Toxicity of clove essential oil and its ester eugenyl acetate against Artemia salina / Toxicidade do óleo essencial de cravo e seu éster acetato de eugenila contra Artemia salina

Abstract The production of compounds via enzymatic esterification has great scientific and technological interest due to the several inconveniences related to acid catalysis, mainly by these systems do not fit to the concept of “green chemistry”. Besides, natural products as clove oil present compounds with excellent biological potential. Bioactives compounds are often toxic at high doses. The evaluation of lethality in a less complex animal organism can be used to a monitoring simple and rapid, helping the identification of compounds with potential insecticide activity against larvae of insect vector of diseases. In this sense, the toxicity against Artemia salina of clove essential oil and its derivative eugenyl acetate obtained by enzymatic esterification using Novozym 435 as biocatalyst was evaluated. The conversion of eugenyl acetate synthesis was 95.6%. The results about the evaluation of toxicity against the microcrustacean Artemia salina demonstrated that both oil (LC50= 0.5993 µg.mL–1) and ester (LC50= 0.1178 µg.mL–1) presented high toxic potential, being the eugenyl acetate almost 5 times more toxic than clove essential oil. The results reported here shows the potential of employing clove oil and eugenyl acetate in insecticide formulations.

Resumo A produção de compostos via esterificação enzimática possui grande interesse científico e tecnológico devido às inúmeras inconveniências relacionadas com a catálise ácida, principalmente por estes sitemas não se adequarem ao atual termo “tecnologias limpas”. Além disso, produtos naturais como o óleo de cravo, apresentam compostos com excelentes potenciais biológicos. Compostos bioativos são quase sempre tóxicos em altas doses. A avaliação da letalidade em um organismo animal menos complexo pode ser usada para um monitoramento simples e rápido, servindo também para a identificação de compostos com potencial atividade inseticida contra larvas de insetos vetores de doenças. Neste sentido, foi determinada a toxicidade frente a Artemia salina do óleo essencial de cravo e do seu derivado acetato de eugenila obtido por esterificação enzimática com lipase Novozym 435. A conversão da reação de síntese de acetato de eugenila foi de 95,6%. Os resultados referentes à avaliação da toxicidade frente ao microcrustáceo Artemia salina demonstraram que tanto o óleo (LC50= 0,5993 µg.mL–1) quanto o éster (LC50= 0,1178 µg.mL–1) apresentam elevado potencial toxicológico, sendo que o éster apresenta aproximadamente 5 vezes mais toxicidade em relação ao óleo. Estes resultados demonstram o potencial emprego do óleo de cravo e de acetato de eugenila em formulações de inseticidas.

Insecticidal and repellent activity of the essential oil of Cinnamomum camphora var. linaloolifera Y. Fujita (Ho-Sho) and Cinnamomum camphora (L. ) J Presl. var. hosyo (Hon-Sho) on Sitophilus zeamaisMots. (Coleoptera, Curculionedae) / Atividade inseticida e repelente do óleo essencial de Cinnamomum camphora var. linalooliferaY. Fujita (Ho-Sho) e Cinnamomum camphora (L. ) J Presl. var. hosyo (Hon-Sho) sobre Sitophilus zeamais Mots. (Coleoptera, Curculionedae).

ABSTRACT: The aim of this work was to evaluate the insecticidal and repellency activity of the essential oil of Cinnamomum camphora var. linaloolifera Y. Fujita (Ho-Sho) and Cinnamomum camphora (L.) J Presl.var. hosyo (Hon-Sho), against the Sitophilus zeamais in maize grains. The essential oils were obtained by hydrodistillation and analyzed by GC-MS.The insecticidal activity was determined by the toxicity of different concentrations of essential oils during 24 hours of contact with the insects, in the absence of feed substrate. The Bioassays of repellency were conducted with lethal doses (LD50,LD25,and LD12.5) obtained from insecticidal bioassay. In order to compare the treatments the preference index (PI) was employed. The analysis of the essential oils of Cinnamomum camphora leaves indicated 68% of camphor and 9% of linalool for the variation Hon-Sho and 95% of linalool to the variation Ho-Sho. The variation Ho-Sho presented greatest insecticidal activity than the variation Hon-Sho against the Sitophilus zeamais, with LD50 of 0.35 µL/cm2, whereas in the variation Hon-Sho the ratewas 0.48 µL/cm2. However, considering only the concentrations of linalool and camphor of Ho-Sho and Hon-Sho, the lethal doses' evaluation of these compounds were similar. The values of the preference index ranged from -0.3 to -0.8 for thevariation Ho-Sho and -0.2 to -0.7 for the variation Hon-Sho. The essential oils evaluated in this work showed repellent activity against Sitophiluszeamais in vitro and in trials performed in mini-silos

RESUMO: Atividade inseticida e repelente do óleo essencial de Cinnamomum camphora var. linaloolifera Y. Fujita (Ho-Sho) e Cinnamomum camphora (L.) J Presl. var. hosyo (Hon-Sho) sobre Sitophilus zeamais Mots. (Coleoptera, Curculionedae). O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade inseticida e de repelência dos óleos essenciais de Cinnamomum camphora var. linaloolifera Y. Fujita (Ho-Sho) e Cinnamomum camphora (L.) J Presl. var. hosyo (Hon-Sho) contra Sitophilus zeamais em grãos de milho. Os óleos essenciais foram obtidos por hidrodestilação e analisados por CG-EM. A atividade inseticida foi determinada pela toxicidade de diferentes concentrações dos óleos essenciais durante 24 horas de contato com os insetos, na ausência de substrato alimentar. Os bioensaios de repelência foram realizados com as doses letais (DL50, DL25, e DL12,5) obtidas do bioensaio inseticida. Para comparar os tratamentos foi utilizado o índice de preferência (PI). A análise de óleos essenciais de folhas de Cinnamomum camphora indicou a presença de 68% de cânfora e 9% de linalol na var. Hon-Sho e de 95% de linalol na var. Ho-Sho. A var. Ho-Sho apresentou maior toxicidade que var. Hon-Sho contra Sitophilus zeamais, com DL50 de 0,35 µL/cm2,enquanto que na var. Hon-Sho foi de 0,48 µL/cm2. No entanto, considerando apenas as concentrações de linalol e cânfora de Ho-Sho e Hon-Sho, a avaliação das doses letais destes compostos foram semelhantes. Os valores do índice de preferência variaram de -0,3 a -0,8 para a var. Ho-Sho e -0,2 para -0,7 para a var. Hon-Sho. Os óleos essenciais avaliados neste trabalho apresentaram atividade repelente contra Sitophilus zeamais in vitro e em experimentos realizados em mini-silos