DOES FRAGMENTING THE FRESH LEAVES FROM Piper divaricatum (PIPERACEAE) AFFECT THE CONTENT AND YIELD OF ITS ESSENTIAL OIL?
DOI:
https://doi.org/10.52832/jesh.v6i2.668Keywords:
Post-harvest processing. Essential oil distillation techniques. Tangará da Serra. Mato Grosso.Abstract
The Piper divaricatum (Piperaceae) plant is a species found in several places in Brazil and is popularly known as pau-da-angola, jaborandi-manso or betre. It has aromatic roots with a flavor similar to ginger and in folk medicine it is used to combat rheumatic pain, among other ailments. Its essential oil (EO) has been reported as a potential natural product for use in agriculture for the phytosanitary control of agricultural pests and diseases, replacing chemical pesticides. Thus, the objective of this work was to compare different processing of fresh leaves of P. divaricatum to verify if leaf fragmentation affects the amount (content and yield) of extracted EO. For this, the leaves underwent three types of pre-extraction processing/treatment, as follows: 1) whole fresh leaves; 2) fresh leaves cut to sizes ≈ 1-2 cm, using scissors; and 3) crushed fresh leaves, using a blender. After that, each treatment was submitted to hydrodistillation for 4 h in a modified Clevenger-type apparatus for extracting/obtaining the EO. The EO obtained were quantified and the data analyzed statistically (ANOVA and 5% Scott-Knott test). The results showed that fragmentation provides 160 to 350% more EO from cut and crushed leaves respectively, thus optimizing the EO distillation process from leaves of this species. Even so, we suggest that further studies with P. divaricatum be carried out, for example analyzing the chemical compounds of these different types of processing.
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References
Almeida, J. G. L. (2007). Contribuição ao conhecimento químico de plantas do nordeste: Andira surinamensis e Piper divaricatum. (Dissertação de Mestrado em Química Orgânica) Universidade Federal do Ceará, Fortaleza.
Araújo, M. J., Câmara, C. A., Born, F. S., Moraes, M. M., & Badji, C. A. (2012). Acaricidal activity and repellency of essential oil from Piper aduncum and its components against Tetranychus urticae. Experimental and Applied Acarology, 57(2), 139-155.
Barbosa, Q. P., da Câmara, C. A., Ramos, C. S., Nascimento, D. C., Lima-Filho, J. V., & Guimarães, E. F. (2012). Chemical composition, circadian rhythm and antibacterial activity of essential oils of Piper divaricatum: a new source of safrole. Química Nova, 35, 1806-1808.
Bizzo, H. R., Hovell, A. M. C., & Rezende, C. M. (2009). Óleos essenciais no Brasil: aspectos gerais, desenvolvimento e perspectivas. Química Nova, 32, 588-594.
Briggs, L. H., & Sutherland, M. D. (1942). The essential oil of Cupressus macrocarpa. The Journal of Organic Chemistry, 7(5), 397-407.
Brú, J. & Guzman, J. D. (2016). Folk medicine, phytochemistry and pharmacological application of Piper marginatum. Revista Brasileira de Farmacognosia, 26, 767-779.
Busato, N. V., Silveira, J. C., Costa, A. O. S. D., & Costa Junior, E. F. D. (2014). Estratégias de modelagem da extração de óleos essenciais por hidrodestilação e destilação a vapor. Ciência Rural, 44, 1574-1582.
Calderari, M. T. (2002). Estudo dos óleos essenciais de Piperaceae do Vale do Itajaí em Santa Catarina. (Dissertação de Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina.
Chanprapai, P., & Chavasiri, W. (2017). Antimicrobial activity from Piper sarmentosum Roxb. against rice pathogenic bacteria and fungi. Journal of Integrative Agriculture, 16(11), 2513-2524.
Chaves, J. H. (2008). Contribuição ao estudo químico de Piper divaricatum e Schinus terebinthifolius. (Dissertação de Mestrado em Química), Universidade Federal do Ceará, Fortaleza.
Craveiro, A. A., & Queiroz, D. C. D. (1993). Óleos essenciais e química fina. Química nova, 16(3), 224-228.
Coelho, J. C. M. (2016). Energia e fluidos: transferência de calor (vol. 3). Editora Blucher.
Corpes, R., De Menezes, I. C., Da Silva, J. M. C., & Rodrigues Junior, O. M. (2017). Germinação in vitro e formação de plântulas de Piper divaricatum G. Mayer sob diferentes condições de cultivo. In A. T. S. Alfaro, D. G. Trojan (Orgs) Ciências ambientais e o desenvolvimento sustentável na Amazônia. (pp. 68-76) Curitiba: Atena.
Costa, L. C. D. B., Corrêa, R. M., Cardoso, J. C. W., Pinto, J. E. B., Bertolucci, S. K., & Ferri, P. H. (2005). Secagem e fragmentação da matéria seca no rendimento e composição do óleo essencial de capim-limão. Horticultura Brasileira, 23, 956-959.
Crivellari, A. C. (2016). Caracterização estrutural das hemiceluloses de paredes celulares de cana-de-açúcar (Tese de Doutorado), Universidade de São Paulo.
Da Silva, J. K. R., Andrade, E. H. A., Guimaraes, E. F., & Maia, J. G. S. (2010). Essential oil composition, antioxidant capacity and antifungal activity of Piper divaricatum. Natural Product Communications, 5(3), 1934578X1000500327.
Da Silva, J. K. R., Silva, J. R. A., Nascimento, S. B., Da Luz, S. F., Meireles, E. N., Alves, C. N., ... & Maia, J. G. S. (2014). Antifungal activity and computational study of constituents from Piper divaricatum essential oil against Fusarium infection in black pepper. Molecules, 19(11), 17926-17942.
De Morais, L. A. S. (2009). Óleos essenciais no controle fitossanitário. In Bettiol, W. & Morandi, M. A. B. (Eds.). Biocontrole de doenças de plantas: uso e perspectivas. Jaguariúna: Embrapa Meio Ambiente. pp. 139-152.
De Oliveira, M. D. L. B., de França, T. A. R., Cavalcante, F. S. A., & Lima, R. A. (2020). O gênero Piper no Brasil: o estado da arte da pesquisa. Biodiversidade, 19(3).
De Oliveira, M. S., da Cruz, J. N., Silva, S. G., da Costa, W. A., de Sousa, S. H. B., Bezerra, F. W. F., ... & de Carvalho Junior, R. N. (2019). Phytochemical profile, antioxidant activity, inhibition of acetylcholinesterase and interaction mechanism of the major components of the Piper divaricatum essential oil obtained by supercritical CO2. The Journal of Supercritical Fluids, 145, 74-84.
De Rezende, F. M., Rosado, D., Moreira, F. A., & de Carvalho, W. R. S. (2016). Vias de síntese de metabólitos secundários em plantas. Laboratório de Ensino de Botânica, 93.
De Santana, M. F., Monteiro, V. B., de Melo, J. P. R., & de Moraes, M. M. (2021). Bioactivity of essential oils for the management of Tetranychus urticae Koch and selectivity on its natural enemy Neoseiulus californicus (McGregor): A promising combination for agroecological systems. Acarologia, 61(3), 564-576.
De Souza, M. T., de Souza, M. T., Bernardi, D., Krinski, D., de Melo, D. J., da Costa Oliveira, D., ... & Zawadneak, M. A. C. (2020). Chemical composition of essential oils of selected species of Piper and their insecticidal activity against Drosophila suzukii and Trichopria anastrephae. Environmental Science and Pollution Research, 27(12), 13056-13065.
Dos Santos, W. B., Majolo, C., dos Santos, D. S., Rosa, M. C., Monteiro, P. C., Rocha, M. J. S., ... & Chagas, E. C. (2018). Eficácia in vitro de óleos essenciais de espécies de Piperaceae no controle do acantocéfalo Neoechinorhynchus buttnerae. Revista Brasileira de Higiene e Sanidade Animal, 12(4), 460-469.
Duarte, C. K., & Silva, A. D. (2017). Qual o óleo vegetal de uso culinário mais indicado para indivíduos com dislipidemia?. Journal of Applied Pharmaceutical Sciences, 4(2), 43-53.
Dutt, S. (1939). Chemical examination of the essential oil of Ocimum sanctum Linn. Proceedings of the Indian Academy of Sciences -Section A, 9(1), 72-77).
Farinas, C. S. (2011). A parede celular vegetal e as enzimas envolvidas na sua degradação. São Carlos: Embrapa Instrumentação, Documentos.
Ferreira, A. R. A. & Ferreira (2014). Uso de óleos essenciais como agentes terapêuticos. (Mestrado em Ciências Farmacêuticas) Universidade Fernando Pessoa.
Ferriani, A. P., & Krinski, D. (2019a). Effect of cuttings defoliation and different substrates on the vegetative propagation of the monkey-pepper (Piper aduncum L.) (Piperaceae). Revista Colombiana de Ciencias Hortícolas, 13(1), 130-136.
Ferriani, A. P., & Krinski, D. (2019b). Propagation of pariparoba (Piperaceae) by different types of stem cuttings and substrates. Acta Biológica Catarinense, 6(3), 75-80.
Ferriani, A. P., Gomes, E. N., Krinski, D., & Deschamps, C. (2018). Vegetative propagation of Piper aduncum L.(matico) using cuttings of varying lenghts and different substrates. Revista Cubana de Plantas Medicinales, 23(3).
Forzza, R. C., Leitman, P. M., Costa, A., Carvalho Jr, A. A. D., Peixoto, A. L., Walter, B. M. T., ... & Souza, V. C. (2010). Catálogo de plantas e fungos do Brasil. v. 2.
Gobbo-Neto, L., & Lopes, N. P. (2007). Plantas medicinais: fatores de influência no conteúdo de metabólitos secundários. Química nova, 30, 374-381.
Gogoi, R., Sarma, N., Loying, R., Pandey, S. K., Begum, T., & Lal, M. (2021). A comparative analysis of bark and leaf essential oil and their chemical composition, antioxidant, anti-inflammatory, antimicrobial activities and genotoxicity of North East Indian Cinnamomum zeylanicum Blume. The Natural Products Journal, 11(1), 74-84.
Gomes, E. N., & Krinski, D. (2016). Propagação vegetativa de Piper amalago L. (Piperaceae) em função de tipos de estaca e substratos. Revista Cultura Agronômica, 25(2), 199-210.
Gomes, E. N., & Krinski, D. (2017). Propagação vegetativa de Piper umbellatum L. (Piperaceae) em função de substratos e comprimentos de estacas. Scientia Agraria, 17(3), 31-37.
Gomes, E. N., & Krinski, D. (2018a). Enraizamento de estacas apicais, medianas e basais de Piper aduncum L. em diferentes substratos. Revista de Ciências Agroveterinárias, 17(3), 435-439.
Gomes, E. N., & Krinski, D. (2018b). Piper crassinervium Kunth vegetative propagation: influence of substrates and stem cuttings positions. Applied Research & Agrotechnology, 11(3), 51-59.
Gomes, E. N., & Krinski, D. (2019). Enraizamento de estacas caulinares de Piper crassinervium Kunth sob diferentes concentrações de ácido indolbutírico. Revista de Agricultura Neotropical, 6(1), 92-97.
Gomes, E. N., & Krinski, D. (2020). Efeito do ácido indolbutírico no enraizamento de estacas foliares e caulinares de pariparoba (Piper umbellatum L.). Revista em Agronegócio e Meio Ambiente, 13(2), 661-678.
Guimarães, E. F., & Giordano, L. C. D. S. (2004). Piperaceae do Nordeste brasileiro I: estado do Ceará. Rodriguésia, 55, 21-46.
Guimarães, E. F., & Monteiro, D. (2006). Piperaceae na reserva biológica de Poço das antas, Silva Jardim, Rio de Janeiro, Brasil. Rodriguésia, 57, 569-589.
Guimarães, E. F.; Medeiros, E. V. S. S. & Queiroz, G. A. (2021). Piper in Flora do Brasil 2020. Jardim Botânico do Rio de Janeiro. http://reflora.jbrj.gov.br/reflora/floradobrasil/FB12772
IPAM AMAZÔNIA (Brasil) (2021). Bioma. In: Glossário. IPAM AMAZÔNIA. https://ipam.org.br/glossario/bioma
Jaramillo-Colorado, B. E., Pino-Benitez, N., & Gonzalez-Coloma, A. (2019). Volatile composition and biocidal (antifeedant and phytotoxic) activity of the essential oils of four Piperaceae species from Choco-Colombia. Industrial Crops and Products, 138, 111463.
Krinski, D., & Foerster, L. A. (2016). Toxicity of essential oils from leaves of Piperaceae species in rice stalk stink bug eggs, Tibraca limbativentris (Hemiptera: Pentatomidae). Ciência e Agrotecnologia, 40, 676-687.
Krinski, D., Foerster, L. A., & Deschamps, C. (2018). First phytochemical description of essential oils from Piper cachimboense (Piperales, Piperaceae). Acta Amazonica, 48, 70-74.
Krinski, D., Foerster, L. A., & Deschamps, C. (2018). Ovicidal effect of the essential oils from 18 Brazilian Piper species: controlling Anticarsia gemmatalis (Lepidoptera, Erebidae) at the initial stage of development. Acta Scientiarum. Agronomy, 40.
Liu, Z., Li, H., Cui, G., Wei, M., Zou, Z., & Ni, H. (2021). Efficient extraction of essential oil from Cinnamomum burmannii leaves using enzymolysis pretreatment and followed by microwave-assisted method. LWT - Food Science and Technology, 147, 111497.
Lopes, J. L. W., Saad, J. C. C., Guerrini, I. A., & Lopes, C. F. (2009). Influência dos fatores bióticos e abióticos na sobrevivência de eucalipto em função do solo e do manejo de viveiro. Biotemas, 22(2), 29-38.
Lucchesi, M. E., Chemat, F., & Smadja, J. (2004). Solvent-free microwave extraction of essential oil from aromatic herbs: comparison with conventional hydro-distillation. Journal of Chromatography A, 1043(2), 323-327.
Meireles, E. D. N. (2014). Influência dos metabólitos secundários de Piper divaricatum da região amazônica no controle do Fusarium solani f. sp. piperis causador da fusariose em pimenta do reino. (Dissertação de Mestrado), Universidade Federal do Pará, Belém.
Menezes Junior, J. F. (1946). Investigações sobre alterações da estrutura vegetal pela ação do calor. Revista do Instituto Adolfo Lutz, 6(2), 183-192.
Merlimau, M. (2020). Essential oil from Piperaceae as a potential for biopesticide agents: a review. Food Research, 4(5), 1-10.
Peckolt, T., & Peckolt, G. (1888). História das plantas medicinais e uteis do Brasil (Dorstenia). 886-896. Rio de Janeiro.
Pereira Junior, L. C. S. (2018). Efeitos de moléculas naturais contra ações tóxico-farmacológicas de venenos de serpentes. (Tese de Doutorado em Fisiologia e Farmacologia) - Universidade Federal Fluminense, Niterói.
Rosado, L. D. S., Pinto, J. E. B. P., Botrel, P. P., Bertolucci, S. K. V., Niculau, E. D. S., & Alves, P. B. (2011). Influência do processamento da folha e tipo de secagem no teor e composição química do óleo essencial de manjericão cv. Maria Bonita. Ciência e Agrotecnologia, 35, 291-296.
Sakomura, N. K., Longo, F. A., Rabello, C. B. V., Watanabe, K., Pelícia, K., & Freitas, E. R. (2004). Efeito do nível de energia metabolizável da dieta no desempenho e metabolismo energético de frangos de corte. Revista Brasileira de Zootecnia, 33, 1758-1767.
Sanini, C., Massarolli, A., Krinski, D., & Butnariu, A. R. (2017). Essential oil of spiked pepper, Piper aduncum L. (Piperaceae), for the control of caterpillar soybean looper, Chrysodeixis includens Walker (Lepidoptera: Noctuidae). Brazilian Journal of Botany, 40(2), 399-404.
Santos Ferreira, G. K., Margalho, J. F., Almeida, L. Q., dos Anjos, T. O., Cascaes, M. M., do Nascimento, L. D., & de Aguiar Andrade, E. H. (2020). Avaliação sazonal e circadiana do óleo essencial das folhas de Piper divaricatum G. Mey. (Piperaceae). Brazilian Journal of Development, 6(6), 41356-41369.
Sartor, R. B. (2009). Modelagem, simulação e otimização de uma unidade industrial de extração de óleos essenciais por arraste a vapor. (Dissertação de Mestrado, Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre). https://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/21924/000737903.pdf?
Schindler, B., Silva, D. T. D., & Heinzmann, B. M. (2018). Efeito da sazonalidade sobre o rendimento do óleo essencial de Piper gaudichaudianum Kunth. Ciência Florestal, 28, 263-273.
Silva, F. D. A. S. & Azevedo, C. A. V. (2016). The Assistat Software Version 7.7 and its use in the analysis of experimental data. African Journal of Agricultural Research, 11, 3733-3740.
Souto, R. N. P., Harada, A. Y., & de Souza Maia, J. G. (2011). Estudos preliminares da atividade inseticida de óleos essenciais de espécies de Piper Linneus (Piperaceae) em operárias de Solenopis saevissima F Smith (Hymenoptera: Formicidae), em laboratório. Biota Amazônia, 1(1), 42-48.
Valadares, A. C. F., Alves, C. C. F., Alves, J. M., De Deus, I. P., De Oliveira Filho, J. G., Dos Santos, T. C. L., ... & Miranda, M. L. (2018). Essential oils from Piper aduncum inflorescences and leaves: chemical composition and antifungal activity against Sclerotinia sclerotiorum. Anais da Academia Brasileira de Ciências, 90, 2691-2699.
Vilhena, C. S., do Nascimento, L. A. S., de Aguiar Andrade, E. H., da Silva, J. K. D. R., Hamoy, M., Torres, M. F., & Barbas, L. A. L. (2019). Essential oil of Piper divaricatum induces a general anaesthesia-like state and loss of skeletal muscle tonus in juvenile tambaqui, Colossoma macropomum. Aquaculture, 510, 169-175.
Yuncker, T. G. (1973). The Piperaceae of Brazil II. Piper-Group V; Ottonia; Pothomorphe; Sarcorhachis. v. 3, p. 29-284.
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