Probióticos na Aquicultura Jony Koji Dairiki Embrapa Amazônia Ocidental Pesquisador Nutrição e Alimentação de Espécies Aquícolas 28/11/13

Resumo Apresentação Definição Mecanismo de ação; Prebiótico X Probiótico; Relevância do assunto; Publicações recentes; Implicações; Oportunidades; Considerações finais.

Definição moderna (FAO/OMS, 2001) Probióticos O termo probiótico deriva do grego e significa “pró-vida”, sendo o antônimo de antibiótico que significa “contra-vida”. Coppola, M.M. e Turnes; C.G. 2004. Probióticos e resposta imune. Ciência Rural, 34 (4): 1297-1303. Definição moderna (FAO/OMS, 2001) “Microrganismos vivos que quando administrados em quantidades adequadas conferem um benefício à saúde do hospedeiro". FAO/WHO, 2001. Report on Joint FAO/WHO Expert Consultation on Evaluation of Health and Nutritional Properties of Probiotics in Food Including Powder Milk with Live Lactic Acid Bacteria. Cordoba, Argentina., 34p.

Definição recente (Gram and Ringo, 2005) Probióticos Definição recente (Gram and Ringo, 2005) “Cultura de microrganismos vivos administrados ao alimento ou meio ambiente (água) para aumentar a viabilidade (sobrevivência) do hospedeiro". Gram, L. and E. Ringo, 2005. Prospects of Fish Probiotics. In: Microbial Ecology in Growing Animals, Holzapfel, W. and P. Naughton (Eds.). Elsevier, Edinburgh, UK., pp: 379-417.

Alguns dos microrganismos utilizados como probióticos: Definição Alguns dos microrganismos utilizados como probióticos: Enterococcus faecalis; faecium. Streptococcus thermophilus Lactobacillus acidophilus; bulgaricus; plantarum; reuteri; johnssonii; casei; sakei. Bifidobacterium spp Bacillus cereus; subtilis; coagulans. Saccharomyces boulardii; cerevisiae.

Mananoligossacarídeo Abordados na presente palestra Probióticos x Prebióticos PREBIÓTICOS: ingredientes nutricionais não digeríveis que afetam beneficamente o hospedeiro por estimular seletivamente o crescimento e/ou atividade de uma ou mais bactérias benéficas no trato digestório. PROBIÓTICOS: microrganismos vivos que agem principalmente no intestino e auxiliam o desenvolvimento de bactérias saudáveis, aumentado a resistência imunológica do organismo. Inulina β glucano Mananoligossacarídeo Abordados na presente palestra

Mecanismo de ação

Mecanismo de ação Premissas básicas para o sucesso do uso: É essencial que o micro-organismo seja isolado do trato digestório do animal de interesse; Adesão e crescimento à superfície da mucosa intestinal; Não ser patogênico ao hospedeiro e também ao consumidor final.

Foto: Lisbeth LØvmo Martinsen. Adaptado de Ringo, 2013 Mecanismo de ação Foto: Lisbeth LØvmo Martinsen. Adaptado de Ringo, 2013 Adesão, colonização + rápido crescimento do micro-organismo PROBIÓTICO.

Probióticos Mecanismo de ação Tem capacidade de: Competir com patógenos por sítio de fixação e nutrientes em um processo conhecido como exclusão competitiva; Eliminar patógenos por meio de síntese de bacteriocinas, ácidos orgânicos voláteis e de peróxido de hidrogênio; Estimular componentes específicos e não específicos do sistema imunológico. O espectro de atividade dos probióticos pode ser dividido em efeitos nutricionais, fisiológicos e antimicrobianos.

Gêneros, espécies e cepas Mecanismo de ação Gêneros, espécies e cepas Os efeitos dos probióticos não podem ser generalizados. Gênero Lactobacillus Espécie Casei Identificação DN-114-001 As cepas probióticas são catalogadas de acordo com o gênero e a espécie do microrganismo e uma nomenclatura alfanumérica é atribuída.

Características desejáveis de um probiótico para a aquicultura Relevância do assunto Características desejáveis de um probiótico para a aquicultura Inibir a proliferação de patógenos por exclusão competitiva ou produção de compostos inibitórios; Melhorar a taxa de crescimento do animal; Melhorar a conversão alimentar; Melhorar a sobrevivência frente a infecção por patógenos; Imunoestimulante: aumentar a produção de células de defesa; Aumentar o apetite animal.

Pesquisa Agropecuária Brasileira Número temático em Aquicultura Relevância do assunto Pesquisa Agropecuária Brasileira Número temático em Aquicultura 14,6 %

Relevância do assunto Espécies estudadas Camarão marinho (Litopenaeus vannamei); Tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus); Tambaqui (Colossoma macropomum).

Publicações recentes In vitro selection of bacteria with potential for use as probiotics in marine shrimp culture. Objetivo Isolar cepas de bactérias ácido‑lácticas, com potencial probiótico do trato digestório de camarões marinhos e realizar seleção in vitro baseada em múltiplos caracteres (velocidade máxima de crescimento, contagem final de células viáveis e halo de inibição contra nove patógenos de origem continental e marinha), entre outros. Felipe do Nascimento Vieira, Adolfo Jatobá, José Luiz Pedreira Mouriño, Eduardo Alano Vieira, Mariana Soares, Bruno Corrêa da Silva, Walter Quadros Seiffert, Maurício Laterça Martins and Luis Alejandro Vinatea. In vitro selection of bacteria with potential for use as probiotics in marine shrimp culture. Pesquisa Agropecuária Brasileira, vol. 48, n. 8, p. 998-1004, 2013.

Publicações recentes In vitro selection of bacteria with potential for use as probiotics in marine shrimp culture. Resultados Foram isoladas dez cepas de bactérias identificadas bioquimicamente como Lactobacillus plantarum (3), L. brevis (3), Weissella confusa (2), Lactococcus lactis (1) e L. delbrueckii (1). As cepas de L. plantarum apresentaram amplo espectro de ação e os maiores halos de inibição, tanto para patógenos Gram‑positivos quanto negativos, alta taxa de crescimento e tolerância a todos os parâmetros avaliados. Apresentaram o maior potencial para o uso.

Publicações recentes Métodos para determinação da digestibilidade aparente de dietas para camarão marinho suplementadas com probiótico. Objetivo Avaliar o efeito da suplementação de Lactobacillus plantarum na dieta sobre o coeficiente de digestibilidade aparente da proteína, da energia e da matéria seca; Foi utilizada a aspersão de inóculo com bactérias ácido-lacticas nas rações. Celso Buglione‑Neto, José Luiz Mouriño, Felipe do Nascimento Vieira, Bruno Corrêa da Silva, Adolfo Jatobá, Walter Seiffert, Débora Machado Fracalossi e Edemar Andreatta. Métodos para determinação da digestibilidade aparente de dietas para camarão marinho suplementadas com probiótico. Pesquisa Agropecuária Brasileira, vol. 48, n. 8, p.1021-1027, 2013.

Publicações recentes Métodos para determinação da digestibilidade aparente de dietas para camarão marinho suplementadas com probiótico. Resultados Foi observado um maior coeficiente de digestibilidade aparente da proteína (84,18±0,35%) e da energia (81,28±0,16%) nas rações suplementadas com L. plantarum se comparado ao grupo controle (82,73±1,01 e 78,63±0,93%); O uso de L. plantarum como aditivo probiótico na ração pode trazer benefícios nutricionais (equilíbrio da microbiota ou degradação enzimática) a L. vannamei, com melhor aproveitamento dos nutrientes.

Publicações recentes Dieta suplementada com prebiótico, probiótico e simbiótico no cultivo de camarões marinhos. Objetivo Avaliar o uso de suplemento prebiótico (inulina), probiótico (Lactobacilus plantarum) e simbiótico, na dieta de camarões marinhos (Litopenaeus vannamei) e seus efeitos sobre o crescimento, a microbiota intestinal, a resposta imune e a resistência ao desafio experimental com Vibrio alginolyticus. Norha Bolívar Ramírez, Walter Quadros Seiffert, Felipe do Nascimento Vieira, José Luiz Pedreira Mouriño, Gabriel Fernandes Alves Jesus, Gabriela Soltes Ferreira e Edemar Roberto Andreatta . Dieta suplementada com prebiótico, probiótico e simbiótico no cultivo de camarões marinhos. Pesquisa Agropecuária Brasileira, vol. 48, n. 8, p. 913-919, 2013.

Publicações recentes Dieta suplementada com prebiótico, probiótico e simbiótico no cultivo de camarões marinhos. Resultados A concentração de Vibrio spp. no trato digestório foi menor em camarões alimentados com o prebiótico, o probiótico e o simbiótico; A concentração de bactérias acidoláticas foi superior somente nos camarões alimentados com probiótico e simbiótico; As dietas probióticas, prebióticas e simbióticas não alteram a resistência ao desafio nem o crescimento dos camarões. Crítica positiva: Não houve mortandade significativa no grupo controle = desafio foi bem conduzido? Vibrio alginolyticus estava ativa?

Publicações recentes Crescimento, digestibilidade e resistência à infecção por patógeno em tilápia-do-nilo alimentada com probióticos. Objetivo Avaliar o efeito da suplementação da dieta com os probióticos Lactobacillus plantarum e Saccharomyces cerevisiae (levedura), no desempenho zootécnico, digestibilidade e na resistência à infecção por patógeno, em alevinos de tilápia-do-nilo; Os peixes foram desafiados com Aeromonas hydrophila. Fernando Henrique Gomes Cornélio, Eduardo Cargnin-Ferreira, Maude Regina de Borba, José Luiz Pedreira Mouriño, Vitor Augusto Giatti Fernandes e Débora Machado Fracalossi. Crescimento , digestibilidade e resistência à infecção por patógenos em tilápia-do-Nilo alimentada com probióticos. Pesquisa Agropecuária Brasileira, vol. 48, n. 8, p. 863-870, 2013.

Publicações recentes Crescimento, digestibilidade e resistência à infecção por patógeno em tilápia-do-nilo alimentada com probióticos. Resultados A suplementação probiótica melhorou significativamente o ganho de peso, a conversão alimentar, as taxas de retenção proteica e energética, assim como a resistência dos animais a Aeromonas hydrophila, após a infecção. A suplementação com Saccharomyces cerevisiae à dieta de tilápia-do-nilo melhora significativamente a digestibilidade da proteína, energia e matéria seca.

Publicações recentes Efeitos fisiológicos da utilização de probiótico na alimentação de tambaqui Resultados Utilizaram duas formas de inclusão de Saccharomyces cerevisiae – composição da ração e inoculação (aspersão); Não houve diferenças entre os tratamentos em relação ao desempenho produtivo; Necessidade de maiores estudos para a espécie. Oba, E. T. ; Corrêa, R.O. ; Santos, J.S. ; Borges, M. ; Tostes, L.V. ; Marinho, R.G.B. ; Meyer, G. ; Martins Jr., H. . Efeitos fisiológicos da utilização de probiótico na alimentação de tambaqui. In: XVII Congresso Brasileiro de Engenharia de Pesca, 2011, Belém, PA. XVII Congresso Brasileiro de Engenharia de Pesca. Belém, PA: XVII CONBEP, 2011.

Publicações recentes Uso do probiótico Efinol® L durante o transporte de tambaqui (Colossoma macropomum). Resultados Efinol: Bacillus subtilis, Bacillus licheniformes, Lactobacillus acidophilus, Saccaromyces cerevisiae + aminoácidos, vitaminas e minerais; Não foi eficiente em suprimir as respostas de estresse durante o transporte (16 horas); Houve melhora da qualidade da água dos peixes transportados com probiótico e diminuição do estresse durante a fase de recuperação. Carvalho, E.S.; Gomes, L.C.; Brandão, F.R.; Crescencio, R.; Chagas, E.C.; Anselmo, A.A.S. O uso do probiótico Efinol-L durante o transporte de tambaqui (Colossoma macropomum). Arquivo Brasileiro de Medicina Veterinária e Zootecnia (Online), v. 61, p. 1322-1327, 2009.

Probiótico na larvicultura de matrinxã, Brycon amazonicus Publicações recentes Probiótico na larvicultura de matrinxã, Brycon amazonicus Resultados Uso de Bacillus subtilis bioencapsulado em Artemia salina; Adição de doses do probiótico - 4 h antes do fornecimento do náuplio; Não houve diferença entre níveis de inclusão; Houve canibalismo e baixo índice de sobrevivência (4 %). Dias, D.C.; Corrêa, C.F.; Leonardo,A.F.G.; Tachibana, L.; Romagosa, E.; Ranzani-Paiva, M.J.T. Probiótico na larvicultura de matrinxã, Brycon amazonicus. Acta Scientiarum. Animal Sciences, v. 33, p. 365-368, 2011.

Publicações recentes Probiotic in feeding of juvenile matrinxã (Brycon amazonicus): economic viability. Resultados Foi analisada a viabilidade econômica do uso do probiótico Bacillus subtilis na alimentação de juvenis estocados em tanques-rede; A inclusão de 5 g de probiótico por kg de ração proporcionou o melhor desempenho zootécnico e econômico; Custo do probiótico: R$ 12,60 kg e o da ração: R$ 1,83 kg (2009). Dias, D.C.; Furlaneto, F.P.B.; Ayroza, L.M.S.; Tachibana, L.; Romagosa, E.; Ranzani-Paiva, M.J.T.. Probiotic in feeding of juvenile matrinxã (Brycon amazonicus): economic viability. Acta Scientiarum. Animal Sciences, v. 34, p. 239-243, 2012.

Publicações recentes Utilização de probiótico na dieta de reprodutoras de matrinxã Brycon amazonicus. Objetivos Avaliar a utilização do probiótico Bacillus subtilis na dieta de reprodutores de matrinxã (2,35 ±0,31 kg); Utilização de 2 tratamentos: controle e 10 g de probiótico por kg de ração; Foram avaliados os índices relacionados ao desempenho reprodutivo. Dias, D.C.; Furlaneto, F.P.B.; Ayroza, L.M.S.; Tachibana, L.; Leonardo, A.G.; Corrêa, C.F.; Romagosa, C.F.; Ranzani-Paiva, M.J.T. Utilização de probiótico na dieta de reprodutoras de matrinxã Brycon amazonicus. Boletim do Instituto de Pesca (Online), v. 37, p. 135-141, 2011.

Publicações recentes Utilização de probiótico na dieta de reprodutoras de matrinxã Brycon amazonicus. Resultados O gasto total do tratamento com uso do probiótico foi 7,8 % superior ao grupo controle; Número de ovócitos liberados foi 5 % superior; Taxa de fertilização foi 34 % superior; Taxa de eclosão das larvas foi 36 % superior no grupo alimentado com o probiótico. Favoreceu o desenvolvimento fisiológico dos órgãos reprodutivos e diminuiu agressividade.

Publicações recentes Avaliação da suplementação alimentar com bactéria probiótica no crescimento e sanidade de Arapaima gigas em sistema de recirculação de água. Resultados Isolou Lactobacillus paracasei – melhor halo de inibição de patógenos; Não houve diferença significativa em relação ao desempenho zootécnico com o grupo controle; Ineficaz ao desafio com Aeromonas spp. Gabbay, M.I. Avaliação da suplementação alimentar com bactéria probiótica no crescimento e sanidade de Arapaima gigas em sistema de recirculação de água. Dissertação de mestrado – UFPA, Belém, 2012, 48 p.

Implicações Para o desenvolvimento de um micro-organismo probiótico para a aquicultura: É essencial que o micro-organismo seja isolado do trato digestório do animal de interesse (premissa básica); Deve apresentar resistência às condições de pH estomacal, sais biliares, entre outros fatores intrínsecos; Deve apresentar resistência às condições de pH, salinidade, temperatura do meio (água), entre outros fatores extrínsecos; Aplicação correta do probiótico nas rações (UFC / g ou liofilizado); CUSTO DOS PROBIÓTICOS!!!!

Oportunidades Uso dos probióticos: Aditivo alimentar = alternativa viável para melhoria da digestibilidade dos nutrientes; Aumento da imunidade dos animais (função imunoestimulante); Diminuição do uso de antibióticos e quimioterápicos (fontes de poluição ambiental e desenvolvimento de resistência das bactérias patogênicas); Desafio para as espécies nacionais – necessidade eminente de pesquisas atreladas a este assunto; “Produção de espécies aquícolas com qualidade”!!!!

Uso dos probióticos na Aquicultura: Considerações finais Uso dos probióticos na Aquicultura: Não deixa de ser considerada uma boa prática de manejo para a produção sustentável na Aquicultura; Carência de estudos com as espécies de importância econômica Regional; OPORTUNIDADE.

OBRIGADO jony.dairiki@embrapa.brr (92) 3303-7918