Yield of essential oil and safrole content based on fresh and dry biomass of long pepper in the Brazilian Amazon / Rendimento do óleo essencial e teor de safrol com base em biomassa fresca e seca de pimenta longa na Amazônia brasileira

Long pepper (Piper hispidinervum) is an Amazonian species of commercial interest due to the production of safrole. Drying long pepper biomass to extract safrole is a time consuming and costly process that can also result in the contamination of the material by microorganisms. The objective of this study was to analyze the yield of essential oil and safrole content of fresh and dried biomass of long pepper accessions maintained in the Active Germoplasm Bank of Embrapa Acre, in the state of Acre, Brazil, aiming at selecting genotypes with best performance on fresh biomass to recommend to the breeding program of the species. Yield of essential oil and safrole content were assessed in 15 long pepper accessions. The essential oil extraction was performed by hydrodistillation and analyzed by gas chromatography. A joint analysis of experiments was performed and the means of essential oil yield and safrole content for each biomass were compared by Student's t-test. There was variability in the essential oil yield and safrole content. There was no difference between the types of biomass for oil yield; however to the safrole content there was difference. Populations 9, 10, 12 and 15 had values of oil yield between 4.1 and 5.3%, and safrole content between 87.2 and 94.3%. The drying process does not interfere in oil productivity. These populations have potential for selection to the long pepper breeding program using oil extraction in the fresh biomass.

A pimenta longa (Piper hispidinervum) é uma espécie amazônica de interesse comercial devido à produção de safrol. A secagem da biomassa para extração do óleo essencial demanda tempo e acarreta custos, podendo também resultar em contaminação do material por microorganismos. O objetivo deste estudo foi analisar o rendimento de óleo essencial e teor de safrol da biomassa verde e seca de acessos de pimenta longa mantida no Banco Ativo de Germoplasma da Embrapa Acre a fim de selecionar genótipos com melhor desempenho em biomassa verde para recomendação ao programa de melhoramento genético da espécie. O rendimento do óleo essencial e o teor de safrol foram avaliados em 15 acessos de pimenta longa. Foi realizada uma análise conjunta de experimentos e as médias do rendimento do óleo essencial e do teor de safrol para cada população foram comparadas pelo teste t de Student. Houve variabilidade do rendimento de óleo essencial e do teor de safrol. Não houve diferença entre os tipos de biomassa para o rendimento do óleo, já para o teor de safrol houve diferença. As populações 9, 10, 12 e 15 mostraram valores de rendimento de óleo entre 4,1 e 5,3%, e teor de safrol entre 87,2 e 94,3%. O processo de secagem não interfere na produtividade de óleo. Estas populações têm potencial para seleção para o programa de melhoramento genético de pimenta longa por meio da extração de óleo essencial da biomassa verde.

Composição química e toxicidade de óleos essenciais para o pulgão-verde Schizaphis graminum (Rondani, 1852) / Chemical composition and toxicity of essential oils to the green-aphid Schizaphis graminum (Rondani, 1852)

Este trabalho teve como objetivo identificar e quantificar os constituintes dos óleos essenciais de Illicum verum, Ageratum conyzoides, Piper hispidinervum e Ocotea odorifera, bem como avaliar a toxicidade para o pulgão-verde Schizaphis graminum. A qualificação dos constituintes foi realizada por meio de um cromatógrafo gasoso + espectrômetro de massas, e a quantificação, por um cromatógrafo gasoso + detector de ionização de chama, ambos com uma coluna DB5. O método de hidrodestilação promoveu um rendimento (p/p) de 3,81% para I. verum, 0,46% para A. conyzoides, 2,85% para P. hispidinervum e 0,68% para O. odorífera. Já os componentes majoritários foram: precoceno (87,0%) e (E)-cariofileno (7,1%) para A. conyzoides; (E)-anetol (90,4%), limoneno (2,6%) e metil-chavicol (1,3%) para I. verum; metil-eugenol (81,2%) e safrol (10,6%) para Ocotea odorífera; e safrol (82,5%) e α-terpinoleno (13,4%) para P. hispidinervum. Pelos testes de toxicidade aguda (24 horas) com folhas de sorgo ou papel-filtro contaminados, verificou-se que o óleo de A. conyzoides foi o mais tóxico para o pulgão, com CL50 de 7,13 e 7,08 µL óleo/cm2 respectivamente, seguido por O. odorifera com CL50 de 11,80 e 103,00 µL óleo/cm2 respectivamente; I. verum de 51,80 µL óleo/cm2 em ambos os substratos; e o menos tóxico foi o óleo essencial de P. hispidinervum, com CL50 de 62,50 e 143,00 µL óleo/cm2, respectivamente. Dessa maneira, sugere-se que o uso dos óleos essenciais pode representar uma nova ferramenta em programas de manejo integrado de pragas.(AU)

The aim of this study was to assess the chemical composition of essential oils of Illicum verum, Ageratum conyzoides, Piper hispidinervum and Ocotea odorífera, as well as their toxicity to the green-aphid Schizaphis graminum. Compound identification was carried out with gas chromatography + mass spectrometry, and quantification with gas chromatography + flame ionization detector, both with DB5 column. The hydrodistillation process promoted oil yield of 3.81% for I. verum; 0.46% for A. conyzoides; 2.85 % for P. hispidinervum; and 0.68 % for O. odorífera. The major components from the oils of A. conyzoides was precocene (87.0%) and (E)-caryophyllene (7.1%); (E)-anethol (90.4%), limonene (2.6%) and methyl-chavicol (1.3%) for I. verum; methyleugenol (81.2%) and safrole (10.6%) for O. odorifera; and safrole (82.5%) and α-terpinolene (13.4%) for P. hispidinervum. The acute toxicity test (24 hours) performed by contact in sorghum leaves or contaminated filter-paper showed that the higher toxicity occur with essential oils of A. conyzoides, with LC50 of 7.01 and 7.01 µg oil/cm2, respectively; followed by O. odorifera, with LC50 of 17.10 and 66.70 µg oil/cm2, respectively; I. verum, with LC50of 66.40 and 65.40 µg oil/cm2, respectively; and low toxicity was observed for the P. hispidinervum essential oil, with LC50 of 64.00 and 143.00 oil/cm2, respectively. With the results obtained in this research, we can state that the use of these essential oils can be a new tool in integrated pest management.(AU)

Estudo da adaptação da espécie Piper hispidinervum C. DC. (pimenta longa) à região do Vale do Itajaí - SC, através da composição química do óleo essencial obtido por hidrodestilação por micro-ondas e convencional / Adaptation studies of Piper hispidinervum C. DC. (long pepper) species in Itajaí Valley - SC, by the chemical composition of essential oil obtained by microwave and traditional hydrodistillation

Neste trabalho, a espécie Piper hispidinervum (pimenta longa), endêmica do estado do Acre, foi cultivada na região do Vale do Itajaí - SC, e sua adaptação foi avaliada em relação à composição química do óleo essencial obtido pelos processos de hidrodestilação convencional e por micro-ondas. O safrol foi identificado como o constituinte majoritário do óleo essencial desta espécie, o qual foi empregado como parâmetro de avaliação da capacidade de adaptação desta planta à região sul do Brasil, já que a proposta abrange avaliar a utilização desta espécie como fonte alternativa de safrol, em substituição a Canela Sassafrás (Ocotea odorifera), espécie muito explorada até a década de 90 nesta região. As amostras da planta foram obtidas de diferentes regiões do Acre e foram cultivadas na estação experimental da EPAGRI - Itajaí-SC. O óleo essencial das folhas forneceu um teor médio de safrol entre 76,6% e 89,9%. A análise por CG-DIC e CG-EM do óleo com maior concentração de safrol, apresentou os seguintes constituintes: safrol (89,93%), α-terpineno (0,35%), (E)-ß-ocimeno (0,54%), terpinoleno (3,10%), valenceno (0,21%), (Z)-ß-bisaboleno (1,70%) e guaiol (0,29%).

In this work a Piper hispidinervum specie (long pepper), endemic from the Acre state, was grown in Itajaí Valley in Santa Catarina State, and its adaptation was evaluated in relation to chemical composition of essential oil obtained by traditional hydrodistillation and microwave hydrodistillation. The safrole was identified as the major constituent of the essential oil of this specie, which was used as a measure of evaluation of the adaptation capacity of this plant in the southern Brazil, as the proposal includes the evaluation of the usage of this specie as an alternative source of safrole, replacing Sassafras Cinnamon (Ocotea odorifera), widely explored specie in this region until the 90's decade. The plant samples were obtained from different regions of the Acre state and were cultivated at the experimental station of EPAGRI Itajaí - SC. The essential oil of the leaves provided an average content of safrole between 76.6% and 89.9%. The analysis by GC-FID and GC-MS of the oil with higher safrole content, presented the following relative constitution: safrole (89.93%), α-terpinene (0.35%), (E)-ß-ocimene (0.54%), terpinolene (3.10%), valencene (0.21%), (Z)-ß-bisabolene (1.70%) and guaiol (0.29%).

Potencial fungitóxico do óleo essencial de Piper hispidinervum (pimenta longa) sobre os fungos fitopatogênicos Bipolaris sorokiniana, Fusarium oxysporum e Colletotrichum gloeosporioides / Fungitoxic potential of the essential oil the Piper hispidinervum (long-pepper) against phytopathogenic fungi Bipolaris sorokiniana, Fusarium oxysporum e Colletotrichum gloeosporioides

O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade fungicida in vitro do óleo essencial das folhas de Piper hispidinervum sobre Bipolaris sorokiniana, Fusarium oxysporum e Colletotrichum gloeosporioides. Para os ensaios biológicos, empregou-se o teste bioanalítico in vitro utilizando as concentrações de 100, 200, 500, 1000, 1500 e 2000 µg.mL-1 do óleo essencial. Estas foram incorporadas no meio de cultura BDA (batata-dextrose-ágar) para avaliação do crescimento ou inibição micelial. O delineamento estatístico utilizado foi o inteiramente casualizado, com quatro repetições. Na concentração de 200 µg.mL-1, observou-se uma inibição total do fitopatógeno Bipolaris sorokiniana enquanto que, para o Fusarium oxysporum e o Colletotrichum gloeosporioides esta ocorreu na concentração de 1000 µg.mL-1.

The objective of this study was to evaluate the in vitro antifungal activity of the essential oil of the leaves of Piper hispidinervum against Bipolaris sorokiniana, Fusarium oxysporum and Colletotrichum gloeosporioides. For the biological tests, using the bioanalitic test in vitro the concentrations of 100, 200, 500, 1000, 1500 and 2000 µg.mL-1 the essential oil. This were incorporated into PDA (potato dextrose agar) medium in order to evaluate fungal mycelial growth or inhibition. The statistic design used was completely randomized, with four replicates. In the concentration of 200 µg.mL-1, observed inhibited complete the phytopathogens Bipolaris sorokiniana while the Fusarium oxysporum and Colletotrichum gloeosporioides this is occurred in the concentration of 1000 µg.mL-1.