Desenvolvimento de produto nanoestruturado contendo astaxantina e ácidos graxos de origem vegetal e sua aplicação no arraçoamento e performance de Penaeus vannamei

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Aquicultura, Florianópolis, 2025.

O objetivo deste estudo foi desenvolver e caracterizar uma nanoemulsão contendo Astaxantina (AST) proveniente da microalga chlorophyta Haematococcus pluvialis lipoencapsulada e óleos vegetais e avaliar o seu efeito na dieta do camarão-branco-do-Pacífico (Penaeus vannamei). Para isso foram realizados três experimentos, sendo o primeiro, desenvolver e caracterizar a nanoemulsão. O segundo foi avaliar o efeito imunológico e desafio com Vibrio parahaemolyticus com o camarão-branco-do-Pacífico. O terceiro avaliou o desempenho zootécnico e a resistência ao choque térmico sob a temperatura de 12 ± 0,1°C. A nanoemulsão foi preparada pelo método de homogeneização a alta pressão, utilizando concentrações dos componentes: óleos vegetais, óleo-resina de AST, surfactantes e co-surfactantes. A nanoemulsão foi caracterizada de acordo com seu tamanho, polidispersidade, potencial zeta, pH, morfologia e estabilidade física. Os teores de ácidos graxos de origem vegetal foram determinados por cromatografia gasosa, enquanto o teor de astaxantina foi determinado por ultra cromatografia líquida de alta eficiência (UHPLC). A atividade antioxidante in vitro foi verificada pelo método 2,2-difenil-1-picrilhidrazil (DPPH). Para o experimento in vivo foram adicionadas diferentes concentrações da nanoemulsão (10, 30, 50 e 70 mg kg-1) na alimentação dos camarões, uma dieta controle negativo (CN) contendo 70 mg kg-1 de nanoemulsão sem AST e, uma dieta controle, sem aditivo, durante seis semanas. Após os 45 dias de cultivo, foram coletadas amostras de hemolinfa para análise dos parâmetros imunológicos (total de hemócitos (THC), níveis de proteínas, atividade de fenoloxidase (PO), capacidade de aglutinação (Agl)). A sobrevivência do Penaeus vannamei foi avaliada por desafio com Vibrio parahaemolyticus. (4 x 108 UFC mL-1) por 96 h. Não houve diferença significativa para THC e Agl (p>0,05). Os níveis de proteínas mostraram diferença significativa nos tratamentos CN, 70, 50 e 30 mg kg-1/AST. A PO mostrou diferença significativa nos tratamentos controle, 70 e 10 mg kg-1/AST. No desafio com Vibrio, não houve diferença significativa entre os tratamentos. Os parâmetros zootécnicos não apresentaram diferença significativa entre os tratamentos e o grupo controle. No teste com choque térmico, também não foi apresentada diferença significativa. Os resultados sugerem que a nanoemulsão contendo AST proveniente de Haematococcus pluvialis e ácidos graxos de óleos vegetais, sob temperatura de 25°C, pode ser considerada um candidato promissor como novo agente antioxidante na área aquícola, além de promover aumento da proteína sérica de PO em P. vannamei.

Abstract: The objective of this study was to develop and characterize a nanoemulsion containing Astaxanthin (AST) from the lipoencapsulated microalgae chlorophyte Haematococcus pluvialis and vegetable oils and evaluate its effect on the diet of Pacific white shrimp (Penaeus vannamei). For this, three experiments were carried out, the first being to develop and characterize the nanoemulsion. The second was to evaluate the immunological effect and challenge with Vibrio parahaemolyticus with Pacific white shrimp. The third evaluated the zootechnical performance and resistance to thermal shock at a temperature of 12 ± 0.1°C. The nanoemulsion was prepared by the high pressure homogenization method, using concentrations of the components: vegetable oils, AST oleoresin, surfactants and co-surfactants. The nanoemulsion was characterized according to its size, polydispersity, zeta potential, pH, morphology and physical stability. The content of fatty acids of vegetable origin was determined by gas chromatography, while the astaxanthin content was determined by ultra high performance liquid chromatography (UHPLC). The in vitro antioxidant activity was verified by the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) method. For the in vivo experiment, different concentrations of the nanoemulsion (10, 30, 50 and 70 mg kg-1) were added to the shrimp feed, a negative control diet (CN) containing 70 mg kg-1 of nanoemulsion without AST and a control diet, without additive, for six weeks. After 45 days of cultivation, hemolymph samples were collected for analysis of immunological parameters (total hemocytes (THC), protein levels, phenoloxidase activity (PO), agglutination capacity (Agl)). Penaeus vannamei survival was assessed by challenge with Vibrio parahaemolyticus. (4 x 108 CFU mL-1) for 96 h. There was no significant difference for THC and Agl (p>0.05). Protein levels showed a significant difference in the CN, 70, 50 and 30 mg kg-1/AST treatments. The PO showed a significant difference in the control, 70 and 10 mg kg-1/AST treatments. In the Vibrio challenge, there was no significant difference between treatments. The zootechnical parameters did not show a significant difference between the treatments and the control group. In the thermal shock test, no significant difference was also shown. The results suggest that the nanoemulsion containing AST from Haematococcus pluvialis and fatty acids from vegetable oils, at a temperature of 25°C, can be considered a promising candidate as a new antioxidant agent in the aquaculture area, in addition to promoting an increase in serum PO protein in P. vannamei.