Potential of some autochthonous wild plants of Burundi for vegetable oil and valuable compounds production / Potencial de algumas plantas silvestres autóctones do Burundi para a produção de óleos vegetais e compostos valiosos

Abstract Twelve species of indigenous plants have been studied in order to valorize some natural resources of Burundi (Eastern Africa) to investigate possibilities of vegetable oil production. Physicochemical properties and oil contents were determined from seeds harvested through five ecogeographic zones. From oilcake extracts, total sugars contents, proteins (TPrC), polyphenolic (TPhC), and flavonoids were quantified using spectrophotometry. Furthermore, antioxidant activity of oilcake extracts was assessed by 2, 2-diphenyl-b-picrylhydrazyl (DPPH) radical-scavenging and ferric reducing antioxidant power (FRAP) assays. All oil contents obtained were found to be quite similar to those of common oleaginous seeds. The two highest were found in Parinari curatellifolia (61.44 ± 4.81% Dry Matter) and Myrianthus arboreus (48.26 ± 5.96% DM). More than half of the species have shown TPrC ranging from 10 to 24% dry matter of oilcake (DM). Brachystegia longifolia was revealed exceptionally stronger antioxidant potential: effectiveness antiradical of 163.06 ± 26.29 mL/μg.min (DPPH assay) and reducing power of 2618.21 ± 161.22 GAE/100 g DM (FRAP assay). TPhC were positively correlated (p < 0.05) to the antioxidant activity. This pioneering work on these wild species highlight the potential for producing vegetable oil and valuable biomolecule sources likely for food, cosmetics, pharmacy and industry.

Resumo Doze espécies de plantas indígenas foram estudadas para valorizar alguns recursos naturais do Burundi (África Oriental), para investigar as possibilidades de produção de óleo vegetal. As propriedades físico-químicas e o conteúdo de óleo foram determinados com base em sementes colhidas em cinco zonas ecogeográficas. A partir de extratos de bagaço de óleo, os teores de açúcares totais, proteínas (TPrC), polifenólicos (TPhC) e flavonoides foram quantificados por espectrofotometria. Além disso, a atividade antioxidante dos extratos de bagaços foi avaliada por ensaios de 2,2-difenil-b-picrilhidrazil (DPPH) e antioxidante redutor de ferro (FRAP). Todos os conteúdos de óleo obtidos foram encontrados para ser bastante semelhantes aos das sementes oleaginosas comuns. Os dois maiores foram encontrados em Parinari curatellifolia (61,44 ± 4,81% de matéria seca [MS]) e Myrianthus arboreus (48,26 ± 5,96% de MS). Mais da metade das espécies mostrou TPrC variando de 10% a 24% de MS de tortas. Brachystegia longifolia revelou um potencial antioxidante excepcionalmente mais forte: eficácia antirradical de 163,06 ± 26,29 mL/μg.min (DPPH assay) e poder redutor de 2.618,21 ± 161,22 GAE/100 g de MS (ensaio FRAP). TPhC correlacionaram-se positivamente (p < 0,05) com a atividade antioxidante. Este trabalho pioneiro sobre essas espécies selvagens destaca o potencial para a produção de óleo vegetal e fontes valiosas de biomoléculas para alimentos, cosméticos, farmácia e indústria.

Potential of some autochthonous wild plants of Burundi for vegetable oil and valuable compounds production

Abstract Twelve species of indigenous plants have been studied in order to valorize some natural resources of Burundi (Eastern Africa) to investigate possibilities of vegetable oil production. Physicochemical properties and oil contents were determined from seeds harvested through five ecogeographic zones. From oilcake extracts, total sugars contents, proteins (TPrC), polyphenolic (TPhC), and flavonoids were quantified using spectrophotometry. Furthermore, antioxidant activity of oilcake extracts was assessed by 2, 2-diphenyl-b-picrylhydrazyl (DPPH) radical-scavenging and ferric reducing antioxidant power (FRAP) assays. All oil contents obtained were found to be quite similar to those of common oleaginous seeds. The two highest were found in Parinari curatellifolia (61.44 ± 4.81% Dry Matter) and Myrianthus arboreus (48.26 ± 5.96% DM). More than half of the species have shown TPrC ranging from 10 to 24% dry matter of oilcake (DM). Brachystegia longifolia was revealed exceptionally stronger antioxidant potential: effectiveness antiradical of 163.06 ± 26.29 mL/g.min (DPPH assay) and reducing power of 2618.21 ± 161.22 GAE/100 g DM (FRAP assay). TPhC were positively correlated (p 0.05) to the antioxidant activity. This pioneering work on these wild species highlight the potential for producing vegetable oil and valuable biomolecule sources likely for food, cosmetics, pharmacy and industry.

Resumo Doze espécies de plantas indígenas foram estudadas para valorizar alguns recursos naturais do Burundi (África Oriental), para investigar as possibilidades de produção de óleo vegetal. As propriedades físico-químicas e o conteúdo de óleo foram determinados com base em sementes colhidas em cinco zonas ecogeográficas. A partir de extratos de bagaço de óleo, os teores de açúcares totais, proteínas (TPrC), polifenólicos (TPhC) e flavonoides foram quantificados por espectrofotometria. Além disso, a atividade antioxidante dos extratos de bagaços foi avaliada por ensaios de 2,2-difenil-b-picrilhidrazil (DPPH) e antioxidante redutor de ferro (FRAP). Todos os conteúdos de óleo obtidos foram encontrados para ser bastante semelhantes aos das sementes oleaginosas comuns. Os dois maiores foram encontrados em Parinari curatellifolia (61,44 ± 4,81% de matéria seca [MS]) e Myrianthus arboreus (48,26 ± 5,96% de MS). Mais da metade das espécies mostrou TPrC variando de 10% a 24% de MS de tortas. Brachystegia longifolia revelou um potencial antioxidante excepcionalmente mais forte: eficácia antirradical de 163,06 ± 26,29 mL/g.min (DPPH assay) e poder redutor de 2.618,21 ± 161,22 GAE/100 g de MS (ensaio FRAP). TPhC correlacionaram-se positivamente (p 0,05) com a atividade antioxidante. Este trabalho pioneiro sobre essas espécies selvagens destaca o potencial para a produção de óleo vegetal e fontes valiosas de biomoléculas para alimentos, cosméticos, farmácia e indústria.

Componentes de produção de pinhão manso irrigado com água de diferentes condutividades elétrica e doses de fósforo / Components of production of physic nut irrigated with water of different electrical conductivity and doses of phosphorus

O pinhão manso tem atraído bastante interesse nos últimos anos por apresentar elevado potencial de fornecer óleo para produção de biocombustível e isso tem provocado a expansão rápida das áreas de cultivo em todo mundo. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência da irrigação com água de diferentes condutividades elétricas (CEa) e doses de fósforo sobre os componentes de produção de pinhão manso durante o terceiro ano de produção. Usou-se o delineamento em blocos casualizados em um fatorial (5x2) com quatro repetições, sendo cinco níveis de salinidade (CEa - 0,6 testemunha; 1,2; 1,8; 2,4 e 3,0dS m-1) da água de irrigação e duas doses de P2O5 (135 e 200g planta 1 ano-1), em que a água de 0,6dS m-1 refere-se à água de abastecimento e à dose de 135g planta-1, a recomendação para o pinhão manso. As plantas foram cultivadas em vasos com capacidade de 200L e irrigados a cada três dias. O número de dias para inflorescência, número de cachos planta-1, produtividade de sementes e o teor de óleo das sementes de pinhão manso foram afetados negativamente pelo o aumento da salinidade da água de irrigação. A cultura do pinhão manso irrigado com água com condutividade elétrica de 1,3dS m-1 reduz 10% da produtividade das sementes e consequentemente do teor de óleo em suas sementes. Somente o número de dias para inflorescência foi afetado pelas doses de fósforo. Verificou-se correlação positiva e significativa entre o peso de 100 sementes e o teor de óleo das sementes que, respectivamente, foram 90,26g e 36,39% no tratamento irrigado com a água de menor condutividade elétrica.

The physic nut has attracted considerable interest in recent years because of the high potential to provide oil for biofuel production and this has caused the rapid expansion of cultivated area worldwide. This research aimed to evaluate the influence of irrigation with water of different electrical conductivity (ECw) and two doses of phosphorus on the production components of physic nut during the third year of production. A randomized block design in a factorial (5x2) was adopted with four repetitions, with five levels of salinity (ECw - 0.6 control; 1.2; 1.8; 2.4 and 3.0dS m-1) of the irrigation water and two doses of P2O5 (135 and 200g plant-1 year-1), in which the water of 0.6dS m-1 refers to municipal supply water and the dose of 135g plant-1 is the recommended dose for physic nut. Plants were cultivated in recipient of 200L and irrigated at intervals of three days. The number of days for inflorescence, number of clusters plant-1, grain yield and oil content of physic nut seeds were negatively affected by the increasing salinity of the irrigated water. The cultivation of physic nut irrigated with electrical conductivity of 1.3dS m-1 reduces the productivity by 10% and consequently the seed oil content. Only the number of days for inflorescence was affected by phosphorus doses. A positive and significant correlation between weight of 100 seeds and oil content of seeds was observed and in the treatment with the lowest ECw the values obtained were respectively 90.26g and 36.39%.

Adaptabilidade e estabilidade de genótipos de soja em diferentes épocas de semeadura / Adaptability and stability of soybean genotypes under different times of sowing

Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento médio, a interação genótipos x ambientes (GxA), a adaptabilidade e estabilidade de sete cultivares de soja em três épocas de semeadura em Uberlândia-MG. Os ensaios foram conduzidos na Fazenda Capim Branco, pertencente à Universidade Federal de Uberlândia. As semeaduras foram realizadas nos dias 29 de outubro (1ª época), 24 de novembro (2ª época) e 17 de dezembro (3ª época) de 2007. O delineamento experimental adotado foi o de blocos casualizados, sendo sete genótipos (UFUS Xavante, UFUS Riqueza, UFUS Guarani, UFUS Milionária, Msoy 8001, Msoy 8411 e Msoy 8914) com três repetições em cada uma das três épocas de semeadura. As médias foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. A análise de adaptabilidade e estabilidade fenotípica dos genótipos foi feita pelos métodos de Eberhart e Russell (1966), Lin e Binns (1988) modificado por Carneiro (1998) e centróide (NASCIMENTO et al., 2009). Para o caráter produtividade de grãos, a cultivar UFUS Xavante foi classificada como de adaptabilidade específica para ambiente favorável e de alta estabilidade. As demais cultivares foram classificadas como sendo de adaptabilidade geral. Para o teor de óleo, as cultivares Msoy 8914 e UFUS Xavante comportaram se como de alta estabilidade e foram classificadas como de adaptabilidade geral alta. Para o caráter teor de proteína, todas as cultivares se comportaram como de ampla adaptabilidade e baixa estabilidade.

This study aimed to evaluate the average behavior, the genotype x environment (GxE), adaptability and stability of seven soybean cultivars at three sowing dates in Uberlândia-MG. The tests were conducted at Capim Branco Farm, belonging to the Federal University of Uberlândia. Sowing was held on october 29 (1st season), Adaptabilidade e estabilidade november 24 (2nd season) and december 17 (3rd season) 2007. The experimental design was a randomized, seven genotypes (UFUS Xavante, UFUS Riqueza, UFUS Guarani, UFUS Milionária, Msoy 8001, Msoy 8411 and Msoy 8914) with three replications in each of three sowing dates. Means were compared by Tukey test at 5% probability. Analysis of adaptability and phenotypic stability of genotypes was performed using the Eberhart and Russell (1966), Lin and Binns (1988) modified by Carneiro (1998) and centroid (NASCIMENTO et al., 2009). For grain yield, the cultivar UFUS Xavante was classified as specific adaptability to environment and high stability. The other cultivars were classified as being of general adaptability. For oil content, the cultivars Msoy 8914 and UFUS Xavante behaved as high stability and was classified as having high adaptability. For the character content of protein, all cultivars behaved as wide adaptability and low stability.

Componentes primários e secundários do rendimento de óleo de pinhão-manso / Primary and secondary yield components of the oil in physic nut (Jatropha curcas L.)

A definição dos critérios para seleção de materiais é especialmente importante para o cultivo do pinhão-manso (Jatropha curcas L.), pois subsidia a caracterização dos ideótipos mais adequados para o plantio e o progresso genético com a prática da seleção. O objetivo deste trabalho foi estimar, por meio de análise de trilha com diagrama em cadeia, os efeitos diretos e indiretos de sete características vegetativas e quatro características de qualidade da matéria-prima sobre o rendimento de óleo de pinhão-manso com 38 meses de cultivo. A produtividade de grãos e o teor de óleo apresentaram efeito direto e positivo sobre o rendimento de óleo, e o volume de copa mostrou-se como um dos principais componentes de efeito indireto e positivo sobre a variável principal. Na população de melhoramento avaliada, as estimativas dos efeitos diretos e indiretos indicaram que a seleção de plantas de maior rendimento de óleo deve considerar genótipos de maior produtividade de grãos e maior volume de copa, mantendo-se a variabilidade para as outras características avaliadas.

The definition of the most suitable plant selection criteria is especially important for Jatropha curcas L. as subsidies the genetic progress estimates and the ideotype characterization, described in terms of the traits that are thought to enhance genetic yield potential. The objective of this study was to estimate the direct and indirect effects of seven vegetative traits and four seed quality traits on J. curcas oil yield. The traits grain yield and the weight of the nuts showed direct and positive effect on the oil yield. The tree volume showed the major indirect and positive effect on the main variable through grain yield. The development of J. curcas with higher oil yield in the evaluated population has to consider the selection of plants with higher yield and tree volume, maintaining the variability of the grain quality traits.