RESUMO

This work describes the production/characterization of low molar mass chitosan nanoparticles derived from waste shrimp shells (SSC), as well as from a commercial chitosan (CC). The production of low molar mass nanochitosan employed thermal shock, alternating between 100 °C and ambient temperature, followed by grinding the dry material (SSC and CC) in a ball mill, producing around 500 g of nanochitosan per batch. A highlight of the methodology employed is that it enables nanochitosan to be obtained even from a low quality commercial raw material. All particles had diameters smaller than 223 nm, with an average diameter below 25 nm (determined by DLS), while reductions of molar mass were between 8.4-fold and 13.5-fold. The depolymerization process resulted in a reduction in crystallinity of 38.1 to 25.4% and 55.6 to 25.9% in the CC and SSC samples, respectively. The production of nanochitosans was also confirmed by TEM through the observation of crystalline domains with diameters between 5 and 10 nm. This work perfectly reproduces the results on bench scale from previous research. The simple and inexpensive processes enable easy scale-up, representing an important advance in the production chain of biopolymers. Graphical abstract.

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The aim of this study was to evaluate the best level of substitution of fish meal (FM) by soybean meal (SBM), as protein source in practical diets for juveniles of Macrobrachium amazonicum. Juveniles, with initial mean weight of 0.16 ± 0.66 g, were stocked at a density equivalent to 150 juveniles m-2 in a recirculating aquaculture system. Treatments consisted of the proportions of fish meal and soybean meal (FM:SBM) in diets, namely: 0: 100, 20:80, 40:60, 70:30, 100:0 with five replicates per treatment. At the end of the 45 days trial, prawns were counted, measured, weighed, and the bromatological analysis of the whole body was performed. Survival remained above 94% in all treatments (p>0.05). A corporal bromatological analysis showed significant among treatments only for crude protein (p <0.05). The results of the production performance showed that the inclusion of up to 30% of SBM in replacement for FM (70:30) did not interfere, significantly, in the performance of the prawns (p>0.05), making possible the use of soybean meal in diets for juveniles of Amazonian river prawn.(AU)

O objetivo deste trabalho foi avaliar o melhor nível de substituição da farinha de peixe (FP) pelo farelo de soja (FS), como fonte de proteína em dietas práticas para juvenis de Macrobrachium amazonicum. Juvenis com peso médio inicial de 0,16 ± 0,66 g foram estocados em uma densidade equivalente a 150 juvenis m-2 em sistema de recirculação. Os tratamentos consistiram das seguintes proporções de farinha de peixe e farelo de soja (FP:FS): 0:100, 20:80, 40:60, 70:30, 100:0 com cinco repetições por tratamento. Ao final de 45 dias de experimento, os camarões foram contados, medidos e pesados, bem como foi realizada análise bromatológica corporal. A sobrevivência manteve-se superior a 94% em todos os tratamentos (p>0,05). A análise bromatológica corporal apresentou diferenças significativas entre os tratamentos apenas para proteína bruta (p<0,05). Os resultados da análise de desempenho zootécnico demonstraram que a inclusão de até 30% de FS em substituição a FP (70:30) não interferiu significativamente no desempenho dos camarões, possibilitando uso do farelo de soja em dietas para juvenis de camarão amazônico.(AU)

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The aim of this study was to evaluate the best level of substitution of fish meal (FM) by soybean meal (SBM), as protein source in practical diets for juveniles of Macrobrachium amazonicum. Juveniles, with initial mean weight of 0.16 ± 0.66 g, were stocked at a density equivalent to 150 juveniles m-2 in a recirculating aquaculture system. Treatments consisted of the proportions of fish meal and soybean meal (FM:SBM) in diets, namely: 0: 100, 20:80, 40:60, 70:30, 100:0 with five replicates per treatment. At the end of the 45 days trial, prawns were counted, measured, weighed, and the bromatological analysis of the whole body was performed. Survival remained above 94% in all treatments (p>0.05). A corporal bromatological analysis showed significant among treatments only for crude protein (p 0.05), making possible the use of soybean meal in diets for juveniles of Amazonian river prawn.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o melhor nível de substituição da farinha de peixe (FP) pelo farelo de soja (FS), como fonte de proteína em dietas práticas para juvenis de Macrobrachium amazonicum. Juvenis com peso médio inicial de 0,16 ± 0,66 g foram estocados em uma densidade equivalente a 150 juvenis m-2 em sistema de recirculação. Os tratamentos consistiram das seguintes proporções de farinha de peixe e farelo de soja (FP:FS): 0:100, 20:80, 40:60, 70:30, 100:0 com cinco repetições por tratamento. Ao final de 45 dias de experimento, os camarões foram contados, medidos e pesados, bem como foi realizada análise bromatológica corporal. A sobrevivência manteve-se superior a 94% em todos os tratamentos (p>0,05). A análise bromatológica corporal apresentou diferenças significativas entre os tratamentos apenas para proteína bruta (p<0,05). Os resultados da análise de desempenho zootécnico demonstraram que a inclusão de até 30% de FS em substituição a FP (70:30) não interferiu significativamente no desempenho dos camarões, possibilitando uso do farelo de soja em dietas para juvenis de camarão amazônico.

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O objetivo do estudo foi avaliar o desempenho do camarão-da-amazônia, Macrobrachium amazonicum, alimentado com dietas práticas contendo níveis crescentes de proteína bruta. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com cinco tratamentos e seis repetições. Os tratamentos avaliados corresponderam aos seguintes níveis de proteína bruta, com base na matéria seca, na dieta: 200, 250, 300, 350 e 400 g kg-1. As unidades experimentais estavam em um sistema de recirculação com filtro mecânico e biológico, de modo a manter a qualidade da água em níveis adequados para o cultivo de camarões. Ao final do experimento, a sobrevivência média variou de 84,8 a 91,3%, não sendo observadas diferenças entre os tratamentos (p>0,05). Os resultados demonstram um crescimento quadrático para peso final, ganho de peso, comprimento final e crescimento em comprimento com o aumento dos níveis de proteína bruta na dieta. Os juvenis alimentados com dietas contendo 370 e 348 g kg-1 de proteína bruta alcançaram maior ganho de peso e crescimento em comprimento, respectivamente (p <0,05). A composição corporal dos camarões-da-amazônia foi influenciada pelos níveis de proteína bruta na dieta, em que o nível de 350 g kg-1 causou aumento nos teores de umidade e redução na deposição de proteína bruta (p <0,05) comparado com o nível de 200 g kg -1. Recomenda-se o fornecimento de 370 g de proteína bruta por kg de dieta para juvenis de M. amazonicum.(AU)

The aim of the study was to evaluate the performance of amazon prawn, Macrobrachium amazonicum, fed practical diets containing increasing levels of crude protein. Experimental design followed a complete randomized distribution, with five treatments and six replicates. The treatments are equivalent to crude protein levels, dry matter basis, in the diet: 200, 250, 300, 350 and 400 g kg-1. Experimental units were into a recirculation system with mechanical and biological filter to keep the water quality within the suitable range for prawn culture. At the end of the trial mean prawn survival ranged from 84.8 to 91.3 % without significant differences among treatments (p> 0.05). Results show a quadratic growth for final weight, weight gain, final length and length growth, with the increase of crude protein levels in the diet. Prawn fed diets with 370 and 348g kg-1 achieved significant higher weight gain and length growth, respectively (p < 0.05). The body composition of amazon prawns was influenced by crude protein levels in the diet, in which the level of 350 g kg-1 caused an increase in moisture content and reduction in crude protein deposition (p <0.05) compared to the level of 200 g kg-1. The recommended crude protein level in the diet of M. amazonicum juveniles is 370 g kg-1.(AU)

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O objetivo do estudo foi avaliar o desempenho do camarão-da-amazônia, Macrobrachium amazonicum, alimentado com dietas práticas contendo níveis crescentes de proteína bruta. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com cinco tratamentos e seis repetições. Os tratamentos avaliados corresponderam aos seguintes níveis de proteína bruta, com base na matéria seca, na dieta: 200, 250, 300, 350 e 400 g kg-1. As unidades experimentais estavam em um sistema de recirculação com filtro mecânico e biológico, de modo a manter a qualidade da água em níveis adequados para o cultivo de camarões. Ao final do experimento, a sobrevivência média variou de 84,8 a 91,3%, não sendo observadas diferenças entre os tratamentos (p>0,05). Os resultados demonstram um crescimento quadrático para peso final, ganho de peso, comprimento final e crescimento em comprimento com o aumento dos níveis de proteína bruta na dieta. Os juvenis alimentados com dietas contendo 370 e 348 g kg-1 de proteína bruta alcançaram maior ganho de peso e crescimento em comprimento, respectivamente (p <0,05). A composição corporal dos camarões-da-amazônia foi influenciada pelos níveis de proteína bruta na dieta, em que o nível de 350 g kg-1 causou aumento nos teores de umidade e redução na deposição de proteína bruta (p <0,05) comparado com o nível de 200 g kg -1. Recomenda-se o fornecimento de 370 g de proteína bruta por kg de dieta para juvenis de M. amazonicum.

The aim of the study was to evaluate the performance of amazon prawn, Macrobrachium amazonicum, fed practical diets containing increasing levels of crude protein. Experimental design followed a complete randomized distribution, with five treatments and six replicates. The treatments are equivalent to crude protein levels, dry matter basis, in the diet: 200, 250, 300, 350 and 400 g kg-1. Experimental units were into a recirculation system with mechanical and biological filter to keep the water quality within the suitable range for prawn culture. At the end of the trial mean prawn survival ranged from 84.8 to 91.3 % without significant differences among treatments (p> 0.05). Results show a quadratic growth for final weight, weight gain, final length and length growth, with the increase of crude protein levels in the diet. Prawn fed diets with 370 and 348g kg-1 achieved significant higher weight gain and length growth, respectively (p < 0.05). The body composition of amazon prawns was influenced by crude protein levels in the diet, in which the level of 350 g kg-1 caused an increase in moisture content and reduction in crude protein deposition (p <0.05) compared to the level of 200 g kg-1. The recommended crude protein level in the diet of M. amazonicum juveniles is 370 g kg-1.

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Aquaculture has shown great growth in the last decades. Due to the restrictions on water use, production systems are becoming increasingly more intensive, raising concerns about the production water quality. Macrobrachium amazonicum is among the freshwater prawn species with favorable characteristics for production and possibility of intensification. Nitrogen compounds such as ammonia and nitrite affect the health of aquatic organisms since they quickly reach toxic concentrations. These compounds can also cause damage to the gill structure, leading to hypoxia in tissues, affecting acid-base balance, osmoregulation (salt absorption) and ammonia excretion, decreasing the immune capacity of the animal and, in extreme cases, cause death. The aim of this study was to assess histological changes in the gills of Macrobrachium amazonicum juveniles subjected to different concentrations of total ammonia and nitrite. The prawns were subjected to different concentrations of those compounds and their gills were removed and preserved for histological analysis. The gills were assessed for changes according to the Organ Index (Iorg) and, for each change, an importance factor (w) was attributed according to the degree of reversibility and applied according to the degree of extension or frequency of the damage. The damage to the gills in the treatments with 100% mortality, both for ammonia and nitrite, corresponded to the high occurrence of progressive, regressive, circulatory, and inflammation damages. The other treatments (which caused less mortality) had mainly inflammation and regressive damages, whose occurrence increased according to the increase in ammonia and nitrite concentration. The histological analysis confirmed that the higher the total ammonia and nitrite concentrations, the larger the damages caused to the gill structure and that lower nitrite concentrations caused similar damages to those caused by higher total ammonia concentrations, which reflects the lower capacity M. amazonicum has to tolerate nitrite.

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This study determined the effects of nitrite on different life stages of the Amazon river prawn Macrobrachium amazonicum. Prawns of each life stage (postlarvae, juveniles and adults) were stocked in 24 experimental units (n = 10 prawns), under a complete randomized design. Individuals were exposed to nitrite (0, 1, 2, 4, 8 and 16 mg L-1). The median lethal concentration after 96 h (96 h LC50) was calculated through the Weibull I. The mortality results showed that M. amazonicum is slightly less tolerant to nitrite than other species of Macrobrachium. The 96 h LC50 for postlarvae, juveniles and adults of M. amazonicum were of 1.49, 2.36 and 2.34 mg nitrite/L, respectively. Nitrite intoxication risk quotient suggest moderated risk to low risk to the species. Usually in production systems nitrite values are lower than safe levels suggested in this study (0.1 mg L-1 to postlarvae and 0.2 mg L-1 nitrite to juvenile and adults), which makes our results appropriate for the production of this species.

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A invasão da água doce por crustáceos ocorreu repetidamente ao longo dos anos, pressionando um ajuste em seus processos fisiológicos. A habilidade de sobreviver aos diferentes ambientes foi encontrada em traços osmorregulatórios, e estão relacionadas à capacidade de regular o fluido extracelular. Portanto, o objetivo deste manuscrito é explorar os processos osmorregulatórios de camarões palemonídeos e peneídeos, visualizando um padrão na capacidade osmorregulatória em ambas as famílias e, em particular, tratar de assuntos pertinentes aos efeito no ciclo ontogenético e o efeito ocasionado pelo nitrito na hemolinfa de crustáceos. Comparando palemonídeos e peneídeos, percebe-se que o sucesso da conquista do ambiente dulcícola, e a não necessidade de hiporregulação, levou à perda dessa capacidade na maioria dos palemonídeos. Dessa forma, se supõem um ancestral com capacidade hiporregulatória, uma vez que invertebrados marinhos são, parcimoniosamente, osmoconformadores. Compara-se também que o nitrito apresenta efeito nas proteínas presentes na hemolinfa dos crustáceos quando submetidos à exposição natural ou induzida deste composto, e que a capacidade osmorregulatória é, portanto, variada de acordo com seus estágios.(AU)

The invasion of freshwater by crustaceans has occurred repeatedly over the years, pressing for an adjustment in their physiological processes. The ability to survive in different environments was found in osmoregulatory traits and is related to the ability to regulate the extracellular fluid. Therefore, the purpose of this manuscript is to explore the osmoregulatory processes in palaemonid and penaeid shrimps, which display a pattern of osmoregulatory capacity in both families and, in particular, to deal with matters related to the effects on ontogenetic cycle and the effect raised by nitrite in crustacean hemolymph. By comparing palaemonid and peneid shrimps, it is possible to note the success of conquering freshwater environment, and not the need for hypo-regulation, has led to the loss of this capability in most palaemonids. Thus, it is assumed that they share an ancestor with hypo-regulatory capacity, since marine invertebrates are sparsely osmoconformers. The article also compares that nitrite has effect on proteins present in the hemolymph of crustaceans when subjected to natural or induced exposure to these compound, and osmoregulatory capacity is therefore varied according to their stages.(AU)

La invasión del agua dulce por crustáceos ocurre repetidamente a lo largo de los años, pulsando un ajuste en sus procesos fisiológicos. La capacidad de sobrevivir en diferentes ambientes se ha encontrado en rasgos osmorregulatorios y están relacionados a la capacidad de regular el fluido extracelular. Por lo tanto, el objetivo de este manuscrito es el de explotar los procesos osmorregulatorios de camarones palemonídeos y peneídeos, se muestra un estándar en la capacidad osmorregulatoria en ambas las familias y, en especial, trata de cuestiones relativas a los efectos sobre los ciclo ontogenético y el efecto causado por nitrito en la hemolinfa de crustáceos. Comparando palemonídeos y peneídeos, se da cuenta de que el éxito de la conquista del ambiente dulcícola, y sin necesidad de hipo regulación, condujo a la pérdida de esa capacidad en la mayoría de los palemonídeos. Así, se supone un ancestral con capacidad hipo regulatoria, una vez que los invertebrados marinos son, parsimoniosamente, osmoconformadores. Se compara también que el nitrito presenta efectos en las proteínas presentes en la hemolinfa de los crustáceos cuando sometidos a la exposición natural o inducida por estes compuesto, y que la capacidad osmorregulatoria es, por lo tanto, variada de acuerdo con sus etapas.(AU)

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A invasão da água doce por crustáceos ocorreu repetidamente ao longo dos anos, pressionando um ajuste em seus processos fisiológicos. A habilidade de sobreviver aos diferentes ambientes foi encontrada em traços osmorregulatórios, e estão relacionadas à capacidade de regular o fluido extracelular. Portanto, o objetivo deste manuscrito é explorar os processos osmorregulatórios de camarões palemonídeos e peneídeos, visualizando um padrão na capacidade osmorregulatória em ambas as famílias e, em particular, tratar de assuntos pertinentes aos efeito no ciclo ontogenético e o efeito ocasionado pelo nitrito na hemolinfa de crustáceos. Comparando palemonídeos e peneídeos, percebe-se que o sucesso da conquista do ambiente dulcícola, e a não necessidade de hiporregulação, levou à perda dessa capacidade na maioria dos palemonídeos. Dessa forma, se supõem um ancestral com capacidade hiporregulatória, uma vez que invertebrados marinhos são, parcimoniosamente, osmoconformadores. Compara-se também que o nitrito apresenta efeito nas proteínas presentes na hemolinfa dos crustáceos quando submetidos à exposição natural ou induzida deste composto, e que a capacidade osmorregulatória é, portanto, variada de acordo com seus estágios...

The invasion of freshwater by crustaceans has occurred repeatedly over the years, pressing for an adjustment in their physiological processes. The ability to survive in different environments was found in osmoregulatory traits and is related to the ability to regulate the extracellular fluid. Therefore, the purpose of this manuscript is to explore the osmoregulatory processes in palaemonid and penaeid shrimps, which display a pattern of osmoregulatory capacity in both families and, in particular, to deal with matters related to the effects on ontogenetic cycle and the effect raised by nitrite in crustacean hemolymph. By comparing palaemonid and peneid shrimps, it is possible to note the success of conquering freshwater environment, and not the need for hypo-regulation, has led to the loss of this capability in most palaemonids. Thus, it is assumed that they share an ancestor with hypo-regulatory capacity, since marine invertebrates are sparsely osmoconformers. The article also compares that nitrite has effect on proteins present in the hemolymph of crustaceans when subjected to natural or induced exposure to these compound, and osmoregulatory capacity is therefore varied according to their stages...

La invasión del agua dulce por crustáceos ocurre repetidamente a lo largo de los años, pulsando un ajuste en sus procesos fisiológicos. La capacidad de sobrevivir en diferentes ambientes se ha encontrado en rasgos osmorregulatorios y están relacionados a la capacidad de regular el fluido extracelular. Por lo tanto, el objetivo de este manuscrito es el de explotar los procesos osmorregulatorios de camarones palemonídeos y peneídeos, se muestra un estándar en la capacidad osmorregulatoria en ambas las familias y, en especial, trata de cuestiones relativas a los efectos sobre los ciclo ontogenético y el efecto causado por nitrito en la hemolinfa de crustáceos. Comparando palemonídeos y peneídeos, se da cuenta de que el éxito de la conquista del ambiente dulcícola, y sin necesidad de hipo regulación, condujo a la pérdida de esa capacidad en la mayoría de los palemonídeos. Así, se supone un ancestral con capacidad hipo regulatoria, una vez que los invertebrados marinos son, parsimoniosamente, osmoconformadores. Se compara también que el nitrito presenta efectos en las proteínas presentes en la hemolinfa de los crustáceos cuando sometidos a la exposición natural o inducida por estes compuesto, y que la capacidad osmorregulatoria es, por lo tanto, variada de acuerdo con sus etapas...

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