UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE
PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA COORDENAÇÃO DE PESQUISA


Programa Institucional de Iniciação Científica Voluntária
PICVOL


Bioprospecção de Myrtaceae: Utilização de óleos essenciais para o controle de pragas e doenças de culturas agrícolas.
Área de Concentração: Química / 1.06.00.00-0 Código CNPq: Química dos Produtos Naturais /1.06.01.05-8

Bolsista: Mariana Amarante Teles
Orientador(a): Prof. Dra. Samísia Maria Fernandes Machado
Departamento de Química - CCET

PICVOL




São Cristovão – 2016





Resumo

Atualmente, produtos vegetais têm sido experimentados no cultivo nos campos. Extratos de folha ou semente, óleos essenciais, extratos em solventes orgânicos e formulações à base de aleloquímicos são produtos utilizados como controle alternativos de pragas. Os benefícios desta alternativa é que são menos agressivos ao solo e apresentam baixa toxicidade para os organismos não-alvo e para o homem. Espera-se que no futuro a integração de produtos vegetais em estratégias de manejo de pragas reforce a agricultura orgânica sustentável, resultando em boas safras e menos perdas de produção. Este projeto teve como objetivo buscar metabólitos secundários de espécies da família Myrtaceae como novas metodologias de combates a pragas e doenças de culturas agrícolas. Neste trabalho analisamos óleos essenciais de duas espécies. Os constituintes majoritários do óleo essencial das folhas frescas de Myrciaria Floribunda foram um NI (não identificado) (19,60%) e Viridiflorol (11,65%). O constituinte majoritário do óleo essencial das folhas frescas de Myrcia Poyantha foi o α- Thujaplicinol (44,50%).


Palavras chave: Óleos essenciais, Myrtaceae, Agricultura, Agrotóxicos.











Sumário
Capa..................................................................................................................................1
Resumo.............................................................................................................................2
Sumário.............................................................................................................................3
1. Introdução.....................................................................................................................4
2. Revisão da Literatura....................................................................................................7
2.1. Myrcia.........................................................................................................................7
3. Objetivos........................................................................................................................7
3.1. Objetivo Geral............................................................................................................7
3.2. Objetivo específico.....................................................................................................7
4. Metodologia...................................................................................................................7
4.1 Local de coleta do material botânico...........................................................................7
4.2. Obtenção do óleo essencial.........................................................................................8
4.3. Análise por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (CG-EM)....................................................................................................................................8
4.3.1.Myrcia Poyantha,Myrciaria Floribunda...................................................................9
4.4. Identificação dos constituintes por CG-EM...............................................................9
5. Resultados e Discussão..................................................................................................9
5.1. Análises por CG/EM do óleo essencial das folhas frescas.........................................9
5.1.1. Análise por CG/EM do óleo essencial das folhas frescas da Myrcia Poyantha............................................................................................................................9
5.1.2. Análise por CG/EM do óleo essencial das folhas frescas Myrciaria Floribunda........................................................................................................................11
6. Conclusão....................................................................................................................13
7. Perspectivas.................................................................................................................13
8. Referências Bibliográficas..........................................................................................14



Introdução
O uso de óleos essenciais aparecendo pela primeira vez nas áreas do Oriente Médio e Ásia Meridional, séculos antes de Cristo. O centro de produção se concentrando na Pérsia, Índia, Egito e em outros países da região. Passando um tempo houve o surgimento de algumas destilarias de óleos essenciais mundo afora, porém com o surgimento de uma química fina a atividade tomou impulso, permitindo assim a manipulação de produtos com várias aplicações científicas (OOTANI, et al., 2013). SAITO (2004) diz que, nas plantas existem algumas substâncias que atraem insetos e pássaros, atuando como polinizadores ou disseminadores de sementes. Há substâncias que repelem ou intoxicam alguns tipos de insetos e/ou outros herbívoros, protegendo assim as plantas contra possíveis agressões. Essas substâncias vêm cada vez mais sendo alvo de estudos para o desenvolvimento de praguicidas que são ecologicamente menos problemáticos. Atualmente vem ocorrendo o uso indiscriminado de produtos químicos elevando assim à resistência de insetos-praga, fungos fitopatogênicos, plantas daninhas além da contaminação do meio ambiente. Visando que os impasses causados por produtos químicos estão ganhando proporções alarmantes, os produtos naturais vêm sendo uma alternativa para o controle de doenças, insetopragas e a possibilidade de serem usados como bioherbicidas. Pesquisas recentes têm mostrado que um vasto número de óleos essenciais tem efeito sobre fungos, bioatividade para insetos e pragas, além das atividades bioherbicidas (OOTANI, et al.,2013).
Com a expansão urbana desencadeada nas décadas de 60 a 80, promovida pelo crescimento populacional exagerado e pela busca descontrolada por desenvolvimento agroindustrial no país proporcionando assim a ocupação e exploração dos recursos naturais nos diversos sistemas vegetais brasileiros. Esses eventos então, trouxeram uma preocupação ao governo brasileiro em relação à utilização dos recursos naturais nacionais a partir da década de 80, certamente em razão do agravamento de seus problemas ambientais e/ou por conter melhor nível de informação sobre eles (FERREIRA et al., 2013). Apesar de que Brasil esteja entre os maiores produtores de gêneros alimentícios mundiais, volume exportado ainda se encontra em valores ínfimos diante do tamanho de sua produção, a principal ocorrência de perdas na produção as quais podem estar associadas a problemas de ordem fisiológica, a danos mecânicos ou ataques de micro-organismos tanto na pré quanto na pós-colheita, dentre os quais pode se destacar a ação dos fungos que ocasionam as perdas mais severas na produção (ARAÚJO, et al., 2014). Sendo um dos maiores consumidores de defensivos agrícolas do mundo, o Brasil vem gastando anualmente cerca de 2,5 bilhões de dólares com a aquisição desses produtos, tornando-o assim o país cujo consumo representa cerca de 50% da quantidade de defensivos utilizada na América Latina. Como consequência desse uso desenfreado vem ocorrendo graves desequilíbrios ambientais, resultando na contaminação de alimentos, animais e reservas hídricas, e ocasionando assim uma redução na qualidade e na expectativa de vida da população. Fazendo-se necessária então a busca por medidas alternativas de manejo fitossanitário compatíveis com a qualidade ambiental visada no manejo sustentável (PRADO et al., 2013). Com inúmeras peculiaridades, sejam essas climáticas ou geográficas, o Brasil consegue abrigar uma diversidade enorme de insetos e plantas. Além de espécies já ditas nativas e cultivadas, tanto para consumo interno como para exportação, muitas espécies vegetais foram trazidas de partes da Europa e afins por colonizadores e imigrantes sendo responsáveis pela vinda de espécies exóticas de predadores fitófagos. Durante muitas décadas, o Brasil teve sua economia baseada no setor primário de produção e, ainda hoje, ocupa uma posição de destaque no abastecimento mundial de cereais, frutas e outros produtos de origem vegetal sendo, portanto, o controle de pragas nativas ou exóticas um desafio que persiste e tem se agravado ano após ano (MARANGONI et al., 2012). Os problemas ocasionados pelo uso intensivo dos pesticidas químicos faz com que seja necessário buscar medidas alternativas de controle de doenças, com o uso de produtos naturais, eficientes e de baixo impacto ambiental. Log, o controle alternativo de fungos fitopatogênicos tem sido discutido amplamente nos dias de hoje. Sistemas de cultivo mais sustentáveis e menos dependentes do uso de agrotóxicos vem entrando em desenvolvimento. Diversos produtos naturais, entre os quais os óleos essenciais, apresentam potencial para controle de doenças de plantas (BRUM, et al., 2012).
Uma alternativa encontrada e de suma importância para o controle dessas pragas é o uso de óleos produzidos a partir da família Myrtacea. Essa família contém mais de 140 gêneros e 3500 a 5800 espécies de arbustos e árvores verdes que se distribuem em áreas temperadas, subtropicais e tropicais. No Brasil, a família Myrtaceae apresenta cerca de 20 gêneros e 1000 espécies, sendo um terço dessas pertencentes ao gênero Eugenia L. (SENNA, et al., 2011). As várias espécies da família Myrtaceae fornecem importantes produtos, como óleos essenciais, temperos, alimentos e, além disso, muitas são utilizadas na medicina tradicional (STASI et al., 2002). Em levantamento bibliográfico realizado por Cruz e Kaplan (2004), foi descrito espécies de Myrtaceae empregadas principalmente em distúrbios gastrintestinais, hemorragias e infecções, cuja ação pode estar relacionada às propriedades adstringentes das plantas. A subfamília Myrtoide, pertencente a esta família, possui plantas com grande importância econômica, pois podem ser usadas como alimentos, na agricultura e como plantas ornamentais. Dentro desta subfamília estão os gêneros Myrtus (murta), Psidium (goiaba), Myrciaria (jabuticaba), Eugenia (pitanga), Syzygium (cravo-da-Índia), Plinia (cambucá) e Luma (DAMETTO, et al., 2010).
Existem inúmeros trabalhos na área farmacêutica com essa família, mas também suas capacidades antifúngicas são aplicadas para agricultura. Um estudo que pode ser citado, foi feito com a espécie Melaleuca alternifólia, pertencente à essa família. Conhecida na Austrália como "árvore de chá", seu principal produto é o óleo essencial, pelo fato de possuir comprovada ação bactericida e antifúngica contra vários patógenos que afligem a saúde da população. A constituição química desse óleo essencial das folhas de M. alternifolia é muito conhecida, sendo rico em terpinen-4-ol, principal responsável por suas propriedades medicinais, principalmente antifúngicas e antibacterianas. Amostras desse óleo pode ser extraído das folhas, ramos e caule e tem sua composição regulamentada pelo ISO 4730 (ISO 4730, 1996). Foi comprovada a atividade do óleo em dermatófitos e fungos filamentosos, onde foi demonstrada atividade fungiostática e fungicida. A determinação da atividade biológica desses componentes, com relação ao efeito antimicrobiano, poderá favorecer o desenvolvimento de novas moléculas químicas, fundamentais para o manejo de doenças de plantas, reduzindo o aparecimento de microrganismos resistentes, bem como a contaminação do meio ambiente (COITINHO et al., 2009).










Revisão da Literatura
2.1- Myrcia
O gênero Myrcia é um dos maiores gêneros americanos de Myrtaceae. Suas 300 espécies são distribuídas do México ao sul do Brasil, algumas espécies são utilizadas na medicina popular. Sua espécie mais conhecida é a M. multiflora.

Objetivos
3.1- Objetivo Geral:
Formar competências locais para atuarem no aproveitamento de recursos naturais renováveis da flora de Sergipe, principalmente na utilização do potencial dos metabólitos secundários de espécies da família Myrtaceae.

3.2 – Objetivo especifico:
Treinar os alunos de IC nas diversas técnicas de extração, análise e identificação dos constituintes químicos voláteis;
Buscar novas metodologias de combate a pragas e doenças de culturas agrícolas;
Fortalecer parcerias com a agronomia, biologia e a farmacologia;
Divulgar os dados por meio de congressos e artigos científicos

Metodologia
4.1- Local de Coleta do material botânico
O material botânico foi coletado sob a coordenação do Professor Dr. Adauto de Souza Ribeiro (DBI/UFS), o qual também é o responsável pela identificação da espécie. Neste trabalho estudamos o óleo essencial das espécies abaixo:
Myrcia Polyantha: Coletada na mata do Rio Fundo, localizada no município de Itaporanga D'Ajuda em Sergipe/ 11°04'29'' S, 37°19'44'' W.
Myrciaria Floribunda: Coletada na mata do Ibura, localizada no município de Nossa Senhora do Socorro/ 10°84'27'' S, 37°14'16'' W.


4.2- Obtenções do óleo essencial
As folhas foram trituradas em liquidificador e o óleo essencial obtido por hidrodestilação das folhas frescas, utilizando-se aparelhagem tipo Clevenger, por aproximadamente três horas consecutivas, após o inicio da destilação, procedimento feito em triplicata. O óleo essencial foi então separado da água com auxilio de funil de separação e secado com sulfato de sódio anidro, sendo então armazenado em vidros âmbar e acondicionado em freezer para posteriores análises.

4.3- Análise por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (CG-EM)
4.3.1 - Myrcia Polyantha, Myrciaria Floribunda
A composição química do óleo essencial foi determinada em um cromatógrafo a gás acoplado a espectrômetro de massa CG-EM (Shimadzu, modelo QP-2010 Ultra). As condições de análise para o CG foram: coluna capilar de sílica fundida Rtx-5MS de 30 m x 0,25 mm i.d., 0,25 μm de filme, He como gás de arraste com fluxo de 1,20 mL/min, a temperatura foi iniciada a 60oC permanecendo nessa temperatura por 3 minutos sendo aumentada a uma taxa de 5oC/min até atingir a temperatura de 300°C, permanecendo nessa temperatura por 9 minutos; temperatura do injetor de 280°C e temperatura do detector (ou interface) de 250°C; o volume de amostra injetada foi de 1.0 μL (dissolvida em acetato de etila); taxa de partição do volume injetado de 1:50 e pressão na coluna de 72,6 kPa. As condições de análise do EM foram: detector de captura iônica operando por impacto eletrônico e energia de impacto de 70 eV; velocidade de varredura 2000; intervalo de varredura de 0,30 fragmentos/s e fragmentos detectados na faixa de 40 a 550 Da.







4.4- Identificação dos constituintes por CG-EM
A identificação dos constituintes químicos foi feita baseada na informação da biblioteca do equipamento (NIST21, WILEY107) e com base nos cálculos dos índices de retenção dos constituintes, e posterior comparação dos espectros de massas obtidos com aqueles da literatura (ADAMS, 2007). Os índices de retenção foram calculados utilizando a equação de Van den Dool e Kratz em relação a uma série homóloga de n-alcanos (nC8- nC31).

Resultados e discussão

5.1 - Análises por CG/EM do óleo essencial das folhas frescas
5.1.1 - Análise por CG/EM do óleo essencial das folhas frescas da Myrcia Polyantha .
O óleo essencial extraído das folhas frescas da Myrcia Polyantha, coletadas em julho de 2015, apresentou rendimento médio de ~ 0,19%. A Figura 1 mostra o cromatograma referente à análise, enquanto que a Tabela 1 mostra a constituição química do respectivo óleo.


Figura 1. Cromatograma de íons totais (TIC) obtido por CG-EM do óleo essencial das folhas frescas de Myrcia Polyantha, coletadas em julho de 2015.





Tabela 1 - Constituição química do óleo essencial das folhas frescas de Myrcia Polyantha.

Pico
IR Exp.
IR Lit.
Composto
TIC%
1
1325
1335
δ-Elemeno
2,05
2
1337
1373
α-Ylangeno
0,50
3
1366

NI
5,37
4
1380
1390
β-Elemeno
2,32
5
1401
1409
α-Gurjuneno
2,39
6
1413
1417
(E)-Caryophylleno
0,35
7
1480

NI
6,61
8
1488

NI
1,18
9
1493

NI
2,12
10
1439

NI
0,49
11
1447
1452
α-Humuleno
1,15
12
1455
1454
9-epi-(E)Cariofileno
0,78
13
1471
1483
α-Amorfeno
0,16
14
1474

NI
0,81
15
1489

NI
3,09
16
1500
1502
γ- Patchouleno
0,45
17
1513
1512
δ-Amorfeno
3,59
18
1517
1509
α-Thujaplicinol
44,50
19
1524

NI
9,42
20
1535
1544
α-Calacoreno
0,41
21
1580
1590
Globulol
0,38
22
1589

NI
0,90
23
1611

NI
0,17
24
1647
1652
α- Cadinol
0,42
*IR lit: Índice de Retenção da Literatura; IR exp: Índice de Retenção Experimental. *Compostos aguardando confirmação estrutural

Conforme a Tabela 1 foi possível identificar 14 compostos. Dentre os componentes identificados no óleo essencial o principal foi o Thujaplicinol (44,50%).





5.1.2 - Análise por CG/EM do óleo essencial das folhas frescas Myrciaria Floribunda
O óleo essencial extraído das folhas frescas da Myrciaria Floribunda, coletadas em setembro de 2015, apresentou rendimento médio de ~ 0,15%. A Figura 2 mostra o cromatograma referente à análise, enquanto que a Tabela 2 mostra a constituição química do respectivo óleo.


Figura 2. Cromatograma de íons totais (TIC) obtido por CG-EM do óleo essencial das folhas frescas de Myrciaria Floribunda, coletadas em setembro de 2015.












Tabela 2 - Constituição química do óleo essencial das folhas frescas Myrciaria Floribunda.
Pico
IR Exp.
IR Lit.
Composto
TIC%
1
1315
1313
neoiso- Isopulegil Acetato
0,13
2
1325
1335
δ-Elemeno
3,12
3
1327

NI
0,30
4
1361

NI
0,07
5
1366
1374
α-Copeno
0,15
6
1376
1387
β-Bourboneno
4,73
7
1380
1390
β-Elemeno
1,58
8
1412

NI
19,60
9
1420

NI
0,19
10
1437
1439
Aromadendreno
2,12
11
1446

NI
1,69
12
1454
1458
alo-Aromadendreno
2,13
13
1466
1471
Dauca-5,8-dieno
0,06
14
1470

NI
0,04
15
1473
1471
Dauca-5,8-dieno
2,56
16
1480
1475
γ- Gurjunneno
3,28
17
1489

NI
1,02
18
1504

NI
0,09
19
1512
1511
δ-Amorfeno
2,24
20
1547

NI
1,95
21
1563
1566
Maaliol
5,61
22
1573
1577
Spatulenol
0,17
23
1580
1592
Viridiflorol
11,65
24
1589

NI
7,15
25
1597
1600
Rosifoliol
0,44
26
1600
1590
Globulol
0,35
27
1605

NI
1,55
28
1618

NI
4,94
29
1621

NI
0,41
30
1633

NI
4,95
31
1648
1652
α-Cadinol
2,04
32
1651
1658
neo-Intermedeol
1,28
33
1739
1740
Mento Sulfido
0,53
*IR lit: Índice de Retenção da Literatura; IR exp: Índice de Retenção Experimental. *Compostos aguardando confirmação estrutural.

Conforme a Tabela 2 foi possível identificar 19 compostos. Dentre os componentes identificados no óleo essencial os principais compostos foram um NI (não identificado) (19,60%) e Viridiflorol (11,65%)

Conclusão
No estudo de Myrciaria Floribunda foi possível identificar diferentes constituintes sendo os majoritários os um NI (não identificado) (19,60%) e Viridiflorol (11,65%)

O óleo essencial de Myrcia Polyantha apresentou como constituinte majoritário o Thujaplicinol (44,50%).

Perspectivas
Realizar testes antifúngicos in vivo de espécies da família Myrtaceae e divulgar os resultados que foram obtidos por meio de artigos, congressos e eventos que forem surgindo.



















Referências Bibliográficas

ARAÚJO, J. A. M. NANOPARTÍCULAS, ÓLEOS ESSENCIAIS E EXTRATOS VEGETAIS NO CONTROLE IN VITRO DE FUNGOS FITOPATOGÊNICOS, Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Fitotecnia da Universidade Federal Rural do Semi- Árido, como parte dos requisitos para obtenção do Grau de Mestre em Agronomia: Fitotecnia, Universidade Federal Rural do Semi- Árido, Mossoró, 2014, Disponível em: , acessado em 20 de janeiro de 2016.

BRUM, R. B. C. S. EFEITO DE ÓLEOS ESSENCIAIS NO CONTROLE DE FUNGOS FITOPATOGÊNICOS, tese de mestrado da Universidade Federal do Tocantins, Campus Universitário de Gururipi, Gururipi , 2012, Disponível em: , acessado em 20 de janeiro de 2016.

COITINHO, R. L. B. C., Atividade Inseticida de Óleos Essenciais sobre Sitophilus zeamais Mots. In: Tese apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Entomologia Agrícola, da Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife 2009, Disponível em: , acessado em 09 de dezembro de 2015.

DAMETTO, A. C., Bioprospecção em Eugenia jambolana (Myrtaceae), Dissertação apresentada ao Instituto de Química, Universidade Estadual Paulista, Araraquara 2010, Disponível em: , acessado em 09 de dezembro de 2015.

FERREIRA, E. F. Uso de extratos vegetais no controle da Antracnose (Colletotrichum gloeosporioides Penz.) em mamoeiro (Carica papaya L.), tese de mestrado da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Vitória da Conquista, 2013, Disponível em: , acessado em 20 de janeiro de 2016.

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PRADO, A. L.; FONSECA, M. C. M.; GONÇALVEZ, M. G.; LEHNER, M. S.; PAULA JÚNIOR, T. J.; SILVA, A. F. Atividade antifúngica de óleos essenciais e extratos vegetais sobre fungos fitopatogêncios, Seminário de Iniciação Científica e Tecnológica, 10., 2013, Belo Horizonte, Disponível em: , acessado em 20 de janeiro de 2016.

SAITO, L. M., As Plantas Praguicidas: Alternativa para o controle de pragas da agricultura. In: Embrapa Meio Ambiente, Jaguariúna 2004, Disponível em: , acessado em 09 de dezembro de 2015.

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