Determinação do rendimento e atividade antimicrobiana do óleo essencial de Cymbopogon citratus (DC.) Stapf em função de sazonalidade e consorciamento

Assessment of the yield and antimicrobial activity of Cymbopogon citratus (DC.) Stapf essential oil in relation to the seasonality and cultivation in consortium

ARTIGO

Determinação do rendimento e atividade antimicrobiana do óleo essencial de Cymbopogon citratus (DC.) Stapf em função de sazonalidade e consorciamento

Assessment of the yield and antimicrobial activity of Cymbopogon citratus (DC.) Stapf essential oil in relation to the seasonality and cultivation in consortium

Adriana Santos^I; Rafael Henrique Paduan^I; Zilda Cristiani Gazin^I; Ezilda Jacomassi^I; Pérsio Sandir D' Oliveira^II; Diógenes Aparício Garcia Cortez^III; Lúcia Elaine Ranieri Cortez^{II, *}

^ICurso de Farmácia, Universidade Paranaense, Praça Mascarenhas de Moraes, 4282, 87502-210, Umuarama-PR, Brasil

^IICurso de Farmácia, Centro de Ensino Superior de Maringá, Av. Guedner, 1610, Maringá-PR, Brasil

^IIIDepartamento de Farmácia e Farmacologia da Universidade Estadual de Maringá, 87020-900 Maringá-PR, Brasil

RESUMO

O óleo essencial de Cymbopogon citratus cultivado em canteiro único e consorciado com Achillea millefolium, foi obtido por arraste a vapor e o rendimento de óleo em observação sazonal, tendo como parâmetros a temperatura, índices pluviométricos e período de coleta. Os melhores rendimentos foram observados para período matutino em dias com altas temperaturas e altos índices pluviométricos. A análise microbiana do óleo essencial de C. citratus foi determinada pela técnica de microdiluição em caldo (MIC) contra as leveduras Candida albicans e C. tropicali, e para as bactérias Escherichia coli, Sthaphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa. Os óleos essenciais obtidos do canteiro único e consorciado apresentaram atividade moderada frente às leveduras testadas (0,63 - 1,25 mg/mL). Para as bactérias, o óleo essencial da planta cultivada em canteiro único apresentou alta atividade frente ao Sthaphylococcus aureus (0,08 mg/mL), e foi inativo para as demais bactérias.

Unitermos: Cymbopogon citratus, óleo essencial, sazonalidade, atividade antimicrobiana.

ABSTRACT

The essential oil of the plant Cymbopogon citratus, cultivated separately, and also joined with Achillea millefolium L, was obtained by the process of steam distillation. The oil yield was determined through seasonal variation, having as main parameters the temperature, the pluviometer indexes and the collection time. The best results were obtained in the morning period, during high-temperature-days presenting high pluviometer indexes. The microbiological analysis of Cymbopogon citratus essential oil against leavenings (Candida albicans and C. tropicalis), and against bacteria (Escherichia coli, Sthaphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa) was determined by micro-dilution in broth (MIC). The essential oils cultivated separately, and joined with Achillea millefolium L., presented moderate activity in relation to the tested yeasts (0.63 – 1.25 mg/mL^-1). Regarding bacteria, the essential oil of the plant cultivated separately presented high activity in relation to Sthaphylococcus aureus (0.08 mg/mL). On the other hand, the oil revealed to be inactive against other bacteria.

Keywords: Cymbopogon citrates, essential oil, seasonal, antimicrobial activity.

INTRODUÇÃO

A espécie Cymbopogon citratus (DC) Stapf é originária da Índia e encontra-se difundida em vários países e aclimatada nas regiões tropicais do Brasil. É muito resistente às variações do solo e clima, porém os solos argilosos ou sílico-argilosos são os que oferecem melhores condições para o seu desenvolvimento (Akisue et al., 1996). Não suporta região muito fria, sujeita a geada, porém rebrota na primavera (Correa et al., 1991). As condições climáticas ideais para o seu desenvolvimento são calor e clima úmido com plena exposição solar e chuvas uniformemente distribuídas (Ortiz et al., 2002).

É uma espécie herbácea pertencente à família Poaceae (Lorenzi & Matos, 2002), com longas folhas aromáticas, estreitas, agudas e ásperas e com nervura central proeminente (Craveiro et al., 1981). É conhecida nacionalmente como capim-cidreira, capim-limão, capim-santo ou capim-cidrão, e internacionalmente como lemongrass (Leal et al., 2003).

Apresenta atividade farmacológica para vários distúrbios, tais como insônia, nervosismo, má-digestão, flatulência além de antiespasmódico de tecidos uterinos e intestinais, diaforético, antitérmico, diurético, antialérgico e analgésico (Akisue et al., 1996; Ming et al., 1996). Sousa et al. (1991) relataram suas propriedades inseticidas, principalmente larvicida e repelente de insetos. Na agricultura tem sido empregada em curvas de nível das lavouras (Leal et al., 2003). Das folhas frescas extrai-se por arraste a vapor um óleo essencial de cor amarela, sabor picante e aroma agradável (Almeida, 1993). Dados experimentais demonstraram que o rendimento e a composição do óleo essencial de plantas medicinais como da Achillea millefolium L podem ser influenciados por fatores, como: parte da planta utilizada para extração do óleo, idade da planta, época de colheita e condições ambientais (Scheffer, 1998).

O óleo essencial extraído de C. citratus tem como principal componente o citral composto pela mistura dos isômeros geranial e neral (65-80%) (Leal et al., 2003), além de limoneno, citronelal, mirceno e geraniol. (Guerra et al., 2000

A maior importância econômica do C. citratus é a produção do óleo essencial que é largamente utilizado na indústria de alimentos, cosmética e química (Costa et al., 2005). O citral é matéria prima de importantes compostos químicos denominados iononas, utilizados na perfumaria e na síntese da vitamina A (Martins et al., 2004). ). A adulteração de óleos essenciais tem sido uma prática constante e a determinação dos índices físicoquímicos de densidade, rotação ótica e índice de refração são de extrema importância para detectar adulterações, muito comuns na comercialização dos óleos essenciais.

As atividades antimicrobianas e antifúngica do óleo essencial de C. citratus foram atribuída ao citral (Guerra et al., 2000). O mirceno não apresentou atividade antimicrobiana, mas, quando associado ao citral potencializou seu efeito (Onawunmi et al., 1984).

A escolha do C. citratus consorciado com a A. millefolium deveu-se ao fato de serem plantas muito semelhantes quanto ao cultivo: tipo de solo, luminosidade, plantio; e por serem cultivadas durante todo o ano. De acordo com Scheffer (1998) a A. millefolium vegeta espontaneamente em qualquer tipo de solo, desde que bem drenado.

O objetivo do presente trabalho consistiu na determinação dos índices físico-químicos, do rendimento do óleo essencial de C. citratus tendo como parâmetros o cultivo em canteiro único e o cultivo em canteiro consorciado com Achillea millefolium L., a sazonalidade, avaliando a época de coleta, os índices pluviométricos e a temperatura e o horário da coleta (manhã, início da tarde e final da tarde). Também foi determinada a atividade antimicrobiana do óleo essencial de C. citratus cultivado em canteiro único e consorciado.

MATERIAL E MÉTODOS

Análise e correção do Solo

As amostras de solo para análise foram coletadas em duas partes dos canteiros, a uma profundidade de 20 cm em diferentes pontos resultando em duas amostras compostas (amostras 1 e 2). A análise do solo foi realizada no Laboratório de Solos-Integrante Cela-PR do Departamento de Agronomia do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Estadual de Maringá. A calagem foi realizada conforme resultado da análise química do solo. Os valores de pH e as concentrações dos elementos químicos encontrados no solo estão nas Tabelas 1 e 2 em resultados.

Plantio e adubação

C. citratus foi cultivado no Horto de Plantas Medicinais da Universidade Paranaense -UNIPAR, Umuarama -Paraná em 01/09/2004 e a exsicata depositada no Herbário Educacional da Universidade Paranaense (HEUP) sob o nº 1897. O cultivo foi realizado em canteiro único e em canteiro consorciado com A. millefolium. O plantio foi realizado por meio de divisão de touceiras (Correa Júnior et al., 1991). O solo foi adubado com adubo orgânico (esterco de gado e humus de minhoca, na proporção 2/1). As mudas foram distribuídas num espaçamento de vinte centímetros. As folhas foram colhidas manualmente no início da manhã (08:00 às 09:00 horas), ao meio do dia (12:00 às 13:00 horas) e ao fim da tarde (17:00 às 18:00 horas), no período de 12/07/2005 até 26/06/2006. Posteriormente à colheita, as folhas in natura foram fragmentadas com uma tesoura entre 1 a 2 cm de espessura e submetidas à destilação.

Extração do óleo essencial

Os óleos foram obtidos por arraste a vapor com utilização de um aparelho tipo Clevenger modificado (Rasooli & Mirmostafa, 2003; Adams et al., 2004; Gazim, 2005).

Foram utilizadas 75 g de folhas e 500 ml de água destilada de C. citratus em cultivo único e consorciado com A. millefolium nos três períodos de coleta. O tempo de destilação foi de 2 h e o óleo retirado com hexano foi filtrado com Na2SO4 anidro (Simões & Spitzer, 2001), armazenado em frascos âmbar, sob refrigeração e aberto para evaporação do hexano.

Após a total evaporação do solvente foi feita a pesagem de cada extração para calcular o rendimento dos óleos obtidos. Os dados obtidos foram submetidos à análise estatística, teste de média (Tukey 5%), pelo programa de computador SAEG (Sistema de Análises Estatísticas e Genéticas) da Universidade Federal de Viçosa.

Determinação dos índices físico-químicos do óleo essencial

A densidade relativa foi determinada conforme a técnica descrita (Farmacopéia Brasileira, 1988). A rotação ótica foi determinada num polarímetro digital modelo WXG-4 à 20 ºC (Farmacopéia Brasileira, 1988). Os índices de refração foram determinados em refratômetro do tipo ABBE, modelo RL3, marca PZO warszawa à 20 ºC (Farmacopéia Brasileira, 1988).

Microrganismos utilizados

Foram utilizadas duas espécies de leveduras (Candida albicans e C. tropicalis) obtidas de material clínico humano, isoladas de candidíase vulvovaginal (CVV), e utilizados três espécies de bactérias de referência (Escherichia coli ATCC-8739, Pseudomonas aeruginosas ATCC-9027 e Staphylococcus aureus ATCC-6538).

Determinação da concentração inibitória mínima (CIM)

A concentração inibitória mínima das diferentes concentrações do óleo essencial diluídos em dimetilsulfóxido (DMSO) à 5% foi determinada pela técnica de microdiluição em caldo Mueller-Hinton para bactérias e em caldo Sabouraud para fungos (NCCLS, 1997; 2000). Os inóculos foram preparados nos mesmos meios, a densidade ajustada para o tubo 0,5 da escala McFarland (10⁶ para levedura, e 10⁸ para bactérias) e diluídas 1:10 para o procedimento de microdiluição. As microplacas foram incubadas a 37°C por 24 horas. O CIM foi realizado em triplicata e definido como a menor concentração do óleo essencial que não demonstra crescimento microbiano visível.

Análise estatística

Os dados obtidos foram submetidos à análise estatística, teste de média (Tukey 5%), pelo programa de computador SAEG (Sistema de Análises Estatísticas e Genéticas) da Universidade Federal de Viçosa.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Nos meses de setembro e outubro de 2005 e abril de 2006, onde o índice pluviométrico e temperatura foram mais elevados, ocorreu um maior rendimento de óleo essencial, quando comparados aos meses de julho e agosto de 2005 e março e maio de 2006, em que ocorreram menos chuvas e maior variação da temperatura (Tabela 3). Os dados obtidos estão de acordo com Ortiz e colaboradores (2002) que ao relacionar os rendimentos do óleo essencial com as variações de temperatura, verificaram que o aumento ou diminuição desta tem influência direta no rendimento do óleo, o mesmo ocorrendo com a umidade do solo e com Nascimento e colaboradores (2003).

Com relação à consorciação do C. citratus com A. millefolium, verificou-se que os rendimentos em função de temperatura e umidade foram os mesmos observados no canteiro único (Tabela 4).

Analisando o rendimento do óleo essencial cultivado em canteiro único com o consorciado com a A. millefolium (Figura 1), verificou-se que o consorciado apresentou um maior rendimento. Justifica-se o aumento do rendimento a um provável efeito alelopático descrito por Maraschin(2004)que caracteriza num mecanismo de interação bioquímica entre vegetais, sendo considerado uma forma de adaptação química defensiva das plantas, além de ser um fator de estresse ambiental para muitos vegetais. Corrêa Junior e colaboradores (1998), também relatam a influência da alelopatia de mil folhas sobre plantas aromáticas, favorecendo a produção do óleo essencial destas.

Em função do horário, verificou-se que o óleo extraído da planta coletada no período da manhã obteve um maior rendimento em relação aos outros períodos (início da tarde e final da tarde). Os resultados obtidos no presente trabalho corroboram os obtidos por Nascimento e colaboradores (2003) que relataram que os maiores teores de óleo essenciais ocorrem no período da manhã.

Akisue e colaboradores (1996) estudaram durante um ano C. citratus e relataram que neste período a densidade do óleo essencial variou de 0,9120 à 0,9853. Comparando esses valores com os obtidos no presente experimento, observou-se que a densidade do óleo essencial consorciado foi maior, provavelmente devido ao modo de cultivo.

Os índices de refração obtidos para o óleo de C. citratus (Tabela 5) estão de acordo com o da literatura que variou de 1,480 a 1,493 (Correra Junior et al. 1991).

Os resultados das CIMs do óleo essencial de C. citratus testado em leveduras e bactérias estão descritos na Tabela 6.

As duas amostras de leveduras isoladas de candidíase vulvovaginal (CVV) responderam a concentração de óleo de C. citratus consideradas com atividades moderada, três foram sensíveis a 1,25 mg/mL e uma a 0,63 mg/mL. A concentração inibitória mínima (CIM) para as leveduras (C. albicans e C. tropicalis) encontrada é muito próxima da considerada moderada de acordo com estudos de Duarte e colaboradores (2005), que estudaram a atividade antimicrobiana de vários óleos essenciais frente a diversos microrganismos e propuseram valores que têm sido considerados como referência e que seguem a seguinte interpretação: inibição alta - MIC até 0,5 mg/mL; inibição moderada - MIC entre 0,6 e 1,55 mg/mL; inibição baixa - MIC acima de 1,65 mg/mL.

O resultado obtido é promissor e estimula estudos mais aprofundados a fim de confirmar esse comportamento em maior número de leveduras, além da possibilidade do uso dessa planta no controle ou tratamento da CVV que ainda é um dos grandes problemas da prática clínica em ginecologia (Sobel, 1996).

As três cepas bacterianas testadas apresentaram diferenças quanto à CIM o óleo essencial produzido em canteiro único apresentou alta inibição (0,08 mg/mL) para a bactéria S. aureus, enquanto que para P. aeruginosa e E. coli apresentou baixa atividade antimicrobiana (1,25 mg/mL e 0,63 mg/mL respectivamente).

O óleo essencial de C. citratus produzido em canteiro consorciado com a A. millefolium apresentou baixa atividade para S. aureus e P. aeruginosa (0,63 mg/mL e 2,50 mg/mL respectivamente), e moderada (0,32 mg/mL) para E. coli.

A atividade antimicrobiana determinada pela CIM mostra que o óleo essencial do C. citratus cultivado em canteiro único possui ação efetiva contra o S. aureus, podendo-se sugerir o desenvolvimento de formulações antimicrobianas contra este agente patogênico.

CONCLUSÃO

Através dos resultados de rendimento obtidos, observou que os maiores valores foram obtidos das plantas cultivadas em consorciação com A. millefolium no período da manhã, em épocas de temperaturas e umidades elevadas, sendo que a época de colheita, variação climática e condições de cultivo influenciam na quantidade de óleo essencial.

O óleo analisado foi efetivo contra leveduras e bactérias, sugerindo novos estudos com o intuito de desenvolver formulações antimicrobianas, com produtos naturais, substituindo os princípios ativos antimicrobianos químicos que provocam efeitos colaterais e conseqüentemente minimizar as resistências destes nos organismos.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem a Universidade Paranaense (UNIPAR), pela bolsa de iniciação científica.

Received 27 July 2007; Accepted 2 March 2009

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  01 Set 2009
• Data do Fascículo
  Jun 2009

Histórico

• Aceito
  02 Mar 2009
• Recebido
  27 Jul 2007