Apresentação de proposta de projeto de pesquisa para exame de qualificação
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Alda Ernestina dos Santos
23/10/20141
Universidade Federal do Rio de JaneiroInstituto de Pesquisas de Produtos Naturais
Composição química e atividade inseticida dos óleos voláteis das folhas de Eucalyptus
spp. utilizadas pela população de Luz-MG no combate à dengue
Projeto de Pesquisa para Exame de Qualificação
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INTRODUÇÃO Óleos voláteisCaracterísticas
� Plantas aromáticas (Asteraceae, Poaceae, Lamiaceae, Myrtaceae, Zingiberaceae,Pinaceae, Apiaceae, Cupressaceae)
� “Produto obtido a partir de matéria prima vegetal p or hidrodestilação ou destilação por arraste a vapor; ou partir do epicar po de espécies de Citrus por processo mecânico” (Norma ISO 9235.2)
� Produzidos por estruturas secretoras especializadas
� Geralmente líquidos voláteis, lipossolúveis, incolo res e menos densos que a água
� Funções diversas nos vegetais
� Cerca de 20-60 componentes (majoritário(s) com 20-7 0% de abundância)
� Predominância de terpenos principalmente monoterpen oides (90%) esesquiterpenoides
Bakalli et al . (2008); Schmidt (2010); Vitti & Brito (2003); Fra nz & Novak (2010)
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INTRODUÇÃO Óleos voláteisTerpenos
Figura 1: Exemplos de terpenos componentes de óleos voláteis diversos
Monoterpenos
O
O
CitronelalCymbopogon winterianus
NeralCitrus x limon
PulegonaMentha pulegium
Dewick (2002)
O
ThujonaArtemisia absinthium
α-felandrenoZingiber officinale
OH
MentolMentha x piperita
Sesquiterpenos
O
α-bisabolenoOriganum vulgare
α-gurjunenoAchyrocline satureoides
α-humulenoHumulus lupulus
β-cariofilenoCinnamomum zeylanicum
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INTRODUÇÃO Óleos voláteisAtividade sobre insetos
� Atividade inseticida e/ou repelente� Atividade sobre Aedes , Anopheles e Culex� Óleo de citronela – 1901 até 1940� Citronela, limão e eucalipto – repelentes de uso tóp ico recomendados pela US Environmental
Protection Agency
Menos tóxicos para os organismos não alvosGeralmente não induzem à resistênciaMenor ecotoxicidade
Mecanismos de ação não são bem estabelecidosCurto período de ação devido à alta volatilidade
Toxicidade aguda em ratosOral: LC 50 = 2170-3664 mg/KgInalação: LC 50 = 5.95 mg/LDérmica: LC 50 = 4280 mg/Kg
Toxicidade aguda em ratosOral: LC 50 = 4200 mg/KgInalação: LC 50 = 7.05 mg/LDérmica: LC 50 = 5000 mg/Kg
Nerio et al . (2010); Katz et al . (2008); George et al . (2014); Knaak & Fiuza (2010)
N
O
DEETN,N- dietil- m-toluamida
5
INTRODUÇÃO EucalyptusCaracterísticas
Figura 2 : E. pilularis em área de cultivo
� Myrtaceae; cerca de 700 espécies; origem Australian a� Eucalyptus = eu, “bem” + kalyptós , “coberto”� Fácil adaptação climática; cultivado em todo o mund o (madeira e óleos voláteis)� Árvores de grande porte e odor característico� Grande interesse comercial (indústrias farmacêutica e alimentícia e da perfumaria)� 1855 - introdução de E. globulus no Brasil
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http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Starr_020203-0027_Eucalyptus_pilularis.jpg
Zrira et al . (2004); Cheng et al . (2009); Vitti & Brito (2003)
Figura 3 : Frutos secos de E. pilularis
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INTRODUÇÃO EucalyptusÓleos voláteis
Zrira et al . (2004); Doran (1991) Brooker & Kleinig (2006)
� Folhas, cascas, brotos e frutos� Apenas 200 espécies avaliadas quanto à composição qu ímica� Mistura de 50-100 componentes, principalmente monot erpenos
O
1,8-cineolE. globulus
β-ocimenoE. curtisii
β-pinenoE. tenuipes
α-pinenoE. rubiginosa
α-thujenoE. alba
OH
globulolE. camaldulensis
OH
espatulenolE. alba
germacreno DE. varia
OH
trans -nerolidolE. deglupta
Figura 4: Exemplos de terpenos componentes dos óleo s voláteis de Eucalyptus spp.
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INTRODUÇÃO EucalyptusÓleos voláteis
Tabela 1: Compostos majoritários observados em Eucalyptus spp. Coletadas em regiões diversas
Classificação quanto à composição
� Medicinais – 1,8-cineol como majoritário (acima de 70%); produt os farmacêuticos� Industriais – felandreno ou piperitona; desinfetantes, obtenção do timol e mentol� Perfumaria – citral ou citronelal; essências
Tapondjou et al ., (2005)Camarões39.5αααα-pinenoE. saligna
Medhi et al ., (2010)Irã69.51,8-cineolE. camaldulensis
Vilela et al ., (2009)Brasil89.91,8-cineolE. globulus
Elaissi et al ., (2011)Tunísia54.01,8-cineolE. citriodora
Ribeiro et al ., (2013)Brasil72.9(+) - limonenoE. staigeriana
Grbovic et al ., (2010)Montenegro28.6p-cimenoE. camaldulensis
Oyedeji et al ., (1999)Nigéria32.9αααα- thujenoE. alba
Zrira et al ., (2004)Marrocos87.81,8-cineolE.cinerea
Brophy et al ., (2009)Austrália31.0ββββ-pinenoE. tenuipes
Cheng et al ., (2009)Taiwan22.52αααα-pinenoE. camaldulensis
ReferênciaPaís da coleta(%)Composto Espécie
Bizzo et al . (2009)7
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INTRODUÇÃO EucalyptusAtividade inseticida e repelente
Tabela 2: Atividade de Eucalyptus spp. sobre espécies diversas de insetos
Maciel et al . (2010) ; Batish et al . (2008)
� Potencialidade como inseticida e/ou repelente
� Baixa toxicidade para mamíferos
� Facilidade de obtenção
A. aegypti
Larvicida
Adulticida
Repelente
Manimaran et al ., (2013)Aedes aegyptiLarvicidaE. globulus
Alzogaray et al ., (2011)Blattella germanicaNinficidaE. dunnii
Yang et al ., (2004)Pediculus humanusOvicidaE. globulus
Lucia et al ., (2009)Aedes aegyptiFumiganteE. grandis
Kumar et al ., (2012)Musca domesticaPupicidaE. globulus
Medhi et al ., (2010)Anopheles stephensiLarvicidaE. camaldulensis
Sritabutra & Soonwera (2013)Aedes aegyptiRepelenteE. citriodora
Roh et al ., (2013)Tetranychus urticaeRepelenteE. elata
Jemâa et al ., (2013)Ectomyelois ceratoniaeAdulticidaE. camaldulensis
ReferênciaEspécie alvoAtividadeavalidada
Espécie
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10
INTRODUÇÃO Dengue
Figura 5: Municípios brasileiros infestados com A. aegypti
OMS (2002) ; Barreto & Teixeira (2008)
� Presente em mais de 100 países� 50-100 milhões de casos anuais� 2,5 bilhões de pessoas em áreas de risco� Aedes aegypti – DENV-1; DENV-2, DENV-3 e DENV-4� Controle – inseticidas sintéticos e campanhas de sen sibilização
http://noticias.r7.com/saude/noticias/numero-de-mor tes-por-dengue-20100711.html
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INTRODUÇÃO Luz-MG
Tabela 3: Casos de dengue notificados no Brasil, Mi nas Gerais e Luz entre 2009-2013
IBGE (2006) ; IBGE (2010)
� 17.486 habitantes � Agricultura e pecuária� Cultivo de Eucalyptus spp. (fonte de madeira)� 693 hectares de área plantada� 35.000 toneladas anuais� Espécies mais cultivadas: E. pellita , E. pilularis , E. paniculata e E. saligna� Uso popular das folhas (sub produto) no combate ao Aedes aegypti
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Geral
OBJETIVOS
Estudo da composição química dos óleos voláteis das folhas de E. pilularis , E. pellita e E. saligna , bem como avaliação de sua atividade sobre Aedes aegypti
Específicos
I) Obtenção dos óleos voláteis através da hidrodestila ção
II) Análise da composição química por CGAR-EM
III) Determinação das propriedades físicas dos óleos o btidos
IV)Avaliação da atividade sobre ovos, larvas, pupas e insetos adultos de A. aegypti
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JUSTIFICATIVA
I) Grande interesse científico e popular sobre Eucalyptus spp.
II) Potencial dos óleos voláteis como fonte de subs tâncias inseticidas e/ou repelentes
III) Escassez de estudos químicos com E. pilularis , E. pellita e E. saligna
IV) Importância de agregar valor aos sub-produtos d estas espécies
V) Necessidade da busca por alternativas no control e de Aedes aegypti
VI) Relevância de estudos que visem à confirmação ci entífica das propriedades relatadas pelo uso popular de espécies vegetais
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METODOLOGIA
Coleta das folhasE. pilularis, E. pelitta, E. saligna
Secagem à sombra 5 dias
Óleos voláteisComposição química e qualidade
Hidrodestilação
IdentificaçãoBotânica
Prof. Cassia Sakuragui
Análise por CGAR-EM
Clevenger por 3 horas
Controle de qualidade
Óleo volátil
Coluna: DB-5 ms (25m x 0.25mm x 0.25 µm)Injetor: 260°C; Detector: 290°C; 1 mL/min.60-290°C (3°C/min)
NIST 21 e NIST 107; Índice de Kovats; Adams (2007)
Densidade relativa – picnômetro (20°C)Rotação óptica – polarímetro Acatec PD-5000Índice de refração – refratômetro de Abbe 2WAJTeor de 1,8-cineol – CGAR-EM
ISO 3044Densidade relativa (20°C) = 0,858 – 0,877Rotação óptica (20°C) = (-2) a (+4)Índice de refração = 1,4500 – 1,4590Teor de 1,8-cineol > 70%
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METODOLOGIA
Colônia de cultivo
10-12 dias
Óleos voláteisAtividade sobre A. aegypti
Ovos
Larvas
Ovos A. aegyptiInstituto de Biologia
do Exército
Atividade ovicida (48 horas)12.5 – 150 ppm
tiras com 100 ovos(-) tween 80 (0,01%)
Atividade larvicida (24 horas)25 – 200 ppm
25 larvas de 3° estádio(+) temefós (6ppm); (-) tween 80 (0,01%)
Pupas
Atividade pupicida (24 e 48horas)75 – 250 ppm
25 pupas recém emergidas(+) temefós (6ppm); (-) tween 80 (0,01%)
Fêmeas adultas
Atividade adulticida (24 horas)150 – 500 ppm
20 fêmeas (5-6 dias de idade)60 min. exposição kit OMS
(+) dichlorvos (0,8 ppm)
Atividade repelente 0.5, 1 e 2 mg/cm 2
50 fêmeas (4-8 dias de idade)(+) OFF! (SC Johnson)
Análise estatísticamédia ± desvio padrão, % de mortalidade, % de proteç ão
LC50 e LC90 por análise de ProbitAnova – teste de Tukey 5% significância 14
Govindarajan et al. (2011)
OMS (2005)
Panneerselvam et al. (2011)
OMS (1981)OMS (2009)
Resultados Esperados
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� Conhecer a composição química dos óleos voláteis
� Resultados experimentais X uso popular; agregar val or às folhas
� Controle de qualidade. Interesse comercial?
� Avaliação em diferentes estágios de desenvolvimento = resultados mais completos
� Atividade larvicida – análise por MEV, possíveis mod ificações estruturais
� Atividade adulticida – análise da composição química do vapor do óleos empregando HS-SPME CG-EM
� Atividade repelente – análise da atividade repelente das velas produzidas com o sumo das folhas de Eucalyptus spp.
Perspectivas
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Equipe Envolvida
Identificação botânica das espécies
Profª. Cássia M. Sakuragui – IB/UFRJ
Química
Prof. Ricardo M. Kuster – IPPN/UFRJ
Msc Alda Ernestina dos Santos
Atividade BiológicaProfª. Naomi Kato Simas – FF/UFRJ
Celso Evangelista dos Santos – IPPN/UFRJ
Alunos Mestrando – 1 aluno
Iniciação científica – 2 alunos
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Orçamento Material de consumo
Quadro 1: Gastos com material de consumo
R$ 671,50Gasto total com material de consumo
10,45500 g10,45Cultivo dos insetosSacarose
100,00-100,00DiversasMaterial de escritório
109,002 ml109,00CromatografiaPadrão de n-alcanos
33,70250 g33,70Tratamento dos óleosNa2SO4 anidro
12,606 Pcts. 100 unid.2,10Teste larvicidaCopos descartáveis
64,00Pct. 1000 unidades64,00Testes biológicosPonteiras micropipeta
24,80Pct. 100 unidades24,80Cultivo dos insetosPipetas descartáveis
7,95500 g7,95Cultivo dos insetosRação canina
48,003 unidades16,00Testes biológicosRack para tubos
53,00Pct. 500 unidades53,00Testes biológicosTubos eppendorf
90,002 x 50 mL45,00Testes biológicosTween 80
18,00200 mL18,00Teste de repelênciaOFF! spray
95,00250 mg95,00Teste larvicidaTemephos
50,00250 mg50,00Teste inseticidaDichlorvos
Valor totalQuantidadeValor unitário
Finalidade Material
Material de consumo (valores expressos em reais)
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Orçamento Material permanente
Quadro 2: Gastos com material permanente
R$ 5761,00Total solicitado para a realização do projeto
R$ 5044,50Gasto total com material permanente
204,002102,00HidrodestilaçãoSuporte universal
74,00174,00HidrodestilaçãoTermômetro
346,001346,00HidrodestilaçãoManta aquecedora
349,001349,00HidrodestilaçãoAparato tipo Clevenger
34,5056,90Cultivo dos insetosBandeja plástica
158,001158,00Det. da densidadePicnômetro
1940,0011940,00Det. índice de refraçãoRefratômetro de Abbe
369,001369,00Coleta do material vegetalPodão e cabo extensor
1200,003400,00Testes biológicosMicropipeta monocanal
370,001370,00Testes biológicosAgit. tubos tipo vórtex
Valor totalQuantidadeValor unitário
Finalidade Material
Material permanente (valores expressos em reais)
Cronograma de Execução
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XXXXXElaboração de artigos e relatórios científicos
XXXXApresentação em eventos científicos
XXXXXAnálise dos resultados obtidos
XXXAvaliação das atividades inseticida e repelente
XXImplementação da colônia de A. aegypti
XXXAnálise da composição química dos óleos
XXDeterminação das propriedades físico químicas
XXObtenção dos óleos voláteis das folhas
XColeta e identificação de Eucalyptus spp.
XPesquisa e levantamento bibliográfico
87654321
TRIMESTRESATIVIDADE
Quadro 3: Cronograma de execução
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA
20
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BATISH, D.R.; SINGH, H.P.; KOHLI, R.K.; KAUR, S. Eu calyptus essential oil as a natural pesticide. Forest Ecology and Management, v. 256, n. 12, p. 21 66–2174, 2008.
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UMA BREVE HISTÓRIA DA MEDICINA
Doutor eu tenho uma dor ...
2000 a.C. - Aqui, coma essas raízes.1000 d.C. - Raízes são pagãs, reze.1850 d.C. - Rezas são superstição, beba essa poção.1940 d.C. - Essa poção é inútil, tome essa pílula.1985 d.C. - Essa pílula é inócua, tome esse antibióti co.2000 d.C. - Antibiótico é artificial, coma essa raiz.
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