Pesquisa
Substratos no cultivo de hortelã: crescimento, fitoquímica e atividades biológicas
Mestrado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Gilcielen de Oliveira Carreiro
Orientador: Odair Alberton
Defendido em: 23/02/2024
Resumo
Mentha piperita é uma espécie medicinal amplamente conhecida e utilizada, possuindo várias aplicações na indústria de fragrâncias, alimentos e medicamentos além do uso na medicina popular. Produz óleo essencial de odor agradável e característico que é utilizado em diversos produtos comerciais. O cultivo de M. piperita no Brasil é realizado com baixa aplicação de tecnologias o que pode impactar na produtividade e qualidade do material vegetal produzido. Deste modo, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a utilização de substratos alternativos aos fertilizantes industriais, com finalidade de proporcionar melhor crescimento do cultivar com menores prejuízos ambientais, e também aprimorar o desenvolvimento da planta e rendimento do óleo essencial (OE). Para implantação do experimento de campo foram aplicados três tipos de tratamentos ao cultivar, sendo o primeiro grupo o controle (T1), composto de solo corrigido, no segundo grupo (T2) foi utilizado solo, vermicomposto, vermiculita (1:1:1) v/v + 200 g m-² de pó de rocha por vaso e no terceiro grupo (T3), solo e esterco bovino (1:1) v/v. A cada 30 dias de cultivo foram aferidos índices de concentração de nitrogênio (N) e clorofila, bem como número de folhas, estolões e comprimento da parte aérea. Após 90 dias do plantio e coleta do material foi realizada secagem e avaliação dos macros e micronutrientes das folhas e raízes e produção dos extratos para avaliação da atividade antioxidante, análise da atividade enzimática da fenilalanina amônia liase (FAL), determinação de compostos fenólicos e antocianinas, extração do óleo essencial (OE), rendimento e análise da composição química dos OEs. Os substratos foram submetidos a análise físico, química e enzimática. Observou-se que os tratamentos T2 e T3 apresentaram maior número de folhas, sendo que neste último foi detectado maior massa fresca e seca da parte aérea, maior concentração de N e maior relação C/N. No T2 foi observado maior teor de K⁺, maior relação massa aérea/raiz, aumento da atividade da Arilsulfatase. O composto majoritário dos OEs analisados foi a carvona ou L-carvona sendo o T1 com 34,18% de L-carvona e 31,73% de carvona, T2 com 51,33% de carvona e T3 com 72,31% de L-carvona. O rendimento do OE não apresentou diferença significativa sendo 1,23% no T3, 1,17% no T2 e 1,00% no T1. A concentração de antocianinas foi superior no T3 (9,06 mg 100 g-1 massa fresca) seguido do T2 e T1 (7,39 e 7,08 mg.100 g-1 massa fresca, respectivamente). A atividade antioxidante (DPPH) no T1 e T2 não diferiram significativamente (3,98 e 2,96% respectivamente) seguido do T3 (2,13%) que não diferiu do T2. Para os compostos fenólicos o T1 demonstrou concentração de 687,65 mg em equivalente de ácido gálico (EAG) 100 g-1, T2: 382,75 mg EAG 100 g-1 e T3: 325,25 mg EAG 100 g-1. A atividade antioxidante pelo método de oxidação do β-caroteno apresentou-se elevada e foi significativamente maior no T2 e T1 (98,59% e 96,25% respectivamente) do que no T3 (93,36%). Já a atividade da enzima FAL foi superior no T3 (0,61 g L-1), seguido do T2 (0,39 g L-1) e com menor expressão o T1 (0,3 g L-1). Quanto à produtividade da biomassa fresca e seca, observou-se que o tratamento do solo com esterco bovino (T3) possui maior potencial. Portanto, torna-se uma opção mais vantajosa para o cultivo de M. piperita em comparação com o uso exclusivo de solo corrigido (T1) ou a combinação de solo com vermiculita, pó de rocha e vermicomposto (T2).
Palavras-chave
Mentha piperita; Cultivo orgânico; Carvona; Germacreno; Solo
Title
Substrates in mint cultivation: growth, phytochemistry, and biological activities
Abstract
Mentha piperita is a widely known and used medicinal specie, with various applications in the fragrance, food, and pharmaceutical industries, as well as in traditional medicine. It produces an essential oil with a pleasant and characteristic odor that is used in various commercial products. The cultivation of M. piperita in Brazil is carried out with low application of technologies, which can impact the productivity and quality of the plant material produced. Thus, the aim of this study was to evaluate the use of alternative substrates to industrial fertilizers, in order to provide good growth of the cultivar with lower environmental impacts, and to improve plant development and essential oil yield. For the implementation of the field experiment, three types of treatments were applied to the cultivar. The first group was the control (T1), composed of corrected soil, the second group (T2) used soil, vermicompost, vermiculite (1:1:1) v/v + 200 g m-² of rock powder per pot, and the third group (T3) used soil and bovine manure (1:1) v/v. Every 30 days of cultivation, nitrogen (N) concentration and chlorophyll levels were measured, as well as the number of leaves, stolons, and aerial part length. After 90 days of planting and material collection, drying was performed, and macronutrients and micronutrients of the leaves and roots were evaluated. Extracts were produced to assess antioxidant activity, enzymatic activity of phenylalanine ammonia lyase (PAL), determination of phenolic compounds and anthocyanins, essential oil extraction (EO), yield, and analysis of EO chemical composition. The substrates were subjected to physicochemical and enzymatic analysis. It was observed that treatments T2 and T3 presented a higher number of leaves, with the latter showing higher fresh and dry mass of the aerial part, higher N concentration, and higher C/N ratio. T2 exhibited a higher K⁺ content, higher aerial/root mass ratio, and increased Arylsulfatase activity. The major compound in the analyzed EOs was carvone or L-carvone, with T1 containing 34.18% L-carvone and 31.73% carvone, T2 containing 51.33% carvone, and T3 containing 72.31% L-carvone. EO yield did not show significant differences, with 1.23% in T3, 1.17% in T2, and 1.00% in T1. Anthocyanin concentration was higher in T3 (9.06 mg 100 g-1 fresh mass), followed by T2 and T1 (7.39 and 7.08 mg 100 g-1 fresh mass, respectively). Antioxidant activity (DPPH) did not differ significantly between T1 and T2 (3.98% and 2.96%, respectively), followed by T3 (2.13%), which did not differ from T2. For phenolic compounds, T1 showed a concentration of 687.65 mg gallic acid equivalent (GAE) 100 g-1, T2: 382.75 mg GAE 100 g-1, and T3: 325.25 mg GAE 100 g-1. Antioxidant activity by the β-carotene oxidation method was high and significantly higher in T2 and T1 (98.59% and 96.25%, respectively) than in T3 (93.36%). FAL enzyme activity was higher in T3 (0.61 g L-1), followed by T2 (0.39 g L-1), and lower in T1 (0.3 g L-1). Regarding fresh and dry biomass productivity, it was observed that soil treatment with bovine manure (T3) has greater potential. Therefore, it becomes a more advantageous option for the cultivation of M. piperita compared to the exclusive use of corrected soil (T1) or the combination of soil with vermiculite, rock powder, and vermicompost (T2).
Keywords
Mentha piperita; Organic cultivation; Carvone; Germacrene; Soil.