Avaliação do teor e da composição química do óleo essencial de

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Avaliação do teor e da composição química do óleo essencial de Mentha piperita
(L.) Huds durante o período diurno em cultivo hidropônico
Souza, W. P.1, Queiroga, C. L.2, Sartoratto, A.2 , Honório, S. L.1
Faculdade de Engenharia Agrícola – FEAGRI/UNICAMP, Tecnologia Pós-Colheita, Caixa Postal 6010, 13086-970
Campinas, SP. E-mail: [email protected]. 2 Centro Pluri-disciplinar de Pesquisas Químicas, Biológicas e
Agrícolas - CPQBA/UNICAMP, Divisão de Fitoquímica, Caixa Postal 6171, 13081-970 Campinas,SP. E-mail:
[email protected]
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RESUMO: A composição química do óleo essencial de Mentha piperita (Lamiaceae) é extremamente
importante para a indústria farmacêutica, de cosméticos e de alimentos, podendo afetar drasticamente o
valor comercial do óleo. Neste estudo, foram avaliadas a produção e a composição química do óleo
essencial de M. piperita cultivada em um sistema hidropônico (NFT). Os resultados indicaram teores de
óleo essencial significativamente diferentes, variando entre 0,71% e 1,33%. Ao longo do dia observou-se
alta produção de mentona (34-42%), mentofurano (24-30%), pulegona (14-22%), acetato de mentila (37%) e baixa produção de mentol (5-8%) que pode ser atribuída à idade da planta.
Palavras-chave: Mentha piperita, hidroponia, mentol, mentona, pulegona
ABSTRACT: Evaluation of the contents and chemical composition of the essential oil from Mentha
piperita (L.) Huds during daytime in hydroponic cultivation. The chemical composition of Mentha piperita
(Lamiaceae) oil is very important for pharmaceutical, cosmetics and flavor industries. Moreover, it can
drastically affect the commercial value of the oil. In this study, the production and the chemical composition
of the essential oil from M. piperita was evaluated for plants cultivated in a hydroponic system (NFT). The
results indicated that essential oil contents were significantly different, ranging from 0.71% to 1.33%.
During daytime, a high production of the menthone (34-42%), menthofuran (24-30%), pulegone (14-22%),
menthyl acetate (3-7%) and a low menthol production (3-7%) were observed; these figures may be attributed
to the plant age.
Key words: Mentha piperita, hydroponics, menthol, menthone, pulegone
INTRODUÇÃO
Uma das espécies mais exploradas por
produzir compostos terpênicos é a Mentha piperita
(menta, hortelã-pimenta ou peppermint), um híbrido
natural entre Mentha aquatica e M. spicata pertencente à família Lamiaceae. A menta é intensamente
cultivada nas regiões temperada e tropical para
produção do óleo essencial usado em indústrias
alimentícias, farmacêuticas e de cosméticos. Rica
em monoterpenos, a composição do óleo essencial
de M. piperita é fortemente influenciada por fatores
ambientais (Voirin et al., 1990). O estudo da compoção química do óleo é importante, pois qualquer
variação pode afetar drasticamente seu valor comercial
(Maffei et al., 1999).
O óleo essencial de M. piperita é caracterizado
pela presença dos monoterpenos: mentol, mentona,
acetato de mentila, mentofurano, isomentona, 1,8cineol (eucaliptol), limoneno e pulegona (Hänsel et
al., 1992). Com base nessas características, neste
trabalho avaliaram-se o efeito do horário de colheita
sobre o teor e a composição química do óleo
essencial. O horário de colheita é um parâmetro
relevante para a produção de óleo essencial, pois
ocorrem variações no teor e na composição química
Recebido para publicação em 30/01/2004.
Aceito para publicação em 25/05/2005.
de plantas aromáticas ao longo do dia. Rodrigues et
al. (2002) verificaram no estudo de óleo essencial de
folhas de Achyrocline alata, coletadas no período das
7 às 14 h, ocorrência de variação na produção de
óleo essencial (2,2% a 12,4%) e no teor dos
constituintes químicos. Ferracini et al. (1996)
estudaram a proporção de mono/sesquiterpenos no
óleo essencial de folhas e de inflorescências de
Baccharis dracunculifolia e observaram alterações
significativas no período das 8h às 17h.
MATERIAL E MÉTODO
Cultivo
A M. piperita utilizada neste trabalho foi
cultivada em sistema hidropônico pela técnica
Nutrient Film Technique (NFT) na FEAGRI/
UNICAMP (22o49’S, 47 o04’O, 640 m). O cultivo
hidropônico em bancada plana, foi iniciado em 20
de março de 2003, a partir do transplante de
mudas reproduzidas vegetativamente em bandejas
multicelulares com fibra de coco. O material
vegetal original foi obtido do Instituto Agronômico
(IAC), em Campinas. A exsicata encontra-se
depositada no herbário do Instituto de Biologia /
UNICAMP, sob o número UEC 131.357.
A colheita foi realizada em 14/5/2003, aos
50 dias de cultivo. Coletou-se toda a parte aérea das
plantas (folhas e caules). As amostras foram
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acondicionadas em sacos plásticos rotulados e
armazenadas em freezer a –10 ºC.
Gravimetria
O teor de umidade, em base úmida (Ubu), foi
obtido a partir de três repetições, com amostras de
25 g de planta in natura através de perda por
dessecação a 105 °C, 72 horas.
Destilação do óleo essencial em sistema
Clevenger
200g de M. piperita in natura foram destiladas
por hidrodestilação em sistema tipo Clevenger
equipado com balão de 2l contendo 1,5L de água
destilada, por um período de 1hora contada a partir
da condensação da primeira gota. Os óleos foram
armazenados em frascos tipo vial sob refrigeração a
–15 ºC.
Teor de Óleo Essencial (Teor OEbs)
Obtido pela relação entre a massa de óleo
essencial extraído e a massa seca de planta
empregada na destilação. Considerou-se para o
cálculo da massa do óleo sua densidade como 0,9
g/mL (Masada,1976).
Análise Cromatográfica por CG/EM
Utilizou-se um cromatógrafo a gás HP5890,
acoplado a detector de massas (EM), gás de arraste
Hélio 1 mL/min, split 1:40. Injeção: 1 ml (solução 10
mg de amostra / 2mL de acetato de etila bidestilado
+ 1 mL de padrão interno). Injetor 220 oC. Detector
300 ºC. Coluna capilar HP5 (30 m x 0,25 mm x 0,25
µm). Programa de aquecimento da coluna (Adams,
1995): 60 oC a 240 oC com 3 oC/min (7 min). Padrão
interno: solução de dibutilftalato 5mg/mL.
Análise Cromatográfica por CG/DIC
Utilizou-se um cromatógrafo a gás HP5890
acoplado a detector de ionização de chamas (FID),
gás de arraste Hélio 1 mL/min, split 1:40. Injeção:
1,5 µl (solução 10 mg de amostra/ 2 mL de acetato
de etila bidestilado + 1 mL de padrão interno). Injetor
220 °C. Detector 250 ºC. Coluna capilar HP5 (30 m x
0,25 mm x 0,25 µm). Programa de aquecimento da
coluna: 60 oC a 240 oC com 3 oC/min (7min). Essas
condições foram empregadas para cálculo do índice
de retenção (Índice de retenção de Kovats, IK) e para
quantificação dos constituintes dos óleos essenciais.
Análise Estatística
Delineamentos inteiramente casualizados com
análise da variância (ANOVA), teste F (α=5%) e teste
Tukey para significância das diferenças entre médias.
Para cada horário de colheita, foram tomadas duas
amostras para extração do óleo e, de cada uma
dessas duas amostras, tomaram-se três amostras
para a avaliação do teor de umidade.
RESULTADO E DISCUSSÃO
O vasto campo de aplicação do óleo
essencial de Mentha piperita por indústrias de
alimentos, cosmética e farmacêutica tem motivado
um ininterrupto estudo desta espécie. Neste trabalho
avaliou-se ao longo do dia o teor de óleo essencial e
a composição química de M. piperita cultivada em
sistema NFT.
A produção de óleo essencial de M. piperita
hidropônica foi avaliada aos 50 dias de cultivo;
amostras foram coletadas no período das 7h às 18h.
A análise estatística dos resultados revelou diferenças
significativas para os teores médios de óleo essencial
ao longo do dia. Pelos dados da Figura 1, observase que o melhor período para colheita é o da manhã,
entre 7h e 12h. Essa informação coincide com o
horário de colheita utilizado por produtores, entre 7 e
9 horas. Altos teores de óleo essencial de Mentha
piperita foram observados às 14h e às 16h, porém
não justificam uma coleta comercial no período da
tarde, pois alterações significativas poderão
comprometer a produção total do óleo essencial.
FIGURA 1. Variação do teor de óleo essencial de M. piperita ao longo do dia.
Na Figura 2 é apresentado o perfil
cromatográfico do óleo essencial de M. piperita. A
quantificação dos constituintes químicos foi realizada
empregando cromatógrafo a gás com detector de
ionização de chamas (CG/DIC) e com cromatógrafo
a gás com detector de massas (CG/EM), e indicaram
concentrações semelhantes para os constituintes
químicos dos óleos essenciais. As análises por CG/
EM permitiram identificar os constituintes majoritários
do óleo, que foram confirmados por fragmentação dos
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respectivos espectros de massas, comparação com
dados da literatura e da biblioteca Wiley do sistema
CG/EM, índice de retenção de Kovats e co-injeção
de padrão autêntico (no caso, mentol).
FIGURA 2. Perfil cromatográfico por CG/EM do óleo essencial de M. piperita (amostra coletada às 9h)
Como a composição química é um dos
parâmetros que agrega valor ao óleo essencial,
avaliaram-se os constituintes químicos dos óleos
essenciais de M. piperita coletada ao longo do dia.
No gráfico apresentado na Figura 3 podem-se
observar as variações nos teores dos monoterpenos
da espécie de Mentha piperita coletada aos 50 dias
de cultivo. As concentrações dos principais
constituintes do óleo essencial foram: mentona (3442%), mentofurano (24-30%), pulegona (14-22%),
mentol (5-8%), acetato de mentila (3-7%), 1,8-cineol
(2-3%) e limoneno (0,6-7%). É visualmente perceptível
no gráfico da Figura 3 que as alterações na
concentração de mentona e pulegona foram similares
ao longo do dia; no entanto, mentofurano apresentou
um comportamento distinto e inverso às alterações
observadas para mentona, este perfil está relacionado
ao metabolismo da planta (Maffei et al., 1999), no
qual pulegona é precursor de mentofurano, que por
sua vez é precursor de mentona. O alto teor de
mentona e o baixo teor de mentol podem ser
atribuídos à idade da planta. Segundo a literatura
(Hänsel et al., 1992; Voirin et al., 1990), folhas jovens
contêm mais monoterpenos em alto estado de
oxidação (por exemplo: mentona) e folhas mais velhas
apresentam monoterpenos com baixo estado de
oxidação (por exemplo: mentol e acetato de mentila).
Nesse estudo, as plantas coletadas aos 50 dias de
cultivo caracterizam-se predominantemente como
folhas jovens, que apresentam alto teor de mentona,
que é precursor de mentol (Maffei et al., 1999).
FIGURA 3. Avaliação por CG/DIC dos principais monoterpenos do óleo essencial de M. piperita
Na Figura 4, observam-se os teores médios
de umidade (base úmida, Ubu), juntamente com a
temperatura (bulbo seco, TempBS) dentro da estufa
de cultivo. Estatisticamente, nota-se ausência de
correlação entre a produção de óleo essencial de
Mentha piperita e a temperatura ambiente e a umidade
da planta.
A avaliação do teor de umidade das plantas
cultivadas em hidroponia também revelou ausência
de variação significativa no período das 7h às 18h,
mesmo com a temperatura ambiente variando de 18
a 27 oC (Figura 4). Essa constância no teor de umidade está relacionada ao metabolismo das plantas
com capacidade de reposição da água evapotranspirada.
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FIGURA 4. Teor de umidade de Mentha piperita e temperatura ambiente dentro da estufa de cultivo.
CONCLUSÃO
Essa pesquisa confirmou que, estatisticamente
o melhor horário de colheita da Mentha piperita,
visando obter o maior teor de óleo essencial é entre 7
e 12h. Essa informação coincide com o horário de
colheita utilizado por produtores, entre 7 e 9h.
O óleo essencial da M. piperita com 50 dias de
cultivo apresentou as seguintes variações em seus
constituintes químicos ao longo do dia: mentona (3442%), mentofurano (24-30%), pulegona (14-22%), mentol
(5-8%), acetato de mentila (3-7%), 1,8-cineol (2-3%) e
limoneno (0,6-7%). O alto teor de mentona e o baixo teor
de mentol podem ser atribuídos à idade da planta.
Estatisticamente observa-se ausência de
correlação entre a produção de óleo essencial de
Mentha piperita cultivada em hidroponia, à temperatura
ambiente, e a umidade da planta.
AGRADECIMENTO
À Coordenação de Aperfeiçoamento de
Pessoal de Nível Superior – CAPES pela concessão
de bolsa de estudo de mestrado e ao Fundo de Apoio
ao Ensino e à Pesquisa – FAEP/UNICAMP pelo
financiamento do projeto.
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
ADAMS, R. Identification of essential oil
components by gas chromatography / mass
spectroscopy. Illions: Allured Publishing, 1995. p. 469.
FERRACINI, V., DA SILVA, A.G., PARAÍBA, L.C.,
LEITÃO FILHO, H.F., MARSAIOLI, A.J. Essential oil of
seven Brazilian Baccharis: A prospective approach on
their ecological role. In. P.D.S. Caligari & D.J.N. Hind
(Eds). Compositae: Biology & Utilization.
INTERNATIONAL COMPOSITAE CONFERENCE,
1994, Kew. Proceedings. Kew, 1994. v. 2, p. 467-474.
GHERMAN, C., CULEA, M., COZAR, O. Comparative
analysis of some principles of herb plants by GC/
MS. Talanta, v. 53, p. 253-262, 2000.
HÄNSEL, R., KELLER, K., RIMPLER, H.,
SCHNEIDER, G. Haagers Handbuch der
Pharmazeutischen Praxis. Berlin: Springer Verlag,
Band 5–Drogen E-O, p. 821-848. 1992.
MAFFEI, M., CANOVA, D., BERTEA, C. M.,
SCANNERINI,
S.
UV-A
effects
on
photomorphogenesis and essential oil composition
in Mentha piperita. Journal of Photochemistry and
Photobiology - B: Biology, v. 52, p. 105-110, 1999.
MASADA, Y. Analysis of Essential Oils by Gas
Chromatography and Mass Spectrometry. New
York: John Wiley & Sons. 1976.
RODRIGUES, R. A. F., QUEIROGA, C. L.,
RODRIGUES, M. V. N., FOGLIO, M. A.,
SARTORATTO, A., MONTANARI JR., Í. Study of
Variation of the Composition of the Essential Oil of
Leaves and Flowers of Achyrocline alata (D.C.) Along
a Period of the Day. Journal of Essential Oil
Research, v. 14, p. 280-281, 2002.
VOIRIN, B., BRUN, N., BAYET, C. Effects of
Daylength on the Monoterpene Composition of Leaves
of Mentha x piperita. Phytochemistry, v. 29, n. 3, p.
749-755, 1990.
Rev. Bras. Pl. Med., Botucatu, v.8, n.4, p.108-111, 2006