Análise do perfil nutricional de Ulva rigida cultivada sob diferentes condições em sistema de aquacultura integrada multi-trófica

Abstract

Recentemente, tem surgido um elevado interesse na utilização comercial das macroalgas, sobretudo no setor alimentar, devido aos seus constituintes que na maioria exibem múltiplas bioatividades benéficas para a saúde. A Ulva rigida é uma macroalga verde, cosmopolita, capaz de se adaptar a uma vasta gama de condições ambientais, tornando a sua reprodução possível ao longo de todo o ano. Desta forma, torna-se uma espécie promissora de ser integrada num sistema de IMTA (aquacultura integrada multi-trófica) onde geralmente ocorre a manipulação de condições de cultivo com vista à alteração do valor nutricional das macroalgas. Neste contexto, o objetivo deste trabalho consistiu na avaliação de diferentes parâmetros nutricionais na Ulva rigida cultivada sob diferentes condições em dois desenhos experimentais diferentes, em sistema de IMTA. Para o primeiro desenho experimental, foram estabelecidas diferentes Densidades de Cultivo (DC) e Taxas de Renovação do meio de cultivo (TR) avaliadas em dois períodos sazonais diferentes. Os resultados permitiram concluir que a DC influenciou positivamente o teor de cinzas entre as diferentes condições atingindo na condição com menor DC e TR cerca de 38 % bs (base seca) em setembro. Analogamente, o teor de proteína foi influenciado pela TR, verificando um aumento do teor de médio deste parâmetro de setembro para janeiro (atingindo os 23,5 % bs) devido à maior disponibilidade de nutrientes no meio de cultivo induzido pela maior TR e pela sazonalidade. Para o segundo desenho experimental, foram estabelecidas diferentes DC e utilizados dois tipos de água de cultivo (nova e velha) de modo a avaliar, principalmente, o perfil de hidratos de carbono da Ulva rigida ao longo de três semanas. Os resultados evidenciaram que as condições de cultivo não influenciaram o teor de humidade, resíduo sólido e cinzas, no entanto foi registado uma diminuição do teor de proteína (de 18 para 7% bs), para as diferentes condições, ao longo do tempo. Em contrapartida, a análise de açúcares realizada ao Resíduo Insolúvel em Álcool (AIR) evidenciou que a Ulva rigida é constituída por Rha (7-8 % m/m), Xyl (2-3 % m/m) e UA (ácidos urónicos) (18-23% m/m), associados à presença de ulvanas, que se mantêm, praticamente inalterados entre as diferentes condições, ao longo do tempo. Contudo, foi verificado um aumento do teor de Glc (10-27 % m/m), da razão Glc/Rha e do teor total polissacarídeos do AIR, entre as diferentes condições de cultivo, ao longo do tempo, associado possivelmente à presença de amido. Adicionalmente, foram estudadas as ligações glicosídicas presentes num extrato de ulvanas, com vista à identificação da posição dos grupos sulfato tendo-se verificado, por dessulfatação, o aumento da ligação 4-Xyl e da 3,4-Rha, possivelmente indicativas da di-substituição por sulfatos no C-2 e C-3 da Xyl e Rha, estando esta última especialmente sulfatada no C-2. Assim, este trabalho permitiu concluir que a manipulação de diferentes condições de cultivo num sistema de IMTA pode induzir alterações especificas na composição físico-química da Ulva rigida, melhorando o seu valor nutricional e rentabilidade no mercado.

Recently, there has been an increasing interest in the commercial use of seaweeds, mainly in the food industry, due to their chemical compounds, which can exhibit multiple bioative health effects. The Ulva rigida is a green macroalgae, cosmopolitan, and its tolerance to a high range of environmental conditons making reproduction possible throughout the year. Thus, this is a promising specie to be integrated in the IMTA (Integrated Multi-Trophic Aquaculture) system, where the modulation of growth conditions are established in order to change the nutritional value of macroalgae. In this context, the aim of this work consisted in the evaluation of different nutritional parameters in Ulva rigida, cultivated under different conditions in two different experimental designs in an IMTA system. For the first experimental design, different stocking density (SD) and nutrient flow rate (NFR) were evaluated in two different seasonal periods. By this way, it was observed that the stocking density positively influenced the ash content between the different conditions, reaching about 38 % DM (dry matter) in september under the condition with lower DC and NFR. Similarly, the protein content was influenced by nutrient flow rate observed by an increase in the mean content of this parameter from September to January (reaching about 23,5 % DM), mainly due to the higher availability of nutrients in the medium, induced by the higher nutrient flow rate and seasonality. For the second experimental design, different SD and water types were implemented in order to mainly evaluate the carbohydrate profile of Ulva rigida over three weeks. The results showed that the cultivation conditions did not influence the moisture content, solid residue and ashes, however, a decrease of the protein content (from 18 to 7 % DM) was observed over time for the different conditions. In contrast, the sugar analysis performed on the AIR showed that the Ulva rigida was composed by Rha (7-8% m/m), Xyl (2-3 % m/m) and UA (18-23% m/m), associated to the presence of ulvans, which remained practically unchanged between the different conditions over time. However, an increase in the content of Glc (10-27 % m/m), Glc/Rha ratio and total AIR Polysaccharides, among the different conditions, over time, it was associated to the presence of starch. In addition, the glycosidic linkages present in an ulvans’s extraxt were studied in order to identify the position of the sulfate groups. The increase of the 4-Xyl and 3,4-Rha linkages indicate the existence of di-substitution by sulfates at C-2 and C-3 of Xyl and Rha, the later being speacially sulfated at C-2. Thus, the manipulation of different cultivation conditions in an IMTA system induced a change in the physical-chemical composition of Ulva rigida, improving not only its nutritional value but also its profitability in the market.