Toxicidade de Rosmarinus officinalis, Myrocarpus frondosus, Citrus
limonum e Mentha piperita sobre pragas de grãos armazendos
Toxicity of Rosmarinus officinalis, Myrocarpus frondosus, Citrus limonum
and Mentha piperita on stored grain pests
DOI:10.34117/bjdv6n3-227
Recebimento dos originais: 29/02/2020 Aceitação para publicação: 16/03/2020
Julielson Oliveira Ataide
Doutorando no Programa de Pós-Graduação
em Produção Vegetal da Universidade Federal do Espírito Santo. Instituição: Universidade Federal do Espírito Santo. Endereço: Rua Alto universitário-S/N-
do Espírito Santo. Instituição: Universidade Federal do Espírito Santo. Endereço: Rua Alto universitário-S/N-Guarrarema-CEP:29500-000-Alegre-ES.
E-mail: destefanifrancieli@gmail.com. Francieli Destefani Deolindo
Granduanda em Agronomia na Universidade Federal do Espírito Santo. Instituição: Universidade Federal do Espírito Santo.
Endereço: Rua Alto universitário-S/N-Guarrarema-CEP:29500-000-Alegre-ES. E-mail: destefanifrancieli@gmail.com.
Filipe Garcia Holtz
Granduando em Agronomia na Universidade Federal do Espírito Santo. Instituição: Universidade Federal do Espírito Santo. Endereço: Rua Alto universitário-S/N-CEP:29500-
000-Guarrarema-Alegre-ES. E-mail: fgholtz@gmail.com.
Andressa Huver
Granduanda em Agronomia na Universidade Federal do Espírito Santo. Instituição: Universidade Federal do Espírito Santo. Endereço: Rua Alto universitário-S/N-Guarrarema-
CEP:29500-000-Alegre-ES. E-mail: andressahuverjm@gmail.com.
Hugo Bolsoni Zago
Professor de entomologia da Universidade Federal do Espírito Santo. Instituição: Universidade Federal do Espírito Santo. Endereço: Rua Alto universitário-S/N-Guarrarema-
CEP:29500-000-Alegre-ES. E-mail: hugozago@gmail.com.
Luciano Menini
Santo, campus- Alegre. Rodovia Br 482-Km 47-CEP:29520-000-Alegre-ES. E-mail: lucianomenini@hotmail.com.
Hugo José Gonçalves Santos Júnior
Professor de entomologia da Universidade Federal do Espírito Santo. Instituição: Universidade Federal do Espírito Santo. Endereço: Rua Alto universitário-S/N-Guarrarema-
CEP:29500-000-Alegre-ES E-mail: hugo.goncalves@ufes.br. RESUMO
As pragas de grãos armazendos se alimentam dos grãos tanto no campo, quanto no
armazenamento, reduzindo a qualidade e a taxa de germinação. A busca por outros métodos de controle para essas pragas, como o uso de óleos essenciais, poderá reduzir o uso de inseticida sintético. Desde modo, o objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito toxicológico dos óleos essenciais de Rosmarinus officinalis (Alecrim), Myrocarpus frondosus (Cabreúva),
Citrus limonum (Limão Siciliano) e Mentha piperita (Hortelã Pimenta) por fumigação sobre A. obtectus e S. zeamais. Os resultados mostram que os óleos essenciais apresentaram
toxicidade sobre A. obtectus e S. zeamais. O óleo essencial de R. officinalis apresentou CL50
e CL90 de 3,77 µl/ml ar e 6,49 µl/ml ar respectivamente sobre A. obtectus. Os óleos de M.
piperita, C. limonum e M. frondosus proporcionaram mortalidade entre 65% e 4%.
Entretanto os mesmos óleos essenciais provocaram mortalidades em S. zeamais entre 41% e 0%. Os óleos essenciais apresentaram toxicidade fumigante sobre duas pragas de grãos armazenados S. zeamais e A. obtectus.
Palavras-chave: Controle, Plantas aromáticas, Gorgulho do milho, Caruncho do feijão
ABSTRACT
The stored grain pests feed on the grains both in the field and in storage, reducing the quality and the germination rate. The search for other control methods for these pests, such as the use of essential oils, may reduce the use of synthetic insecticides. Thus, the objective of this work was to evaluate the toxicological effect of the essential oils of Rosmarinus officinalis (Rosemary), Myrocarpus frondosus (Cabreúva), Citrus limonum (Lemon) and Mentha
piperita (Peppermint) by fumigation on A. obtectus and S. zeamais. The results show that the
essential oils showed toxicity on A. obtectus and S. zeamais. The essential oil of R.
officinalis showed CL50 and CL90 of 3.77 µl / ml air and 6.49 µl / ml air respectively on A.
obtectus. The oils of M. piperita, C. limonum and M. frondosus provided mortality between
65% and 4%. However, the same essential oils caused mortality in S. zeamais between 41% and 0%. The essential oils showed fumigant toxicity on two stored grain pests S. zeamais and A. obtectus.
Keywords: Control; Aromatic plants; Corn Weevil; Bean Worm 1 INTRODUÇÃO
(Coleoptera: Curculionidaáe), o gorgulho do milho, Sitophilus zeamais (L.) (Coleoptera: Curculionidae), traça-do-milho Sitotroga cerealella (Olivier) (Lepidoptera: Gelechiidae) e caruncho do feijão Acanthoscelides obtectus (Say) (Coleoptera: Chrysomelidae) (Usda, 2016, Lorini et al., 2015).
O controle das pragas de grãos armazenados são realizados por inseticidas sintéticos a base de fosfina, bem como Clorpirifos-metil, Deltametrina, Indoxacarbe, Lindano, Malation e alguns Piretróides (Arpd, 2019). No entanto foram observado desenvolvimento de resistência das pragas de grãos armazenados aos inseticidas sintéticos, portanto a resistência de insetos a inseticidas é um dos principais fatores que estimula o desenvolvimento de novos inseticidas (Sparks, 2013).
Uma alternativa promissora no controle pragas de grãos armazenados, Sitophilus
zeamais (Motschulsky, 1855) (Coleoptera: Curculionidae), e Acanthoscelides obtectus (Say)
(Coleoptera: Chrysomelidae) são os óleos essenciais extraído de plantas aromáticas (Bett et al., 2016).
Portanto nesse estudo, fornrcemos análise química de Rosmarinus officinalis subvar.
macrocálice Font Quer ex O. Bolós e Vigo (Lamiaceae) (Alecrim), Myrocarpus frondosus fo. paraguariensis (Hallier f.) Hassl. (Fabaceae) (Cabreúva), Citrus limonum Risso (Rutaceae)
(Limão siciliano) e Mentha piperita L. (Lamiaceae) (Hortelã pimenta) e o efeito toxicológico dos óleos essenciais contra A. obtectus e S. zeamais.
2 MATERIAL E MÉTODOS 2.1 MATERIAL BIOLÓGICO
Os adultos de S. zeamais foram criados em meio contendo milho, Zea mays var.
purpuornis (Poaceae), enquanto os adultos de A. obtectus em feijão, Phaseolus vulgaris var.
aborigineus (Burkart) Baudet (Fabaceae) ambos em sala climatizada a 25 ± 1 ºC, U.R. 65 ± 3 % e fotofase de 12h.
2.2 OBTENÇÃO DOS ÓLEOS ESSENCIAIS
Os óleos essenciais Alecrim, Hortelã, Limão siciliano e Cabreúva foram adiquirido da empresa Jacy Fragrância Ltda, localizada na Rua; Limeira, 281 - São Fernando, Americana – São Paulo, CP: 13454-214- São Paulo- Brasil.
2.3 DETERMINAÇÃO DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS ÓLEOS ESSÊNCIAS
As amostras do óleo essencial foram analisadas por cromatografia gasosa com detector de ionização de chama (CG-FID) (aparelho Shimadzu GC-2010 Plus) e por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa (CG-EM) (aparelho Shimadzu GCMS-2010). Em ambas as análises as amostras dos óleos essenciais foram submetidas às seguintes condições cromatográficas: coluna capilar de sílica fundida (30 m x 0,25 mm) com fase estacionária DB5 (0,25 μm de espessura do filme), N2 (em análise de CG-FID) ou He (em
análises de CG-EM) como gás de arraste. As análises por CG-EM foram realizadas em um equipamento operando por impacto eletrônico com energia de impacto de 70 e V, velocidade de varredura 1.000, intervalo de varredura de 0,50 fragmentos/segundo e fragmentos detectados de 29 a 400 (m/z).
A identificação dos componentes foi realizada pela comparação dos espectros de massas com os dados disponíveis no banco de dados da espectroteca Willey7, NIST05, NIST05s, com a co-injeção de padrões puros de componentes do óleo essencial e pelos índices de retenção com programação linear de temperatura (Linear Temperature Programmed Retention Indexes, LTPRI). Para o cálculo do LTPRI, foi utilizada mistura homóloga de alcanos lineares (C7 a C40) e o valor calculado para cada composto foi comparado com valores da literatura (Mesomo et al., 2013).
2.4 TOXICIDADE POR FUMIGAÇÃO
Foram utilizadas como câmaras de fumigação, recipientes de vidro de 200 ml de capacidade, onde foram confinados 10 adultos de A. obtectus e S. zeamais não sexados, com até 15 dias de idade, de acordo com a metodologia adaptada de Aslan et al. (2004). Os óleos foram impregnados com pipetador automático, em tiras de papel de filtro de 5 x 2 cm, fixadas na superfície inferior da tampa dos recipientes, com as seguintes concentrações 0 e 20 μL/ml. Foram efetuados experimentos individuais para cada óleo essencial em câmara climatizada (temperatura de 25±1ºC, umidade relativa de 70±10% e fotofase de 12 horas), em delineamento inteiramente casualizado, com 10 repetições. Após 48 horas de exposição dos insetos aos óleos, avaliou-se a porcentagem de mortalidade.
2.5 ESTIMATIVA DA CONCENTRAÇÃO LETAL
Teste prelimina foi realizado com os óleos essenciais na concentração máxima de 20 μL/ml para verificar a toxicidade sobre adultos de A. obtectus e S. zeamais. Os óleos essenciais que obtiveram mortalidade mínima de 80% foram submetidos à estimativa da concentração letal, nas seguintes concentrações (μL/ml): 0,0μl (controle), 2,35 μl, 3,2 μl, 4,3 μl, 5,9 μl, 7,0 μl, 8,0 μl (μL/ml).
2.6 ANALISE DOS DADOS
Para o ensaio de toxicidade aguda foi utilizado o delineamento experimental inteiramente casualizado (DIC), com médias comparadas pelo teste de Tukey (p≤0,05). A concentração letal CL50 e CL90 foi estimada por meio da regressão Probit (FINNEY, 1971).
Ambos os testes foram analizados pelo software R versão 3.6.2 (R-CoreTeam, 2019).
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS ÓLEOS ESSENCIAIS
Na análise cromatográfica os componentes químicos individuais dos óleos essenciais com área relativa superior a 1% foram identificados por comparação dos índices de retenção relativos dos picos com a biblioteca de espectros de massas de óleos essenciais padrão e por comparação dos índices de LTTPR com dados da literatura.
No óleo essencial de Cabreúva foram identificados 11 componentes químicos, no entanto os componentes químicos majoritários foram Trans-nerolidol (61,26%) sesquiterpênico e Diethyl phthalate (NI) (15,41%) éster dietílico (Tabela 1).
Tabela 1- Análise cromatográfica do óleo essencial de Cabreúva (Myrocarpus frondosus).
Pico IR calculado IR teórico
Tempo de
Retenção (min) Nome da Substância da Tabela
Área Relativa (%) 1 1499 1500 33,282 Alpha-muurolene 1,68 2 1508 1505 33,654 Beta-bisabolene 1,22 3 1512 1513 33,801 Gamma-cadinene 2,51 4 1523 1522 34,207 Delta-cadinene 3,22 5 1567 1561 35,935 Trans-nerolidol 61,26
6 1599 1590 37,146 Diethyl phthalate (NI) 15,41
7 1641 1640 38,714 Muurolol 4,51
9 1654 1652 39,195 Alpha-cadinol 4,51
10 1685 1685 40,325 Alpha-bisabolol 2,9
11 1724 1722 41,699 Farnesol 1,63
The compounds were identified by LTPRI Index (GC/FID) and Mass Spectrometry (GC/MS) using Rtx ®-5MS column.
Tabulated Retention index (El-Sayed, 2016, Nist, 2011, Adams, 2007).
Retention index calculated from data obtained by sampling of saturated n-alkanes (C7-C40). Compounds with relative areas >1% were identified.
Para óleo essencial de alecrim foram identificados um total de 11 componentes químicos, no entanto os componentes químicos majoritários foram Alpha-pineno (25,88%), 1,8 Cineol (23,57%), Verbenone (21,29%) monoterpenos bicíclico respectivamente (Tabela 2).
Tabela 2- Análise cromatográfica do óleo essencial de Alecrim (Rosmarinus officinalis).
Pico IR calculado IR teórico Tempo de
Retenção (min) Nome da Substância da Tabela Área Relativa (%)
1 931 932 8,362 Alpha-pineno 25,88 2 945 946 8,916 Camphene 2,37 3 992 988 10,867 Beta-myrcene 1,37 4 1030 1026 12,539 1,8 Cineol 23,57 5 1102 1103 15,839 2,6-Dimethyl-2,7-octadiene-6-ol 3,66 6 1142 1141 17,716 Camphor 3,91 7 1165 1165 18,783 Endo-borneol 5,93 8 1177 1176 19,307 Pinocampheol <iso-> 1,47 9 1191 - 19,986 NI 3,57 10 1210 1204 20,842 Verbenone 21,29 11 1259 1249 23,048 Geraniol 6,93
The compounds were identified by LTPRI Index (GC/FID) and Mass Spectrometry (GC/MS) using Rtx ®-5MS column.
Tabulated Retention index (El-Sayed, 2016, Nist, 2011, Adams, 2007).
Retention index calculated from data obtained by sampling of saturated n-alkanes (C7- C40). Compounds with relative areas >1% were identified.
No óleo essencial de Hortelã-Pimenta foram identificados 8 componetes químicos, todos possuindo área relativa ≥ 3%, dentre os quais, os componetes químicos majoritário
são Gamma-terpineno (3,97%), Benzeno, 1-metil-4-(1-metiletil) (3,86%) monoterpenos monocíclico respectivamente (Tabela 3).
Tabela 3- Análise cromatográfica do óleo essencial de Hortelã pimenta (Mentha piperita)
Pico IR calculado
IR teórico
Tempo de
Retenção (min) Nome da Substância da Tabela
Área Relativa (%) 1 1023 1021 12,255 Benzene, 1-methyl-4-(1- methylethyl) 3,86 2 1058 1054 13,843 Gamma-terpineno 3,97 3 1177 1174 19,311 Terpinen-4-ol 3,74 4 1311 - 25,404 NI 3,81 5 1416 1417 29,908 Beta-caryophyllen 3,77 6 1435 1432 30,666 Alpha-bergamotene 3,8 7 1451 1452 31,307 Alpha-humulene 3,84 8 1580 1582 36,440 Caryophyllene oxide 3,84
The compounds were identified by LTPRI Index (GC/FID) and Mass Spectrometry (GC/MS) using Rtx ®-5MS column.
Tabulated Retention index (El-Sayed, 2016, Nist, 2011, Adams, 2007).
Retention index calculated from data obtained by sampling of saturated n-alkanes (C7- C40). Compounds with relative areas >1% were identified.
Já no óleo essencial de limão siciliano foram identificados 6 componentes químicos, dentre os quais o Limoneno (76,62%) monoterpeno monocíclico, Beta-pineno (9,77%) monoterpeno bicíclico, constitui como componentes majoritários (Tabela 4).
Tabela 4- Análise cromatográfica do óleo essencial de limão siciliano (Citrus limonum)
Pico IR
calculado
IR teórico
Tempo de
Retenção (min) Nome da Substância da Tabela Área Relativa (%)
1 933 932 9.165 Alpha-pineno 2,81 2 975 974 10.985 Beta-pineno 9,77 3 993 988 11.930 Beta-Myrcene 1,52 4 1024 - 13.360 NI 1,51 5 1028 1024 13.575 Limonene 76,62 6 1058 1054 15.075 Gamma-terpinene 7,74
The compounds were identified by LTPRI Index (GC/FID) and Mass Spectrometry (GC/MS) using Rtx ®-5MS column.
Retention index calculated from data obtained by sampling of saturated n-alkanes (C7- C40). Compound with relative areas >1% were identified.
3.2 TOXICIDADE POR FUMIGAÇÃO
Os resultados mostraram que os óleos essenciais na concentração a 20 μL/ml apresentaram toxicidade sobre os adultos de S. zeamais e A. obtectus Fig. 1 e Fig. 2 respectivamente. No entanto óleo essencial de Alecrim apresentou toxicidade de 41%, Cabreúva 12%, Hortelã Pimenta 10% e o Limão Siciliano 0% sobre S. zeamais (Figura 1).
Figura 1- Mortalidade (%) dos óleos essenciais sobre adultos de S. zeamais
A toxicidade apresentada pelos óleos sobre A. obtectus foram, Limão Siciliano 56%, Hortelã Pimenta 65%, Alecrim 100% e o Cabreúva 4% (Figura 2) . Portanto o óleo essencial de Alecrim apresentou um CL50 e CL90 de 3,77 e 6,49 μL/ml respectivamente
Figura 2- Mortalidade (%) dos óleos essenciais sobre adultos de A. obtectus.
Tabela 5- Concentração Letal do óleo essencial de Alecrim sobre adultos de A. obtectus.
Tratamento N GL Inclinação±EP Χ2 Concentração Letal ((ul/ml ar) IC 95%a)
CL50 CL 90
Alecrim 360 4 5,42 ± 0,48 3,74 3,77(3,49±4,03) 6,49(5,93±7,30)
a
Intervalo de confiança
O controle curativo de praga de grãos armazenados é feito via fumigação. Nesse processo, os vapores das substâncias são liberados em câmaras hermeticamente fechadas para que os insetos respirem o ar saturado com a substância nociva. Os óleos essenciais apresenta essa vantagem para uso como fumigante, pois possuem substancias voláteis que
podem ser aplicados usando a mesma técnica dos inseticidas fumigantes disponíveis no mercado.
O óleo essencial de Alecrim que tem Alpha pineno, 1,8 cineol e verbenone como seus componentes majoritários, apresentou CL50 de 3,77 ul/ml ar e CL90 de 6,49 ul/ml sobre
A. obtectus, devido aos seus componentes serem monoterpenos bicíclicos, que têm esqueletos
de carbono diferentes com grupos metila e ligação dupla endocíclica ou exocíclica ou ambos, que podem ser um dos principais fatores responsáveis pela toxicidade em insetos (Cao et al. 2019). Zhang et al. (2016) no seu trabalho demonstrou que a posição do grupo hidroxila e a ligação dupla desempenham um papel importante na atividade inseticida. Saad et al. (2019) em seu trabalho evidenciou que o composto majoritário Alpha pineno apresentou toxicidade fumigante sobre T. castaneum. Kim et al. (2010) e Park et al. (2003) descreveram que a classe dos monoterpenos bicíclicos apresentam toxicidade fumigante contra outros insetos de grãos armazenados, Callosobruchus chinensis (L.) (Coleoptera: Bruchidae), Sitophilus oryzae (L.) (Coleoptera: Curculionidae) e Oryzaephilus surinamensis (L.) (Coleoptera: Silvanidae). Cao et al. (2019) em seu trabalho confirmou que os compostos majoritários monoterpenos bicíclico Alpha pineno, Beta pineno e 3-carene apresentaram toxicidade fumigante contra T. castaneum e Lasioderma serricorne Fabricius (Coleoptera: Anobiidae).
Os compostos majoritários, y-Terpinene e Benzene, 1-methyl-4-(1-methylethyl) presente no óleo essencial de Hortelã pimenta e Limonene no essencial de Limão siciliano são da classe dos monoterpenos monocíclico, moléculas de estruturas simples, que exerce função de proteção às plantas que a produzem (Viegas Junior, 2003). Entretanto os monoterpenos monocíclicos são caracterizados por apresentarem baixa atividade inseticida em insetos de grãos armazenados (Saad et al. 2019). Essa descoberta foi confirmada por Liska et al. (2010) que verificaram que não houve diferenças significativas na mortalidade de Tribolium
castaneum (H.) (Coleoptera: Tenebrionidae) quando exposto ao eugenol por fumigação e Lee
et al. (2002) verificou que citronelal não apresentou toxicidade fumegante contra os adultos de T. castaneum.
Entretanto óleos essenciais de Alecrim, Cabreúva, Horte-pimenta e Limão siciliano apresentou toxicidade moderada sobre S. zeamais, coincidindo assim com estudos de Odeyemi, et al. (2008), que encontrou toxicidade moderada de óleos essenciais sobre S.
zeamais. Portanto a toxicidade apresentada pelos óleos essenciais de Alecrim, Cabreúva,
metabolismo do S. zeamais. Lorini (1999) relatou em seu trabalho que o metabolismo do S.
zeamais tem capacidade de fazer desintoxicação de produtos químicos a uma taxa suficiente
para prevenir a ação no sítio alvo.
4 CONCLUSÃO
Os resultados aqui apresentados relatam a toxicidade fumigante de quatro óleos essenciais sobre duas pragas de grãos armazenados S. zeamais e A. obtectus. No entanto, o óleo essencial de Alecrim causou maior mortalidade em A. obtectus. Demostrando, que os óleo essencial de Alecrim é um produto promissor para controlar pragas de importância econômica. Entretanto, faz se necessários mais estudos para avaliar toxicidade em mamíferos e relação custo-benefício do produto.
AGRADECIMENTO
Os autores agradecem a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
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