.05). The bacterial flora of the intestinal tract of shrimp fed with mussels conserved with L. plantarum, vacuum sealed and stored at 4 °C showed higher counts of lactic acid bacteria and smaller counts of Vibrio spp in comparison with the shrimp of the control group. It is concluded, therefore, that the use of L. plantarum in fresh food (mussels) can inhibit Vibrio spp and preserve food for a period of 60 days at 4 °C without changing the attractiveness and consumption of shrimp feed and improve intestinal health of Litopenaeus vannamei Keywords: lactic acid bacteria, probiotics, consumption, conservation A educação é a arma mais poderosa que você pode usar para mudar o mundo; Nelson Mandela SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ................................................................................. 17 1.1 MATURAÇÃO DE L. vannamei EM CATIVEIRO....................... 19 1.2 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTO............................................... 21 1.2.1 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTO FRESCO............................ 22 1.3 PROBIÓTICOS............................................................................... 23 1.3.1 PROBIÓTICOS NA CARCINICULTURA................................. 25 2 HIPÓTESE ........................................................................................ 26 3 OBJETIVO GERAL .......................................................................... 27 3.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .......................................................... 27 4 FORMATAÇÃO DA DISSERTAÇÃO ............................................ 27 5 RESUMO........................................................................................... 29 6 ABSTRACT ...................................................................................... 30 7 INTRODUÇÃO ................................................................................. 31 8 MATERIAL E METODOS ............................................................... 32 8.1 Material biológico ........................................................................... 33 8.1.1 Avaliação da conservação de mexilhão com L. plantarum .......... 33 8.1.2 Análises microbiológicas ............................................................. 33 8.2 Análise de atratividade do alimento ................................................ 34 8.2.1 Análise do consumo do alimento e da microbiota do trato intestinal ............................................................................................... 35 8.3 Análise estatística............................................................................ 35 9 RESULTADOS E DISCUSSÃO....................................................... 36 9.1 Avaliação da conservação de mexilhão com L. plantarum e análises microbiológicas ....................................................................... 36 9.2 Análise de atratividade e consumo do alimento .............................. 39 9.3 Análise da microbiota do trato intestinal......................................... 39 10 CONCLUSÕES ................................................................................41 11 AGRADECIMENTOS......................................................................41 12 REFERENCIAS DO ARTIGO.........................................................41 13 REFERENCIA DA INTRODUÇÃO................................................46 ANEXO I: ..............................................................................................55 ANEXO II:.............................................................................................56 ANEXO III: ...........................................................................................57 ANEXO IV: ...........................................................................................58 17 INTRODUÇÃO A crescente demanda mundial de peixes, crustáceos e outros organismos aquáticos têm direcionado interesses e investimentos para o desenvolvimento da aquicultura (MAGALHÃES, 2004). A aquicultura destaca-se como uma das atividades de produção de alimentos que mais cresce no mundo, pelo elevado potencial de produção e pela qualidade nutricional dos produtos gerados. Sua produção teve um crescimento significativo, passando de 51,4 milhões de toneladas em 2002 gerando US$ 60 bilhões (FAO, 2004), para 79 milhões de toneladas em 2010, tendo gerado US$119.4 bilhões (FAO, 2012). Adicionalmente, esta atividade contribui ativamente para geração de oportunidades empresariais, gerando postos de trabalho, que atenuam a pobreza da zona costeira (ARANA, 2004). A produção de crustáceos (camarão, lagostim e outros crustáceos menores) representa 9,6% da aquicultura mundial, sendo o camarão marinho Litopenaeus vannamei o mais produzido mundialmente, sendo responsável por 71,8% da produção mundial da carcinicultura marinha em 2010 (FAO, 2012). Esta espécie, nativa da costa Americana do Pacífico, é encontrada do Peru ao México e sua introdução no Brasil se deu nos anos 90 (MARTINS, 2003; REIS, 2008). Apresenta desempenho favorável para cultivo, devido a sua adaptabilidade a condições ambientais extremas, aceitação de dietas com baixo teor proteico (hábito alimentar detritívoro) e por apresentar alta taxa de rentabilidade comparada com as espécies nativas (JÚNIOR; NETO, 2002). O crescimento da carcinicultura marinha está associado ao desenvolvimento tecnológico de laboratórios comerciais de reprodução, que levam ao constante e eficaz fornecimento de pós-larvas em elevada quantidade para as fazendas de engorda de camarões (BROWDY, 1998). Para uma boa produção de camarões marinhos em cativeiro, é indispensável que o setor de maturação, aonde são acondicionados os reprodutores e acontecem as cópulas e desovas, funcione de maneira eficaz. Para garantir uma boa desova (em número e qualidade de ovos), a nutrição das matrizes em cativeiro deve ser colocada em destaque, uma vez que interfere diretamente no desempenho reprodutivo dos organismos, e consequentemente, na qualidade dos náuplios (primeiro estágio larval dos camarões marinhos) (CARVALHO et al., 2010). Uma dieta desbalanceada ou incompleta pode causar baixo desempenho reprodutivo ou até mesmo impedir a reprodução 18 (KAWAHIGASHI, 1998; FLOR, 2009). Neste contexto, alguns estudos bioquímicos da dieta foram realizados para identificar os nutrientes ideais para maturação e reprodução (WOUTERS, 2001). Contudo, até hoje ainda não foi desenvolvida uma ração que supra todas as necessidades reprodutivas dos camarões, sendo indispensável à utilização de alimentos frescos como mexilhão, lula, ova de peixe e biomassa de artêmia (KAWAHIGASHI, 1998). Para conservação do alimento fresco utilizado no setor de maturação, estratégia mais utilizada é a estocagem a -18°C. No entanto, com o congelamento, ocorre o risco de formação de cristais de gelo que podem causar danos aos tecidos dos alimentos frescos. Este processo provoca perda de líquidos ocasionando reações indesejáveis e consequente redução do valor nutricional, além de alterações na textura e na aparência dos alimentos após o descongelamento (CORDEIRO, 2005). O fornecimento do alimento sem o processo de congelamento poderia melhorar os índices reprodutivos da maturação de camarões peneídeos. Uma estratégia que poderia ser utilizada com este propósito é a conservação do alimento fresco com uso de bactérias ácido lácticas. Com relação à biosseguridade, Coman et al. (2007) verificou que o uso de alimentos frescos ou congelados são possíveis vetores de transmissão de diferentes patógenos. Com isso, a utilização de bactérias ácido lácticas também poderiam contribuir, pois possuem atividade antimicrobiana devido a vários fatores, como a acidificação do meio, e produção de compostos com ação bacteriostática ou bactericida (FRANCO; MARTINS; TODOROV, 2011). As bactérias ácido lácticas, entre elas os Lactobacillus, possuem características como: produção de ácido láctico, peróxido de hidrogênio, ácidos orgânicos e bacteriocinas, que atuam como bioconservadores, alterando as propriedades intrínsecas de alimentos e inibindo microrganismos deteriorantes (DEEGAN et al., 2006). No caso específico da carcinicultura, a conservação do alimento com bactérias ácido lácticas pode ser uma importante janela sanitária, eliminando bactérias patogênicas do gênero Vibrio que são comumente encontradas em lulas e mexilhões (PRADRO; ROMALDE; BRAJA, 2010). Os Vibrio spp são os microrganismos mais importantes na aquicultura, pois infectam diversos organismos marinhos, como crustáceos, peixes e moluscos (VANDENBERGHE et al., 2003). Os moluscos bivalves são animais filtradores, que se alimentam de partículas heterogêneas e dispersas na coluna de água, podendo filtrar até 5L de água por hora (ANANDRAJ et al., 2002). Tais partículas incluem vírus (MORTENSEN, 1993; NAPPIER; GRACZYK; 19 SCHWAB, 2008; VAZQUEZ-BOUCARD et al., 2010). Por serem filtradores podem acumular contaminantes nos seus tecidos, em concentrações de 1.000 a 10.000 vezes superior às encontradas na fonte de exposição (UNEP, 2004). São animais com alto risco de contaminação e potentes vetores na transmissão de doenças. Em estudo com as ostras Crassostrea gigas, demonstrou-se seu potencial como vetor do vírus da mancha branca (WSSV, do inglês White Spot Sindrome Virus), patógeno com maior impacto na carcinicultura marinha (VAZQUEZ-BOUCARD et al., 2010). Adicionalmente, o uso de bactérias ácido lácticas (Lactobacillus plantarum) que apresentam um pH ácido em torno de 3,8 pode ser avaliado como inativador do vírus WSSV. Chang et al. (1998) em um experimento realizado com camarão tigre (Penaeus monodon) onde ajustou solução de vírus para pH 3, houve a inativação total do vírus da mancha branca após uma hora de exposição. Sendo assim, o uso de L. plantarum poderá contribuir para um melhor controle da enfermidade na produção de camarão marinho em cativeiro. 1.1 MATURAÇÃO DE L. vannamei EM CATIVEIRO Em condições naturais, as estações reprodutivas dos camarões peneídeos são influenciadas pela presença de organismos para sua alimentação, fotoperíodo e temperatura adequada da água (BRAY; LAWRENCE, 1992). Já em condições de cativeiro, é necessário o conhecimento do hábito alimentar, comportamento, biologia reprodutiva, exigências nutricionais, entre outros conhecimentos para reprodução destes animais (BROWDY, 1998). Nas espécies de camarões peneídeos, o macho tem o sistema reprodutivo localizado na região cardíaca do hepatopâncreas e formado por um par de testículos, vasos deferentes e ampolas terminais. O petasma é o aparelho copulador masculino que se forma a partir da união de um par de endopóditos (PETERSEN, 1996 apud ANDREATTA; BELTRAME, 2004). Já na fêmea, o sistema reprodutivo está formado por um par de ovários, ovidutos e apenas um télico. O télico está localizado na parte ventral, entre o quinto par de pereiópodos, composto por placas receptoras dos espermatóforos. O ovário é composto por lóbulos e ocupa grande parte do corpo (MARTIN; HOSE, 2010). A espécie L. vannamei pertence ao grupo de télico aberto, apresenta depressões abertas (DALL et al., 1990) e a cópula ocorre momentos antes da desova. O par de espermatóforos transferido serve apenas para uma desova, o que difere das espécies de télico fechado. As várias desovas que ocorrem num mesmo período de intermuda 20 necessitam de uma nova cópula, e para selecionar uma fêmea madura e copulada em cativeiro tem que se verificar a presença do espermatóforo aderido na mesma (BROWDY, 1992; ANDREATTA; BELTRAME, 2004). Em relação ao controle hormonal dos peneídeos, a ablação do pedúnculo ocular é uma técnica que vem sendo utilizada com sucesso na indução da maturação gonadal desses animais em cativeiro (PRIMAVERA, 1978; PEIXOTO; CAVALLI; WASIELESKY, 2005; COMAN et al., 2007; PEIXOTO; WASIELESKY; CAVALLI, 2011). Na base do pedúnculo ocular existe um conjunto de células neurosecretoras, denominada órgão X, que é responsável pela produção do hormônio inibidor, ou repressor da maturação gonadal (ANDREATTA; BELTRAME, 2004; MARTIN; HOSE, 2010). A técnica de ablação ocular consiste na extirpação de um ou ambos os pedúnculos oculares, podendo ser realizada por dois métodos distintos: (1) incisão no globo ocular do crustáceo com remoção do complexo endócrino por pressão superficial (PRIMAVERA, 1978) e (2) remoção total ou parcial do pedúnculo ocular com cauterização "a quente", utilizando uma agulha incandescente (PRIMAVERA, 1985 apud SANTOS, 2012). A ablação unilateral do pedúnculo ocular tem sido a maneira mais efetiva empregada no cultivo de camarões peneídeos para induzir a maturação ovariana (PRIMAVERA, 1978; PEIXOTO; CAVALLI; WASIELESKY, 2005; BROWDY, 1992; COMAN et al. 2007). Para garantir os índices reprodutivos satisfatórios na maturação, a qualidade da água utilizada é essencial (JUAREZ; MOSS; FIQUERA, 2010). Os parâmetros físicos – químicos como temperatura (28-29°C), salinidade (30-35 ‰), oxigênio dissolvido (acima de 5 mg/L) e pH (7,58) devem ser controlados. A renovação da água dos tanques deve ser de 100 à 400% dia, para retirada de restos de alimentos, fezes e compostos tóxicos. No setor de maturação alimentos naturais tais como: moluscos, crustáceos, peixes, poliquetas, microcrustáceos e Artemia spp são indispensáveis (BROWDY, 1992; COMAN et al., 2007). Esses alimentos naturais normalmente são congelados e são oferecidos aos animais três a cinco vezes ao dia (BROWDY, 1992). Estudos bioquímicos da dieta foram realizados para identificar os nutrientes ideais para maturação e reprodução (WOUTERS, 2001), com intuito de desenvolver dietas artificiais. Segundo Harrison (1990) as vantagens que podem ser esperadas com uso de dieta artificial sobre o alimento fresco são: a garantia de suprimento confiável, reprodutividade, controle de 21 qualidade, facilidade do uso, melhor estabilidade quando armazenada, redução do acúmulo de matéria orgânica nos tanques, risco reduzido de introdução de doenças e facilidade de agregação de quimioterápicos, imunoestimulantes e hormônios. No entanto, as tentativas de substituir completamente o alimento fresco por dietas artificiais, resultam em uma diminuição na maturação ovariana, reduzido número de desovas e qualidade inferior dos ovos (KAWAHIGASHI, 1998; WOUTERS, 2001). Além das dietas artificiais não tem todos os fatores que determinam uma maior atratividade e consumo (textura, cheiro, % ideal de lipídios, proteínas, acido graxos, minerais, vitaminas). Dessa forma, existe a necessidade de uma combinação de alimento fresco e dietas artificiais, para a obtenção de resultados superiores na maturação (GALGANI et al., 1989a; BRAY; LAWRENCE, 1990b; PEIXOTO; WASIELESKY; CAVALLI, 201). 1.2 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTO A conservação de alimentos vem sendo praticada pelo homem ao longo da História. Pode ser considerado como um método de tratamento dos alimentos, que tem como objetivo aumentar sua durabilidade, mantendo a qualidade. A contaminação é um sério problema na conservação de alimentos, por isso há necessidade de se desenvolver alternativas para que seja possível disponibilizar alimentos mais seguros para a população sob o ponto de vista microbiológico, toxicológico e qualitativo (SCHULZ, et al., 2003). Esta contaminação ocorre por diferentes fontes: agentes químicos, metais pesados, infestação parasitária, pesticidas e microrganismo (ENVAGELISTA, 2001). Os processos de conservação baseiam-se na destruição total ou parcial dos microrganismos capazes de alterar o alimento, ou na modificação/eliminação de um ou mais fatores (intrínsecos ou extrínsecos) essenciais, de modo que o alimento não se torne favorável ao desenvolvimento microbiano (EVANGELISTA, 2001). Atualmente, existem vários métodos de conservação de alimentos como: a cocção, pasteurização, esterilização, uso do açúcar, uso de sal, uso de aditivos, irradiação, defumação, uso do frio e fermentação (EVANGELISTA, 2001; GAVA, 2009). A secagem, embalagem a vácuo e a embalagem de atmosfera modificada são igualmente considerados métodos de conservação. A maioria destas técnicas estão baseadas na redução do crescimento microbiano, por tornar as condições ambientais desfavoráveis, através da redução de temperatura, diminuição de pH e desnaturação a tratamentos térmicos (FOOD INGREDIENTS BRASIL, 2008). 22 1.2.1 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTO FRESCO Para conservação do alimento fresco, o mais comum é a estocagem a -18°C. Contudo, com o congelamento, ocorre a formação de cristais de gelo, que podem causar danos aos tecidos do alimento. Este processo provoca exsudação e perda de líquidos ocasionando reações indesejáveis e consequente redução do valor nutricional e alterações na textura após o descongelamento (CORDEIRO, 2005). Também, durante o descongelamento há perda de minerais e vitaminas, resultando na queda da qualidade sensorial do produto e do valor nutritivo, tornando-o mais ressecado e com textura rígida (GONÇALVES, 2005). A velocidade de congelamento é importante, pois quanto menor a velocidade, maior é a formação de cristais a nível extracelular, causando danos aos tecidos do alimento (BEVILACQUA; M.D`AMORE; POLONARA, 2004). Para que não ocorram esses processos, uma alternativa seria o fornecimento do alimento sem o processo de congelamento. Para isso, poderia ser utilizada a conservação do alimento com uso de bactérias. Muitos trabalhos já foram realizados mostrando a importância do uso desses microrganismos para a preservação de alimentos e para o controle de bactérias patogênicas (FADDA; LÓPEZ; VIGNOLO, 2010). Os microrganismos podem desempenhar um papel muito importante nos alimentos e podem ser classificados dependendo do tipo de interação existente entre microrganismo e alimento: (1) os que alteram os alimentos, (2) os causadores de doenças e (3) os que causam alterações benéficas ao alimento. (GAVA, 2009). A utilização de microrganismos para conservação de alimento ocorre desde os primórdios da nossa civilização (PAZ, 2001) e nas últimas décadas essa utilização é cada vez maior. O uso de microrganismos para conservação de alimentos está baseado na sua capacidade de produzir substâncias que podem influenciar no desenvolvimento de outros microrganismos e de produzir substâncias com atividade antimicrobiana utilizados na conservação e melhoramento nutricional dos alimentos (SCHULZ, et al., 2003; FOOD INGREDIENTS BRASIL, 2010). As bactérias ácido lácticas são um exemplo disso. As bactérias ácido lácticas habitam naturalmente o trato digestivo, respiratório superior e urogenital inferior dos animais (HOVE et al., 1999). Constituem um grupo de bactérias Gram-positivas, em forma de cocos ou bacilos não esporulados. São anaeróbicas, mas podem ser aeróbicas e ácido tolerantes (CARR; CHILL; MAIDA, 2002). Apresentam atividade antimicrobiana que pode ser atribuída a 23 vários fatores, como pH baixo, competição por substrato e produção de compostos com ação bacteriostática ou bactericida (FRANCO; MARTINS; TODOROV, 2011). Os principais gêneros são: Lactobacillus, Lactococcus, Enterocococcus, Streptococcus, Pediococcus, Leuconostoc e Bifidobacterium (VASILJEVIC; SHAH, 2008). Algumas utilizam a lactose como fonte de carbono, tendo como produtos do seu metabolismo substâncias antimicrobianas, que atuam favoravelmente no produto alimentício ao qual foram adicionados (LIMA et al., 2009). Estas bactérias ácido lácticas são usadas comumente na fabricação de produtos lácteos (leite, queijos, iogurtes e manteiga) no processamento de carnes (presuntos); bebidas alcoólicas (vinho e cerveja) e vegetais (CARR; CHILL; MAIDA, 2002). Igualmente podem ser usadas na fermentação do pescado, onde as bactérias ácido lácticas desempenham um papel essencial alterando de forma favorável o sabor e a textura, evitando a deterioração precoce dos produtos e inibindo o desenvolvimento de organismos prejudiciais a saúde (FADDA; LÓPEZ; VIGNOLO, 2010 POFFO; SILVA, 2011). Ainda, as bactérias ácido lácticas podem ter ação probiótica, atuando beneficamente no hospedeiro (RINGO; GATESOUPE, 1998). 1.3 PROBIÓTICOS O termo probiótico deriva do grego e significa “pró-vida”. Guarner e Schaafsma (1998) definem que os probióticos “são microrganismos vivos que consumidos em doses adequadas promovem benefícios ao hospedeiro”. Segundo Saad, Bedani e Mamizuka (2011) existem três possíveis mecanismos de ação dos probióticos: (1) a supressão do número de células viáveis, através da produção de compostos com atividade antimicrobiana, da competição por nutrientes e da competição por sítios de adesão; (2) alteração do metabolismo microbiano, através do aumento ou diminuição da atividade enzimática; (3) o estímulo da imunidade do hospedeiro. Assim, ao ingerir culturas probióticas destaca-se na saúde do hospedeiro: controle da microbiota intestinal, promoção da resistência gastrointestinal à colonização por patógenos, estimulação do sistema imune e redução da população de patógenos pela produção de ácido acético e láctico, bacteriocinas e outros compostos antimicrobianos (SAAD; BEDANI; MAMIZUKA, 2011; CRUZ et al., 2012). O uso de probióticos na aquicultura vem sendo uma alternativa à prevenção das enfermidades existentes nos cultivos. O uso dos antibióticos no setor produtivo tem sido controlado/limitado, pelo fato que os antibióticos podem inibir outras bactérias benéficas, ganhando 24 resistência e transferindo esses genes para futuras gerações, que nunca foram expostas aos antibióticos (VERSCHUERE et al., 2000, NOMOTO, 2005). Os microrganismos probióticos tem a capacidade de liberar substâncias químicas com efeito bactericida ou bacteriostático no intestino do hospedeiro, formando uma barreira contra a proliferação de patógenos oportunos (CRUZ et al., 2012), minimizando os impactos ambientais negativos e não deixando resíduos na carne do camarão (BOYD; MASSAUNT, 1999). Gatesoupe (1999) define probiótico para aquicultura como “células microbianas que são adicionadas de uma maneira que entrem no trato digestivo dos animais, mantendo-se vivas, com o objetivo de melhorar a saúde do hospedeiro”. Ao contrário dos animais terrestres, na aquicultura existe uma constante interação entre os organismos cultivados e os microrganismos presentes no ambiente. A microbiota gastrointestinal de espécies aquáticas é dependente do meio exterior, devido à passagem do fluxo de água através do trato. Assim, a maioria das bactérias são transitórias no intestino, devido à ingestão constante de água, comida e conjunto de microrganismos presentes no mesmo (GATESOUPE, 1999; CRUZ et al. 2012). Os potenciais patógenos encontrados no trato gastrointestinal dos animais aquáticos são: Salmonella, Listeria e Escherichia coli (CRUZ et al., 2012). Estudos realizados encontraram bactérias probióticas no trato digestivo dos animais aquáticos incluindo bactérias Gram positivas, como Bacillus, Carnobacterium, Enterococcus e algumas da espécie Lactobacillus (VIEIRA et al., 2007); também algumas Gram negativas, aeróbias facultativas, como Vibrio e Pseudomonas (GOMEZ-Gil; ROQUE; TURNBULL, 2000; CRUZ et al. 2012). Portanto, os probióticos tem um grande potencial para serem controladores de doenças na aquicultura (MORIARTY, 1998). Diversos trabalhos já foram realizados com o uso de probióticos na aquicultura, relatando que há melhora na qualidade da água (WANG; LI; LIN, 2008); na tolerância ao estresse (CARNEVALI et al., 2006), na promoção do crescimento (DOUILLET P; LANGDON, 1994; QUEIROZ; BOYD, 1998; RENGPIPAT et al., 1998; GATESOUP,1999; CARNEVALI et al., 2006; VIEIRA, et al., 2007), na inibição de patógenos (MORIARTY, 1998; SCHOLZ et al., 1999; BALCAZÁR; ROJAS–LUNA; CUNNINGHAM, 2007; VIEIRA, et al., 2007; JATOBA et al.,2008; AL-DOHAIL; HASHIM; ALIYU-PAIKO, 2011) na digestão de nutrientes (GHOSH; SINHA; SAHU, 2007; BUGLIONE, 2009) e no aumento reprodutivo (SCHREZENMEIR; VRESE, 2001). 25 1.3.1 PROBIÓTICOS NA CARCINICULTURA Na carcinicultura o uso de probióticos pode ser uma importante barreira sanitária eliminando bactérias patogênicas. Diversos trabalhos foram feitos com o uso de Bacillus spp como probiótico no cultivo de camarão. Moriarty (1998), em trabalho com Bacillus spp., obteve aumento na sobrevivência de camarões cultivados e diminuição de Vibrio spp. na água dos tanques, no sedimento. A bactéria Bacillus P64 obtida a partir do hepatopâncreas do camarão selvagem saudável, teve efeito inibitório contra o Vibrio harveyi S2 no cultivo do camarão L. vannamei (GULLIAN; THOMPSONB; RODRIGUEZ, 2004). Adicionalmente, Rengpipat et al.(1998) ao avaliou o uso da dieta suplementada com bactéria Bacillus S11 do camarão P. monodon contra o patógeno Vibrio harveyi, durante 10 dias, teve uma sobrevivência de 100% ao comparar com o controle que foi d 26%. Outro estudo com quatro cepas isoladas do camarão adulto L. vannamei (Vibrio alginolyticus UTM 102, Bacillus subtilis UTM 126, Roseobacter gallaeciensis SLV03 e Pseudomonas aestumarina SLV22), onde demonstraram que após 28 dias de alimentação, o camarão teve uma redução da doença causada pelo Vibrio parahaemolyticus PS-017 e uma melhor conversão alimentar (BALCAZÁR; ROJAS-LUNA; CUNNINGHAM, 2007). As bactérias do gênero Vibrio são Gram negativas, móveis não esporuladas, aeróbicas facultativas e com alta taxa de multiplicação (MADIGAN et al., 2004 apud VIEIRA, 2010). A enfermidade bacteriana mais comumente encontrada no cultivo de camarão é a vibriose, causada por bactérias do gênero Vibrio. Sendo, algumas espécies caracterizadas tanto como benéficas quanto patogênicas para o cultivo de camarões peneídeos (SILVA, 2010). Essas bactérias podem agir de forma oportunista, quando os camarões estão imunologicamente comprometidos devido a causas primárias como a presença de outros agentes infecciosos, práticas inadequadas de manejo, deficiência nutricional e estresse ambiental em decorrência de bruscas alterações nos parâmetros físico-químicos da água de cultivo (CARVALHO, 2011). Causando nos camarões anorexia, inatividade, baixa taxa de crescimento e necroso muscular (CHUI et al., 2007). A espécie Vibrio alginolyticus é tanto utilizada como probiótico (GULLIAN; THOMPSONB; RODRIGUEZ, 2004) quanto importante patógeno (BUGLIONE et al., 2010). A diferença entre as cepas patogênicas ou não patogênicas reside em apenas uma variação genética (GEORGE et al., 2005 apud VIEIRA, 2010). 26 As bactérias ácido láticas constituem um grupo de bactérias Gram-positivas, em forma de cocos ou bacilos, não esporuladas, anaeróbicas, mas podem ser aeróbicas e ácido tolerantes (CARR; CHILL; MAIDA, 2002). As mesmas produzem compostos antimicrobianos, tem a facilidade de multiplicação e estimulam a resposta imune não específica nos hospedeiros (RINGO; GATESOUPE, 1998). Os principais gêneros são: Lactobacillus, Lactococcus, Enterocococcus, Streptococcus, Pediococcus, Leuconostoc e Bifidobacterium (VASILJEVIC; SHAH, 2008). Igualmente, estudos demonstram os benefícios do uso de bactérias ácido lácticas do gênero Lactobacillus como probiótico na carcinicultura marinha (VIEIRA et al., 2007, 2008; BUGLIONE, 2009; VIEIRA, 2010). O gênero Lactobacillus, constituem um grupo de bactérias em formato de bastonetes, Gram-positivos, caracterizado por sua habilidade de produzir metabólicos secundários como antibióticos, bioinseticidas, biocinas, ácidos orgânicos e enzimas (OLMOS, et al., 1997 apud BUGLIONE, 2009). Na engorda de P. monodon o uso de Lactobacillus spp aumentou a sobrevivência e o crescimento dos camarões (PHIANPHAK et al., 1999). Para o camarão Macrobrachium rosenbergii, em 60 dias de experimento, o uso de L. acidophilus e L. sporogenes aumentou a taxa de crescimento e melhorou a conversão alimentar dos animais (VENKAT et al., 2004). No experimento com L. vannamei a adição de L. plantarum na dieta induziu a resposta imune e a resistência a infecção bacteriana com V. alginolyticus (CHIU et al., 2007). Observou-se que a adição da bactéria L. plantarum na dieta do L. vannamei aumentou o coeficiente de digestibilidade aparente da proteína bruta da dieta (BUGLIONE, 2009). Vieira et al. (2007, 2008) relatam que o uso de L. plantarum em larvas e adultos do camarão L. vannamei modifica beneficamente a microbiota intestinal, melhora a sobrevivência na larvicultura e na engorda comercial e aumenta a resistência à bactéria Vibrio harveyi. Assim, se justifica a escolha do L. plantarum para a conservação do mexilhão fresco, pois apresenta características benéficas para conservação de alimentos e ação benéfica na saúde do hospedeiro. 2 HIPÓTESE É possível a conservação de mexilhão fresco, utilizado no setor de maturação de laboratórios de camarões marinhos, a 4°C com uso de L. plantarum e embalagem a vácuo, sem alterar a atratividade e consumo do alimento pelos reprodutores? 27 3 OBJETIVO GERAL Contribuir para a melhoria do desempenho sanitário de reprodutores de camarões marinhos (Litopenaeus vannamei) em cativeiro, através do desenvolvimento de metodologias alternativas de conservação do alimento fresco (mexilhão). 3.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS • • • 4 Avaliar a conservação de alimentos frescos (mexilhão) utilizados na alimentação de reprodutores de camarões marinhos com o uso de Lactobacillus plantarum associado ao processo de vácuo e armazenamento a 4°C. Avaliar a atratividade e o consumo do alimento conservado com L. plantarum em sistema de vácuo em relação ao alimento congelado. Avaliar as condições da saúde intestinal dos camarões marinhos Litopenaeus vannamei alimentados com mexilhão conservados com Lactobacillus plantarum. FORMATAÇÃO DA DISSERTAÇÃO Esta dissertação está dividida em dois capítulos, o primeiro referente à revisão literária e a segunda parte é o artigo nas normas da revista Brazilian Archives of Biology and Technology (BABT). 28 CAPITULO 2 Avaliação do uso do Lactobacillus plantarum (CPQBA 007 07 DRM01) na conservação do alimento fresco mexilhão Perna perna e seu efeito na saúde intestinal do camarão marinho Litopenaeus vannamei Genyess Ribeiro Arthur da Silva Vieira, Felipe do Nascimento Vieira*, Mariana Soares, Norha Bolivar, Delano Dias Schleder , Bruno Corrêa da Silva, José Luiz Pedreira Mouriño e Edemar Roberto Andreatta Artigo formatado nas normas da revista Brazilian Archives of Biology and Technology (BABT). 29 5 RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar a conservação do mexilhão Perna perna (Linnaeus, 1758), utilizados na alimentação de reprodutores de Litopenaeus vannamei (Bonne, 1931), com o uso de Lactobacillus plantarum embalado a vácuo e armazenamento a 4° C. Os mexilhões que receberam a bactéria L. plantarum tiveram maior contagem de bactérias ácido lácticas (p<0,05) e menor contagem de Vibrio spp (p<0,05) e bactéria heterotróficas totais (p<0,05), após 60 dias de conservação ao comparar com os que não receberam L. plantarum. Nas análises de atratividade e do consumo dos mexilhões pelos camarões, não houve diferença entre os tratamentos (p≥0,05). A microbiota bacteriana do trato intestinal dos camarões alimentados com mexilhão conservados com L. plantarum, apresentou maior contagem de bactérias ácido lácticas e menor de Vibrio spp ao comparar com os camarões do grupo controle. Concluí-se, que o uso de L. plantarum no alimento fresco (mexilhão) inibe o Vibrio spp e conserva o alimento por um período de pelo menos 60 dias a 4° C, sem alterar a atratividade e o consumo do alimento para os camarões e melhora a saúde intestinal do camarão marinho Litopenaeus vannamei. Palavras-chaves: conservação Bactérias ácido lácticas, probiótico, consumo, 30 6 ABSTRACT The aim of this study was to evaluate the preservation of mussels Perna perna (Linnaeus, 1758), used to fed Litopenaeus vannamei (Bonne, 1931), in maturation, using Lactobacillus plantarum associated with the vacuum process and storage at 4 ° C. The mussels that received the bacteria L. plantarum showed higher counts of lactic acid bacteria (p <0.05) and lower counts of Vibrio spp (p <0.05) and total heterotrophic bacteria, after 60 days of storage when compared to the mussels that did not receive L. plantarum. In the analyses of the attractiveness and consumption of mussels by the shrimp, there was no difference between the two treatments of the mussels (p ≥ 0.05). The bacterial flora of the intestinal tract of shrimp fed with mussels conserved with L. plantarum, vacuum sealed and stored at 4 °C showed higher counts of lactic acid bacteria and smaller counts of Vibrio spp in comparison with the shrimp of the control group. It is concluded, therefore, that the use of L. plantarum in fresh food (mussels) can inhibit Vibrio spp and preserve food for a period of 60 days at 4 °C without changing the attractiveness and consumption of shrimp feed and improve intestinal health of Litopenaeus vannamei Keywords: lactic acid bacteria, probiótics, consumption, conservation 31 7 INTRODUÇÃO A aquicultura destaca-se como uma das atividades de produção de alimentos que mais cresce no mundo, devido a sua elevada produção e pela qualidade nutricional dos produtos gerados. Sua produção passou de 51,4 milhões de toneladas em 2002 gerando US$ 60 bilhões (Fao 2004), para 79 milhões de toneladas em 2010, com faturamento de US$119.4 bilhões (Fao 2012). Dentro da aquicultura, destaca-se a carcinicultura marinha como um dos setores mais importantes, sendo o camarão marinho Litopenaeus vannamei o mais produzido mundialmente, responsável por 71,8% da produção mundial em 2010 (Fao 2012). O crescimento da carcinicultura marinha está atrelado ao intenso desenvolvimento tecnológico de laboratórios comerciais de reprodução, o que permite o fornecimento constante e eficaz de póslarvas em quantidade e qualidade para as fazendas de cultivo (Andreatta e Beltrame 2004). Apesar da reprodução dos camarões em cativeiro já estar bem estabelecida, a melhoria contínua do processo é importante. Uma dieta desbalanceada ou incompleta pode causar baixo desempenho reprodutivo ou até mesmo impedir a reprodução (Kawahigashi 1998 e Flor 2009). Contudo, ainda não foi desenvolvida uma ração que supra todas as necessidades reprodutivas dos camarões, sendo indispensável à utilização de alimentos frescos como mexilhão, lula, ova de peixe e biomassa de artêmia (Kawahigashi 1998). Para conservação do alimento fresco no setor de maturação, o mais comum é a estocagem a -18 °C. Com o congelamento ocorre a formação de cristais de gelo, que podem causar danos aos tecidos dos alimentos. Este processo provoca exsudação e perda de líquidos ocasionando reações indesejáveis e consequente redução do valor nutricional, alterações na textura e aparência dos alimentos após o descongelamento (Cordeiro 2005). Também, pode afetar as propriedades estruturais e químicas das carnes, como as fibras musculares, lipídios e proteínas (Pietrasik e Janz 2009). Uma alternativa que poderia ser utilizada com o propósito de conservação do alimento seria a utilização de bactérias ácido lácticas. Em relação à biosseguridade, Coman et al. (2007) verificaram que os alimentos frescos ou congelados são possíveis vetores de transmissão de diferentes patógenos, como vírus e bactérias que podem acarretar em enfermidade e consequente mortalidades. Contudo, muitos trabalhos já realizados mostraram a importância do uso de bactérias acido láticas para a preservação de alimentos e para o controle de bactérias patogênicas (Fadda et al. 2010). Estas bactérias apresentam 32 potencial como bioconservadores, porque são cepas consideradas seguras ou reconhecidamente seguras GRAS– do inglês Generally Recognized as Safe), principalmente as do gênero Lactobacillus (Oliveira 2002). Estas cepas têm como produto final ácido láctico, ácidos orgânicos, bacteriocinas e peróxido de hidrogênio que atuam como bioconservadores, alterando as propriedades intrínsecas de alimentos e inibindo microrganismos deteriorantes (Deegan et al. 2006). As bacteriocinas são produzidas por varias bactérias Gram-negativas e Gram-positivas, mas as produzidas pelas bactérias ácido lácticas são as mais utilizadas pela indústria de alimentos, por serem consideradas mais seguras (Parada et al. 2007). Os Lactobacillos dominam a microbiota de muitos alimentos fermentados durante o armazenamento, bem como a microbiota intestinal humana e animais (Rodríguez 2010), sendo aptos para consumo humano (De Vuyst et al. 2008). No caso específico da carcinicultura, a conservação do alimento com bactérias ácido lácticas pode ser uma importante janela sanitária, eliminando bactérias patogênicas do gênero Vibrio, que são comumente encontradas em lulas e mexilhões (Prado et al. 2010). Poderiam ainda eliminar uma possível contaminação viral, como a do vírus da mancha branca (WSSV, do inglês White Spot Sindrome Virus), que é sensível a baixos valores de pH (Chang et al. 1998). Adicionalmente, o uso das bactérias ácido lácticas na conservação do alimento pode ter efeito probiótico. Diversos estudos demonstram os benefícios do uso de probióticos na carcinicultura marinha, melhorando o balanço da microbiota intestinal (Vieira et al. 2008; Ling et al. 2009), a sobrevivência (Vieira et al. 2007; Vieira2010), resistência a infecção por patógenos ( Chiu et al., 2007; Vieira et al. 2007, 2008, 2010), imunoestimulação (Gullian et al. 2004; Chiu et al. 2007; Tseng et al. 2009) e digestibilidade da dieta (Buglione 2009). O objetivo deste trabalho foi avaliar a conservação do mexilhão fresco, utilizado na alimentação de reprodutores de camarões marinhos, com o uso de lactobacillus plantarum embalado a vácuo e armazenamento a 4°c, sob a atratividade, consumo e as condições da microbiota intestinal de camarões marinhos litopenaeus vannamei. 8 MATERIAL E METODOS Os estudos foram realizados no Laboratório de Camarões Marinhos (LCM) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), nos setores de maturação e microbiologia. 33 8.1 Material biológico Foram utilizados camarões da espécie Litopenaeus vannamei (Bonne, 1931) do banco de reprodutores do LCM, proveniente de linhagem livres de patógenos específicos (SPF, Specific Pathogen Free) da empresa Genearch e mantidos em sistemas de cultivos superintesivos de bioflocos do LCM. Foram utilizados mexilhões frescos da espécie Perna perna (Linnaeus, 1978), obtidos no cultivo experimental do Laboratório de Moluscos Marinhos da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), situado na praia da Ponta do Sambaqui, Baía Norte da Ilha de Santa Catarina (27 graus 29' 18"S e 48 graus 32' 12"W). A cepa da bactéria ácido láctica Lactobacillus plantarum (CPQBA 007 07 DRM01) foi utilizada como probiótico. Esta bactéria foi isolada de camarões adultos de L. vannamei (Vieira et al. 2007) e mantida no cepário do setor de microbiologia do LCM da UFSC, a 20°C em meio de cultura Man, Rogosa e Sharpe (MRS) suplementada com 25% de glicerol. 8.1.1 Avaliação da conservação de mexilhão com L. plantarum Inicialmente foi preparado o inóculo de L. plantarum. Para isto, a bactéria foi repicada em meio de cultura líquido MRS suplementado com 3% de NaCl por 24 h a 35 °C, atingindo a concentração de 109 unidades formadoras de colônia (UFC) por mL. Para conservação do alimento fresco (mexilhão), foram utilizados frascos de vidro de 500 mL, onde 500 g do alimento fresco foram imersas com o inóculo de L. plantarum, permanecendo 6h a temperatura ambiente (28 °C). Após esse procedimento, foi retirado o excesso de inóculo de bactéria e o alimento foi acondicionado em 72 sacos plásticos com 10 g cada, selados a vácuo. Metade dos sacos foram estocados a 4°C e a outra metade congelados a -18°C. Para controle, mexilhões foram acondicionados em 36 sacos plásticos com 10 g cada (sem adição da bactéria), embalados a vácuo e armazenados em duas condições diferentes, a 4 °C e a -18 °C As análises microbiológicas dos alimentos foram realizadas nos dias 1, 7, 15, 30, 45 e 60 após o processamento. Para cada dia de avaliação as diferentes amostras foram processadas em triplicata. 8.1.2 Análises microbiológicas Foi retirada 1g de cada amostra, macerada em almofariz e diluída serialmente (1/10) em solução salina estéril (SSE) 3% de NaCl até a 34 diluição 10-8. As diluições foram semeadas em meio de cultura para bactérias heterotróficas totais (Agar Marine), Vibrio spp (Agar Tiossulfato Citrato Bile Sacarose - TCBS) e bactérias ácido lácticas (Agar MRS, De Man, Rogosa e Sharpe). A contagem de unidades formadoras de colônia (UFC) foi realizada 24h após incubação a 30°C para os meios Agar Marine e Agar TCBS e 35 °C após 48h para MRS. 8.2 Análise de atratividade do alimento Para o teste da atratividade foram comparadas duas dietas: mexilhão armazenado a -18°C e mexilhão conservado com L. plantarum, a vácuo e conservado a 4°C (preparado da mesma forma descrita no item 8.1.1). A atratividade das duas amostras de dietas foram avaliadas segundo a metodologia descrita por Nunes et al. (2006), através do labirinto em Y, utilizando um aquário de vidro com formato em Y com as seguintes medidas: 1,3 m x 0,3 m x 0,4 m (comprimento x largura x altura). Os camarões (24±1,47 g) utilizados para análise da atratividade foram mantidos em um tanque de seis toneladas, com temperatura (2829°C), salinidade (30-35 ‰), oxigênio dissolvido (acima de 5 mg/L) e pH (7,5-8). Para estimular à resposta mais rápida a alimentação, os camarões foram deixados 24 h em jejum antes da análise. O comportamento dos camarões foi avaliado de três formas, descritas por Nunes et al. (2006): tempo de detecção, tempo de orientação/locomoção e atividade de alimentação. Quando a dieta escolhida era consumida, era classificada como escolha positiva, e quando havia recusa da dieta era contabilizada como rejeição. Os números de escolhas positivas foram calculados em porcentagem para realizar uma comparação final para cada dieta. A cada análise, toda água do aquário era trocada para evitar influência de algum nutriente ou resto da dieta que possivelmente pudesse estar presente. Posteriormente, as duas dietas testadas foram oferecidas separadamente em quantidades idênticas (2 g), colocadas individualmente no perímetro dos braços do labirinto em Y. Antes das avaliações comportamentais, o camarão foi estocado por 10 min em uma câmara de aclimatação para permitir a adaptação ao sistema. No total foi realizados de 33 testes (um camarão por teste). No caso da não detecção do camarão no tempo limite (sete minutos), o espécime de camarão era trocado. 35 8.2.1 Análise do consumo do alimento e da microbiota do trato intestinal O teste do consumo do alimento foi realizado em seis aquários de 50 L estocados com quatro camarões (24±1,47g). Foram avaliadas as duas dietas descritas no item 8.2.1, em triplicata. A alimentação foi realizada duas vezes ao dia (9 h e 15 h), na proporção de 6% da biomassa de camarões. Passada 1 h do fornecimento do alimento foram coletadas as sobras e congeladas a -18 °C. As coletas foram realizadas durante sete dias. Para determinação do peso seco, as amostras foram colocadas em estufa a 105 °C até atingirem peso constante, aproximadamente 27 h. O consumo do alimento foi calculado pela fórmula “Ingestão de alimento por hora”, descrita por Cortes et al. (1999). Onde: L = Ingestão de alimento por hora Mi = Peso do alimento seco inicial Mf = Peso do alimento seco final Mp = peso do alimento seco dissolvido em água T = Tempo do alimento decorrido na água Após o período de consumo os camarões ainda foram mantidos com seus respectivos tratamentos até o 18º dia de alimentação. Posteriormente o trato digestivo de 24 camarões (12 para cada tratamento) foram extirpados, pesados e homogeneizados em um gral e diluídos serialmente em SSE 3% de NaCl (1/10). Foram semeados em meio de cultura da mesma forma descrito no item 8.1.2. 8.3 Análise estatística Os valores das contagens bacterianas foram transformados para log10 (x+1) antes de serem analisadas. Os dados foram submetidos à análise de Bartlett, para verificar a homocedasticidade dos dados. Posteriormente, os dados de conservação dos alimentados foram submetidos à ANOVA unifatorial com parcelas subdivididas no tempo suplementada pelo teste Tukey de separação de médias. Já os dados do consumo do alimento e da microbiota do trato intestinal foram analisados pelo teste t-Student. Para porcentagens de escolha e rejeição do alimento foi usado os teste do Qui-quadrado, enquanto que os tempos 36 de detecção, locomoção e alimentação foram analisados pelo teste tStudent. Todos os testes foram realizados com nível de significância de 5%. 9 RESULTADOS E DISCUSSÃO 9.1 Avaliação da conservação de mexilhão com L. plantarum e análises microbiológicas Nesta análise foi observado que a partir do dia sete, os mexilhões conservados com L. plantarum (independente da temperatura de conservação) apresentaram contagem superiores de bactérias ácidolácticas em relação aos controles (Tabela 1). Para contagem de bactérias heterotróficas totais, até o dia 30 não foi observada diferença nos mexilhões dos diferentes tratamentos (p≥0,05). Nos dias 45 e 60, os mexilhões conservados com L. plantarum a -18°C apresentaram menor contagem de bactérias totais heterotróficas (p<0,05) em relação aos mexilhões sem L. plantarum. Para contagem de Vibrio spp. no dia sete foi possível observar diferença (p<0,05) do mexilhão conservado com L. plantarum a -18 °C em relação aos demais tratamentos. Porém, a partir do dia 15 os mexilhões conservados com L. plantarum independente da temperatura de conservação, apresentaram menor contagem de Vibrio spp. em relação aos mexilhões sem a bactérias acido lática. A maior contagem de bactérias ácido lácticas nos mexilhões conservados com L. plantarum indicam que estas bactérias se mantiveram viváveis no mexilhão. Este grupo de bactérias são utilizadas como bioconservadoras, por melhorarem a qualidade sensorial, cor e textura do alimento, através da diminuição do pH do alimento e produção de bacteriocinas, ácidos orgânicos e peróxido de hidrogênio, que possuem ação bacteriostática ou bactericida (Gatesoupe 1999 e Fadda et al. 2010). Estas substâncias devem estar relacionadas à redução da contagem de bactérias heterotróficas totais nos mexilhões conservados com L. plantarum a -18°C e da menor contagem de Vibrio spp. nos mexilhões conservados com L. plantarum, independente da temperatura de conservação. Rodríguez (2010) no estudo com a conservação de carne de hambúrguer com cepas de bactérias ácido lácticas, conclui que as cepas das bactérias foram eficiente, responsável pela diminuição de pH na carne tento um efeito inibitório contra patógenos e são 37 bioconservadoras. Adicionalmente, Souza et al. (2006) em estudo da atividade antimicrobiana do Lactobacillus sakei na fermentação do bonito-de-barriga-listrada (Euthynnus pelamis). Os autores concluíram que, com 21 dias de incubação, quando a contagem das bactérias lácticas atingiu valores entre 108 a 109 UFC g-1, as bactérias deterioradoras apresentaram uma redução (de quatro ciclos logaritmos), o que mostrou o efeito antagônico da cepa L. sakei. que, durante a fermentação, com auxílio da glicose, a cepa demonstrou eficiência na redução do pH e aumento da acidez com a produção de ácido láctico. Estes resultados sustentam a hipótese que o pH baixo (3,8) e a produção de compostos antimicrobianos da bactéria L. plantarum conservaram o mexilhão fresco, o que não ocorreu com os mexilhões que não levaram bactéria. Neste estudo, observou-se que o mexilhão pode ser conservado com L. plantarum, a vácuo e armazenado a 4°C, por um período de 60 dias. Este método de conservação pode ser vantajoso para laboratórios comerciais de reprodução de camarões, em relação a conservação a 18°C. Isto porque uma vez que o alimento não sofre o processo de congelamento, evita-se a formação de cristais de gelo, que durante o descongelamento, podem causar danos aos tecidos dos alimentos. Estes danos provocam a exsudação e perda de líquidos, redução no valor nutricional, alteração na textura e aparência dos alimentos (CORDEIRO, 2005). Adicionalmente, a conservação do alimento a 4°C reduz o custo energético em relação a conservação a -18°C. Tabela 1: Resultado da contagem de bactérias ácido lácticas, bactérias heterotróficas totais e Vibrio spp em mexilhões conservados com Lactobacillus plantarum, selado a vácuo e conservado a 4°C (L plantarum + 4°C), mexilhões selados a vácuo e conservado a 4°C (Controle + 4°C), mexilhão selado a vácuo e congelado a - 18°C (Controle -18°C) e mexilhão com Lactobacillus plantarum, selado a vácuo e conservado a -18°C (L. plantarum -18°C), durante 60 dias. Contagem de bactérias ácido lácticas em meio agar MRS (log UFC/g) Tratamento Dias da análise 1 7 15 30 45 60 L. plantarum + 4°C 8,08±0,21a 8,09±0,15a 7,94±0,03a 7,43±0,38a 7,29±0,49a 6,62±0,33b Controle + 4°C 3,72±0,12b 2,39±0,09b 2,74±0,26b 3,19±0,59b 2,39±0,09c 3,15±1,93a b a a a a L. plantarum -18°C 4,66±0,26 7,76±0,28 7,76±0,28 7,80±0,76 7,40±0,17 6,87±0,15b c b c b b Controle -18°C 2,15±0,15 2,15±0,15 0,00±0,00 3,40±0,35 4,35±0,17 3,08±0,46a Contagem de bactérias heterotróficas totais em meio agar Marine (log UFC/g) Tratamento Dias da análise 1 7 15 30 45 60 L. plantarum + 4°C 4,97±2,57a 5,15±1,20a 2,95±2,59a 2,90±2,59ab 4,43±1,50bc 3,51±3,04a Controle + 4°C 6,79±3,08a 7,05±2,42a 5,76±0,11a 5,68±3,38a 5,70±3,39a 9,05±2,95a a a a a b L. plantarum -18°C 4,33±1,84 4,14±1,25 4,36±0,14 4,12±1,05 0,00±0,00 0,00±0,00c a a a a a Controle -18°C 2,86±0,42 5,95±2,88 5,32±0,17 4,81±3,44 4,38±0,74 8,46±1,89ab Contagem de Vibrio spp meio agar tiossulfato citrato bile sacarose (log UFC/g) Tratamento Dias da análise 1 7 15 30 45 60 L. plantarum + 4°C 4,45±1,55ab 2,38±0,43a 0,77±1,33b 0,00±0,00c 0,00±0,00b 0,00±0,00b Controle + 4°C 4,33±1,25a 3,65±2,31a 2,65±1,33b 2,30±1,91a 2,30±1,91a 5,14±1,52a ab b b c b L. plantarum -18°C 4,30±1,15 0,00±0,00 1,00±0,30 0,00±0,00 0,00±0,00 0,00±0,00b b a a a a Controle -18°C 2,87±0,97 3,56±1,45 4,63±2,17 5,34±1,57 3,83±2,00 3,09±2,00a Letras diferentes indicam diferença significativa pelo teste tukey de separação de médias (p<0,05). 38 39 9.2 Análise de atratividade e consumo do alimento Das 33 observações feitas no teste de atratividade, as três formas de comportamento do camarão (tempo de detecção, tempo de orientação/locomoção e atividade de alimentação) não apresentaram diferença (p≥0,05) em relação às duas dietas oferecidas (mexilhão conservado com L. plantarum, embalado a vácuo e conservado a 4°C e mexilhão armazenado a -18°C). Contudo os tempos para os mexilhões com L. plantarum foram de 83; 384 e 552 segundos, respectivamente para detecção, locomoção e alimentação. Enquanto que para os mexilhões não suplementados os tempos foram de 144; 338 e 577 segundos. As porcentagens de escolha também não apresentaram diferenças significativas (p≥0,05), com porcentagem para o mexilhão com L. plantarum de 37% de escolha e 63% de escolha para mexilhão sem L. plantarum. Já o consumo dos mexilhões acondicionados de diferentes formas, com ou sem adição de bactéria acido lática, também não mostrou diferenças significativas (p≥0,05). Os camarões apresentaram um consumo de mexilhões de (0,53 ± 0,21g) a (0,69 ± 0,19g) da biomassa de camarão ao dia. Os testes da atratividade e do consumo demonstraram que o camarão L. vannamei não teve preferência por nenhuma das duas dietas oferecidas, o que é um resultado bom. Alguns trabalhos relatam que a presença de alguns ácidos orgânicos ou seus sais, que são comumente produzidos pelas bactérias ácido láticas, quando suplementados nas dietas de camarões marinhos podem alterar a atratividade desta (Silva et al. 2013), como por exemplo o butirato pode causar efeito atrativo e o acetato pode causar efeito repulsivo em relação a uma dieta sem adição de ácidos orgânicos. Contudo, esta alteração não foi observada neste trabalho, sendo um resultado positivo para este trabalho. 9.3 Análise da microbiota do trato intestinal A contagem de bactérias ácido lácticas do trato intestinal dos camarões alimentados com mexilhão, conservado com L. plantarum a 4°C foi superior (p<0,05) ao comparar com o grupo alimentado com mexilhão armazenado a -18°C (Figura 1). Já para contagem de Vibrio spp foi inferior (p<0,05) nos camarões alimentados com mexilhão conservado com L. plantarum a 4°C (Figura 1). Para a contagem de bactérias heterotróficas totais no trato intestinal dos camarões, não houve diferença (p≥0,05) entre os grupos experimentais (Figura 1). O maior número de bactérias ácido lácticas encontradas no trato intestinal dos camarões alimentados com mexilhão, conservado com L. 40 plantarum a 4°C, indica que bactéria L. plantarum tem a capacidade de se manter viável no trato intestinal do camarão. A redução na contagem de Vibrio spp. no trato intestinal dos camarões alimentados com mexilhões conservados com L. plantarum pode ser devido à característica do L. plantarum em produzir substâncias antimicrobianas (Deegan et al., 2006). Resultados semelhantes de modificação da microbiota intestinal de camarões (L. vannmei) com uso de ração suplementada com L. plantarum já foram relatados (Vieira et al. 2007, 2008; Jatobá et al. 2008; Vieira 2010; Ramirez 2011). Prado et al. (2010), relata dos poucos experimentos feitos com probióticos na larvicultura de bivalves diminui a concentração de alguns Vibrio spp. Nestes trabalhos, foi demonstrado que o L. plantarum possui ação probiótica no camarão, melhorando os parâmetros imunes e a resistência a infecção por patógenos (Vibrio spp). Assim, sugere-se o oferecimento do alimento fresco (mexilhão) conservado com L. plantarum, é eficiente na conservação do mexilhão, possui ação probiótico no hospedeiro pelo aumento a resistência frente a V. alginolyticus, V. harveyi e diminuí a concentração dos Vibrio spp (Chiu et al. 2007; Vieira et al. 2007, 2008; Jatobá et al. 2008; Buglione 2009; Vieira, 2010; Ramírez 2011). Figura 1. Contagem de bactérias ácido lácticas, bactérias heterotróficas totais e contagem de Vibrio spp. no trato intestinal dos camarões alimentados com mexilhão conservado com L. plantarum, embalado a vácuo e estocado a 4°C (L. plantarum + 4°C) e com mexilhão armazenado a -18°C (Sem L. plantarum 18°C). Letras diferentes indicam diferenças entre os tratamentos na coluna pelo teste de Tukey de separação de média (p<0,05). 41 10 CONCLUSÕES 1. O mexilhão fresco pode ser conservado com o uso de Lactobacillus plantarum, selado a vácuo e armazena a 4ºC por um período até 60 dias, sem alterar a atratividade e o consumo do alimento para reprodutores de camarões da espécie Litopenaeus vannamei. 2. O uso da bactéria L. plantarum na conservação do mexilhão utilizado para alimentação, modifica a microbiota intestinal do camarão L. vannamei, aumentando o número de bactérias ácido lácticas e diminuindo o de Vibrio spp., melhorando assim a saúde intestinal do camarão. 11 AGRADECIMENTOS Ao projeto SOED, pela bolsa concebida. Ao Laboratório de Moluscos Marinhos, em especial a Profa. Dra. Aimê Rachel Magenta Magalhães, pelo fornecimento dos mexilhões utilizados no experimento. Ao Ministério da Pesca e Aquicultura pelo apoio financeiro. 12 REFERENCIAS DO ARTIGO Andreatta ER, Beltrame E. 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